JPS5918637A - 像パタ−ンの形成方法 - Google Patents

像パタ−ンの形成方法

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JPS5918637A
JPS5918637A JP6850483A JP6850483A JPS5918637A JP S5918637 A JPS5918637 A JP S5918637A JP 6850483 A JP6850483 A JP 6850483A JP 6850483 A JP6850483 A JP 6850483A JP S5918637 A JPS5918637 A JP S5918637A
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/095Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分骨〕 本発明は、リングラフィ技術によって基板上に像パター
ンを形成する方法であり、特に、放射線感応レジストに
放射線を当て、食刻即ち現像して、そのようなレジスト
を選択的に除去することにより、基板上に像パターンを
形成するものである。
〔先行技術〕
半導体チップ即ち基板に回路の形状を形成するために、
リングラフィ技術が、広ぐ用いられている。回路の形状
は、次のように処理される放射線感応レジスト層におけ
るパターンとして、再現される。即ち、それらのレジス
ト層は、その選択部分を除去するために、光又は電子ビ
ームを当てられ現像される。それから、基板上に残った
レジスト層の部分が、食刻マスクとして使用されろ。一
般に、レジストには2つのタイプ、即ちポジ型とイ・ガ
型とがある。露光現像されると、露光されたポジ型レジ
ストは、除去されて、ポジ型のノ(ターンが形成される
のに対して、類似の露光に対して、露光さ五たネガ型レ
ジストは、現碌の際に硬化して残り、基板上に原画のネ
ガ型パターンが形成される。従って、単一の露光では、
使用されたレジス+のタイプに応じて、ネガ型又はポジ
型のいずれか1つの型のパターンが、形成されることに
なる。
このように、パターン形成用の食刻マスクを作るには、
ポジ型レジスト又はネガ型レジストのいずれかが用いら
れているが、単一の露光ステップで、ポジ型又はネガ型
のどちらの型ででもレジスト・パターンを形成できるよ
うなプロセスは、先行技術にはなかった。
本発明によるプロセスは、レジストのスペクトル吸収特
性を変えるような不純物をレジスト中に導入する、ドー
ピング・ステップを含んでいる。
I BM  Technical  Disclosu
reBulletins Vol、23% No、7B
V December1980、pp、3i7には、遠
紫外線領域の光に対してフォトレジストが透過性となら
ないように、フォトレジストに吸収性の添加剤を用いる
ことが示されている。特に、アクリジン及びその誘導体
のような吸収剤を付加したレジストが、高分解能の遠紫
外線リングラフィに対して非常に有用なものになること
を示している。
本発明は、その目的を達成するために、フォトレジスト
に吸収剤を付加する類似のステップを使シストの薄い領
域中へ導入する点で、本発明は、前記IBM  TDB
に示された技術とは異なる。
別種の技術としては、I BM  Technical
Disclosure  Bulletin、Vol、
12%No、!+、August  1969、pp、
397に示された次のようなものがある。即ち、レジス
トに電子を多く与える(flood)ことにより、メタ
クリル酸エステル・レジストの電子感度を向上させるプ
ロセスである。
〔本発明の概要〕
本発明の目的は、リングラフィ技術によって基板上に像
パターンを形成する改良されたプロセスを提供すること
である。
本発明を実施することにより、次のようなプロセスが得
られる。即ち、 放射線感応レジストに放射線を当て、食刻即ち現像して
レジストを選択的に除去することにより、基板上に像パ
ターンを形成するプロセスが提供される。
2層しジスト処・理を用いて、基板上にポジ型又はネガ
型の像パターンを形成するプロセスが提供される。
同じ像露光を用いて、基板上にポジ型又はネガ型の像パ
ターンを形成するプロセスが提供される。
VLSIの製造における典型的な形状の表面に、同じ像
露光からポジ型又はネガ型のパターンを形成するのに特
に良く適しているプロセスが提供される。
不純物を拡散させたレジスト・フィルムを用いて、基板
上に像パターンを形成するプロセスカ提供される。
本発明では、選択パターンについての単一の露光後に、
所望により、ポジ型又はネガ型のどちらの型ででもこの
パターンが得られるように・、ドーピングを行なうこと
が、2層レジスト構造と組合されている。
〔本発明の実施例〕
