JPH0750240A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0750240A JPH0750240A JP5193784A JP19378493A JPH0750240A JP H0750240 A JPH0750240 A JP H0750240A JP 5193784 A JP5193784 A JP 5193784A JP 19378493 A JP19378493 A JP 19378493A JP H0750240 A JPH0750240 A JP H0750240A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excimer laser
- photosensitive resist
- dye
- resist film
- semiconductor device
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】従来のシリル化２層レジストプロセスにおい
て、上層のレジストパターンを下層に転写する際、ドラ
イエッチプロセスが必要不可欠であったのに対し、ドラ
イエッチプロセス不要の２層レジスト法を得る。 【構成】半導体基板３上にｉ線感光レジスト２を塗布
し、続いて、上層にエキシマレーザー感光レジスト１を
塗布する。次に上層をエキシマレーザー光を用い、所望
のマスクを介して露光し、現像を行う事により、上層の
パターン１Ａを形成する。次に、エキシマレーザー光４
により全面露光を行った後、ｉ線に吸収を持つ染料を噴
霧し、加熱を行う事により、上層のパターン１Ａの表面
に染料層５を形成する。続いて得られた染料層５をマス
クとして、ｉ線光により露光、現像を行う事により、微
細パターン２Ａを形成する。 【効果】ドライエッチプロセスを使用せずに、微細なパ
ターンを形成する事ができる。
て、上層のレジストパターンを下層に転写する際、ドラ
イエッチプロセスが必要不可欠であったのに対し、ドラ
イエッチプロセス不要の２層レジスト法を得る。 【構成】半導体基板３上にｉ線感光レジスト２を塗布
し、続いて、上層にエキシマレーザー感光レジスト１を
塗布する。次に上層をエキシマレーザー光を用い、所望
のマスクを介して露光し、現像を行う事により、上層の
パターン１Ａを形成する。次に、エキシマレーザー光４
により全面露光を行った後、ｉ線に吸収を持つ染料を噴
霧し、加熱を行う事により、上層のパターン１Ａの表面
に染料層５を形成する。続いて得られた染料層５をマス
クとして、ｉ線光により露光、現像を行う事により、微
細パターン２Ａを形成する。 【効果】ドライエッチプロセスを使用せずに、微細なパ
ターンを形成する事ができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係わり、特にレジスト膜による微細パターンの形成方法
に関する。
係わり、特にレジスト膜による微細パターンの形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造工程における微
細パターンの形成方法（例えばＳｉｌｌｉｃｏｎ−ａｄ
ｄｅｄ ｂｉｌａｙｅｒ ｒｅｓｉｓｔ（ＳＡＢＲＥ）
ｓｙｓｔｅｍ，ｗ．ｃ．ＭｃＣｏｌｇｉｎ，ｅｔ．ａ
ｌ．，ＳＰＩＥ，ｖｏｌ９２０，ＰＤ２６０−２６７
（１９８８）について、図９（Ｈ）〜（Ｄ）を参照して
説明する。
細パターンの形成方法（例えばＳｉｌｌｉｃｏｎ−ａｄ
ｄｅｄ ｂｉｌａｙｅｒ ｒｅｓｉｓｔ（ＳＡＢＲＥ）
ｓｙｓｔｅｍ，ｗ．ｃ．ＭｃＣｏｌｇｉｎ，ｅｔ．ａ
ｌ．，ＳＰＩＥ，ｖｏｌ９２０，ＰＤ２６０−２６７
（１９８８）について、図９（Ｈ）〜（Ｄ）を参照して
説明する。
【０００３】まず図９（Ａ）に示すように、半導体基板
４３上に、下層有機膜５０（例えばポリイミド系レジス
ト）を塗布し、続いて上層に例えばｉ線感光レジスト４
２を塗布する。次に図９（Ｂ）に示すように、例えばｉ
線の波長（３６５ｎｍ）を有する紫外光により、所望の
マスクを介して露光し、続いて現像することによって上
層にレジストパターン４２Ａを形成する。次に図９
（Ｃ）に示すように、シリル化剤（例えばヘキサメチル
ジシラザンなど）の蒸気を基板を加熱しながら接触させ
ることによりシリル化を行うと、シリル化が可能な上層
のレジストパターン４２Ａのみシリル化され、レジスト
膜表層部にシリル化層５１が形成される。次に図９
（Ｄ）に示すように、シリル化層５１をＯ2 反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）によるドライエッチを行う際の
エッチングマスクとすることにより微細パターン５０Ａ
の形成を行うものとなっていた。
４３上に、下層有機膜５０（例えばポリイミド系レジス
ト）を塗布し、続いて上層に例えばｉ線感光レジスト４
２を塗布する。次に図９（Ｂ）に示すように、例えばｉ
線の波長（３６５ｎｍ）を有する紫外光により、所望の
マスクを介して露光し、続いて現像することによって上
層にレジストパターン４２Ａを形成する。次に図９
（Ｃ）に示すように、シリル化剤（例えばヘキサメチル
ジシラザンなど）の蒸気を基板を加熱しながら接触させ
ることによりシリル化を行うと、シリル化が可能な上層
のレジストパターン４２Ａのみシリル化され、レジスト
膜表層部にシリル化層５１が形成される。次に図９
（Ｄ）に示すように、シリル化層５１をＯ2 反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）によるドライエッチを行う際の
