JPS5951527A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

パタ−ン形成方法

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JPS5951527A
JPS5951527A JP57162558A JP16255882A JPS5951527A JP S5951527 A JPS5951527 A JP S5951527A JP 57162558 A JP57162558 A JP 57162558A JP 16255882 A JP16255882 A JP 16255882A JP S5951527 A JPS5951527 A JP S5951527A
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JP
Japan
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radiation
sensitive resin
positive
resistor
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP57162558A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Sasako
勝 笹子
Kazuhiko Tsuji
和彦 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57162558A priority Critical patent/JPS5951527A/ja
Publication of JPS5951527A publication Critical patent/JPS5951527A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • 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】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】 産業上の利用分野 本発明はパターン形成方法とくに放射線感光性。
感応性樹脂を用いたパターン形成方法に関する。
従来例の構成とその問題点 集積回路の高集積化、高密度化は従来のリングラフィ技
術の進歩により増大してきた。その最小線幅も1μm前
後となってきており、この加工線幅を達成するには、高
開口レンズを有した縮小投影法により紫外線露光する方
法、基板上に直接描画する電子ビーム露光法、X線を用
いたプロキシミティ露光法があげられる。しかし、いず
れの方法もスループソトヲ犠性にすることなく良好な線
幅制御と高解像度及び良好な段差部のカバレジ全同時に
得ることは困難である。特に実際の集積回路上において
は必然的に凹凸が発生し、放射線感応性樹脂を塗布した
後では、凹凸部における放射線感応性樹脂膜の膜厚差が
発生し、良好な線幅制御が不可能となる。これについて
第1図を用いて説明す々。第1図は従来法により単層放
射線感応性樹脂膜を段差部へ塗布し、その段差部に対し
て交叉してパターン形成グを行なった状態を示し蛇もの
である。第1図(a)は基板1」二に段差物2が形成さ
れておりその」二に放射線感応性樹脂3が塗布された状
態の断面図である。この場合、段差物2がない平坦な基
板1上の放射線感応性樹脂3の膜厚k tRlの厚さに
塗布した時、暉差物2上の放射線感応性樹脂3の膜厚は
、放射線感応性樹脂自身の粘性と塗布時の回転数により
膜厚tR2に、決定される。この時tR1=tR2にす
ること、つまり凹凸部での放射線感応性樹脂膜の膜厚差
を皆無にすることに物理的に不可能である。
このようにtR1=:=tR2の膜厚においてパターン
を形成した場合の平面を第1図(b)に示す。これは、
段差物パターン2に対して直角に交叉して放射線感応性
樹脂パターン3を形成するとパターン3の膜厚tR1の
位置ではパターン幅がpl  と決定されると、膜厚’
R2の位!ではtRl〉tH2という関係があるlζ、
めパターン幅はf12  とで、かつQl〉22となり
段差部しくおけるパターン寸法変換差が発生してし![
9oつ1す、非常に微細パターンになると良好な線幅制
御が得られず、更に段差物2のエツジ部2aで(1,実
質上、平坦部の膜厚tR1より厚くなるため、解像度が
低下する。
一般に解像LWは、放射線感応性樹脂の膜厚が薄くなれ
ばなるほど向上する。これは放射線自身の波長によ−、
て微細間隙になると干渉2回折現像のため入射するエネ
ルギーは減衰してしまうためである。
第2図は段差物2を有する基板1上に放射線感応性樹脂
3を塗布した断面図である。この場合、第1図(a)の
放射線感応性樹脂膜厚のtRlよく厚く塗布した状態を
示す。tR1’に厚く塗布した場合では、図示されるよ
うに放射線感応性樹脂膜3上の表面は平坦となるが、や
はりこの場合も良好な凹凸部でのカバレジを得ることは
出来ない。しかるに段産物2の膜厚ts より基板1の
平坦上の放射線感応性樹脂3の膜厚tR1”fたとえは
倍以上に浮身上に厚く塗布した場合は、tR1′と段差
物2上の放射線感応性樹脂2の膜厚tR2’は、はぼt
R1’ =tR2’となり段差物2の膜厚t3に影響さ
れなくなるO しかし、前述したように放射線感応性樹脂は膜厚が厚く
なると逆に解像度が低下するため、ただ単に放射線感応
性樹脂を厚く塗布し段差を軽減しようとするのはパター
ン形成上好ましくない。同時にこれ全実証するため第3
図に放射線感応性樹脂膜厚tRf変化させた場合の放射
線感応性樹脂ライン幅(力と現像時間(td)特性を示
した。この特性曲線C1L単一波長で縮小屈折光学系を
介して、ジアジド系紫外線1醪光性樹脂に紫外線を照射
し、その照射エネルギーを一定とし現像時間のみを可変
としたときのライン幅変動の理論曲線(シュミレーショ
ン結果)である。つ1リライン幅(Q)においてν)が
Lになるための現像時間td は放射線感応性樹脂膜厚
tRが厚くなればなる程大きくなる。
つ寸りtHが厚くなると放射線の黒線エネルギー量を増
すことにより、tHが薄い場合と同等なライン幅(f!
