JPS62299844A - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は半導体装置等の製造に用いられるレジストパ
ターンの形成方法に関するもので、特に、二層のレジス
トから成りアスペクト比が高くかつ微細なレジストパタ
ーンを形成する方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、半導体装置の高集積化に伴ないこれら装置の製造
工程においてアスペクト比が高くかつ微細なレジストパ
ターンを形成することが出来る技術が要求されてきてい
る。特に、多層配線を形成する際、基板に形成された配
線は基板面との間に段差を構成しこのような段差は、こ
の基板上に次の配線を形成するため新たなレジストパタ
ーンを形成する場合に弊害となる。

このような段差を有する基板Ｉ−に所望とするレジスト
パターンを形成するための技術として、二層レジストプ
ロセスが提案されている。このような技術としては例え
ば文献（ジャーナル　オブパキュウム　サイエンス　ア
ント　テクノロジー（Ｊｏｕｎａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｃｕ
ｍ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　
１６（８）　Ｐ、＋６６９〜＋６７１　（＋９８０）　
）に開示されているものがある。

この文献によれば、下層としてＰＭＭＡ　（ポリメチル
メタクリレート）を用い、上層としてポジ型レジストで
あるＡＸ−１３５０Ｊ（シラプレー社：　５ＩＩＩＰＬ
ＥＹ社のレジストの商品名）を用いて二層のレジスト層
を構成し、光露光法等の好適な方法によってこの下層レ
ジストをバターニングした後、この上層レジストパター
ンをマスクとして用い下層レジストに対して遠紫外線を
照射し−Ｌ層のパターンを下層へ転写して二層レジスト
パターンを得ている。このような場合、ＰＭＭＡは段差
を有する基板を平坦化する役割と、基板のエツチングを
行なう際のエツチングマスクの役割とを担うものとなる
。従って、このＰＭＭＡ−Ｆに形成されるＡＺ−１３５
０Ｊを比較的薄い膜厚で均一な皮膜に形成することが出
来るため、高解像なレジストパターンが得られるという
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述したようなレジスト構成の従来のレ
ジストパターンであると、下層にドライエツチング耐性
が劣るＰＭＭＡを用いているため、このレジストパター
ンを例えば基板等をエツチングする場合のように高いド
ライエツチング耐性が要求される微細前二り用レジスト
パターンとして用いることが困難であるという問題点が
あった。

又、ＰＭＭＡの露光を行なう際ＰＭＭＡの感度が低いた
めこれのバターニングに時間がかかり、これがため、ス
ルーブツト（単位時間当りのウェハ処理枚数。）が低い
という問題点があった。

この発明の目的は、上述した問題点を解決し、ますます
高集積化される半導体装置の製造に用い得るような優れ
たレジストパターン形成方法を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） この目的の達成を図るため、この発明のレジストパター
ン形成方法は、下層レジストに高分子量のノボラックの
ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル（Ｈ−ＬＭＲ
と称する。）を用い、ｌ一層レジストにはオリゴマーの
ノボラックのナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
（Ｌ−ＬＭＲと称する。）を用いてレジストパターンを
形成するものであり、さらに、このような構成によって
しシストパターンを得るため、下層及び１層レジストと
して用いたＨ−ＬＭＲ及びＬ−ＬＭＲのＬノいにＷる性
質例えば溶媒に対する溶解性、光に勾する性質等を利用
することに基くものである。

具体的に説明すると、この出願の第一発明のレジストパ
ターン形成方法によれば、ド地トにＨ−ＬＭＲを塗布し
て下層レジストを形成する工程と、前述の下層レジスト
ＦにＬ−ＬＭＲを塗布してＬ層しジストを形成する工程
と、前述の上層レジストを紫外線又は電離放射線で露光
する第一露光工程と、露光済み上層レジストを現像しネ
ガ型レジストパターンを形成する［程と、前述のレジス
トパターンをマスクとして前述の下層レジストを遠紫外
線で露光する第二露光［程と、前述の下層レジストをア
ルカリ現像液で現像する「程とを含むことを特徴とする
。

