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JPS6286823A - Formation of fine pattern - Google Patents

Formation of fine pattern

Info

Publication number
JPS6286823A
JPS6286823A JP60228357A JP22835785A JPS6286823A JP S6286823 A JPS6286823 A JP S6286823A JP 60228357 A JP60228357 A JP 60228357A JP 22835785 A JP22835785 A JP 22835785A JP S6286823 A JPS6286823 A JP S6286823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist layer
layer
positive photoresist
ultraviolet rays
photoresist layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60228357A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Asaumi
浅海 慎五
Hidekatsu Obara
秀克 小原
Toshimasa Nakayama
寿昌 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP60228357A priority Critical patent/JPS6286823A/en
Publication of JPS6286823A publication Critical patent/JPS6286823A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a fine pattern of submicron order by irradiating the whole surface of a lower positive type photo resist layer formed on a substrate with a great quantity of ultraviolet rays. CONSTITUTION:A positive type photo resist layer A is formed more thickly than the thickness of a step difference on a substrate which has the step difference and the whole surface of the resist layer A is irradiated with ultraviolet rays. The required quantity of radiation of ultraviolet rays is 1,000mJ/cm<2> or more. A positive type photo resist layer is provided on the resist layer A and then, the upper resist layer is patterned by the selective irradiation of active beam of light and development. The exposed resist layer A is dry-etched by using oxygen gas. This forms a fine pattern of submicron order.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は微細パターン形成方法に関するものである。さ
らに詳しくいえば、本発明は、半導体素子の製造におい
て、段差を有する基板に対するサブミクロンオーダーの
加工に有効な2層レジスト構造の多層レジスト法による
微細パターン形成方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for forming fine patterns. More specifically, the present invention relates to a method for forming fine patterns using a multilayer resist method with a two-layer resist structure, which is effective for processing submicron-order substrates with steps in the manufacture of semiconductor devices.

従来の技術 近年、半導体産業においては、産業用コンピューター、
オフィスオートメーション、パーソナルコンピューター
などの需要が飛躍的に拡大し、その技術も日進月歩の発
展を続けており、これに伴って半導体素子においては高
密度化、高集積化か進み、微細パターンの形成において
も、パターン幅がサブミクロンオーダーの微細加工が要
求されている。現在半導体素子の製造におけるパターン
形成はホトリソグラフィーによって行われておシ、これ
に使用されるホトレジストについても、これまで主流で
あったネガ型のものに代わって、解像度の高いポジ型の
ものが主流になりつつあり、これによってパターン幅1
〜2μmの微細加工が行われるようになってきている。
Conventional technology In recent years, in the semiconductor industry, industrial computers,
Demand for office automation, personal computers, etc. is expanding dramatically, and the technology continues to develop rapidly. Along with this, semiconductor devices are becoming denser and more integrated, and the formation of fine patterns is also progressing. , microfabrication with a pattern width on the order of submicrons is required. Currently, pattern formation in the manufacture of semiconductor devices is performed by photolithography, and the photoresists used for this are now mainly positive-type with high resolution, replacing the negative-type photoresists that were mainstream until now. As a result, the pattern width is 1
Microfabrication of ~2 μm is now being performed.

しかしながら、半導体素子の製造においては、通常基板
に複数回のホトリングラフイ一工程及びエツチング工程
が施されるため、基板に段差が生じ、このような段差の
ある基板にポジ型ホトレジストを塗布して、パターン形
成を行った場合、基板の段差によるホトレジストの塗布
膜厚の不均一性、露光時の活性光線の散乱や焦点のずれ
などの問題が生じ、その結果所望の解像度が得られない
という欠点があった。
However, in the manufacture of semiconductor devices, substrates are usually subjected to multiple photolithography and etching steps, which creates steps on the substrate, and a positive photoresist is applied to the substrate with such steps to form a pattern. When forming a photoresist, there are problems such as non-uniformity of the photoresist coating thickness due to the step difference in the substrate, scattering of actinic rays during exposure, and a shift in focus, and as a result, the desired resolution cannot be obtained. Ta.

