JPH05275316A - Formation of resist pattern - Google Patents
Formation of resist patternInfo
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- JPH05275316A JPH05275316A JP4074050A JP7405092A JPH05275316A JP H05275316 A JPH05275316 A JP H05275316A JP 4074050 A JP4074050 A JP 4074050A JP 7405092 A JP7405092 A JP 7405092A JP H05275316 A JPH05275316 A JP H05275316A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造に
用いられるレジストパターン形成方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a resist pattern used for manufacturing a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、下層レジストとしてポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ），上層レジストとしてノボラ
ック樹脂（以下ポジレジストと記す）を用いる２層レジ
ストプロセスを図２を用いて説明する。まず、図２
（ａ）に示すように、半導体基板１上に平坦化層として
ＰＭＭＡ２を塗布し、続いてポジレジスト３を塗布す
る。ここで、ポジレジスト３は、遠紫外光領域において
十分な吸収性があり、図２（ｂ）に示される上層のポジ
レジストパターン４は、遮光用マスクとして作用するた
め、図２（ｃ）に示すように、光学系を有する紫外線照
射装置によって波長２００〜２５０ｎｍの遠紫外線を全
面照射後、下層レジストをウェット現像することによっ
て、上層のパターンが光学的に転写されパターン体５が
形成される。この時、完全な密着露光になるため、ＰＭ
ＭＡ２中の光学像は極めてシャープで、ＰＭＭＡ２の現
像は非等方的に進行して段差上下で寸法差を生じないパ
ターン５を形成することができる。2. Description of the Related Art Conventionally, a two-layer resist process using polymethyl methacrylate (PMMA) as a lower layer resist and a novolac resin (hereinafter referred to as a positive resist) as an upper layer resist will be described with reference to FIG. First, FIG.
As shown in (a), PMMA 2 is applied as a planarizing layer on the semiconductor substrate 1, and then a positive resist 3 is applied. Here, the positive resist 3 has sufficient absorptivity in the far-ultraviolet light region, and the upper positive resist pattern 4 shown in FIG. 2B acts as a light-shielding mask. As shown, the upper layer pattern is optically transferred and the pattern body 5 is formed by wet-developing the lower layer resist after the far ultraviolet ray having a wavelength of 200 to 250 nm is entirely irradiated by an ultraviolet ray irradiation device having an optical system. At this time, since perfect contact exposure is performed, PM
The optical image in MA2 is extremely sharp, and the development of PMMA2 progresses anisotropically to form a pattern 5 that does not cause a dimensional difference above and below the step.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上述べた様
な多層レジストプロセスでは、実際には、下層レジスト
が上層レジストに溶解し、中間層と呼ばれる混合層を生
じる。この中間層は、未露光時はもちろん、露光された
状態においても、ポジレジスト現像液等の現像液に選択
的に溶解しないため、下層レジスト現像時に下層レジス
トが現像されないといった課題があった。However, in the multi-layer resist process as described above, the lower layer resist is actually dissolved in the upper layer resist to form a mixed layer called an intermediate layer. This intermediate layer does not selectively dissolve in a developing solution such as a positive resist developing solution not only in the unexposed state but also in the exposed state, so that there is a problem that the lower layer resist is not developed during the lower layer resist development.
【０００４】そのため、上層レジストを露光・現像し、
遠紫外光を光学系を有する紫外線照射装置を用いて照射
することにより上層レジストを露光し、上層レジストの
未露光部を形成した後、酸素プラズマにより中間層を除
去し、その後下層レジストの現像を行うことによりパタ
ーン体の形成を行っていた。Therefore, the upper layer resist is exposed and developed,
The upper layer resist is exposed by irradiating far-ultraviolet light with an ultraviolet ray irradiation device having an optical system to form an unexposed portion of the upper layer resist, then the intermediate layer is removed by oxygen plasma, and then the lower layer resist is developed. By doing so, the pattern body was formed.
【０００５】従って、紫外線照射装置を用いる工程及び
酸素プラズマエッチング処理装置を用いる工程とが必要
であり、工程数及びその工程に使用する装置数も多くな
るという課題があった。Therefore, there is a problem that a step using an ultraviolet irradiation apparatus and a step using an oxygen plasma etching processing apparatus are required, and the number of steps and the number of apparatuses used for the steps are increased.