この第一発明の実施に当り、Ｌ−ＬＭＲの出発材料であ
るオリゴマーのノボラックを重合度が１０以下のものと
するのが好適である。

又、詳細は後述するが二層構造のレジストにおいて下層
としたＨ−ＬＭＲはポジ型レジストであり、下層とした
Ｌ　−Ｌ　Ｍ　Ｒ，はネガ型レジストである。このよう
な構成において、Ｌ−ＬＭＲに対して行なう第一露光を
Ｌ　−Ｌ　Ｍ　ＲトのＨ−ＬＭＲに影響を及ぼさないよ
うに行なうことが好ましいがＨ−ＬＭＲの、Ｌ−ＬＭＲ
の露光された部分下の部分が何らかの原因で露光の影響
を受けてしまうような場合も考えられる。このような具
体例としては例えば上層レジストで得ようとするパター
ンの線幅を露光量を変えることによって意図的に広くし
ようとするような場合があり、このような場合上層レジ
ストに対する露光量を増加させて行なうため、下層レジ
ストが第一露光の際に露光されてしまう。従って、この
ような場合であるとＨ−ＬＭＲの、第一露先の影響を受
けた部分が後に行なうアルカリ現像液によって除去され
ることが起こり、レジストパターン形成の弊害となる。

従って、このような場合を考慮して、この出願の第二発
明のレジストパターン形成力法によれば、下地トにアミ
ンが添加されたＨ−ＬＭＲを塗布して下層レジストを形
成する工程と、前述の下層レジスト十にＬ−ＬＭＲを塗
布して下層レジストを形成する工程と、前述のｌ一層レ
ジストを紫外線又は電離放射線で露光する第一露光上程
と、露光済み下層レジストを現像しネガ型レジストパタ
ーンを形成する工程と、前述のレジストパターンをマス
クとして前述の下層レジストを紫外線又は電離放射線で
露光する第一露光工程と、前述の下層レジストをアルカ
リ現像液で現像する工程と、前述の第二露光工程の前に
、前述の下層レジストの前述の第一露光工程の露光の影
響を受けた部分を前述のアルカリ現像液に対し不溶化さ
せる熱処理を行なう工程とを含むことを特徴とする。

この第二発明の実施に当り、前述のアミンを前述のＨ−
ＬＭＲに対して０．０１〜５重量％添加するのが好適で
ある。

さらに、この第二発明の実施に当り、Ｌ−ＬＭＲの出発
材料であるオリゴマーのノボラックを重合度が１０以下
のものとするのが好適である。

（作用） この発明のレジストパターンの形成力法によれば、Ｈ−
ＬＭＲと、Ｌ−ＬＭＲとの分子＠が互いに大きく異るた
め溶媒に対して異る溶解＋１［を示す。従って、それぞ
れの皮膜形成のための溶液を調製する際、Ｈ−ＬＭＲ及
びＬ−ＬＭＲを溶解させる溶媒をそれぞれ適切に選択す
れば　万の皮膜が他方の溶媒に犯されることがない。

又、この発明のレジストパターン形成方法において、下
層レジストとしたＬ−ＬＭＲは紫外線又は電離放射線に
対して高感度でかつ高解像力を示すネガ型レジストであ
り、さらに１゛述したようなＬ−ＬＭＲと、Ｈ−ＬＭＲ
との溶媒に対する異る溶解性を利用することによってネ
ガ型レジストパターンが得られる。

又、このＬ−ＬＭＲの→−フトキノンのエステル化率は
３０〜６０ｍｏｆｉ％でありこれの２５０ｎｍでの吸光
係数は８〜１４μｍ−１であり、従って、このＬ−ＬＭ
Ｒを介して下層のＨ−ＬＭＲに対して遠紫外線を照射し
た場合にＬ−ＬＭＲがＨ−ＬＭＲの良好なマスクとなる
。

一方、Ｈ−ＬＭＲの、遠紫外線の照射を受けた部分はア
ルカリ現像液に対してｉｉＴ溶情を示しＨ−Ｌ　Ｍ　Ｒ
はポジ型レジストとなる。これは、Ｈ−ＬＭＲが高分子
のノボラックを用いた構成となっているため、ナフトキ
ノンのエステル化率の高いものは有機溶媒としての例え
ばメヂルセルソルブアセテートに不溶になり、エステル
化率の低いもののみが下層レジストとして用いられるこ
とに起因すると思われる。つまり、このようにエステル
化率の低いＨ−ＬＭＲは遠紫外領域の光透過率が高（（
２５０ｎｍでの吸光係数は２μｍ　−１）、これかため
、遠紫外光の照射を受けた部分かアルカリ現像液によっ
て除去可能なポジ型レジストにもなると考えられる。

