JPS5968737A - ポジ型及びネガ型パタ−ンの同時形成方法 - Google Patents

ポジ型及びネガ型パタ−ンの同時形成方法

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JPS5968737A
JPS5968737A JP57179325A JP17932582A JPS5968737A JP S5968737 A JPS5968737 A JP S5968737A JP 57179325 A JP57179325 A JP 57179325A JP 17932582 A JP17932582 A JP 17932582A JP S5968737 A JPS5968737 A JP S5968737A
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洋一 中村
Cho Yamamoto
山本 兆
Takashi Komine
小峰 孝
Akira Yokota
晃 横田
Hisashi Nakane
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C5/00Photographic processes or agents therefor; Regeneration of such processing agents
    • G03C5/08Photoprinting; Processes and means for preventing photoprinting

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (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)

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】 不発明はパターン形成方法に関し、さらに詳しくいえば
、紫外線照射量の多寡によってネガ型及びポジ型双方の
レジストパターンを形成しうるレジストによるパターン
形成方法に関するものである。
近年、半導体集積回路の微細化や高集積化などに伴い、
微細加工技術はますます高度化、複雑化され、それに用
いる材料も従来にない厳しい特性や、あるいは新しい機
能や特性などが要求されつつある。例えばリソグラフィ
ーに用いるレジストにおいては、適用される放射線の種
類が紫外線から遠紫外線、電子法あるいはX線へと広は
んにわたり、また適用される工程が湿式から乾式へと開
発、実用化されるにつれて、要求される性質や特性も感
度、解像力、純度、接着性などの従来の項目のみでは不
十分となり、別に耐プラズマ性、耐熱性、耐溶剤性など
新しい項目や従来問題とならなかった項目が要求される
ようになり、これらの要求を満L 7を新規な物質や新
しい組成を有する材料、あるいはそのパターン形成方法
などの開発が要求されている。
不発明者らは、このような事情に鑑み、新しい機能や性
質を有する優れたレジストやそのパターン形成方法を開
発すべく鋭意研究を重ねfcWi果、不発明を完成する
に至った。
すなわち、不発明は、比較的少量の紫外線照射量によっ
てポジ型パターンが、そのほぼ倍量の紫外線照射量によ
ってネガ型パターンが形成可能な1/シストによるパタ
ーンを形成するに当り、レジスト膜上の紫外線照射パタ
ーンの位置を移動させ、該レジスト膜に紫外線を段階的
に照射して選択的に紫外線照射量を異ならしめたのち、
現像処理することによってポジを及びネガ型双方のレジ
ストパターンを形成することを特徴とするパターン形成
方法を提供するものである。
不発明方法において用いるレジストとしては、一般式 (式中のAばo 、 s 、 s2. so2又はCH
2の原子又は置換基、Xは水素原子又は塩素原子である
)で表わされるビスアジド化合物及びO−ナフトキノン
ジアジド系ポジ型レジストを実質的に含有する感光性組
成物を好ましく挙げることができる。
前記の一般式(1)で示されるビスアジド化合物は、分
光波長200〜330nmの遠紫外線(Deep UV
)照射で感光する架橋性化合物であって、例えば4.4
′−ジアジドジフェニルエーテル、4 、4’−ジアジ
ドジフェニルスルフィド、4 、4’−ジアジドジフェ
ニルスルホン、3 、3’−ジアジドジフェニルスルホ
ン、4 、4’−ジアジドジフェニルメタン、3.3′
−ジクロロ−4,4′−ジアジドジフェニルメタン、4
.4’−ジアジドジフェニルジスルフィドなどを挙げる
ことができ、これらは1h独で用いてもよいし、あるい
は2種以上混合して用いてもよい。また、前記のビスア
ジド化合物の中で特に 5− 4.4′−ジアジドジフェニルスルフィドが、ネガ型と
して感度が高くて、γ値や解像度が優れている点で好適
である。
また、前記の感光性組成物に含有されるO−ナフトキノ
ンジアジド系ポジ型レジストは、ホルムアルデヒドとフ
ェノール類から得られるノボラック樹脂などと、0−ナ
フトキノンジアジド誘導体とから製造され、分光波長2
00〜500nmの紫外#!(UV)によって感光、可
溶化するポジ型レジストテアって、市販のもの、例えば
0FPRシリーズ(東京応化工業(株)製)、Azシリ
ーズ(ヘキスト社製)、KPRシリーズ(コダック社製
)、HPRシIJ−ス(ハントケミカル社製)、マイク
ロポジット(シプレー社製)などを利用することができ
る。
この0−ナフトキノンジアジド系ポジ型レジストと前記
の一般式+1)で表わされるビスアジド化合物との混合
割合は、使用目的や回能などを考慮して選択されるが、
通常O−ナフトキノンジアジド系ポジ型レジストの固形
分100重量部に対して、ビスアジド化合物が0.1〜
50重量部の範囲であることが望ましく、さらに好まし
くは10〜20重量部の範囲である。
本発明方法において用いる感光性組成物は、通常の紫外
線露光ではポジ型の性質を示し、過剰の紫外線露光では
ネガ型の性質を示す。
このような性質の具体的な1例として、O−ナフトキノ
ンジアジド−ノボラック系ポジ型レジスト溶液から成る
0FPR−800(東京応化工業(株)製)に、その固
ハ\分に対し4,4′−ジアジドジフェニルスルフィド
0.5.10及び15重量%を溶解した本発明の感光性
組成物に、次のようにして紫外線を露光して得られた感
度曲線を第4図に示す。すなわち、前記の感光性組成物
をスピンナーを用いてシリコンウェハー上に塗布したの
ち、乾燥器で85℃の温度において30分間プレベーク
して膜厚約1.3μmのレジスト膜を形成し、その上に
ガラス製ステップタブレットヲ介してPLA−500F
露光機(キャノン(株)製)により紫外線で露光したの
