JPS60129745A - ３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法 - Google Patents
３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法Info
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- JPS60129745A JPS60129745A JP23640783A JP23640783A JPS60129745A JP S60129745 A JPS60129745 A JP S60129745A JP 23640783 A JP23640783 A JP 23640783A JP 23640783 A JP23640783 A JP 23640783A JP S60129745 A JPS60129745 A JP S60129745A
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- 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
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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】
この発明は、多層配線と１７７ｎ またはそれ以下の基
本″ターン幅とを必要とするような超ＬＳＩなどの微細
加工に使用される製版レジス、トとくに３層構造のレジ
ストに関し、またこの３層構造レジストを用いて高解像
度製版を達成する方法に関する。
本″ターン幅とを必要とするような超ＬＳＩなどの微細
加工に使用される製版レジス、トとくに３層構造のレジ
ストに関し、またこの３層構造レジストを用いて高解像
度製版を達成する方法に関する。
３層構造レジストは基体表面に付着される第１層、その
上に重ねられる第２層、およびさらにその上に重ねられ
る第３層で構成される・＃！：層は基体表面に段差があ
る場合にこれを吸収して平坦な面を提供するためのもの
であり、Ｎ版の際の光線、ｘｓ’ｉ’たけ電子線などの
描画エネルギが基体表面で反射された際の入射描画エネ
ルギとの干渉（光線、Ｘ線）或いは描画エネルギが基体
表面で散乱反射された際の像のボケ（電子線）などを防
止するための吸収層としても役立つ。第３層は描画エネ
ルギに対して感度を有する層であってこれに描画エネル
ギを照射したのちに現像を行なえばノ臂ターンが得られ
る。この第３層の／４ターンをリアクティブイオンエツ
チングまたはイオンビームエツチングなどの方向性エツ
チング方法によって第１層に転写すれば高解像度製版が
達成されるが。
上に重ねられる第２層、およびさらにその上に重ねられ
る第３層で構成される・＃！：層は基体表面に段差があ
る場合にこれを吸収して平坦な面を提供するためのもの
であり、Ｎ版の際の光線、ｘｓ’ｉ’たけ電子線などの
描画エネルギが基体表面で反射された際の入射描画エネ
ルギとの干渉（光線、Ｘ線）或いは描画エネルギが基体
表面で散乱反射された際の像のボケ（電子線）などを防
止するための吸収層としても役立つ。第３層は描画エネ
ルギに対して感度を有する層であってこれに描画エネル
ギを照射したのちに現像を行なえばノ臂ターンが得られ
る。この第３層の／４ターンをリアクティブイオンエツ
チングまたはイオンビームエツチングなどの方向性エツ
チング方法によって第１層に転写すれば高解像度製版が
達成されるが。
第１層は基体表面の段差を吸収できる程度に厚くなけれ
ばならずまた第３層は高解像度および高感度を得るため
になるべく薄い方が望ましいので。
ばならずまた第３層は高解像度および高感度を得るため
になるべく薄い方が望ましいので。
第１層から第３層への直接転写は実際上達成できない０
そのため第２層が中間層として設けられ、第３層（Ｄ−
’ｌターンが第１層に対する転写プロセスに対して高い
エツチング耐性を有する第２層に転写され、この転写さ
れた／４ターンが第１層に転写される・ かかる３層構造レジストにおいて、従来は第２層として
金属、Ｐ８Ｇガラス、５ｔｏ２ などヲｆｓｌ’層の表
面に蒸着またはスｔ４ツタリングによって沈着させた薄
膜が主として採用されてｈるが、このような薄膜は一般
に高分子膜である第１層とのなじみが悪く、付珊力が低
くまた内部応力によって破れが生じ易いという欠点を有
する。
そのため第２層が中間層として設けられ、第３層（Ｄ−
’ｌターンが第１層に対する転写プロセスに対して高い
エツチング耐性を有する第２層に転写され、この転写さ
れた／４ターンが第１層に転写される・ かかる３層構造レジストにおいて、従来は第２層として