、)が得られるため、第1図(a) 、 (b)、第2
図に示すように段差がある上に放射線感応性樹脂膜全塗
布した場合には前述のようにパターン幅変動が発生する
ことになる。
発明の目的 そこで、従来のように単層で放射線間りじ性樹脂を凹凸
ヲ崩する実際の集積回路上Vこパターン形成する際に障
害となる、パターン寸法変換差とそれに伴なう′M解像
度低下を防ぐパターン形成方法を提供することを目的と
する。
発明の構成 本廃明ば、放射線感応性樹脂の膜厚を厚く塗布しながら
も、段差部におけるパターン寸法変換差を少なくし、か
つ解1象度の低下を防ぐために、放射線感光性樹脂を2
層に塗布することにより、厚く塗布しながらかつ最初に
塗布した放射線感応性樹脂膜全面に放射線感応させ、更
に第2の放射線感応性樹脂膜を塗布し、第2の放射線感
応性樹脂パターンを形成し、前記第2の放射線感応性樹
脂パターンを介して、第1の放射線感応性樹lit¥全
現像処理することによって、第1.第2の放射線感応性
樹脂パターンを形成しようとするものである。
実施例の説明 本発明の実施例を第4図を用いて詳細に説明する。1ず
第1の実施例を、第1の放射線感応性樹脂を遠紫外線感
光性樹脂、第2の放射線感応性樹脂を紫外線感光性樹脂
を例にとって説明する。基板4上にポジ形遠紫外線感光
性樹脂(以後、ポジDUVレジスト)5ff:塗布し、
ソフトベーキングを施こす〔第4図a〕。次にポジDU
Vレジスト5に遠紫外線(以後、DUV )光6を全面
に照射することによって感光したポジDUVレジス)5
aにする〔第4図b〕。そして感光したポジDUVレジ
ス)6a上にポジ形紫外線感光性樹脂(以後、ポジUV
レジスl17に塗布し、リフトベーキングを施こす〔第
4図C〕。次に選択的にポジUVレジスト7に紫外線(
以後、Uv)光を照射し現像【−で、ポジUVレジスト
パターン7ai形成する〔第4図d)。この時、ポジU
Vレジス)k現像する現(3)液&J: 、第1のポジ
DUVレジストヲ現像溶解しない組成であることが制約
となる。最後にポジUVレジストパターン7aを介して
DUVレージストパターンsb、4形成する〔第4図e
〕。
この際、ポジUVレジストパターンがポジDUVレジス
トの現像液Vこよって溶解しないことが制約となる。
次に、第2の実施例について第゛4図、第5図を用いて
説明する。第4図a −d iでは第1の実施例と同様
ム」−程とするが、ポジUVレジスト了aが、ポジl)
 U Vレジスト5aの現像液によってM解されないた
めに、ポジDUVレジス) 5 a f、1現像除去す
る前に、フッ素系ガスプラズマ9によってポジDUVレ
ジスト、ポジUVレジスト表面全面にポジDIJVレジ
ストの現f象蔽Vこ対して不溶になるように変質層8を
形成する〔第5図〕。この時、ポジDUVレジス)5a
の表面は、フッ素ガスプラズマ9によって変質層8はほ
とんど形成されない。これは一般に遠紫外線感光性樹脂
などは、励起エネルギーが元来高く、フッ素系プラズマ
中の電子ビーム、イオン、光などによって照射されると
構造上この励起エネルギーが散逸されにくい。
つ壕り分子構造の関係によって励起状態になりにくいた
め、逆にエツチング機構が促進されるためである。この
ように変質層8を形成したあと、ポジUVレジスト2図
af!c現緯処理することによ−て、第4図eのように
パターンを形成する。
第1の実施例、第2の実施例の結果、段差物パターン2
」二にパターニングしたパターン3は、従来法VCよる
単層レジスl−法Vこよると段差物−にては第6図の破
線L1  のように寸法変換差が発生する。
しかるに、本発明によるパターン形成法金用いるとパタ
ーン3は第6図の実線L2のごとくなり、第1の放II
l線11&応1クニ樹脂によって段差が緩和される第2
のノl(射わ1感りち性樹脂パターンは平坦上で形成さ
ねる/ξめ、χ1法変換差は減少することになる。
いず′J王の実施例においても、第1 、第2の放射線
感応性4i1脂の膜厚条件は、下地である基板の凹凸の
段差量に、Vっで定めるべきである。そして放射線感応
1テ1−樹脂の種別に関しても、X線、電子ビーム、遠
紫外線、紫外線、イオンビームいずれに関しても本発明
に適用できることは明確である。
また、第1.第2の実施例において、第2のポジDUV
レジス)5aの現像処理後〔第4図e〕。
ポジUVレジス)7aが溶解されても、本来のポジUV
レジストパターンが転写されれば問題ないことも当然で
ある。
発明の効果 以上のように本発明によると、放射線感LL1.l/I
樹脂膜全1’/′<塗布することて、段差111Sの凹
