JPS59124134A - レジスト・マスクの形成方法 - Google Patents
レジスト・マスクの形成方法Info
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- JPS59124134A JPS59124134A JP58149745A JP14974583A JPS59124134A JP S59124134 A JPS59124134 A JP S59124134A JP 58149745 A JP58149745 A JP 58149745A JP 14974583 A JP14974583 A JP 14974583A JP S59124134 A JPS59124134 A JP S59124134A
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- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
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- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/022—Quinonediazides
- G03F7/0226—Quinonediazides characterised by the non-macromolecular additives
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、リングラフィ方法に係り、更に具体的に云え
ば、半導体集積回路素子を製造するため′のリソグラフ
ィ用ポジティブ型レジスト・マスクの形成方法に係る。
ば、半導体集積回路素子を製造するため′のリソグラフ
ィ用ポジティブ型レジスト・マスクの形成方法に係る。
今日、マイクロリングラフィに於て用いられているポジ
ティブ型ンジスト系の１つは、フェノール又は０−クレ
ゾール・ホルムアルデヒド・ノボラック樹脂の如き、ア
ルカリに可溶な重合体と、ジアゾケトン又はキノンの増
感剤即ち光活性化合物（ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖｅ ｃｏ
ｍｐｏｕｎｄ−ＰＡＣ）とより成る。その様な増感剤及
びレジストについては、例えば米国特許第３０４６１１
８号、第６０４６、１２ ’１号、第３１０６４４５号
、第６２０１２６９号、第５６６６４７３号及び第４０
５９４４９号の明細書に記載されている。放射によシ露
光されたとき、上記レジストの露光部分が、該レジスト
の現像に通常用いられるアルカリ溶液中に可溶となる。
ティブ型ンジスト系の１つは、フェノール又は０−クレ
ゾール・ホルムアルデヒド・ノボラック樹脂の如き、ア
ルカリに可溶な重合体と、ジアゾケトン又はキノンの増
感剤即ち光活性化合物（ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖｅ ｃｏ
ｍｐｏｕｎｄ−ＰＡＣ）とより成る。その様な増感剤及
びレジストについては、例えば米国特許第３０４６１１
８号、第６０４６、１２ ’１号、第３１０６４４５号
、第６２０１２６９号、第５６６６４７３号及び第４０
５９４４９号の明細書に記載されている。放射によシ露
光されたとき、上記レジストの露光部分が、該レジスト
の現像に通常用いられるアルカリ溶液中に可溶となる。
上記レジストをパターン状に露光する１つの方法は、Ｐ
ｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ 投影プリンタ、モデｉしＮ
ｏ、Ｐ Ｆ、 −３００（商品名）の如き市販の装置を
用いた投影プリントとして一般に知られている。
ｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ 投影プリンタ、モデｉしＮ
ｏ、Ｐ Ｆ、 −３００（商品名）の如き市販の装置を
用いた投影プリントとして一般に知られている。
１：１の投影リングラフィを達成するためには、Ｉ Ｅ
ＥＥ Ｔｒａｎ、Ｅｌｅｃ、Ｄｅｖｉｃｅｓ 、２６．
７１１（１９７９年）に於てＭ、Ｃ，Ｋｉｎｇにより論
じられている如き従来の波長（例えば、３６０乃至４０
０ｎｍ ）と異なり、より小さい露光波長（例えば、２
４０乃至３２Ｄｎｍ）が必要である。
ＥＥ Ｔｒａｎ、Ｅｌｅｃ、Ｄｅｖｉｃｅｓ 、２６．
７１１（１９７９年）に於てＭ、Ｃ，Ｋｉｎｇにより論
じられている如き従来の波長（例えば、３６０乃至４０
０ｎｍ ）と異なり、より小さい露光波長（例えば、２
４０乃至３２Ｄｎｍ）が必要である。
その適用例のだめの好ましいレジストは、０−クレゾー
ル傘ホルムアルデヒド・ノボラックと、２．４−ビス（
６−ジアシー５．６−シヒドロー５−オキソ−１−ナフ
タレンスルホニルオキシ）ベンゾフェノンであるジアゾ
キノンＰＡＣとより成る、本明細書に於てＳ％ Ｄ Ｑ
Ｎ“と称されるレジストであり、該レジストは対応す
るモノエステル及びトリエステル副生成物と混和されて
いてもよい。
ル傘ホルムアルデヒド・ノボラックと、２．４−ビス（
６−ジアシー５．６−シヒドロー５−オキソ−１−ナフ
タレンスルホニルオキシ）ベンゾフェノンであるジアゾ
キノンＰＡＣとより成る、本明細書に於てＳ％ Ｄ Ｑ
Ｎ“と称されるレジストであり、該レジストは対応す
るモノエステル及びトリエステル副生成物と混和されて
いてもよい。
露光源（ＰＥ−３００−ＵＶ３ ）が遠紫外線の波長に
限界を有しそしてそれらのレジスト（例えば、樹脂及び
ＤＱＮ）が３００ ｎｍ以下に於て高い吸収を示すので
