JPS61231549A - Formation of resist pattern - Google Patents

Formation of resist pattern

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Publication number
JPS61231549A
JPS61231549A JP7321485A JP7321485A JPS61231549A JP S61231549 A JPS61231549 A JP S61231549A JP 7321485 A JP7321485 A JP 7321485A JP 7321485 A JP7321485 A JP 7321485A JP S61231549 A JPS61231549 A JP S61231549A
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JP
Japan
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layer
intermediate layer
resist pattern
etching
upper layer
Prior art date
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Application number
JP7321485A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Yamashita
山下 吉雄
Toshio Ito
伊東 敏雄
Takaharu Kawazu
河津 隆治
Takateru Asano
浅野 孝輝
Kenji Kobayashi
健二 小林
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.)
Fuji Yakuhin Kogyo KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Fuji Yakuhin Kogyo KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Fuji Yakuhin Kogyo KK, Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Fuji Yakuhin Kogyo KK
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Publication of JPS61231549A publication Critical patent/JPS61231549A/en
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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
    • G03F7/094Multilayer resist systems, e.g. planarising layers

Abstract

PURPOSE:To make a vacuum deposition stage unnecessary and to remarkably simplify stages for forming a resist pattern by using the silyl ether of novolak as the material of the intermediate layer of a resist having a three-layered structure so that the three-layered film is formed by a single baking. CONSTITUTION:A lower layer 20 is formed by spin coating, an intermediate layer 22 made of the silyl ether of novolak is formed on the layer 20 by spin coating, and irradiated with ultraviolet rays having shorter wavelengths and an upper layer 23 is formed on the layer 22 by spin coating. Since the intermediate layer 22 is formed by spin coating, a vacuum deposition stage required to form an SiO2 layer is made unnecessary. The intermediate layer 22 is made insoluble in a solvent by irradiation with ultraviolet rays having shorter wavelengths, so most of resists can be spin-coated on the layer 22 to form the upper layer 23. A prebaking stage required sometimes to make the intermediate layer 22 insoluble before the formation of the upper layer 23 is made unnecessary.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は半導体素子の製造に用いられるサブミクロン
オーダの微細なレジストパターンを形成する方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of forming a fine resist pattern on the submicron order used in the manufacture of semiconductor devices.

(従来の技術) 近年、半導体装置等の高集積化の要求が益々高まってき
ており、これに伴ない、微細パターンの形成に関する技
術的要請も益々厳しいものとなってきている。かかる要
請に答える微細加工技術として、電子線、X線及び短波
長紫外線等の電離放射線によレジストパターンを形成し
、然る後、イオン、プラズマ等を用いたドライエツチン
グによって、レジストパターンを精度良く基板等の下地
層に転写する方法が必要とされている。
(Prior Art) In recent years, demands for higher integration of semiconductor devices and the like have been increasing, and along with this, technical demands regarding the formation of fine patterns have also become increasingly strict. As a microfabrication technology that meets these demands, a resist pattern is formed using ionizing radiation such as electron beams, X-rays, and short-wavelength ultraviolet rays, and then the resist pattern is precisely formed by dry etching using ions, plasma, etc. There is a need for a method for transferring to an underlying layer such as a substrate.

ところで、このような微細加工に用いるレジストの特性
として、当然に高解像度、高感度及び高ドライエツチン
グ耐性が要求されている。しかしながら、大規模集積回
路(LSI)等の場合には、基板を始めとするウェハの
表面は凹凸面である場合が多く、このような凹凸のある
面上でのレジスト層のパターニングは、これら凹凸によ
る光の乱反射や干渉の影響を受けるため、パターン寸法
が変化を受は易く、レジストパターンを設計通りの寸法
に納めることが困難であった。
By the way, as characteristics of the resist used in such microfabrication, high resolution, high sensitivity, and high dry etching resistance are naturally required. However, in the case of large-scale integrated circuits (LSI), the surfaces of wafers including substrates are often uneven, and patterning of a resist layer on such an uneven surface is difficult to avoid. Due to the influence of diffused reflection and interference of light caused by the resist pattern, the pattern dimensions are susceptible to changes, making it difficult to keep the resist pattern within the designed dimensions.

また、電子線露光の場合には、下地層側からの電子のバ
ックスキャタリングの影響を受は易いと共に、近接効果
の影響を受は易く、これがため。
Further, in the case of electron beam exposure, it is easily affected by backscattering of electrons from the underlayer side and also easily affected by the proximity effect.