凸を1匠滅することができ、かつその上で段差部に4パ
けるパターン副変動率を減少させ、解像度、感度の低下
がない。つ1り本発明は今後の微細化への半導体集積回
路の製造に重要な価値全発揮するものである0
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は従来の単層放射線感応性樹脂法による段
差部ヘパターニングした断面図、同(b)は同(a)の
平面図、第2図は従来法により段差部へ放射線感応性樹
脂全厚く塗布した状態の断面図、第3図は単数射線感応
性樹脂による現像特性図、第4図(a)〜(e)、第5
図は本発明の一実施例にかかるパターン形成方法の工程
図、第6図は本発明の実施例のパターン平面図である。 4・・・・・・基板、5・・・・・・ポジUVレジスト
、6・・・・・・DUV、−r・・・・・・ポジUVレ
ジスト、8・・・・・変質層、9・・・・フッ素系プラ
ズマ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 b            ILイ眉〔11す’u’1
H(td〕第4図 第4図 7n 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)基板上に第1の放射線感応性樹脂を塗布する工程
    と、第1の放射線照射を行ない、前記第1の放射線感応
    性樹脂膜を感応性反応させる工程と、前記感応性反応し
    た第1の放射線感応性樹脂上に、前記第1の放射線感応
    性樹脂と異なる放射線に感応する第2の放射線感応性樹
    脂を塗布し、選択的に第2の放射線照射を行なう工程と
    、現像処理にターンを形成する工程とを有することを特
    徴とするパターン形成方法。 (2)第2の放射線感応性樹脂を選択的に除去する工程
    の後、全面にフッ素系ガスプラズマによって第2の放射
    線感応性樹脂パターンの表面に処理を施こすことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成方法
    ゛し く3)第1の放射線感応性樹脂が、遠紫外線感応性樹脂
    であること全特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    パターン形成方法。 (4)第2の放射線感応性樹脂が、紫外線感応性樹脂で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のパ
    ターン形成方法。 (5)第1の放射線が遠紫外線であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載のパターン形μ方法。 (6)第2の放射線が、紫外線であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成方法。
JP57162558A 1982-09-17 1982-09-17 パタ−ン形成方法 Pending JPS5951527A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0197519A2 (en) * 1985-04-10 1986-10-15 International Business Machines Corporation Process for masking and resist formation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS564236A (en) * 1979-06-25 1981-01-17 Nec Corp Manufacture of photoresist film pattern
JPS57204033A (en) * 1981-06-10 1982-12-14 Toshiba Corp Formation of fine pattern
JPS589323A (ja) * 1981-07-10 1983-01-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 微細レジストパタンの形成方法
JPS58103138A (ja) * 1981-12-16 1983-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd パタ−ン形成方法

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