JP2002231601A - Method of forming resist pattern, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of forming resist pattern, and method of manufacturing semiconductor device

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JP2002231601A
JP2002231601A JP2001021373A JP2001021373A JP2002231601A JP 2002231601 A JP2002231601 A JP 2002231601A JP 2001021373 A JP2001021373 A JP 2001021373A JP 2001021373 A JP2001021373 A JP 2001021373A JP 2002231601 A JP2002231601 A JP 2002231601A
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JP
Japan
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temperature
heat treatment
range
pattern
resist pattern
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Application number
JP2001021373A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuko Yamaguchi
優子 山口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming a resist pattern, by which the dimension of a resist pattern can be reduced with high dimensional controllability, regardless of the roughness and denseness of the pattern, and to provide a method of manufacturing a semiconductor device using the method. SOLUTION: At heat treatment on the resist pattern for adjusting the dimension of the pattern after the pattern has been formed by lithography, heat treatment is performed at a temperature T1( deg.C), which falls within the range of T2( deg.C) to T+4 deg.C (where T2 is the softening temperature of the resist forming the pattern). Alternatively, the heat treatment is divided into a first heat treatment, which is performed at a temperature T3( deg.C) (T3<T2) and a second heat treatment which is performed at the temperature T1( deg.C) (T1>=T2). Still alternatively, the heat treatment is performed, by continuously making the temperature change from the temperature T3( deg.C) (T3<T2) to the temperature T1( deg.C) (T1>=T2).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レジストパター
ンの形成方法および半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for forming a resist pattern and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、素子の微細化が進み、フォトリソ
グラフィ工程で形成されるパターンに対し、より一層の
微細化が要求されている。この要求を満たすべく、これ
までに露光波長の短波長化、露光装置のレンズの高NA
(開口数)化、レジスト材料の最適化など、レジストパ
ターンの微細化の方法が数多く提案されている中、特開
平1−307228号公報および特開平7−45510
号公報に記載されているように、未露光部レジストから
なるレジストパターンを形成した後、レジスト軟化温度
以上の温度で加熱処理を行い、レジストの熱流動により
パターンを微細化する方法がある。
2. Description of the Related Art In recent years, elements have been miniaturized, and patterns formed in a photolithography process have been required to be further miniaturized. In order to satisfy this demand, the exposure wavelength has been shortened, and the high NA
While many methods for miniaturizing a resist pattern, such as (numerical aperture) and optimizing a resist material, have been proposed, JP-A-1-307228 and JP-A-7-45510 have been proposed.
As described in Japanese Patent Application Publication, there is a method in which after forming a resist pattern composed of an unexposed portion resist, a heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the resist softening temperature, and the pattern is miniaturized by thermal flow of the resist.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、ウエハ全体のレジストパターン全てが熱流動
するため、非対称なパターン配置での形状の歪みや寸法
制御性が悪いなどの問題がある。特に、ピッチの狭い密
集パターンにおいては、単位体積当たりの流動させられ
るレジスト体積の比率が疎配列パターンのそれに比べて
小さくなるため、加熱処理による変化量が小さくなる。
すなわち、加熱処理によるレジストパターンの変形量が
パターンの疎密差によって変動し、特に、密パターンで
は、加熱処理によるパターン寸法の縮小化の制御は困難
である。
However, in the above-mentioned method, since all the resist patterns on the entire wafer thermally flow, there are problems such as shape distortion in asymmetric pattern arrangement and poor dimensional controllability. In particular, in a dense pattern with a narrow pitch, the ratio of the volume of the resist flown per unit volume is smaller than that in the sparsely arranged pattern, so that the amount of change due to the heat treatment is small.
That is, the amount of deformation of the resist pattern due to the heat treatment varies due to the difference in density between the patterns, and it is difficult to control the pattern size reduction by the heat treatment, particularly for a dense pattern.

【0004】したがって、この発明が解決しようとする
課題は、パターンの疎密にかかわらず、高い寸法制御性
でパターン寸法の縮小化を図ることができるレジストパ
ターンの形成方法およびそのようなレジストパターンの
形成方法を用いた半導体装置の製造方法を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a resist pattern and a method of forming a resist pattern capable of reducing the pattern size with high dimensional controllability irrespective of the pattern density. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device using the method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の第1の発明は、リソグラフィによりレジ
ストパターンを形成した後、そのパターン寸法を調整す
るために加熱処理を行うようにしたレジストパターンの
形成方法において、レジストパターンの形成に用いるレ
ジストの軟化温度をT2 (℃)としたとき、T2 ≦T1
≦T2 +5℃の範囲内の温度T1 (℃)で加熱処理を行
うようにしたことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, a resist pattern is formed by lithography, and a heat treatment is performed to adjust the pattern size. In the method of forming a resist pattern, when the softening temperature of the resist used to form the resist pattern is T 2 (° C.), T 2 ≦ T 1
The heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of ≦ T 2 + 5 ° C.

【0006】この発明の第2の発明は、リソグラフィに
よりレジストパターンを形成した後、そのパターン寸法
を調整するために加熱処理を行う工程を有する半導体装
置の製造方法において、レジストパターンの形成に用い
るレジストの軟化温度をT2 (℃)としたとき、T2
1 ≦T2 +4℃の範囲内の温度T1 (℃)で加熱処理
を行うようにしたことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a step of forming a resist pattern by lithography and then performing a heat treatment for adjusting the pattern dimension. T 2 (° C.), T 2
The heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 1 ≦ T 2 + 4 ° C.

【0007】この発明の第1および第2の発明において
は、加熱処理によるレジストの急激な流動を効果的に抑
え、緩和な流動を実現する観点から、加熱処理の温度T
1 (℃)は、好適にはT2 +3.5℃以下、より好適に
はT2 +3℃以下とする。一方、高い寸法制御性を維持
しながら加熱処理によりレジストを流動させる観点か
ら、加熱処理の温度T1 (℃)は、好適にはT2 +0.
5℃以上、より好適にはT2 +1℃以上とする。加熱処
理の温度T1 (℃)は、これらの上限および下限の各組
み合わせの範囲内の温度に設定することができる。
In the first and second aspects of the present invention, from the viewpoint of effectively suppressing the rapid flow of the resist due to the heat treatment and realizing a gentle flow, the heat treatment temperature T
1 (° C.) is preferably T 2 + 3.5 ° C. or less, more preferably T 2 + 3 ° C. or less. On the other hand, from the viewpoint of flowing the resist by heat treatment while maintaining high dimensional controllability, the temperature T 1 (° C.) of the heat treatment is preferably T 2 +0.
5 ° C. or higher, more preferably T 2 + 1 ° C. or higher. The temperature T 1 (° C.) of the heat treatment can be set to a temperature within the range of each combination of these upper and lower limits.

【0008】この発明の第3の発明は、リソグラフィに
よりレジストパターンを形成した後、そのパターン寸法
を調整するために加熱処理を行うようにしたレジストパ
ターンの形成方法において、レジストパターンの形成に
用いるレジストの軟化温度をT2 (℃)としたとき、T
3 <T2 の範囲内の温度T3 (℃)で第1の加熱処理を
行う工程と、第1の加熱処理を行った後、T1 ≧T2
範囲内の温度T1 (℃)で第2の加熱処理を行う工程と
を有することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a resist pattern forming method in which a resist pattern is formed by lithography, and then a heat treatment is performed to adjust the pattern size. T 2 (° C.), the softening temperature of
A step of performing a first heat treatment at a temperature T 3 (° C.) in a range of 3 <T 2 and a temperature T 1 (° C.) in a range of T 1 ≧ T 2 after performing the first heat treatment. And performing a second heat treatment.

【0009】この発明の第4の発明は、リソグラフィに
よりレジストパターンを形成した後、そのパターン寸法
を調整するために加熱処理を行う工程を有する半導体装
置の製造方法において、レジストパターンの形成に用い
るレジストの軟化温度をT2 (℃)としたとき、T3
2 の範囲内の温度T3 (℃)で第1の加熱処理を行う
工程と、第1の加熱処理を行った後、T1 ≧T2 の範囲
内の温度T1 (℃)で第2の加熱処理を行う工程とを有
することを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a resist pattern by lithography and then performing a heat treatment for adjusting the pattern size. T 2 (° C.), the softening temperature of T 3 <
Performing a first heat treatment at a temperature T 3 (° C.) within a range of T 2 , and performing a first heat treatment at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 1 ≧ T 2 after performing the first heat treatment. 2) performing a heat treatment.