、３００乃至３３０ ｎｍの中葉外線（ｍｉｄＵＶ）の
露光領域が投影される。示されているＤＱＮレジストに
於けるＰＡＣフォトレジストの従来の露光領域（ろ６０
乃至４００ｎｍ）に於ける吸光係数（ｅｘｔｉｎｃｔｉ
ｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、ε、は、ジアゾキノ
ンのユニット当シ約６Ｘ１０６Ｍ−１ｃｍ ’である。
限界を有しそしてそれらのレジスト（例えば、樹脂及び
ＤＱＮ）が３００ ｎｍ以下に於て高い吸収を示すので
、３００乃至３３０ ｎｍの中葉外線（ｍｉｄＵＶ）の
露光領域が投影される。示されているＤＱＮレジストに
於けるＰＡＣフォトレジストの従来の露光領域（ろ６０
乃至４００ｎｍ）に於ける吸光係数（ｅｘｔｉｎｃｔｉ
ｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、ε、は、ジアゾキノ
ンのユニット当シ約６Ｘ１０６Ｍ−１ｃｍ ’である。
中葉外線領域に於ける水銀ランプの主要出力である３１
３ｎｍに於ては、上記ＰＡＣのεは、ジアゾキノン（Ｄ
Ｑ）のユニット当シ丁度２．５Ｘ１０１６Ｍ ’ｃｍ
’である。上記ＰＡＣのεがより小さくそしてラン
プの強度が３６０ ｎｍの場合よりもろ１３ ｎｍに於
てより小さいので、ろ１３ｎｍに於て露光されたウェハ
の生産量（素子の製造に於ける）は従来の露光装置の場
合の半分又はそれ以下になる。
３ｎｍに於ては、上記ＰＡＣのεは、ジアゾキノン（Ｄ
Ｑ）のユニット当シ丁度２．５Ｘ１０１６Ｍ ’ｃｍ
’である。上記ＰＡＣのεがより小さくそしてラン
プの強度が３６０ ｎｍの場合よりもろ１３ ｎｍに於
てより小さいので、ろ１３ｎｍに於て露光されたウェハ
の生産量（素子の製造に於ける）は従来の露光装置の場
合の半分又はそれ以下になる。
米国特許第４００９０３３号及び第４０５９４９９号の
明細書に記載されている如く、より多くの入射量を吸収
して上記ＰＡＣにエネルギを転送する増感剤を加えるこ
とによって、その様な低い生産量を改善することが提案
されている。
明細書に記載されている如く、より多くの入射量を吸収
して上記ＰＡＣにエネルギを転送する増感剤を加えるこ
とによって、その様な低い生産量を改善することが提案
されている。
又、投影モードで入射する放射の回折の性質のために、
光子がレジスト中を平行に通過しない。
光子がレジスト中を平行に通過しない。
この現象が第１図に示されている。光子の回折及びフォ
トレジスト中へのそれらの吸収のために、得られた光子
エネルギがフォトレジスト中に均質に分配されない。第
２図は、光学密度０．５の貫通孔を有１−る１μｍのフ
ォトレジスト層中に於ける光子密度を定量的に示してお
り、数字７５．５６．４２及び６２は入射量の百分率を
表わす。
トレジスト中へのそれらの吸収のために、得られた光子
エネルギがフォトレジスト中に均質に分配されない。第
２図は、光学密度０．５の貫通孔を有１−る１μｍのフ
ォトレジスト層中に於ける光子密度を定量的に示してお
り、数字７５．５６．４２及び６２は入射量の百分率を
表わす。
エネルギ注入量がポジティブ型レジストの分解の程度を
決定することが知られている。従って、レジストの分解
は、露光されたレジストの溶解速度を決定する。その結
果、深さ０７５μｍから深さ１００μｎ１迄の領域が最
も現像され難い。表面の像が容易に得られるのはそのた
めである。これは第６図に示されており、実線及び点線
は、現像が各々深さ０．７５μｍ及びｉ、 ｏ ｏμｍ
で停止された場合の像の形状を表わしている。深さ０７
５μｍから１００μｍ迄の溶解に於ては、材料が等方向
に失われる結果、望ましくない像及び露光されていない
レジストの損失が生じる。
決定することが知られている。従って、レジストの分解
は、露光されたレジストの溶解速度を決定する。その結
果、深さ０７５μｍから深さ１００μｎ１迄の領域が最
も現像され難い。表面の像が容易に得られるのはそのた
めである。これは第６図に示されており、実線及び点線
は、現像が各々深さ０．７５μｍ及びｉ、 ｏ ｏμｍ
で停止された場合の像の形状を表わしている。深さ０７
５μｍから１００μｍ迄の溶解に於ては、材料が等方向
に失われる結果、望ましくない像及び露光されていない
レジストの損失が生じる。
像の形状は、第６図に於て点線で示されている形状でな
く、現像が進むに従って、第４図に於て実線で示されて
いるプロフィルから点線で示されているプロフィルへと
異方的に形成されろことか望ましい。その様にすれば、
Ｒ７１％０比（レジストの露光部分の溶剤中に於ける溶
解速度をＲとし、レジストの非露光部分の溶剤中に於け
る溶解速度なＲＯとする。）及び側壁の角度を急峻に増
加させろことが出来る。
く、現像が進むに従って、第４図に於て実線で示されて
いるプロフィルから点線で示されているプロフィルへと
異方的に形成されろことか望ましい。その様にすれば、
Ｒ７１％０比（レジストの露光部分の溶剤中に於ける溶
解速度をＲとし、レジストの非露光部分の溶剤中に於け
る溶解速度なＲＯとする。）及び側壁の角度を急峻に増
加させろことが出来る。
垂直方向でなく水平方向に異なる溶解速度を得ろために
は、例えば米国特許第３８７３３１３号明細書に記載さ
れている如く、予め露光された下のレジスト層と、その
上に被覆された上のレジスト層とが組合わされた複合層
が提案されている。
は、例えば米国特許第３８７３３１３号明細書に記載さ
れている如く、予め露光された下のレジスト層と、その
上に被覆された上のレジスト層とが組合わされた複合層
が提案されている。
しかしながら、考慮すべき幾つかの問題があり、その１
つは上のレジスト層の下に露光されているレジスト層を