【０００６】そこでこの発明は、これらの課題を解決し
たレジストパターン形成方法を提供することを目的とす
るものである。Therefore, the present invention has an object to provide a method for forming a resist pattern which solves these problems.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するために、レジストパターン形成に際し、半導体
を含む基体を準備し、この基体上に所定波長域の光に感
光する下層レジストを積層し、この下層レジストの上層
に前記所定波長域の光を遮光するパターン体を形成し、
この基体近傍でガスをプラズマ化させた際ガスプラズマ
から発光する前記所定波長域の光により前記下層レジス
トを露光し、前記下層レジストを現像することにより前
記基体上にレジストパターン体を形成するものである。
又、前記下層レジストとパターン体との間には、さら
に、前記所定波長域の光を遮光する中間膜や前記所定波
長域の光の照射により前記所定波長域の光が透過可能と
なる特性を有する中間膜を用いることもできる。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention prepares a substrate containing a semiconductor when forming a resist pattern, and stacks a lower layer resist sensitive to light in a predetermined wavelength range on the substrate. Then, a pattern body that blocks light in the predetermined wavelength range is formed on the upper layer of the lower layer resist,
A resist pattern body is formed on the substrate by exposing the lower layer resist with light in the predetermined wavelength range emitted from the gas plasma when the gas is made into plasma in the vicinity of the substrate and developing the lower layer resist. is there.
Further, between the lower layer resist and the pattern body, there is further provided an intermediate film that shields light in the predetermined wavelength range or a characteristic that allows light in the predetermined wavelength range to be transmitted by irradiation with light in the predetermined wavelength range. It is also possible to use an intermediate film having the same.
【０００８】[0008]
【作用】この発明は以上のように、特定のガスを用いた
ガスプラズマから発光する光により下層レジストを露光
しているので、下層レジスト表面にレジストパターン体
形成に不要な膜が存在していてもそのガスプラズマによ
りエッチングされ、その後の下層レジストの現像工程に
おいて不要膜の影響を受けることなく容易に所望のレジ
ストパターン体を得ることができる。As described above, according to the present invention, since the lower layer resist is exposed by the light emitted from the gas plasma using the specific gas, a film unnecessary for forming the resist pattern body exists on the lower layer resist surface. Is also etched by the gas plasma, and a desired resist pattern body can be easily obtained in the subsequent developing process of the lower layer resist without being affected by an unnecessary film.
【０００９】[0009]
【実施例】図１及び図３〜図５に沿って、この発明の実
施例につき説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 5.
【００１０】（実施例１）図１（ａ）〜（ｄ）は本発明
の第１の実施例の工程を示す断面図である。図１（ａ）
に示した様に半導体上に凹凸部を有する基板１４上に下
層レジスト１３として遠紫外光領域（２００〜３００ｎ
ｍ）の光に感度のあるレジスト、例えば、ＰＭＭＡやＦ
Ｈ−ＥＸ１（富士ハント製，商品名）等のエキシマレー
ザーリソグラフィー対応用のポジレジストを１．０μｍ
程度塗布し、しかる後に上層レジスト１１として、遠紫
外光領域（波長２００〜３００ｎｍ）を遮光するレジス
ト、例えばＰＦＸ−１５（住友化学製，商品名）等のｇ
線対応ポジレジスト（又はネガレジスト）やＴＨＭＲ−
ｉＮ１００（東京応化製，商品名）等のｉ線対応ネガレ
ジスト（又はポジレジスト）を０．５〜０．７μｍ程度
塗布する。この際、下層レジスト１３、例えば、ＰＭＭ
Ａ（基板に塗布後、１７０〜２００℃でホットプレート
にて５分程度ベークしている）と上層レジスト１１、例
えばＰＦＸ−１５との間で中間層（混合層）１２が形成
される。この中間層１２の膜厚は、下層レジスト１３と
上層レジスト１１の種類（特に溶媒の種類）や、下層レ
ジスト１３の塗布後の熱処理条件等によっても異なる
が、０．１〜０．２μｍ程度である。しかる後に、図１
（ｂ）に示すように、上層レジスト１３をｇ線（波長４
３６ｎｍ）又はｉ線（波長３６５ｎｍ）といった感度を
有する光で露光し、現像することにより、上層レジスト
パターン体１５を形成する。しかる後に、図１（ｃ）に
示す様に、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比＝６：４〜７：
３，Ｐｏｗｅｒ＝１００Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒ
ｒ，総ガス流量＝３０ｓｃｃｍの条件で反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）を約１〜２分間行う。中間層１２の
露出部はＲＩＥにより異方性を持ってエッチング除去さ
れる。また、このＲＩＥ時において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガ
スのこの組成比からなる混合ガスプラズマからは、波長
が２００〜３００ｎｍの紫外光領域のスペクトル１６が
強力に発光しているため、中間層１２のエッチング除去
と同時に、この波長領域を遮光する上層レジストパター
ン体１５でマスクされていない下層レジスト１３の露出
部１７は、この発光スペクトルにより露光される。しか
る後に、下層レジスト１３の露出部１７をウェット現像
で除去することにより、図１（ｄ）に示すように、下層
レジストパターン体１８が形成される。(Embodiment 1) FIGS. 1A to 1D are sectional views showing the steps of the first embodiment of the present invention. Figure 1 (a)
As shown in FIG. 3, a lower-layer resist 13 is formed on the substrate 14 having an uneven portion on the semiconductor as a deep ultraviolet light region (200 to 300 n).
