JPS6286824A - 高解像度レジストパタ−ンニング方法 - 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】 〔概要〕 半導体集積回路の高密度化に伴って１〜２μｍからサブ
ミクロンの微細加工が要求されつつあるが、本発明では
高精度リソグラフィ技術として、遠紫外光（Ｄｅｅｐ−
ＵＶ）利用して２層レジスト法の技術を応用した高解像
度のレジストパターンニング方法を説明する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、２層レジスト法による高解像度のレジストパ
ターンの形成方法に関する。

従来、集積回路のパターン形成には、高圧水銀ランプを
用いた、波長４３６ｎｍの光照射による露光が主流であ
ったが、段差のある基板上に１μｍ前後の微細加工を要
求される加工には充分なる精度が得られない。

更に、レジスト内での露光の干渉、下地基板あるいは隣
接下地パターンよりの反射を避けるため、２層レジスト
法（Ｂｉ−Ｌｅｖｅｌ法）が利用されつつある。

本発明では、従来の２層レジスト法の技術を応用して、
より解像度を向上させ、工程の簡略化を図らんとするも
のである。

〔従来の技術〕

従来の技術による２層レジスト法によるパターン形成法
の１例を、図面により更に詳しく説明する。

第２図（ａ）では、あるウェハー・プロセス工程にある
段差をもった基板１の上に、ポジ型Ｄｅｅｐ　−ＵＶレ
ジスト（ＰＭＭＡ）膜２が塗布されている状態を示す。

レジスト膜２は比較的厚く塗布されるので、基板１上の
段差３は埋込まれ、レジスト膜２の表面はほぼ平坦化さ
れている。

次いで、通常のホトレジスト膜３が比較的に薄く塗布さ
れる。

場合によっては、レジスト膜２とレジスト膜３の間に、
薄い反射防止膜を設けて３層とすることもあるが、機能
の説明は大きく変わらないので第２図では２層について
説明する。

通常のフォトリソグラフィの手法によりレジスト膜３の
パターンニングを行いパターン４が形成される。このと
きの断面を第２図（ｂ）に示す。

上記基板にＤｅｅｐ　−ＵＶ光による全面露光を行う。

この時レジスト膜３によるパターン４がマスクとなって
、このパターン４がそのままレジスト膜２に転写される
。その後現像工程を経て第２図（Ｃ）に示すレジストパ
ターンを得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記に述べた、従来の技術による２層レジスト法では、
上層のレジスト膜３のパターンニングの時、正確なるホ
トマスクのパターンがレジスト膜に転写されないことが
起こる。

レジスト膜３の上面ではパターンの精度は高いが、レジ
スト膜の厚さの方向に裾を引いたり、逆にオーバーハン
グ形状を生じたりする。このためこのような歪を持った
パターンがそのままレジスト膜２にも転写される。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、露光、現像後のパターンにオーバーハン
グ特性を示す、遠紫外光に対し吸収特性の良好なる第１
のレジスト膜をパターンニングした後、ポジ型遠紫外光
用の第２レジスト膜を全面に塗布し、前記第１のレジス
ト膜のパターンをマスクとして、遠紫外光で全面露光、
現像する工程を含む本発明の高解像度レジストパターン
ニング方法るよって解決される。

前記第１のレジスト膜の材料として、フェノールノボラ
ック樹脂、あるいはポリヒドロキシスチレン等を主体と
したホトレジストを用いることが出来る。

また、前記第２のレジスト膜としてポリメチールメタア
クリレート（ＰＭＭＡ）を用いることが出来る。

〔作用〕

通常ホトレジストは露光現像後のパターン断面は、レジ
スト材料の固有の特性によって、多少の差はあるがオー
バーハングあるいは裾拡がりの特性を示す。

！ フェノールノボラック樹脂、あるいはポリヒドロキシス
チレン等を主体としたレジスト膜は露光現像後オーバー
ハング特性を示す。

このオーバーハング形状のパターンは、基板面に接する
面上ではパターンは正確ではないが、レジストパターン
の上面は極めて正確にマスクパターンを転写している。

従って、このようなパターンをＤｅｅｐ　−ＵＶ露光用
のポジ型レジスト、例えばＰＭＭＡで埋込み、全面露光
すると、既に形成されているオーバーハング形状のパタ
ーンの上面部がマスクとして機能して、ＰＭＭＡレジス
ト膜は露光される。