用いることにより、露光されていない領域の溶解速度（
Ｒｏ ）が増すことである。その様な複合体に於ける上
のレジスト層は現像中にパターン層として働（ので、よ
り速いＲｏは望ましくないより小さなＲ／ Ｒｏ比を生
じる。
つは上のレジスト層の下に露光されているレジスト層を
用いることにより、露光されていない領域の溶解速度（
Ｒｏ ）が増すことである。その様な複合体に於ける上
のレジスト層は現像中にパターン層として働（ので、よ
り速いＲｏは望ましくないより小さなＲ／ Ｒｏ比を生
じる。
本発明の目的は、半導体素子を製造するための改良され
たポジティブ型レジスト・マスクの形成方法を提供する
ことで゛ある。
たポジティブ型レジスト・マスクの形成方法を提供する
ことで゛ある。
本発明の他の目的は、より大きなＲ／ Ｒｏ比を有する
改良されたポジティブ型レジメト・マスクの形成方法を
提供することである。
改良されたポジティブ型レジメト・マスクの形成方法を
提供することである。
本発明の他の目的は、改良された側壁のプロフィル及び
角度を有する貫通孔を形成するために適した、改良され
たポジティブ型レジスト・マスクの形成方法を提供する
ことである。
角度を有する貫通孔を形成するために適した、改良され
たポジティブ型レジスト・マスクの形成方法を提供する
ことである。
本発明の他の目的は、放射に対してより高い感度を有す
る、改良されたポジティブ型レジスト・マスクの形成方
法を提供することである。
る、改良されたポジティブ型レジスト・マスクの形成方
法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、露光時間が短縮されそしてそ
れに対応して処理の生産量が増加される、改良されたポ
ジティブ型レジスト・マスクの形成方法を提供すること
である。
れに対応して処理の生産量が増加される、改良されたポ
ジティブ型レジスト・マスクの形成方法を提供すること
である。
本発明の方法に於て、基板上に全面露光されたポジティ
ブ型レジストの下層を形成し、その上に例えばメチル・
ピレンである、ピレン又はその誘導体の如き、芳香族の
増感剤を含む、露光されていないポジティブ型レジスト
の上層を被覆する工程を含む、例えば半導体素子の製造
に於て、基板上に複合レジスト・マスクを形成するため
の方法が実現される。上のレジスト層は下の露光された
レジスト層と同一の組成を有することが出来、任意に両
層に前述の好ましいＤＱＮレジストが用いられる。その
様にして、ＤＱＮレジストを下の露光された層として用
い、同一のＤＱＮレジストを増感剤が加えられた上の層
として用いろことが出来る。前述の如く、ピレン及びそ
の誘導体（例えば、メチル・ピレン）を用℃・ろことか
好ましく、レジスト固型分に基いて、１乃至１０重量係
、好ましくは約２乃至約４重量襲の範囲でＤＱＮレジス
トに加えろことが出来ろ。そのＤＱＮ／ＤＱＮ−ピレン
の複合マスクは、該マスクのＲｏを著しく低下させろこ
とが解った。
ブ型レジストの下層を形成し、その上に例えばメチル・
ピレンである、ピレン又はその誘導体の如き、芳香族の
増感剤を含む、露光されていないポジティブ型レジスト
の上層を被覆する工程を含む、例えば半導体素子の製造
に於て、基板上に複合レジスト・マスクを形成するため
の方法が実現される。上のレジスト層は下の露光された
レジスト層と同一の組成を有することが出来、任意に両
層に前述の好ましいＤＱＮレジストが用いられる。その
様にして、ＤＱＮレジストを下の露光された層として用
い、同一のＤＱＮレジストを増感剤が加えられた上の層
として用いろことが出来る。前述の如く、ピレン及びそ
の誘導体（例えば、メチル・ピレン）を用℃・ろことか
好ましく、レジスト固型分に基いて、１乃至１０重量係
、好ましくは約２乃至約４重量襲の範囲でＤＱＮレジス
トに加えろことが出来ろ。そのＤＱＮ／ＤＱＮ−ピレン
の複合マスクは、該マスクのＲｏを著しく低下させろこ
とが解った。
複合マスクは、付着された後に、所望のパターンに露光
され、旧著及び／若しくは現像を改善するためにベーキ
ングされ、半導体処理操作のために用（・られ、それか
らアルカリ溶剤にさらされて基板から剥離される。
され、旧著及び／若しくは現像を改善するためにベーキ
ングされ、半導体処理操作のために用（・られ、それか
らアルカリ溶剤にさらされて基板から剥離される。
上のレジスト層及び下のレジスト層は、５ｈｉｐｌｅｙ
社製ＡｚＬ１３５０（商品名）型レジストの如き、一般
に入手されろジアゾキノン／ノボラックのポジティブ型
レジストから選択される。
社製ＡｚＬ１３５０（商品名）型レジストの如き、一般
に入手されろジアゾキノン／ノボラックのポジティブ型
レジストから選択される。
放射により露光されてより可溶になるポジティブ型フォ
トレジストの例としては、例えば米国特許第３２０１２
３９号及び第３６６６４７３号の明細書に記載されてい
る如き、増感されたノボラック樹脂が挙げられる。それ
らのレジストは、噴霧、流動（ｆｌｏｗｉｎｇ）、ロー
ラ、回転及び浸漬による被覆の如き従来の技術を用いて
、溶媒混合物から基板に付着され、それから溶媒が場合
により低温ベーキングを補助的に用いて蒸発により除去
されて、基板の表面上にレジスト層が残されろ。
トレジストの例としては、例えば米国特許第３２０１２
３９号及び第３６６６４７３号の明細書に記載されてい
る如き、増感されたノボラック樹脂が挙げられる。それ
らのレジストは、噴霧、流動（ｆｌｏｗｉｎｇ）、ロー
ラ、回転及び浸漬による被覆の如き従来の技術を用いて
、溶媒混合物から基板に付着され、それから溶媒が場合
により低温ベーキングを補助的に用いて蒸発により除去
されて、基板の表面上にレジスト層が残されろ。
