JP2506912B2 - レジストパタ―ン形成方法 - Google Patents
レジストパタ―ン形成方法Info
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- JP2506912B2 JP2506912B2 JP63070065A JP7006588A JP2506912B2 JP 2506912 B2 JP2506912 B2 JP 2506912B2 JP 63070065 A JP63070065 A JP 63070065A JP 7006588 A JP7006588 A JP 7006588A JP 2506912 B2 JP2506912 B2 JP 2506912B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoresist
- wavelength
- resist pattern
- ultraviolet light
- resist
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レジストパターンのコントラスト向上を図
り、レジストパターンの断面における高さＨと幅Ｗの比
（H/W）が大きく、角度が直角な高アスペクト比を有す
る微細パターンを得ようとするレジストパターン形成方
法に関するものである。
り、レジストパターンの断面における高さＨと幅Ｗの比
（H/W）が大きく、角度が直角な高アスペクト比を有す
る微細パターンを得ようとするレジストパターン形成方
法に関するものである。
従来の技術 従来のレジストパターン形成方法は、基板上にホトレ
ジストを塗布し、この後、露光現像処理を行うのが一般
的であった。この方法では、露光時において、マスク上
のクロムパターンのエッジで生じる光の回折現象により
未露光部への光の回り込みと、ホトレジスト自体の露光
光の吸収現象とにより、形成されたレジストパターンの
断面形状は台形状となり、必要とされる解像度が得られ
ていないのが実情である。このためこのパターン形成方
法に代えて基板上に塗布されたホトレジストに所定のパ
ターンを転写露光した後、基板を加熱処理しながらホト
レジストの主表面に波長が320nm以下の紫外光を全面照
射し、この後現像処理を施こし、高コントラストを有す
るレジストパターンを形成するレジストパターン形成方
法が提案されている。これは、たとえば特開昭61−1168
38号の公報に記載されている。
ジストを塗布し、この後、露光現像処理を行うのが一般
的であった。この方法では、露光時において、マスク上
のクロムパターンのエッジで生じる光の回折現象により
未露光部への光の回り込みと、ホトレジスト自体の露光
光の吸収現象とにより、形成されたレジストパターンの
断面形状は台形状となり、必要とされる解像度が得られ
ていないのが実情である。このためこのパターン形成方
法に代えて基板上に塗布されたホトレジストに所定のパ
ターンを転写露光した後、基板を加熱処理しながらホト
レジストの主表面に波長が320nm以下の紫外光を全面照
射し、この後現像処理を施こし、高コントラストを有す
るレジストパターンを形成するレジストパターン形成方
法が提案されている。これは、たとえば特開昭61−1168
38号の公報に記載されている。
発明が解決しようとする課題 上記のレジストパターン形成方法では、ホトレジスト
主表面の全面に照射する光の波長が320nm以下と短か
く、しかも、ホトレジスト自体の透過性の悪い光吸収特
性のため、ホトレジスト表面付近のみで現像液に対する
溶解阻止反応が生じる。使用するホトレジストが染料入
りの場合、特に光吸収効果が大きく、ホトレジスト膜厚
が２μｍ以上と厚い場合、形成されたホトレジストパタ
ーンの断面形状が逆台形状になるという問題がある。
主表面の全面に照射する光の波長が320nm以下と短か
く、しかも、ホトレジスト自体の透過性の悪い光吸収特
性のため、ホトレジスト表面付近のみで現像液に対する
溶解阻止反応が生じる。使用するホトレジストが染料入
りの場合、特に光吸収効果が大きく、ホトレジスト膜厚
が２μｍ以上と厚い場合、形成されたホトレジストパタ
ーンの断面形状が逆台形状になるという問題がある。
本発明は、上記の問題の解決を図るもので、光吸収効
果が大きく、レジスト膜厚が厚い場合でも安定して高ア
スペクト比を有するレジストパターンを形成する方法を
提供することを目的とするものである。
果が大きく、レジスト膜厚が厚い場合でも安定して高ア
スペクト比を有するレジストパターンを形成する方法を
提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明のレジストパターンの形成方法は、基板上にノ
