JP2713061B2 - Method of forming resist pattern - Google Patents

Method of forming resist pattern

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JP2713061B2 JP27298092A JP27298092A JP2713061B2 JP 2713061 B2 JP2713061 B2 JP 2713061B2 JP 27298092 A JP27298092 A JP 27298092A JP 27298092 A JP27298092 A JP 27298092A JP 2713061 B2 JP2713061 B2 JP 2713061B2
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレジストパターンの形成
方法に関し、より詳細には半導体装置やその他の薄膜素
子の製造過程のフォトリソグラフィ工程において用いら
れるレジストパターンの形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a resist pattern, and more particularly, to a method for forming a resist pattern used in a photolithography process in the process of manufacturing semiconductor devices and other thin film elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体装置(半導体集積回
路)の製造において、レジストパターンを形成するため
に、フォトリソグラフィ技術が採用されている。フォト
リソグラフィ技術は、レジストにマスクのパターンを転
写する工程である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of a semiconductor device (semiconductor integrated circuit), a photolithography technique has been employed to form a resist pattern. The photolithography technique is a step of transferring a mask pattern to a resist.

【0003】一般的なレジストパターンを形成するため
のフォトリソグラフィ工程を図7に基づいて説明する。
まずSi基板31上に下地膜としてのSiO2 膜32を
形成し、次いで感光性高分子から成るレジスト33を塗
布し、この後プリベークを行なってレジスト33中に含
まれる有機溶剤を除去する(図7(a))。次に、マス
クパターン34を露光によってレジスト33上に転写し
(図7(b))、その後レジスト33を現像し、次にポ
ストベークを行なってレジスト33を硬化させSiO2
膜32との密着性を高めておく。このようにしてマスク
パターン34に対応するレジストパターン33aを形成
する(図7(c))。
A photolithography process for forming a general resist pattern will be described with reference to FIG.
First, an SiO 2 film 32 as a base film is formed on a Si substrate 31, then a resist 33 made of a photosensitive polymer is applied, and then prebaked to remove an organic solvent contained in the resist 33 (FIG. 7 (a)). Next, the mask pattern 34 is transferred onto the resist 33 by exposure (FIG. 7 (b)). Thereafter, the resist 33 is developed, and then post-baked to cure the resist 33 to form SiO 2.
The adhesion to the film 32 is increased. Thus, a resist pattern 33a corresponding to the mask pattern 34 is formed (FIG. 7C).

【0004】上記したフォトリソグラフィ工程により形
成されるレジストパターン33aの断面形状は図示した
ように矩形形状をしている。該レジストパターン33a
を用いてSiO2 膜32をエッチングすると矩形形状の
コンタクトホール35が形成される(図7(d))。
The cross-sectional shape of the resist pattern 33a formed by the above-described photolithography process has a rectangular shape as shown. The resist pattern 33a
When the SiO 2 film 32 is etched using the method, a rectangular contact hole 35 is formed (FIG. 7D).

【0005】上記した工程により形成されるコンタクト
ホール35は矩形形状をしているが、デバイスの応用
上、テーパ角のついた断面形状を得ることが望ましい場
合があり、例えば多層配線における絶縁膜(SiO2
32)のコンタクトホール35の断面形状をテーパ状と
することにより、上層配線における断線を防止したり、
金属材料の埋め込み特性を改善して導通不良を防止した
りする場合である。このようなテーパ形状を有するコン
タクトホールを得る方法としては、重合物をレジストパ
ターンの側壁に堆積させながらドライエッチングを行な
う方法、エッチングの際のマスク材として用いるレジス
トパターンにテーパ角を付けておく方法などがある。
Although the contact hole 35 formed by the above-described process has a rectangular shape, it may be desirable to obtain a cross-sectional shape with a taper angle for application of a device. By making the cross-sectional shape of the contact hole 35 of the SiO 2 film 32) tapered, disconnection in the upper wiring can be prevented,
This is the case where the embedding characteristics of the metal material are improved to prevent poor conduction. As a method for obtaining a contact hole having such a tapered shape, there are a method of performing dry etching while depositing a polymer on a side wall of a resist pattern, and a method of forming a taper angle in a resist pattern used as a mask material at the time of etching. and so on.