本発明の方法に於ては、処理されるべき基板上にフォト
レジストの第１層が従来の方法で被覆される。実質的に
すべての感光材料が反応される様に充分な照射量の放射
で照射され、即ち全面露光される。それから、上記フォ
トレジスト層が比較的高温でベーキングされて、基板の
表面に対する上記層の付着性が増加されろ。付着性を増
すために従来用いられているベーキング温度は、通常少
くとも約１４０℃である。各々のフォトレジストのため
の最適な露光時間並びにベーキング時間及び温度は、当
業者によって容易に決定されろ。
レジストの第１層が従来の方法で被覆される。実質的に
すべての感光材料が反応される様に充分な照射量の放射
で照射され、即ち全面露光される。それから、上記フォ
トレジスト層が比較的高温でベーキングされて、基板の
表面に対する上記層の付着性が増加されろ。付着性を増
すために従来用いられているベーキング温度は、通常少
くとも約１４０℃である。各々のフォトレジストのため
の最適な露光時間並びにベーキング時間及び温度は、当
業者によって容易に決定されろ。
下のレジスト層を予め露光する工程は２つの方法で行う
ことが出来る。第１の方法に於ては、レジストが基板上
に被覆される前に溶液の状態で露光され、第２の方法に
於ては、レジストが基板上に被覆されてから露光されろ
。本明細書に示された実施例に於ては、前述の如（、第
２の方法が用いられた。
ことが出来る。第１の方法に於ては、レジストが基板上
に被覆される前に溶液の状態で露光され、第２の方法に
於ては、レジストが基板上に被覆されてから露光されろ
。本明細書に示された実施例に於ては、前述の如（、第
２の方法が用いられた。
前述の如（、好ましいジアゾキノン／ノボラック・レジ
ス）（ＤＱＮ）は、対応するモノエステル及びトリエス
テル副生成物と混和された、構造式 ０ を有する２、４−ビス（６−ジアシー５．６−ジヒトロ
ー５−オキソ−１−ナフクレンスルホニルオキシ）ベン
ゾフェノンより成ろＰＡＣで変成された、０−クレゾー
ル・ホルムアルデヒド・ノボラックより成る。
ス）（ＤＱＮ）は、対応するモノエステル及びトリエス
テル副生成物と混和された、構造式 ０ を有する２、４−ビス（６−ジアシー５．６−ジヒトロ
ー５−オキソ−１−ナフクレンスルホニルオキシ）ベン
ゾフェノンより成ろＰＡＣで変成された、０−クレゾー
ル・ホルムアルデヒド・ノボラックより成る。
次に、ピレンで増感されたポジティブ型レジスト（下の
レジスト層と同一のＤＱＮレジストであることが好まし
いが、異なるレジストであってもよい）の第２層が、下
のレジスト層上に全面被覆されろ。上の増感されたフォ
トレジスト層は、例えば、ピレン及び／若しくはその誘
導体（例えば、メチル・ピレン）をジアゾキノン／ノボ
ラック・レジストに加えることにより、容易に形成され
る。
レジスト層と同一のＤＱＮレジストであることが好まし
いが、異なるレジストであってもよい）の第２層が、下
のレジスト層上に全面被覆されろ。上の増感されたフォ
トレジスト層は、例えば、ピレン及び／若しくはその誘
導体（例えば、メチル・ピレン）をジアゾキノン／ノボ
ラック・レジストに加えることにより、容易に形成され
る。
光活性化合物（Ｐ Ａ Ｃ、）の光分解は電子により励
起された一重項状態を生じるので、それらの増感剤は、
３１５ｎｍに於てＥ〉ｌＸ１０４Ｍ−１ｃｍ ’であ
り；−重項状態の寿命が極めて長い；−重項状態のエネ
ルギが高い（＞ ５８ Ｋ ｃ ａ ｌ １モル）；そ
してＤＱのユニットの光分解に干渉しないとい５効果的
条件を充たす。ピレンのε、寿命、及び−１−１ エネルギは各々、ｌＸ１０ ｐ ｃｍ 、３Ｑ
Ｑｎｓ、及び７５ Ｋｃａｌ ／Ｍｏ １ ’である
。
起された一重項状態を生じるので、それらの増感剤は、
３１５ｎｍに於てＥ〉ｌＸ１０４Ｍ−１ｃｍ ’であ
り；−重項状態の寿命が極めて長い；−重項状態のエネ
ルギが高い（＞ ５８ Ｋ ｃ ａ ｌ １モル）；そ
してＤＱのユニットの光分解に干渉しないとい５効果的
条件を充たす。ピレンのε、寿命、及び−１−１ エネルギは各々、ｌＸ１０ ｐ ｃｍ 、３Ｑ
Ｑｎｓ、及び７５ Ｋｃａｌ ／Ｍｏ １ ’である
。
それらのピレン増感剤をＤＱＮに加えろことにより、溶
解速度Ｒ及びＲｏが低下する。しかしながら、より遅い
溶解はＲ／ Ｒｏに於て利点を有する。簡単に説明する
と、増感剤が加えられ【いないときに、Ｒ−１０人／秒
及びＲＯ−２入／秒である場合には、Ｒ／Ｒ〇二５であ
るが、増感剤の添加によりＲ及びＲｏが更に減少すると
、Ｒ／ Ｒ、ｏ”＝９となる。この単純化された概念は
、ジアゾキノン／ノボラックのポジティブ型レジストに
添加された場合に関するものであろ６・ 一般的には、下のレジスト層は約０５乃至約２０μｍの
厚さを有し、上の増感されたレジスト層は約０．４乃至
約１．０μｍの厚さを有する。
解速度Ｒ及びＲｏが低下する。しかしながら、より遅い
溶解はＲ／ Ｒｏに於て利点を有する。簡単に説明する
と、増感剤が加えられ【いないときに、Ｒ−１０人／秒
及びＲＯ−２入／秒である場合には、Ｒ／Ｒ〇二５であ
るが、増感剤の添加によりＲ及びＲｏが更に減少すると
、Ｒ／ Ｒ、ｏ”＝９となる。この単純化された概念は
、ジアゾキノン／ノボラックのポジティブ型レジストに
添加された場合に関するものであろ６・ 一般的には、下のレジスト層は約０５乃至約２０μｍの
厚さを有し、上の増感されたレジスト層は約０．４乃至
約１．０μｍの厚さを有する。
厚さ約７０００Ｘの酸化物層を有する、熱酸化されたシ
リコン半導体基板が、４７００ｒｐｍの速度で回転被覆
されろことにより、ポジティブ型レジスト層で被覆され
た。用いられたレジス１〜は、８０重量％の２−酢酸エ
