JP2674058B2 - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
- Publication number
- JP2674058B2 JP2674058B2 JP63027474A JP2747488A JP2674058B2 JP 2674058 B2 JP2674058 B2 JP 2674058B2 JP 63027474 A JP63027474 A JP 63027474A JP 2747488 A JP2747488 A JP 2747488A JP 2674058 B2 JP2674058 B2 JP 2674058B2
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- Japan
- Prior art keywords
- photobleaching
- film
- photoresist film
- pattern
- substance
- Prior art date
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- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- 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］ 本発明はパターン形成方法に関し、特に半導体集積回
路等の製造に際して用いられるフォトレジスト膜のパタ
ーン形成方法に関するものである。
路等の製造に際して用いられるフォトレジスト膜のパタ
ーン形成方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来、半導体集積回路などのMOSIC製造プロセスで採
用されるフォトレジスト膜のパターン解像度を向上させ
る方法として、フォトレジスト膜上に露光波長によって
光退色作用を有する物質をスピン塗布法によって塗膜
し、パターニングする方法が用いられている。
用されるフォトレジスト膜のパターン解像度を向上させ
る方法として、フォトレジスト膜上に露光波長によって
光退色作用を有する物質をスピン塗布法によって塗膜
し、パターニングする方法が用いられている。
この従来の方法について、第３〜５図に工程順に模式
的断面図を、第６図に模式的平面図を示す。
的断面図を、第６図に模式的平面図を示す。
まず、第３図（ａ）に示すように基板10上にポジ型フ
ォトレジスト膜12をスピン塗布法によって塗膜し、付い
で第３図（ｂ）に示すように縮小投影露光装置を用いて
露光し、現像を行った場合には、パターン上部14aとパ
ターン底部14bの寸法が異なった台形状のポジ型フォト
レジスタ膜パターン14が得られる。
ォトレジスト膜12をスピン塗布法によって塗膜し、付い
で第３図（ｂ）に示すように縮小投影露光装置を用いて
露光し、現像を行った場合には、パターン上部14aとパ
ターン底部14bの寸法が異なった台形状のポジ型フォト
レジスタ膜パターン14が得られる。
一方、第４図（ａ）のように基板10上にポジ型フォト
レジスト膜12をスピン塗布法によって塗膜した後、露光
波長によって光退色性を有する光退色物質をスピン塗布
法によって塗膜して光退色膜20を形成し、次いで縮小投
影露光装置を用いて露光を行うと、縮小投影系を通過す
る際に減衰された光の像のコントラストが光退色膜20の
光退色効果の作用によって増強され、第４図（ｂ）のよ
うに現像を行うとパターンプロファイルの良いポジ型フ
ォトレジスト膜パターン14が形成される。
レジスト膜12をスピン塗布法によって塗膜した後、露光
波長によって光退色性を有する光退色物質をスピン塗布
法によって塗膜して光退色膜20を形成し、次いで縮小投
影露光装置を用いて露光を行うと、縮小投影系を通過す
る際に減衰された光の像のコントラストが光退色膜20の
光退色効果の作用によって増強され、第４図（ｂ）のよ
うに現像を行うとパターンプロファイルの良いポジ型フ
ォトレジスト膜パターン14が形成される。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら第４図のように光退色膜を用いた場合で
あっても、例えば凹凸段差上に高反射率を有する高反射
膜が形成されている時には、第５図（ａ）のように高反
射膜22の形成された基板上にスピン塗布法によりポジ型
フォトレジスト膜12を塗膜形成した後、露光波長によっ
て光退色性を備えた光退色膜20をスピン塗布法によって
塗膜形成し、第５図（ｂ）のように縮小投影露光装置で
露光すると、光退色膜20で光の像のコントラストが増強
された光26がポジ型フォトレジスト膜を透過し、透過し
た光26は高反射膜表面22aに照射され、コントラストが
増強された光が大きな反射光26aとなり、横方向へ拡散
する。このため露光オーバーとなり易く、マスク寸法に