【0006】まず、重合膜を利用したドライエッチング
によるパターン形成方法を図8に基づいて説明する。ま
ず、Si基板41上に下地膜としてのSiO2 膜42を
形成し、次にレジスト43を塗布する。この後プリベー
クを行なってレジスト43中に含まれる有機溶剤を除去
し、マスクパターン(図示せず)を露光によってレジス
ト43上に転写してから現像をする(図8(a))。さ
らにレジスト43をマスクとし、CCl22 /C2
6 混合ガス系を用い、反応性ドライエッチングにより異
方的エッチングを行なう。この場合、SiO2 膜42が
エッチングされると同時に重合物がレジストパターン4
3の側壁に堆積して重合膜45が形成され、SiO2
42にテーパ角を有するパターンを形成することができ
る(図8(b))。次に不要となったレジスト43を溶
かして除去する(図8(c))。
First, a pattern forming method by dry etching using a polymer film will be described with reference to FIG. First, an SiO 2 film 42 as a base film is formed on a Si substrate 41, and then a resist 43 is applied. Thereafter, pre-baking is performed to remove the organic solvent contained in the resist 43, and a mask pattern (not shown) is transferred onto the resist 43 by exposure, followed by development (FIG. 8A). Further, using the resist 43 as a mask, CCl 2 F 2 / C 2 H
6 Anisotropic etching is performed by reactive dry etching using a mixed gas system. In this case, at the same time that the SiO 2 film 42 is etched,
3 is deposited on the sidewall polymer film 45 is formed, it is possible to form a pattern having a taper angle in the SiO 2 film 42 (Figure 8 (b)). Next, the unnecessary resist 43 is dissolved and removed (FIG. 8C).

【0007】エッチングの際のマスク材として用いられ
るレジストパターンにテーパ角を付けておく方法は、現
像後のレジストに熱処理を加えることにより、テーパ角
を有するレジストパターンを形成しておき、その後エッ
チングを施すことで、SiO2 膜にテーパ角を有するコ
ンタクトホールを形成するというものである。
[0007] A method of forming a taper angle on a resist pattern used as a mask material at the time of etching is to form a resist pattern having a taper angle by applying heat treatment to the developed resist. By performing this, a contact hole having a taper angle is formed in the SiO 2 film.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】重合膜45を利用して
ドライエッチングを行なう方法の場合、レジスト43側
壁に堆積する重合物を利用してSiO2 膜42にテーパ
角を形成するため、エッチング処理枚数が増加するにつ
れて、重合膜45の影響でエッチングレートの低下が生
じ、各パターンにおける制御性、再現性が悪いという課
題があった。 さらに、エッチングの際のマスク材とし
て用いられるレジストパターンにテーパ角を付けておく
方法の場合、レジストに熱処理を施したときに生じる伸
縮がパターン幅、パターン密度の相違に起因して一様に
起こらず、レジストのテーパ形状に差が生じてしまい、
制御性、再現性が悪いという課題があった。
In the case of the method of performing dry etching using the polymer film 45, a taper angle is formed in the SiO 2 film 42 by using a polymer deposited on the side wall of the resist 43. As the number of sheets increases, the etching rate decreases due to the influence of the polymer film 45, and there is a problem that controllability and reproducibility of each pattern are poor. Furthermore, in the case of a method in which a resist pattern used as a mask material at the time of etching has a taper angle, expansion and contraction caused when a heat treatment is performed on the resist occurs uniformly due to a difference in pattern width and pattern density. And a difference occurs in the tapered shape of the resist,
There was a problem that controllability and reproducibility were poor.