【0010】この発明の第3および第4の発明において
は、流動は開始しないが、レジスト内の構成樹脂分子内
のセグメントの運動あるいは分子内運動が活発な均一状
態を得る観点から、第1の加熱処理の温度T3 (℃)
は、好適にはT2 −2℃以上、より好適にはT2 −1.
5℃以上、より好適にはT2 −1℃以上、さらに好適に
はT2 −0.5℃以上とし、一方、好適にはT2 −0.
5℃以下とする。この第1の加熱処理の温度T3 (℃)
は、これらの上限および下限の各組み合わせの範囲内の
温度に設定することができる。また、第2の加熱処理の
温度T1 (℃)については、この発明の第1および第2
の発明と同様である。
In the third and fourth aspects of the present invention, the flow does not start, but from the viewpoint of obtaining a uniform state in which the movement of the segments in the constituent resin molecules in the resist or the intramolecular movement is active. Heat treatment temperature T 3 (° C)
Is preferably T 2 -2 ° C. or higher, more preferably T 2 -1.
5 ° C. or higher, more preferably T 2 −1 ° C. or higher, still more preferably T 2 −0.5 ° C. or higher, while preferably T 2 −0.
5 ° C. or less. Temperature T 3 (° C.) of this first heat treatment
Can be set to a temperature within the range of each combination of these upper and lower limits. Further, the temperature T 1 (° C.) of the second heat treatment is determined according to the first and second embodiments of the present invention.
It is the same as the invention of the above.

【0011】この発明の第5の発明は、リソグラフィに
よりレジストパターンを形成した後、そのパターン寸法
を調整するために加熱処理を行うようにしたレジストパ
ターンの形成方法において、T2 −2℃≦T3 <T2
範囲内の温度T3 (℃)から、T2 ≦T1 ≦T2 +4℃
の範囲内の温度T1 (℃)に温度を連続的に変化させな
がら上記加熱処理を行うようにしたことを特徴とするも
のである。
[0011] The fifth invention of the present invention, after forming a resist pattern by lithography, the resist pattern forming method which is to perform a heat treatment to adjust the pattern dimension, T 2 -2 ℃ ≦ T From the temperature T 3 (° C.) in the range of 3 <T 2 , T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C.
The above heat treatment is performed while continuously changing the temperature to a temperature T 1 (° C.) within the range described above.

【0012】この発明の第6の発明は、リソグラフィに
よりレジストパターンを形成した後、そのパターン寸法
を調整するために加熱処理を行う工程を有する半導体装
置の製造方法において、T2 −2℃≦T3 <T2 の範囲
内の温度T3 (℃)から、T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の範
囲内の温度T1 (℃)に温度を連続的に変化させながら
上記加熱処理を行うようにしたことを特徴とするもので
ある。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a step of forming a resist pattern by lithography and then performing a heat treatment for adjusting the pattern dimension, wherein T 2 -2 ° C. ≦ T The above heat treatment is performed while the temperature is continuously changed from a temperature T 3 (° C.) in a range of 3 <T 2 to a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. It is characterized by doing so.

【0013】この発明の第5および第6の発明において
は、温度T3 (℃)についてはこの発明の第3および第
4の発明と同様であり、温度T1 (℃)についてはこの
発明の第1および第2の発明と同様である。
In the fifth and sixth aspects of the present invention, the temperature T 3 (° C.) is the same as the third and fourth aspects of the present invention, and the temperature T 1 (° C.) This is the same as the first and second inventions.

【0014】この発明におけるT1 、T2 、T3 の関係
を図1に示す。この発明において、典型的には、レジス
トパターンは繰り返しパターンを有する。具体的には、
そのパターン形状は、円、楕円、溝などの形状、あるい
は、複数の曲線や辺からなる輪郭を有する抜き形状を有
する。
FIG. 1 shows the relationship among T 1 , T 2 , and T 3 in the present invention. In the present invention, typically, the resist pattern has a repeating pattern. In particular,
The pattern shape has a shape such as a circle, an ellipse, a groove, or a punched shape having a contour including a plurality of curves and sides.

【0015】上述のように構成されたこの発明の第1お
よび第2の発明においては、リソグラフィにより形成さ
れたレジストパターンに加熱処理を施す際、その加熱温
度を未露光部レジストの軟化温度近傍の温度に設定する
ことにより、レジストの急激な流動を抑えることができ
る。これにより、単位体積当たりの流動させられるレジ
ストの体積の比率が互いに異なるパターンの疎密差が存
在する場合においても、通常のパターン形成時の疎密依
存性傾向を保持し、パターン寸法をリサイズすることが
可能となる。
In the first and second aspects of the present invention configured as described above, when a heating process is performed on a resist pattern formed by lithography, the heating temperature is set to a value close to the softening temperature of the unexposed portion resist. By setting the temperature, rapid flow of the resist can be suppressed. Thereby, even when there is a density difference between patterns in which the volume ratio of the resist to be flown per unit volume is different from each other, it is possible to maintain the tendency of density dependence during normal pattern formation and resize the pattern dimension. It becomes possible.

【0016】上述のように構成されたこの発明の第3お
よび第4の発明においては、第2の加熱処理によりレジ
ストを流動させる前に、その軟化温度より低く、かつ、
軟化温度に近い温度で加熱処理を行うことにより、流動
は開始しないが、レジスト内の構成樹脂分子内のセグメ
ントの運動あるいは分子内運動が活発な均一状態ができ
る。そして、この状態で、未露光部レジストの軟化温度
以上でその温度近傍の温度での第2の加熱処理を行うこ
とにより、非常に緩和なパターン流動を実現することが
できる。これにより、単位体積当たりの流動させられる
レジストの体積の比率が互いに異なるパターンの疎密差
が存在する場合においても、通常のパターン形成時の疎
密依存性傾向を保持し、パターン寸法をリサイズするこ
とが可能となる。
In the third and fourth aspects of the present invention, the softening temperature is lower than the softening temperature of the resist before flowing the resist by the second heat treatment.
By performing the heat treatment at a temperature close to the softening temperature, the flow does not start, but a uniform state in which the movement of the segments in the constituent resin molecules in the resist or the intramolecular movement is active can be obtained. Then, in this state, by performing the second heat treatment at a temperature higher than or equal to the softening temperature of the unexposed portion resist, a very gentle pattern flow can be realized. Thereby, even when there is a density difference between patterns in which the volume ratio of the resist to be flown per unit volume is different from each other, it is possible to maintain the tendency of density dependence during normal pattern formation and resize the pattern dimension. It becomes possible.

【0017】上述のように構成されたこの発明の第5お
よび第6の発明においては、未露光部レジストの軟化温
度より低く、かつ、軟化温度に近い温度T3 (℃)か
ら、未露光部レジストの軟化温度以上でその温度近傍の
温度T1 (℃)まで温度を連続的に変化させながら加熱
処理を行うことにより、流動は開始しないが、レジスト
内の構成樹脂分子内のセグメントの運動あるいは分子内
運動が活発な均一状態から出発して流動状態に変化させ
ることができ、非常に緩和なパターン流動を実現するこ
とができる。これにより、単位体積当たりの流動させら
れるレジストの体積の比率が互いに異なるパターンの疎
密差が存在する場合においても、通常のパターン形成時
の疎密依存性傾向を保持し、パターン寸法をリサイズす
ることが可能となる。
In the fifth and sixth aspects of the present invention constructed as described above, the temperature of the unexposed portion is lower than the softening temperature of the unexposed portion resist and close to the softening temperature T 3 (° C.). By performing the heat treatment while continuously changing the temperature to a temperature T 1 (° C.) which is equal to or higher than the softening temperature of the resist, the flow does not start, but the movement of the segments in the constituent resin molecules in the resist or Starting from a homogeneous state in which intramolecular motion is active, the state can be changed to a flowing state, and a very gentle pattern flow can be realized. Thereby, even when there is a density difference between patterns in which the volume ratio of the resist to be flown per unit volume is different from each other, it is possible to maintain the tendency of density dependence during normal pattern formation and resize the pattern dimension. It becomes possible.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、特に説明のな
い限り、精密濾過後のフォトレジスト溶液の取り扱いお
よび実施プロセスは温湿度管理のされたイエロールーム
のクリーンルーム内で行った。図2はこの発明の一実施
形態によるレジストパターンの形成方法のプロセスフロ
ーを示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Unless otherwise specified, the handling and implementation process of the photoresist solution after microfiltration was performed in a clean room of a yellow room where temperature and humidity were controlled. FIG. 2 shows a process flow of a method for forming a resist pattern according to an embodiment of the present invention.