トキシエチルと、１０重量％のｎ−酢酸ブチルと、１０
Ｍ量係０キシレンとより成る溶液中に６０重量％の含有
量で溶解されたＤＱＮレジストであった。上記レジスト
で被覆されたそれらの基板の一部が参照用試料として取
って置かれた。上記レジストで被覆された他の複数個の
基板が全面露光され、次の表Ｉ及びＨに示されている重
量％のピレン増感剤を含む第２のＤＱＮレジストで被覆
された。その増感されたＤＱＮレジストは、最終的プリ
ベーキング温度を用いて、約１０±０．１μｍの上層と
して、約４ろＯＯｒｐｍの回転速度で被覆された。それ
らのウェハは、１又は２の開口数、１ｍｍのスリット及
び表に示されている走査速度に設定された、ＵＶ−６を
用いたｐＥ−ｓｃ＋ｏ装置に於て露光された。
リコン半導体基板が、４７００ｒｐｍの速度で回転被覆
されろことにより、ポジティブ型レジスト層で被覆され
た。用いられたレジス１〜は、８０重量％の２−酢酸エ
トキシエチルと、１０重量％のｎ−酢酸ブチルと、１０
Ｍ量係０キシレンとより成る溶液中に６０重量％の含有
量で溶解されたＤＱＮレジストであった。上記レジスト
で被覆されたそれらの基板の一部が参照用試料として取
って置かれた。上記レジストで被覆された他の複数個の
基板が全面露光され、次の表Ｉ及びＨに示されている重
量％のピレン増感剤を含む第２のＤＱＮレジストで被覆
された。その増感されたＤＱＮレジストは、最終的プリ
ベーキング温度を用いて、約１０±０．１μｍの上層と
して、約４ろＯＯｒｐｍの回転速度で被覆された。それ
らのウェハは、１又は２の開口数、１ｍｍのスリット及
び表に示されている走査速度に設定された、ＵＶ−６を
用いたｐＥ−ｓｃ＋ｏ装置に於て露光された。
すべての基板がホット・グレート上に於て８５℃で６０
分間プリベーギングされた。更に、残りのＤＱＮの露光
された基板を、同一であるが露光されていないＤＱ、Ｎ
レジスト・で被覆することにより、参照用試料が形成さ
れた。
分間プリベーギングされた。更に、残りのＤＱＮの露光
された基板を、同一であるが露光されていないＤＱ、Ｎ
レジスト・で被覆することにより、参照用試料が形成さ
れた。
更に参照用試料を得るために、ピレンで増感されたＤＱ
Ｎレジストが、半導体基板即ちウェハの酸化物表面上に
単一層として直接被覆され、プリベーキングされた。
Ｎレジストが、半導体基板即ちウェハの酸化物表面上に
単一層として直接被覆され、プリベーキングされた。
それから、すべての基板が、テスト・パターン・マスク
を経て所望のパターンに露光され、従来のアルカリ現像
剤中で現像された。
を経て所望のパターンに露光され、従来のアルカリ現像
剤中で現像された。
その結果が次の表Ｉに示されている。
６重量袋のピレンを含むＤＱＮの参照用試料の場合と比
べて、本発明による２層系は、現像時間を３３０ ”か
ら１５０ ”に短縮し、Ｒ／ Ｒｏ及び側壁角度を各々
６から４０にそして５８６から６４°に増加させること
が出来ろ。
べて、本発明による２層系は、現像時間を３３０ ”か
ら１５０ ”に短縮し、Ｒ／ Ｒｏ及び側壁角度を各々
６から４０にそして５８６から６４°に増加させること
が出来ろ。
生産量に関して、更に試料が、ＰＥ−４００装置上で、
開口数１、スリンｌ□１ｍｍ４及び５ｈｉｐｌｅｙ社ｇ
Ａｚ−２４００（商品名）のレジストに適する速度の４
倍の速さである７２０の走査速度に於て露光された。次
に示す表Ｈはその結果を示し、本発明の方法に於ける２
層系が、Ｒ／ Ｒｏ ＝ １５、側壁角度＝６８°、並
びに１５μｍの線幅及び間隔を有して、４倍の生産量を
達成することを示しブこ。
開口数１、スリンｌ□１ｍｍ４及び５ｈｉｐｌｅｙ社ｇ
Ａｚ−２４００（商品名）のレジストに適する速度の４
倍の速さである７２０の走査速度に於て露光された。次
に示す表Ｈはその結果を示し、本発明の方法に於ける２
層系が、Ｒ／ Ｒｏ ＝ １５、側壁角度＝６８°、並
びに１５μｍの線幅及び間隔を有して、４倍の生産量を
達成することを示しブこ。
一１！”、１−
表■に示されている如（、本発明の方法は、より良好な
性能、Ｒ／ＲＯ−１５、側壁角度−６８°、並びに１５
μｍの線幅及び間隔を有して、生産量が４倍に増加する
、均一で、簡単な２層の中葉外線用フォトレジストを提
供する。上部レジスト層及び下部レジスト層としてＤＱ
Ｎレジストを用いて参照実験が行われたが、その結果は
、その２重のＤＱＮレジスト層が単一層のＤＱＮレジス
ト層の系の場合よりも良い性能を与えないことを示し、
現像が下のＤＱＮレジスト層に達するに従って溶解速度
を著しく変化させろためには、上のＤＱＮレジスト層中
にピレンを加えろことが絶対的に必要であることを示し
ている。
性能、Ｒ／ＲＯ−１５、側壁角度−６８°、並びに１５
μｍの線幅及び間隔を有して、生産量が４倍に増加する
、均一で、簡単な２層の中葉外線用フォトレジストを提
供する。上部レジスト層及び下部レジスト層としてＤＱ
Ｎレジストを用いて参照実験が行われたが、その結果は
、その２重のＤＱＮレジスト層が単一層のＤＱＮレジス
ト層の系の場合よりも良い性能を与えないことを示し、
現像が下のＤＱＮレジスト層に達するに従って溶解速度
を著しく変化させろためには、上のＤＱＮレジスト層中
にピレンを加えろことが絶対的に必要であることを示し
ている。
上のＤＱＮレジスト層中にピレンを加えろ（ＤＱＮ−ピ
レン）ことは、ユニークな方法である。ピレンは、増感
剤として、ジアゾキノン／ノボラックのポジティブ型レ
ジスト（例えば、ＤＱＮ）の感度を４倍に増加させ、」
−のレジスト層の溶解速度を減少させて、下のレジスト
層を現像するために良好なパターンを有’１７．＋マス
クを与える。
レン）ことは、ユニークな方法である。ピレンは、増感