金属、Ｐ８Ｇガラス、５ｔｏ２ などヲｆｓｌ’層の表
面に蒸着またはスｔ４ツタリングによって沈着させた薄
膜が主として採用されてｈるが、このような薄膜は一般
に高分子膜である第１層とのなじみが悪く、付珊力が低
くまた内部応力によって破れが生じ易いという欠点を有
する。
また有機シリコン（十ｓ １ｕ２− ｏ−＋−ｒｌを含
む高分子）を第２層として採用することも試みられてい
るが、これは加水分解性を有するので必ずしも高いエツ
チング耐性を持つとは限らないという欠点を有する。
む高分子）を第２層として採用することも試みられてい
るが、これは加水分解性を有するので必ずしも高いエツ
チング耐性を持つとは限らないという欠点を有する。
よってこの発明は上述したような第２層に関する従来の
３層構造レジストの欠点を除去することを第１の目的と
する・ この目的の達成のためこの発明による３層構造レジスト
は、表面が平坦になるように基体表面に塗布された高分
子薄膜からなる第１層と、前記第１層の高分子薄膜の表
面をプラズマ処理したのちに含シリコンビニール分子気
体に接触させることン高分子薄膜の表面に付着された光
線、Ｘ線または電子線に対して感度を有する高分子薄膜
からなる第３層とによって構成される。
３層構造レジストの欠点を除去することを第１の目的と
する・ この目的の達成のためこの発明による３層構造レジスト
は、表面が平坦になるように基体表面に塗布された高分
子薄膜からなる第１層と、前記第１層の高分子薄膜の表
面をプラズマ処理したのちに含シリコンビニール分子気
体に接触させることン高分子薄膜の表面に付着された光
線、Ｘ線または電子線に対して感度を有する高分子薄膜
からなる第３層とによって構成される。
見出したところによれば、上述した含シリコン高分子薄
膜からなる第２層は第１層の高分子薄膜とのなじみが良
くこれに充分に付着し、内部応力によって破れが生じる
仁とはなく、また高いエツチング耐性を有する０ 従ってこの発明による３層構造レジストは極めてずぐれ
た特性を有するが、この３層構造レジストを用いて高解
像度製版を達成するには、第２層の含シリコン高分子薄
膜に特に高いエツチング耐性を付与するような方式を採
用することが望ましい。
膜からなる第２層は第１層の高分子薄膜とのなじみが良
くこれに充分に付着し、内部応力によって破れが生じる
仁とはなく、また高いエツチング耐性を有する０ 従ってこの発明による３層構造レジストは極めてずぐれ
た特性を有するが、この３層構造レジストを用いて高解
像度製版を達成するには、第２層の含シリコン高分子薄
膜に特に高いエツチング耐性を付与するような方式を採
用することが望ましい。
この点にかんがみこの発明による３層構造レジストを用
いて高解像度製版を達成する方法は・第３層を構成する
市分子薄膜がポジ型である場合において、前記第３層に
前記の光線・ｘＩｓまたは電子線を照射し、その照射さ
れた部分を現像によって除去し、これによって得られた
パターンを水素プラス１によるリアクティブイオンエツ
チングによって前記第２層に転写し、この転写された／
ぐターンヲ酸素含有リアクティブイオンエツチングによ
ってさらに第１層に転写することを特徴とする。
いて高解像度製版を達成する方法は・第３層を構成する
市分子薄膜がポジ型である場合において、前記第３層に
前記の光線・ｘＩｓまたは電子線を照射し、その照射さ
れた部分を現像によって除去し、これによって得られた
パターンを水素プラス１によるリアクティブイオンエツ
チングによって前記第２層に転写し、この転写された／
ぐターンヲ酸素含有リアクティブイオンエツチングによ
ってさらに第１層に転写することを特徴とする。
このような特徴によれば、第２層に転写されたパターン
を酸素含有リアクティブイオンエツチングによってさら
に第１層に転写する際に第２層の未照射部分に残された
含シリコン高分子薄膜が酸素と反応して特に高いエツチ
ング特性を有するようになり、従って第１層にアスペク
ト比、の高いポジ型／４ターンが得られることになる◎
′以下、図面を参照しながらこの発明の夷抱例につい
て詳述する・ 図示の３極構造レジストは基体飼えばウェファ１ｏの表
面に付着された第１層１１．これの上に重ねられる第２
層１２．およびさらにこれの上に重ねられる第３層１６
からなる。基体１０は一般圧段差１４を有し、基体１０
０表面には段差１４を吸収できる程度に厚い高分子薄膜
が第１層１１として例えば１．５μｍの厚さに付着され
る（第１図）０第１層１１の高分子薄膜は例えばＰＰＣ
ＭＭＡ＋スチレン）すなわちプラズマ重合メタクリル酸
メチルスチレン或いはノボラック樹脂（シラプレ−１３
５０Ｆ ）のような高分子物質をスピンコードなどによ
って基体１００表面上に塗布したものからなる。この高
分子物質は比較的エツチング耐性の高い任意のものでよ
く表面が平坦になるように塗布される。この塗布が完了