パターンに劣化をきたし、奇麗で、シャープなレジスト
パターンが得られないという欠点があった。
The disadvantage is that the pattern deteriorates and a beautiful, sharp resist pattern cannot be obtained.

従来、このような基板の凹凸による反射の影響によるパ
ターン寸法の変化や電子線露光でのパターンの劣化を防
ぐ目的で三層構造のレジストパターンを形成する方法が
提案されている(例えば文献「ジャーナル オブ バキ
ューム サイアンティフ4−/り テクノロジー(J、
 Vac、Sci 。
Conventionally, a method of forming a three-layer resist pattern has been proposed for the purpose of preventing changes in pattern dimensions due to the influence of reflections due to unevenness of the substrate and deterioration of the pattern due to electron beam exposure (for example, in the document "Journal Of Vacuum Scientif 4-/ri Technology (J,
Vac, Sci.

Technol、 、 IL(8)、 Nov、/de
c、 11)79) 。
Technol, , IL(8), Nov, /de
c, 11)79).

このような従来の三層構造のレジストパターンの形成方
法について第4図を参照して簡単に説明する。
A method of forming such a conventional three-layer resist pattern will be briefly explained with reference to FIG.

第4図はこのようなレジストパターンの形成方法を説明
するための流れ図である。
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method for forming such a resist pattern.

先ず、下地層としての基板の上に基板の凹凸を平坦化し
かつ基板のエツチングに使用出来る程度の厚さのポリマ
一層を下層としてスピンコーティングする(ステップ3
0)0通常この下層の厚みを1〜2tL■とじている。
First, a single layer of polymer is spin-coated on the substrate as a base layer to flatten the irregularities of the substrate and to a thickness that can be used for etching the substrate (Step 3).
0) 0 The thickness of this lower layer is usually 1 to 2 tL.

次に、このポリマ一層を高温でベーキングして溶剤に対
し不溶化する(ステップ31)。
Next, this single layer of polymer is baked at a high temperature to make it insoluble in a solvent (step 31).

続いてこのポリマ一層上に中間層として5i02を蒸着
する(ステップ32)、この中間層は後述する上層のレ
ジストパターンを下層に転写するための層であるので、
m酸素プラズマ性が要求されるので、このS i02層
を用いている。   。
Subsequently, 5i02 is deposited as an intermediate layer on this polymer layer (step 32), as this intermediate layer is a layer for transferring the resist pattern of the upper layer to the lower layer, which will be described later.
This Si02 layer is used because m-oxygen plasma property is required. .

次に、上層をスピンコーティングする(ステップ33)
、この上層は光、電子線及びX線等に感度を有するレジ
スト層とするのが普通である。
Next, spin coat the top layer (step 33)
This upper layer is usually a resist layer sensitive to light, electron beams, X-rays, etc.

続いて、プリベーキングを行った(ステップ30後、′
R光及び現像を行って上層をパターニングする(ステッ
プ35)。
Subsequently, pre-baking was performed (after step 30, '
The upper layer is patterned by R light and development (step 35).

次に、このパターニングされた上層をマスクとして用い
てドライエツチング手法により中間層の5i02層をエ
ツチングしくステップ3B)、続いて、中間層をマスク
として下層をドライエツチングする(ステップ37)。
Next, using this patterned upper layer as a mask, the intermediate 5i02 layer is etched by dry etching (step 3B), and then the lower layer is dry etched using the intermediate layer as a mask (step 37).

このようにして、下層、中間層及び上層からなる三層構
造のレジストパターンが形成される。
In this way, a resist pattern with a three-layer structure consisting of a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer is formed.

また、他の方法として中間層として5102を用いる代
りにシロキサン化合物を用いる方法がある。
Another method is to use a siloxane compound instead of using 5102 as the intermediate layer.

この場合には、ステップ31の後に破線で示すように下
層の上に中間層としてシロキサン化合物をスピンコーテ
ィングしくステップ38)、続いて、ベーキングを行っ
て(ステップ38)から1次のステップ33へと進むプ
ロセスを取り、その後の工程は前述したと同様な工程と
なる。
In this case, after step 31, a siloxane compound is spin-coated as an intermediate layer on the lower layer as shown by the dashed line (step 38), followed by baking (step 38) and then the first step 33. The subsequent steps are similar to those described above.