剤として、ジアゾキノン／ノボラックのポジティブ型レ
ジスト（例えば、ＤＱＮ）の感度を４倍に増加させ、」
−のレジスト層の溶解速度を減少させて、下のレジスト
層を現像するために良好なパターンを有’１７．＋マス
クを与える。
又、本発明の方法に於ける２層系は、１５μｍの線幅及
び間隔の優れた解像度、約１５０Ｒ／ Ｒｏ 。
び間隔の優れた解像度、約１５０Ｒ／ Ｒｏ 。
並びに約７０°の側壁角度を与えるとともに、中葉外線
領域に於てその様なレジストに関してこれ迄報告されて
いない最高の感度（ＤＱＮの場合の４乃至約５倍）を与
えろ。
領域に於てその様なレジストに関してこれ迄報告されて
いない最高の感度（ＤＱＮの場合の４乃至約５倍）を与
えろ。
上記系は１．下のレジスト層に関して更に１つの処理工
程しか必要としない。下のレジスト層の全面露光は、基
板上に被覆される前に溶液の状態で行われてもよい。実
際に於ては、全面露光の下限が見出されていないので、
全問露光を省くことが出来ろ。
程しか必要としない。下のレジスト層の全面露光は、基
板上に被覆される前に溶液の状態で行われてもよい。実
際に於ては、全面露光の下限が見出されていないので、
全問露光を省くことが出来ろ。
現像方法は、５ｈｉｐｌｅｙ社製ＡＺ＝２４０１（商品
名）の如き一般に入手し得る現像剤を用いて、ジアゾキ
ノン／ノボラック・レジストの場合と全く同様にして行
われる。又、この系は、処理のためにより広い幅の開孔
を有するので、他のレジストの場合には１分間以下の短
い現像時間であるのに対して、６乃至約４分間の便利な
現像時間を与える。
名）の如き一般に入手し得る現像剤を用いて、ジアゾキ
ノン／ノボラック・レジストの場合と全く同様にして行
われる。又、この系は、処理のためにより広い幅の開孔
を有するので、他のレジストの場合には１分間以下の短
い現像時間であるのに対して、６乃至約４分間の便利な
現像時間を与える。
下のレジスト層が支持層として働くので、増感された上
のレジスト層は、最高感度が得られる様に充分に薄く形
成することが出来、１０±１μｍ迄の複合層全体の厚さ
を有することが出来ろ（上のレジスト層が薄い程、ピレ
ンが増感剤としてより良好に働いて、ピレンて増７感さ
れたレジストの感度がより高（なる）。又、下の層が表
面のトポグラフィを平坦化するので、複合層に形成され
た像は歪みのないパターンを有する。露光装置は、ＰＥ
−３００−ＵＶ３の如き反射型光学系に限定されろ必要
はな（、屈折型光学ステッパ、近接プリント装置、又は
密着プリント装置であってもよい。
のレジスト層は、最高感度が得られる様に充分に薄く形
成することが出来、１０±１μｍ迄の複合層全体の厚さ
を有することが出来ろ（上のレジスト層が薄い程、ピレ
ンが増感剤としてより良好に働いて、ピレンて増７感さ
れたレジストの感度がより高（なる）。又、下の層が表
面のトポグラフィを平坦化するので、複合層に形成され
た像は歪みのないパターンを有する。露光装置は、ＰＥ
−３００−ＵＶ３の如き反射型光学系に限定されろ必要
はな（、屈折型光学ステッパ、近接プリント装置、又は
密着プリント装置であってもよい。
第１図乃至第４図は背景技術を説明づ−るために示され
た概略図である。 ６２．４２．５６．７５・・・・入射量の百分率。 −二二二コ −＝＝二二 口二二二コ ロ■＝■
た概略図である。 ６２．４２．５６．７５・・・・入射量の百分率。 −二二二コ −＝＝二二 口二二二コ ロ■＝■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板上に、全面露光された、ノボラック／〇−キノンジ
アジドのポジティブ型レジストより成る第１層を形成し
、 ピレンを含む露光されていない上記レジン）・より成る
第２層で上記第１層を全面的に被覆し、上記第２層をパ
ターン状に露光し、 パターン状に露光された上記第２層の部分及びその下の
上記第１層の部分を除去することによシ、上記両層を現
像することを含む、 レジスト・マスクの形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/454,766 US4464458A (en) | 1982-12-30 | 1982-12-30 | Process for forming resist masks utilizing O-quinone diazide and pyrene |
| US454766 | 1982-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59124134A true JPS59124134A (ja) | 1984-07-18 |
| JPH0143298B2 JPH0143298B2 (ja) | 1989-09-20 |
Family
ID=23805998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58149745A Granted JPS59124134A (ja) | 1982-12-30 | 1983-08-18 | レジスト・マスクの形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4464458A (ja) |
| EP (1) | EP0113033A3 (ja) |
| JP (1) | JPS59124134A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578344A (en) * | 1984-12-20 | 1986-03-25 | General Electric Company | Photolithographic method using a two-layer photoresist and photobleachable film |
