JPS61212020A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

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JPS61212020A
JPS61212020A JP5313585A JP5313585A JPS61212020A JP S61212020 A JPS61212020 A JP S61212020A JP 5313585 A JP5313585 A JP 5313585A JP 5313585 A JP5313585 A JP 5313585A JP S61212020 A JPS61212020 A JP S61212020A
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JP
Japan
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pattern
radiation
resist
organic film
sensitive resin
Prior art date
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Application number
JP5313585A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Sasako
勝 笹子
Masataka Endo
政孝 遠藤
Noboru Nomura
登 野村
Kenichi Takeyama
竹山 健一
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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Abstract

PURPOSE:To obtain a high resolution pattern which is not subjected to the influence of steps by a method wherein a pattern forming organic film, on which a bleaching or fading function for radioactive rays is given, is formed on radiation ray sensitive resin. CONSTITUTION:The steps on a substrate are flattened by coating a thick organic film 4, an inorganic film 5 to be used to isolate from the resist for formation of a pattern is coated on the organic film, a resist 2 is coated on the inorganic film, and a flat triple-layer structure resist is formed. After a bleaching function is given to the above-mentioned triple-layer structure resist using the radiation rays such as ultraviolet rays and it is completely bleached, a pattern forming organic film 3, having the transmittance of 80% or above and a water-soluble property for the developing solution such as alkaline aqueous solution used in the developing process performed on the pattern forming resist 2, is formed. The organic film 3 gives a contrast enhancement effect on the positive resist 2 when a resist pattern 2a is formed. A reactive ion etching (RIE) is performed on the inorganic film 5 using the positive resist 2a as a mask, and a pattern 4a which is not subjected to the influence of a stepping is obtained by performing RIE with oxygen on the organic film 4 using the inorganic film 5a.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は放射線たとえば紫外線に対して漂白作用を付
加させ完全に漂白した後の透過率が高くなる〔横軸露光
エネルギ(3)、縦軸透過率(7)とした特性式、Y=
AX+Bとした場合Aが大で、Bが小なる傾向〕性質を
有し、更に水溶性であるパターン形成有機膜を用いて、
従来の露光方法による解像度の向上を改善する微細パタ
ーン形成に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention adds a bleaching action to radiation, such as ultraviolet rays, and increases the transmittance after complete bleaching [horizontal axis: exposure energy (3), vertical axis: transmittance] The characteristic equation (7), Y=
When AX+B, A tends to be large and B tends to be small], using a patterned organic film that is water-soluble,
The present invention relates to fine pattern formation that improves the resolution achieved by conventional exposure methods.

従来の技術 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(高NA)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、スループットを犠牲にすることなくパターン形成
するには前者の縮小投影法により紫外線露光する方法が
最良である。しかし紫外線露光の解像度Rは、次式のレ
ーレス則で示される。
BACKGROUND OF THE INVENTION The high degree of integration and density of integrated circuits has increased due to advances in conventional phosphorography technology. The minimum line width has become around 1 μm, and in order to achieve this processed line width, there are two methods: ultraviolet exposure using a reduction projection method with a high aperture lens (high NA), and electron beam direct writing on the substrate. Examples include exposure method and proximity exposure method using X-rays. However, in order to form a pattern without sacrificing throughput, the former method of ultraviolet exposure using a reduction projection method is best. However, the resolution R of ultraviolet exposure is expressed by the following Rayles law.

R=0.6Xλ/N、Ax(1+1/m) ・−・・・
−(1)λ:波長 N、A :レンズ開口度 m;倍率 解像度を向上するには、短波長化、高N、A化が考えら
れるが、現在可能な光学系の性能は例えば、波長λが3
65nm(i−ライy)、N、Aが0.4とすると解像
度Rは0.6μmとなり、電子ビーム露光法、X線露光
の解像度よシ劣るとされている。
R=0.6Xλ/N, Ax (1+1/m) ・−・・
-(1) λ: Wavelength N, A: Lens aperture m; To improve magnification resolution, shorter wavelength, higher N, and A can be considered, but the performance of currently available optical systems is, for example, wavelength λ is 3
When 65 nm (i-ray y) and N and A are 0.4, the resolution R is 0.6 μm, which is said to be inferior to the resolution of electron beam exposure and X-ray exposure.