【0019】この一実施形態においては、まず、被加工
基板上にレジストを所定の膜厚、例えば膜厚0.73μ
m塗布する(工程1)。基板としては、シリコンウエハ
や表面に各種の絶縁膜や配線、電極などが形成された段
差を有するシリコンウエハやその他の半導体ウエハなど
を用いることができるが、ここでは一例として8インチ
のシリコンウエハを用いる。また、レジスト材料として
は、ポジ型のKrF用化学増幅型レジスト(アセタール
タイプ)を用いるが、これに限られない。すなわち、熱
流動を起こすレジスト材料であれば他のものを用いるこ
ともでき、露光波長もKrFに限定されるものではな
い。また、後述するベーク温度や加熱温度、時間はこれ
に限らない。レジスト塗布、現像には、東京エレクトロ
ン社製ACT8を用いた。
In this embodiment, first, a resist is coated on a substrate to be processed to a predetermined thickness, for example, 0.73 μm.
m (Step 1). As the substrate, a silicon wafer, a silicon wafer having steps on which various insulating films, wirings, electrodes, etc. are formed on the surface or other semiconductor wafers can be used. Here, an 8-inch silicon wafer is used as an example. Used. Further, as the resist material, a positive type chemically amplified resist for KrF (acetal type) is used, but is not limited thereto. That is, any other resist material that causes heat flow can be used, and the exposure wavelength is not limited to KrF. Further, the baking temperature, heating temperature, and time described later are not limited thereto. ACT8 manufactured by Tokyo Electron Ltd. was used for resist coating and development.

【0020】次に、通常のフォトリソグラフィプロセス
により所望の部分のレジストを選択的に除去してパター
ンを形成する際、次に示す工程を行った。レジスト塗布
後、その塗布基板をホットプレート上に載置し、90℃
の加熱温度で1分間のプリベーク処理を行い(工程
2)、次に、ニコン社製KrFスキャナー(NSR−2
02A)にてコンタクトホールパターン形成用のフォト
マスク(レチクル)を介して55mJ/cm2 の露光量
で露光する(工程3)。
Next, when forming a pattern by selectively removing a desired portion of the resist by a normal photolithography process, the following steps were performed. After applying the resist, the coated substrate is placed on a hot plate at 90 ° C.
Prebaking treatment at a heating temperature of 1 minute (step 2), and then a Nikon KrF scanner (NSR-2)
02A), exposure is performed at an exposure amount of 55 mJ / cm 2 through a photomask (reticle) for forming a contact hole pattern (step 3).

【0021】引き続いて、露光後の基板をホットプレー
ト上に載置し、100℃の加熱温度で1分間のポストエ
クスポージャベーク処理を行う(工程4)。この後、
2.38%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に
て現像を行い(工程5)、さらに純水でリンスを行い
(工程6)、レジストパターンを形成する。
Subsequently, the exposed substrate is placed on a hot plate and subjected to a post-exposure bake treatment at a heating temperature of 100 ° C. for one minute (Step 4). After this,
The resist pattern is formed by developing with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (step 5) and rinsing with pure water (step 6).

【0022】通常、この後に、現像後の基板をホットプ
レート上に載置し、110℃の加熱温度で1分間のポス
トベーク処理を行うと(工程7)、マスク上直径260
nm相当の孤立ホール(スペース2μm)の設計に対
し、直径260nmのコンタクトホールパターンが形成
される。また、使用したレチクルには、パターン配列の
密度の異なる、すなわち隣接パターンとの距離を変化さ
せた複数の配列を含ませた。これを、この発明の効果を
示すに当たり、リファレンスとする。このリファレンス
のプロセスフローは図2のAに相当し、スペース260
nmの密パターン配列と、スペース2000nmの疎パ
ターン配列での各々のホール径測定結果は図3のAに示
すとおりである。
Usually, after this, the substrate after development is placed on a hot plate and subjected to a post-baking treatment at a heating temperature of 110 ° C. for 1 minute (step 7).
A contact hole pattern having a diameter of 260 nm is formed for the design of an isolated hole (space 2 μm) equivalent to nm. The reticle used includes a plurality of arrays having different pattern array densities, that is, different distances from adjacent patterns. This is used as a reference when showing the effect of the present invention. The process flow of this reference corresponds to FIG.
The measurement results of the hole diameters in the dense pattern arrangement of nm and the sparse pattern arrangement of 2000 nm in space are as shown in FIG.

【0023】工程6で形成されたレジストパターンに対
し、その軟化温度T2 =135℃に対し、T1 =136
℃で90秒間加熱処理を行った(工程8)。プロセスフ
ローは図2のBに相当し、スペース260nmの密パタ
ーン配列と、スペース2000nmの疎パターン配列で
の各々のホール径測定結果は図3のBに示すとおりであ
る。
The resist pattern formed in step 6 has a softening temperature T 2 = 135 ° C. and T 1 = 136.
Heat treatment was performed at 90 ° C. for 90 seconds (step 8). The process flow corresponds to FIG. 2B, and the hole diameter measurement results for the dense pattern array with a space of 260 nm and the sparse pattern array with a space of 2000 nm are as shown in FIG. 3B.

【0024】工程6で形成されたレジストパターンに対
し、その軟化温度T2 =135℃に対し、T1 =138
℃で45秒間加熱処理を行った(工程9)。プロセスフ
ローは図2のBに相当し、スペース260nmの密パタ
ーン配列と、スペース2000nmの疎パターン配列で
の各々のホール径測定結果は図3のCに示すとおりであ
る。
For the resist pattern formed in step 6, the softening temperature T 2 = 135 ° C., and T 1 = 138.
Heat treatment was performed at 45 ° C. for 45 seconds (step 9). The process flow corresponds to B in FIG. 2, and the measurement results of the hole diameters in the dense pattern arrangement in the space of 260 nm and the sparse pattern arrangement in the space of 2000 nm are as shown in FIG.

【0025】工程6で形成されたレジストパターンに対
し、その軟化温度T2 =135℃に対し、T3 =134
℃で60秒間加熱処理を行い、その後にT1 =138℃
で45秒間加熱処理を行った(工程10)。プロセスフ
ローは図2のCに相当し、スペース260nmの密パタ
ーン配列と、スペース2000nmの疎パターン配列で
の各々のホール径測定結果は図3のDに示すとおりであ
る。
For the resist pattern formed in step 6, the softening temperature T 2 = 135 ° C., and T 3 = 134.
C. for 60 seconds, then T 1 = 138 ° C.
For 45 seconds (step 10). The process flow corresponds to C in FIG. 2, and the measurement results of the hole diameters in the dense pattern arrangement in the space 260 nm and the sparse pattern arrangement in the space 2000 nm are as shown in FIG. 3D.

【0026】工程6で形成されたレジストパターンに対
し、140℃で45秒間加熱処理を行った(工程1
1)。スペース260nmの密パターン配列と、スペー
ス2000nmの疎パターン配列での各々のホール径測
定結果は図3のEに示すとおりである。これは、この発
明との比較例であり、図3のB、C、Dの寸法疎密差と
比較して、著しく大きく疎密依存性が出た。
The resist pattern formed in step 6 was subjected to a heat treatment at 140 ° C. for 45 seconds (step 1).
1). The hole diameter measurement results for the dense pattern arrangement in the 260 nm space and the sparse pattern arrangement in the 2000 nm space are as shown in FIG. 3E. This is a comparative example with the present invention. Compared with the dimensional difference of B, C, and D in FIG.

【0027】工程6で形成されたレジストパターンに対
し、138℃で60秒間加熱処理を行った(工程1
2)。スペース260nmの密パターン配列と、スペー
ス2000nmの疎パターン配列での各々のホール径測
定結果は図3のFに示すとおりである。これは、この発
明との比較例であり、図3のB、C、Dの寸法疎密差と
比較して、著しく大きく疎密依存性が出た。
The resist pattern formed in step 6 was subjected to a heat treatment at 138 ° C. for 60 seconds (step 1).
2). The measurement results of the hole diameters in the dense pattern arrangement in the space 260 nm and the sparse pattern arrangement in the space 2000 nm are as shown in FIG. 3F. This is a comparative example with the present invention. Compared with the dimensional difference of B, C, and D in FIG.

【0028】図3からわかるように、工程7の基準にな
るホール寸法に対し、工程8、9、10のプロセスによ
って、パターンの縮小化が実現されている。しかしなが
ら、疎密依存性がプロセスによって異なっており、この
発明の範囲内での工程8、9、10に対しては疎密依存
性が顕著に低減されており、一方、この発明の範囲外で
の工程11、12に対しては顕著に疎密依存性が出てい
る。
As can be seen from FIG. 3, the pattern size is reduced by the processes of Steps 8, 9, and 10 with respect to the hole size serving as the reference of Step 7. However, the coarse / dense dependencies are different for each process, and the coarse / dense dependencies are significantly reduced for steps 8, 9 and 10 within the scope of the present invention, while the steps outside the scope of the present invention are reduced. 11 and 12 have remarkably coarse / dense dependency.