【0009】本発明はこのような課題に鑑み発明された
ものであって、レジスト膜厚を制御して塗布し、露光す
ることによって、テーパ形状の制御性および再現性に優
れ、なだらかな裾を引いたテーパ角を有するレジストパ
ターンの形成方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and has an excellent controllability and reproducibility of a tapered shape by controlling the film thickness of a resist and then exposing the film to form a gentle skirt. It is an object of the present invention to provide a method for forming a resist pattern having a reduced taper angle.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るレジストパターンの形成方法は、下地膜
上に、後の露光工程で定在波の腹がレジスト表面に生じ
るようにレジスト膜厚を制御して塗布し、全面露光、マ
スク露光及びPEB(Post Exposure Bake)処理を施
し、現像することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a method of forming a resist pattern according to the present invention comprises the steps of: forming a resist on a base film such that antinodes of standing waves are generated on the resist surface in a subsequent exposure step; It is characterized in that coating is performed while controlling the film thickness, whole surface exposure, mask exposure, PEB (Post Exposure Bake) processing, and development are performed.

【0011】[0011]

【作用】上記した方法によれば、半導体装置を製造する
際のフォトリソグラフィ工程において、レジストを塗布
したウエハに露光・現像処理を施してレジストのパター
ンを形成する際、下地膜上に、後の露光工程で定在波の
腹がレジスト表面に生じるようにレジスト膜厚を制御し
て塗布し、全面露光、マスク露光及びPEB処理とを組
み合わせて行なった後現像する。レジスト中のインヒビ
タ(現像抑制剤)は、レジストが露光されることにより
分解されるので、全面露光の強度を調整すればレジスト
の表面のみが強く露光され、インヒビタ濃度は小さくな
り、現像可能状態となる。また、深い部分になるにした
がって露光された光強度が弱まった状態となり、インヒ
ビタ濃度は大きくなり現像不可能状態となる。つまり、
前記全面露光後のインヒビタ濃度はレジスト表面から深
くなるにつれて大きくなるという濃度分布を示す。この
状態からマスク露光を行なうと、マスク露光では開口部
のみから光がレジストに照射され、前記開口部における
光強度分布は表面部に近いほど現像により溶解可能な状
態が大きく拡がった状態となる。また、上記記載のレジ
ストパターンの形成方法において、露光波長が単一波長
の場合、定在波の影響で下地膜に対して垂直方向にλ/
4n(λ;波長,n;屈折率)周期で光の強度が変化す
ることによって、レジストの側壁に波状模様が現われる
ことがある。そこで、定在波の影響を緩和するため全面
露光またはマスク露光の後にPEB処理を施すことによ
って、前記全面露光及び前記マスク露光後におけるレジ
スト中のインヒビタ濃度分布がなめらかになり、線幅の
制御が容易となる。
According to the above-described method, in a photolithography step in manufacturing a semiconductor device, when a resist-coated wafer is subjected to exposure and development to form a resist pattern, a resist pattern is formed on the underlying film by a subsequent step. In the exposure step, the resist film thickness is controlled so that antinodes of the standing wave are generated on the resist surface, the resist film is applied, and a combination of the overall exposure, the mask exposure and the PEB treatment is performed, and then development is performed. Inhibitors (development inhibitors) in the resist are decomposed by exposure of the resist, so if the intensity of the entire exposure is adjusted, only the surface of the resist is strongly exposed, the inhibitor concentration is reduced, and the developing condition is reduced. Become. Further, as the depth becomes deeper, the intensity of the exposed light becomes weaker, the inhibitor density becomes higher, and the development becomes impossible. That is,
It shows a concentration distribution in which the inhibitor concentration after the entire surface exposure increases as the depth from the resist surface increases. When mask exposure is performed from this state, in the mask exposure, light is irradiated to the resist only from the opening, and the light intensity distribution in the opening is in a state in which the state that can be dissolved by development is greatly expanded nearer to the surface. In the above-described method for forming a resist pattern, when the exposure wavelength is a single wavelength, the wavelength of λ /
When the light intensity changes at a period of 4n (λ; wavelength, n; refractive index), a wavy pattern may appear on the side wall of the resist. Therefore, by performing PEB treatment after the whole surface exposure or the mask exposure to reduce the influence of the standing wave, the inhibitor concentration distribution in the resist after the whole surface exposure and the mask exposure becomes smooth, and the line width is controlled. It will be easier.