しかし、1983年、米国GE社のB、F、 Grif
figらはパターン形成用のレジスト上に光強度プロフ
ァイルのコントラストを促進させるコントラスト・エン
ハンスド層を積層することにより、解像度及びパターン
形状の改善を図る方法を発表した( Contrast
 Enhancecl Photolithograp
hy。
However, in 1983, GE's B, F, Grif
announced a method for improving resolution and pattern shape by laminating a contrast-enhanced layer that promotes the contrast of light intensity profiles on a resist for pattern formation (Contrast
Enhancecl Photolithograp
hy.

B、F、 Griffing at al、 I E 
E E−ED、 VOL。
B.F.Griffing at al.I.E.
E E-ED, VOL.

EDL−4,41,Jan、 1983)。彼らによる
と通常の縮小投影法(λ:436nm、N、A:0.3
2)で0.4μmiでの解像が可能と報告している。
EDL-4, 41, Jan, 1983). According to them, the normal reduction projection method (λ: 436 nm, N, A: 0.3
2) reports that resolution at 0.4 μmi is possible.

発明者らの研究の結果、コントラストをエンハンスする
ためのパターン形成有機膜の特性は次のようでなければ
ならないことが判明した。
As a result of research by the inventors, it has been found that the characteristics of a patterned organic film to enhance contrast must be as follows.

第3図にて、まず、光による露光たとえば一般的に縮小
投影法における問題点について述べる。
Referring to FIG. 3, first, problems in light exposure, such as the reduction projection method in general, will be described.

縮小投影露光法における出力の光強度プロファイルは、
その光学レンズ系により加工される。説明するとレチク
ル6を通し露光4を行った場合〔第3図A〕、回折のな
い理想的な入力光強度プロファイルは完全な矩形波とい
え、そのコントラストCは次式で、 示される。その時、コントラストCは100%となる〔
第3図B〕。その入力波形は光学レンズを通過すること
で、その光学レンズ系の伝達関数によって〔第3図C〕
、フーリエ変換された後、出力波形として余弦波の形状
に遅りなりコントラストCも劣化する。このコントラス
トの劣化はパターン形状、例えば解像度及びパターン形
状に大きく影響する。ちなみにレジストパターン解像に
要するコントラストは、レジスト自身の特性より60−
以上とされ、コントラストC値が60チ以下となりパタ
ーン形成が不能となる。
The output light intensity profile in the reduction projection exposure method is
Processing is performed using the optical lens system. To explain, when exposure 4 is performed through the reticle 6 [FIG. 3A], the ideal input light intensity profile without diffraction can be said to be a perfect rectangular wave, and its contrast C is expressed by the following equation. At that time, contrast C becomes 100% [
Figure 3B]. The input waveform passes through an optical lens and is determined by the transfer function of the optical lens system [Figure 3C]
, after being Fourier transformed, the output waveform becomes a cosine wave shape and the contrast C also deteriorates. This deterioration of contrast greatly affects pattern shape, such as resolution and pattern shape. By the way, the contrast required for resist pattern resolution is 60-
As a result, the contrast C value becomes 60 inches or less, making it impossible to form a pattern.

そこで、第4図に示す特性曲線、つまり露光時間(N光
エネルギー)の小なる領域では紫外線に対する透過率が
小さく ”minの増加が少ない)、露光エネルギーの
大なる領域では紫外線に対する透過率が大きい(工ma
wの増加が多い)傾向のレジスト膜を用い、この膜に前
述の第3図りに示す出力波形を通過させることによりコ
ントラストC値が増大する傾向が発見される。これを更
に定量的に説明するため、米国IBM社のF、H,Di
llらの報告(Characterization o
f P□5itivePhOtoresist、  F
、H,Dill et  al、  IEEE −ED
、VOL、ED−22,47,Ju17.1975 )
の中でポジレジストの露光吸収項Aにあられされるパラ
メータを使用する。一般的にAはTに)) A=zn[E    ・・・・・・・・・(3)d  
   T(o) 示され、コントラストエンノ・ンスにはA値が大なる傾
向が望ましい。Aを犬なる傾向にするにはd(膜厚)を
薄く、T (0) (初期透過率)、T(oo)(最終
透過率)の比が大になることが必要である。
Therefore, in the characteristic curve shown in Figure 4, in the region where the exposure time (N light energy) is small, the transmittance to ultraviolet rays is small (min increase is small), and in the region where the exposure energy is large, the transmittance to ultraviolet rays is large. (Engineering ma
By using a resist film that tends to have a large increase in w and passing the output waveform shown in the third diagram above through this film, a tendency for the contrast C value to increase is discovered. In order to explain this more quantitatively, we will discuss IBM's F, H, Di
The report of ll et al.
f P□5itivePhOtoresist, F
, H., Dill et al., IEEE-ED
, VOL, ED-22, 47, Ju17.1975)
The parameters given in the exposure absorption term A of the positive resist are used. In general, A becomes T)) A=zn[E ・・・・・・・・・(3)d
T(o) is shown, and it is desirable that the A value tends to be large for contrast enhancement. In order to make A have a similar tendency, it is necessary that d (film thickness) be thin and the ratio between T (0) (initial transmittance) and T (oo) (final transmittance) be large.