これら従来のレジストパターンの形成方法によれば、下
層のポリマ一層が基板の凹凸を見掛は上平板化するので
、基板の凹凸による光の乱反射や干渉の影響によるパタ
ーン寸法の変化を防止することが出来、従って、高解像
力で7スペクト比の大きいパターンの形成が可能となっ
た。
According to these conventional resist pattern forming methods, the lower polymer layer appears to flatten the unevenness of the substrate, which prevents changes in pattern dimensions due to the effects of diffuse reflection and interference of light due to the unevenness of the substrate. Therefore, it became possible to form a pattern with high resolution and a large spectral ratio of 7.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した従来の形成方法の工程からも明
らかなように、従来方法では複数回のベーキングを行う
ことが必要となっており、また、真空蒸着が必要となる
場合もあり、従7て総体的に多層構造を形成するための
プロセスが非常に長くしかも煩雑となるという欠点があ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) However, as is clear from the steps of the conventional forming method described above, the conventional method requires baking multiple times and also requires vacuum deposition. In some cases, the process for forming the multilayer structure as a whole is very long and complicated.

この発明の目的は、簡単な工程で、高解像でアスペクト
比の高いフートレジストパターンを高スループツトで形
成することが出来るレジストパターン形成方法を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a resist pattern forming method that can form a high-resolution, high-aspect-ratio footresist pattern with a high throughput using simple steps.

(問題点を解決するための手段) この発明の目的を達成するために、この発明のレジスト
パターンの形成方法によれば、下地層上に下層、中間層
及び上層を被着した後、この上層をパタ一二ソグし、然
る後パターニングされた上層をマスクとしてこれら中間
層及び下層をニー、チングすることにより三層構造のレ
ジストパターンを形成するに当り、 この中間層をノボラックのシリルエーテルで形成し、こ
の中間層の形成後であって前述の上層の被着前に、この
中間層に短波長の紫外線を一括照射することを特徴とす
る特 (作用) 第1図はこの発明のレジストパターン形成方法の基本的
な工程を説明するための流れ図であり、第4図に示した
ステップと同様なステップについては同一符合を付して
示し、その詳細な説明は省略する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the object of the present invention, according to the resist pattern forming method of the present invention, after a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer are deposited on the base layer, the upper layer is Then, using the patterned upper layer as a mask, the intermediate layer and lower layer are knee-etched to form a three-layer resist pattern. This intermediate layer is coated with novolac silyl ether. FIG. 1 shows a resist according to the present invention. This is a flowchart for explaining the basic steps of a pattern forming method, and steps similar to those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

この発明の上述したような構成によれば、中間層として
ノボラックのシリルエーテルを使用し。
According to the above-described structure of the present invention, a silyl ether of novolak is used as the intermediate layer.

下層のスピンコード(ステップ30)に続いて、中間層
をスピンコードしくステップlO)、次にこの中間層に
対して短波長紫外線の照射を行い(ステー2プ11) 
、その後に上層のスピンコードを行っている(ステップ
33)。
Following the spin-coding of the lower layer (step 30), the intermediate layer is spin-coded (step lO), and then this intermediate layer is irradiated with short wavelength ultraviolet rays (step 2, step 11).
Then, the upper layer spin code is performed (step 33).

このように、この発明の方法によれば、中間層をスピン
コーティングすることにより被着するので、 5i02
暦の場合のような真空蒸着工程は不要となる。
Thus, according to the method of the invention, since the intermediate layer is deposited by spin coating, 5i02
There is no need for a vacuum deposition process as in the case of calendars.

また、中間層に対する短波長紫外線の照射はこの中間層
を溶剤に対して不溶化とするためであり、この不溶化の
ために、上述したように、中間層にほとんどのレジスト
を上層としてスピンコーティングすることが出来る。
Furthermore, the purpose of irradiating the intermediate layer with short-wavelength ultraviolet rays is to make the intermediate layer insolubilized in solvents.To make this insolubilizable, as mentioned above, most of the resist is spin-coated on the intermediate layer as an upper layer. I can do it.

これがため、中間層と上層の形成の間で従来必要とされ
ることがあった不溶化のためのプリベークの工程が不要
となる。
This eliminates the need for a pre-baking step for insolubilization, which was conventionally required between the formation of the intermediate layer and the upper layer.

しかも、このレジストは、硫酸や通常用いられる有機溶
剤により容易に剥離が可能である。
Moreover, this resist can be easily removed using sulfuric acid or a commonly used organic solvent.

