JPH0684786A - リソグラフィ・パターニング方法 - Google Patents
リソグラフィ・パターニング方法Info
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- JPH0684786A JPH0684786A JP5000072A JP7293A JPH0684786A JP H0684786 A JPH0684786 A JP H0684786A JP 5000072 A JP5000072 A JP 5000072A JP 7293 A JP7293 A JP 7293A JP H0684786 A JPH0684786 A JP H0684786A
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- Japan
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- photoresist
- resist
- light
- deep
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 標準的なレジストの高解像度パターニングが
可能なディープＵＶイメージ反転リソグラフィの方法を
提供する。 【構成】 本発明は、ディープＵＶがレジスト透過性を
有さないことを利用する。まず、レジスト１の表面のみ
ディープＵＶ露光３・ベークして現像液不溶性パターン
５を形成する。次にこれを現像液６中で、ディープＵＶ
露光３１することにより、他の部分８を次々と現像液可
溶性にして除去する。
可能なディープＵＶイメージ反転リソグラフィの方法を
提供する。 【構成】 本発明は、ディープＵＶがレジスト透過性を
有さないことを利用する。まず、レジスト１の表面のみ
ディープＵＶ露光３・ベークして現像液不溶性パターン
５を形成する。次にこれを現像液６中で、ディープＵＶ
露光３１することにより、他の部分８を次々と現像液可
溶性にして除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にイメージング方
式に関し、特に集積回路や他の超小型部品の生産に用い
られるフォトリソグラフィ方式に関する。
式に関し、特に集積回路や他の超小型部品の生産に用い
られるフォトリソグラフィ方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、サブミクロン単位の構造を持つ集
積回路が生産されているが、このような構造は一般に、
パターンが形成された領域を照射するためにＵＶ光を用
いるリソグラフィ方式によって形成される。
積回路が生産されているが、このような構造は一般に、
パターンが形成された領域を照射するためにＵＶ光を用
いるリソグラフィ方式によって形成される。
【０００３】今後も小型化を進め、集積回路の密度を高
めようとする際にはいくつか問題が生じてくる。
めようとする際にはいくつか問題が生じてくる。
【０００４】０．３μｍの領域の最小構造には、解像度
を高めた投影レンズが必要であり、イメージをマスクか
ら投影面に転写するために短い波長を用いることにな
る。解像度と焦点深度の条件のバランスをとるために
は、最新の露光装置で波長２４８ｎｍのエキシマ・レー
ザ放射を行なうことになる。しかし、一般に入手できる
ノボラックをベースにしたフォトレジストは、約３００
ｎｍ未満の波長で吸収性が高い。放射が及ぶのは、レジ
スト膜の上部０．２μｍだけであり、レジストの下部は
照射されない。厚みが約０．２μｍの薄膜を調製するの
は可能だが、このような膜は薄すぎて、基板の表面形状
を安全に覆うことができない。このような形状は基板ウ
エハ上の集積回路で代表的なものである。
を高めた投影レンズが必要であり、イメージをマスクか
ら投影面に転写するために短い波長を用いることにな
る。解像度と焦点深度の条件のバランスをとるために
は、最新の露光装置で波長２４８ｎｍのエキシマ・レー
ザ放射を行なうことになる。しかし、一般に入手できる
ノボラックをベースにしたフォトレジストは、約３００
ｎｍ未満の波長で吸収性が高い。放射が及ぶのは、レジ
スト膜の上部０．２μｍだけであり、レジストの下部は
照射されない。厚みが約０．２μｍの薄膜を調製するの
は可能だが、このような膜は薄すぎて、基板の表面形状
を安全に覆うことができない。このような形状は基板ウ
エハ上の集積回路で代表的なものである。
【０００５】上記の問題を解決するために、これまで２
つの方法が用いられている。多層レジスト方式を採用す
るか、または、ディープＵＶ放射に対して透過的な新し
いフォトレジストを開発するかである。この種のＵＶレ
ジストの欠点は、基本的には次の２点にまとめられる。
つの方法が用いられている。多層レジスト方式を採用す
るか、または、ディープＵＶ放射に対して透過的な新し
いフォトレジストを開発するかである。この種のＵＶレ
ジストの欠点は、基本的には次の２点にまとめられる。
【０００６】１．ディープＵＶに対して透過性をもつよ
うに設計されているため、形状の段差で避けることので
きない定在波等の干渉や、膜に結合したエネルギの膜厚
のばらつきに対する高反応性の影響を受ける。
うに設計されているため、形状の段差で避けることので
きない定在波等の干渉や、膜に結合したエネルギの膜厚
のばらつきに対する高反応性の影響を受ける。
【０００７】２．現在知られているディープＵＶレジス
トは、化学的増幅方式をもとにしているため、空気中の
ｐｐｍ以下のレベルのガスに反応しやすい。
トは、化学的増幅方式をもとにしているため、空気中の
ｐｐｍ以下のレベルのガスに反応しやすい。
【０００８】多層方式の欠点は主としてコストにある。
これは、特別な機器を要し、単位処理時間が長くなるこ