| US4571374A (en) * | 1984-12-27 | 1986-02-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Multilayer dry-film positive-acting laminable photoresist with two photoresist layers wherein one layer includes thermal adhesive |
| US4672021A (en) * | 1985-06-03 | 1987-06-09 | Fairmount Chemical Company | Contrast enhancement layer composition with naphthoquinone diazide, indicator dye and polymeric binder |
| US4863827A (en) * | 1986-10-20 | 1989-09-05 | American Hoechst Corporation | Postive working multi-level photoresist |
| US5290656A (en) * | 1988-05-07 | 1994-03-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resist composition, novel phenol compound and quinone diazide sulfonic acid ester of novel phenol compound |
| JP2661671B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1997-10-08 | 株式会社日立製作所 | パタン形成材料とそれを用いたパタン形成方法 |
| JP2720224B2 (ja) * | 1990-06-15 | 1998-03-04 | 富士写真フイルム株式会社 | 感光性平版印刷版 |
| US6187515B1 (en) * | 1998-05-07 | 2001-02-13 | Trw Inc. | Optical integrated circuit microbench system |
| US6322953B1 (en) * | 1999-03-29 | 2001-11-27 | Winbond Electronics Corporation | Method for obtaining uniform photoresist coatings |
| GB201517273D0 (en) * | 2015-09-30 | 2015-11-11 | Univ Manchester | Resist composition |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2937085A (en) * | 1954-01-11 | 1960-05-17 | Ditto Inc | Composite photosensitive plate, and method of making printing plate therefrom |
| BE563723A (ja) * | 1957-01-04 | |||
| US3317320A (en) * | 1964-01-02 | 1967-05-02 | Bendix Corp | Duo resist process |
| US3380825A (en) * | 1964-11-27 | 1968-04-30 | Du Pont | Process for producing images |
| US3486900A (en) * | 1965-06-02 | 1969-12-30 | Keuffel & Esser Co | Diazotype material |
| US3482977A (en) * | 1966-02-11 | 1969-12-09 | Sylvania Electric Prod | Method of forming adherent masks on oxide coated semiconductor bodies |
| US3518084A (en) * | 1967-01-09 | 1970-06-30 | Ibm | Method for etching an opening in an insulating layer without forming pinholes therein |
| US3634082A (en) * | 1967-07-07 | 1972-01-11 | Shipley Co | Light-sensitive naphthoquinone diazide composition containing a polyvinyl ether |
| US3567453A (en) * | 1967-12-26 | 1971-03-02 | Eastman Kodak Co | Light sensitive compositions for photoresists and lithography |
| US3549368A (en) * | 1968-07-02 | 1970-12-22 | Ibm | Process for improving photoresist adhesion |