従って、Ｌ−ＬＭＲ及びＨ−ＬＭ　Ｒのバターニングが
それぞれ行なわれる。

次に、第２図を参照してこの出願の第　発明のレジスト
パターンの形成方法の作用つき説明する。

第２図は、上地１１＋に下層レジスト１３としてのＨ−
ＬＭＲ及び上層レジスト１５としてのＬ−ＬＭＲを順次
に有するウェハに対し上層レジスト１３＋側からフォト
マスクＩ９を介しこの上層レジストを選択的に露光して
いる様子を概略的に示す説明図である。

に層しジストの露光を行なうための第一露光の露光量を
大きくした際に、上層レジストの露光された部分（第２
図中■で示す部分）下のレジストの部分（第２図中■で
示す部分）が第一露光の影響を受けつまり共に露光され
てしまったような場合、本来であればこの下層レジスト
の部分■が後工程で用いられるアルカリ現像液によって
除去されてしまうはずである。しかし、第二発明によれ
ば後述する実験結果からも明らかなように、第一露光り
程の後であって第゛露光［桿のｎｉｒに行なう熱処理に
よってこの部分■がアルカリ現像液に対して不溶化され
る。これはＨ−Ｌ　Ｍ　Ｒの、所望としない光照射を受
けてしまった部分に熱処理によってナフトキノンジアジ
ドの光分解生成物が生じこの生成物と、Ｈ−ＬＭＲに添
加されたアミンとが反応してアルカリ現像液に不溶とな
るためと考えられる。従って、下層レジストに第一露光
の影響が及んだ場合であっても所望とするレジストパタ
ーンが得られる。

さらに、下層レジストの残存させようとする部分が熱処
理後にアルカリ溶液に対し既に不溶なものとなるから、
上層レジストを介して行なう第二露光を遠紫外線は勿論
それより長波長の紫外線、又は電離放射線で行なうこと
も可能となる。

（実施例） 以１、この発明の実施例につき説明する。しかしながら
、以下に述べるこの発明の説明をこの発明の範囲内の好
ましい特定の数値的条件等で説明しているが、これらは
中なる例示にすぎず、この発明はこれら条件のみに限定
されるものでないこと明らかである。

先ず、下層レジストとして用いる高分子量のノボラック
のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル（以下、Ｈ
−ＬＭＲと略称する。）と、上層レジストとして用いる
オリゴマーのノボラックのナフトキノンジアジドスルホ
ン酸エステル（以下、Ｌ−ＬＭＲと略称する。）とを予
め用意した。尚、この実施例の場合、Ｈ−ＬＭＲが溶解
されることのない例えばモノクロルベンゼン等の溶媒に
Ｌ−ＬＭＲを溶解させることが出来るように、Ｌ−ＬＭ
Ｒの出発原料であるオリゴマーのノボラックを重合度が
１０以下のものとした。一方、Ｈ−ＬＭＲの出発原料で
あるノボラックについては重合度が１０以上のものであ
れば良く、Ｌ−ＬＭＲが溶解されることがない例えばメ
チルソルブアセテート（以下、ＭＣＡと略称する。）等
の溶媒にＨ−ＬＭＲを溶解させることが出来ればこの重
合度に上限はないが、レジスト層として均一な皮膜を形
成することが出来るように平均重合度が３０〜２００程
度のものとした。

上述した予め用意したＬ　−Ｌ　Ｍ　Ｒと、Ｈ−ＬＭＲ
とのそれぞれの分子量を測定した。第３図はこれらの分
子量分布を示したもので、第３図中■で示す曲線がＬ−
ＬＭＲの分子量分布を示すもので、ＩＩで示ず曲線がＨ
−Ｌ　Ｍ　Ｒの分子−ｈｔ分Ｉ７ｉを示すものである。

以下の実施例で用いた各ＬＭＲのそれぞれの重壁）Ｐ均
分１量〔は、Ｌ−ＬＭＲの−ｔｈが１１００でありＨ−
ＬＭＲ（７）−すれが２４０００であった。

次に、モノクロルベンゼンに対するこれらＬ−Ｌ　Ｍ　
Ｒ及びＨ−ＬＭＲのそれぞれの溶解性について調査した
ところ、Ｌ−ＬＭＲはｎｒ溶であったが、Ｈ−ＬＭＲは
全く溶けなかった。