m) light sensitive resist, eg PMMA or F
Positive resist for excimer laser lithography such as H-EX1 (Fuji Hunt, trade name) is 1.0 μm
After being applied, the upper layer resist 11 is used as a resist for shielding the far ultraviolet light region (wavelength 200 to 300 nm), for example, PFX-15 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) g
Line compatible positive resist (or negative resist) and THMR-
An i-line compatible negative resist (or positive resist) such as iN100 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied to about 0.5 to 0.7 μm. At this time, the lower layer resist 13, for example, PMM
An intermediate layer (mixed layer) 12 is formed between A (which is baked on a substrate at 170 to 200 ° C. for about 5 minutes on a hot plate) and the upper layer resist 11, for example, PFX-15. The thickness of the intermediate layer 12 is about 0.1 to 0.2 μm, though it varies depending on the types of the lower layer resist 13 and the upper layer resist 11 (especially the type of solvent), the heat treatment conditions after coating the lower layer resist 13, and the like. is there. After that, Fig. 1
As shown in (b), the upper resist 13 is exposed to the g-line (wavelength 4
(36 nm) or i-line (wavelength 365 nm), and then developed to form the upper resist pattern body 15. Then, as shown in FIG. 1C, the composition ratio of N 2 gas and O 2 gas = 6: 4 to 7:
3, Power = 100W, pressure 10 ~ 20mTorr
Reactive ion etching (RIE) is performed for about 1 to 2 minutes under the condition of r and total gas flow rate = 30 sccm. The exposed portion of the intermediate layer 12 is anisotropically etched away by RIE. At the time of this RIE, since the spectrum 16 in the ultraviolet region having a wavelength of 200 to 300 nm is strongly emitted from the mixed gas plasma having the composition ratio of N 2 gas and O 2 gas, the intermediate layer 12 Simultaneously with the removal by etching, the exposed portion 17 of the lower layer resist 13 which is not masked by the upper layer resist pattern body 15 which shields this wavelength region is exposed by this emission spectrum. Thereafter, the exposed portion 17 of the lower layer resist 13 is removed by wet development to form a lower layer resist pattern body 18 as shown in FIG.
【００１１】（実施例２）第２の実施例として、ＲＩＥ
時のガス種をＮ2 ガスのみにすることでガスプラズマか
ら発光するスペクトル波長領域を３００〜４５０ｎｍと
近紫外光領域に容易に変えることができる。図３（ａ）
〜（ｄ）にこのスペクトル波長領域を使用した場合のパ
ターン形成方法を示す。図３（ａ）に示した様に凹凸を
有する基板１９上に下層レジスト２０として波長領域３
００〜４５０ｎｍの光に感度を有するレジスト、例え
ば、ＰＦＸ−１５やＰＦＩ−１５（共に住友化学製，商
品名）等のｇ線，ｉ線対応のポジレジストを１．０μｍ
程度塗布し、しかる後に、中間膜２１として、下層レジ
スト２０及び上層レジスト２２と混合層を形成しない水
溶系のポリマーで、しかも３００〜４５０ｎｍの波長領
域の光を遮光する染料、例えばクマリン３０（コダック
製，商品名）等を０．１〜０．２μｍ厚程度塗布し、し
かる後に、上層レジスト２２として、ＦＨ−ＥＸ１（富
士ハント製，商品名）等のエキシマレーザー対応のポジ
レジスト（又はネガレジスト）や、ＴＨＭＲ−ｉＮ１０
０（東京応化製，商品名）等のｇ線，ｉ線対応のネガレ
ジスト０．５〜０．７μｍ程度塗布する。しかる後に、
図３（ｂ）に示す様に、上層レジストパターン体２３を
通常の方法で形成する。しかる後に、図３（ｃ）に示す
様に、Ｎ2 ガス流量３０ｓｃｃｍ，Ｐｏｗｅｒ１００
Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒｒの条件で、ＲＩＥを約１
〜２分間行う。中間層２１の露出部の染料は、初めは、
ＲＩＥにより異方性を持ってエッチング除去され、しか
る後に、Ｎ2 ガスプラズマから発光する近紫外光領域の
スペクトル２４により、上層レジストパターン体２３に
遮光されていないために中間層がエッチング除去された
下層レジストの露出部２５が露光される。しかる後に、
下層レジストの露光部２５をウェット現像することによ
り図３（ｄ）に示すように下層レジストパターン体２６
が形成される。(Embodiment 2) As a second embodiment, RIE
By using only N 2 gas as the gas species at that time, the spectral wavelength region emitted from the gas plasma can be easily changed to the near-ultraviolet light region of 300 to 450 nm. Figure 3 (a)
(D) shows a pattern forming method when this spectral wavelength region is used. As shown in FIG. 3A, the lower layer resist 20 is formed on the substrate 19 having irregularities in the wavelength range 3
A resist having a sensitivity to light of 00 to 450 nm, for example, a positive resist corresponding to g-ray and i-ray such as PFX-15 and PFI-15 (both manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is 1.0 μm.