ところで、前記GE社の発表ではコントラストエンハン
スド層の材料に関しては未だ公表はされていない。第2
図を用いて従来のGE社のGriffingらのコント
ラストエンハンスドリソグラフィー(略、CEL)を用
いたパターン形成プロセスについて説明する。基板1上
にレジスト2を回転塗布する〔第2図A〕。次にレジス
ト2上にコントラストエンノーンスドレイヤー(CEL
)3t−Do転塗布する〔第2図B〕。そして、縮小投
影法により選択的に紫外線露光4する〔第2図C〕。こ
のとき、レジスト2の一部も選択露光される。そしてC
EL3全体を除去する〔第2図D〕。そして最後に通常
の現像処理を施こしレジスト2のパターン形成を行なう
〔第2図ED。以上のような方法ではCELの具備すべ
き条件は、コントラストエンハンスする特性とともに下
層であるパターン形成用のレジスト2との溶解を防止す
ることと、CEL3を除去する際の除去液がレジスト2
の特性を劣化させないことがあげられる。この具備すべ
き条件によって材料構成に多大なる制約をうける。さら
にCEL3の除去工程というプロセス的観点よりみて、
複雑かつ危険な工程が存在する。
By the way, in the above-mentioned announcement by GE, the material of the contrast enhanced layer has not yet been disclosed. Second
A conventional pattern forming process using contrast enhanced lithography (abbreviated as CEL) by GE's Griffin et al. will be described with reference to the drawings. A resist 2 is spin-coated onto the substrate 1 (FIG. 2A). Next, apply a contrast ennouncing layer (CEL) on resist 2.
) 3t-Do transfer coating [Figure 2B]. Then, it is selectively exposed to ultraviolet light 4 using a reduction projection method (FIG. 2C). At this time, a part of the resist 2 is also selectively exposed. and C
Remove the entire EL3 [Figure 2D]. Finally, a normal development process is performed to form a pattern of resist 2 [FIG. 2 ED]. In the method described above, the conditions that CEL must have are that it has a contrast-enhancing property and that it is prevented from dissolving with the underlying pattern forming resist 2, and that the removal liquid used to remove CEL 3 is not as strong as the resist 2.
It is possible to avoid deteriorating the characteristics of These conditions that must be met place great restrictions on the material composition. Furthermore, from the process perspective of the CEL3 removal process,
There are complex and dangerous processes.

更に、実際の半導体集積回路(以後、LSI)の基板上
には必らず段差が生じ、その段差上にレジストを塗布し
ても平坦にはならない。その非平坦性のレジスト上にコ
ントラストをエンハンスするレイヤー3を塗布すると轟
然膜厚差が生じる。つまシ平坦にならない。式(3)に
示したパラメータAはd(膜厚)に依存するため膜厚変
動によりA値が変化しコントラストエンハンス効果が同
時に変更しレジスト線幅が変化しパターン精度の劣化に
つながる。これを第6図を用いて簡単に説明する。
Furthermore, a step is inevitably created on the substrate of an actual semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as LSI), and even if a resist is applied on the step, the surface will not become flat. When the contrast-enhancing layer 3 is applied on the non-flat resist, a dramatic difference in film thickness occurs. The toes are not flat. Since the parameter A shown in equation (3) depends on d (film thickness), the A value changes due to film thickness variation, the contrast enhancement effect changes at the same time, the resist line width changes, and pattern accuracy deteriorates. This will be briefly explained using FIG.