と及び特別な処理に関係する歩留まり損失による。
これは、特別な機器を要し、単位処理時間が長くなるこ
と及び特別な処理に関係する歩留まり損失による。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これまでの
手法に特有の問題点や欠点をなくす新しいディープＵＶ
イメージング方法を提供するものである。
手法に特有の問題点や欠点をなくす新しいディープＵＶ
イメージング方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の方法では、所望
のパターンの反転イメージを表面においてのみ有する標
準的なフォトレジストが、現像液中でＵＶ光、好ましく
はディープＵＶ放射によって露光される。これにより反
転イメージが、入射するディープＵＶ光を遮るマスクと
なる。そのため照射され同時に現像されるのは前記反転
イメージ以外の領域だけである。その結果、異方性エッ
チングのように、反転イメージが上層からレジストへ漸
進的に転写される。
のパターンの反転イメージを表面においてのみ有する標
準的なフォトレジストが、現像液中でＵＶ光、好ましく
はディープＵＶ放射によって露光される。これにより反
転イメージが、入射するディープＵＶ光を遮るマスクと
なる。そのため照射され同時に現像されるのは前記反転
イメージ以外の領域だけである。その結果、異方性エッ
チングのように、反転イメージが上層からレジストへ漸
進的に転写される。
【００１１】
【実施例】第１プロセス・ステップの図１を参照する。
イメージ反転レジスト１は基板２に塗布される。基板は
単一層でも、異なる層からなるものでも、構造体でもよ
い。基板２上の構造はリソグラフィ方式によって形成さ
れる。コーティングは、スピニング、スプレー等通常の
方法で行なえる。よく知られており、一定の評価を得て
いるフォトレジストが使用できるということは、本発明
のメリットの１つである。たとえば代表的なレジストと
してヘキスト（HOECHST）AZ 5214 Eが挙げられるが、上
記のタイプで一般に入手できる他のレジストも適してい
る。
イメージ反転レジスト１は基板２に塗布される。基板は
単一層でも、異なる層からなるものでも、構造体でもよ
い。基板２上の構造はリソグラフィ方式によって形成さ
れる。コーティングは、スピニング、スプレー等通常の
方法で行なえる。よく知られており、一定の評価を得て
いるフォトレジストが使用できるということは、本発明
のメリットの１つである。たとえば代表的なレジストと
してヘキスト（HOECHST）AZ 5214 Eが挙げられるが、上
記のタイプで一般に入手できる他のレジストも適してい
る。
【００１２】一般にレジスト１の有効厚みはミクロンの
範囲（約１．５μｍ等）である。この厚みは、ディープ
ＵＶ放射について言えば透過深度（通常は約０．２μ
ｍ）の数倍になる。つまりディープＵＶ放射は基板表面
に届かないため、レジストは完全な反射防止コーティン
グとなる。ＵＶ放射は、レーザ源、好ましくはエキシマ
・レーザ源によって生成される。
範囲（約１．５μｍ等）である。この厚みは、ディープ
ＵＶ放射について言えば透過深度（通常は約０．２μ
ｍ）の数倍になる。つまりディープＵＶ放射は基板表面
に届かないため、レジストは完全な反射防止コーティン
グとなる。ＵＶ放射は、レーザ源、好ましくはエキシマ
・レーザ源によって生成される。
【００１３】レジストは１層あればよい。上記の厚みが
ミクロンの範囲内であれば、基板形状を平坦化するた
め、本発明の方法によって焦点深度の条件を最小にする
ことができる。
ミクロンの範囲内であれば、基板形状を平坦化するた
め、本発明の方法によって焦点深度の条件を最小にする
ことができる。
【００１４】第２プロセス・ステップでは、図２に示す
ように、上記レジストの上層に所望のパターンの反転イ
メージが生成される。そのためレジスト１にマスク１１
を通してディープＵＶ光３が照射される。ＵＶ光３は、
樹脂の上面より下の小さい領域内に吸収され、基板２に
は届かない。
ように、上記レジストの上層に所望のパターンの反転イ
メージが生成される。そのためレジスト１にマスク１１
を通してディープＵＶ光３が照射される。ＵＶ光３は、
樹脂の上面より下の小さい領域内に吸収され、基板２に
は届かない。
【００１５】照射された領域４は、後の反転イメージベ
ーク・プロセス（図３）で安定化する。イメージ露光さ
れたレジストは反転イメージベークの間に架橋し、ディ
ープＵＶ放射に対して下のレジストを保護するマスク５
が形成される。また、架橋した領域５は、現像液に対す
る可溶性が大幅に減少する。通常は毎秒０．１ｎｍ未満
となる。反転イメージベークは、１００℃で約３分間行
われる。
ーク・プロセス（図３）で安定化する。イメージ露光さ
れたレジストは反転イメージベークの間に架橋し、ディ
ープＵＶ放射に対して下のレジストを保護するマスク５
が形成される。また、架橋した領域５は、現像液に対す
る可溶性が大幅に減少する。通常は毎秒０．１ｎｍ未満
となる。反転イメージベークは、１００℃で約３分間行
われる。
【００１６】図４に示す後続プロセス・ステップにおい
て、レジストは現像液６に晒され、同時にディープＵＶ
光３１に照射される。反転イメージベーク時に架橋して
いないレジストの表面領域はすべて未だディープＵＶ光
に反応する状態にある。これらの領域においてレジスト
はＵＶ放射によって局所的に変化し、現像液に対して可
溶性になる。その結果、現像液がレジストのこれら変化
した（照射された）部分８のみを溶解する。これらの部
分（最初は、ディープＵＶ光に対するレジストの透過性
によるが、上記のように０．２μｍ等の厚みである）が
現像液によって除去されると、ディープＵＶ光が下層の
レジストに届き、レジストを露光、可溶化する。このレ