【0029】また、工程6で形成されたレジストパター
ンに対し、その軟化温度T2 =135℃に対し、T3
134℃からT1 =138℃まで連続的に90秒間かけ
て温度を変化させて加熱処理を行った。プロセスフロー
は図2のDに相当する。その結果、疎密依存性の小さい
微細ホールを形成することができた。図4に、各加熱処
理条件に対するホール径測定結果のパターン配列の疎密
依存性(スペース依存性)を示す。
The resist pattern formed in step 6 has a softening temperature T 2 = 135 ° C. and T 3 =
The heat treatment was performed while changing the temperature continuously from 134 ° C. to T 1 = 138 ° C. over 90 seconds. The process flow corresponds to D in FIG. As a result, it was possible to form a fine hole having a small dependency on density. FIG. 4 shows the coarse / dense dependency (space dependency) of the pattern arrangement of the hole diameter measurement result for each heat treatment condition.

【0030】以上のように、この一実施形態によれば、
リソグラフィプロセスにおいてレジストパターン形成後
の現像リンス後に、未露光部レジストの軟化温度近傍の
温度T1 で加熱処理を施し、あるいは、未露光部レジス
トの軟化温度より低く、軟化温度近傍の温度T3 で加熱
処理を施した後に未露光部レジストの軟化温度近傍の温
度T1 で加熱処理を施し、あるいは、未露光部レジスト
の軟化温度より低く、軟化温度近傍の温度T3 から未露
光部レジストの軟化温度近傍の温度T1 まで温度を連続
的に変化させながらで加熱処理を施していることによ
り、パターン変形後の疎密依存性を低減した微細なパタ
ーンの形成が可能になる。特に、微細化が困難とされる
複数の密度の異なる配列パターンが同一層に存在する微
細ホールを形成することができ、超LSIの製造をフォ
トリソグラフィを用いて実現することが可能となる。
As described above, according to this embodiment,
After forming a resist pattern after development rinsing in a lithographic process, a heat treatment at a temperature T 1 of the softening temperature near the unexposed portion resist applied, or lower than the softening temperature of the unexposed portions resist, at a temperature T 3 of the softening temperature near After the heat treatment, heat treatment is performed at a temperature T 1 near the softening temperature of the unexposed portion resist, or the unexposed portion resist is softened from a temperature T 3 lower than the softening temperature of the unexposed portion resist and near the softening temperature. by that the heat treatment is performed while continuously changing the temperature to the temperature T 1 of the temperature near, it is possible to form a fine pattern having reduced density dependency after the pattern deformation. In particular, it is possible to form fine holes in which a plurality of arrangement patterns of different densities, which are difficult to miniaturize, are present in the same layer, and it is possible to realize the manufacture of an VLSI using photolithography.

【0031】この一実施形態によるレジストパターンの
形成方法は、各種の半導体装置、具体的には、例えば、
MOSLSI、CMOSLSI、バイポーラLSI、バ
イポーラ−CMOSLSIなどにおいて各種のパターン
をエッチングやイオン注入などにより形成するのに適用
することができる。
The method of forming a resist pattern according to this embodiment is applicable to various semiconductor devices, specifically, for example,
In a MOS LSI, a CMOS LSI, a bipolar LSI, a bipolar CMOS LSI, and the like, the present invention can be applied to forming various patterns by etching, ion implantation, or the like.

【0032】以上、この発明の一実施形態について具体
的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種
の変形が可能である。
Although the embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. .

【0033】例えば、上述の一実施形態において挙げた
数値、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応
じて、これらと異なる数値、プロセスなどを用いること
ができる。
For example, the numerical values and processes described in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values and processes can be used as necessary.

【0034】なお、リソグラフィによりレジストパター
ンを形成した後に、レジストの軟化温度近傍の温度で加
熱処理を施すことによりパターン寸法を縮小するプロセ
スにおいて、被処理層とレジスト層との間に樹脂組成膜
層を介在させることにより、パターン寸法変化量制御レ
ンジ(イニシャルのパターン寸法と、それから加熱処理
によりパターンが流動し、リサイズする際の限界寸法と
の寸法差の幅)を拡大し、その処理の有無を利用して、
所望の微細寸法のレジストパターンを形成することがで
きる。より具体的には、被処理層とフォトレジスト層と
の間に樹脂組成膜層を介在させると、介在させない時と
比べて、パターン形成後の加熱処理でのパターン縮小量
が大きく、より微細な寸法を得ることが可能である。ま
た、同一平面上で、被処理層とフォトレジスト層との間
に樹脂組成膜層を、選択的に存在するところとしないと
ころとを設け、これにより、パターン形成後のウエハ全
面での同一加熱処理で、選択的にパターンの寸法を制御
することが可能である。
In the process of forming a resist pattern by lithography and then performing heat treatment at a temperature near the softening temperature of the resist to reduce the pattern size, a resin composition film layer is interposed between the layer to be processed and the resist layer. To increase the pattern size change control range (the width of the difference between the initial pattern size and the critical dimension when the pattern flows due to heat treatment and resizing), and determines whether or not the processing is performed. Use
A resist pattern having a desired fine dimension can be formed. More specifically, when a resin composition film layer is interposed between the layer to be processed and the photoresist layer, the amount of pattern reduction in the heat treatment after pattern formation is large, It is possible to obtain dimensions. Further, on the same plane, a resin composition film layer is selectively provided between a layer to be processed and a photoresist layer, and a portion where the resin composition film layer is not provided is provided. In processing, it is possible to selectively control the dimensions of the pattern.

【0035】すなわち、上記の特開平1−307228
号公報および特開平7−45510号公報に記載されて
いる方法では、ウエハ全体のレジストパターン全てが熱
流動するため、非対称なパターン配置での形状の歪みや
寸法制御性が悪いなどの問題がある上、同一熱条件にお
いても、イニシャル径の大きさによって縮小量が異なる
ことや、パターン配列の疎密ピッチによってもその縮小
量が異なるなど、実際の製造工程で使用するには解決し
なければならないハードルが幾つかあるが、上記の方法
によりこれらの問題を解決することが可能である。
That is, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei.
In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-45510 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-45510, since the entire resist pattern of the wafer thermally flows, there are problems such as distortion of the shape in an asymmetric pattern arrangement and poor dimensional controllability. Above, even under the same thermal conditions, the hurdles that must be solved for use in the actual manufacturing process, such as the reduction amount differs depending on the size of the initial diameter and the reduction amount differs depending on the pitch of the pattern arrangement, etc. There are several methods, but these methods can solve these problems.

【0036】すなわち、形成されたレジストパターンに
加熱処理を施す際、レジストが流動し、パターンの寸法
が縮小される。寸法の縮小量を決める因子としては、レ
ジスト組成物の物性、加熱処理温度、時間、パターン形
状、パターン配列、加熱ステップなど、複数の条件によ
り決まる。これらの因子に関しては、これまでに多くの
検討、議論がなされているが、ここでは、上述の因子の
ほかに、この流動が起こる際に、流動するレジストパタ
ーンとそのパターン下に存在する下層との関係を見い出
したものである。
That is, when a heat treatment is performed on the formed resist pattern, the resist flows and the dimensions of the pattern are reduced. Factors that determine the size reduction amount are determined by a plurality of conditions such as the physical properties of the resist composition, the heat treatment temperature, time, pattern shape, pattern arrangement, and heating step. Many studies and discussions have been made on these factors so far, but here, in addition to the above-mentioned factors, when this flow occurs, the resist pattern that flows and the lower layer existing under the pattern The relationship was found.

【0037】加熱処理により流動するレジストパターン
では、レジスト層と下層との間の界面張力が、またパタ
ーン界面では、レジスト層と下層とのそれぞれに界面張
力が働いている。加熱処理による流動に抵抗する力が、
下層との界面で働く。すなわち、これらの力のバランス
によって、加熱処理によるレジストパターンの流動状態
に変化を与え、結果的に加熱処理による寸法変化量に大
きく影響するものと考えられる。つまり、界面張力と下
層の表面張力との和ベクトルに対し、上述の加熱処理に
よるレジストパターンの流動の方向ベクトルが大きい場
合、レジストパターンは流動しやすくなり、寸法縮小量
を大きくすることができるため、イニシャルの寸法を大
きく設定することができ、リソグラフィ特性裕度を確保
しやすくなる効果が得られる。またこの時、単位温度当
たりの流動量が大きいため、加熱処理温度を低めに設定
することができ、パターン開口部肩のだれ形状を小さく
抑える効果がある。
In a resist pattern flowing by heat treatment, interfacial tension acts between the resist layer and the lower layer, and at the pattern interface, interfacial tension acts on the resist layer and the lower layer. The force that resists the flow due to the heat treatment
Works at the interface with the lower layer. That is, it is considered that the balance of these forces changes the flow state of the resist pattern due to the heat treatment, and consequently greatly affects the dimensional change amount due to the heat treatment. That is, when the direction vector of the flow of the resist pattern by the above-described heat treatment is large with respect to the sum vector of the interfacial tension and the surface tension of the lower layer, the resist pattern is likely to flow and the size reduction amount can be increased. , The size of the initial can be set large, and the effect of easily securing the lithography characteristic margin can be obtained. Further, at this time, since the flow rate per unit temperature is large, the heat treatment temperature can be set lower, and there is an effect of suppressing the drooping shape of the shoulder of the pattern opening.