対してポジ型フォトレジスト膜パターン14寸法の制御が
難しい。特に、第６図のように段差部28においては光反
射作用がより顕著となり、パターン切れ30を起こし、微
細パターンになるほどマスク寸法に対するパターン寸法
の制御が困難になって製造歩留りが著しく低下する等の
欠点があった。
あっても、例えば凹凸段差上に高反射率を有する高反射
膜が形成されている時には、第５図（ａ）のように高反
射膜22の形成された基板上にスピン塗布法によりポジ型
フォトレジスト膜12を塗膜形成した後、露光波長によっ
て光退色性を備えた光退色膜20をスピン塗布法によって
塗膜形成し、第５図（ｂ）のように縮小投影露光装置で
露光すると、光退色膜20で光の像のコントラストが増強
された光26がポジ型フォトレジスト膜を透過し、透過し
た光26は高反射膜表面22aに照射され、コントラストが
増強された光が大きな反射光26aとなり、横方向へ拡散
する。このため露光オーバーとなり易く、マスク寸法に
対してポジ型フォトレジスト膜パターン14寸法の制御が
難しい。特に、第６図のように段差部28においては光反
射作用がより顕著となり、パターン切れ30を起こし、微
細パターンになるほどマスク寸法に対するパターン寸法
の制御が困難になって製造歩留りが著しく低下する等の
欠点があった。
本発明の目的はこの問題点を解決したパターン形成方
法を提供することにある。
法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、基板上に露光波長によって光退色性を備え
る光退色物質含有の光退色膜を形成する工程と、この光
退色膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、このフ
ォトレジスト膜上に露光波長によって光退色性を備える
光退色物質含有の光退色膜を形成する工程と、前記フォ
トレジスタ膜を露光する工程と、露光後のフォトレジス
ト膜を前記光退色膜を除去しつつ現像する工程とを備え
てなることを特徴とするパターン形成方法である。
る光退色物質含有の光退色膜を形成する工程と、この光
退色膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、このフ
ォトレジスト膜上に露光波長によって光退色性を備える
光退色物質含有の光退色膜を形成する工程と、前記フォ
トレジスタ膜を露光する工程と、露光後のフォトレジス
ト膜を前記光退色膜を除去しつつ現像する工程とを備え
てなることを特徴とするパターン形成方法である。
［作用］ 基板上にフォトレジスト膜の露光波長によって光退色
性を備えた物質含有の光退色膜をフォトレジスト膜を中
間層として、下層および上層に形成し、フォトレジスト
膜の露光を行うと、減衰した像のコントラストが上層の
光退色膜の光退色作用により増強され、この増強された
光がフォトレジスト膜と感応する。感応が終了すると同
時に前記光はフォトレジスト膜を透過し、下層光退色物
質で吸収される。この時上層および下層に形成された光
退色物質の光退色速度に、上層は速く、下層は遅く、な
ど差をつけることにより、一定の光量で露光することが
でき、基板の反射率に依存しない、レジストプロファイ
ルの良好なパターン形成が可能となる。
性を備えた物質含有の光退色膜をフォトレジスト膜を中
間層として、下層および上層に形成し、フォトレジスト
膜の露光を行うと、減衰した像のコントラストが上層の
光退色膜の光退色作用により増強され、この増強された
光がフォトレジスト膜と感応する。感応が終了すると同
時に前記光はフォトレジスト膜を透過し、下層光退色物
質で吸収される。この時上層および下層に形成された光
退色物質の光退色速度に、上層は速く、下層は遅く、な
ど差をつけることにより、一定の光量で露光することが
でき、基板の反射率に依存しない、レジストプロファイ
ルの良好なパターン形成が可能となる。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図（ａ）〜（ｂ）は本発明の一実施例についての
基板断面図を工程順に示したもの、第２図は本発明の方
法によって得られた基板の模式的平面図を示したもので
ある。
基板断面図を工程順に示したもの、第２図は本発明の方
法によって得られた基板の模式的平面図を示したもので
ある。
まず、第１図（ａ）に示すように約１μｍの凹凸段差
が形成された基板10上に高反射率を有する高反射膜22と
してスパッタ法を用いてアルミニウムを１μｍの膜厚で
体積する。次いでスピン塗布法により露光波長436nmに
対して光退色作用をもつ光退色物質としてスチリルピリ
ジニウム2.1mmol/gをポリビニルアルコールと純水に溶
解し、水溶性とした粘度20cpsの溶液を高反射膜22上に
約0.5μｍの平均膜厚で形成し、80℃の温度で熱処理を
行って光退色感度が1000mjの下層光退色膜32を形成す
る。