ち、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液から
成る0FPR−800用現像液NMD−3(東京応化工
業(株)製)を用いて23℃の温度で1分間現像し、各
ステップの残膜率を測定して感度曲線を得た。
第4図から判るように、不発明に使用される感光性組成
物は、通常の紫外線露光では先ずポジ型パターンを形成
し、過剰の紫外線露光ではネガ型パターンを形成する。
これはポジ型であるナフトキノンジアジド系レジストの
分光感度波しが200〜500nm、ビスアジド化合物
のそれが200〜330nm であるのに対し、紫外線
露光の照射波長が200〜soonm、石英及びガラス
の透過波長がそれぞれ150〜1,000nm及び30
0〜’+000nmであって、紫外線に対してポジ型の
ナフトキノンジアジド系レジストの感度が十分に高いの
に対し、ネガ型であるビスアジド化合物の感度が極めて
低いことに起因する。
次に不発明のパターン形成法について、その実施態様の
1例を示すと、先ずスピンナーなどを用いてシリコンウ
ェハーのような基板とに前記の感光性組成物を塗布した
のち、乾燥して厚さ0.1〜2μmのレジスト膜を形成
する。このレジスト膜上に、ガラス製マスクなどを介し
てポジ型レジストパターン形成可能な比較的少量の紫外
線を2回照射したのち、現像することによってレジスト
パターンを形成する。この場合、レジスト膜及びマスク
を固定して2回照射した場合、紫外線が照射された部分
及び照射されない部分の双方とも現像液で溶解せず、し
たがってパターンは形成されないが、1回目と2回目で
゛レジスト膜又はマスクの位置若しくはその両方の位置
を変化させて紫外線を照射することによって、レジスト
膜」二に紫外線がまったく照射されない部分、1回照射
された部分及び2回照射された部分の3部分が生じた場
合、現像によってそれぞれ不溶部分(ポジ型)、溶解部
分(ポジ型)及び不溶部分(ネガ型)となって、ポジ型
及びネガ型双方のレジストパターンが得られる。これに
ついてラインアンドスペース含有スるマスクを用いて第
1図、第2図及び第3図により説明する。
−9−へ1噌 第1図における符号1は第1回目の紫外線照射の際のマ
スクの位置、符号2は第2回目の照射の際のマスクの位
置であり、■はレジスト不溶部、Sはレジスト再啓部で
ある。
第1図(A)はマスクを固定17たまま、紫外線が2回
照射された場合であって、マスクのライン及びスペース
に対応するレジスト膜の部分は、それぞれ紫外線未照射
による現像液不溶部分すなわちポジ型レジストパターン
のライン、及び紫外線照射による現像液不溶部分すなわ
ちネガ型レジストパターンのラインとなり、結果として
全体的に現像液手牌部分でパターンは形成されない。
第1図()3)は、第1回l]の紫外線照射を行ったの
ち、ライン又はスペースの線巾のし。の距離だけマスク
又はレジスト膜を同一平面上で平行移動させて第2回1
コの紫外線照射を行った場合であって、第1回目のマス
クのラインと第2回1」のマスクのスペースが重なった
部分、第1回目と第2回目でライン同士が重なった部分
及びスペース同士が重なった部分に対応するレジスト膜
の部分は、それ10− ぞれ紫外線1回照射による現像液可m部分すなわちポジ
型レジストパターンのスペース、紫外線未照射による現
像゛故不溶部分す々わちポジ型レジストパターンのライ
ン、及び紫外線2回照射による現像液不溶部分すなわち
ネガ型レジストパターンのラインとなり、結果として全
体的に第2図に示すように、マスクの線「1]の1/2
の線巾をもつラインアンドスペースのレジストハターン
カ得うレル。
第2図及び第3図における符号S1+ L+はそれぞれ
第1回目の照射の際のスペースとラインを示し、符号、
′:i□、L2は第2回i」の照射の際のスペースとラ
インを示す。
第1図(C)は、マスクの移動を線巾と同じ距離に平行
移動した場合であって、レジスト膜上の紫外線を照射さ
れた部分は、第1回目はマスクのラインに対応し、第2
回目はそれのスペースに対応し、何れの部分においても
1回分の紫外線照射量となり、全面的に現像液に可溶で
あってパターンは形成されない。
第3図は、第2回目照射時のマスクの移動を、1耶1回
目に対し同一平面上で90度回転した場合であって、市
松模様のレジストパターンが得られることを示している
本発明のパターン形成方法によると、ラインアンドスペ
ースのマスクパターンにおける線巾の10の’ffB 
rl〕をもつラインアンドスペースのレジストパターン
を形成することができ、またラインアンドスペースのマ
スクパターンにより、市松模様のI/シストパターンな
ども形成することができる。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 ナフトキノンジアジド−ノボラック系レジスト溶液から
成る0FPR−800(東京応化工業■製)に、その固
形分に対し、4.4!−ジアジドジフェニルスルフィド
15重貴重を添加して溶解したのち、孔径0.2μmの
フィルターでろ過して感光性組成物を調製した。
この組成物をスピンナーを用いてシリコンウェハー上に
塗布したのち、乾燥器で85℃、30分間プレベークし
て膜厚約13μmのレジスト層を形成した。このレジス
ト層に、線1]4μmのパターンを有するガラス基板の
クロムテストチャー1・を介して紫外線を30秒間露光
した。次いでアライメント装置によってシリコンウニノ
・−を距離21zmずらして同じクロムテストチャート
を介して紫外線を30秒間露光した。その後、テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液から成る0FPR
−800用現像液NMD−3(東京応化工業■製)を用
いて23℃、1分間現像したところ、2μmのラインア
ンドスペースのレジストパターンが得うれた。
実施例2 実施例1において、シリコンウニ・・−を距離2μmず
らす代りに、同一平面上で90度回転した以外は実施例
1とまったく同様にして市松模様を有するレジストパタ
ーンを得た。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施態様の1例を示す説明図であって、
第1図は紫外線及びマスクの配置と、それらに対応する
レジスト膜上の紫外線照射量及び現像時のレジスト可牌
性の関係を示し、第2図及び第3図は形成されたパター
ンの例(平面図)を示す。 また、第4図は本発明方法において用いた感光性組成物
に紫外線を照射したときの露光時間と残膜率との関係を
示すグラフである。 特許出願人 東京応化工業株式会社 代理人阿 形  明