段差を有した基板1上にレジスト2を塗布する〔第6図
A〕。この状態ではレジスト2の膜厚は、現在の回転塗
布法では平坦になることはない。次にCEL膜3をレジ
スト2上に塗布すると結果的にBに示すようにCEL膜
3が膜厚変動することになり前述のパラメータAが変化
する。したがって、レジスト2を現像してパターン2a
を形成し、CEL膜3を除去すると、レジストパターン
2aの幅が第6図Cのように一定でなくなり、パターン
幅の精度の劣化となる。
A resist 2 is applied onto a substrate 1 having steps (FIG. 6A). In this state, the film thickness of the resist 2 cannot be made flat using the current spin coating method. Next, when the CEL film 3 is applied onto the resist 2, the thickness of the CEL film 3 changes as shown in B, and the above-mentioned parameter A changes. Therefore, resist 2 is developed to form pattern 2a.
When the CEL film 3 is formed and the CEL film 3 is removed, the width of the resist pattern 2a is no longer constant as shown in FIG. 6C, resulting in deterioration of the accuracy of the pattern width.

発明が解決しようとする問題点 本発明は、下層のパターン形成用レジスト(感光性樹脂
)とのマツチングを考慮しコントラストエンハンスド層
とレジストとの溶解及び除去の際の除去液による影響を
排除し、複雑な除去工程を省略しかつ、コントラストエ
ンハンスド層の膜厚変動を防止し、コントラストを二ン
ノ為ンスしたノくターン精度の高いパターン形成方法を
目的とするものである。
Problems to be Solved by the Invention The present invention takes into consideration matching with the underlying pattern-forming resist (photosensitive resin) and eliminates the influence of the removal liquid when dissolving and removing the contrast enhanced layer and the resist. The object of the present invention is to provide a pattern forming method with high turn accuracy, which eliminates a complicated removal process, prevents variations in the thickness of a contrast enhanced layer, and improves contrast.

起 間窟金解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、段差基板上を平
坦にする層構造レジスト、例えば、第1に厚い有機膜を
段差上に塗布して平坦にし、高温の熱処理を施し前記有
機膜上にパターン形成用のレジストと分離するだめの無
機膜を塗布あるいは堆積し、前記無機膜上にレジストを
塗布し、はぼ完全の平坦度にした三層構造レジストに、
放射線たとえば紫外線による漂白あるいは退色作用を有
し完全に漂白した後の透過率がたとえばao%以上とな
りかつパターン形成用レジストの現像工程における現像
液例えばアルカリ水溶液に対して易溶な水溶性の性質を
有するパターン形成有機膜を形成した層構造を用いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a layer structure resist for flattening the stepped substrate, for example, firstly, a thick organic film is applied on the stepped substrate to flatten it. A three-layer structure resist in which a high-temperature heat treatment is applied, an inorganic film is applied or deposited on the organic film to separate it from a pattern-forming resist, and a resist is applied on the inorganic film to achieve almost perfect flatness. To,
It has a bleaching or fading effect with radiation such as ultraviolet rays, has a transmittance of, for example, ao% or more after complete bleaching, and has a water-soluble property that is easily soluble in a developer such as an alkaline aqueous solution in the developing process of a pattern-forming resist. A layered structure is used in which a patterned organic film is formed.

さらに他に、第2の方法として、厚い第1のレジストを
塗布し、前記第2のレジストを重ねて平坦にした二層構
造レジストに、前述のパターン形成有機膜を積層させる
Furthermore, as a second method, the above-mentioned pattern-forming organic film is laminated on a two-layer structure resist in which a thick first resist is applied and the second resist is overlaid and flattened.

また、第3の方法として、第1のレジストを厚く塗布し
全面に放射線を照射し前記第1のレジストと同様の第2
のレジストを積層し平坦にした二層構造レジストに前述
のパターン形成有機膜を積層し、CEL膜の膜厚変動を
抑え、パターン精度を向上させるものである。
In addition, as a third method, a first resist is applied thickly, the entire surface is irradiated with radiation, and a second resist similar to the first resist is applied.
The above-described pattern-forming organic film is laminated on a two-layer structure resist made by laminating and flattening resists, thereby suppressing variations in the thickness of the CEL film and improving pattern accuracy.

作  用 本発明によると、従来のレジストの段差上での膜厚の変
動によるパターン形成有機膜(コントラストエンハンス
レイヤー)の膜厚変動を平坦化にすることにより解消す
ることができ、(3)式のA値の膜厚dが一定となり段
差部、平坦部で同様なコントラストのエンハンス効果が
期待でき、まったく段差に影響されない高い精度のパタ
ーン形成と高解像度パターンが得られる。
According to the present invention, the variation in the thickness of the pattern-forming organic film (contrast enhancement layer) caused by the variation in film thickness on the step of the conventional resist can be eliminated by flattening it, and the equation (3) can be solved. The film thickness d of the A value becomes constant, and a similar contrast enhancement effect can be expected in stepped portions and flat portions, and highly accurate pattern formation and high resolution patterns that are completely unaffected by stepped portions can be obtained.