After being applied to a certain degree, the intermediate film 21 is a water-soluble polymer that does not form a mixed layer with the lower layer resist 20 and the upper layer resist 22, and that shields light in the wavelength region of 300 to 450 nm, for example, coumarin 30 (Kodak 30). Product, product name) or the like is applied to a thickness of about 0.1 to 0.2 μm, and thereafter, as the upper layer resist 22, a positive resist (or a negative resist) compatible with excimer laser such as FH-EX1 (manufactured by Fuji Hunt, product name). ), THMR-iN10
0 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) such as a negative resist for g-line and i-line of about 0.5 to 0.7 μm is applied. After that,
As shown in FIG. 3B, the upper layer resist pattern body 23 is formed by a usual method. Then, as shown in FIG. 3C, the N 2 gas flow rate is 30 sccm, and the power is 100.
RIE is about 1 under the conditions of W and pressure of 10 to 20 mTorr.
Do ~ 2 minutes. The dye on the exposed portion of the intermediate layer 21 is initially
It is anisotropically etched away by RIE, and then the intermediate layer is etched away because the upper resist pattern 23 is not shielded by the spectrum 24 in the near-ultraviolet light region emitted from the N 2 gas plasma. The exposed portion 25 of the lower layer resist is exposed. After that,
By exposing the exposed portion 25 of the lower layer resist to wet development, as shown in FIG.
Is formed.
【００１２】（実施例３）第３の実施例として、第２の
実施例における中間膜２１の染料を、波長３００〜４５
０ｎｍの紫外光領域の光の照射で退色して透明性を有す
るＣＥＬ（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ
ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）材料に置き換え、コントラ
ストの増幅効果を利用した場合について説明する。図３
（ａ）に示される中間膜２１の材料としてＣＥＬ材料、
例えばジアゾニウム塩等の光退色性化合物とポリビニル
アルコール等のバインダ樹脂とからなる水溶性ＣＥＬ材
料で、例えば０．２μｍ以下の膜厚で退色性を有する材
料を０．４〜０．６μｍ程度塗布する。尚、下層レジス
ト膜２０及び上層レジストパターン体２３は、図３
（ｂ）に示されるように第２の実施例と同様にして塗布
形成する。しかる後に、図４（ｃ）に示すように、Ｎ2
ガス流量３０ｓｃｃｍ，Ｐｏｗｅｒ１００Ｗ，圧力１０
〜２０ｍＴｏｒｒの条件で、ＲＩＥを約１〜２分間行
う。中間膜２１の露出部２８は、ＲＩＥにより、異方性
を持ってエッチングされ、０．２μｍ以下にまで薄膜化
する。同時に露出部２８のＣＥＬ材料は、Ｎ2 ガスプラ
ズマから発光するスペクトル２４により速やかに退色し
て透明化し、透過したスペクトルが上層レジストパター
ン体２３のない部分の下層レジスト２０を露光する。一
方、上層レジストパターン体２３がマスクとなってエッ
チングされなかった中間膜２１は、厚膜のために上層レ
ジストパターン体２３を透過してくる発光スペクトル２
４に照射されても、透明化されないので、上層レジスト
パターン体２３の下にある下層レジスト２０は、未露光
部２９となり、下層レジスト膜２０の露光部２７と未露
光部２９間でコントラストの増幅作用が得られる。しか
る後に図４（ｄ）に示すように、純水にてリンスするこ
とにより、中間膜２１及び２８は除去される。しかる後
に、下層レジストの露光部２７をウェット現像で除去す
ることにより、図４（ｅ）に示すように、下層レジスト
パターン体２９が形成される。(Embodiment 3) As a third embodiment, the dye of the intermediate film 21 in the second embodiment is used in the wavelength range of 300 to 45.
CEL (contrast enhancement), which has transparency by fading when irradiated with light in the ultraviolet region of 0 nm
A case of using a contrast amplification material and utilizing a contrast amplification effect will be described. Figure 3
A CEL material as the material of the intermediate film 21 shown in (a),
For example, a water-soluble CEL material composed of a photobleaching compound such as a diazonium salt and a binder resin such as polyvinyl alcohol, for example, a material having a fading property with a film thickness of 0.2 μm or less is applied to about 0.4 to 0.6 μm. .. The lower layer resist film 20 and the upper layer resist pattern body 23 are as shown in FIG.
As shown in (b), it is formed by coating in the same manner as in the second embodiment. After that, as shown in FIG. 4C, N 2
Gas flow rate 30sccm, Power100W, pressure 10
RIE is performed for about 1 to 2 minutes under the condition of ˜20 mTorr. The exposed portion 28 of the intermediate film 21 is anisotropically etched by RIE to be thinned to 0.2 μm or less. At the same time, the CEL material of the exposed portion 28 is rapidly discolored and becomes transparent by the spectrum 24 emitted from the N 2 gas plasma, and the transmitted spectrum exposes the lower layer resist 20 where there is no upper layer resist pattern body 23. On the other hand, the intermediate film 21, which is not etched by the upper resist pattern body 23 as a mask, is a thick film, and thus the emission spectrum 2 is transmitted through the upper resist pattern body 23.