上述したこれらの効果により、この発明の方法は従来に
比べて著しく形成工程を簡略化することが出来る。
Due to these effects described above, the method of the present invention can significantly simplify the forming process compared to the conventional method.

さらに、多層構造のレジストであるため、基板の凹凸の
影響を平坦面を有する下層の形成により除去することが
出来ると共に、これと遠紫外線露光の利点との相乗効果
により微細でかつシャープなレジストパターンが形成で
きる。
Furthermore, since the resist has a multilayer structure, the effects of unevenness on the substrate can be removed by forming a lower layer with a flat surface, and the synergistic effect of this with the advantage of deep ultraviolet exposure creates a fine and sharp resist pattern. can be formed.

(実施例) 以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

尚、以下に述べる実施例は一例であって1例えば目的と
する最終パターンの寸法精度等に応じて諸条件が変わる
ので、記載中の内容の諸条件に対する数値、形状、材料
、その他の点はこの実施例のみに限定されるものではな
い。
The examples described below are just examples, and conditions may vary depending on, for example, the dimensional accuracy of the intended final pattern, so the numerical values, shapes, materials, and other points with respect to the conditions described are The present invention is not limited to this embodiment.

支ム1ユ 第2図(A)〜(H)はこの発明のレジストパターンの
形成方法の一実施例を説明するための工程図である。
2(A) to 2(H) of the support 1 unit are process diagrams for explaining one embodiment of the resist pattern forming method of the present invention.

先ず、下地層20として半導体基板を用い、この基板2
0の基板面には凹凸のための段差があるとする。この凸
部を20aで示す(第2図(A))、この基板面上に下
層21をスピンコーティングする。この下層21として
ノボラックのナフトキノンジアジドスルフォン酸エステ
ル(以下NNEと称する)からなる層を成膜する。この
NNE皮膜21を、 NNEを30重量%の割合でメチ
ルセルソルブアセテートに溶解し、0.2ルーのフィル
タで濾過した後、スピンコーティングを行ってt、s 
IL■の膜厚で成膜し。
First, a semiconductor substrate is used as the base layer 20, and this substrate 2
It is assumed that the surface of the substrate 0 has a step due to unevenness. The lower layer 21 is spin-coated onto this substrate surface, the convex portion being indicated by 20a (FIG. 2(A)). As this lower layer 21, a layer made of naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of novolak (hereinafter referred to as NNE) is formed. This NNE film 21 was prepared by dissolving NNE in methylcellosolve acetate at a ratio of 30% by weight, filtering it with a 0.2 lu filter, and then spin coating it.
A film was formed with a film thickness of IL■.

基板面の段差を埋めて平坦化を行った。(第2図(A)
)。
Planarization was performed by filling in the steps on the substrate surface. (Figure 2 (A)
).

次に、このNNE皮膜21の被着後連続して中間層22
を被着した(第2図(B))、この中間層22は、ノボ
ラックのシリルエーテル(以下NSEと称する)のうち
の例えばトリメチルシリルエーテルをキシレンに7重量
%の割合で溶解し、 0.2 終謬のフィルタで濾過し
た後、スピンコーティングによって0.21L鵬の膜厚
の皮膜を被着形成した。この皮膜22をNSE皮膜と称
する。
Next, after applying this NNE film 21, the intermediate layer 22 is
(FIG. 2(B)), this intermediate layer 22 is made by dissolving 7% by weight of novolac silyl ether (hereinafter referred to as NSE), such as trimethylsilyl ether, in xylene, and 0.2% by weight. After filtration with a final filter, a film with a thickness of 0.21 L was deposited by spin coating. This film 22 is referred to as an NSE film.

然る後、このNSE膜22の全面に、低圧水銀ランプを
用いて、短波長の紫外線の一括照射を行った(第2図(
C))、この場合の紫外線の照射量(ドーズ量)を2 
J/cm2とした。
Thereafter, the entire surface of the NSE film 22 was irradiated with short-wavelength ultraviolet rays using a low-pressure mercury lamp (see Figure 2).
C)) In this case, the amount of ultraviolet irradiation (dose) is 2
J/cm2.

次に、この中間層22上に上層23を被着した(12 
図(D))、この上層23は、 NNEをモノクロルベ
ンゼンに10重量%の割合で溶解し、0.2 JL冒の
フィルタで濾過した後、スピンコーティングにより膜厚
0.4 #L諺で成膜した。
Next, the upper layer 23 was deposited on the intermediate layer 22 (12
Figure (D)), this upper layer 23 was formed by dissolving NNE in monochlorobenzene at a ratio of 10% by weight, filtering it through a filter with a diameter of 0.2 JL, and then spin coating it to a film thickness of 0.4 #L. It was filmed.