【0038】逆に、界面張力と下層の表面張力との和ベ
クトルに対し、上述の加熱処理によるレジストパターン
の流動の方向ベクトルが大きくない場合、レジストパタ
ーンは流動しにくくなり、所望の縮小量を確保するため
には、加熱処理温度を高めに設定しなければならない。
これにより、レジストパターンのリサイズ後の壁形状が
弓状に湾曲したり、開口部肩が大きくだれ形状になり、
被処理層の加工工程に悪影響をもたらす。
Conversely, if the direction vector of the flow of the resist pattern due to the above-mentioned heat treatment is not large relative to the sum vector of the interfacial tension and the surface tension of the lower layer, the resist pattern becomes difficult to flow and the desired reduction amount is reduced. To ensure this, the heat treatment temperature must be set higher.
As a result, the wall shape of the resist pattern after resizing is curved in an arc shape, or the shoulder of the opening becomes a drooping shape,
This has an adverse effect on the processing steps of the layer to be processed.

【0039】以下このプロセスの具体例について説明す
る。なお、特に説明のない限り、精密濾過後のフォトレ
ジスト溶液の取り扱いおよび実施プロセスは、温湿度管
理のされたイエロールームのクリーンルームで行った。
また、フォトレジスト膜の露光および現像までは、常法
にしたがって行うことができる。基板としては、シリコ
ンウエハや表面に各種の絶縁膜や配線、電極などが形成
された段差を有するシリコンウエハやその他の半導体ウ
エハなどを用いることができる。図5はこのレジストパ
ターンの形成方法のプロセスフローを示す。また、図6
にこのプロセスによりレジストパターンのホール寸法が
縮小される様子を示す。
Hereinafter, a specific example of this process will be described. Unless otherwise specified, the handling and implementation process of the photoresist solution after the microfiltration was performed in a clean room of a yellow room where temperature and humidity were controlled.
The exposure and development of the photoresist film can be performed according to a conventional method. As the substrate, a silicon wafer, a silicon wafer having steps on which various insulating films, wirings, electrodes, and the like are formed on the surface, other semiconductor wafers, and the like can be used. FIG. 5 shows a process flow of the method for forming a resist pattern. FIG.
FIG. 4 shows how the hole size of the resist pattern is reduced by this process.

【0040】具体例1 まず、基板上にレジストを膜厚0.73μm塗布した。
基板としてはベアシリコンウエハを用いた。また、レジ
スト材料としてはポジ型のKrF用化学増幅型レジスト
(アセタールタイプ)を用いたが、これに限られず、熱
流動を起こすレジスト材料であれば他のものを用いるこ
ともできる。また、露光波長もKrFに限定されるもの
ではない。また、後述するベーク温度や加熱温度、時間
はこれらに限られない。レジスト塗布、現像には東京エ
レクトロン社製ACT8を使用した。塗布に関しては、
コータを用いたが、これに限られない。以上のことは後
述する具体例においても同様である。次に、通常のフォ
トリソグラフィプロセスにより所望の部分のレジストを
選択的に除去してパターンを形成する際、次に示す工程
を行った。レジスト塗布後、その塗布基板をホットプレ
ート上に載置し、90℃の加熱温度で1分間のプリベー
ク処理を行い、次に、ニコン社製KrFスキャナー(N
SR−202A)にて、コンタクトホールパターンのフ
ォトマスク(レチクル)を介して60mJ/cm2 の露
光量で露光した。引き続いて、露光後の基板をホットプ
レート上に載置し、100℃の加熱温度で1分間のポス
トエクスポージャーベーク処理を行った。この後、2.
38%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液にて現
像を行い、さらに純水でリンスを行い、レジストパター
ンを形成する(工程A)。
Specific Example 1 First, a resist was applied to a thickness of 0.73 μm on a substrate.
A bare silicon wafer was used as a substrate. Further, as the resist material, a positive type chemically amplified resist for KrF (acetal type) was used, but the present invention is not limited to this, and any other resist material that causes heat flow can be used. Further, the exposure wavelength is not limited to KrF. Further, the baking temperature, heating temperature, and time described later are not limited to these. ACT8 manufactured by Tokyo Electron Ltd. was used for resist coating and development. Regarding application,
Although a coater was used, it is not limited to this. The same applies to the specific examples described later. Next, when a pattern was formed by selectively removing a desired portion of the resist by a normal photolithography process, the following steps were performed. After applying the resist, the coated substrate is placed on a hot plate and subjected to a pre-baking process at a heating temperature of 90 ° C. for 1 minute, and then a Nikon KrF scanner (N
In SR-202A), exposure was performed at an exposure amount of 60 mJ / cm 2 through a photomask (reticle) having a contact hole pattern. Subsequently, the exposed substrate was placed on a hot plate and subjected to a post-exposure bake treatment at a heating temperature of 100 ° C. for 1 minute. After this, 2.
Development is carried out with a 38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, followed by rinsing with pure water to form a resist pattern (Step A).

【0041】通常、この後に、現像後の基板をホットプ
レート上に載置し、110℃の加熱温度で1分間のポス
トベーク処理を行うと、マスク上直径260nm相当の
ホール(スペース0.52μm)の設計に対し、240
nmのコンタクトホールパターンが形成される。これを
上述の加熱処理の効果を示すに当たり、ベアシリコンウ
エハ上のリファレンス(イニシャルパターン)とする。
また、ここで述べているポストベーク処理とは、現像、
リンス後のウエハの乾燥を目的とするプロセスである。
これに対し、以下に多数出てくる加熱処理とは、イニシ
ャルのレジストパターンを流動させて、リサイズするこ
とを目的とするプロセスを指す。
Usually, after this, the substrate after development is placed on a hot plate and subjected to a post-baking process at a heating temperature of 110 ° C. for 1 minute, whereby a hole (a space of 0.52 μm) equivalent to a 260 nm diameter on the mask is formed. 240 design
nm contact hole pattern is formed. This is used as a reference (initial pattern) on a bare silicon wafer to show the effect of the above-described heat treatment.
In addition, the post-bake treatment described here refers to development,
This is a process for drying the wafer after rinsing.
On the other hand, the heat treatment that appears in many cases below refers to a process intended to flow and resize an initial resist pattern.

【0042】具体例2 工程Aで形成されたレジストパターンに対し、140℃
で90秒間加熱処理を行った。この結果、ホールパター
ン寸法は198nmになった。
Example 2 The resist pattern formed in step A was heated to 140 ° C.
For 90 seconds. As a result, the hole pattern size became 198 nm.

【0043】具体例3 同様に、基板上にレジストを膜厚0.73μm塗布し
た。基板としては、ベアシリコンウエハ上にSiO2
を成膜したものを用いた。また、具体例1で使用したも
のと同じポジ型のKrF用化学増幅型レジスト(アセタ
ールタイプ)を用いた。次に、通常のフォトリソグラフ
ィプロセスにより所望の部分のレジストを選択的に除去
してレジストパターンを形成する際、次に示す工程を行
った。レジスト塗布後、その塗布基板をホットプレート
上に載置し、90℃の加熱温度で1分間のプリベーク処
理を行い、次に、ニコン社製KrFスキャナー(NSR
−202A)にて、コンタクトホールパターンのフォト
マスク(レチクル)を介して、53mJ/cm2 で露光
した。引き続いて、露光後の基板をホットプレート上に
載置し、100℃の加熱温度で1分間のポストエクスポ
ージャーベーク処理を行った。この後、2.38%の水
酸化テトラメチルアンモニウム水溶液にて現像し、純水
でリンスを行い、レジストパターンを形成する(工程
B)。
As in Example 3 , a resist was applied to a thickness of 0.73 μm on the substrate. As the substrate, a substrate in which a SiO 2 film was formed on a bare silicon wafer was used. Further, the same positive type chemically amplified resist for KrF (acetal type) as used in Example 1 was used. Next, when a resist pattern was formed by selectively removing a desired portion of the resist by a normal photolithography process, the following steps were performed. After applying the resist, the coated substrate is placed on a hot plate and subjected to a pre-bake treatment at a heating temperature of 90 ° C. for 1 minute, and then a Nikon KrF scanner (NSR)
At -202A), exposure was performed at 53 mJ / cm 2 through a photomask (reticle) having a contact hole pattern. Subsequently, the exposed substrate was placed on a hot plate and subjected to a post-exposure bake treatment at a heating temperature of 100 ° C. for 1 minute. Thereafter, the resist pattern is developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and rinsed with pure water to form a resist pattern (Step B).

【0044】通常、この後に、現像後の基板をホットプ
レート上に載置し、110℃の加熱温度で1分間のポス
トベーク処理を行うと、マスク上直径260nm相当の
ホール(スペース0.52μm)の設計に対し、215
nmのコンタクトホールパターンが形成される。これを
上述の加熱処理の効果を示すに当たり、SiO2 膜上で
のリファレンス(イニシャルパターン)とする。
Usually, after this, the substrate after development is placed on a hot plate and subjected to a post-baking treatment at a heating temperature of 110 ° C. for 1 minute, whereby a hole (space 0.52 μm) having a diameter of 260 nm on the mask is obtained. 215 for the design of
nm contact hole pattern is formed. This is used as a reference (initial pattern) on the SiO 2 film to show the effect of the above heat treatment.

【0045】具体例4 工程Bで形成されたレジストパターンに対し、138℃
で90秒間加熱処理を行った。この結果、ホールパター
ン寸法は188nmとなった。
Example 4 The resist pattern formed in the step B was 138 ° C.
For 90 seconds. As a result, the hole pattern size was 188 nm.

【0046】具体例5 工程Bで形成されたレジストパターンに対し、140℃
で60秒間加熱処理を行った。この結果、ホールパター
ン寸法は177nmとなった。
Example 5 The resist pattern formed in step B was
For 60 seconds. As a result, the hole pattern size was 177 nm.

【0047】具体例6 工程Bで形成されたレジストパターンに対し、140℃
で90秒間加熱処理を行った。この結果、ホールパター
ン寸法は165nmとなった。
Example 6 The resist pattern formed in step B was heated at 140 ° C.
For 90 seconds. As a result, the hole pattern size became 165 nm.

【0048】具体例7 次に、ベアシリコンウエハ上に、市販のディープUV用
有機反射防止膜(例えば、BARCと呼ばれるもの)を
70nmの膜厚に塗布し、220℃で60秒間加熱処理
した後、その上にレジストを膜厚0.73μm塗布し
た。ここでは、樹脂組成物膜として市販のディープUV
用有機反射防止材料を使用するが、これに限られない。
上層に載せるレジスト膜とインターミキシングを起こさ
ない(すなわち、界面で両層が混じり合うことがない)
材料であれば用いることができ、目的によっては反射防
止機能が付与されなくてもよい。
Specific Example 7 Next, a commercially available organic anti-reflection film for deep UV (for example, called BARC) is applied to a thickness of 70 nm on a bare silicon wafer, and is heated at 220 ° C. for 60 seconds. A resist was applied thereon with a thickness of 0.73 μm. Here, a commercially available deep UV is used as a resin composition film.
Organic anti-reflective material is used, but is not limited to this.
Does not cause intermixing with the resist film on the upper layer (that is, the two layers do not mix at the interface)
Any material can be used, and the antireflection function may not be provided depending on the purpose.

【0049】下層膜塗布には、東京エレクトロン社製A
CT8を使用した。塗布にはコータを用いたが、これに
限られない。次に、通常のフォトリソグラフィプロセス
により所望の部分のレジストを選択的に除去してレジス
トパターンを形成する際、次に示す工程を行った。レジ
スト塗布後、その塗布基板をホットプレート上に載置
し、90℃の加熱温度で1分間のプリベーク処理を行
い、次に、ニコン社製KrFスキャナー(NSR−20
2A)にて、コンタクトホールパターンのフォトマスク
を介して、59mJ/cm2 の露光量で露光した。引き
続いて、露光後の基板をホットプレート上に載置し、1
00℃の加熱温度で1分間のポストエクスポージャーベ
ーク処理を行った。この後、2.38%の水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液にて現像し、さらに純水でリ
ンスを行い、レジストパターンを形成する(工程C)。
For coating the lower layer film, A
CT8 was used. Although a coater was used for application, it is not limited to this. Next, when a resist pattern was formed by selectively removing a desired portion of the resist by a normal photolithography process, the following steps were performed. After applying the resist, the coated substrate is placed on a hot plate and subjected to a pre-bake treatment at a heating temperature of 90 ° C. for 1 minute, and then a Nikon KrF scanner (NSR-20)
2A), exposure was performed at a light exposure of 59 mJ / cm 2 through a photomask having a contact hole pattern. Subsequently, the exposed substrate is placed on a hot plate and
A post-exposure bake treatment was performed at a heating temperature of 00 ° C. for one minute. Thereafter, the resist pattern is developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and rinsed with pure water to form a resist pattern (Step C).

【0050】通常、この後に、現像後の基板をホットプ
レート上に載置し、110℃の加熱温度で1分間のポス
トベーク処理を行うと、マスク上直径260nm相当の
ホール(スペース0.52μm)の設計に対し、240
nmのコンタクトホールパターンが形成される。これを
上述の加熱処理の効果を示すに当たり、基板とレジスト
層との間に樹脂組成物膜層を介在させた場合のリファレ
ンス(イニシャルパターン)とする。
Normally, after this, the substrate after development is placed on a hot plate and subjected to a post-baking process at a heating temperature of 110 ° C. for 1 minute, whereby a hole having a diameter of 260 nm (space 0.52 μm) on the mask is formed. 240 design
nm contact hole pattern is formed. This is used as a reference (initial pattern) in the case where a resin composition film layer is interposed between the substrate and the resist layer to show the effect of the above-described heat treatment.

【0051】具体例8 工程Cで形成されたレジストパターンに対し、138℃
で60秒間加熱処理を行った。その結果、ホールパター
ン寸法は201nmとなった。
EXAMPLE 8 The resist pattern formed in step C was 138.degree.
For 60 seconds. As a result, the hole pattern size was 201 nm.

【0052】具体例9 工程Cで形成されたレジストパターンに対し、138℃
で90秒間加熱処理を行った。その結果、ホールパター
ン寸法は183nmとなった。
EXAMPLE 9 The resist pattern formed in step C was 138.degree.
For 90 seconds. As a result, the hole pattern size was 183 nm.

【0053】図7に種々の条件に対するパターン寸法の
変化量を示す。また、図8にウエハの断面形状を示す。
FIG. 7 shows the amount of change in the pattern size under various conditions. FIG. 8 shows a cross-sectional shape of the wafer.

【0054】以上のように、基板とレジスト層との間に
樹脂組成膜層を介在させることにより、パターン変形後
の加熱処理によるパターン寸法の縮小量制御レンジを拡
大することが可能になった。これにより、加熱処理によ
るレジストパターンの変形を抑え、また、樹脂組成膜層
が存在するところと存在しないところとを設けること
で、疎密依存性を低減した微細なパターンの形成が可能
になる。特に、微細化が困難とされる複数の密度の異な
る配列パターンが同一層に存在するホールを形成するこ
とができ、超LSIの製造がフォトリソグラフィを用
い、実現することが可能である。
As described above, by interposing the resin composition film layer between the substrate and the resist layer, it becomes possible to expand the control range of the amount of reduction of the pattern dimension by the heat treatment after the pattern deformation. Thus, deformation of the resist pattern due to the heat treatment is suppressed, and a fine pattern with reduced dependency on density can be formed by providing a portion where the resin composition film layer exists and a portion where the resin composition film layer does not exist. In particular, a plurality of arrangement patterns having different densities, which are difficult to miniaturize, can form holes in the same layer, and the manufacture of an VLSI can be realized using photolithography.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レジストパターンの形成に用いるレジストの軟化温
度をT2 (℃)としたとき、T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の
範囲内の温度T1 (℃)で加熱処理を行い、あるいは、
3 <T2 の範囲内の温度T3 (℃)で第1の加熱処理
を行った後、T1 ≧T2 の範囲内の温度T1 (℃)で第
2の加熱処理を行い、あるいは、T2 −2℃≦T3 <T
2 の範囲内の温度T3 (℃)から、T2 ≦T1 ≦T2
4℃の範囲内の温度T1 (℃)に温度を連続的に変化さ
せながら加熱処理を行うようにしていることにより、パ
ターンの疎密にかかわらず、高い寸法制御性でパターン
寸法の縮小化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, when the softening temperature of a resist used for forming a resist pattern is T 2 (° C.), the softening temperature falls within the range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Heat treatment at a temperature T 1 (° C.)
After performing the first heat treatment at a temperature T 3 (° C.) within a range of T 3 <T 2, a second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 1 ≧ T 2 , Alternatively, T 2 -2 ° C. ≦ T 3 <T
From the temperature T 3 (° C.) within the range of 2 , T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 +
By performing the heat treatment while continuously changing the temperature to a temperature T 1 (° C.) within the range of 4 ° C., the pattern size can be reduced with high dimensional controllability regardless of the density of the pattern. Can be planned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明によるレジストパターンの形成方法に
おける加熱処理の温度の関係を示す略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a temperature relationship of a heat treatment in a method for forming a resist pattern according to the present invention.

