JPS62229244A - レジストパタ−ン形成方法 - Google Patents

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】 〔）既要〕 表面に凹部を有する基板上のレジストパターンの形成に
おいて、 レジスト層を、主として凹部の中を埋める第一のレジス
ト層とその上の第二のレジスト層の２層構成にし、第一
のレジスト層を第二のレジスト層より高感度なものにす
ることにより、 露光の照射強度を低減させて、パターン精度を高めたも
のである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、表面に凹部を有する基板上のレジストパター
ン形成方法にに関す。

レジストパターンは、ホトリソグラフィ技術が適用され
る基板上に形成されて、基板エツチングのマスクとして
使用される。

このため加エバターンが微細である場合には、レジスト
パターンのパターン精度を高くしておくことが重要であ
る。

特に半導体装置などの場合には、ホトリソグラフィ技術
が幾度も重ねられるため、表面に凹部を有する基板上に
レジストパターンを形成するようになるが、この場合で
もパターン精度が確保される必要がある。

〔従来の技術〕

表面に凹部を有する基板上にレジストパターンを形成す
る従来方法は第３図の工程順側断面図（ａ）〜（Ｃ１に
示す如くである。なお同図はポジ型レジストの場合を示
す。

即ち、先ず〔図（ａ）参照〕、基板１上にレジストを塗
布してレジスト層２を形成する。レジスト層２の厚さは
、基板１の凹部１ａを埋め更に凹部１ａ以外の部分にお
いても基板１エツチングのためのマスクとして十分な厚
さにする。

次いで〔図（ｂ）参照〕、親マスクパターンの光学的投
影や電子ビームによる描画などにより、照射領域３を照
射する露光を行う。この露光によりレジスト層２の照射
領域３に対応する部分が感光領域２ａとなる。

次いで〔図（Ｃ）参照〕、レジスト層２に対する現像に
より感光領域２ａを除去しベーキングしてレジストパタ
ーン４を完成する。

なおレジスト層２がネガ型の場合には、感光領域２ａが
残ったレジストパターンとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般にレジストパターンを形成する際の露光では、レジ
スト層の厚さに応じて照射強度を選択しなければ、レジ
スト層に適切な感光領域が形成されない。即ち照射強度
が強ければレジスト層の上層部で感光領域が照射領域よ
り拡がり、過大ならばそれが厚さの全体に及び、過小な
らば感光不足になり現像により所定領域の十分な除去が
出来なくなる。

従って第３図に示すような場合には、凹部１ａの部分と
その他の部分とでレジスト層２の厚さが異なって両方に
適合する照射強度を得ることが困難になり、厚い部分に
合わせた照射強度を選択することになる。このため現像
の結果は、第４図の問題点説明図に示す如く、レジスト
パターン４の上層部で幅が細くなり、レジストパターン
４の断面が基板１のエツチングに対して望ましくない形
状になる。そして凹部１ａの深さが大きい場合、凹部１
ａ以外の部分でパターン幅そのものも細くなる。

また基板１の表面が配線などに用いられるアルミニウム
層である場合には、ハレーシランの影響を受けて上記現
象が一層甚だしくなる。

一方これを緩和するため照射強度を少し弱めると、４ａ
で示す如く凹部１ａの中にレジストの残滓が残るように
なる。

換言すれば、第３図に示す従来方法では所望のパターン
精度を得られない場合があることになる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、表面に凹部を有する基板上に、少なくと
も該凹部を埋め且つ第二のレジスト層より高感度である
第一のレジスト層を形成した後、該基板上に該第二のレ
ジスト層を形成し、しがる後該第一および第二のレジス
ト層の所定領域を除去する本発明のレジストパターン形
成方法によって解決される。

〔作用〕

上記第一のレジスト層が上記第二のレジスト層より高感
度であるため、露光の照射強度を第二のレジスト層に適
合する強度より僅かに強めるだけで、上記凹部を埋める
第一のレジスト層をも十分に感光させることが出来る。

このことは、凹部の部分と凹部以外の部分との間におけ
るレジスト層の厚さの差を縮めたことに相当して、露光
の適切な照射強度の選択を可能にし、レジストパターン
のパターン精度向上を可能にさせる。

また露光領域が凹部の全域を覆う場合には、凹部の中の
みを埋めるように第一のレジスト層を形成して、第二の
レジスト層形成の前に感光させておけば、露光の照射強
度を第二のレジスト層に適合させることが出来てパター
ン精度の向上が容易になる。

〔実施例〕

以下、本発明方法の二つの実施例について第１図および
第２図を用い説明する。

第一の実施例は第１図の工程順側断面図（ａ）〜（ｄ）
に示す如くである。なお同図は第３図の場合と同様にポ
ジ型レジストの場合を示す。

即ち、先ず〔図（ａ）参照〕、スピンコード法により基
板１上に高感度レジストを塗布し高感度レジスト層５を
形成する。レジスト層５は、基板１の凹部１ａを埋め、
凹部１ａ以外の領域の厚さを例えば０．１μｍ程度に薄
（する。

次いで〔図（ｂ）参照）、スピンコード法によりレジス
ト屓５上に普通感度レジストを塗布して、所要の厚さ即
ち第３図（ａ）図示レジスト層２における凹部１ａ以外
の部分に等しい厚さ例えば約１．５μｍの普通感度レジ
スト層６を形成する。この際レジスト滴下と同時にスピ
ンさせて（所謂クイック塗布して）レジスト層５と６と
が大きく混じらないようにする。