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 比較的少量の紫外線照射量によってポジ型パターン
    が、そのほぼ倍量の紫外線照射量によってネガ型パター
    ンが形成可能なレジストによるパターンを形成するに当
    1ハレジスト膜上の紫外線照射パターンの位置を移動さ
    せ、該レジスト膜に紫外線を段階的に照射して選択的に
    紫外線照射量を異ならしめたのち、現像処理することに
    よってポジ型及びネガ型双方のレジストパターンを形成
    することを特徴とするパターン形成方法。 2 紫外線照射パターンがラインアンドスペースである
    特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 レジスト膜上の紫外線照射パターンの位置移動がラ
    インアンドスペースにおける線巾の偽の平行移動である
    特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 レジスト膜上の紫外線照射パターンの位置移動がた
    がいに直角方向である特許1iii求の範囲第1項記載
    の方法。 5 レジストが一般式 (式中のAばo、s、s2.so2又はCH2の原子又
    は置換基、Xは水素原子又は塩累原子である)で表わさ
    れるとビスアジド化合物及び0−ナフトキノンジアジド
    系ポジ型レジストを実質的に含有する感光性組成物であ
    る特許請求の範囲第1項記載の方法・ 6 ビスアジド化合物が4.4′−ジアジドジフェニル
    エーテル、4,4′−ジアジドジフェニルスルフィト、
    4 、4’−ジアジドジフェニルスルホン、3.3’−
    ジアジドジフェニルスルホン、4+4’−’)1シトジ
    フエニルメタン、3 、3’−ジクロロ−4,4′−ジ
    アミドジフェニルメタン、4.4’−ジアジドジフェニ
    ルジスルフィドから成る群の中から選ばれた少なくとも
    1種の化合物である特許請求の範間第5項記載の方法。
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US07/161,213 US4797348A (en) 1982-10-13 1988-02-17 Method of forming a positive resist pattern in photoresist of o-naphthoquinone diazide and bisazide with UV imaging exposure and far UV overall exposure

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