エッチングマスクとすることにより微細パターン５０Ａ
の形成を行うものとなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、上層
に得られたレジストパターン４２Ａを下層に転写するに
は、下層有機膜５０のドライエッチングが必要不可欠で
あり、この為に、専用の有機膜エッチャー、及び、複雑
な条件出し（例えば、面内均一性の向上、選択比の向上
など）が必要であるという問題点があった。
に得られたレジストパターン４２Ａを下層に転写するに
は、下層有機膜５０のドライエッチングが必要不可欠で
あり、この為に、専用の有機膜エッチャー、及び、複雑
な条件出し（例えば、面内均一性の向上、選択比の向上
など）が必要であるという問題点があった。
【０００５】特に、専用の有機膜エッチャーに関して
は、上層の微細パターンを下層の厚い（約１．５μｍ）
有機膜の転写する際には、通常のエッチング装置では、
垂直にパターンを形成する事が困難であるという問題点
があった。又、条件出しにおいても、ガス種、複数のガ
スの選択及び混合比，圧力，温度，Ｒｆバイアス，引き
出し電圧のバイアス，Ｒｆ周波数等の条件の最適化を行
わなければならず、複雑な条件出しが必要であるという
問題があった。
は、上層の微細パターンを下層の厚い（約１．５μｍ）
有機膜の転写する際には、通常のエッチング装置では、
垂直にパターンを形成する事が困難であるという問題点
があった。又、条件出しにおいても、ガス種、複数のガ
スの選択及び混合比，圧力，温度，Ｒｆバイアス，引き
出し電圧のバイアス，Ｒｆ周波数等の条件の最適化を行
わなければならず、複雑な条件出しが必要であるという
問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、基板の
一主面をｉ線感光レジスト膜で覆う工程と、前記ｉ線感
光レジスト膜をエキシマレーザー感光レジスト膜で覆う
工程と、前記エキシマレーザー感光レジスト膜を選択的
にエキシマレーザー光で露光する工程と、前記エキシマ
レーザー感光レジスト膜の前記選択的に露光された表面
にｉ線を吸収する染料を混入して染料層を形成する工程
と、前記染料層をマスクにしてｉ線により前記ｉ線感光
レジスト膜を選択的に露光し、現像する工程とを有する
半導体装置の製造方法にある。
一主面をｉ線感光レジスト膜で覆う工程と、前記ｉ線感
光レジスト膜をエキシマレーザー感光レジスト膜で覆う
工程と、前記エキシマレーザー感光レジスト膜を選択的
にエキシマレーザー光で露光する工程と、前記エキシマ
レーザー感光レジスト膜の前記選択的に露光された表面
にｉ線を吸収する染料を混入して染料層を形成する工程
と、前記染料層をマスクにしてｉ線により前記ｉ線感光
レジスト膜を選択的に露光し、現像する工程とを有する
半導体装置の製造方法にある。
【０００７】ここで、前記エキシマレーザー感光レジス
ト膜を選択的にエキシマレーザー光で露光した後、現像
により前記エキシマレーザー感光レジスト膜を選択的に
除去してパターンを形成する工程と、前記現象により形
成されたエキシマレーザー感光レジスト膜のパターンに
エキシマ光を全面露光する工程とを有し、しかる後に前
記染料層を形成する工程を行うことができる。
ト膜を選択的にエキシマレーザー光で露光した後、現像
により前記エキシマレーザー感光レジスト膜を選択的に
除去してパターンを形成する工程と、前記現象により形
成されたエキシマレーザー感光レジスト膜のパターンに
エキシマ光を全面露光する工程とを有し、しかる後に前
記染料層を形成する工程を行うことができる。
【０００８】あるいは、前記エキシマレーザー感光レジ
スト膜を選択的にエキシマレーザー光で露光する工程の
後に前記染料層を形成する工程を行い、しかる後、前記
染料層が表面に形成されなかった前記エキシマレーザー
感光レジスト膜の部分を現像により除去し、これにより
前記染料層を含む前記エキシマレーザー感光レジスト膜
の部分のみのマスクパターンを形成することができる。
スト膜を選択的にエキシマレーザー光で露光する工程の
後に前記染料層を形成する工程を行い、しかる後、前記
染料層が表面に形成されなかった前記エキシマレーザー
感光レジスト膜の部分を現像により除去し、これにより
前記染料層を含む前記エキシマレーザー感光レジスト膜
の部分のみのマスクパターンを形成することができる。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１（Ａ）〜（Ｃ）および図２（Ａ）〜
（Ｃ）は、本発明の第１の実施例を説明するための半導
体チップの断面図である。
（Ｃ）は、本発明の第１の実施例を説明するための半導
体チップの断面図である。
【００１１】まず、図１（Ａ）に示すように、半導体基
板３上にｉ線感光レジスト２（例えばノボラック系ポジ
型レジスト）を塗布し、続いて、塗布したｉ線感光レジ
スト２上に、エキシマレーザー感光レジスト１（例えば
化学増幅系溶解抑止ポジレジスト）を塗布する。尚、下
層のｉ線感光レジストは、上層のエキシマレーザーレジ
ストに対する露光光の影響を受けず、かつ、上層の現像
液におかされない。そして直接下層のパターニングは微
細パターンの形成が困難であるから、このような多層レ
ジスト構成とする。
板３上にｉ線感光レジスト２（例えばノボラック系ポジ
型レジスト）を塗布し、続いて、塗布したｉ線感光レジ
スト２上に、エキシマレーザー感光レジスト１（例えば