次いでｃ図（Ｃ）参照〕、レジスト層５および６の照射
領域３に対応する部分が感光領域５ａおよび６ａになる
ように、第３図山）で説明した露光を行う。

この際の露光の照射強度は、凹部１ａの深さが約０゜５
μｍの場合第３図（ｂ１図示の際の凡そ８０％である。

次いで〔図（ｄ）参照〕、第３図（０）で説明した現像
およびベーキングを行いレジストパターン７を完成する
。

かく形成されたレジストパターン７は、露光の照射強度
が従来方法より低いため、従来方法によるレジストパタ
ーン４より上層部の幅の挟まりが少なく、凹部１ａ以外
の部分での幅の挟まりも生ぜずして、パターン精度の高
いものとなる。

第二の実施例は、露光領域３が凹部１ａの全域を覆う場
合に適用出来る方法で、第２図の工程順側断面図（ａｌ
〜（ｅｌに示す如（である。なお同図は第３図の場合と
同様にポジ型レジストの場合を示す。

即ち、先ず〔図（ａ）参照〕、スピンコード法により基
板１上に高感度レジストを塗布し高感度レジスト層８を
形成する。レジスト層８は、基板１の凹部１ａを埋め、
凹部１ａ以外の領域の厚さを例えば１μｍ程度にする。

次いで〔図（ｂ）参照〕、酸素ガスを用いたりアクティ
ブイオンエツチング（ＲＩ　Ｅ）により基板１が表出す
るまでレジスト層８をエツチングして、凹部１ａの中の
みを埋める高感度レジスト層５を形成する。この際レジ
スト層５は、ＲＩＥが発生する紫外線により感光して全
領域が感光領域５ａとなる。なおこの工程は、レジスト
層５を形成した後それを感光させても良い。

次いで〔図（Ｃ１参照〕、第１図（ｂ）で説明したのと
同様にして、レジスト層５が形成された基板１上に所要
の厚さ例えば約１．５μｍの普通感度レジスト層６を形
成する。

次いで〔図（ｄ＋参照〕、レジストＪｉｉｆ６の照射領
域３に対応する部分が感光領域６ａになるように、第３
図（ｂ）で説明した露光を行う。この際の露光の照射強
度は、第３図（ｂ）図示で凹部１ａの深さが約０．５μ
ｍの際の凡そ７０％である。

次いで〔図（ｄ）参照〕、第３図（Ｃ）で説明した現像
およびベーキングを行いレジストパターン９を完成する
。

かく形成されたレジストパターン９は、露光ノ照射強度
がレジスト層６に適合しているため、第一の実施例より
もパターン精度の高いものとなる。

然もこの方法では、露光の照射強度の選択が凹部１ａの
深さに影響されない利点を有する。

なお上記第一および第二の実施例において、基板１の表
面がアルミニウム層などであってハレーションの影響を
受ける場合には、レジスト層６に例えば染料などを入れ
たハレーション防止型レジストを用いれば良い。

また上記第一および第二の実施例ばポジ型レジストの場
合であるが、ネガ型レジストの場合であっても本発明方
法が有効であることは、容易に理解出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の構成によれば、表面に凹部
を有する基板上のレジストパターンの形成において、露
光の照射強度を低減させて、パターン精度を高めること
が出来、例えば半導体装置製造における微細パターンの
加工精度向上を可能にさせる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法第一の実施例の工程順側断面図（ａ
）〜（ｄ）、 第２図は本発明方法第二の実施例の工程順側断面図（ａ
ｌ〜（ｅｌ、 第３図は従来方法の工程順側断面図（ａｌ〜（Ｃ１、第
４図は従来方法の問題点説明図、 である。 図において、 １は基板、 ｌａは凹部、 ２はレジスト層、 ２ａは２の感光領域、 ３は照射領域、 ４．７．９はレジストパターン、 ４ａはレジストの残滓、 ５．８は高感度レジスト層、 ５ａは５の感光領域、 ６は普通感度レジスト層、 ６ａは６の感光領域、 である。 罰　乙　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）表面に凹部を有する基板上に、少なくとも該凹部を
   埋め且つ第二のレジスト層より高感度である第一のレジ
   スト層を形成した後、該基板上に該第二のレジスト層を
   形成し、しかる後該第一および第二のレジスト層の所定
   領域を除去することを特徴とするレジストパターン形成
   方法。 ２）上記第一のレジスト層の形成に続いて上記第二のレ
   ジスト層を形成した後、露光、現像により上記所定領域
   を除去することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のレジストパターン形成方法。 ３）上記第一のレジスト層は上記凹部の中のみを埋める
   ように形成し、該第一のレジスト層を感光させた後上記
   第二のレジスト層を形成し、しかる後露光、現像により
   上記所定領域を除去することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のレジストパターン形成方法。 ４）前記基板上に上記第一のレジスト層の材料を塗布し
   た後、その上記凹部の中以外の部分をリアクティブイオ
   ンエッチングにより除去することにより、該第一のレジ
   スト層の形成と感光とを行うことを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載のレジストパターン形成方法。