| US3591378A (en) * | 1968-07-31 | 1971-07-06 | Eastman Kodak Co | Process for making positive-working relief plate |
| US3716390A (en) * | 1970-05-27 | 1973-02-13 | Bell Telephone Labor Inc | Photoresist method and products produced thereby |
| US3827908A (en) * | 1972-12-11 | 1974-08-06 | Ibm | Method for improving photoresist adherence |
| US4036644A (en) * | 1973-03-16 | 1977-07-19 | International Business Machines Corporation | Photoresist process and photosensitive O-quinone diazide article with aliphatic carboxylic acid as adhesion promotor |
| US3873313A (en) * | 1973-05-21 | 1975-03-25 | Ibm | Process for forming a resist mask |
| US3982943A (en) * | 1974-03-05 | 1976-09-28 | Ibm Corporation | Lift-off method of fabricating thin films and a structure utilizable as a lift-off mask |
| US3955981A (en) * | 1975-01-06 | 1976-05-11 | Zenith Radio Corporation | Method of forming electron-transmissive apertures in a color selection mask by photoetching with two resist layers |
| US4009033A (en) * | 1975-09-22 | 1977-02-22 | International Business Machines Corporation | High speed positive photoresist composition |
| US4088490A (en) * | 1976-06-14 | 1978-05-09 | International Business Machines Corporation | Single level masking process with two positive photoresist layers |
| GB1604652A (en) * | 1977-04-12 | 1981-12-16 | Vickers Ltd | Radiation sensitive materials |
| GB1578259A (en) * | 1977-05-11 | 1980-11-05 | Philips Electronic Associated | Methods of manufacturing solid-state devices apparatus for use therein and devices manufactured thereby |
| US4212935A (en) * | 1978-02-24 | 1980-07-15 | International Business Machines Corporation | Method of modifying the development profile of photoresists |
| US4237216A (en) * | 1978-12-08 | 1980-12-02 | International Business Machines Corporation | Photosensitive patternable coating composition containing novolak type materials |
| US4352870A (en) * | 1979-11-27 | 1982-10-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | High resolution two-layer resists |
-
1982
- 1982-12-30 US US06/454,766 patent/US4464458A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-08-18 JP JP58149745A patent/JPS59124134A/ja active Granted
- 1983-11-24 EP EP83111764A patent/EP0113033A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0113033A3 (en) | 1987-03-25 |
| JPH0143298B2 (ja) | 1989-09-20 |
| EP0113033A2 (en) | 1984-07-11 |
| US4464458A (en) | 1984-08-07 |
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