したのちに第１層１１の高分子膜は真空乾燥される◎次
いで第２図に符号１５で示されるようなプラズマ処理に
よって第１層１１０表面上にリビングラリカルが生成さ
れ、さらにビニールシラン単量体のような含シリコンビ
ニール分子気体が流し込まれて第１層ｔ１の表面に接触
し、この表面のリビングラリカルによってグラフト重合
して、＠２層１２を形成する含シリコン高分子薄膜にな
る（第３図）。この第２層は例えば、ジクロルメチルビ
ニールシランからなり０．２μｍの厚さを有する。第２
層１２が形成されたのちに、第４図に示されるように光
線、Ｘ線または電子線に対して感度を有する高分子薄膜
が例えばプラズマ重合コートまたはスピンコードによっ
て第３層１′６として第２層１２０表面に付着される。
を酸素含有リアクティブイオンエツチングによってさら
に第１層に転写する際に第２層の未照射部分に残された
含シリコン高分子薄膜が酸素と反応して特に高いエツチ
ング特性を有するようになり、従って第１層にアスペク
ト比、の高いポジ型／４ターンが得られることになる◎
′以下、図面を参照しながらこの発明の夷抱例につい
て詳述する・ 図示の３極構造レジストは基体飼えばウェファ１ｏの表
面に付着された第１層１１．これの上に重ねられる第２
層１２．およびさらにこれの上に重ねられる第３層１６
からなる。基体１０は一般圧段差１４を有し、基体１０
０表面には段差１４を吸収できる程度に厚い高分子薄膜
が第１層１１として例えば１．５μｍの厚さに付着され
る（第１図）０第１層１１の高分子薄膜は例えばＰＰＣ
ＭＭＡ＋スチレン）すなわちプラズマ重合メタクリル酸
メチルスチレン或いはノボラック樹脂（シラプレ−１３
５０Ｆ ）のような高分子物質をスピンコードなどによ
って基体１００表面上に塗布したものからなる。この高
分子物質は比較的エツチング耐性の高い任意のものでよ
く表面が平坦になるように塗布される。この塗布が完了
したのちに第１層１１の高分子膜は真空乾燥される◎次
いで第２図に符号１５で示されるようなプラズマ処理に
よって第１層１１０表面上にリビングラリカルが生成さ
れ、さらにビニールシラン単量体のような含シリコンビ
ニール分子気体が流し込まれて第１層ｔ１の表面に接触
し、この表面のリビングラリカルによってグラフト重合
して、＠２層１２を形成する含シリコン高分子薄膜にな
る（第３図）。この第２層は例えば、ジクロルメチルビ
ニールシランからなり０．２μｍの厚さを有する。第２
層１２が形成されたのちに、第４図に示されるように光
線、Ｘ線または電子線に対して感度を有する高分子薄膜
が例えばプラズマ重合コートまたはスピンコードによっ
て第３層１′６として第２層１２０表面に付着される。
第３層１５の薄膜は第１層１１がＰＰ（ＭＭＡ＋スチレ
ン）からなる場合にはＰＰ（ＭＭＡ＋スチレン＋ＴＭＴ
）すなわちデメチル錫ドーププラズマ重合メタクリル
酸メチルスチレ／であることが望ましく、第１層１１が
ノボラック樹脂である場合には同種の７ボラツク樹脂で
あることが望ましく、例えば１０．５μｍの厚さに形成
される。かくして３層構造レジストが形成される＠ 次に第３層１３がポジ型の高分子薄膜である場合に３層
構造レジストを用いて高解像度製版を達成する方法につ
いて説明°する〇 最初に・母ターン化された光線、Ｘ線または電子線１６
が第３層１６へ照射される。・ぐターン化の例として第
５図には破線１７を限界とする区域に照射がなされると
して図示されているが、これは勿論極めて簡単な・臂タ
ーン化の例であるに過ぎない。コノ場合に第３層ｑｉｐ
ｐ（ＭＭＡ＋スチレン＋ Ｔ Ｍ Ｔ ）である場合に
は例えば電子線が照射され、第３層がノボラック樹脂で
ある場合には例えば紫外線が照射される。かくすると照
射区域１８では第３層１６を構成する高分子物質が重合
度の低い高分子物質または単量体に変化して潜像になる
。次いでドライ現像またはウェット現像例えば第３層が
ノボラック樹脂である場合にはアルカリ現像を行えば、
第６図に図示されるように照射区域１８の潜像物質が除
去される。すなわち照射区域１８以外で高分子物質が残
留するようなパターンが第３層１３に形成される。その
後に第７図に符号１９で示すように水素プラズマによる
リアクティブイオンエツチングを行えば、第３層Ｖこ高
分子物質が残留する区域２０ではその高分子物質が除去
され、かつ第３層に高分子物質が存しない区域すなわち
照射区域１８ではその直下の第２層の区域２１でその構
成物質が除去されて、前記・９ターンが第２層に転写さ
れる。次ぎにさらに酸素含有リアクティブエツチングを
第８図で符号２２で示すように行なうと、前記転写と同
様にして第２転写が達成され、前記転写で第２層に転写
されたパターンがさらに第１層１０に転写される。かく
して第９図に図示されるように所望のパターンが第１層