このようなＬ−ＬＭＲ及びＨ−Ｌ　Ｍ　Ｒを用い各々を
溶解させた溶液を次のように調整した。この溶液を、Ｌ
−ＬＭＲについてはモノクロルベンゼンに対して１０〜
２０重量％の濃度で溶解させたものとし、Ｈ−ＬＭＲに
ついてはＭＣＡに対して１０〜３０重量％の濃度で溶解
させたものとした。

以下、第１図（Ａ）〜（Ｆ）を参照してこの発明のレジ
ストパターン形成方法につき説明する。

尚、これらの図はレジストパターンの形成進度に応じウ
ェハの断面をそれぞれ表わしたものである。

犬五刊」 下地としての例えばシリコン基板１１上に［一連のよう
に調整したＨ−ＬＭＲを溶解させた溶液をスピンコーテ
ィング法によって１μｍの膜厚に塗、／ＩＩし下層レジ
スト１３を形成した（第１図（Ａ）参照）。ポットプレ
ートを用いこのシリコン基板を９０℃の温度で６０秒間
ベーキングした後、この下層レジスト１３上に上述のよ
うに調整したＬ−ＬＭＲを溶解させた溶液を０．５μｍ
の膜厚に塗布し−Ｆ層レジスト１５を形成した（第１図
（Ｂ）参照）。この上層レジストの形成に当り下層レジ
ストが犯されることはなかった。次に、ホットプレート
を用いこのシリコン基板を９０℃の温度で６０秒間ベー
キングした後、２５０ＷのＨｇランプを用いコンタクト
露光法によって所定のマスクを介し上層レジスト層１５
に対して選択的に露光（第一露光）を行なった（第１図
（Ｃ）参照）。

尚、この露光の際のドーズ量を１００ｍＪ／ｃｍ２とし
た。露光終了後、モノクロルベンゼン／シクロヘキサン
の１０７１．５（体積比）の混合溶液を現像液として用
い２３℃の温度で２０秒間現像を行ない、続いて、シク
ロヘキサンで１０秒間リンスを行なった。この結果、Ｌ
−ＬＭＲの、解像度が０．５μｍのラインアンドスペー
スを有する上層レジストのネガパターン＋５ａが得られ
ていることが分った（第１図（Ｄ）参照）。

次に、このネガパターン＋５ａをマスクとし下層レジス
ト１３に対して５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプを用い２０
０ｍＪ／ｃｍ２のドーズ量で２００〜３００ｎｍの波長
の遠紫外光２３を一括照射した（第二露光、第１図（Ｅ
）参照）。然る後、アルカリ現像液としての例えば０Ｆ
ＰＲ現像液（東京応化工業（株）社製の現像液の商品名
。）を水で２倍に稀釈したものを現像液として用い２３
℃の温度で３０秒間現像を行ない、続いて、水によって
１０秒間リンスを行なった。こうして形成された二層の
レジストパターン１７（第１図（Ｆ）参照）を観察した
ところ、これは０．５μｍのラインアンドスペースが解
像されているものであることが分った。

火凰贋ユ 下地としてのシリコン基板上にＨ−Ｌ　Ｍ　Ｒの上層レ
ジスト１３と、Ｌ−ＬＭＲのＬ層しジストＩ５とを実施
例１と同様な成膜及びベーキングを行なって順次に形成
したく第１図（Ａ）及び（Ｂ）参照。）。

次に、５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプを用いコンタクト露
光法によって所定のマスクを介し２００〜３００ｎｍの
遠紫外光２１で上層レジスト層１５に対して露光（第一
露光）を行なフた（第１図（Ｃ）参照）。尚、この露光
の際のドーズ量を６０ｍＪ／ｃｍ２とした。露光終了後
、モノクロルベンゼン／シクロヘキサンの１０／１．５
（体積比）の混合溶液を現像液として用い２３℃の温度
で２０秒間現像を行ない、続いて、シクロヘキサンで１
０秒間リンスを行なった。この結果、Ｌ−ＬＭＲの、解
像度が０．５μｍのラインアンドスペースを有する上層
レジストのネガパターン１５ａが得られていることが分
った（第１図（Ｄ）参照）。