ボラック樹脂系でキノンジアジド系の感光剤を含むホト
レジストを塗布し、同ホトレジスト上に所定のパターン
を露光後、前記基板を窒素雰囲気中で加熱処理しなが
ら、少なくとも、前記ホトレジスト中に感光基のラジカ
ルを発生させるエネルギーを有する第１の波長の紫外光
と前記ホトレジスト中への透過率が10％以上ある第２の
波長の紫外光を前記ホトレジストの全面に照射し、その
後、現像処理を施こしてレジストパターンを形成するも
のである。
ボラック樹脂系でキノンジアジド系の感光剤を含むホト
レジストを塗布し、同ホトレジスト上に所定のパターン
を露光後、前記基板を窒素雰囲気中で加熱処理しなが
ら、少なくとも、前記ホトレジスト中に感光基のラジカ
ルを発生させるエネルギーを有する第１の波長の紫外光
と前記ホトレジスト中への透過率が10％以上ある第２の
波長の紫外光を前記ホトレジストの全面に照射し、その
後、現像処理を施こしてレジストパターンを形成するも
のである。
作用 本発明によると、第１の波長の紫外光により、露光部
および未露光部において、感光基のキノンジアジドの光
分解で生じるケテンとノボラック樹脂とのエステル化が
生じ、さらに形成されたエステルがノボラック樹脂と架
橋反応を生じる。このため、ホトレジストの表面付近の
現像液に対する溶解速度が低下する。この溶解阻止反応
が生じる領域を、ホトレジスト中への透過率の大きな第
２の波長の紫外光を用いて、ホトレジスト深部まで広げ
ることができる。
および未露光部において、感光基のキノンジアジドの光
分解で生じるケテンとノボラック樹脂とのエステル化が
生じ、さらに形成されたエステルがノボラック樹脂と架
橋反応を生じる。このため、ホトレジストの表面付近の
現像液に対する溶解速度が低下する。この溶解阻止反応
が生じる領域を、ホトレジスト中への透過率の大きな第
２の波長の紫外光を用いて、ホトレジスト深部まで広げ
ることができる。
すなわち、第２の波長の紫外光によりレジストの深部
まで感光基を分解させるため、第１の波長の紫外光によ
り、感光基のラジカルの発生をレジストの深部まで進ま
せることができる。
まで感光基を分解させるため、第１の波長の紫外光によ
り、感光基のラジカルの発生をレジストの深部まで進ま
せることができる。
実施例 本発明のレジストパターンの形成方法の実施例を図面
を参照して説明する。まず基板上にホトレジストを回転
塗布する。本実施例では、ノボラック樹脂系でキノンジ
アジド系の感光剤を含む染料入りポジ形ホトレジストを
2.4μｍの厚さに塗布した。塗布後、ホットプレート上
で100℃の温度で90秒間いわゆるプリベークと呼ばれる
熱処理を行う。この後、所定のパターンを露光波長が43
6nmのステッパー装置を用いて前記ホトレジスト上に転
写する。この時、ホトレジスト中の感光剤が光分解しア
ルカリ溶液に可溶となるが、ホトレジスト自体の光吸収
現象により、アルカリ現像液に対する溶解速度がホトレ
ジストの深さ方向に遅くなる勾配を持つ。次に基板を10
0℃に加熱保持し、窒素雰囲気中で前記ホトレジストの
主表面に紫外光を全面に照射する。この時照射する紫外
光は、感光剤が光分解して生成されるケテンのカルボキ
シル基のラジカル化を促進するために必要とされる3.9e
V以上のエネルギをもつ、波長が320nm以下の第１の波長
（実施例では254nm）の光と、光分解をある程度ホトレ
ジストの下部まで生じさせるため、ホトレジスト中への
透過率が10％以上ある第２の波長の光を含んでいる。
を参照して説明する。まず基板上にホトレジストを回転
塗布する。本実施例では、ノボラック樹脂系でキノンジ
アジド系の感光剤を含む染料入りポジ形ホトレジストを
2.4μｍの厚さに塗布した。塗布後、ホットプレート上
で100℃の温度で90秒間いわゆるプリベークと呼ばれる
熱処理を行う。この後、所定のパターンを露光波長が43
6nmのステッパー装置を用いて前記ホトレジスト上に転
写する。この時、ホトレジスト中の感光剤が光分解しア
ルカリ溶液に可溶となるが、ホトレジスト自体の光吸収
現象により、アルカリ現像液に対する溶解速度がホトレ
ジストの深さ方向に遅くなる勾配を持つ。次に基板を10
0℃に加熱保持し、窒素雰囲気中で前記ホトレジストの
主表面に紫外光を全面に照射する。この時照射する紫外
光は、感光剤が光分解して生成されるケテンのカルボキ
シル基のラジカル化を促進するために必要とされる3.9e
V以上のエネルギをもつ、波長が320nm以下の第１の波長
（実施例では254nm）の光と、光分解をある程度ホトレ
ジストの下部まで生じさせるため、ホトレジスト中への
透過率が10％以上ある第２の波長の光を含んでいる。