実施例 (その1) 段差を有した基板たとえば半導体基板1上に有機膜4例
えばポジレジストを2〜3μm厚に平坦に塗布し、前記
有機膜4上に無機膜6を0.1〜0.2μm厚に塗布あ
るいは堆積例えば液体のスピンオングラス(略、5OG
)を回転塗布した。この時、有機膜4の熱処理は140
〜250℃の間で施し、SOG膜5は200℃前後にて
熱処理を施した〔第1図A〕。次に前記無機膜6上に通
常の紫外線ポジレジスト2例えばシップレイ社規MP1
400−27を0 、5〜1 、0μm厚に塗布する。
Example (Part 1) An organic film 4 such as a positive resist is evenly applied to a thickness of 2 to 3 μm on a substrate having steps, such as a semiconductor substrate 1, and an inorganic film 6 is coated on the organic film 4 with a thickness of 0.1 to 0.0 μm. Coating or depositing to a thickness of 2 μm, such as liquid spin-on glass (abbreviation, 5OG
) was applied by rotation. At this time, the heat treatment of the organic film 4 was performed at 140°C.
The SOG film 5 was heat-treated at a temperature of about 200° C. (FIG. 1A). Next, on the inorganic film 6, a normal ultraviolet positive resist 2 is applied, for example, Shipley Company Standard MP1.
400-27 is applied to a thickness of 0.5 to 1.0 μm.

そしてレジスト2上にパターン形成有機膜3を形成する
。この膜3の例えばベースポリマーとしての水溶性ポリ
マーには多糖体、たんばく質、pvp。
Then, a pattern-forming organic film 3 is formed on the resist 2. For example, water-soluble polymers as the base polymer of this membrane 3 include polysaccharides, proteins, and PVP.

PVAなどがあげられるが、本実施例では多糖体である
プルラン(林原生物化学研究所製)を脱イオン水100
CCに109溶解させたものを用い、更に360〜45
0 nmの波長域に対して漂白作用を有したジアゾ化合
物を0.2f程度溶解した。
Examples include PVA, but in this example, the polysaccharide pullulan (manufactured by Hayashibara Biochemical Research Institute) was mixed with 100% deionized water.
Using 109 dissolved in CC, further 360 to 45
A diazo compound having a bleaching effect in the wavelength range of 0 nm was dissolved in an amount of about 0.2f.

この際の水溶液は無論水溶性を有し熱処理、露光プロセ
スに安定していた。このパターン形成有機膜3を0.5
μm程度に塗布形成した〔第1図B〕。
The aqueous solution at this time was of course water-soluble and stable to heat treatment and exposure processes. This pattern-forming organic film 3 is 0.5
It was coated to a thickness of about μm [Fig. 1B].

次に縮小投影霧光法を用いてパターン形成有機膜3を介
してポジレジスト2を感光させる。次にポジレジスト2
の現像液によって現像を施してレジストパターン2aを
形成する。この際パターン形成有機膜3はコントラスト
エンハンス効果ヲポジレジスト2に与えると同時に水溶
性であるため瞬時に水で溶解して自己的に消失する。か
つ、ポジレジスト2の薄膜化の影響とCEL効果によっ
て微細特に通常の縮小投影露光法で0.4μmのライン
アンドスペースが可能であった〔第1図C〕。
Next, the positive resist 2 is exposed through the pattern-forming organic film 3 using a reduction projection fogging method. Next, positive resist 2
A resist pattern 2a is formed by developing with a developer. At this time, the pattern-forming organic film 3 imparts a contrast enhancement effect to the positive resist 2, and since it is water-soluble, it instantly dissolves in water and disappears by itself. Moreover, due to the thinning of the positive resist 2 and the CEL effect, fine lines and spaces of 0.4 μm in particular were possible using the ordinary reduction projection exposure method [FIG. 1C].

次にパターン化したポジレジスト2aをマスクにして無
機膜6を異方性のあるフッ素系のエツチングガスでリア
クティブイオンエツチング(略、RIE)L、続いてエ
ツチングしてパターン化した無機膜5aをマスクにして
有機膜4を酸素系でRIEI、高アスペクト比の段差に
影響のないパターン4aが得られた〔第1図D〕。
Next, using the patterned positive resist 2a as a mask, the inorganic film 6 is subjected to reactive ion etching (abbreviated as RIE) L using an anisotropic fluorine-based etching gas, and then the patterned inorganic film 5a is etched. Using an oxygen-based RIEI as a mask, the organic film 4 was subjected to RIEI, and a pattern 4a having a high aspect ratio and having no effect on steps was obtained [FIG. 1D].