次に、このネガパターン１５ａをマスクとし下層レジス
ト１３に対して第一露光と同様な５００ＷのＸｅ−Ｈｇ
ランプを用い２００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ　２のドーズ
量で２００〜３００ｎｍの波長の遠紫外光２３を一括照
射した（第二露光、第１図（Ｅ）参照）。然る後、実施
例１と同様なアルカリ現像液を用い２３℃の温度で３０
秒間現像を行ない、続いて、水によって１０秒間リンス
を行なった。こうして形成された二層のレジストパター
ン１７（第１図（Ｆ）参照。）を観察したところ、これ
は０．５μｍのラインアンドスペースが解像されている
ものであることが分った。

実施例１及び実施例２からも明らかなように、遠紫外線
による第一、露光において、Ｌ−ＬＭＲのレジストパタ
ーンはＨ−ＬＭＲのマスクとして機能していることが分
る。

犬旌屑Ａ 下地としての例えばシリコン基板１１上に０ＡＰ（東京
応化工業（株）製の密着増強剤の商品名）をコーティン
グした後（図示せず）、この上に実施例１で用いたＨ−
ＬＭＲのＭＣＡ溶液中にＨ−ＬＭＲに対してＮＮＮジメ
チル−フェニレンジアミンを０．１重量％添加したもの
をスピンコーティング法によって１μｍの膜厚に塗布し
ト一層レジスト１３を形成した（第１図（Ａ）参照。）
。

ホットプレートを用いこのシリコン基板を９０℃の温度
で６０秒間ベーキングした後、この下層レジスト１３上
に実施例１で用いたＬ−ＬＭＲを溶解させた溶液を０．
５μｍの膜厚に塗布しＬ層しジスト＋５を形成した（第
１図（Ｂ）参照）。次に、ホットプレートを用いこのシ
リコン基板を９０℃の温度で６０秒間ベーキングした後
、２５０ＷのＨｇランプを用いコンタクト露光法によっ
て所定のマスクを介し上層レジスト層１５に対して選択
的に露光（第一露光）を行なった（第１図（Ｃ）参照）
。尚、この露光の際のドーズ量を１００ｍ　Ｊ　／　ｃ
　ｍ　２とした。露光終Ｔｔ＆、上層レジストの第一露
光工程の露光の影響を受けた部分を後工程で用いるアル
カリ現像液に対し不溶化させる目的のため、ホットプレ
ートを用いこのシリコン基板を１２０℃の温度で６０秒
間ベーキングした。

然る後、モノクロルベンゼン／シクロヘキサンの１０／
１．５（体積比）の混合溶液を現像液として用い２３℃
の温度で２０秒間現像を行ない、続いて、シクロヘキサ
ンで１０秒間リンスを行なった。この結果、ＬＭＲの、
解像度が０．７５μｍのラインアンドスペースを有する
上層レジストのパターン＋５ａが得られていることか分
ったく第１図（Ｄ）参照。）。

次に、プラズマエッヂング装置を用い酸素プラズマで上
層レジストパターン１５ａ及び下層レジスト１３に対し
て１００人の膜厚分のアッシング（スライドエツチング
）を行なった。次に、上層レジストパターン１５ａをマ
スクとし下層レジスト１３に対して２５０ＷのＨｇラン
プを用い１５０ｍＪ／ｃｍ２のドーズ晴で一括照射した
（第二露光、第１図（Ｅ）参照）。然る後、アルカリ現
像液どしての例えば０ＦＰＲ現像液を水で２倍に稀釈し
たものを現像液として用い２３℃の温度で３０秒間現像
を行ない、続いて、水によって１０秒間リンスを行なっ
た。こうして形成された二層のレジストパターン＋７（
第１図（Ｆ）参照）を観察したところ、これは０．７５
μｍのラインアンドスペースが解像されているものであ
ることが分った。

犬旌猶Ａ 下地としてのシリコン基板十にＨ−ＬＭＲの下層レジス
ト】３と、Ｌ−ＬＭＲの上層レジスト１５とを実施例３
と同様な成膜及びベーキングを行なって順次に形成した
（第１図（Ａ）及び（Ｂ）参照。）。