したがって、このような欠点を解消する手段として、多
層レジスト法によるパターン形成方法が提案されている
。この多層レジスト法は、基板の段差を埋めて平坦化す
る目的で、下層のレジスト層として基板上に有機高分子
層を形成したのち、この上に上層のレジスト層としてホ
トレジスト層を薄く形成し、このホトレジスト層を通常
の方法によってバターニング後、露出した下層のレジス
ト層に酸素ガスを用いたドライエツチング処理を施すこ
とによシ、微細パターン全得る方法である。
Therefore, as a means to overcome these drawbacks, a pattern forming method using a multilayer resist method has been proposed. This multilayer resist method involves forming an organic polymer layer on a substrate as a lower resist layer, and then forming a thin photoresist layer on top of this as an upper resist layer, in order to fill in the steps and flatten the substrate. After this photoresist layer is patterned by a conventional method, the exposed lower resist layer is subjected to a dry etching process using oxygen gas, thereby obtaining the entire fine pattern.

このような多層レジスト法においては、上層のレジスト
層の耐酸素プラズマ性全利用して下層のレジスト層をド
ライエツチングするため、上層に用いられるレジストと
しては、ネガ型のものに比べて比較的耐酸素プラズマ性
の高いポジ型ホトレジストが好適であ夛、特にケイ素を
含有するポジ型ホトレジストは耐酸素プラズマ性がよシ
優れているので好ましく用いられる。
In this multilayer resist method, the lower resist layer is dry-etched by making full use of the oxygen plasma resistance of the upper resist layer, so the resist used for the upper layer has relatively high resistance compared to negative type resists. Positive photoresists with high oxygen plasma properties are preferred, and positive photoresists containing silicon are particularly preferred because of their excellent oxygen plasma resistance.

さらに、この多層レジスト法においては、基板上に形成
される下層のレジストとその上に直接設けられる上層の
レジストとが、その接触面において変質しない組合せが
必要である。下層に用いられるレジストとしては、耐プ
ラズマ性の高いことから、イミド樹脂や、フェノールノ
ボラック樹脂を用いたポジ型ホトレジストなどが有効で
あることが知られている。しかしながら、上層のレジス
トとしてポジ型ホトレジスト’を用いた場合には、この
ものと該イミド樹脂とはその接触面において混合層を形
成し、また該ポジ型ホトレジストとは溶は合うので、多
層レジスト構造にはならず、その結果所望の解像度が得
られなくなるという問題が生じる。
Furthermore, in this multilayer resist method, a combination is required in which the lower resist layer formed on the substrate and the upper resist layer directly provided thereon do not change in quality at their contact surfaces. As the resist used for the lower layer, it is known that positive photoresists using imide resins and phenol novolak resins are effective because of their high plasma resistance. However, when a positive photoresist is used as the upper layer resist, this material and the imide resin form a mixed layer at the contact surface, and the positive photoresist is soluble, resulting in a multilayer resist structure. As a result, a problem arises in that the desired resolution cannot be obtained.

このポジ型ホトレジストや多層レジスト法は、現在急速
に進んでいる加工寸法の微細化に対応しうる技術である
ため、ポジ型ホトレジストを多層レジスト法における上
層のレジストとして有効に用いる方法の開発は、半導体
工業の発展にとって極めて重要なことである。
This positive photoresist and multilayer resist method are technologies that can respond to the rapidly progressing miniaturization of processing dimensions, so the development of a method to effectively use positive photoresist as the upper layer resist in the multilayer resist method is necessary. This is extremely important for the development of the semiconductor industry.

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような事情のもとで、2層レジス
ト構造の多層レジスト法において、上層及び下層にポジ
型ホトレジストを用いても、その接触面での変質を伴わ
ずに、サブミクロンオーダーの微細パターンを形成しう
る方法を提供することにある。
Problems to be Solved by the Invention Under these circumstances, the purpose of the present invention is to solve the problem that even if positive photoresists are used for the upper and lower layers in a multilayer resist method with a two-layer resist structure, The object of the present invention is to provide a method capable of forming fine patterns on the order of submicrons without causing deterioration.