【図2】この発明の一実施形態によるレジストパターン
の形成方法のプロセスフローを示す略線図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a process flow of a method for forming a resist pattern according to an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の一実施形態によるレジストパターン
の形成方法の効果を説明するための略線図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the effect of the method for forming a resist pattern according to one embodiment of the present invention;

【図4】この発明の一実施形態によるレジストパターン
の形成方法におけるリフロープロセスによる疎密依存性
を示す略線図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the density dependence by a reflow process in the method for forming a resist pattern according to one embodiment of the present invention;

【図5】パターン寸法を縮小化するための他の方法を説
明するためのプロセスフローを示す略線図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a process flow for explaining another method for reducing a pattern size.

【図6】パターン寸法を縮小化するための他の方法を説
明するための断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining another method for reducing a pattern dimension.

【図7】パターン寸法を縮小化するための他の方法の効
果を説明するための略線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an effect of another method for reducing a pattern dimension.

【図8】パターン寸法を縮小化するための他の方法を説
明するための略線図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining another method for reducing a pattern size.

Claims (60)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リソグラフィによりレジストパターンを
形成した後、そのパターン寸法を調整するために加熱処
理を行うようにしたレジストパターンの形成方法におい
て、 上記レジストパターンの形成に用いるレジストの軟化温
度をT2 (℃)としたとき、T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにし
たことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
1. A after forming a resist pattern by lithography, the resist pattern forming method which is to perform a heat treatment to adjust the pattern dimension, the softening temperature of the resist used for forming the resist pattern T 2 A method of forming a resist pattern, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C.
【請求項2】 T2 ≦T1 ≦T2 +3.5℃の範囲内の
温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたことを
特徴とする請求項1記載のレジストパターンの形成方
法。
2. The formation of a resist pattern according to claim 1, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. Method.
【請求項3】 T2 ≦T1 ≦T2 +3℃の範囲内の温度
1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたことを特徴
とする請求項1記載のレジストパターンの形成方法。
3. The method for forming a resist pattern according to claim 1, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C.
【請求項4】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +4℃の範
囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにした
ことを特徴とする請求項1記載のレジストパターンの形
成方法。
4. The resist pattern according to claim 1, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Formation method.
【請求項5】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3.5℃
の範囲内の温度T1(℃)で上記加熱処理を行うように
したことを特徴とする請求項1記載のレジストパターン
の形成方法。
5. T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C.
2. The method for forming a resist pattern according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within the range of ( 1 ).
【請求項6】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3℃の範
囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにした
ことを特徴とする請求項1記載のレジストパターンの形
成方法。
6. The resist pattern according to claim 1, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Formation method.
【請求項7】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +4℃の範囲内
の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたこと
を特徴とする請求項1記載のレジストパターンの形成方
法。
7. The formation of a resist pattern according to claim 1, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Method.
【請求項8】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3.5℃の範
囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにした
ことを特徴とする請求項1記載のレジストパターンの形
成方法。
8. The resist pattern according to claim 1, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. Formation method.
【請求項9】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3℃の範囲内
の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたこと
を特徴とする請求項1記載のレジストパターンの形成方
法。
9. The formation of a resist pattern according to claim 1, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Method.
【請求項10】 上記レジストパターンは繰り返しパタ
ーンを有することを特徴とする請求項1記載のレジスト
パターンの形成方法。
10. The method according to claim 1, wherein the resist pattern has a repetitive pattern.
【請求項11】 リソグラフィによりレジストパターン
を形成した後、そのパターン寸法を調整するために加熱
処理を行うようにしたレジストパターンの形成方法にお
いて、 上記レジストパターンの形成に用いるレジストの軟化温
度をT2 (℃)としたとき、T3 <T2 の範囲内の温度
3 (℃)で第1の加熱処理を行う工程と、 上記第1の加熱処理を行った後、T1 ≧T2 の範囲内の
温度T1 (℃)で第2の加熱処理を行う工程とを有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
11. A method for forming a resist pattern, wherein after forming a resist pattern by lithography, a heat treatment is performed to adjust the pattern dimension, wherein the softening temperature of the resist used for forming the resist pattern is set to T 2. (° C.), performing a first heat treatment at a temperature T 3 (° C.) within a range of T 3 <T 2 , and after performing the first heat treatment, satisfying T 1 ≧ T 2 Performing a second heat treatment at a temperature T 1 (° C.) within the range.
【請求項12】 T2 −2℃≦T3 <T2 の範囲内の温
度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項11記載のレジストパターンの形
成方法。
12. The resist pattern according to claim 11, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 −2 ° C. ≦ T 3 <T 2. Formation method.
【請求項13】 T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の範囲内の温
度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項11記載のレジストパターンの形
成方法。
13. The resist pattern according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Forming method.
【請求項14】 T2 −2℃≦T3 <T2 の範囲内の温
度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行い、T2 ≦T1
≦T2 +4℃の範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加
熱処理を行うようにしたことを特徴とする請求項11記
載のレジストパターンの形成方法。
14. The first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 -2 ° C. ≦ T 3 <T 2 , and T 2 ≦ T 1
12. The method of forming a resist pattern according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of ≦ T 2 + 4 ° C.
【請求項15】 T2 −1.5℃≦T3 <T2 の範囲内
の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項11記載のレジストパターン
の形成方法。
15. The method according to claim 11, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 −1.5 ° C. ≦ T 3 <T 2 . A method for forming a resist pattern.
【請求項16】 T2 −1℃≦T3 <T2 の範囲内の温
度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項11記載のレジストパターンの形
成方法。
16. The resist pattern according to claim 11, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 -1 ° C. ≦ T 3 <T 2. Formation method.
【請求項17】 T2 −0.5℃≦T3 <T2 の範囲内
の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項11記載のレジストパターン
の形成方法。
17. The method according to claim 11, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 −0.5 ° C. ≦ T 3 <T 2 . A method for forming a resist pattern.
【請求項18】 T2 −2℃≦T3 ≦T2 −0.5℃の
範囲内の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項11記載のレジストパ
ターンの形成方法。
18. The method according to claim 1, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 −2 ° C. ≦ T 3 ≦ T 2 −0.5 ° C. 12. The method for forming a resist pattern according to item 11.
【請求項19】 T2 −1.5℃≦T3 ≦T2 −0.5
℃の範囲内の温度T 3 (℃)で上記第1の加熱処理を行
うようにしたことを特徴とする請求項11記載のレジス
トパターンの形成方法。
19. TTwo-1.5 ° C ≦ TThree≤TTwo-0.5
Temperature T in the range of ° C Three(° C) to perform the first heat treatment.
The resist according to claim 11, wherein:
Pattern formation method.
【請求項20】 T2 −1℃≦T3 ≦T2 −0.5℃の
範囲内の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項11記載のレジストパ
ターンの形成方法。
20. The method according to claim 1, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 -1 ° C. ≦ T 3 ≦ T 2 −0.5 ° C. 12. The method for forming a resist pattern according to item 11.
【請求項21】 T2 ≦T1 ≦T2 +3.5℃の範囲内
の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項11記載のレジストパターン
の形成方法。
21. The resist according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. The method of forming the pattern.
【請求項22】 T2 ≦T1 ≦T2 +3℃の範囲内の温
度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項11記載のレジストパターンの形
成方法。
22. The resist pattern according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Forming method.
【請求項23】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +4℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項11記載のレジストパ
ターンの形成方法。
23. The method according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Method of forming resist pattern.
【請求項24】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3.5
℃の範囲内の温度T 1 (℃)で上記第2の加熱処理を行
うようにしたことを特徴とする請求項11記載のレジス
トパターンの形成方法。
24. TTwo+ 0.5 ° C ≦ T1≤TTwo+3.5
Temperature T in the range of ° C 1(° C) to perform the second heat treatment.
The resist according to claim 11, wherein:
Pattern formation method.
【請求項25】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項11記載のレジストパ
ターンの形成方法。
25. The method according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Method of forming resist pattern.
【請求項26】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +4℃の範囲
内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うように
したことを特徴とする請求項11記載のレジストパター
ンの形成方法。
26. The resist according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. The method of forming the pattern.
【請求項27】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3.5℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項11記載のレジストパ
ターンの形成方法。
27. The method according to claim 11, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. Method of forming resist pattern.
【請求項28】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3℃の範囲
内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項11記載のレジストパターンの形
成方法。
28. The formation of a resist pattern according to claim 11, wherein said heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Method.
【請求項29】 上記レジストパターンは繰り返しパタ
ーンを有することを特徴とする請求項11記載のレジス
トパターンの形成方法。
29. The method according to claim 11, wherein the resist pattern has a repeating pattern.
【請求項30】 リソグラフィによりレジストパターン
を形成した後、そのパターン寸法を調整するために加熱
処理を行うようにしたレジストパターンの形成方法にお
いて、 T2 −2℃≦T3 <T2 の範囲内の温度T3 (℃)か
ら、T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の範囲内の温度T1 (℃)