次に、５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプを用いコンタクト露
光法によって所定のマスクを介し２００〜３００ｎｍの
遠紫外光で」一層レジスト層１５に対して露光（第一露
光）を行なった（第１図（Ｃ）参照）。尚、この露光の
際のドーズ量を８０ｍＪ／　ｃ　ｍ　２とした。露光終
了後、十゛層レジストの第一露光工程の露光の影響を受
けた部分を後Ｔ稈で用いるアルカリ現像液に対し不溶化
させる目的のため、ホットプレートを用いこのシリコン
基板を１２０℃の温度で６０秒間ベーキングした。然る
後、モノクロルベンゼン／シクロヘキサンの１０７１．
５（体積比）の混合溶液を現像液として用い２３℃の温
度で２０秒間現像を行ない、続いて、シクロヘキサンで
１０秒間リンスを行なった。この結果、Ｌ−ＬＭＲの、
解像度が０．７５μｍのラインアントスペースを有する
［一層レジストのネガパターン＋５ａが得られているこ
とが分った（第１図（Ｄ）参照）。

次に、このネガパターン１５ａをマスクとし下層レジス
ト１３に対して２５０ＷのＨｇランプを用い２００　ｍ
　Ｊ　／　ｅ　ｍ　２のドーズ量で紫外光２３を一括照
射した（第ニー露光、第１図（Ｅ）参照）。然る後、実
施例３と同様なアルカリ現像液を用い２３℃の温度で３
０秒間現像を行ない、続いて、水によって１０秒間リン
スを行なった。こうして形成された二層のレジストパタ
ーン１７（第１図（Ｆ）参照。）を観察したところ、こ
れは０．７５μｍのラインアンドスペースが解像されて
いるものであることが分った。

実施例３及び実施例４からも理解出来るようにに、第二
露光を２５０ＷのＨｇランプを用いたｇ、ｈ、ｉ線を中
心とするような波長の紫外線で行なった場合であっても
所望とする−１層レジストパターンが得られることが分
る。

尚、実施例３及び実施例４のようなレジストパターン形
成方法において、第二露光を電離放射線を用いて行なっ
た場合であっても所望とする二層レジストパターンを得
ることが出来た。

犬族忽Ｊ 実施例３及び４において行なったような下層レジスト１
５の、土層レジストの露光の際に影響を受けた部分を後
工程で用いられるアルカリ現像液に対し不溶化させるた
めに行なう熱処理の効果について調査した。この調査を
実施例１で行なった熱処理条件の温度のみを変化させそ
の他は実施例１と同様にしレジストパターンを形成する
ことによって行なった。

この結果、ホットプレートを用い熱処理時間を６０秒間
とした場合８０〜１３０℃の温度範囲内においでは何れ
の温度条件の場合であっても良好なレジストパターンを
得ることが出来た。しかし、処理温度が８０℃よりも低
い温度であると不溶化の効果を得ることが出来ず、一方
、１４０℃以上の温度であると未露光部で熱架橋が生じ
パターニングを行なうことが出来なかった。

尚、上述の各実施例の熱処理をホットプレートを用いて
行なった例で説明したが、この熱処理を他の好適な方法
例えばベータ炉等を用いた方法によって行なっても勿論
良く、このような場合はそれに適した熱処理条件を設定
すれば良い。

犬鬼贋ｊ 下層レジストに添加させたアミンの添加量がレジストパ
ターンの形成に及ぼす影響について調査した。この調査
なＨ−ＬＭＲに対して添加させるアミンの添加量を変化
させその他は実施例１と同様にしレジストパターンを形
成することによって行なった。

この結果、Ｉ（−Ｌ　Ｍ　Ｒに対してアミンを０．０１
〜５重量％添加した場合に良好なレジストパターンが得
られることが分った。尚、アミンの添加量が０．０１重
量％よりも少ない場合は下層レジストの、下層レジスト
の露光時に影響を受けた部分をアルカリ現像液に対して
不溶化させることが出来ず、又、アミンの添加量が５重
量％より多い場合は形成されたレジストパターンに残渣
が生じたり、パターンに欠陥が生したりし、いずれの場
合も所望とするレジストパターンを得ることが出来なか
った。