問題点を解決するための手段 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結
果、基板上に形成された下層のポジ型ホトレジスト層に
紫外線を大量に照射することによシ、該ホトレジスト層
は有機溶剤及びアルカリ水溶液に対して不溶となシ、そ
の目的を達成しうろことを見出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive research to achieve the above object, and have found that by irradiating a large amount of ultraviolet rays to the lower positive photoresist layer formed on the substrate, It was discovered that the photoresist layer was insoluble in organic solvents and alkaline aqueous solutions, thereby achieving the objective, and based on this knowledge, the present invention was completed.

すなわち、本発明は、段差を有する基板上て、ポジ型ホ
トレジスト層を段差よシ厚く形成し、該ホトレジスト層
に紫外線を全面照射したのち、その上に、さらにポジ型
ホトレジスト層を設け、次いで活性光線の選択的照射及
び現像処理を施すことによシ、上層のレジスト層をパタ
ーニングしたのち、露出した下層のレジスト層を酸素ガ
スを用いてドライエツチングすることを特徴とする微細
パターン形成方法を提供するものである。
That is, in the present invention, a positive photoresist layer is formed thicker than the step on a substrate having steps, the entire surface of the photoresist layer is irradiated with ultraviolet rays, a further positive photoresist layer is provided on top of the photoresist layer, and then an activated photoresist layer is formed. Provided is a method for forming a fine pattern, which comprises patterning an upper resist layer by selectively irradiating it with light and developing it, and then dry etching the exposed lower resist layer using oxygen gas. It is something to do.

本発明方法において、下層のレジスト層に使用されるポ
ジ型ホトレジストについては特に制限はなく、ポジ型の
作用を有するものであnばほとんど使用しうるが、好ま
しいポジ型ホトレジストトしては、感光性物質がキノン
ジアジド基含有化合物、例えばオルトベンゾキノンジア
ジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアントラキ
ノンジアジドなどのキノンジアジド類のスルホ/酸とフ
エノール性水酸基又はアミン基を有する化合物とを部分
若しくは完全エステル化、又は部分若しくは完全アミド
化したものが挙げられる。
In the method of the present invention, there are no particular restrictions on the positive photoresist used for the lower resist layer, and most can be used as long as it has a positive effect, but preferred positive photoresists include photosensitive The sulfo/acid of quinonediazides such as orthobenzoquinonediazide, orthonaphthoquinonediazide, orthoanthraquinonediazide and a compound having a phenolic hydroxyl group or amine group are partially or completely esterified, or partially or completely Examples include amidated ones.

フェノール性水酸基又はアミノ基を有する化合物として
は、例えば2,3.4−)リヒドロキシペンゾフエノン
や2.2’、4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ンなどのポリヒドロキシベンゾフェノン、あるいは没食
子酸アルキル、没食子酸アリール、フェノール、p−メ
トキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン
、ビスフェノールA1ナフトール、ピロカテコール、ピ
ロガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロガ
ロール−1,3−ジメチルエーテル、没食子酸、水酸基
を一部残しエステル化又はエーテル化された没食子酸、
アニリン、p−アミノジフェニルアミンなどが挙げられ
る。
Examples of compounds having a phenolic hydroxyl group or amino group include polyhydroxybenzophenones such as 2,3,4-)lyhydroxypenzophenone and 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, or alkyl gallates. Aryl gallate, phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, bisphenol A1 naphthol, pyrocatechol, pyrogallol, pyrogallol monomethyl ether, pyrogallol-1,3-dimethyl ether, gallic acid, esterification or etherification with some hydroxyl groups remaining gallic acid,
Examples include aniline and p-aminodiphenylamine.

また、該ポジ型ホトレジストに配合される被膜形成物質
としては、例えばフェノールやクレゾールなどとアルデ
ヒド類とから得られるノボラック樹脂、アクリル樹脂、
ポリビニルアルコール、ポリビニルアルキルエーテル、
スチレンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレ
ンの重合体、ポリビニルヒドロキシベンゾエート、ポリ
ビニルヒドロキシベンザルなどのアルカリ可溶性樹脂が
有効である。
In addition, examples of film-forming substances to be added to the positive photoresist include novolac resins obtained from phenol, cresol, etc. and aldehydes, acrylic resins,
polyvinyl alcohol, polyvinyl alkyl ether,
Alkali-soluble resins such as copolymers of styrene and acrylic acid, polymers of hydroxystyrene, polyvinylhydroxybenzoate, and polyvinylhydroxybenzal are effective.