【0012】ところで、露光の際にレジスト中に定在波
が発生する場合、通常、反射面での定在波は節となり、
以下等間隔で腹と節とが交互に存在し、定在波の周期L
はL=λ/2n[Å](露光波長をλ[Å]、レジスト
の屈折率をnとする)となる。そしてレジスト表面に定
在波の節がきた場合、レジスト表面は溶解されにくくな
り、レジストパターンの断面形状が図5に示したような
お椀型のレジストパターン22aが形成される。この形
状がコンタクトホールに転写されると上層配線における
断線や導通不良が起こりやすい形状となる。レジスト表
面に定在波の腹がきた場合、レジスト表面は溶解されや
すくなり、図6に示したようななだらかな裾を引いたテ
ーパ角を有するレジストパターン12aが形成される。
When a standing wave is generated in a resist during exposure, the standing wave on the reflecting surface usually becomes a node,
In the following, antinodes and nodes alternate at equal intervals, and the period of the standing wave L
Is L = λ / 2n [Å] (the exposure wavelength is λ [Å] and the refractive index of the resist is n). Then, when a node of the standing wave comes on the resist surface, the resist surface becomes difficult to be dissolved, and a bowl-shaped resist pattern 22a having a sectional shape of the resist pattern as shown in FIG. 5 is formed. When this shape is transferred to the contact hole, the upper layer wiring is likely to have a disconnection or poor conduction. When the antinode of the standing wave comes to the resist surface, the resist surface is easily dissolved, and a resist pattern 12a having a gentle tapered angle as shown in FIG. 6 is formed.

【0013】従って、上記方法によれば露光工程で定在
波の腹がレジスト表面に生じるようにレジスト膜厚を制
御して塗布するので、常に図6に示したような、なだら
かな裾を引いたテーパ角を有するレジストパターン12
aが安定的に形成されることとなる。
Therefore, according to the above method, the resist film thickness is controlled and applied so that antinodes of standing waves are generated on the resist surface in the exposure step, so that a gentle tail as shown in FIG. 6 is always drawn. Pattern 12 having a tapered angle
a will be formed stably.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明に係るレジストパターンの形成
方法の実施例を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for forming a resist pattern according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1(a)〜(d)は実施例に係るレジス
トパターンの形成方法を説明するための各工程を示した
断面図である。まずSi(シリコン)基板11上にPF
X15(住友化学工業(株)製)などのレジスト12
を、レジスト中に発生する定在波の腹付近がレジスト1
2表面に位置するような膜厚でスピンコートする。下記
の表1は定在波が生じるレジスト膜厚とレジスト12表
面での定在波の状態との関係を示している。このことを
利用して定在波の腹付近がレジスト12表面に位置する
ようにレジスト12の膜厚を制御する。例えば、レジス
トの屈折率を1.64、露光波長を4360Å(g線)
とすると定在波の周期は約1330Åとなる。基板面で
は定在波は節になるから、膜厚が約(1330k−66
5)Å,kは自然数;(表1参照)ならばレジスト12
表面の定在波は腹となる。
FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views showing steps for explaining a method of forming a resist pattern according to an embodiment. First, PF is placed on a Si (silicon) substrate 11.
Resist 12 such as X15 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
In the vicinity of the antinode of the standing wave generated in the resist.
Spin-coat with a film thickness located on the two surfaces. Table 1 below shows the relationship between the resist film thickness at which a standing wave occurs and the state of the standing wave on the surface of the resist 12. By utilizing this, the film thickness of the resist 12 is controlled so that the vicinity of the antinode of the standing wave is located on the surface of the resist 12. For example, the refractive index of the resist is 1.64 and the exposure wavelength is 4360 ° (g-line).
Then, the period of the standing wave is about 1330 °. Since the standing wave becomes a node on the substrate surface, the film thickness is about (1330k-66).
5) Å and k are natural numbers; if (see Table 1), resist 12
The standing wave on the surface becomes an antinode.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】下記の表2はレジストの種々の屈折率及び
種々の露光波長における、レジストの表面に定在波の腹
付近がくるためのレジストの最適膜厚例を示しており、
この表から明らかなように、レジストの屈折率と露光波
長との組合せにより種々の最適膜厚を選択することがで
きる。
Table 2 below shows examples of the optimum film thickness of the resist so that the vicinity of the antinode of the standing wave comes to the surface of the resist at various refractive indexes and various exposure wavelengths of the resist.
As is clear from this table, various optimum film thicknesses can be selected by a combination of the refractive index of the resist and the exposure wavelength.