に温度を連続的に変化させながら上記加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とするレジストパターンの形成方
法。
30. A method for forming a resist pattern, comprising forming a resist pattern by lithography and then performing a heat treatment to adjust the pattern dimension, wherein T 2 −2 ° C. ≦ T 3 <T 2 Temperature T 1 (° C.) within the range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. from the temperature T 3 (° C.)
A method of forming a resist pattern, wherein the heat treatment is performed while continuously changing the temperature.
【請求項31】 リソグラフィによりレジストパターン
を形成した後、そのパターン寸法を調整するために加熱
処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、 上記レジストパターンの形成に用いるレジストの軟化温
度をT2 (℃)としたとき、T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。
After forming the 31. The resist pattern by lithography, in a manufacturing method of a semiconductor device having a step of performing heat treatment to adjust the pattern dimension, the resist pattern a softening temperature of the resist used to form the T 2 (C) wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C.
【請求項32】 T2 ≦T1 ≦T2 +3.5℃の範囲内
の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたこと
を特徴とする請求項31記載の半導体装置の製造方法。
32. The semiconductor device according to claim 31, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. Method.
【請求項33】 T2 ≦T1 ≦T2 +3℃の範囲内の温
度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたことを特
徴とする請求項31記載の半導体装置の製造方法。
33. The method according to claim 31, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C.
【請求項34】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +4℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項31記載の半導体装置の製造
方法。
34. The semiconductor device according to claim 31, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Manufacturing method.
【請求項35】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3.5
℃の範囲内の温度T 1 (℃)で上記加熱処理を行うよう
にしたことを特徴とする請求項31記載の半導体装置の
製造方法。
35. TTwo+ 0.5 ° C ≦ T1≤TTwo+3.5
Temperature T in the range of ° C 1(° C)
32. The semiconductor device according to claim 31, wherein
Production method.
【請求項36】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項31記載の半導体装置の製造
方法。
36. The semiconductor device according to claim 31, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Manufacturing method.
【請求項37】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +4℃の範囲
内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項31記載の半導体装置の製造方
法。
37. The semiconductor device according to claim 31, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Method.
【請求項38】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3.5℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項31記載の半導体装置の製造
方法。
38. The semiconductor device according to claim 31, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. Manufacturing method.
【請求項39】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3℃の範囲
内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項31記載の半導体装置の製造方
法。
39. The semiconductor device according to claim 31, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Method.
【請求項40】 上記レ1ストパターンは繰り返しパタ
ーンを有することを特徴とする請求項37記載の半導体
装置の製造方法。
40. The method according to claim 37, wherein the least pattern has a repeating pattern.
【請求項41】 リソグラフィによりレジストパターン
を形成した後、そのパターン寸法を調整するために加熱
処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、 上記レジストパターンの形成に用いるレジストの軟化温
度をT2 (℃)としたとき、T3 <T2 の範囲内の温度
3 (℃)で第1の加熱処理を行う工程と、 上記第1の加熱処理を行った後、T1 ≧T2 の範囲内の
温度T1 (℃)で第2の加熱処理を行う工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
41. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a resist pattern by lithography and then performing a heat treatment for adjusting the pattern dimension, wherein the softening temperature of the resist used for forming the resist pattern is set to T 2. (° C.), performing a first heat treatment at a temperature T 3 (° C.) within a range of T 3 <T 2 , and after performing the first heat treatment, satisfying T 1 ≧ T 2 Performing a second heat treatment at a temperature T 1 (° C.) within the range.
【請求項42】 T2 −2℃≦T3 <T2 の範囲内の温
度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造方
法。
42. The semiconductor device according to claim 41, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 −2 ° C. ≦ T 3 <T 2. Manufacturing method.
【請求項43】 T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の範囲内の温
度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造方
法。
43. The semiconductor device according to claim 41, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Production method.
【請求項44】 T2 −2℃≦T3 <T2 の範囲内の温
度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行い、T2 ≦T1
≦T2 +4℃の範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加
熱処理を行うようにしたことを特徴とする請求項41記
載の半導体装置の製造方法。
44. The first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 -2 ° C. ≦ T 3 <T 2 , and T 2 ≦ T 1
42. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 41, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of ≦ T 2 + 4 ° C.
【請求項45】 T2 −1.5℃≦T3 <T2 の範囲内
の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造
方法。
45. The method according to claim 41, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 −1.5 ° C. ≦ T 3 <T 2 . A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項46】 T2 −1℃≦T3 <T2 の範囲内の温
度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造方
法。
46. The semiconductor device according to claim 41, wherein said first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 -1 ° C. ≦ T 3 <T 2. Manufacturing method.
【請求項47】 T2 −0.5℃≦T3 <T2 の範囲内
の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造
方法。
47. The method according to claim 41, wherein the first heat treatment is performed at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 −0.5 ° C. ≦ T 3 <T 2 . A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項48】 T2 −2℃≦T3 ≦T2 −0.5℃の
範囲内の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項41記載の半導体装置
の製造方法。
48. The first heat treatment at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 -2 ° C. ≦ T 3 ≦ T 2 −0.5 ° C. 42. The method for manufacturing a semiconductor device according to 41.
【請求項49】 T2 −1.5℃≦T3 ≦T2 −0.5
℃の範囲内の温度T 3 (℃)で上記第1の加熱処理を行
うようにしたことを特徴とする請求項41記載の半導体
装置の製造方法。
49. TTwo-1.5 ° C ≦ TThree≤TTwo-0.5
Temperature T in the range of ° C Three(° C) to perform the first heat treatment.
42. The semiconductor according to claim 41, wherein:
Device manufacturing method.
【請求項50】 T2 −1℃≦T3 ≦T2 −0.5℃の
範囲内の温度T3 (℃)で上記第1の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項41記載の半導体装置
の製造方法。
50. The first heat treatment at a temperature T 3 (° C.) in a range of T 2 -1 ° C. ≦ T 3 ≦ T 2 −0.5 ° C. 42. The method for manufacturing a semiconductor device according to 41.
【請求項51】 T2 ≦T1 ≦T2 +3.5℃の範囲内
の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造
方法。
51. The semiconductor according to claim 41, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. Device manufacturing method.
【請求項52】 T2 ≦T1 ≦T2 +3℃の範囲内の温
度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造方
法。
52. The semiconductor device according to claim 41, wherein said second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Production method.
【請求項53】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +4℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項41記載の半導体装置
の製造方法。
53. The method according to claim 41, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項54】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3.5
℃の範囲内の温度T 1 (℃)で上記第2の加熱処理を行
うようにしたことを特徴とする請求項41記載の半導体
装置の製造方法。
54. TTwo+ 0.5 ° C ≦ T1≤TTwo+3.5
Temperature T in the range of ° C 1(° C) to perform the second heat treatment.
42. The semiconductor according to claim 41, wherein:
Device manufacturing method.
【請求項55】 T2 +0.5℃≦T1 ≦T2 +3℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項41記載の半導体装置
の製造方法。
55. The method according to claim 41, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 0.5 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項56】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +4℃の範囲
内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うように
したことを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製
造方法。
56. The semiconductor according to claim 41, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. Device manufacturing method.
【請求項57】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3.5℃の
範囲内の温度T1 (℃)で上記第2の加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする請求項41記載の半導体装置
の製造方法。
57. The method according to claim 41, wherein the second heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) within a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3.5 ° C. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項58】 T2 +1℃≦T1 ≦T2 +3℃の範囲
内の温度T1 (℃)で上記加熱処理を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項41記載の半導体装置の製造方
法。
58. The semiconductor device according to claim 41, wherein the heat treatment is performed at a temperature T 1 (° C.) in a range of T 2 + 1 ° C. ≦ T 1 ≦ T 2 + 3 ° C. Method.
【請求項59】 上記レジストパターンは繰り返しパタ
ーンを有することを特徴とする請求項50記載の半導体
装置の製造方法。
59. The method according to claim 50, wherein the resist pattern has a repetitive pattern.
【請求項60】 リソグラフィによりレジストパターン
を形成した後、そのパターン寸法を調整するために加熱
処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法におい
て、 T2 −2℃≦T3 <T2 の範囲内の温度T3 (℃)か
ら、T2 ≦T1 ≦T2 +4℃の範囲内の温度T1 (℃)
に温度を連続的に変化させながら上記加熱処理を行うよ
うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
60. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of performing a heat treatment for adjusting a pattern size after forming a resist pattern by lithography, wherein T 2 −2 ° C. ≦ T 3 <T 2 Temperature T 1 (° C.) within the range of T 2 ≦ T 1 ≦ T 2 + 4 ° C. from the temperature T 3 (° C.)
Wherein the heat treatment is performed while continuously changing the temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009212404A (en) * 2008-03-06 2009-09-17 Tokyo Electron Ltd Method of processing substrate, program, computer storage medium, and substrate processing system

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