該ポジ型ホトレジストは、適邑な溶剤に前記の感光性物
質及び被膜形成物質を溶解し、溶液の形で用いるのが有
利である。
The positive photoresist is advantageously used in the form of a solution, in which the photosensitive material and film-forming material are dissolved in a suitable solvent.

このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノン、イソアミルケトンなどのケ
トン類:エチレングリコール、エチレングリコールモノ
アセテート、ジエチレングリコール又はジエチレングリ
コールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチ
ルエーテル、モノプロピルエーテル、モツプチルエーテ
ル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及
びその誘導体 ジオキサンのような環式エーテル類:及
び酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル
類を挙げることができる。これらは単独で用いてもよい
し、また2種以上混合して用いてもよい。
Examples of such solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, isoamyl ketone; monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, motubutyl ether of ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol or diethylene glycol monoacetate. or polyhydric alcohols such as monophenyl ether and their derivatives; cyclic ethers such as dioxane; and esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明方法においては、前記ポジ型ホトレジストを下層
のレジストとして段差を有する基板上に、平坦化を目的
としてスピンナーなどにより塗布、乾燥したのち、その
全面にわたって紫外線を照射することにより、有機溶剤
及びアルカリ水溶液に不溶性の下層のレジスト層を形成
させる。この際、紫外線の照射量は1000 m J 
/crd以上が必要であシ、その照射量がこれより少な
いと有機溶剤及びアルカリ水溶液に対して完全に不溶性
とならず好ましくない。紫外線発生ランプについては、
looOmJ/d以上の紫外線を照射しつるものであれ
ば特に制限IIiなく、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯
、超高圧水銀灯、アーク灯、キセノンランプなどが用い
られる。
In the method of the present invention, the positive photoresist is applied as a lower resist onto a substrate having steps, using a spinner or the like for the purpose of flattening, dried, and then irradiated with ultraviolet rays over the entire surface to remove organic solvent and alkali. A lower resist layer that is insoluble in the aqueous solution is formed. At this time, the amount of UV irradiation was 1000 mJ
/crd or more is required, and if the irradiation amount is less than this, it will not become completely insoluble in organic solvents and alkaline aqueous solutions, which is not preferable. Regarding ultraviolet light generating lamps,
There is no particular restriction IIi as long as it can irradiate ultraviolet rays of looOmJ/d or more, and for example, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, an arc lamp, a xenon lamp, etc. can be used.

紫外線の照射量は の関係を有しているため、この式より紫外線照射量が1
0100O/Ctf1以上になるようにランプの強度及
び照射時間を適宜選ぶことができる。
Since the amount of UV irradiation has the following relationship, from this formula, the amount of UV irradiation is 1
The intensity of the lamp and the irradiation time can be appropriately selected so that the value is 0100O/Ctf1 or more.

