JPS6355549A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

パタ−ン形成方法

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JPS6355549A
JPS6355549A JP61198186A JP19818686A JPS6355549A JP S6355549 A JPS6355549 A JP S6355549A JP 61198186 A JP61198186 A JP 61198186A JP 19818686 A JP19818686 A JP 19818686A JP S6355549 A JPS6355549 A JP S6355549A
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JP
Japan
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resist
polymer
thickness
film
rays
Prior art date
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Pending
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JP61198186A
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English (en)
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Shuzo Oshio
大塩 修三
Koichi Kobayashi
孝一 小林
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/7045Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
    • 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
    • G03F7/095Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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〕 芳香族ビニル化合物重合体を素材とするネガレジストを
基板に塗布し、遠紫外線、X線、荷電粒子線等で照射し
、次に上層にシリコン含有ポリマーのレジストを塗布し
、光で露光し、そして現像するパターン形成方法。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、パターン形成方法に関するものであり、さら
に詳しく述べるならば、近年益々微細化しつつあるレジ
ストのパターンを多層プロセスで形成する方法に関する
ものである。
〔従来の技術〕
レジストのパターン形成方法として、従来レジストを単
層で用い、これを現像して得たパターンをエツチング等
のマスクとする方法が一般的であった。しかしながら、
半導体集積回路のデザインルールの微細化、被エツチン
グ材料の難エツチング化が進んだために、単層レジスト
によるパターン形成は限界に来ている。
その対策として、パイレベル、トリレベル等の多層レジ
ストプロセスによるパターン形成が進められ、実用化さ
れつつある。この多層レジストプロセスによるパターン
形成の基本的考え方は、下層レジスト膜を十分にエツチ
ングに耐えうる膜厚とし、上層レジスト膜あるいは中間
膜をエッチングできる膜厚とすることによって、レジス
トに必要とされる機能を、下層レジスト膜とそれ以外の
層とに機能分離し、以て高解像度およびすぐれた耐エツ
チング性を有するレジストパターンを形成するところに
ある。
パイレベルの主流は、O!のRIHに対する耐性に優れ
ているシリコン含をポリマーのレジストを上層レジスト
膜として使用し、露光、パターン形成方法、0□−RI
Eで下層レジスト膜を工・ノチングしてパターンを形成
する方法である(日経マイクロデバイス、1985.8
月号、66−68項)。
シリコン含有ポリマーのレジストを上層膜として使用し
たパイレベル(以下、Si系ポリマーバイレベルと言う
)はトリレベルに比べてプロセスの簡略化を図ることが
できる。Si系ポリマーバイレベルでは、通常下層レジ
スト膜として0FPR−800(東京応化)のようなノ
ボラック系有機ポジレジストを使用することが検討され
ている。これらのノボラック系有機ポジレジストは、塗
布後、200〜300℃程度の温度でのベーキング処理
を受けて、上層レジスト膜の塗布時もしくは現像時の溶
媒に対して不溶化されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、ベーキング処理が200〜300℃程度の高
温で行なわれると、基板(アルミニウム配線、保護膜等