化学増幅系溶解抑止ポジレジスト）を塗布する。尚、下
層のｉ線感光レジストは、上層のエキシマレーザーレジ
ストに対する露光光の影響を受けず、かつ、上層の現像
液におかされない。そして直接下層のパターニングは微
細パターンの形成が困難であるから、このような多層レ
ジスト構成とする。
【００１２】次に図１（Ｂ）に示すように、上層のエキ
シマレーザー感光レジスト１をエキシマレーザー光を用
い、所望のマスク（図示省略）を介して選択的に露光
し、現像を行う事により、上層にエキシマレーザー感光
レジストのレジストパターン１Ａを形成する。
シマレーザー感光レジスト１をエキシマレーザー光を用
い、所望のマスク（図示省略）を介して選択的に露光
し、現像を行う事により、上層にエキシマレーザー感光
レジストのレジストパターン１Ａを形成する。
【００１３】次に、図１（Ｃ）に示すように、例えば前
記のエキシマレーザー感光レジストパターンを形成した
場合と同量の露光量を用い、エキシマレーザー光４によ
り、全面露光を行う。
記のエキシマレーザー感光レジストパターンを形成した
場合と同量の露光量を用い、エキシマレーザー光４によ
り、全面露光を行う。
【００１４】次に図２（Ａ）に示すように、例えば、エ
ーテルやアルコール等の有機溶剤に溶かした染料を噴霧
し、ホットプレート上で加熱６することにより、エキシ
マレーザー感光レジストのレジストパターン表面のみ選
択的に反応して、染料層５が形成される。ｉ線を吸収
し、分子構造の末端にカルボニル基、もしくはエステル
基を持つ染料としては、３−（４’−Ｃａｒｂｏｘｙｐ
ｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄｉｅｔｈｙｌ
ａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ，２−（４’−Ｃａｒｂｏ
ｘｙｓｔｙｒｙｌ）ｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ等を用いる
ことができる。
ーテルやアルコール等の有機溶剤に溶かした染料を噴霧
し、ホットプレート上で加熱６することにより、エキシ
マレーザー感光レジストのレジストパターン表面のみ選
択的に反応して、染料層５が形成される。ｉ線を吸収
し、分子構造の末端にカルボニル基、もしくはエステル
基を持つ染料としては、３−（４’−Ｃａｒｂｏｘｙｐ
ｈｅｎｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄｉｅｔｈｙｌ
ａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ，２−（４’−Ｃａｒｂｏ
ｘｙｓｔｙｒｙｌ）ｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ等を用いる
ことができる。
【００１５】次に図２（Ｂ）に示すように、ｉ線光７に
よる全面照射を行う。このとき、染料層５がマスクとな
りｉ線感光レジスト膜２は選択的に露光される。
よる全面照射を行う。このとき、染料層５がマスクとな
りｉ線感光レジスト膜２は選択的に露光される。
【００１６】次に、図２（Ｃ）に示すように、現像を行
うことにより、微細なレジストパターン２Ａを形成す
る。
うことにより、微細なレジストパターン２Ａを形成す
る。
【００１７】尚、図２（Ａ）においてホットプレートの
代わりに、赤外線や遠赤外線を用いてフォトレジスト膜
の表面のみを加熱し、染料をエキシマレーザー感光レジ
ストのレジストパターン１Ａの表面に混入してもよい。
この場合、エキシマレーザー感光レジストのレジストパ
ターンの表面に混入する染料の量を容易に制限できる。
代わりに、赤外線や遠赤外線を用いてフォトレジスト膜
の表面のみを加熱し、染料をエキシマレーザー感光レジ
ストのレジストパターン１Ａの表面に混入してもよい。
この場合、エキシマレーザー感光レジストのレジストパ
ターンの表面に混入する染料の量を容易に制限できる。
【００１８】ｉ線光による全面露光の方法として、半導
体基板に対して垂直な方向の露光光のみを用いることに
より、エキシマレーザー感光レジストのレジストパター
ン寸法そのまま下まで転写することができる。また、広
い露光幅の光源を用いる事により、ｉ線感光レジスト内
部での定在波効果を抑制することができる。
体基板に対して垂直な方向の露光光のみを用いることに
より、エキシマレーザー感光レジストのレジストパター
ン寸法そのまま下まで転写することができる。また、広
い露光幅の光源を用いる事により、ｉ線感光レジスト内
部での定在波効果を抑制することができる。
【００１９】図３（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第２の実施
例を説明するための半導体チップの断面図である。
例を説明するための半導体チップの断面図である。
【００２０】はじめに図３（Ａ）に示すように、第１の
実施例と同様に半導体基板３上にｉ線感光レジスト２を
塗布し、続いて塗布したｉ線感光レジスト２上に、エキ
シマレーザー感光レジスト１を塗布し、上層のエキシマ
レーザー感光レジスト１のみ所望のマスク（図示省略）
を介して露光，現像し、パターンを形成する。その後、
形成したエキシマレーザー感光レジストのパターン１Ａ
を、エキシマレーザー光により全面露光した後、溶剤に
溶かした染料を噴霧し、遠赤外線光８を用いてエキシマ
レーザー感光レジストパターン１Ａのみを加熱し、染料