このようにして、下層のレジスト層を紫外線の照射によ
シ有機溶剤及びアルカリ水醇液に対して不溶性としたの
ち、その上に、上層のレジスト層としてポジ型ホトレジ
スト層を設ける。ここで使用すれるポジ型ホトレジスト
としては、前記の下層のレジスト層に使用されるポジ型
ホトレジストを同様に用いうるが、この上層のレジスト
層は優れた耐酸素プラズマ性が要求されるため、特に含
ケイ素ポジ型ホトレジストが好適である。このようなも
のとしては、例えばp−トリメチルシリルフェノールと
フェノール、p−トリメチルシリルフェノールとクレゾ
ール、p−トリ(トリメチルシロキシ)シリルフェノー
ルとクレゾール、トリメチルフェニルシランとフェノー
ル、ジメチルジ(4−ヒドロキシフェニル)シランとフ
ェノール、ジメチルジ(4−ヒドロキシフェニル)シラ
ンとクレゾール、ジメチルジフェニルシランとクレゾー
ルなどとホルマリンとの縮合物及びキノンジアジド基き
有化合物を含有して成る宮ケイ素ポジ型ホトレジストが
好ましく用いられるが、一般にケイ素を含有したポジ型
ホトレジストは耐酸素プラズマ性が高いために、前記以
外のものでも含ケイ素ポジ型ホトレジストであれば使用
することができる。
In this way, after the lower resist layer is made insoluble in organic solvents and alkaline aqueous solutions by irradiation with ultraviolet rays, a positive photoresist layer is provided thereon as an upper resist layer. As the positive photoresist used here, the positive photoresist used for the lower resist layer described above can be used in the same way, but since this upper resist layer is required to have excellent oxygen plasma resistance, especially Silicon-containing positive photoresists are preferred. Examples of such substances include p-trimethylsilylphenol and phenol, p-trimethylsilylphenol and cresol, p-tri(trimethylsiloxy)silylphenol and cresol, trimethylphenylsilane and phenol, and dimethyldi(4-hydroxyphenyl)silane and phenol. , a condensate of dimethyldi(4-hydroxyphenyl)silane and cresol, a condensate of dimethyldiphenylsilane and cresol, etc., and formalin, and a quinonediazide group-containing compound. Since positive photoresists have high oxygen plasma resistance, silicon-containing positive photoresists other than those mentioned above can also be used.

本発明方法においては、このポジ型ホトレジストを上層
のレジストとして、紫外線を照射した下層のレジスト層
上にスピンコーターなどによシ塗布し、乾燥後、キノン
ジアジド基含有化合物が感光し、可溶化するのに適した
活性光線、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀
灯、アーク灯、キセノンランプなどを光源とする活性光
線を、所望のマスクを介して選択的に照射するか、ある
いは電子線を走査しながら照射する。次いで、現像液、
例えば1〜2重量壬水酸化ナトリウム水溶液、テトラメ
チルアンモニウムヒドロキッド水溶液、トリメチル(2
−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド水溶液
などのアルカリ性水溶液により、露光によって可溶化し
た部分を溶解除去することで、下層のレジスト層上にレ
ジストパターンを形成する。次に露出した下層のレジス
ト層を酸素ガスによるドライエツチング、例えばプラズ
マエツチング法、リアクティブイオンエツチング法など
によシエッチングすることで、マスクパターンに忠実な
寸法精度の高い微細パターンを形成することができる。
In the method of the present invention, this positive photoresist is used as an upper resist layer and is coated with a spin coater or the like on the lower resist layer that has been irradiated with ultraviolet rays, and after drying, the quinonediazide group-containing compound is exposed to light and becomes solubilized. Selectively irradiate active light from a light source such as a low-pressure mercury lamp, high-pressure mercury lamp, ultra-high-pressure mercury lamp, arc lamp, or xenon lamp through a desired mask, or scan an electron beam. irradiate while Next, a developer,
For example, 1 to 2 mw of sodium hydroxide aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, trimethyl (2 mw)
A resist pattern is formed on the underlying resist layer by dissolving and removing the portion solubilized by exposure with an alkaline aqueous solution such as -hydroxyethyl) ammonium hydroxide aqueous solution. Next, by etching the exposed lower resist layer by dry etching using oxygen gas, such as plasma etching or reactive ion etching, it is possible to form a fine pattern with high dimensional accuracy that is faithful to the mask pattern. can.

本発明方法において用いる段差を有する基板には、エツ
チング処理が複数回流されたシリコンウェハーのような
その基板自体が凹凸を有するものはもちろん、基板上に
アルミニウムなどの金属が蒸着されるなどして、基板表
面が凹凸を有するものも含まれる。
The substrates with steps used in the method of the present invention include substrates that themselves have irregularities, such as silicon wafers that have been etched multiple times, as well as substrates that have metals such as aluminum deposited on them. It also includes substrates whose surfaces have irregularities.