を有する半導体基板、マスクパターン等)がダメージ(
配線、保護膜の熱変形、軟化等)を受ける。
また、0FPR−800等の有機膜は塩素系ドライエツ
チング割に対する耐エツチング性があまり良くないため
、2.0μmの膜厚は不充分であり、4μm程度の膜厚
を必要とする。このような高アスペクト比のレジスト膜
はパターン倒壊や微細パターン部分のエツチング不均一
性をもたらす。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、芳香族ビニル化合物重合体は耐エツチング
性に優れていることに着目し、Si系ポリマーバイレベ
ルの下層レジスト膜として使用できる可能性を見出した
が、解決すべき新たな問題点として、芳香族ビニ、ル化
合物重合体は通常ネガレジストとして使用されている物
質であるため、これを下層レジスト膜として使用すると
、上層レジスト膜もしくは中間膜塗布時に下層レジスト
膜が溶解する溶解性に問題があることに想到した。
これを解決する手段として、遠紫外線、荷電粒子線(電
子線、イオン線等)、X線等、を芳香族ビニル化合物重
合体に照射すると、芳香族ビニル化合物重合体が上層レ
ジスト膜もしくは中間膜(レジスト)の溶媒または現像
液に対して不溶化することを見出し、そして、芳香族ビ
ニル化合物重合体を素材とするネガレジストを基板に塗
布し、不溶化処理後、−iまたは二層の上層膜の露光を
光で行なうことを特徴とするパターン形成方法の発明を
完成した。
本発明において、芳香族ビニル化合物重合体としては、
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、バラ
テルフェニル、ジフェニルメタン、スチレン、プロピル
ベンゼン、安息香酸などと、ビニルとの重合体であって
、ネガレジストとして使用可能なものを、使用すること
ができる。スチレンの化合物としては、ポリスチレン、
ビニル基の一部をハロゲン、特に塩素、で置換したクロ
ルメチル化ポリスチレン、などを使用することができる
不溶化処理前に芳香族ビニル化合物重合体はベータされ
る。この温度は150℃を越えることはなく、100℃
以下でも所望のベータは十分に可能である。
〔作 用〕
本発明による多層レジストプロセスは、Si系ポリマー
バイレベルおよび、シリコン含有ポリマーレジストを上
層レジスト膜とする三層レジスト法に適用されるもので
ある。このプロセスでは、シリコン含有ポリマーのすぐ
れた耐酸素エツチング性により膜厚が薄くでき、また芳
香族ビニル化合物重合体の優れた耐ドライエツチ性によ
り下層レジスト膜の膜厚が薄くできる。このため、レジ
スト全体の膜厚が薄くなり、薄い膜厚でアスペクト比が
小さいファインパターンが形成される。また芳香族ビニ
ル化合物重合体の優れた耐ドライエツチ性により、難エ
ツチング材料のファインパターンも容易に作られるよう
になる。
以下、本発明の詳細な説明する。
〔実施例〕
実施■上 ポリスチレン(Pst)を基板に2.0μmの厚さに塗
布し、100℃で20分間でベータした後、遠紫外光(
Xe−Hgランプ、500W)で2分間露光した。
メタクリレート化ポリフェニルシルセスキオキサン(M
SNR)ネガ型フォトレジストを0.3μmの厚さに塗
布し、80℃で20分間でベータした後、紫外光(露光
強度−10mW/cfil)で10秒間照射し、次にメ
チルイソブチルケトン(MiBK)で1分間ディ、ブ、
リンスした。最後に、プラズマエツチング装置(rfパ
ワー300W、 Ot −101005e、  圧力−
0,02torr)で5分間エツチングを行ない、0.
6μmライン、0.6μmスペースのパターンを形成し
た。
このパターンを利用してAl−2%Cu合金膜(厚さ一
1μm)をプラズマ装置(rfパワー400W 、 5
iC1a  100SCC@l  、  C1,−30
secm、圧力=0.02torr)で4分間エツチン
グした。この条件でエツチングは可能であり、レジスト
の灰化量は、Pstが1.2μmであった。   −実
施拠叢 ポリスチレン(Pst)を基板に2.0μmの厚さに塗
布し、100℃で20分間でベークした後、遠紫外光(
Xe −Hgランプ、500W)で2分間露光した。
続いて、ポリトリメチルシリルプロピン(PSP)ポジ
型フォトレジストを0.3μmの厚さに塗布し、80℃
で20分間でベータした後、紫外光(露光強度−10m
W/ad)で10秒間照射し、次にメチルイソブチルケ
トン(MiBK)で2分間ディップ、リンスした。最後
に、プラズマエツチング装置(rfパワー300W 、
 Oz  101005e  、圧力−0,02tor
r)で5分間エツチングを行なった。
実斯直津1 実施例1のMSNRベークまでを実施例1と同様の条件
で行なった後、遠紫外光(Xe−Hgランプ、500 
W)による露光を行ない、さらに、実施例1のMiBK
現像とプラズマエツチングを実施例1と同様の条件で行
なった。
実施汎土 クロルメチル化ポリスチレン(CMS)を基板に2.0
μmの厚さに塗布し、100℃で20分間でベータした