第1図を参照するに、示された典型的な基板10は、好
ましくは300nmより4も短い波長領域の紫外線に感
応する第2レジスト層12を有している。このようなレ
ジストは、例えば、ポリメタクリル酸メチル(PMMA
 )である。
第2レジスト層14が、層12の上に形成される。層1
4は、300nmよりも長い異なるスペクトル領域に対
して感光するポジ型のフォトレジストで構成され得るも
のである。このようなレジストは、例えば、感度が向上
されたノボラックを主成分とするレジストである。層1
4は、また、電子ビームに感応するレジスト層でもあり
得る。層12は、比較的厚く、基板10の表面を平坦に
するのに役立っており、これにより、層14は比較的薄
くできることに注意すべきだ。従って、次のような2層
レジスト構造体が提供される。即ち、一方のレジスト層
は、例えば、300 nmよりも短い波長の電磁波に感
応し、他方のレジスト層は、例えば、300 nmより
も長い波長の電磁波に感応する。
そ扛かも、構造体の上面(即ち、層14)は、所望の露
光パターンを形成するために、適切なマスクを用いて、
又は、ビームを制御することにより、電子ビーム又は光
ビーム(使用レジストに応じて)を当てら牡、そして、
層14の所定部分を除去するために現像されて、ノくタ
ーンが形成される。
次に、像形成さ扛た上のレジスト層14と下の厚い層1
2とを含む構造体の全表面が、紫外線吸収剤についての
例えば拡散のような導入によってドープされる。
不純物の導入によって、高分解能リソグラフィ・プロセ
スにおけるレジスト層のスペクトル特性が変ることは知
られている。このような不純物は、レジストが感応する
スペクトル領域の紫外線を吸収する物質である。そnら
が紫外線を良く吸収するので、非常に少量の不純物をレ
ジスト層に導入しても、溶解度、付着性及び耐食刻性の
ような、レジストの他の特性に実質的な影響を及ぼすこ
となく、レジスト層の透過スペクトルに大きな変化を生
じる。レジストの不純物として有用な紫外線吸収剤は、
ナフタリン、アントラセン、9.1D−ジブロムアント
ラセン、アクリジン、フタラ・ジン及びフェナジンであ
る。こnらの有機化合物は、市販されており、その特性
は安定している。
第1図のレジスト層中へ不純物を拡散によって導入する
ために、閉チェンバ内において、比較的低温で、1以上
の不純物を含む化学気相を形成して行なう。溶液から不
純物を導入することもできるが、化学気相から不純物を
導入することほど良くはない。なぜなら、ノジスト層が
溶剤による望寸しくない影響を受けるからである。
こうして、第1図に示されているように、露光・現像(
パターン形成)して紫外線吸収剤を拡散した構造体が得
られろ。ノζターン像の露光が単一のステップで行なわ
れたこの構造体は、所望により、ポジ型又はネガ型のい
ずれの型のノくターンをも提供するように、用いること
ができる。
ポジ型のパターンを希望するなら、層12のドープ領域
のみが、反応性イオン食刻、プラズマ食刻等によって、
層14よりも大変速い速度で、選択的に除去され、第2
A図に示したような構造体が得られる。それから、第2
A図の構造体の上側表面に、遠紫外線を全面照射する。
第2A図の構造体に全面照射する遠紫外線は、例えば、
200乃至300 nmの波長の電磁波である。30 
D nmよりも短い波長で感応する物質から成る、下に
あるレジスト層12は、遠紫外線に感応する。層14の
ドープ領域の働きは、遠紫外線を全く遮ることである。
第2A図のポジ型パターンの場合には、500 nmよ
りも長い波長で感応する層14では、ドープ部分ばかり
でなく非ドープ部分も、遠紫外線を遮る。レジスト層1
4に非ドープ部分を存在させるなら、例えば、アクリジ
ン又はアントラセンを単独で、不純物物質として用いる
こともできる。他方、レジスト層14を、高分解能リソ
グラフィに適するように非常に薄くして用いるなら、レ
ジスト層14の非ドープ部分は、遠紫外線の全面照射に
対して透過性となり、後で述べるようなネガ型パターン
を得る場合に用゛いられるような、より強い不純物が必
要となる。
第2A図の構造体に遠紫外線を全面照射した後で第6A
図に示されているように、層14のドープ部分の下に位
置していない、層12の感応した領域を現像して除去し
、基板10の上に、層14のドープ部分の下にある層1
2の領域を残す。こうして、第1図の最初のパターンに
ついてのポジ型のものが得られる。
他方、ネガ型パターンを希望するなら、第1図の層14
を、溶剤又は現像液で選択的に除去して、第2B図の構
造体を得る。この場合、層14(もはや除去さ扛ている
)よりも層12におけるドープ領域が残る。第2B図の
構造体を、第2A図の場合のように、遠紫外線に照射し
て現像する。紫外線を透過しない層12のドープ領域の
下にある物質だけが、基板10上に残ることになり、第