【0018】[0018]

【表2】 [Table 2]

【0019】この後プリベークを行なってレジスト12
中に含まれる有機溶剤を除去する(図1(a))。次
に、レジスト12上にステッパーで100mJ/cm2の量の
g線(4360Å)を全面に露光する(図1(b))。
図2は本実施例で用いたPFX15の初期膜厚1270
0Å、プリベーク温度100℃、PEB温度125℃で
のγ値特性を示しており、図2に基づいてレジストが全
部感光してしまわない程度、すなわち一定の膜厚を残す
程度の露光量として上記100mJ/cm2を選択して露光し
た。また露光には、g線(4360Å)を用いたが、g
線の他h線(4050Å)、i線(3650Å)、Kr
F(2490Å)、ArF(1930Å)などの単一波
長の露光源を用いることができ、表2に示したように光
源として種々のものを用いることにより、用いるレジス
トの屈折率が変化しても種々の膜厚を選択することがで
きる。
Thereafter, a pre-bake is performed to form a resist 12
The organic solvent contained therein is removed (FIG. 1A). Next, the entire surface of the resist 12 is exposed to g-line (4360 °) in an amount of 100 mJ / cm 2 by a stepper (FIG. 1B).
FIG. 2 shows an initial film thickness 1270 of PFX15 used in this embodiment.
0 °, a pre-bake temperature of 100 ° C., and a γ value characteristic at a PEB temperature of 125 ° C. Based on FIG. / cm 2 was selected for exposure. For exposure, g-line (4360 °) was used.
H-line (4050 °), i-line (3650 °), Kr
Exposure sources having a single wavelength such as F (2490 °) and ArF (1930 °) can be used. By using various light sources as shown in Table 2, even if the refractive index of the resist used changes. Various thicknesses can be selected.

【0020】続いてマスクパターン13を用いてステッ
パーでマスク露光を行なう(図1(c))。このときの
露光量はマスク通りの寸法が得られる量で、Si基板上
で45mJ/cm2である。その後PEB処理を125℃で1
20秒間施し、定在波によるパターン側面の縞模様をな
くす。次にNMDー3(東京応化工業(株)製)などの
ポジ型レジスト用現像液を用いて現像を行ない、その後
120℃で120秒間ポストベークを行なってレジスト
12を硬化させる。こうしてなだらかな裾を引いたテー
パ角を有する断面形状のレジストパターン12aを得る
ことができた(図1(d))。
Subsequently, mask exposure is performed by a stepper using the mask pattern 13 (FIG. 1C). The exposure amount at this time is an amount capable of obtaining dimensions as in the mask, and is 45 mJ / cm 2 on the Si substrate. Thereafter, PEB treatment is performed at 125 ° C. for 1 hour.
It is applied for 20 seconds to eliminate the stripe pattern on the side of the pattern due to the standing wave. Next, development is performed using a positive resist developing solution such as NMD-3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), and then post-baking is performed at 120 ° C. for 120 seconds to harden the resist 12. Thus, a resist pattern 12a having a sectional shape having a tapered angle with a gentle skirt was obtained (FIG. 1D).