に形成される。帥述したように未照射区域で第２層１２
に残留していた含シリコ高分子物質はこの第２転写の際
に酸素と反応して特に高いエツチング特性を有するよう
Ｋなり、従って＃！１層１層圧１スペクト比の高いポジ
型ノ４ターンが得られる・
ン）からなる場合にはＰＰ（ＭＭＡ＋スチレン＋ＴＭＴ
）すなわちデメチル錫ドーププラズマ重合メタクリル
酸メチルスチレ／であることが望ましく、第１層１１が
ノボラック樹脂である場合には同種の７ボラツク樹脂で
あることが望ましく、例えば１０．５μｍの厚さに形成
される。かくして３層構造レジストが形成される＠ 次に第３層１３がポジ型の高分子薄膜である場合に３層
構造レジストを用いて高解像度製版を達成する方法につ
いて説明°する〇 最初に・母ターン化された光線、Ｘ線または電子線１６
が第３層１６へ照射される。・ぐターン化の例として第
５図には破線１７を限界とする区域に照射がなされると
して図示されているが、これは勿論極めて簡単な・臂タ
ーン化の例であるに過ぎない。コノ場合に第３層ｑｉｐ
ｐ（ＭＭＡ＋スチレン＋ Ｔ Ｍ Ｔ ）である場合に
は例えば電子線が照射され、第３層がノボラック樹脂で
ある場合には例えば紫外線が照射される。かくすると照
射区域１８では第３層１６を構成する高分子物質が重合
度の低い高分子物質または単量体に変化して潜像になる
。次いでドライ現像またはウェット現像例えば第３層が
ノボラック樹脂である場合にはアルカリ現像を行えば、
第６図に図示されるように照射区域１８の潜像物質が除
去される。すなわち照射区域１８以外で高分子物質が残
留するようなパターンが第３層１３に形成される。その
後に第７図に符号１９で示すように水素プラズマによる
リアクティブイオンエツチングを行えば、第３層Ｖこ高
分子物質が残留する区域２０ではその高分子物質が除去
され、かつ第３層に高分子物質が存しない区域すなわち
照射区域１８ではその直下の第２層の区域２１でその構
成物質が除去されて、前記・９ターンが第２層に転写さ
れる。次ぎにさらに酸素含有リアクティブエツチングを
第８図で符号２２で示すように行なうと、前記転写と同
様にして第２転写が達成され、前記転写で第２層に転写
されたパターンがさらに第１層１０に転写される。かく
して第９図に図示されるように所望のパターンが第１層
に形成される。帥述したように未照射区域で第２層１２
に残留していた含シリコ高分子物質はこの第２転写の際
に酸素と反応して特に高いエツチング特性を有するよう
Ｋなり、従って＃！１層１層圧１スペクト比の高いポジ
型ノ４ターンが得られる・
第１図、第２図、第３図および第４図はこの発明による
３層構造レジストを形成する作業段階を順に表わす図解
的断面図、第５図・第６図・第７図、第８図および第９
図はこの発明による３層構造レジストを用いて高解像度
製版を達成する方法の各作業段階を１＠に表わす図解的
断面図である０図面において、１０は基体、１１は第１
層、１２は第２層、１５は第３層、１５はプラズマ処理
、１６は光線、Ｘ線または電子線、１９け水素プラズマ
によるリアクティブイオンエツチング、２２は酸素含有
イオンエツチングを示す〇第８図 第９図
３層構造レジストを形成する作業段階を順に表わす図解
的断面図、第５図・第６図・第７図、第８図および第９
図はこの発明による３層構造レジストを用いて高解像度
製版を達成する方法の各作業段階を１＠に表わす図解的
断面図である０図面において、１０は基体、１１は第１
層、１２は第２層、１５は第３層、１５はプラズマ処理
、１６は光線、Ｘ線または電子線、１９け水素プラズマ
によるリアクティブイオンエツチング、２２は酸素含有
イオンエツチングを示す〇第８図 第９図
Claims (1)
- １、表面が平坦になるように基体表面に塗布された高分
子薄膜からなる第１層と、前記第１層の高分子薄膜の表
面をプラズマ処理したのちに含シリコンビニール分子気
体に接触させることによってグラフト重合させて得られ
る含シリコン高分子薄膜かも奮２層と、繭記第２層の含
シリコン高分子薄膜の表面に付着された光線、Ｘ線また
は電子線に対して感度を有する高分子薄膜からなる第３
層とによって構成された３層構造レリスト０２、表面が
平坦になるように基体表面に塗布された高分子薄膜から
なる第１層と、酌記第１層の高分子薄膜の表面をプラズ
マ処理したのちに含シリコンビニール分子気体に接触さ
せることによってグラフト重合させて得られる含シリコ
ン高分子薄膜からなる！２層と、前記筑２層の合シリコ
ン高分子薄膜の表面に付着された光線、Ｘ線または電子
線に対して感度を有しポジ型である高分子薄膜からなる
第３層とによって構成された３層構造レジストを用いて
、高解像製版を達成する方法において、酌記第３層に前
記の光線、Ｘ＠または電子線を照射し、その照射された
部分を現像によって除去し、これによって得られた・臂
ターンを水素プラス−ｗ Ｋよるリアクティブイオンエ
ツチングによって前記第２層に転写し、この転写された
パターンを酸素含有リアクティブイオンエツチングによ
ってさらに第１層に転写することを特徴とする一方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640783A JPS60129745A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640783A JPS60129745A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129745A true JPS60129745A (ja) | 1985-07-11 |
| JPH0422260B2 JPH0422260B2 (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=17000294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23640783A Granted JPS60129745A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129745A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01123232A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | パターン形成方法 |
| JPH0258062A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157522A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Nec Corp | Depositing method for resist film for photo-etching technique |
| JPS57168247A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-16 | Fujitsu Ltd | Formation of negative pattern |
| JPS5866938A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-04-21 | Hitachi Ltd | 遠紫外光感応材料被膜の形成方法 |
| JPS58198040A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-17 | Nec Corp | パタ−ン形成方法 |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP23640783A patent/JPS60129745A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157522A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Nec Corp | Depositing method for resist film for photo-etching technique |
| JPS57168247A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-16 | Fujitsu Ltd | Formation of negative pattern |
| JPS5866938A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-04-21 | Hitachi Ltd | 遠紫外光感応材料被膜の形成方法 |
| JPS58198040A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-17 | Nec Corp | パタ−ン形成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01123232A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | パターン形成方法 |
| JPH0258062A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0422260B2 (ja) | 1992-04-16 |
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