ジストはそこで現像液によって除去され、さらに下層の
レジストが露光される。これにより、上記マスク領域５
によって定義されたレジストのパターンが漸進的、かつ
異方的に形成される。
て、レジストは現像液６に晒され、同時にディープＵＶ
光３１に照射される。反転イメージベーク時に架橋して
いないレジストの表面領域はすべて未だディープＵＶ光
に反応する状態にある。これらの領域においてレジスト
はＵＶ放射によって局所的に変化し、現像液に対して可
溶性になる。その結果、現像液がレジストのこれら変化
した（照射された）部分８のみを溶解する。これらの部
分（最初は、ディープＵＶ光に対するレジストの透過性
によるが、上記のように０．２μｍ等の厚みである）が
現像液によって除去されると、ディープＵＶ光が下層の
レジストに届き、レジストを露光、可溶化する。このレ
ジストはそこで現像液によって除去され、さらに下層の
レジストが露光される。これにより、上記マスク領域５
によって定義されたレジストのパターンが漸進的、かつ
異方的に形成される。
【００１７】平行ディープＵＶ源を使用することによ
り、ＵＶ光をレジストの表面に対して直角（９０度）に
入射するよう方向づけることができる。図５に示すよう
に、最後に残ったレジスト・パターンの構造９はそこ
で、基板の表面１０に対して四角形を成す。もちろん実
用上は、マスク領域５の"アンダーカット"を作る等のた
めに、平行ディープＵＶ光を他の方向に向けることも可
能である。
り、ＵＶ光をレジストの表面に対して直角（９０度）に
入射するよう方向づけることができる。図５に示すよう
に、最後に残ったレジスト・パターンの構造９はそこ
で、基板の表面１０に対して四角形を成す。もちろん実
用上は、マスク領域５の"アンダーカット"を作る等のた
めに、平行ディープＵＶ光を他の方向に向けることも可
能である。
【００１８】本発明の方法では、標準的なレジストの高
解像度パターニングが可能である。現像時にディープＵ
Ｖ露光しか要せず、ディープＵＶ露光は大きな変更なく
普通の装置で行なえるため、従来のリソグラフィよりも
プロセス・ステップを増やす必要がない。
解像度パターニングが可能である。現像時にディープＵ
Ｖ露光しか要せず、ディープＵＶ露光は大きな変更なく
普通の装置で行なえるため、従来のリソグラフィよりも
プロセス・ステップを増やす必要がない。
【図１】ディープＵＶ放射に反応するレジスト１が塗布
された基板２の図である。
された基板２の図である。
【図２】吸収により上部レジスト層しか影響を受けない
レジスト１の表面４のディープＵＶ放射を示す図であ
る。
レジスト１の表面４のディープＵＶ放射を示す図であ
る。
【図３】ベーキング・プロセスにより、照射された領域
から形成される安定化領域５の図である。
から形成される安定化領域５の図である。
【図４】レジストを現像液６に晒し、同時に平行ディー
プＵＶ光３１に照射することによって異方的に形成され
る形状７を示す図である。
プＵＶ光３１に照射することによって異方的に形成され
る形状７を示す図である。
【図５】残存レジスト９及び被覆されなかった基板表面
１０の最終構造を示す図である。
１０の最終構造を示す図である。
１ イメージ反転レジスト ２、１０ 基板 ３、３１ ディープＵＶ ６ 現像液
Claims (5)
- 【請求項１】フォトレジストのリソグラフィ・パターニ
ング方法であって、 ａ）第１の厚みのフォトレジスト層を形成するために基
板にフォトレジストを塗布する工程と、 ｂ）上記フォトレジスト層の表面領域に第２の厚みを有
する反転イメージを生成するように、上記フォトレジス
ト層の表面にマスクを通して光を照射する工程と、 ｃ）上記フォトレジストのうち照射された領域を架橋さ
せて、上記フォトレジスト層の上記反転イメージを安定
化させる反転イメージベーク工程と、 ｄ）照射されるが安定化されていないフォトレジストの
みを溶解するように選択された現像液に、上記フォトレ
ジスト層を晒し、同時に、上記反転イメージベーク工程
では安定化されない上記フォトレジストの領域を上記現
像液に溶解するように選択的に変化させる光を上記フォ
トレジスト層に照射する工程と、を含む、上記反転イメ
ージが上記フォトレジスト層を通して漸進的に転写され
る、上記パターニング方法。 - 【請求項２】上記基板表面の特定の部分が上記フォトレ
ジストで覆われなくなるまで上記工程ｄ）を継続する請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】上記工程ｄ）において用いられる上記光が
平行にされ、上記反転イメージの漸進的な転写の方向を
決定する角度で上記フォトレジスト層の表面に照射され
る請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】上記基板の表面が、ある形状を有し、上記
形状の上にこれを平坦化するのに充分な上記第１の厚み
を有する上記フォトレジスト層が形成されるように、上
記フォトレジストが上記基板上に被着される上記請求項
１、２又は３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】上記フォトレジストを照射する上記光とし
てＵＶ光を発生する上記請求項１、２、３又は４のいず
れかに記載の方法に使用する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92104161A EP0559934A1 (en) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | Method and apparatus for deep UV image reversal patterning |
| DE92104161.2 | 1992-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684786A true JPH0684786A (ja) | 1994-03-25 |
| JPH07118442B2 JPH07118442B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=8209420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5000072A Expired - Lifetime JPH07118442B2 (ja) | 1992-03-11 | 1993-01-04 | リソグラフィ・パターニング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0559934A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07118442B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8987118B2 (en) | 2012-11-07 | 2015-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6221777B1 (en) | 1999-06-09 | 2001-04-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reverse lithographic process for semiconductor vias |
| US6277544B1 (en) * | 1999-06-09 | 2001-08-21 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reverse lithographic process for semiconductor spaces |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60117625A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | レジストパタ−ンの形成方法及びレジスト処理装置 |
| JPS60117626A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | レジストパタ−ンの形成方法及びレジスト処理装置 |
| JPS60157222A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-17 | Toshiba Corp | レジストパタ−ン形成方法及びレジスト処理装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3020976C2 (de) * | 1980-06-03 | 1983-01-27 | Du Pont de Nemours (Deutschland) GmbH, 4000 Düsseldorf | Verfahren zur Erhöhung der Verarbeitungsbreite von lichthärtbaren Aufzeichnungsmaterialien |
| DE3850151T2 (de) * | 1987-03-09 | 1995-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Verfahren zur Herstellung von Mustern. |
| US5015559A (en) * | 1988-07-26 | 1991-05-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Process for forming a fine resist pattern |
| EP0394738A3 (de) * | 1989-04-24 | 1991-03-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Vereinfachtes Mehrlagenphotoresistsystem |
-
1992
- 1992-03-11 EP EP92104161A patent/EP0559934A1/en not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-01-04 JP JP5000072A patent/JPH07118442B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60117625A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | レジストパタ−ンの形成方法及びレジスト処理装置 |
| JPS60117626A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | レジストパタ−ンの形成方法及びレジスト処理装置 |
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| US8987118B2 (en) | 2012-11-07 | 2015-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118442B2 (ja) | 1995-12-18 |
| EP0559934A1 (en) | 1993-09-15 |
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