尚、Ｈ−ＬＭＲに添加させて用い得るアミンとしては、
ベーキングによってこれの蒸発が起きないような沸点の
高いものが良〈実施例で用いたものの他、例えばＮＮジ
メチルＰニトロアニリン、ＮＮジメチル尿素、ＮＮジエ
チルアミノアゾベンゼン等の第三級アミンが好適である
。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のレジス
トパターン形成方法によれば、　下層レジストとしてＨ
−ＬＭＲを用い、［一層レジストとしてＬ−ＬＭＲを用
いてサブミクロンルールの微細な二層レジストパターン
を得ることが出来る。

又、この上層及び下層レジスト共に耐ドライエツチング
性の高いものである。さらに、下層レジストは従来のＰ
ＭＭＡと比較した場合１／１０以下の露光量で露光され
るような高感度なものであるため、従来よりも高いスル
ーブツトを期待することが出来る。

さらに、この出願の第二発明のようにＬ層しジストに対
する露光後であってかつ下層レジストに対しての露光を
行なう前にレジスト層に対し適切な熱処理を施すように
すれば、下層レジストに第一露光の影響が及んだ場合で
あっても所望とするレジストパターンを得ることが出来
、さらに、第二露光に用いる光源を紫外線や電離放射線
とした場合でも同様なレジストパターンを得ることが出
来る。従って、この発明に係るレジストパターン形成方
法を超ＬＳＩ製造における微細パターン形成に広く利用
することが出来る。

これがため、ますます高集積化される半導体装置の製造
に用い得るような優れたレジストバターン形成方法を提
供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）はこの発明のレジストパターン形
成方法の説明に供するレジストパターンの形成工程図、 第２図はこの発明のレジストパターン形成方法の説明に
供する、第一露光の状態を概略的に示す説明図、 第３図はこの発明のレジストパターン形成方法に用いる
レジスト材料の分子晴分布図である。 １１・・・下地（シリコン基板） Ｉ３・・・・・・下層レジスト、　　　１５・・・上層
レジスト＋５ａ・・・−下層レジストのパターン１７・
・・二層のレジストパターン １９−・・フォトマスク ２１・・・紫外線又は電離放射線 ２３・・・遠紫外線又は紫外線若しくは電離放射線。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社（り このづし日月のレジストｌ＼°り―ン形万に万シ汽の官
兇明図笛　１　　Ｅｄ ！Ｊ！ＪＪ ／ｑ゛フ：ｔトマスク 二のｌ７５Ｂ月のトヅストハ２ターン形ＡＬ天の盲か月
■第２図 ４−　　五　　ｔ−１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）下地上に高分子量のノボラックのナフトキノンジ
   アジドスルホン酸エステルを塗布して下層レジストを形
   成する工程と、 前記下層レジスト上にオリゴマーのノボラックのナフト
   キノンジアジドスルホン酸エステルを塗布して上層レジ
   ストを形成する工程と、 前記上層レジストを紫外線又は電離放射線で露光する第
   一露光工程と、 露光済み上層レジストを現像しネガ型レジストパターン
   を形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記下層レジスト
   を遠紫外線で露光する第二露光工程と、前記下層レジス
   トをアルカリ現像液で現像する工程と、 を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。
2. （２）前記オリゴマーのノボラックを重合度が１０以下
   のノボラックとした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. （３）下地上にアミンが添加された高分子量のノボラッ
   クのナフトキノンジアジドスルホン酸エステルを塗布し
   て下層レジストを形成する工程と、前記下層レジスト上
   にオリゴマーのノボラックのナフトキノンジアジドスル
   ホン酸エステルを塗布して上層レジストを形成する工程
   と、 前記上層レジストを紫外線又は電離放射線で露光する第
   一露光工程と、 露光済み上層レジストを現像しネガ型レジストパターン
   を形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記下層レジスト
   を紫外線又は電離放射線で露光する第二露光工程と、 前記下層レジストをアルカリ現像液で現像する工程と、 前記第二露光工程の前に、前記下層レジストの前記第一
   露光工程の露光の影響を受けた部分を前記アルカリ現像
   液に対し不溶化させる熱処理を行なう工程と を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。
4. （４）前記アミンを前記高分子量のノボラックのナフト
   キノンジアジドスルホン酸エステルに対して０．０１〜
   ５重量％添加した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。
5. （５）前記オリゴマーのノボラックを重合度が１０以下
   のオリゴマーとしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項又は第４項記載のレジストパターン形成方法。