が形成された基板10上に高反射率を有する高反射膜22と
してスパッタ法を用いてアルミニウムを１μｍの膜厚で
体積する。次いでスピン塗布法により露光波長436nmに
対して光退色作用をもつ光退色物質としてスチリルピリ
ジニウム2.1mmol/gをポリビニルアルコールと純水に溶
解し、水溶性とした粘度20cpsの溶液を高反射膜22上に
約0.5μｍの平均膜厚で形成し、80℃の温度で熱処理を
行って光退色感度が1000mjの下層光退色膜32を形成す
る。
さらにスピン塗布法によりポジ型フォトレジスト膜12
を約１μｍの平均膜厚で形成し、80℃の温度で熱処理を
行った後、スピン塗布法を用いて、前記下層光退色膜32
と同一の光退色物質で粘度10cpsの溶液を約0.3μｍの膜
厚で形成し、光退色感度が350mjの上層光退色膜34を形
成する。
を約１μｍの平均膜厚で形成し、80℃の温度で熱処理を
行った後、スピン塗布法を用いて、前記下層光退色膜32
と同一の光退色物質で粘度10cpsの溶液を約0.3μｍの膜
厚で形成し、光退色感度が350mjの上層光退色膜34を形
成する。
次に波長436nm、開口数0.35、照射出力500mW/cm2の1/
5縮小投影露光装置を用いて設計寸法が0.8μｍのパター
ンを400mjの露光量で露光した後、現像を行うと、上層
および下層に形成した光退色膜32および34は水溶性であ
るため、現像液に溶解し、現像後の水洗を終えると第１
図（ｂ）のようにパターンプロファイルの良好な0.8μ
ｍのポジ型フォトレジスト膜パターン14が得られる。特
に第２図のように、段差部28においてもパターン切れの
無いポジ型フォトレジスト膜パターン14が形成される。
5縮小投影露光装置を用いて設計寸法が0.8μｍのパター
ンを400mjの露光量で露光した後、現像を行うと、上層
および下層に形成した光退色膜32および34は水溶性であ
るため、現像液に溶解し、現像後の水洗を終えると第１
図（ｂ）のようにパターンプロファイルの良好な0.8μ
ｍのポジ型フォトレジスト膜パターン14が得られる。特
に第２図のように、段差部28においてもパターン切れの
無いポジ型フォトレジスト膜パターン14が形成される。
以上の実施例では光退色物質としてスチリルピリジニ
ウムをポリビニルアルコールと純水に溶解した溶液を用
いたが、露光波長、例えば436nm、405nm、365nm、245nm
付近に光退色作用を有する他の物質を用いても良い。ま
たフォトレジスト膜の現像液に溶解する水溶性の光退色
膜を用いたが、フォトレジスト膜および基板表面に損傷
を与えない他の光退色物質および光退色物質を除去する
方法を用いても良い。また1/5縮小投影露光装置を用い
たが、他の波長、例えば405nm、365nm、245nmの光が照
射できる他の縮小投影露光装置を用いても良く、高反射
率を有する膜としてアルミニウムを用いたが、他の膜、
例えばタングステン、モリブデンなどを用いることもで
きる。
ウムをポリビニルアルコールと純水に溶解した溶液を用
いたが、露光波長、例えば436nm、405nm、365nm、245nm
付近に光退色作用を有する他の物質を用いても良い。ま
たフォトレジスト膜の現像液に溶解する水溶性の光退色
膜を用いたが、フォトレジスト膜および基板表面に損傷
を与えない他の光退色物質および光退色物質を除去する
方法を用いても良い。また1/5縮小投影露光装置を用い
たが、他の波長、例えば405nm、365nm、245nmの光が照
射できる他の縮小投影露光装置を用いても良く、高反射
率を有する膜としてアルミニウムを用いたが、他の膜、
例えばタングステン、モリブデンなどを用いることもで
きる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば基板上にフォト
レジスト膜を中間層とし、露光波長に対して光退色性を
有する光退色膜を上層および下層に形成してから露光を
行うため、縮小投影系を通過し、減衰された像のコント
ラストは上層光退色膜の光退色作用により増強され、こ
の増強された光がフォトレジスト膜と感応する。感応
後、フォトレジスト膜を透過した光は下層に形成された
光退色感度を充分に遅くした光退色膜に吸収される。こ
のため基板からの反射を防ぐことができ、かつ一定の光
量で露光できる。従って基板の反射率に依存せず、しか
もレジストプロファイルの良好なパターンの形成、およ
び凹凸段差部においてはパターン切れの無い設計寸法に
忠実に対応するレジストパターンの形成が可能となり、
微細構造MOSIC等の映像歩留りを著しく向上させる効果
を有する。
レジスト膜を中間層とし、露光波長に対して光退色性を
有する光退色膜を上層および下層に形成してから露光を
行うため、縮小投影系を通過し、減衰された像のコント
ラストは上層光退色膜の光退色作用により増強され、こ
の増強された光がフォトレジスト膜と感応する。感応
後、フォトレジスト膜を透過した光は下層に形成された