発明の効果 本発明の微細パターン形成方法は、寸法精度の高いパタ
ーン形成方法として公知の2層レジスト構造の多層レジ
スト法による方法であって、本発明方法によると、基板
上に形成された下層のポジ型ホトレジスト層に大量の紫
外線を全面照射することによシ、該ホトレジスト層は有
機浴剤及びアルカリ水溶液に対して不溶性となるため、
その上に、上層のレジスト層としてさらにポジ型ホトレ
ジスト層を設けても、その接触面での変質は全く起こら
ず、したがって解像度の高いポジ型ホトレジストを多層
レジスト法に利用することができ、サブミクロンオーダ
ーの微11aパターンが容易に形成される。
Effects of the Invention The fine pattern forming method of the present invention is a method using a multilayer resist method with a two-layer resist structure, which is known as a pattern forming method with high dimensional accuracy. By irradiating the entire positive photoresist layer with a large amount of ultraviolet rays, the photoresist layer becomes insoluble in organic bath agents and alkaline aqueous solutions.
Even if a positive-type photoresist layer is further provided as an upper resist layer on top of that, no deterioration occurs at the contact surface. Therefore, a high-resolution positive-type photoresist can be used in the multilayer resist method, and submicron A fine 11a pattern of the order of magnitude can be easily formed.

実施例 次に実施例によって本発BAをさらに詳細に説明する。Example Next, the BA of the present invention will be explained in more detail with reference to examples.

実施例 1、O,amの段差を有する4インチシリコンウェハー
上にアルミニウムを蒸着した基板の表面に、TR−40
00型レジストコーター(タツモ社製)1r:用いて、
クレゾールノボラック樹脂及びす7トキノンジアジドー
5−スルホン酸と2.3.4−)リヒドロキシペンゾフ
エノンとのエステル縮合物を含有するポジ型ホトレジス
トである0FPR−s oo <東京応化工業社製)を
使用し、この固形分に対し、吸光剤として436 nr
cに吸収を有するp−N、N−ジメチルアミノ−p′−
エトキシアゾベンゼン5重量%を添加したものを25μ
mの厚さに塗布し、110℃で90.秒間ホットプレー
トを用いてベークしたのち、365℃mに185mW/
mの強度を有する5KHの超高圧水銀灯を用いて、紫外
線を2分間全面照射した(照射量22200 m J 
/cr& )。
Example 1 TR-40 was applied to the surface of a substrate on which aluminum was deposited on a 4-inch silicon wafer with a step of O, am.
00 type resist coater (manufactured by Tatsumo Co., Ltd.) 1r: using
0FPR-soo (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), which is a positive photoresist containing a cresol novolac resin and an ester condensate of 7-toquinonediazide-5-sulfonic acid and 2.3.4-)lyhydroxypenzophenone 436 nr as a light absorber for this solid content.
p-N,N-dimethylamino-p'- with absorption at c
25μ of ethoxyazobenzene added 5% by weight
Coated to a thickness of 90.m at 110°C. After baking using a hot plate for seconds, the temperature was 185mW/365℃.
The entire surface was irradiated with ultraviolet rays for 2 minutes using a 5 KH ultra-high pressure mercury lamp with an intensity of 22,200 m J
/cr&).

次いで、この上に該レジストゴーターを用いて、含ケイ
素ポジ型ホトレジスト液を塗布し、110℃で90秒間
ホットプレートを用いてベークし、1.3μmの膜厚を
得た。この含ケイ素ポジ型ホトレジスト液は、トリメチ
ルシリルフェノール1七ルトフエノール4モルをホルマ
リン縮合して得た含ケイ素フェノールノボラック樹脂1
00重量部及びナフトキノン−1,2−ジアジド−5−
スルホン酸と2.3.4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ンとの縮合物25重量部を、エチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテ−) 300重量部に溶解したのチ
、0.2μm孔のメンブランフィルタ−を用いてろ過す
ることによって調製した。
Next, a silicon-containing positive photoresist solution was applied thereon using the resist goater, and baked at 110° C. for 90 seconds using a hot plate to obtain a film thickness of 1.3 μm. This silicon-containing positive photoresist solution is a silicon-containing phenol novolak resin obtained by formalin condensation of 4 moles of trimethylsilylphenol and 17 rutophenols.
00 parts by weight and naphthoquinone-1,2-diazide-5-
25 parts by weight of a condensate of sulfonic acid and 2.3.4-trihydroxybenzophenone was dissolved in 300 parts by weight of ethylene glycol monoethyl ether acetate, and filtered using a membrane filter with 0.2 μm pores. It was prepared by