6B図のパターン構造体を得る。この構造体は、第1図
の最初のパターンについてのネガ型のものである。
第2B図には、第2A図の場合のように、長波長の紫外
線に感応する、ドープ領域下の余分なレジスト層が存在
していないことに、注意すべきである。従って、ドープ
領域のみが、遠紫外線を遮る。第2B図の場合に適する
不純物の例としては、ナフタリンとアクリジンを混合し
たものである。
こ扛らは、各々、220 nm及び250 nmに、強
い吸収帯を有する。これらの波長は、PMMAが最も感
応するスペクトル領域であろう 第3A図及び第3B図に示したポジ型及びネガ型のパタ
ーンは、説明のために非常に簡単になっているが、示し
たプロセスは、微細回路の適用におけるようなより複雑
な像パターンを形成するのにも用いることもできる。先
行技術に対する本発明の他の利点は、以下のとおりであ
る。即ち、(1)本発明のプロセスでは、使用する像形
成レジストは、後でドープされるので、遠紫外線に対し
て透過性であっても良い。また、同じ理由から、非常に
薄い像形成層を用いることもできる。
(2)さらに、先に述べたとおり、ポジ型又はネガ型の
いずれの型のパターンをも、同じパターン露光ステップ
で画成することができる。このようなパターン露光ステ
ップは、第1のレジスト層を、光、電子ビーム又はX線
によるリングラフィで処理して、ドーピングし、第2の
レジスト層に遠紫外線を全面照射するものである。
説明のために、レジスト及び不純物としては、適する物
質を述べ、また波長その他については、特定の“値を示
したが、他の適切なもの及び範囲を、本発明の実施に際
して、使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、露光・現像したレジスト層を含む基板の概略
断面図である。第2A図及び第3A図は、露光のポジ型
パターンを形成するのにどのように第1図の構造体が処
理さnるかを示す図である。 第2B図及び第3B図は、露光のネガ型パターンを形成
するのにどのように第1図の構造体が処理さ扛るかを示
す図である。 10・・・・基板、12・・・・第2レジスト層、14
・・・・第2レジスト層。 出願人  インターナショナノ!/−吃タス鰺マンーン
ズ1コイレーション代理人 弁理士  岡   1) 
 次   生(外1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に紫外線感応の第ルジスト層及び前記第ルジスト
    層とは食刻特性の異なる放射線感応の第2レジスト層を
    順次形成し、前記第2レジスト層に像パターンを形成し
    、紫外線吸収剤を前記第1及び第2のレジスト層にドー
    プし、前記第ルジスト層のドープした部分又は前記第2
    レジスト層を食刻し、残ったレジスト層に紫外線を照射
    して前記第ルジスト層に像パターンを形成すること、を
    含む像パターンの形成方法。
JP6850483A 1982-07-13 1983-04-20 像パタ−ンの形成方法 Granted JPS5918637A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39773782A 1982-07-13 1982-07-13
US397737 1982-07-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5918637A true JPS5918637A (ja) 1984-01-31
JPS6359246B2 JPS6359246B2 (ja) 1988-11-18

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ID=23572429

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6850483A Granted JPS5918637A (ja) 1982-07-13 1983-04-20 像パタ−ンの形成方法

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EP (1) EP0098922A3 (ja)
JP (1) JPS5918637A (ja)

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JPS6359246B2 (ja) 1988-11-18
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EP0098922A3 (en) 1986-02-12

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