然る後、得られた試料を80℃の温度で30分間ベーキ
ングし、続いて、Xe−Hgランプを用いてフンタクト
法により露光を行った(第2図(E))、この場合の露
光量は20mJ/c■2とした。
After that, the obtained sample was baked at a temperature of 80°C for 30 minutes, and then exposed to light using a Xe-Hg lamp by the Huntakt method (Fig. 2 (E)). was set at 20 mJ/c2.

露光後、体積比でモノクロルベンゼ′ンlOに対してシ
クロヘキサン2の割合の混合溶液で10秒間現像を行い
、続いて直ちに、シクロヘキサンにより20秒間リンス
を行ってパターニングを行った(第2図(F))、この
場合の現像液及びリンス液の温度は23℃であった。ま
た、このパターニングにより除去されて形成されたエツ
チング穴(または溝)を23aで示す。
After exposure, development was performed for 10 seconds with a mixed solution of 2 parts of cyclohexane to 10 of monochlorobenzene in a volume ratio, followed immediately by rinsing with cyclohexane for 20 seconds to perform patterning (Figure 2 (F). )), the temperature of the developer and rinse solution in this case was 23°C. Further, the etching holes (or grooves) removed and formed by this patterning are indicated by 23a.

このようにして得られた上層23のパターンを走査型電
子顕微鏡で観察したところ、0.5 JL腸のラインア
ンドスペースが解像されていることが確認出来た。
When the pattern of the upper layer 23 thus obtained was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that the lines and spaces of the 0.5 JL intestine were resolved.

然る後、得られた試料を平行平板型プラズマエツチング
装置に入れ、上層23のパターンをマスクとして用いて
中間層22のエツチングを行った(J 2 図(G))
、この場合、エツチングガスとしてCF4を用い、ガス
圧を5Paとし、パワー密度を0゜18W/am2トシ
1.. )f スjl量ヲ50scfJトI、り条件テ
3分間エツチングを行った。その結果、中間層22のエ
ツチングは上層23を用いて良好に行えることが分かっ
た。この場合除去されて得られたエツチング穴(または
溝)を22aで示す。
Thereafter, the obtained sample was placed in a parallel plate type plasma etching apparatus, and the middle layer 22 was etched using the pattern of the upper layer 23 as a mask (Fig. J2 (G)).
In this case, CF4 was used as the etching gas, the gas pressure was 5 Pa, and the power density was 0°18 W/am2 1. .. ) Etching was performed for 3 minutes under the following conditions, with an amount of 50 scf and I. As a result, it was found that etching of the intermediate layer 22 could be performed satisfactorily using the upper layer 23. The etched hole (or groove) obtained in this case is indicated by 22a.

次に、エツチングガスを酸素(02)ガスに換えて同一
の平行平板型エツチング装置内で、下層21のエツチン
グを行った(第2図(H))、この場合のエツチング条
件は、ガス圧を5Paとし、パワー密度を0.08貿/
c■2とし、ガス流量を50SCCNとし、エツチング
時間を20分とした。この場合、上層23はエツチング
されると共に、中間層22の耐酸素プラズマエツチング
性のためにエツチングされないため、この中間層の下側
に位置している下層21の部分のエツチングは行われず
、従って、中間層22のエツチング穴22aに露出した
下層21の部分にエツチング穴21aが形成されてこの
下層21のパターニングが完了し、よって下地層20上
に第2図(H)に示すような三層構造のレジストパター
ンが形成される。
Next, the lower layer 21 was etched in the same parallel plate type etching apparatus by changing the etching gas to oxygen (02) gas (Fig. 2 (H)). In this case, the etching conditions were as follows: 5Pa, power density 0.08mm/
c2, the gas flow rate was 50 SCCN, and the etching time was 20 minutes. In this case, the upper layer 23 is etched and is not etched due to the oxygen plasma etching resistance of the intermediate layer 22, so that the portion of the lower layer 21 located below this intermediate layer is not etched, and therefore, Etching holes 21a are formed in the portions of the lower layer 21 exposed to the etching holes 22a of the intermediate layer 22, and the patterning of the lower layer 21 is completed, so that a three-layer structure as shown in FIG. 2(H) is formed on the base layer 20. A resist pattern is formed.