次に、縮小投影露光装置1505 G a A型ウェハ
ーステッパー(日本光学工業社ff)を用い、テストチ
ャートマスク(犬日本印刷社製)を介して露光したのち
、2.38重量係テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液によシ、23℃で30秒間現像した。その結果
含ケイ素ポジ型ホトレジストパターンH1o、sμmの
シャープな断面形状のものが得られた。
Next, using a reduction projection exposure device 1505 Ga A type wafer stepper (Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd. ff), exposure was performed through a test chart mask (manufactured by Inu Nippon Printing Co., Ltd.), and then 2.38 weight percent tetramethylammonium hydroxy The film was developed in an aqueous solution at 23° C. for 30 seconds. As a result, a silicon-containing positive photoresist pattern H1o with a sharp cross-sectional shape of s μm was obtained.

さらに、平行平板型プラズマエツチング装置OAPM−
400(東京応化工業社製)を用いて、圧力10 tn
 Torr、酸素ガス流!10 cc/ min 、 
RF出力50W1処理温度25℃の条件でリアクティブ
イオンエツチングによシ下層のレジスト層をエツチング
したところ、下地基板の凹凸の段差に関係なく上層のレ
ジストパターンに忠実な0.8μmのパターンが得られ
た。
Furthermore, a parallel plate plasma etching device OAPM-
400 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) at a pressure of 10 tn.
Torr, oxygen gas flow! 10cc/min,
When the lower resist layer was etched by reactive ion etching under the conditions of RF output of 50 W and processing temperature of 25°C, a 0.8 μm pattern faithful to the upper resist pattern was obtained regardless of the unevenness of the underlying substrate. Ta.

比較例 実施例において、下層のポジ型ホトレジスト層に紫外線
を照射しないこと以外は、実施例と全く同様な処理を行
った。
Comparative Example In the example, the same treatment as in the example was performed except that the underlying positive photoresist layer was not irradiated with ultraviolet rays.

その結果、下層のレジスト層に紫外線を照射しなかった
ために、上層のレジスト層を塗布によシ設ける際に、下
層のレジスト層が溶解して流れてしまい、ウェハー中心
部には下層のレジスト層は残っておらず、露光、現像後
のレジストパターンは段差による凹凸によって均一なラ
インが得られなかった。
As a result, since the lower resist layer was not irradiated with ultraviolet rays, the lower resist layer melted and flowed away when the upper resist layer was coated, and the lower resist layer did not appear in the center of the wafer. No trace remained, and the resist pattern after exposure and development could not form uniform lines due to unevenness caused by steps.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 段差を有する基板上に、ポジ型ホトレジスト層を段
差より厚く形成し、該ホトレジスト層に紫外線を全面照
射したのち、その上に、さらにポジ型ホトレジスト層を
設け、次いで活性光線の選択的照射及び現像処理を施す
ことにより、上層のレジスト層をパターニングしたのち
、露出した下層のレジスト層を酸素ガスを用いてドライ
エッチングすることを特徴とする微細パターン形成方法
。 2 上層のポジ型ホトレジスト層が含ケイ素ポジ型ホト
レジストから成るものである特許請求の範囲第1項記載
の方法。
[Claims] 1. On a substrate having steps, a positive photoresist layer is formed to be thicker than the steps, the entire surface of the photoresist layer is irradiated with ultraviolet rays, and then a positive photoresist layer is provided on top of the photoresist layer, and then an activated photoresist layer is formed. A method for forming a fine pattern, which comprises patterning an upper resist layer by selectively irradiating a light beam and performing a development process, and then dry etching the exposed lower resist layer using oxygen gas. 2. The method according to claim 1, wherein the upper positive photoresist layer is made of a silicon-containing positive photoresist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60161621A (en) * 1984-02-01 1985-08-23 Matsushita Electronics Corp Manufacture of semiconductor device
JPS60195934A (en) * 1984-03-16 1985-10-04 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション Method of forming resist pattern

Patent Citations (2)

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