現像されたレジスト膜は極めて精度の高い、マスフの転
写形状が得られる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面により詳細説明する。第１図（
ａ）〜（Ｃ）はその工程順断面図を示す。

ある加工工程にある基板ｌ上に、フェノールノボラック
樹脂、あるいはポリヒドロキシスチレン等のレジスト膜
５を塗布する。

フェノ−ルノボラック樹脂はポジ型、ポリヒドロキンス
チレンはネガ型のレジスト材料である。

これらのレジストは露光、現像後、比較的顕著なるオー
バーハング特性を呈することで知られている。また後工
程でのＤｅｅｐ　−Ｕ　Ｖ　（２００〜２５０ｎｍ）露
光に際しては、光を吸収し透過率は小さい。

一部のフェノールノボラック樹脂を主体としたレジスト
、またはポリヒドロキシスチレンを主体としたレジスト
を用いてホトリソグラフィ工程でパターンニングを行う
と、第１図（ａ）に示すごとくオーバーハング形状を持
ったパターンが得られる。

次いで、ポジ型Ｄｅｅｐ　−ＵＶ感光特性のあるレジス
ト膜６としてＰＭＭＡを全面に塗布する。これを第１図
（ｂ）に示す。

第１図（ｂｌの状態でＤｅｅｐ　−ＵＶの全面露光を行
う。このときレジスト膜５により形成されたバター　７
　ハＤｅｅｐ　−Ｕ　Ｖ光の透過を阻止するので、オー
バーハング領域７は感光しない。

露光の終わった基板を現像することにより、オーバーハ
ング領域はＰＭＭＡが埋込まれた第１図（Ｃ）に示され
た断面構造を得る。

レジスト膜５によるパターンの上面の形状は、最初のマ
スクパターンに対して歪の極めて少ない形状となってい
るので、ＰＭＭＡでオーバーハング領域７を埋込まれた
パターンは、基板面に高い精度のレジストパターンを転
写している。

〔発明の効果〕

以上に説明せるごとく、本発明のレジストパターンニン
グ方法を用いることにより解像度は著しく向上し、段差
部での歪の少ないパターンを形成することが可能となる
。また作業性も従来の２層レジスト法に比して良好であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜（Ｃ１は本発明にかかわる高解像度レジ
ストパターンニング方法を説明する工程順断面図、 第２図（ａ）〜（Ｃ１は従来の技術による２層レジスト
法を説明する工程順断面図、 を示す。 図面において、 ｌは基板、 ２．６はレジスト膜（ＰＭＭＡ）、 ３．５はレジスト膜、 ４はパターン、 ７はオーバーハング領域、 をそれぞれ示す。 ＬＯ） 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光、現像後のパターンにオーバーハング特性を
   示す、遠紫外光に対し吸収特性の良好なる第１のレジス
   ト膜（５）をパターンニングした後、ポジ型遠紫外光用
   の第２レジスト膜（６）を全面に塗布し、前記第１のレ
   ジスト膜のパターンをマスクとして、遠紫外光で全面露
   光、現像する工程を含むことを特徴とする高解像度レジ
   ストパターンニング方法。
2. （２）前記、第１のレジスト膜（５）として、フェノー
   ルノボラック樹脂、あるいはポリヒドロキシスチレンを
   主体とした材料を用いることを特徴とする特許請求範囲
   第（１）項記載の高解像度レジストパターンニング方法
   。
3. （３）前記、第２のレジスト膜（６）としてポリメチー
   ルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）を用いることを特徴と
   する特許請求範囲第（１）項記載の高解像度レジストパ
   ターンニング方法。