【0021】本実施例では上記したように、レジスト1
2上からマスクを用いずに全面露光を施した後、マスク
を用いてマスク露光を行なう。全面露光の際の、露光量
の調整により、レジスト12は表面部のみ強く感光し、
深くなるにしたがって弱く感光した状態となる。マスク
露光では開口部が強く感光されるが、レジストの深さ方
向に対しても感光され、その強度は深さに応じて弱くな
る。つまり、前記全面露光後のインヒビタ濃度はレジス
ト表面から深くなるにつれて大きくなるという濃度分布
を示し、インヒビタ濃度が大きくなるほど現像による溶
解が不可能となる。これら全面露光とマスク露光との組
み合わせによりレジスト12はテーパ状の強度分布を有
して感光する。また、レジスト12の膜厚を制御して塗
布し、全面露光、マスク露光の後にPEB処理を行なう
ことによって、レジスト内のインヒビタ濃度の分布をな
めらかにすることができ、現像後に側壁のなめらかな、
しかもなだらかな裾を引いたテーパ角を有するレジスト
パターン12aを形成することができる。
In this embodiment, as described above, the resist 1
After performing the entire surface exposure from above without using a mask, mask exposure is performed using the mask. By adjusting the exposure amount at the time of the entire surface exposure, the resist 12 is strongly exposed only at the surface portion,
As it gets deeper, it becomes lightly exposed. In the mask exposure, the openings are strongly exposed, but are also exposed in the depth direction of the resist, and the intensity becomes weaker according to the depth. In other words, the inhibitor concentration after the whole surface exposure shows a concentration distribution in which the concentration increases as the depth from the resist surface increases. As the inhibitor concentration increases, the dissolution by development becomes impossible. The resist 12 is exposed to light having a tapered intensity distribution by a combination of the overall exposure and the mask exposure. In addition, by controlling the film thickness of the resist 12 and performing the PEB treatment after the entire surface exposure and the mask exposure, the distribution of the inhibitor concentration in the resist can be smoothed, and after the development, the sidewalls can be smoothed.
Moreover, it is possible to form the resist pattern 12a having a gentle skirt and a taper angle.

【0022】図3は下記の条件下で形成されたレジスト
パターン12aを示す断面図である。レジストとしてP
FX−15(住友化学工業(株)製)を用い、レジスト
12の膜厚は12700Å、プリベーク温度は100℃
で120秒間行なった。また、マスクなしの全面露光に
はステッパーNSR1505G7E(ニコン(株)製)
を用いてg線を露光量120mJ/cm2、240ms露光し、
マスク露光には露光量50mJ/cm2を100ms露光し、こ
の後PEB処理を125℃で120秒間行なった。ま
た、現像処理を22℃で65秒間、ポストベークを12
0℃で120秒間施した場合のレジストパターン12a
の断面形状を示している。
FIG. 3 is a sectional view showing a resist pattern 12a formed under the following conditions. P as resist
Using FX-15 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), the thickness of the resist 12 is 12700 °, and the pre-bake temperature is 100 ° C.
For 120 seconds. For the entire surface exposure without a mask, a stepper NSR1505G7E (manufactured by Nikon Corporation)
Exposure of g-line at 120 mJ / cm 2 for 240 ms using
For mask exposure, an exposure amount of 50 mJ / cm 2 was exposed for 100 ms, and thereafter, PEB treatment was performed at 125 ° C. for 120 seconds. Further, the development processing was performed at 22 ° C. for 65 seconds, and the post-baking was performed for 12 seconds.
Resist pattern 12a when applied at 0 ° C. for 120 seconds
2 shows a cross-sectional shape of the hologram.