(その2) 段差を有した基板1上に遠紫外線レジスト6例えば30
C)nm付近に感度を有するPMMAを平坦になるよう
に2〜3μm厚に形成する。次に感度ピークが380 
nm付近にある紫外線レジスト2を遠紫外線レジスト6
上に重ねて0.6〜10μm付近に塗布する〔第6図A
〕。続いて紫外線レジスト2上に実施例(その1)で使
用したパターン形成有機膜3を0.5μm厚程度に塗布
し、紫外線7例えば436nm(g線)の縮小投影露光
法を選択的に施し、パターン形成有機膜3を介して紫外
線レジスト2を露光する〔第6図B〕。次に紫外線レジ
スト2の現像液により現像を施しパターン化しパターン
2aを形成する。この際パターン形成有機膜3は自己的
に除去されることになる。このパターン化した紫外線レ
ジス)2aをマスクとしてつまり波長フィルターとして
全面の一括露光8を波長300nm付近の波長で施こし
、遠紫外線レジスト6を露光する〔第6図C〕。
(Part 2) A deep ultraviolet resist 6, for example 30
C) PMMA having sensitivity around nm is formed to a thickness of 2 to 3 μm so as to be flat. Next, the sensitivity peak is 380
UV resist 2 near nm is changed to far UV resist 6
Layer it on top and apply around 0.6 to 10 μm [Figure 6 A
]. Next, the pattern-forming organic film 3 used in Example (Part 1) is coated on the ultraviolet resist 2 to a thickness of about 0.5 μm, and a reduction projection exposure method of ultraviolet 7, for example, 436 nm (g-line) is selectively applied. The ultraviolet resist 2 is exposed through the pattern-forming organic film 3 (FIG. 6B). Next, development is performed using a developer for the ultraviolet resist 2 to form a pattern, thereby forming a pattern 2a. At this time, the pattern-forming organic film 3 is self-removed. Using this patterned ultraviolet resist 2a as a mask, that is, as a wavelength filter, the entire surface is exposed 8 at a wavelength around 300 nm to expose the deep ultraviolet resist 6 (FIG. 6C).

次に遠紫外線レジスト6を現像してレジストパターン6
aを形成する。この時、現像液によりパターン化した紫
外線レジス)2aは残存あるいは消失してもよい〔第6
図D〕。この方法によれば遠紫外線レジスト6の平坦性
と紫外線レジスト2の薄膜化とパターン形成有機膜3の
CEL効果により0.4μmのラインアンドスペースパ
ターンが段差に関係なく形成できた。
Next, develop the far ultraviolet resist 6 to form a resist pattern 6.
form a. At this time, the ultraviolet resist (2a) patterned by the developer may remain or disappear [6th
Figure D]. According to this method, a 0.4 μm line-and-space pattern could be formed regardless of steps due to the flatness of the deep ultraviolet resist 6, the thinning of the ultraviolet resist 2, and the CEL effect of the pattern-forming organic film 3.

(その3) 段差を有した基板1上に紫外線レジスト2例えばMP 
1400−27 (シ、プレイ社製)を2〜3μm厚【
塗布し表面を平坦にし、43 e nm付近の波長9で
露光を施こす〔第7図A〕。次に前述の紫外線レジスト
2と同様のポジレジスト2を重ねて塗布し、更に前述の
パターン形成有機膜3を0.5μm厚程度に更に重ねて
塗布する。次に選択的な紫外線露光1oを施こし、パタ
ーン形成有機膜3.上下2層のポジレジスト2を感光さ
せる〔第7図B)。最後に、パターン形成有機膜3全面
、ポジレジストの上下2層2を一挙に現像を施しパター
ン2aを形成する〔第7図C〕。
(Part 3) A UV resist 2 such as MP is placed on a substrate 1 having steps.
1400-27 (manufactured by Prey Co., Ltd.) with a thickness of 2 to 3 μm [
The surface is made flat and exposed to light at a wavelength of 9 around 43 e nm [FIG. 7A]. Next, a positive resist 2 similar to the ultraviolet resist 2 described above is applied in an overlapping manner, and the patterned organic film 3 described above is further applied in an overlapping manner to a thickness of about 0.5 μm. Next, selective ultraviolet light exposure 1o is applied to pattern-forming organic film 3. The upper and lower two layers of positive resist 2 are exposed to light (FIG. 7B). Finally, the entire surface of the pattern-forming organic film 3 and the upper and lower two layers 2 of the positive resist are developed at once to form a pattern 2a (FIG. 7C).

