JPS63271934A - ２層レジストプロセス - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造において使用される、２Ｎ
レジストプロセスの改良に関する。

〔従来の技術〕

ホトレジストの解像度を高めるために、下地基板からの
反射などを防ぐ多層レジストプロセスが考案されている
。本発明は上層にポジ形ホトレジスト、下層にＰＭＭＡ
　＜メタクリル酸メチル樹脂）を使用する２層レジスト
プロセスを対象とする。従来のプロセスにつき第２図を
参照して説明する。

先ず、モノクロルベンゼンにょシ溶解したＰＭＭＡを半
導体クエーハ１にスピナで塗布する（第２図（ａ））。

図ではこの状態を図式的に示し九もので、２がＰＭＭＡ
、３がモノクロルベンゼンを示す。次に、大気圧下で、
２０Ｏｃ前後で熱処理を行ない（第２図（ｂ）　）　、
その後ノボラック樹脂系ポジ形ホトレジスト（以下では
ポジレジストという）４を塗布し９０ｃ前後で熱処理を
行なう（第２図（Ｃ））。このとき第２図（ｂ）にみる
ように、モノクロルベンゼン３が下層に残っているので
、ポジレジスト４の下部に変質層５が生じている。上記
９０ｃ前後の熱処理後、紫外光によシ所定のパターンを
焼付け、アルカリ性水溶液によシ現像を行ないポジレジ
スト膜パターン４′を形成する（第２図（ｄ））。第２
図（Ｃ１に示した変質層５は、ポジレジスト現像液に対
して不溶であるため、約５００＾の膜厚で残る。そこで
、この変質層５を酸素プラズマを用いて除去する（第２
図（ｅ））。その後、ポジレジスト膜パターン４′ヲマ
スクとして２００〜２５０ｎｍの遠紫外光によ！！ＩＪ
　ＰＭＡ　２を露光した後、モノクロルベンゼンにより
現像を行ない所定のＰＭＭＡ膜パターン２′を得る（第
２図（ｆ））。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、２層レジストプロセスでは、上層のポ
ジレジスト４の下部が、下層のＰＭＭＡｚ中に残ったモ
ノクロルベンゼン３によシ変質し、ポジレジスト４の現
像液に対して不溶になり、ＰＭＭＡＺ上に接してこの変
質層５が残り、後の工程のＰＭＭＡ２の露光・現像に際
し障害となるので、酸素ブラズムを用いて除去するよう
にしている。

しかし、酸素プラズマによシ、有用な部分のポジレジス
トもエツチングされ、ポジレジスト膜パターン４′の形
状が変化する欠点があった。

また、酸素プラズマによっても、ポジレジスト膜パター
ン４′の底部に存在する部分は上部のポジレジストによ
り保設畑れ残っているため、現像のときに、第２図（ｅ
）に示すように、ポジレジスト膜パターン４′は形状が
・底部ですそを引く形になる。したがって先の酸素プラ
ズマによるポジレジスト膜パターン４′の形状変化とあ
いまって、ＰＭＭＡ膜パターン２′の仕上り寸法が不安
定になる問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、２層レジストプロセスにおける露光前工程として、
溶媒に溶解したＰＭＭＡを半導体ウェーハに塗布する工
程、真空中で熱処理を行なう工程、ノボラック樹脂系ポ
ジレジストを塗布する工程を順次に含むようにしたもの
である。

〔作用〕

上層のノボラック樹脂系ボジレジストヲ塗布する前に、
真空熱処理を行ない、下ノーのＰＭＭＡに含まれる溶媒
を真空中の熱処理で完全に除去するので、ポジレジスト
は変質することなく、ポジレジストの変質層に基因する
欠点を除去できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の第１実施例につき説明
する。第１図は工程順に示した断面図である。第１図（
ａ）は、半導体ウェーハ１にスピナによりＰＭＭＡ２を
塗布した状態であって、溶媒のモノクロルベンゼン３が
含まれていることを図式的に示し゛〔いる。その後市販
の真空ベーク炉で、０．３Ｔｏｒｒの真空下で２００Ｃ
，３０分の熱処理を行なうと、モノクロルベンゼン３は
完全に除去さ扛る（第１図（ｂ口。次に上層のポジレジ
スト４をスピナで塗布し、ポジレジスト４中の溶媒を放
出させ、Ｊ［ｉ３質を安定でぜるために、窒累ふんい気
中で９０Ｃ，３０分の熱処理（第１図（Ｃ）　）　’ｒ
行なう。以下、ポジレジスト４の紫外線の露光、現像に
より所定のポジレジスト膜パターン４′の形成（ｐｇ１
図（ａ）　）　、引きつづき、遠紫外線による露光、モ
ノクロルベンゼンによる現像を行なうことによシ、上層
のポジレジスト膜パターン４′に対応したＰＭＭＡＰｊ
Ａパターン２′を得る（第１図（ｅ））。このプロセス
では、従来の技術で述べた問題点がないので、第１図（
ｄｌ（ｅ）における各パターン、ｉ／　、　２／が正確
に設計どおシ形成される。

上記の第１実施的では、真空熱処理を市販の真空ベーク
炉で行なったが、いかなる形の処理装置でもよい。第２
実施例として、ＰＭＩＶＩＡを塗布した半導体ウェーハ
を２００Ｃに加熱したステージ上に配置し、その周囲ｋ
　Ｏ，Ｉ　Ｔｏｒｒの真空にした状態で５分間保持した
後、ポジレジスト塗布を行ない、同等な効果を得ること
ができた。

〔発明の効果〕 以上、説明したように、本発明は２層レジストプロセス
において、下層のＰＭＭＡ塗布後、真空中で熱処理を行
ない、ＰＭＭＡに含まれる溶媒、モノクロルベンゼンを
完全に放出させることによシ、上層に塗布したポジレジ
ストの変質を除去したものである。こｎにより、上記の
変質層除去のための酸素ブラズム処理を年表とし、ま次
ボジレジス）ＪＱパターンの底部のすそ引きの発生をな
くすことが可能となるので、安定した寸法のＰ　ＭＭ　
Ａ　Ｍパターンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す工程順の断面図、第
２図は従来例の工程順の断面図である。 １・・・半導体ウェーハ、 ２・・・ＰＭＭＡ。 ３・・・モノクロルベンゼン、 ４・・・ポジレジスト、 ５・・・（ポジレジスト）変質層、 ２′、４′・・・パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上層にポジ形ホトレジスト、下層にＰＭＭＡを使用す
   る２層レジストプロセスにおいて露光前工程として、溶
   媒に溶解したＰＭＭＡを半導体ウェーハに塗布する工程
   、真空中で熱処理を行なう工程、ノボラック樹脂系ポジ
   レジストを塗布する工程を順次に含むことを特徴とする
   ２層レジストプロセス。