をレジスト表面に混入させ染料層５を形成する。
実施例と同様に半導体基板３上にｉ線感光レジスト２を
塗布し、続いて塗布したｉ線感光レジスト２上に、エキ
シマレーザー感光レジスト１を塗布し、上層のエキシマ
レーザー感光レジスト１のみ所望のマスク（図示省略）
を介して露光，現像し、パターンを形成する。その後、
形成したエキシマレーザー感光レジストのパターン１Ａ
を、エキシマレーザー光により全面露光した後、溶剤に
溶かした染料を噴霧し、遠赤外線光８を用いてエキシマ
レーザー感光レジストパターン１Ａのみを加熱し、染料
をレジスト表面に混入させ染料層５を形成する。
【００２１】次に図３（Ｂ）に示すように、染料層５を
ｉ線露光時のマスクとする事により、ｉ線波長領域を用
いたブロードバンド光９による全面照射を行ってｉ線感
光レジスト膜２を選択的に露光する。
ｉ線露光時のマスクとする事により、ｉ線波長領域を用
いたブロードバンド光９による全面照射を行ってｉ線感
光レジスト膜２を選択的に露光する。
【００２２】次に図３（Ｃ）に示すように、現像を行う
事により、微細なレジストパターン２Ａを形成する。
事により、微細なレジストパターン２Ａを形成する。
【００２３】次に化学反応式の図４（Ａ）〜（Ｃ）を用
いて、本発明の第１および第２の実施例におけるエキシ
マレーザー感光レジストと、染料との化学的反応につい
て説明を行う。
いて、本発明の第１および第２の実施例におけるエキシ
マレーザー感光レジストと、染料との化学的反応につい
て説明を行う。
【００２４】図４（Ａ）は、一般的な、化学増幅系ポジ
型のエキシマレーザー感光レジスト１の構造を示した図
であり、１２はポリビニル系樹脂、１３は溶解抑止剤、
１４は酸発生剤である。
型のエキシマレーザー感光レジスト１の構造を示した図
であり、１２はポリビニル系樹脂、１３は溶解抑止剤、
１４は酸発生剤である。
【００２５】図４（Ｂ）に示すように、上層のエキシマ
レーザー感光レジストパターンをエキシマレーザー光４
により全面露光を行うと、まず、エキシマレーザー感光
レジスト１内の酸発生剤１４から酸１５が発生する。
レーザー感光レジストパターンをエキシマレーザー光４
により全面露光を行うと、まず、エキシマレーザー感光
レジスト１内の酸発生剤１４から酸１５が発生する。
【００２６】次に図４（Ｃ）に示すように、発生した酸
１５が加熱６される事によりまず、エキシマレーザ感光
レジスト１の骨格であるポリビニル系樹脂１２から溶解
抑止剤１３を脱離させる。続いて、噴霧された染料１６
（例えば３−（４’−Ｃａｒｂｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−
４−ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏ
ｕｍａｒｉｎ）のカルボニル基と溶解抑止剤１３の脱離
によりむき出しとなったポリビニル系樹脂のアルコール
基（−ＯＨ）が、酸１５の触媒作用によりエステル結合
を行い、染料層５を形成する。
１５が加熱６される事によりまず、エキシマレーザ感光
レジスト１の骨格であるポリビニル系樹脂１２から溶解
抑止剤１３を脱離させる。続いて、噴霧された染料１６
（例えば３−（４’−Ｃａｒｂｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−
４−ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏ
ｕｍａｒｉｎ）のカルボニル基と溶解抑止剤１３の脱離
によりむき出しとなったポリビニル系樹脂のアルコール
基（−ＯＨ）が、酸１５の触媒作用によりエステル結合
を行い、染料層５を形成する。
【００２７】次に本発明の第３の実施例を説明する。図
５（Ａ）〜（Ｃ）および図６（Ａ）〜（Ｃ）は第３の実
施例を説明するための半導体チップの断面図である。
５（Ａ）〜（Ｃ）および図６（Ａ）〜（Ｃ）は第３の実
施例を説明するための半導体チップの断面図である。
【００２８】まず図５（Ａ）に示すように、半導体基板
２３上にｉ線感光レジスト２２（例えばノボラック系ポ
ジレジスト）を塗布し、続いて、塗布したｉ線感光レジ
スト２２上にエキシマレーザー感光レジスト２１（例え
ば、化学増幅系ネガ型レジスト，シプレイ社ＳＰＲ−２
４８）を塗布する。
２３上にｉ線感光レジスト２２（例えばノボラック系ポ
ジレジスト）を塗布し、続いて、塗布したｉ線感光レジ
スト２２上にエキシマレーザー感光レジスト２１（例え
ば、化学増幅系ネガ型レジスト，シプレイ社ＳＰＲ−２
４８）を塗布する。
【００２９】次に図５（Ｂ）に示すように、上層のエキ
シマレーザー感光レジスト２１をエキシマレーザー光２
４を用い、所望のマスク２５を介して選択的な領域２１
Ａを露光する。
シマレーザー感光レジスト２１をエキシマレーザー光２
４を用い、所望のマスク２５を介して選択的な領域２１
Ａを露光する。
【００３０】次に図５（Ｃ）に示すように、例えばエー
テルやアルコール等の有機溶剤に溶かした染料２６を噴
霧し、ホットプレート上で加熱２８する事により、エキ
シマレーザー感光レジストの露光部２１Ａの表面のみ選
択的に反応して染料層２７が形成される。ｉ線を吸収
し、分子構造の末端にアルコール基を持つ染料として
は、３−（４’−ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）−４−
ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍ
ａｒｉｎ等を用いる事ができる。
テルやアルコール等の有機溶剤に溶かした染料２６を噴
霧し、ホットプレート上で加熱２８する事により、エキ
シマレーザー感光レジストの露光部２１Ａの表面のみ選
択的に反応して染料層２７が形成される。ｉ線を吸収
し、分子構造の末端にアルコール基を持つ染料として
は、３−（４’−ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）−４−
ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍ
ａｒｉｎ等を用いる事ができる。
【００３１】次に、図６（Ａ）に示すように、現像を行
い、表面に染料層２７を形成したエキシマレーザー感光
レジストパターン２１Ｂを形成する。
い、表面に染料層２７を形成したエキシマレーザー感光
レジストパターン２１Ｂを形成する。
【００３２】次に図６（Ｂ）にｉ線光２９を全面照射し
て、染料層２７をｉ線露光時のマスクとする事によりｉ
線感光レジスト膜２２を選択的に露光する。
て、染料層２７をｉ線露光時のマスクとする事によりｉ
線感光レジスト膜２２を選択的に露光する。
【００３３】次に図６（Ｃ）に示すように、現像を行う
事により、微細なｉ線感光レジストパターン２２Ａを形
成する。
事により、微細なｉ線感光レジストパターン２２Ａを形
成する。
【００３４】尚、図６（Ｂ）の工程はｉ線光２９による
全面露光の方法として、半導体基板に対して垂直な方向
の露光光のみを用いることにより、エキシマレーザー感
光レジストのレジストパターン寸法そのまま下まで転写
する事ができる。加えて広い波長幅の光源（ブロードバ
ンド光）を用いる事により、ｉ線感光レジスト内部での
定在波効果を抑制する事ができる。
全面露光の方法として、半導体基板に対して垂直な方向
の露光光のみを用いることにより、エキシマレーザー感
光レジストのレジストパターン寸法そのまま下まで転写
する事ができる。加えて広い波長幅の光源（ブロードバ
ンド光）を用いる事により、ｉ線感光レジスト内部での
定在波効果を抑制する事ができる。
【００３５】図７（Ａ）〜（Ｂ）は本発明の第４の実施
例を説明するための半導体チップの断面図である。
例を説明するための半導体チップの断面図である。
【００３６】はじめに図７（Ａ）に示すように、第３の
実施例と同様に半導体基板２３上にｉ線感光レジスト２
２を塗布し、続いて、塗布したｉ線感光レジスト２２上
にエキシマレーザー感光レジストを塗布する。続いて上
層をエキシマレーザー光を用いて所望のマスクを介して
露光する。次に溶剤に溶かした染料を噴霧し、ホットプ
レート上で加熱して、染料層２７を形成する。続いて現
像を行う事によりエキシマレーザー感光レジストパター
ン２１Ｂを形成する。続いて、ｉ線露光波長領域を用い
たブロードバンド光１０による全面照射を行い、染料層
２７をマスクにする事によりｉ線感光レジスト膜２２を
選択的に露光する。
実施例と同様に半導体基板２３上にｉ線感光レジスト２
２を塗布し、続いて、塗布したｉ線感光レジスト２２上
にエキシマレーザー感光レジストを塗布する。続いて上
層をエキシマレーザー光を用いて所望のマスクを介して
露光する。次に溶剤に溶かした染料を噴霧し、ホットプ
レート上で加熱して、染料層２７を形成する。続いて現
像を行う事によりエキシマレーザー感光レジストパター
ン２１Ｂを形成する。続いて、ｉ線露光波長領域を用い
たブロードバンド光１０による全面照射を行い、染料層
２７をマスクにする事によりｉ線感光レジスト膜２２を
選択的に露光する。
【００３７】次に図７（Ｂ）に示すように、現像を行う
ことにより、微細なレジストパターン２２Ａを形成す
る。
ことにより、微細なレジストパターン２２Ａを形成す
る。
【００３８】次に第３および第４の実施例における、エ
キシマレーザー感光レジストと染料との化学反応につい
て説明を行う。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３，
第４の実施例のエキシマレーザー感光レジストと染料と
の化学反応を説明するための化学反応式である。
キシマレーザー感光レジストと染料との化学反応につい
て説明を行う。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３，
第４の実施例のエキシマレーザー感光レジストと染料と
の化学反応を説明するための化学反応式である。
【００３９】図８（Ａ）は、一般的な化学増幅系ネガ型
のエキシマレーザー感光レジスト２１の構造を示した図
である。尚同図で、３１はポリビニル系樹脂、３２はネ
ラミン化合物、３３は酸発生剤である。
のエキシマレーザー感光レジスト２１の構造を示した図
である。尚同図で、３１はポリビニル系樹脂、３２はネ
ラミン化合物、３３は酸発生剤である。
【００４０】図８（Ｂ）に示すように、上層のエキシマ
レーザー感光レジスト２１をエキシマレーザー２４によ
り露光を行うと、露光部のみ、エキシマレーザー感光レ
ジスト２１内の酸発生剤３３より、酸３４が発生する。
レーザー感光レジスト２１をエキシマレーザー２４によ
り露光を行うと、露光部のみ、エキシマレーザー感光レ
ジスト２１内の酸発生剤３３より、酸３４が発生する。
【００４１】次に図８（Ｃ）に示すように、発生した酸
３４が加熱２８されることにより、エキシマレーザー感
光レジスト１内のポリビニル系樹脂３１のアルコール基
（−ＯＨ）とメラミン化合物３２のエステル基（−ＣＯ