Since the lower layer resist 20 under the upper layer resist pattern body 23 becomes an unexposed portion 29 because it is not made transparent even when it is irradiated with 4, the contrast between the exposed portion 27 and the unexposed portion 29 of the lower layer resist film 20 is amplified. The action is obtained. Thereafter, as shown in FIG. 4D, the intermediate films 21 and 28 are removed by rinsing with pure water. Then, the exposed portion 27 of the lower layer resist is removed by wet development to form a lower layer resist pattern body 29 as shown in FIG. 4 (e).
【００１３】（実施例４）第４の実施例として、図５
（ａ）〜（ｄ）にＲＩＥ時のガスプラズマから発光する
スペクトルによる真空ＵＶ（紫外線）キュア効果を利用
したパターン形成方法を示す。図５（ａ），（ｂ）まで
は、第１の実施例と同様の材料及び同様の工程であり、
図５（ａ）に示すように、凹凸を有する基板３０上に下
層レジスト３１を塗布後、上層レジスト３３を塗布し、
しかる後に、図５（ｂ）に示すように、上層レジスト３
３をｇ線（４３６ｎｍ）又はｉ線（３６５ｎｍ）により
露光し、現像することにより、上層レジストパターン体
３４を形成する。しかる後に、図５（ｃ）に示す様に、
Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比＝６：４〜７：３，Ｐｏｗ
ｅｒ＝１００Ｗ，圧力１０〜２０ｍＴｏｒｒ，総ガス流
量＝３０ｓｃｃｍの条件でＲＩＥを約１〜２分間行う。
この時、基板３０の温度を１００℃程度に設定できる様
に、ＲＩＥ装置のチャンバー内に組み込まれたホットプ
レートにてベークを行う。この基板３０のベーク温度
は、下層レジスト３１中の感光剤等が分解する温度以下
に設定するのが望ましい。(Embodiment 4) As a fourth embodiment, FIG.
(A) to (d) show a pattern forming method utilizing a vacuum UV (ultraviolet) curing effect by a spectrum emitted from gas plasma during RIE. 5 (a) and 5 (b) are the same materials and the same steps as in the first embodiment,
As shown in FIG. 5A, after the lower layer resist 31 is applied on the substrate 30 having irregularities, the upper layer resist 33 is applied,
After that, as shown in FIG. 5B, the upper layer resist 3
3 is exposed to g-line (436 nm) or i-line (365 nm) and developed to form the upper resist pattern body 34. Then, as shown in FIG. 5 (c),
Composition ratio of N 2 gas and O 2 gas = 6: 4 to 7: 3, Pow
RIE is performed for about 1 to 2 minutes under the conditions of er = 100 W, pressure 10 to 20 mTorr, and total gas flow rate = 30 sccm.
At this time, baking is performed with a hot plate incorporated in the chamber of the RIE apparatus so that the temperature of the substrate 30 can be set to about 100 ° C. The baking temperature of the substrate 30 is preferably set to a temperature below the temperature at which the photosensitizer in the lower resist 31 decomposes.
【００１４】このＲＩＥにより、中間層３２の露出部は
異方性をもってエッチング除去される。また、同時に、
中間層がエッチング除去された下層レジストの露出部３
１は、ＲＩＥ時の混合ガスプラズマから発光する遠紫外
光領域のスペクトルによって露光され、かつ、上層レジ
ストパターン体３４の表層部３５は、ＵＶキュアされて
硬化する。しかる後に、下層レジストの露光部３１をウ
ェット現像することにより図５（ｄ）に示すように、下
層レジストパターン体３６が形成できる。By this RIE, the exposed portion of the intermediate layer 32 is anisotropically etched away. At the same time,
The exposed portion 3 of the lower layer resist in which the intermediate layer is removed by etching
No. 1 is exposed by the spectrum of the far-ultraviolet light emitted from the mixed gas plasma at the time of RIE, and the surface layer portion 35 of the upper resist pattern body 34 is UV-cured and cured. Then, the exposed portion 31 of the lower layer resist is wet-developed to form a lower layer resist pattern body 36 as shown in FIG. 5D.
【００１５】本発明の実施例の説明では、下層レジスト
としてポジ型レジストを用いて説明したが、ネガ型レジ
ストを用いて上層レジストパターン体及び中間膜を除去
した後現像することにより、ネガ型レジストにも適用で
きる。また、下層レジストの現像は上層レジストパター
ン体及び中間膜の除去後に行ってもよい。In the description of the embodiments of the present invention, the positive resist is used as the lower resist, but the negative resist is developed by removing the upper resist pattern body and the intermediate film, and then developing the negative resist. Can also be applied to. Further, the development of the lower layer resist may be performed after removing the upper layer resist pattern body and the intermediate film.
【００１６】以上、説明したようにこの発明の実施例に
よれば、以下の効果が期待できる。As described above, according to the embodiment of the present invention, the following effects can be expected.
【００１７】１．（１）二層レジストプロセスにおける
下層レジストの露光法において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの
組成比が６：４〜７：３からなる混合ガスでＲＩＥする
ことにより、混合ガスプラズマから発光する波長２００
〜３００ｎｍの遠紫外光領域のスペクトルを利用して下
層レジストを露光するようにしたので、光学系を有する
紫外線照射装置を必要とせず、（２）更に、二層レジス
トプロセスにおけるパターン形成方法において、前記Ｒ
ＩＥにより、下層レジストと上層レジストとの間に形成
される中間層（混合層）の上層レジストパターンでマス
クされていない露出部を下層レジストの露光と同時にエ
ッチング除去し、しかる後に、下層レジストを容易にウ
ェット現像してパターン形成が行えるようにしたので、
工程が簡略化される。1. (1) In the exposure method of the lower layer resist in the two-layer resist process, by RIE with a mixed gas having a composition ratio of N 2 gas and O 2 gas of 6: 4 to 7: 3, the wavelength of light emitted from the mixed gas plasma 200
Since the lower layer resist is exposed by utilizing the spectrum of the far-ultraviolet light region of ˜300 nm, an ultraviolet irradiation device having an optical system is not required. (2) Furthermore, in the pattern forming method in the two-layer resist process, R
By IE, the exposed portion which is not masked by the upper layer resist pattern of the intermediate layer (mixed layer) formed between the lower layer resist and the upper layer resist is removed by etching simultaneously with the exposure of the lower layer resist, and then the lower layer resist is easily formed. We made it possible to perform pattern formation by wet development.
The process is simplified.
【００１８】２．（１）二層レジストプロセスにおける
下層レジストの露光法において、Ｎ2 ガスでＲＩＥする
ことにより、ガスプラズマから発光する波長３００〜４
５０ｎｍの近紫外光領域のスペクトルを利用して下層レ
ジストを露光するようにしたので、光学系を有する紫外
線照射装置を必要とせず、（２）更に、二層レジストプ
ロセスにおけるパターン形成方法において、下層レジス
ト膜上に前記近紫外光領域のスペクトルを吸収する水溶
性ポリマー材料からなる薄膜を中間膜として形成し、前
記ＲＩＥにより上層レジストパターン体でマスクされて
いないこの中間膜の露出部をエッチング除去すると同時
に、下層レジストの露光を行い、しかる後に下層レジス
トを容易にウェット現像してパターン形成が行えるよう
にしたので、工程が簡略化される。2. (1) In the exposure method of the lower layer resist in the two-layer resist process, the wavelength of 300 to 4 emitted from the gas plasma is obtained by performing RIE with N 2 gas.
Since the lower layer resist is exposed by utilizing the spectrum in the near-ultraviolet light region of 50 nm, an ultraviolet irradiation device having an optical system is not required. (2) Further, in the pattern forming method in the two-layer resist process, the lower layer is used. When a thin film made of a water-soluble polymer material that absorbs the spectrum in the near-ultraviolet light region is formed as an intermediate film on the resist film, and the exposed portion of the intermediate film which is not masked by the upper resist pattern body by the RIE is removed by etching. At the same time, the lower layer resist is exposed to light, and thereafter the lower layer resist is easily wet-developed so that a pattern can be formed, which simplifies the process.
【００１９】３．二層レジストプロセスにおける下層レ
ジストの露光法において、ガス組成比を容易に変えるこ
とのできるＲＩＥによる露光法としたので、ＲＩＥによ
るガスプラズマから発光するスペクトルの波長領域を遠
紫外光領域（２００〜３００ｎｍ）と近紫外光領域とで
任意に選択することができ、下層レジスト材料として、
様々の感光レジスト材料を利用できる。3. In the exposure method of the lower layer resist in the two-layer resist process, since the exposure method by RIE that can easily change the gas composition ratio is used, the wavelength region of the spectrum emitted from the gas plasma by RIE is set to the deep ultraviolet region (200 to 300 nm). ) And near-ultraviolet light region can be arbitrarily selected, as the lower layer resist material,
Various photosensitive resist materials can be used.
【００２０】４．二層レジストプロセスにおけるパター
ン形成方法において、下層レジスト膜上に、近紫外光で
の露光により、薄膜では退色して透明化するＣＥＬ材料
を厚膜で中間膜として形成し、Ｎ2 ガスでＲＩＥするこ
とにより、上層レジストパターン体でマスクされていな
いこの中間膜の露出部をエッチングして薄膜化すると同
時に、ガスプラズマから発光する近紫外光領域のスペク
トルを用いて、薄膜化したこの中間膜を透明化して下層
レジストを露光するようにしたので、下層レジストの未
露光部と露光部とのコントラストの増幅作用が得られ、
上層レジストパターン体の寸法により忠実な下層レジス
トパターン体が形成できる。4. In the pattern forming method in the two-layer resist process, a CEL material that fades and becomes transparent in a thin film by exposure with near-ultraviolet light is formed as a thick intermediate film on a lower resist film, and RIE is performed with N 2 gas. As a result, the exposed part of this intermediate film which is not masked by the upper resist pattern is etched to be thinned, and at the same time, the thinned intermediate film is transparent using the spectrum of the near-ultraviolet light region emitted from the gas plasma. Since the lower layer resist is exposed to light, an effect of amplifying the contrast between the unexposed portion and the exposed portion of the lower layer resist can be obtained.
A faithful lower layer resist pattern body can be formed according to the size of the upper layer resist pattern body.
【００２１】５．二層レジストプロセスにおけるパター
ン形成方法において、Ｎ2 ガスとＯ2 ガスの組成比が
６：４〜７：３からなる混合ガスで基板を加熱しながら
ＲＩＥすることにより、下層レジストと上層レジストと
の間に形成される中間層を下層レジストの露光と同時に
エッチング除去すると共に、上層レジストパターン体の
表層部をガスプラズマからの発光スペクトルにより真空
ＵＶキュアして硬化させたので、上層レジストパターン
に耐熱性を有するレジストパターンを形成できる。5. In the pattern forming method in the two-layer resist process, RIE is performed while heating the substrate with a mixed gas having a composition ratio of N 2 gas and O 2 gas of 6: 4 to 7: 3, whereby a lower layer resist and an upper layer resist are formed. The intermediate layer formed between them is removed by etching at the same time as the exposure of the lower layer resist, and the surface layer portion of the upper layer resist pattern is cured by vacuum UV curing according to the emission spectrum from the gas plasma. Can be formed.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上詳細に説明したようにこの発明によ
れば、特定のガスを基体近傍においてプラズマ化させこ
の際のガスプラズマから発光する所定波長域の光によ
り、上層に設けられたパターン体をマスクとして下層レ
ジストを露光し現像しているので、レジスト表面に現像
不可能な不要な膜が存在していてもパターン体によって
マスクされていない部分はガスプラズマによってエッチ
ング除去され、その後の下層レジストの現像工程におい
て不要膜の影響を受けることなく所望のレジストパター
ン体を得ることができる。また、露光と不要膜のエッチ
ングとが同時に行え工程が簡略化できると共に、少ない
装置でレジストパターン形成が可能となる。As described above in detail, according to the present invention, the pattern body provided in the upper layer is formed by making a specific gas into a plasma in the vicinity of the substrate and then emitting light of a predetermined wavelength range emitted from the gas plasma. Since the lower layer resist is exposed and developed using the mask as a mask, even if there is an undevelopable unnecessary film on the resist surface, the portion not masked by the pattern body is removed by etching by gas plasma, and the subsequent lower layer resist is removed. In the developing step, a desired resist pattern body can be obtained without being affected by the unnecessary film. Further, the exposure and the etching of the unnecessary film can be performed at the same time, the process can be simplified, and the resist pattern can be formed with a small number of devices.
【００２３】また、下層レジストと上層のパターン体と
の間の中間膜として所定波長域の光を遮光する膜を積層
したので、下層レジストと上層のパターン体との反応に
よる不要膜の形成を防止でき、且つ、この中間膜は前記
ガスプラズマによる露光と同様に同時にエッチングする
ことができる。また中間膜としてＣＥＬ材料を用いるこ
とによって、さらに、下層レジストの未露出部と露光部
とのコントラストの増幅作用が得られ良好なレジストパ
ターン体を得ることができる。Since an intermediate film between the lower layer resist and the upper layer pattern body is laminated with a film for shielding light in a predetermined wavelength range, formation of an unnecessary film due to reaction between the lower layer resist and the upper layer pattern body is prevented. This intermediate film can be etched at the same time as the exposure by the gas plasma. Further, by using the CEL material as the intermediate film, the effect of amplifying the contrast between the unexposed portion and the exposed portion of the lower layer resist can be further obtained, and a good resist pattern body can be obtained.
【図１】第１の実施例の工程を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a process of a first embodiment.
【図２】従来の工程を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a conventional process.
【図３】第２の実施例の工程を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a process of the second embodiment.
【図４】第３の実施例の工程を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a process of the third embodiment.
【図５】第４の実施例の工程を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a process of the fourth embodiment.
１，１４，１９，３０ 基板 １３，２０，３１ 下層レジスト １２ 中間層 ２１，３２ 中間膜 １５，２３，３４ 上層レジストパターン体 １８，２６，２９，３６ 下層レジストパターン体 1, 14, 19, 30 Substrate 13, 20, 31 Lower layer resist 12 Intermediate layer 21, 32 Intermediate film 15, 23, 34 Upper layer resist pattern body 18, 26, 29, 36 Lower layer resist pattern body
Claims (3)
積層する工程と、 前記下層レジストの上層に前記所定波長域の光を遮光す
るパターン体を形成する工程と、 前記基体近傍でガスをプラズマ化させ前記パターン体を
マスクとしてガスプラズマから発光する前記所定波長域
の光により前記下層レジストを露光する工程と、 前記下層レジストを現像し選択的に除去することにより
前記基体上にレジストパターン体を形成する工程とを含
むことを特徴とするレジストパターン形成方法。1. A step of preparing a substrate containing a semiconductor, a step of laminating a lower layer resist sensitive to light in a predetermined wavelength range on the substrate, and a step of shielding light in the predetermined wavelength range from an upper layer of the lower layer resist. Forming a pattern body, exposing the lower layer resist to light in the predetermined wavelength range emitted from gas plasma by plasmaizing gas in the vicinity of the substrate, and developing the lower layer resist. And a step of forming a resist pattern body on the substrate by selectively removing the resist pattern body.
積層する工程と、 前記下層レジスト上に前記所定波長域の光を遮光する中
間膜を積層する工程と、 前記中間膜上に前記所定波長域の光を遮光するパターン
体を形成する工程と、 前記パターン体をマスクとして前記中間膜を選択的にガ
スプラズマでエッチング除去し、且つ、ガスプラズマか
ら発光する前記所定波長域の光により前記下層レジスト
を露光する工程と、 前記下層レジストを現像し選択的に除去することにより
前記基体上にレジストパターン体を形成する工程とを含
むことを特徴とするレジストパターン形成方法。2. A step of preparing a substrate containing a semiconductor, a step of laminating a lower layer resist sensitive to light of a predetermined wavelength range on the substrate, and an intermediate step of blocking light of the predetermined wavelength range on the lower layer resist. Stacking films, forming a pattern body that shields light in the predetermined wavelength region on the intermediate film, selectively removing the intermediate film by gas plasma etching using the pattern body as a mask, and A step of exposing the lower layer resist with light in the predetermined wavelength range emitted from gas plasma, and a step of developing the lower layer resist and selectively removing the lower layer resist to form a resist pattern body on the substrate. A method for forming a resist pattern, comprising:
積層する工程と、 前記下層レジスト上に、前記所定波長域の光の照射によ
り前記所定波長域の光が透過可能となる特性を有する中
間膜を積層する工程と、 前記中間膜上に前記所定波長域の光を遮光するパターン
体を形成する工程と、 前記基体近傍におけるガスプラズマから発光する光によ
り前記パターン体をマスクとして前記中間膜に選択的に
前記所定波長域の光の透過領域を形成し、且つ、前記透
過領域を透過した光により前記下層レジストを露光する
工程と、 前記中間膜を除去した後前記下層レジストを現像し選択
的に除去することにより前記基体上にレジストパターン
体を形成することを特徴とするレジストパターン形成方
法。3. A step of preparing a substrate containing a semiconductor, a step of laminating a lower layer resist sensitive to light in a predetermined wavelength range on the substrate, and a step of irradiating the lower layer resist with light in the predetermined wavelength range. Stacking an intermediate film having the property of transmitting light in the predetermined wavelength range, forming a pattern body that shields light in the predetermined wavelength range on the intermediate film, and gas plasma in the vicinity of the substrate Forming a transparent region of the light in the predetermined wavelength region selectively on the intermediate film by using the pattern body as a mask by light emitted from, and exposing the lower layer resist by the light transmitted through the transparent region, A method for forming a resist pattern, characterized in that a resist pattern is formed on the substrate by removing the intermediate film and then developing and selectively removing the lower layer resist. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074050A JPH05275316A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Formation of resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074050A JPH05275316A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Formation of resist pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275316A true JPH05275316A (en) | 1993-10-22 |
Family
ID=13535973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074050A Pending JPH05275316A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Formation of resist pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275316A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007173826A (en) * | 2005-12-24 | 2007-07-05 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Method of fabricating dual damascene structure |
| US7582413B2 (en) | 2005-09-26 | 2009-09-01 | Asml Netherlands B.V. | Substrate, method of exposing a substrate, machine readable medium |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4074050A patent/JPH05275316A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7582413B2 (en) | 2005-09-26 | 2009-09-01 | Asml Netherlands B.V. | Substrate, method of exposing a substrate, machine readable medium |
| US7713682B2 (en) | 2005-09-26 | 2010-05-11 | Asml Netherlands B.V. | Substrate, method of exposing a substrate, machine readable medium |
| JP2007173826A (en) * | 2005-12-24 | 2007-07-05 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Method of fabricating dual damascene structure |
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