第２図に、本実施例にもちいたキノンジアジド系の染
料入りポジ形ホトレジストの厚さが2.4μｍときの吸光
度の波長依存性の一例を示す。第２図から第２の波長の
紫外光として吸光度が１以下である波長が365nmの紫外
光を照射した。これら第１及び第２の波長の紫外光の照
射効果は、ホトレジスト自体の光吸収現象により、パタ
ーン転写露光と本発明による紫外線全面露光とから現像
溶解速度の深さ方向への勾配を相殺する方向に働くこと
である。この結果溶解速度のホトレジストの深さ方向依
存性が小さくなる。照射時の照度は波長が254nmのセン
サーを用いて測定した結果約50mW/cm2であり、波長が36
5nmのセンサーを用いて測定した結果、約30mW/cm2であ
った。また、照射時間は２秒であった。以上の工程を経
た後、アルカリ現像液により現像処理を施こす。以上の
条件で得られたレジストパターンを第１図に示す。従来
法と比較し、半導体基板１の上に形成されたレジスト形
状が逆台形になることなく、良好なレジストパターン２
が形成されている。なおパターンサイズは１μｍであ
る。
料入りポジ形ホトレジストの厚さが2.4μｍときの吸光
度の波長依存性の一例を示す。第２図から第２の波長の
紫外光として吸光度が１以下である波長が365nmの紫外
光を照射した。これら第１及び第２の波長の紫外光の照
射効果は、ホトレジスト自体の光吸収現象により、パタ
ーン転写露光と本発明による紫外線全面露光とから現像
溶解速度の深さ方向への勾配を相殺する方向に働くこと
である。この結果溶解速度のホトレジストの深さ方向依
存性が小さくなる。照射時の照度は波長が254nmのセン
サーを用いて測定した結果約50mW/cm2であり、波長が36
5nmのセンサーを用いて測定した結果、約30mW/cm2であ
った。また、照射時間は２秒であった。以上の工程を経
た後、アルカリ現像液により現像処理を施こす。以上の
条件で得られたレジストパターンを第１図に示す。従来
法と比較し、半導体基板１の上に形成されたレジスト形
状が逆台形になることなく、良好なレジストパターン２
が形成されている。なおパターンサイズは１μｍであ
る。
以上、本発明によるレジストパターン形成方法の一実
施例を示したが、本発明の重要なことは、所定のパター
ンをホトレジスト上に転写露光した後、基板を80℃から
130℃までの温度範囲で加熱保持し、窒素雰囲気中で、
ラジカル発生に必要な320nm以下の第１の波長の紫外光
と同時に、ホトレジスト中の透過率が比較的大きい第１
の波長より長波長の第２の波長の紫外光を照射し、現像
時のホトレジスト溶解速度に、ホトレジスト主表面は低
く、内部ほど高くなる勾配を持たせ、パターンをホトレ
ジスト上に転写露光した時にホトレジスト自体の光吸収
現象により生じた、ホトレジスト主表面は高く内部ほど
低い現像溶解速度の勾配を相殺することにより、現像後
のレジストパターンを逆台形状にすることなく、コント
ラストの向上を図るものである。
施例を示したが、本発明の重要なことは、所定のパター
ンをホトレジスト上に転写露光した後、基板を80℃から
130℃までの温度範囲で加熱保持し、窒素雰囲気中で、
ラジカル発生に必要な320nm以下の第１の波長の紫外光
と同時に、ホトレジスト中の透過率が比較的大きい第１
の波長より長波長の第２の波長の紫外光を照射し、現像
時のホトレジスト溶解速度に、ホトレジスト主表面は低
く、内部ほど高くなる勾配を持たせ、パターンをホトレ
ジスト上に転写露光した時にホトレジスト自体の光吸収
現象により生じた、ホトレジスト主表面は高く内部ほど
低い現像溶解速度の勾配を相殺することにより、現像後
のレジストパターンを逆台形状にすることなく、コント
ラストの向上を図るものである。
本実施例では、染料入りのレジストの場合を示した
が、ホトレジストはノボラック樹脂系でキノンジアジド
系の露光剤を含むレジストであれば良く、各レジストに
対し透過率が10％以上である第２の波長の紫外光を選択
すれば、同様の効果が得られる。
が、ホトレジストはノボラック樹脂系でキノンジアジド
系の露光剤を含むレジストであれば良く、各レジストに
対し透過率が10％以上である第２の波長の紫外光を選択
すれば、同様の効果が得られる。
発明の効果 本発明のレジストパターンの形成方法によれば、パタ
ーンをホトレジスト上に転写露光したのち、第１と第２
の波長の紫外光を全面に照射することにより簡便にレジ
ストのコントラスト向上が図れ、高アスペクト比を有す
る微細レジストパターンが安定して再現性良く形成でき
る。
ーンをホトレジスト上に転写露光したのち、第１と第２
の波長の紫外光を全面に照射することにより簡便にレジ
ストのコントラスト向上が図れ、高アスペクト比を有す