2 Ｒ）がエステル交換反応により反応し、結合する。
又、同時に噴霧された染料２６（例えば３−（４’−ｈ
ｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄ
ｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ）のアルコー
ル基（−ＯＨ）が、同様に、メラミン化合物３２のエス
テル基（−ＣＯ2 Ｒ）がエステル交換反応により結合
し、染料層２７を形成する。尚、未露光部では、酸３４
が存在しないため、上述した様なエステル交換反応は生
じない。この為、続いて現像を行うと、アルコール基の
残っている未露光部は現像されて、染料層の形成された
露光部のみパターンが形成される。
３４が加熱２８されることにより、エキシマレーザー感
光レジスト１内のポリビニル系樹脂３１のアルコール基
（−ＯＨ）とメラミン化合物３２のエステル基（−ＣＯ
2 Ｒ）がエステル交換反応により反応し、結合する。
又、同時に噴霧された染料２６（例えば３−（４’−ｈ
ｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌ−７−ｄ
ｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ）のアルコー
ル基（−ＯＨ）が、同様に、メラミン化合物３２のエス
テル基（−ＣＯ2 Ｒ）がエステル交換反応により結合
し、染料層２７を形成する。尚、未露光部では、酸３４
が存在しないため、上述した様なエステル交換反応は生
じない。この為、続いて現像を行うと、アルコール基の
残っている未露光部は現像されて、染料層の形成された
露光部のみパターンが形成される。
【００４２】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、下層膜の現
像方法として従来の技術では専用のドライエッチャーが
必要であったのに対し、下層としてｉ線レジストを使用
している為、通常のレジストの現像機を用いれば良い事
から、専用装置を新たに必要としない。又、従来の技術
では、ドライエッチの際、複雑な条件出しが必要であっ
たが、本発明においては、通常の現像プロセスのままで
ある為、条件出しの必要はなくなるという効果がある。
像方法として従来の技術では専用のドライエッチャーが
必要であったのに対し、下層としてｉ線レジストを使用
している為、通常のレジストの現像機を用いれば良い事
から、専用装置を新たに必要としない。又、従来の技術
では、ドライエッチの際、複雑な条件出しが必要であっ
たが、本発明においては、通常の現像プロセスのままで
ある為、条件出しの必要はなくなるという効果がある。
【００４３】また、従来の技術において、上層のマスク
となるシリル化層を形成する際のシリル基の導入は、単
純な物理的拡散であったのに対し、本発明の第１および
第２の実施例では、上層レジストとして化学増幅系ポジ
型のエキシマレーザー感光レジストを用い、染料として
構造の末端にカルボニル基（−ＣＯ2 Ｈ）、もしくは、
エステル基（−ＣＯ2 Ｒ；Ｒ＝アルキル基）を用い、本
発明の第３および第４の実施例では上層レジストとして
化学増幅系ネガ型のエキシマレーザー感光レジストを用
い、染料として構造の末端にアルコール基（−ＯＨ）、
もしくは、エステル基（−ＯＣＯＲ；Ｒアルキル基）を
用いている。
となるシリル化層を形成する際のシリル基の導入は、単
純な物理的拡散であったのに対し、本発明の第１および
第２の実施例では、上層レジストとして化学増幅系ポジ
型のエキシマレーザー感光レジストを用い、染料として
構造の末端にカルボニル基（−ＣＯ2 Ｈ）、もしくは、
エステル基（−ＣＯ2 Ｒ；Ｒ＝アルキル基）を用い、本
発明の第３および第４の実施例では上層レジストとして
化学増幅系ネガ型のエキシマレーザー感光レジストを用
い、染料として構造の末端にアルコール基（−ＯＨ）、
もしくは、エステル基（−ＯＣＯＲ；Ｒアルキル基）を
用いている。
【００４４】これにより本発明のいずれの実施例におい
ても、エキシマレーザー感光レジストと化学的な反応
（エステル化，エステル交換反応）を行う為、制御性良
く、上層マスク（染料層）を形成する事ができるという
効果がある。
ても、エキシマレーザー感光レジストと化学的な反応
（エステル化，エステル交換反応）を行う為、制御性良
く、上層マスク（染料層）を形成する事ができるという
効果がある。
【００４５】又、本発明においては、上層にエキシマレ
ーザー感光の化学増幅系レジスト、下層としてｉ線感光
のノボラック系レジストを使用する事により、上層エキ
シマレーザー感光レジストのパターニングの際の露光
量、及びパターニング後の全面露光における露光量は、
約５０ｍＪ／ｃｍ2 以下と、ｉ線感光レジストの膜抜け
感度（Ｅｔｈ：約１５０ｍＪ／ｃｍ2 以上）に比べ、遥
かに少ない露光量である為、上層エキシマレーザー感光
レジストの露光時に、下層のｉ線感光レジストは感光し
ないという効果がある。
ーザー感光の化学増幅系レジスト、下層としてｉ線感光
のノボラック系レジストを使用する事により、上層エキ
シマレーザー感光レジストのパターニングの際の露光
量、及びパターニング後の全面露光における露光量は、
約５０ｍＪ／ｃｍ2 以下と、ｉ線感光レジストの膜抜け
感度（Ｅｔｈ：約１５０ｍＪ／ｃｍ2 以上）に比べ、遥
かに少ない露光量である為、上層エキシマレーザー感光
レジストの露光時に、下層のｉ線感光レジストは感光し
ないという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を工程順に示した断面図
である。
である。
【図２】図１の続きの工程を順に示した断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を工程順に示した断面図
である。
である。
【図４】本発明の第１および第２の実施例における化学
反応を説明する図である。
反応を説明する図である。
【図５】本発明の第３の実施例を工程順に示した断面図
である。
である。
【図６】図５の続きの工程を順に示した断面図である。
【図７】本発明の第４の実施例を工程順に示した断面図
である。
である。
【図８】本発明の第３および第４の実施例における化学
反応を説明する図である。
反応を説明する図である。
【図９】従来技術を工程順に示した断面図である。
１ エキシマレーザ感光レジスト膜 １Ａ エキシマレーザ感光レジストパターン ２ ｉ線感光レジスト膜 ２Ａ ｉ線感光レジストパターン ３ 半導体基板 ４ エキシマレーザー光 ５ 染料層 ６ 加熱 ７ ｉ線光 ８ 遠赤外線光 ９ ブロードバンド光 １２ ポリビニル系樹脂 １３ 溶解抑止剤 １４ 酸発生剤 １５ 酸 １６ 染料 １７ 水 ２１ エキシマレーザー感光レジスト ２１Ａ エキシマレーザー感光レジスト露光部 ２１Ｂ エキシマレーザー感光レジストパターン ２２ ｉ線感光レジスト膜 ２２Ａ ｉ線感光レジストパターン ２３ 半導体基板 ２４ エキシマレーザー光 ２５ マスク ２６ 染料 ２７ 染料層 ２８ 加熱 ２９ ｉ線光 ３１ ポリビニル系樹脂 ３２ メラミン化合物 ３３ 酸発生剤 ４２ ｉ線感光レジスト ４２Ａ ｉ線感光レジストのパターン ４３ 半導体基板 ５０ 下層有機膜 ５０Ａ 下層有機膜パターン ５１ シリル化層
Claims (9)
- 【請求項１】 基板の一主面をｉ線感光レジスト膜で覆
う工程と、前記ｉ線感光レジスト膜をエキシマレーザー
感光レジスト膜で覆う工程と、前記エキシマレーザー感
光レジスト膜を選択的にエキシマレーザー光で露光する
工程と、前記エキシマレーザー感光レジスト膜の前記選
択的に露光された表面にｉ線を吸収する染料を混入して
染料層を形成する工程と、前記染料層をマスクにしてｉ
線により前記ｉ線感光レジスト膜を選択的に露光し、現
像する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項２】 前記エキシマレーザー感光レジスト膜を
選択的にエキシマレーザー光で露光した後、現像により
前記エキシマレーザー感光レジスト膜を選択的に除去し
てパターンを形成する工程と、前記現像により形成され
たエキシマレーザー感光レジスト膜のパターンにエキシ
マ光を全面露光する工程とを有し、しかる後に前記染料
層を形成する工程を行うことを特徴とする請求項１記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 エキシマレーザー感光レジストとして化
学増幅系ポジ型レジストを用いることを特徴とする請求
項２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 ｉ線感光レジストとして、ノボラック系
ポジ型レジストを用いることを特徴とする請求項２に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 ｉ線を吸収する染料として、染料の分子
構造の末端にカルボニル基（−ＣＯ2 Ｈ）もしくはエス
テル基（−ＣＯ2 Ｒ；Ｒはアルキル基）を有する染料を
用いることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項６】 前記エキシマレーザー感光レジスト膜を
選択的にエキシマレーザー光で露光する工程の後に前記
染料層を形成する工程を行い、しかる後、前記染料層が
表面に形成されなかった前記エキシマレーザー感光レジ
スト膜の部分を現像により除去し、これにより前記染料
層を含む前記エキシマレーザー感光レジスト膜の部分の
みのマスクパターンを形成することを特徴とする請求項
１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 エキシマレーザー感光レジストとして化
学増幅系ネガ型レジストを用いることを特徴とする請求
項６に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 ｉ線感光レジストとして、ノボラック系
ポジ型レジストを用いることを特徴とする請求項６に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 ｉ線を吸収する染料として、染料の分子
構造の末端にアルコール基（−ＯＨ）もしくはエステル
基（−ＣＯＲ；Ｒはアルキル基）を有する染料を用いる
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5193784A JP2606089B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5193784A JP2606089B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750240A true JPH0750240A (ja) | 1995-02-21 |
| JP2606089B2 JP2606089B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16313745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5193784A Expired - Lifetime JP2606089B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606089B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990054909A (ko) * | 1997-12-26 | 1999-07-15 | 김영환 | 이중 감광막을 이용한 미세 감광막패턴 형성방법 |
| JP2010240868A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
| JP2010240874A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェットヘッド |
| JP2010240873A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェットヘッド |
-
1993
- 1993-08-05 JP JP5193784A patent/JP2606089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990054909A (ko) * | 1997-12-26 | 1999-07-15 | 김영환 | 이중 감광막을 이용한 미세 감광막패턴 형성방법 |
| JP2010240868A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
| JP2010240874A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェットヘッド |
| JP2010240873A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェットヘッド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2606089B2 (ja) | 1997-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05241348A (ja) | パタン形成方法 | |
| TWI488218B (zh) | 於微影應用中之輻射敏感材料線條細窄化之方法 | |
| JPH0777809A (ja) | シリレーションを利用したパターン形成方法 | |
| JPH07261393A (ja) | ネガ型レジスト組成物 | |
| JPH05127369A (ja) | レジスト材料 | |
| JP2004045513A (ja) | 化学増幅レジスト材料及びそれを用いたパターニング方法 | |
| JP3373147B2 (ja) | フォトレジスト膜及びそのパターン形成方法 | |
| JPH0750240A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3363079B2 (ja) | レジストパターン形成方法 | |
| JPH0990621A (ja) | レジスト組成物、同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバイスの製造方法 | |
| JPS6359246B2 (ja) | ||
| JP2000250229A (ja) | フォトレジスト膜の現像方法 | |
| JPH0786127A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH04176123A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100261162B1 (ko) | 반도체소자의 패터닝 방법 | |
| JP2714967B2 (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| US6858376B2 (en) | Process for structuring a photoresist layer on a semiconductor substrate | |
| JP4017231B2 (ja) | 化学増幅レジストの感度促進方法およびパターン形成方法 | |
| JP2002093683A (ja) | パターン形成方法及び半導体装置の製造方法 | |
| JP2000241990A (ja) | フォトレジストパターンの形成方法 | |
| JPH10333340A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH08262743A (ja) | レジスト材料およびレジストパターン形成方法 | |
| KR100284026B1 (ko) | 실릴레이션을이용한미세패턴형성방법 | |
| KR100369866B1 (ko) | 반도체소자의미세콘택홀형성방법 | |
| JP2616820B2 (ja) | レジストパターンの形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961210 |