光退色感度を充分に遅くした光退色膜に吸収される。こ
のため基板からの反射を防ぐことができ、かつ一定の光
量で露光できる。従って基板の反射率に依存せず、しか
もレジストプロファイルの良好なパターンの形成、およ
び凹凸段差部においてはパターン切れの無い設計寸法に
忠実に対応するレジストパターンの形成が可能となり、
微細構造MOSIC等の映像歩留りを著しく向上させる効果
を有する。
第１図は本発明の一実施例を主要工程順に示した模式的
断面図、第２図は本発明の方法によって得られた基板の
模式的平面図、第３〜５図は従来のパターン形成方法を
主要工程順に示した模式的断面図、第６図は従来例によ
って得られた基板の模式的平面図である。 10……基板 12……ポジ型フォトレジスト膜 14……ポジ型フォトレジスト膜パターン 14a……パターン上部、14b……パターン底部 20……光退色膜、22……高反射膜 22a……高反射膜表面 26a……（フォトマスクを通過した）光 26……反射光、28……段差部 30……パターン切れ、32……下層光退色膜 34……上層光退色膜
断面図、第２図は本発明の方法によって得られた基板の
模式的平面図、第３〜５図は従来のパターン形成方法を
主要工程順に示した模式的断面図、第６図は従来例によ
って得られた基板の模式的平面図である。 10……基板 12……ポジ型フォトレジスト膜 14……ポジ型フォトレジスト膜パターン 14a……パターン上部、14b……パターン底部 20……光退色膜、22……高反射膜 22a……高反射膜表面 26a……（フォトマスクを通過した）光 26……反射光、28……段差部 30……パターン切れ、32……下層光退色膜 34……上層光退色膜
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に露光波長によって光退色性を備え
る光退色物質含有の光退色膜を形成する工程と、この光
退色膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、このフ
ォトレジスト膜上に露光波長によって光退色性を備える
光退色物質含有の光退色膜を形成する工程と、前記フォ
トレジスト膜を露光する工程と、露光後のフォトレジス
ト膜を前記光退色膜を除去しつつ現像する工程とを備え
てなることを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027474A JP2674058B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027474A JP2674058B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01204044A JPH01204044A (ja) | 1989-08-16 |
| JP2674058B2 true JP2674058B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=12222112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027474A Expired - Lifetime JP2674058B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674058B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5230428A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-08 | Hitachi Ltd | Photoresist exposure method |
| US4578344A (en) * | 1984-12-20 | 1986-03-25 | General Electric Company | Photolithographic method using a two-layer photoresist and photobleachable film |
| JPS61179434A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パタ−ン形成有機膜 |
| JPH0690997B2 (ja) * | 1985-09-12 | 1994-11-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP63027474A patent/JP2674058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01204044A (ja) | 1989-08-16 |
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