る微細レジストパターンが安定して再現性良く形成でき
る。
第１図は本発明の方法を用いて形成されたレジストパタ
ーンの形状を示す図、第２図はノボラック樹脂系でキノ
ンジアジド系の感光剤を含むボジ系ホトレジストを2.4
μｍの厚さに塗布したときの吸光度の波長依存性の一例
を示す図である。 １……半導体基板、２……レジストパターン。
ーンの形状を示す図、第２図はノボラック樹脂系でキノ
ンジアジド系の感光剤を含むボジ系ホトレジストを2.4
μｍの厚さに塗布したときの吸光度の波長依存性の一例
を示す図である。 １……半導体基板、２……レジストパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福本 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−70837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−116838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−54917（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】基板上にノボラック樹脂系のキノンジアジ
ド系の感光剤を含むホトレジストを塗布し、同ホトレジ
スト上に所定のパターンを露光後、前記基板を窒素雰囲
気中で加熱処理しながら、前記ホトレジスト中に感光基
のラジカルを発生させる第１の波長の紫外光と、前記第
１の紫外光よりも長波長で前記レジスト中への透過率が
10％以上の第２の波長の紫外光とを同時に前記ホトレジ
ストの全面に照射し、その後、現像処理を施すことを特
徴とするレジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070065A JP2506912B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | レジストパタ―ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070065A JP2506912B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | レジストパタ―ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01243052A JPH01243052A (ja) | 1989-09-27 |
| JP2506912B2 true JP2506912B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=13420762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63070065A Expired - Lifetime JP2506912B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | レジストパタ―ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506912B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2583988B2 (ja) * | 1988-07-19 | 1997-02-19 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116838A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Sanyo Electric Co Ltd | レジストパタ−ン形成方法 |
| JPS6270837A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Sony Corp | ポジ型レジスト及びその形成方法 |
| JPS6373243A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | レジストパタ−ン形成方法 |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP63070065A patent/JP2506912B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01243052A (ja) | 1989-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |