JPH0727217B2 - 基板上へのレジストパタ−ン形成方法 - Google Patents
基板上へのレジストパタ−ン形成方法Info
- Publication number
- JPH0727217B2 JPH0727217B2 JP60217064A JP21706485A JPH0727217B2 JP H0727217 B2 JPH0727217 B2 JP H0727217B2 JP 60217064 A JP60217064 A JP 60217064A JP 21706485 A JP21706485 A JP 21706485A JP H0727217 B2 JPH0727217 B2 JP H0727217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- thin film
- pattern
- organic thin
- resist pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、基板上へのレジストパターン形成方法に関す
るものである。
るものである。
従来の技術 半導体素子の高性能化・高集積化が進むにつれて、微細
なレジストパターンを高い精度で形成する多層レジスト
技術が重要となっている。多層レジスト技術の欠点は、
レジストプロセスにおける工程数の増加である。多層レ
ジスト技術には、３層レジスト法と２層レジスト法があ
るが、その中で比較的工程数増の少ない２層レジスト法
が最も有望視されている。第３図，第４図に２層レジス
ト法を従来例に基づいて説明する。
なレジストパターンを高い精度で形成する多層レジスト
技術が重要となっている。多層レジスト技術の欠点は、
レジストプロセスにおける工程数の増加である。多層レ
ジスト技術には、３層レジスト法と２層レジスト法があ
るが、その中で比較的工程数増の少ない２層レジスト法
が最も有望視されている。第３図，第４図に２層レジス
ト法を従来例に基づいて説明する。
第３図ａに示すように、被加工下地基板１上に、下層レ
ジスト９として例えば、東京応化（株）製ノボラック系
のレジスト（OFPR800）を塗布し、ガラス転移温度以上
の高温でベーキングを行った後、同図ｂに示すように、
上層レジストとして、耐O2プラズマエッチング性Si含有
レジストを塗布し、所定形状の上層レジストパターン10
を形成する。次に第３図ｃに示すように、上層レジスト
パターン10をマスクとしてO2プラズマ５により、下層レ
ジスト９を垂直にエッチングすることで第３図ｄに示す
２層の側壁の垂直な垂直レジストパターンを形成する。
ジスト９として例えば、東京応化（株）製ノボラック系
のレジスト（OFPR800）を塗布し、ガラス転移温度以上
の高温でベーキングを行った後、同図ｂに示すように、
上層レジストとして、耐O2プラズマエッチング性Si含有
レジストを塗布し、所定形状の上層レジストパターン10
を形成する。次に第３図ｃに示すように、上層レジスト
パターン10をマスクとしてO2プラズマ５により、下層レ
ジスト９を垂直にエッチングすることで第３図ｄに示す
２層の側壁の垂直な垂直レジストパターンを形成する。
次に、第４図ａに示すように、被加工下地基板１上に、
下層レジスト９として遠紫外光（DUV光）に対して露光
感度をもち、かつ透過性のレジスト、例えば、ポリメチ
ルメタクリレート（PMMA）を塗布し、170℃で20分間ベ
ーキングする。
下層レジスト９として遠紫外光（DUV光）に対して露光
感度をもち、かつ透過性のレジスト、例えば、ポリメチ
ルメタクリレート（PMMA）を塗布し、170℃で20分間ベ
ーキングする。
次に同図ｂに示すように、上層レジストとしてDUV光を
表面で吸収するレジスト、例えば、東京応化（株）製ノ
ボラック系のレジスト（OFPR800）を塗布し、所定形状
の上層レジストパターン11を形成する。次に第４図ｃに
示すように、DUV光12を一括照射し、上層レジストパタ
ーン11をマスクとして下層レジスト９を露光する。その
後、下層レジスト９を現像することで、第４図ｄに示す
２層の側壁の垂直なレジストパターンを形成する。
表面で吸収するレジスト、例えば、東京応化（株）製ノ
ボラック系のレジスト（OFPR800）を塗布し、所定形状
の上層レジストパターン11を形成する。次に第４図ｃに
示すように、DUV光12を一括照射し、上層レジストパタ
ーン11をマスクとして下層レジスト９を露光する。その
後、下層レジスト９を現像することで、第４図ｄに示す
２層の側壁の垂直なレジストパターンを形成する。
発明が解決しようとする問題点 この従来例において問題となるのは、第３図の場合、上
層のSi含有レジストの解像性が低く、膜厚を極端に薄く
しなければならないためピンホールの影響を受ける。ま
た、下層レジストをO2プラズマエッチングする為、工程
の複雑さと制御性に問題があった。第４図の場合は、レ
ジスト材料の選定に制限があり、レジストパターンをマ
スクにして下地基板をドライエッチングする際に下層PM
MAの耐ドライエッチ性が劣るという問題があった。
層のSi含有レジストの解像性が低く、膜厚を極端に薄く
しなければならないためピンホールの影響を受ける。ま
た、下層レジストをO2プラズマエッチングする為、工程
の複雑さと制御性に問題があった。第４図の場合は、レ
ジスト材料の選定に制限があり、レジストパターンをマ
スクにして下地基板をドライエッチングする際に下層PM
MAの耐ドライエッチ性が劣るという問題があった。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために、本発明は、被加工下地基
板上に非感光性で、かつアルカリ現像液に溶解する特性
をもつ有機薄膜を形成し、塩素（Cl）または弗素（Ｆ）
を含むプラズマを照射する工程、前記有機薄膜上に、ア
ルカリ系現像液に対して不溶の特性を持つレジスト薄膜
を形成し、露光・現像により所望のレジスパターンを形
成する工程、O2プラズマ照射により前記有機薄膜をエッ
チングし、その後、アルカリ系現像液を用いて、上層レ
ジストパターン開口部直下の前記有機薄膜を除去する工
程を含むことを特徴とするを基板上へのレジストパター
ン形成方法を提供する。
板上に非感光性で、かつアルカリ現像液に溶解する特性
をもつ有機薄膜を形成し、塩素（Cl）または弗素（Ｆ）
を含むプラズマを照射する工程、前記有機薄膜上に、ア
ルカリ系現像液に対して不溶の特性を持つレジスト薄膜
を形成し、露光・現像により所望のレジスパターンを形
成する工程、O2プラズマ照射により前記有機薄膜をエッ
チングし、その後、アルカリ系現像液を用いて、上層レ
ジストパターン開口部直下の前記有機薄膜を除去する工
程を含むことを特徴とするを基板上へのレジストパター
ン形成方法を提供する。
作用 本発明を用いることにより、次の作用が可能となる。
1.下層の有機薄膜は、塗布によって形成でき、また湿式
現像によってパターニングが可能なため、工程が簡単で
ある。
現像によってパターニングが可能なため、工程が簡単で
ある。
2.下層の有機薄膜は、異方性の溶解レートを持ってお
り、２倍位のオーバー現像を行ってもアンダーカットを
生じない。このため、下層有機薄膜を下地基板平坦化層
として用いるため膜厚を厚くしてもパターン幅の制御が
容易である。
り、２倍位のオーバー現像を行ってもアンダーカットを
生じない。このため、下層有機薄膜を下地基板平坦化層
として用いるため膜厚を厚くしてもパターン幅の制御が
容易である。
3.下層の有機薄膜と上層のレジストの現像液が異なる
為、上下層のパターン幅制御を独立して行なうことが可
能で、垂直な側壁を有するパターン断面形状、アンダー
カットの側壁を有するパターン断面形状と所望のパター
ン断面形状を容易に形成できる。
為、上下層のパターン幅制御を独立して行なうことが可
能で、垂直な側壁を有するパターン断面形状、アンダー
カットの側壁を有するパターン断面形状と所望のパター
ン断面形状を容易に形成できる。
4.Cl又はＦを含むプラズマ照射による表面変質のため下
層の有機薄膜と上層のレジストの塗布時の混合がないた
め、上層レジストの選定に制限がない。
層の有機薄膜と上層のレジストの塗布時の混合がないた
め、上層レジストの選定に制限がない。
実施例 以下に、本発明のパターン形成方法の一実施例を第１図
及び第２図を参照して説明する。第１図ａに示すよう
に、被加工下地基板１上に非感光性で、かつアルカリ系
現像液に溶解する特性をもつ有機薄膜（ポリイミドシラ
ン型樹脂）２を形成した後、同図ｂに示すように、Clま
たはＦを含むプラズマ３を一括照射する。その後、第１
図ｃに示すように有機薄膜２の上にアルカリ系現像液に
対して不溶の特性を持つレジスト薄膜を形成し、露光・
現像により所定形状の上層レジストパターン４を形成す
る。次に第１図ｄに示すように、O2プラズマ５により前
記有機薄膜２の表面のみをエッチングし、その後、アル
カリ系現像液を用いて、上層レジストパターン開口部直
下の前記有機薄膜２を除去し、第１図ｅに示すような所
望のレジストパターン形状を形成する。
及び第２図を参照して説明する。第１図ａに示すよう
に、被加工下地基板１上に非感光性で、かつアルカリ系
現像液に溶解する特性をもつ有機薄膜（ポリイミドシラ
ン型樹脂）２を形成した後、同図ｂに示すように、Clま
たはＦを含むプラズマ３を一括照射する。その後、第１
図ｃに示すように有機薄膜２の上にアルカリ系現像液に
対して不溶の特性を持つレジスト薄膜を形成し、露光・
現像により所定形状の上層レジストパターン４を形成す
る。次に第１図ｄに示すように、O2プラズマ５により前
記有機薄膜２の表面のみをエッチングし、その後、アル
カリ系現像液を用いて、上層レジストパターン開口部直
下の前記有機薄膜２を除去し、第１図ｅに示すような所
望のレジストパターン形状を形成する。
本発明の第１の実施例を、第１図に基づいて更に詳細に
説明する。始めに、被加工下地基板１上に非感光性で、
アルカリ系現像液に溶解する特性をもつ有機薄膜２、例
えば、Brewer Science（株）社製のポリイミドシラン型
樹脂の反射防止膜（ARC）を１μｍの厚さに塗布し、所
定の温度でベーキングする。次に、第１図ｂに示すよう
に、反応性イオンエッチング装置によりCCL4/O2ガスを
用いてプラズマ照射を行う。このプラズマ照射は、前記
ARC表面を後述の上層レジストとの塗布時の混合が無
く、アルカリ系現像液に不溶性に変質させる目的で行っ
ている。その後、第１図ｃに示すように、上層レジスト
パターン４を形成する。
説明する。始めに、被加工下地基板１上に非感光性で、
アルカリ系現像液に溶解する特性をもつ有機薄膜２、例
えば、Brewer Science（株）社製のポリイミドシラン型
樹脂の反射防止膜（ARC）を１μｍの厚さに塗布し、所
定の温度でベーキングする。次に、第１図ｂに示すよう
に、反応性イオンエッチング装置によりCCL4/O2ガスを
用いてプラズマ照射を行う。このプラズマ照射は、前記
ARC表面を後述の上層レジストとの塗布時の混合が無
く、アルカリ系現像液に不溶性に変質させる目的で行っ
ている。その後、第１図ｃに示すように、上層レジスト
パターン４を形成する。
このレジストパターンは、例えば、以下のような工程で
形成することができる。
形成することができる。
ARC上に、アルカリ系現像液に不溶性の電子ビーム（E
B）レジストのダイキン（株）社製ポリヘキサフロロブ
チルメタクリレート（FBM-G）を0.4μｍの厚さに塗布
し、140℃、20分間のプリベークを行う。電子ビーム照
射量２μC/cm2で露光を行い、イソプロピルアルコール
（IPA）に５分間浸析し、イソブチルアルコール（IBA）
／エタノール（EtOH）＝21/20で２分間現像することに
より0.5μｍのパターンを形成する。
B）レジストのダイキン（株）社製ポリヘキサフロロブ
チルメタクリレート（FBM-G）を0.4μｍの厚さに塗布
し、140℃、20分間のプリベークを行う。電子ビーム照
射量２μC/cm2で露光を行い、イソプロピルアルコール
（IPA）に５分間浸析し、イソブチルアルコール（IBA）
／エタノール（EtOH）＝21/20で２分間現像することに
より0.5μｍのパターンを形成する。
次に、円筒形プラズマエッチング装置を用い、圧力30P
a,電力150W,O2ガス流量3cc/minの条件で１分間O2プラズ
マ５によるエッチングを行った。このO2プラズマエッチ
ングは、第１図ｂの段階で変質させたアルカリ系現像液
に不溶性の前記ARC表面を除去する目的で行っている。
その後、下層の前記ARCを、上層レジストパターン４を
マスクとしてジプレー（株）社製のアルカリ系のAZ現像
液／H2O＝1/3によって150秒間現像することで、第１図
ｅに示すようなパターン幅が0.5μｍの微細な側壁の垂
直な断面形状のパターンを形成することができる。下層
の前記ARCは、ClまたはＦを含むプラズマに対して耐性
を持っている為、この側壁の垂直な断面形状のパターン
を下地基板加工のためのマスクとして用い、適当なエッ
チング用ガスを選定することでSi,Si酸化物,Si窒化物,A
l,またはMo,Ta,W,Tiのような揮発性の弗化物を作る金属
等の被加工下地基板のドライエッチングが可能となる。
a,電力150W,O2ガス流量3cc/minの条件で１分間O2プラズ
マ５によるエッチングを行った。このO2プラズマエッチ
ングは、第１図ｂの段階で変質させたアルカリ系現像液
に不溶性の前記ARC表面を除去する目的で行っている。
その後、下層の前記ARCを、上層レジストパターン４を
マスクとしてジプレー（株）社製のアルカリ系のAZ現像
液／H2O＝1/3によって150秒間現像することで、第１図
ｅに示すようなパターン幅が0.5μｍの微細な側壁の垂
直な断面形状のパターンを形成することができる。下層
の前記ARCは、ClまたはＦを含むプラズマに対して耐性
を持っている為、この側壁の垂直な断面形状のパターン
を下地基板加工のためのマスクとして用い、適当なエッ
チング用ガスを選定することでSi,Si酸化物,Si窒化物,A
l,またはMo,Ta,W,Tiのような揮発性の弗化物を作る金属
等の被加工下地基板のドライエッチングが可能となる。
次に、第２の実施例として、第２図を参照して更に詳細
に説明する。まず、第２図ａに示すようにGaAsの半導体
基板６の上に、有機薄膜２として前記ARCを0.4μｍの厚
さに塗布し、所定の温度でベーキングする。次に、第２
図ｂのようにCCl4/O2ガスを用いてプラズマ３の照射を
行う。その後、第２図ｃに示すように前記ARC上に0.4μ
ｍの厚さに上層レジストとして前記FBM-Gを塗布し、140
℃、20分間のプリベークを行う。電子ビーム照射量２μ
c/cm2で露光を行い、IPAに５分間浸析し、IBA/EtOH＝21
/20で２分間現像することにより0.3μｍの上層レジスト
パターン４を形成する。次に、第２図ｄに示すようにし
てO2プラズマ５によるエッチングにより、変質させた前
記ARC表面を除去する。その後、下層の前記ARCを東京応
化（株）製NMD-3現像液／H2O＝1/1によって、10秒間現
像することで、第２図ｅに示すような開口部0.3μｍの
微細な側壁のアンダーカット形状の断面のパターンを形
成することができる。その後、第２図ｆに示すように電
子ビーム蒸着装置を用いて金属７としてTi/Pt/AuをTi30
0Å,Pt1500Å,Au3200Åの厚さで蒸着し、ARC除去液Ｎ−
メテル−２ピロリドン（NMP,CH3(NC4N6)O）を用いリフ
トオフすることにより、Ti/Pt/Auの0.3μｍゲート電極
としての金属パターン８を形成できる。また、同様の方
法でAl配線パターンも形成した。
に説明する。まず、第２図ａに示すようにGaAsの半導体
基板６の上に、有機薄膜２として前記ARCを0.4μｍの厚
さに塗布し、所定の温度でベーキングする。次に、第２
図ｂのようにCCl4/O2ガスを用いてプラズマ３の照射を
行う。その後、第２図ｃに示すように前記ARC上に0.4μ
ｍの厚さに上層レジストとして前記FBM-Gを塗布し、140
℃、20分間のプリベークを行う。電子ビーム照射量２μ
c/cm2で露光を行い、IPAに５分間浸析し、IBA/EtOH＝21
/20で２分間現像することにより0.3μｍの上層レジスト
パターン４を形成する。次に、第２図ｄに示すようにし
てO2プラズマ５によるエッチングにより、変質させた前
記ARC表面を除去する。その後、下層の前記ARCを東京応
化（株）製NMD-3現像液／H2O＝1/1によって、10秒間現
像することで、第２図ｅに示すような開口部0.3μｍの
微細な側壁のアンダーカット形状の断面のパターンを形
成することができる。その後、第２図ｆに示すように電
子ビーム蒸着装置を用いて金属７としてTi/Pt/AuをTi30
0Å,Pt1500Å,Au3200Åの厚さで蒸着し、ARC除去液Ｎ−
メテル−２ピロリドン（NMP,CH3(NC4N6)O）を用いリフ
トオフすることにより、Ti/Pt/Auの0.3μｍゲート電極
としての金属パターン８を形成できる。また、同様の方
法でAl配線パターンも形成した。
以上の実施例では、CCl4/O2ガスを用いてプラズマ照射
を行ったが、CF4/O2等の弗素系のガスを用いても同様の
効果がある。また、上層レジストとしてEBレジストのFB
M-Gについて説明を行ったが、他のEBレジストについて
も同様にパターンを形成できる。
を行ったが、CF4/O2等の弗素系のガスを用いても同様の
効果がある。また、上層レジストとしてEBレジストのFB
M-Gについて説明を行ったが、他のEBレジストについて
も同様にパターンを形成できる。
発明の効果 以上に詳述したように、本発明を用いることにより側壁
の垂直な断面形状、側壁のアンダーカットな断面形状と
所望のパターンを容易に形成することができる。
の垂直な断面形状、側壁のアンダーカットな断面形状と
所望のパターンを容易に形成することができる。
第１図，第２図は、本発明の実施例を示す断面図、第３
図，第４図は、従来例を示す断面図である。 １……被加工下地基板、２……有機薄膜、３……Clまた
はＦを含むプラズマ、４……上層レジストパターン、５
……O2プラズマ、６……半導体基板、７……金属、８…
…金属パターンまたは電極、９……下層レジスト、10…
…Si含有上層レジストパターン、11……上層レジストパ
ターン、12……DUV光。
図，第４図は、従来例を示す断面図である。 １……被加工下地基板、２……有機薄膜、３……Clまた
はＦを含むプラズマ、４……上層レジストパターン、５
……O2プラズマ、６……半導体基板、７……金属、８…
…金属パターンまたは電極、９……下層レジスト、10…
…Si含有上層レジストパターン、11……上層レジストパ
ターン、12……DUV光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−74626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−44012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−53841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−43453（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】被加工下地基板上に、非感光性で、しかも
アルカリ系現像液に溶解する有機薄膜を形成し、Clまた
はＦを含むプラズマを照射する工程、前記有機薄膜上に
アルカリ系現像液に対して不溶の特性を持つレジスト薄
膜を形成し、露光・現像により所定形状のパターンを形
成する工程、酸素プラズマ照射により前記有機薄膜をエ
ッチングし、その後、アルカリ系現像液を用いて上層レ
ジストパターン開口部直下の前記有機薄膜を除去する工
程を含むことを特徴とする基板上へのレジストパターン
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60217064A JPH0727217B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 基板上へのレジストパタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60217064A JPH0727217B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 基板上へのレジストパタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276723A JPS6276723A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH0727217B2 true JPH0727217B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=16698264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60217064A Expired - Lifetime JPH0727217B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 基板上へのレジストパタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727217B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692205A (en) * | 1986-01-31 | 1987-09-08 | International Business Machines Corporation | Silicon-containing polyimides as oxygen etch stop and dual dielectric coatings |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4140572A (en) * | 1976-09-07 | 1979-02-20 | General Electric Company | Process for selective etching of polymeric materials embodying silicones therein |
| US4353778A (en) * | 1981-09-04 | 1982-10-12 | International Business Machines Corporation | Method of etching polyimide |
| JPS5953841A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-28 | Hitachi Ltd | パタ−ン形成方法 |
| JPS5974626A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-27 | Hitachi Ltd | パタ−ン形成方法 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60217064A patent/JPH0727217B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6276723A (ja) | 1987-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5545512A (en) | Method of forming a pattern of silylated planarizing photoresist | |
| JPS6323657B2 (ja) | ||
| US7943521B2 (en) | Method for patterning a semiconductor device | |
| JPH0210362A (ja) | 微細パターン形成方法 | |
| US5064748A (en) | Method for anisotropically hardening a protective coating for integrated circuit manufacture | |
| JPH0727217B2 (ja) | 基板上へのレジストパタ−ン形成方法 | |
| JPH04348030A (ja) | 傾斜エッチング法 | |
| JP3119021B2 (ja) | 半導体装置のコンタクトホール形成方法 | |
| JPH0774087A (ja) | Ｍｌｒパターン形成方法 | |
| JPH0467333B2 (ja) | ||
| JPH01114041A (ja) | 微細パタン形成方法 | |
| JPH0313949A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH03188447A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH0821574B2 (ja) | パタ−ン形成方法 | |
| JPS6066432A (ja) | 微細パタ−ン形成法 | |
| JP3149601B2 (ja) | 半導体装置のコンタクトホール形成方法 | |
| JPH05160105A (ja) | ウエットエッチング方法 | |
| JPH042183B2 (ja) | ||
| JPS5852639A (ja) | レジストパタ−ン形成方法 | |
| JPH03765B2 (ja) | ||
| JPS6354726A (ja) | レジスト膜のエツチング方法 | |
| JPH0199041A (ja) | 微細パターン形成方法 | |
| JPH0576766B2 (ja) | ||
| JPH01304457A (ja) | パターン形成方法 | |
| JPS62277746A (ja) | 半導体装置の製造方法 |