このようにして得られたレジストパターンを走査型電子
顕微鏡で観察したところ、 0.51b重で高さが2.
0 p、taのパターンが奇麗にかつシャープに形成さ
れていることが確認された。
When the resist pattern thus obtained was observed using a scanning electron microscope, it was found to have a weight of 0.51b and a height of 2.5cm.
It was confirmed that a pattern of 0 p and ta was formed neatly and sharply.

支庭亘」 この実施例では、実施例工と同様に基板20上に下層2
1及び中間層22形成し、この中間層22に対して低圧
水銀ランプで4 J/cm2の照射量で短波長紫外線の
一括照射を行った。然る後、上層23としテAZ −1
350(Shipley社製の商品名)の層を0.3p
mの厚さでスピンコーティングして成膜した。
In this example, the lower layer 2 is placed on the substrate 20 as in the example construction.
1 and an intermediate layer 22 were formed, and the intermediate layer 22 was irradiated with short-wavelength ultraviolet rays at a dose of 4 J/cm 2 using a low-pressure mercury lamp. After that, the upper layer 23 and TeAZ-1
350 (product name manufactured by Shipley) layer at 0.3p
A film was formed by spin coating to a thickness of m.

得られた試料を80℃の温度で30分間ベーキングした
後、超高圧の水銀ランプでマスクを密着させて露光を行
った。この場合の露光量を100mJ/cm2とした0
次に、AZ−1350の現像液を水でl:1に希釈して
このAZ−1350の層23の現像を15秒間行ったと
ころ、上層23はパターニングされてo、s p層幅の
パターンが形成出来た。
The obtained sample was baked at a temperature of 80° C. for 30 minutes, and then exposed to light using an ultra-high pressure mercury lamp with a mask in close contact with the sample. In this case, the exposure amount was 100 mJ/cm2.
Next, when the AZ-1350 developer was diluted with water at a ratio of 1:1 and the AZ-1350 layer 23 was developed for 15 seconds, the upper layer 23 was patterned to form a pattern of o, sp and p layer widths. I was able to form it.

然る後、実施例工の場合と同様の条件で中間層22及び
下層21のエツチングを行ったところ、0.8弘履の幅
でかつ高さが2.0ル腸の奇麗でシャープな三層構造の
レジストパターンが形成出来た。
After that, the middle layer 22 and the lower layer 21 were etched under the same conditions as in the example work, resulting in a beautiful and sharp three-dimensional pattern with a width of 0.8 mm and a height of 2.0 mm. A layered resist pattern was formed.

1凰1J この実施例では、実施例Iと同様の基板20上に下層2
1としてAZ−1350J (Shipley社製の商
品名)の層を2.OJL層の厚さでコーティングした点
景外は実施例Iの場合と同様な形成工程でレジストパタ
ーンを形成することが出来た。尚、この場合、下層の酸
素プラズマによるエツチング時間は22分とした。この
実施例により得られた三層構造のレジストパターンの断
面は急峻で、 0.5−■のラインアンドスペースが良
好に形成出来ることが確認された。
1凰1J In this example, a lower layer 2 is placed on a substrate 20 similar to Example I.
1. A layer of AZ-1350J (trade name manufactured by Shipley) was used as 2. A resist pattern could be formed in the same formation process as in Example I except for the areas coated with the thickness of the OJL layer. In this case, the etching time for the lower layer using oxygen plasma was 22 minutes. It was confirmed that the cross section of the three-layer resist pattern obtained in this example was steep, and that lines and spaces of 0.5-■ could be well formed.

上述したNSEはノボラックをヘキサメチレンジシラザ
ン等のシリル化剤でシリル化して得ることが出来る。シ
リル化率はOH基に対して25mo1%以上が望ましい
、なぜならば、 25mo1%以下であると、酸素プラ
ズマ耐性が劣ってくるため下層とのエツチング選択比が
充分に取れなくなるからである。
The above-mentioned NSE can be obtained by silylating novolak with a silylating agent such as hexamethylene disilazane. The silylation rate is desirably 25 mo1% or more based on OH groups, because if it is less than 25 mo1%, the oxygen plasma resistance deteriorates and a sufficient etching selectivity with respect to the underlying layer cannot be achieved.