本発明の実施に際し、レジスト2は水あるいはアルカリ
などの水溶液系の現像液に現像される性質のものを使用
すればよく、例えば通常使用するジアゾ系のポジ形レジ
ストが代表的なものである。
In carrying out the present invention, the resist 2 may be one that can be developed with an aqueous developer such as water or an alkali, and for example, a commonly used diazo positive type resist is a typical example.

発明の効果 以上のように、この発明は従来縮小投影法の光学系で制
限されていた解像度、パターン形状の劣化を、コントラ
ストエンハンスしかつ、工程数が少なくてすむ水溶性の
性質を有する有機膜を用いることで、紫外線露光の微細
化への道つまり寿命を延ばすことができ、高価なEB露
光機、X線露光機の導入の必要性をへらすことができ、
工学的価値が大きい。
Effects of the Invention As described above, this invention improves contrast and eliminates the deterioration of resolution and pattern shape that was limited by the optical system of the conventional reduction projection method, and uses a water-soluble organic film that requires fewer steps. By using , it is possible to make ultraviolet ray exposure finer, which is to say, to extend the lifespan, and it is possible to reduce the need to introduce expensive EB exposure machines and X-ray exposure machines.
It has great engineering value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による一実施例のパターン形成工程断面
図、第2図は従来のコントラストエンハンスプロセスフ
ロー断面図、第3図は縮小投影法の光学プロファイルの
変換説明図、第4図は本発明に用いるパターン形成有機
膜の透過特性図、第5図は従来のパターン形成有機膜に
よるパターン形成方法の工程図、第6図、第7図は本発
明の他の実施例によるパターン形成方法工程断面図であ
る。 1・・川・基板、2・・・・・・ポジレジスト、4・・
・・・・有機膜、3・・・・・・パターン形成有機膜、
5・・・・・・無機膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
図 L                 、      
      J↓ 区 −ω 凶        大(N 第4図 館九峙閘(秒う□ 第5図 第6図 第7図 手続補正書 昭和61  年 2月26日 1事件の表示 昭和60年特許願第 53135  号2発明の名称 パターン形成方法 3補正をする者 事件との関係      特  許   出   願 
 大佐 所  大阪府門真市大字門真1006番地名 
称 (582)松下電器産業株式会社代表者    谷
  井  昭  雄 4代理人 〒571 住 所 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産
業株式会社内 5補正の対象 6、補正の内容 (1)明細書8ペ一ジ13行目の「工程が存在する。」
をつぎのとおり補正します。 「工程が存在する。CiE社の出願にかかる特開昭59
−104642号に記載されたCEL工程では、CΣL
膜をトリクロロエチレンで除去したのちその下のレジス
トの露光部分を除去するという複雑な工程が示されてい
る。」(2)明細書12ペ一ジ17行目と18行目の間
に次の文章を追加します。
Fig. 1 is a sectional view of a pattern forming process according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of a conventional contrast enhancement process flow, Fig. 3 is an explanatory diagram of conversion of an optical profile in a reduction projection method, and Fig. 4 is a sectional view of a conventional contrast enhancement process flow. A transmission characteristic diagram of the pattern-forming organic film used in the invention, FIG. 5 is a process diagram of a pattern-forming method using a conventional pattern-forming organic film, and FIGS. 6 and 7 are process diagrams of a pattern-forming method according to other embodiments of the present invention. FIG. 1... River/substrate, 2... Positive resist, 4...
...Organic film, 3...Pattern forming organic film,
5...Inorganic film. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 3
Figure L,
J↓ Ward-ω Kyou Dai (N 4th Museum 9th Gate (Second) Figure 5 Figure 6 Figure 7 Procedure Amendment Document February 26, 1986 1 Case Indication 1985 Patent Application No. 53135 No. 2: Name pattern forming method of invention 3: Relationship with the person making the amendment Patent application
Colonel Tokoro 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture
Name (582) Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Representative Akio Tanii 4 Agent 571 Address 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 5 Subject of amendment 6, Contents of amendment (1) Specification "A process exists" on page 8, line 13.
Correct as follows. ``There is a process.
In the CEL process described in No.-104642, CΣL
The complex process of removing the film with trichlorethylene and then removing the exposed portions of the resist underneath is shown. (2) Add the following sentence between lines 17 and 18 on page 12 of the statement.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板に有機膜を塗布する工程、前記有機膜上に無
機膜を塗布あるいは堆積する工程、前記無機膜上に放射
線感応性樹脂を塗布する工程、前記放射線感応性樹脂上
に放射線に対し漂白あるいは退色作用を付加したパター
ン形成有機膜を形成する工程、前記パターン形成有機膜
を介して前記放射線感応性樹脂を放射線によって露光す
る工程、前記パターン形成有機膜全体あるいは露光部分
と前記放射線感応性樹脂の露光部分あるいは露光以外の
部分とを現像溶解しパターン形成する工程、前記パター
ン形成した放射線感応性樹脂を介して異方性を有するド
ライエッチング法により前記無機膜をパターン形成する
工程、前記パターン形成した無機膜を介して前記有機膜
を異方性を有するドライエッチング法によりパターン形
成する工程とを備えたことを特徴とするパターン形成方
法。
(1) A step of applying an organic film to a substrate, a step of applying or depositing an inorganic film on the organic film, a step of applying a radiation-sensitive resin on the inorganic film, a step of applying a radiation-sensitive resin on the radiation-sensitive resin. a step of forming a pattern-forming organic film with a bleaching or fading effect; a step of exposing the radiation-sensitive resin to radiation through the pattern-forming organic film; A step of developing and dissolving the exposed portion of the resin or a portion other than the exposed portion to form a pattern, a step of forming a pattern on the inorganic film by an anisotropic dry etching method via the patterned radiation-sensitive resin, and a step of forming the pattern on the inorganic film using an anisotropic dry etching method. A pattern forming method comprising the step of patterning the organic film through the formed inorganic film by an anisotropic dry etching method.
(2)基板に第1の放射線感応性樹脂を塗布する工程、
前記第1の放射線感応性樹脂に放射線を全面に照射する
工程、前記放射線を全面に照射した第1の放射線感応性
樹脂上に第2の放射線感応性樹脂を塗布する工程、前記
第2の放射線感応性樹脂上に放射線に対し漂白あるいは
退色作用を付加したパターン形成有機膜を形成する工程
、前記パターン形成有機膜を介して前記第1、第2の放
射線感応性樹脂を放射線により露光する工程、前記パタ
ーン形成有機膜、前記第1、第2の放射線感応性樹脂の
露光部分を現像溶解する工程とを備えたことを特徴とす
るパターン形成方法。
(2) a step of applying a first radiation-sensitive resin to the substrate;
a step of irradiating the entire surface of the first radiation-sensitive resin with radiation; a step of applying a second radiation-sensitive resin on the first radiation-sensitive resin whose entire surface has been irradiated with the radiation; and a step of applying the second radiation-sensitive resin. a step of forming a pattern-forming organic film on the sensitive resin that has a bleaching or fading action against radiation; a step of exposing the first and second radiation-sensitive resins to radiation through the pattern-forming organic film; A pattern forming method comprising the step of developing and dissolving the exposed portions of the pattern forming organic film and the first and second radiation sensitive resins.
(3)基板に第1の放射線感応性樹脂を塗布する工程、
前記第2の放射線感応性樹脂を前記第1の放射線感応性
樹脂上に塗布する工程、前記第2の放射線感応性樹脂上
に放射線に対し漂白あるいは退色作用を付加したパター
ン形成有機膜を形成する工程、前記パターン形成有機膜
を介して前記第2の放射線感応性樹脂を第1の放射線に
より露光する工程、前記パターン形成有機膜および第2
の放射線感応性樹脂の露光部を現像溶解しパターン形成
する工程、前記第2のパターン形成した放射線感応性樹
脂を介し第2の放射線を露光する工程、前記第2の露光
した放射線感応性樹脂を現像溶解する工程とを備えたこ
とを特徴とするパターン形成方法。
(3) applying a first radiation-sensitive resin to the substrate;
a step of coating the second radiation-sensitive resin on the first radiation-sensitive resin, forming a pattern-forming organic film with a bleaching or fading effect on radiation on the second radiation-sensitive resin; a step of exposing the second radiation-sensitive resin to a first radiation via the patterned organic film;
A step of developing and dissolving the exposed portion of the radiation-sensitive resin to form a pattern, a step of exposing the second radiation-sensitive resin through the second pattern-formed radiation-sensitive resin, and a step of exposing the second exposed radiation-sensitive resin to the radiation-sensitive resin. A pattern forming method comprising a step of developing and dissolving.
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