後、遠紫外光(Xe−Hgランプ、500W)で20秒
間露光した。続いて、実施例1の全工程を実施例1と同
様の条件で行なった。
側F例」一 実施例4と同様に、CMSを基板に2.0μmの厚さに
塗布し、100℃で20分間でベータした後、遠紫外光
(Xe−Hgランプ、500W)で20秒間露光した。
続いて、実施例2のpsp塗布以降の全工程を行なった
災胤拠工 実施例4と同様に、CMSを基板に2.0μmの厚さに
塗布し、100℃で20分間でベークした後、遠紫外光
(Xe −Hgランプ、500W)で20秒間露光した
。続いて、次の工程を行なった。
MSNRSN型ネガトレジストを0.3μmの厚さに塗
布し、80℃で20分間でベークした後、遠紫外光(X
e−Hg 、  500W)で10秒間照射し、以下、
実施例1と同様に、MiBKで1分間ディップ、リンス
し、最後に、プラズマエツチング装置(rfパワー30
W 、 02 101005c  、圧力−0,02t
orr)で5分間エツチングを行なった。
ル較開土 1.0#mAl−2%Cu  (上層) /Sigh 
(中間層)/Stウェハー(基板)に0FPR−800
を2.0μmの厚さに塗布し、200℃、30分の条件
でベークし、MSNRを0.3μmの厚さに塗布し、8
0℃。
20分の条件でベータした。続いて紫外光(露光強度−
・10IIIW/c!a)照射10秒間、次に2分間M
iBKディップ、リンスを行なった。最後に、プラズマ
エツチング装置(rfパワー300W、O□−100s
ecm 、圧力−〇、02torr)で5分間エッチン
グを行なった。
この結果、0.6μmライン、0.6μmスペースのパ
ターンが形成された。
このパターンを利用してAt−2%Cu合金膜(厚さ一
1μm)をプラズマ装置(rfパワー400W 、 5
iC1n −100secm  、 C1g −30s
ecm 、圧力−〇、02torr)で4分間エツチン
グしたところ、合金膜がエツチングされる前にレジスト
がエツチングされてしまい、レジストはマスクとしての
役割を果たさなかった。
此jlf鉗1 比較例1と同様の方法でパターンを形成した。
ただし、下層の0FPR−800の膜厚を4.0 p 
mとし、またプラズマエツチング時間を10分間とした
この結果、0.8μmライン、0.8μmスペースのパ
ターンが形成されたが、比較例1に比べると解像性は劣
っている。
このパターンを利用してAl−2%Cu合金膜(厚さ一
1μm)をエツチングした。プラズマ装置(rfパワー
400W 、 SiC1m −101005e 、 C
I。
−30secm、圧力−0,02torr)で4分間エ
ツチングしたところ、合金膜がエツチングされた。また
レジストの灰化量は0FPR2,5μmであった。
〔発明の効果〕
遠紫外線、荷電粒子線、X線等、を芳香族ビニル化合物
重合体に照射すると、シリコン含有ポリマーレジストの
塗布性が良好になり、その優れた特性が十分に活かされ
ることとなり、高解像性と耐ドライエツチング性を有す
るパターンが形成される。また、遠紫外線、荷電粒子線
、X線等、を芳香族ビニル化合物重合体に照射すると、
そのベーキング温度が著しく低下するので、基板がダメ
ージを受は難くなる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、多層レジストプロセスによるパターン形成方法にお
    いて、芳香族ビニル化合物重合体を素材とするネガレジ
    ストを基板に塗布し、遠紫外線、X線または荷電粒子線
    で照射し、そして上層膜のレジストの露光を光で行なう
    ことを特徴とするパターン形成方法。 2、上層膜が一層のシリコン含有ポリマーである特許請
    求の範囲第1項記載のパターン形成方法。
JP61198186A 1986-08-26 1986-08-26 パタ−ン形成方法 Pending JPS6355549A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008032819A1 (fr) * 2006-09-15 2008-03-20 Hoya Corporation Ébauche de masque et procédé de fabrication de masque de transfert

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008032819A1 (fr) * 2006-09-15 2008-03-20 Hoya Corporation Ébauche de masque et procédé de fabrication de masque de transfert
JP2008070799A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Hoya Corp マスクブランク及び転写マスクの製造方法
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