上述した各実施例では中間層としてノボラックのトリメ
チルシリルエーテルを用いたが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、ノボラックのジメチルシリルエーテ
ルとか或いはノボラックのT−ブチルジメチルエーテル
を使用してもノボラックのトリメチルシリルエーテルと
同様な効果を得ることが出来る。
Although trimethylsilyl ether of novolak was used as the intermediate layer in each of the above-mentioned examples, the intermediate layer is not limited thereto. You can get the same effect as ether.

第3図はこの発明に用いるノボラックのシリルニーデル
の耐酸素プラズマ性についての実験結果を示す線図であ
る。同図において、横軸にエツチング時間を分(sin
)単位で示し、縦軸にエツチング量をgmの単位で示し
である。比較のため、 AZ−1350Jの耐酸素プラ
ズマ性についても示しである。この実験結果から、 A
Z−1350Jを2.01Lm程度エツチングする条件
でもノボラックのシリルエーテルは酸素プラズマにより
ほとんどエツチングされず、極めて良質な耐酸素プラズ
マエツチング特性を有していることが分かる。
FIG. 3 is a diagram showing the experimental results regarding the oxygen plasma resistance of the novolac silyl needle used in the present invention. In the same figure, the horizontal axis shows the etching time in minutes (sin
), and the vertical axis shows the etching amount in gm. For comparison, the oxygen plasma resistance of AZ-1350J is also shown. From this experimental result, A
Even under conditions where Z-1350J is etched by about 2.01 Lm, the silyl ether of novolac is hardly etched by oxygen plasma, indicating that it has extremely good oxygen plasma etching resistance.

また、上述した実施例では、ノボラックのシリルエーテ
ルのエツチングはCF4プラズマを用いて行っているが
、これに限定されるものではなく、CF、+O,ガスで
も良く、或いはSF6ガスでも良い、これらの場合には
、  5i02やシロキサン等のエツチングと同様に通
常の方法で行うことが出来る。
Furthermore, in the above-mentioned embodiments, etching of the silyl ether of novolak is performed using CF4 plasma, but the etching is not limited to this, and CF, +O, gas, or SF6 gas may also be used. In this case, it can be carried out by a conventional method similar to etching of 5i02 or siloxane.

また、下層のポリマ一層のエツチングも酸素プラズマに
より通常の方法で行うことが出来る。
Furthermore, etching of the underlying polymer layer can also be carried out using oxygen plasma in a conventional manner.

上述した説明からも明らかなように、この発明では中間
層としてノボラックのシリルエーテルを用いる点と、こ
れを短波長の紫外線で照射する点に特色があるので、上
述した以外の他の点に関しては所要に応じて適当に変形
成いは変更することが出来る。
As is clear from the above explanation, this invention is characterized by the use of novolac silyl ether as the intermediate layer and the irradiation of this with short wavelength ultraviolet rays, so other points other than those mentioned above are It can be modified or changed as appropriate.

(発明の効果) 上述した実施例からもわかる通り、この発明によれば、
三層構造のレジストの中間層としてノボラックのシリル
エーテルを使用したので、三層の皮膜を形成するのに、
−回のベーキングで済み。
(Effect of the invention) As can be seen from the embodiments described above, according to the present invention,
Novolac silyl ether was used as the middle layer of the three-layer resist, so to form the three-layer film,
- Only one baking time is required.

又、真空蒸着の工程を必要としないので、レジストパタ
ーン形成工程が従来に比べて著しく簡略化出来るという
利点がある。
Furthermore, since a vacuum evaporation process is not required, there is an advantage that the resist pattern forming process can be significantly simplified compared to the conventional method.

また、このノボラックのシリルエーテルは耐酸素プラズ
マエツチング性が優れているため、エツチングマスクと
して使用して極めて好適である。
Furthermore, this novolak silyl ether has excellent oxygen plasma etching resistance, and is therefore extremely suitable for use as an etching mask.

さらに、ノボラックのシリルエーテル チルセルブアセテート、酢酸エステル、アセトン、メチ
ルイソブチルケトン等の極性溶媒や,ベンゼン、クロル
ベンゼン、トルエン、キシレン等の無極性溶媒に容易に
溶解する,従って、下層をノボラック又はノボラックと
感光剤からなるポジ型フォトレジスト及びノボラックに
エステル化したNNF等とした場合には,クロルベンゼ
ンやキシレンに溶解してコーティングすることにより、
下層をまったく侵すことなくノボラックのシリルエーテ
ルを中間層としてコーティングすることが出来る.これ
がため、この発明の方法によれば、従来行われていたよ
うな、下層に対する高温ベーキングにより下層を溶剤に
対して不溶化させるような工程は不要となるので,下層
上に連続して中間層をスピンコーティングして形成する
ことが出来る利点がある。
Furthermore, novolak's silyl ether chill selb acetate, acetic acid ester, acetone, methyl isobutyl ketone, and other polar solvents, as well as benzene, chlorobenzene, toluene, xylene, and other nonpolar solvents, can be easily dissolved in novolac or novolak. In the case of a positive photoresist consisting of a photosensitive agent and a novolac-esterified NNF, it can be dissolved in chlorobenzene or xylene and coated.
Novolac silyl ether can be coated as an intermediate layer without damaging the underlying layer. Therefore, according to the method of the present invention, there is no need for the conventional step of baking the lower layer at a high temperature to make the lower layer insoluble in a solvent. It has the advantage that it can be formed by spin coating.

さらに、ノボラックのシリルエーテルは、通常は溶媒と
して用いるメチルセルソルブアセテートやクロルベンゼ
ンには溶解性が高いため、このノボラックのシリルエー
テルからなる中間層上にすぐに上層をコーティングする
ことが出来ないが、この発明のように,この中間層に対
し短波長の紫外線をl J/cm2以上の照射量で照射
すると、中間層の表面が不溶化すので、光を照射した中
間層上にはほとんどのレジストをコーティング出来ると
いう利点がある。
Furthermore, since the silyl ether of novolac is highly soluble in methylcellosolve acetate and chlorobenzene, which are normally used as solvents, it is not possible to immediately coat the upper layer on the intermediate layer consisting of the silyl ether of novolac. As in this invention, when this intermediate layer is irradiated with short-wavelength ultraviolet rays at a dose of 1 J/cm2 or more, the surface of the intermediate layer becomes insolubilized, so most of the resist remains on the irradiated intermediate layer. It has the advantage of being able to be coated with

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

第1図は,この発明によるレジストパターンの形成方法
の基本的工程を説明するための工程図。 第2図(A)〜(H)はこの発明のレジストパターンの
形成方法の一実施例を具体的に説明するための工程図、 第3図はこの発明に用いるノボラックのシリルエーテル
の耐酸素プラズマ性を説明するための線図。 第4図は貨来のレジストパターンの形成方法を説明する
ための基本的工程図である。 20・・・下地層、20a・・・凸部 21・・・下層 21a、22a、23a・・・エツチング穴22・・・
中間層、     23・・・上層。 特許出願人    沖電気工業株式会社同     上
    冨士薬品工業株式会社第1図  第4図
FIG. 1 is a process diagram for explaining the basic steps of the resist pattern forming method according to the present invention. FIGS. 2(A) to (H) are process diagrams for specifically explaining one embodiment of the resist pattern forming method of the present invention, and FIG. 3 is an oxygen-resistant plasma of novolac silyl ether used in the present invention. Diagram for explaining gender. FIG. 4 is a basic process diagram for explaining the conventional resist pattern forming method. 20... Base layer, 20a... Convex portion 21... Lower layer 21a, 22a, 23a... Etching hole 22...
Middle class, 23... Upper class. Patent applicant Oki Electric Industry Co., Ltd. Same as above Fuji Pharmaceutical Co., Ltd. Figure 1 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下地層上に下層、中間層及び上層を被着した後、
該上層をパターニングし、然る後パターニングされた上
層をマスクとして前記中間層及び下層をエッチングする
ことにより三層構造のレジストパターンを形成するに当
り、 前記中間層をノボラックのシリルエーテルで形成し、該
中間層の形成後であって前記上層の被着前に、該中間層
に短波長の紫外線を一括照射することを特徴とするレジ
ストパターン形成方法。
(1) After depositing the lower layer, middle layer and upper layer on the base layer,
Forming a three-layer resist pattern by patterning the upper layer and then etching the intermediate layer and lower layer using the patterned upper layer as a mask, forming the intermediate layer from novolac silyl ether; A method for forming a resist pattern, which comprises irradiating the intermediate layer with short-wavelength ultraviolet rays all at once after forming the intermediate layer and before depositing the upper layer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03126036A (en) * 1989-10-11 1991-05-29 Oki Electric Ind Co Ltd Intermediate layer forming material for three-layer resist method
EP0599539A2 (en) * 1992-11-18 1994-06-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for forming a pattern by silylation

Cited By (3)

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EP0599539A2 (en) * 1992-11-18 1994-06-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for forming a pattern by silylation
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