【0023】また、図4はレジスト12表面に定在波の
腹付近が位置しない厚みにレジスト12をスピンコート
した場合の比較例を示しており、レジストとしてPFX
−15(住友化学工業(株)製)を用い、レジスト12
の膜厚は13300Å、プリベーク温度は100℃で1
20秒間行なった。またマスクなしの全面露光にはステ
ッパーNSR1505G7E(ニコン(株)製)を用い
てg線を露光量115mJ/cm2、230ms露光し、マスク
露光には露光量45mJ/cm2を90ms露光し、この後PE
B処理を125℃で120秒間行なった。また現像処理
を22℃で65秒間、ポストベークを120℃で120
秒間施した場合のレジストパターン22aの断面形状を
示している。
FIG. 4 shows a comparative example in which the resist 12 is spin-coated on the surface of the resist 12 so as not to be located near the antinode of the standing wave.
-15 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and resist 12
Has a thickness of 13300 ° and a pre-bake temperature of 100 ° C.
Performed for 20 seconds. Also the overall exposure unmasked g-line exposure 115mJ / cm 2, and 230ms exposure using a stepper NSR1505G7E (manufactured by Nikon Corporation), the mask exposed 90ms exposure with an exposure amount 45 mJ / cm 2, the Rear PE
The B treatment was performed at 125 ° C. for 120 seconds. Further, the development processing is performed at 22 ° C. for 65 seconds, and the post-baking is performed at 120 ° C. for 120 seconds.
3 shows a cross-sectional shape of the resist pattern 22a when applied for seconds.

【0024】この結果から明らかなように、実施例に係
るレジストパターン12aの形成方法によれば、下地膜
上に、後の露光工程で定在波の腹がレジスト12表面に
生じるようにレジスト12膜厚を制御して塗布し、全面
露光、マスク露光及びPEB処理を施し、現像すること
により、テーパ形状の制御性および再現性に優れ、なだ
らかな裾を引いたテーパ角を有するレジストパターン1
2aを形成することができる。
As is apparent from the results, according to the method of forming the resist pattern 12a according to the embodiment, the anti-reflection resist 12a is formed on the base film such that antinodes of standing waves are generated on the surface of the resist 12 in a later exposure step. The resist pattern 1 having excellent taper shape controllability and reproducibility and having a smooth skirted taper angle is obtained by controlling the film thickness, applying a whole surface exposure, a mask exposure, a PEB process, and developing.
2a can be formed.

【0025】なお、上記実施例では下地膜としてSiを
用いた場合を例にとって説明したが、SiO2 、SiN
x などが下地膜にある場合にも本発明は同様に適用する
ことができる。すなわち、レジストを酸化膜上に塗布す
る場合であっても、酸化膜厚を固定し、酸化膜厚及び酸
化膜の屈折率を考慮してレジスト膜厚を制御することで
対応することができる。また、上記実施例にあってはマ
スク露光の後にPEB処理を施しているが、全面露光後
PEB処理を施してマスク露光を行なっても同様の効果
が得られ、この場合にはマスク露光の前にPEB処理を
施すので、さらにレジスト中における光の透過率も変化
し、マスク露光における光が入射し易くなるため、マス
ク露光量を小さく見積もることもでき、またマスク露光
時における光の定在波の影響も緩和することができる。
In the above embodiment, the case where Si is used as the base film has been described as an example. However, SiO 2 , SiN
The present invention can be similarly applied when x and the like are present in the base film. That is, even when a resist is applied on an oxide film, it can be dealt with by fixing the oxide film thickness and controlling the resist film thickness in consideration of the oxide film thickness and the refractive index of the oxide film. In the above embodiment, the PEB process is performed after the mask exposure. However, the same effect can be obtained by performing the PEB process after the entire surface exposure and performing the mask exposure. Since the PEB process is performed on the resist, the transmittance of light in the resist also changes, and light in mask exposure becomes easy to enter. Therefore, the mask exposure amount can be estimated to be small, and the standing wave of light during mask exposure can be reduced. Can also mitigate the effects.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るレジス
トパターンの形成方法にあっては、下地膜上に、後の露
光工程で定在波の腹がレジスト表面に生じるようにレジ
スト膜厚を制御して塗布し、全面露光、マスク露光及び
PEB(Post Exposure Bake)処理を施し、現像するの
で、定在波の作用を管理することで、お椀型のパターン
の発生を抑制することができ、各パターンにおけるテー
パ形状の制御性、再現性に優れ、なだらかな裾を引いた
テーパ角を有するレジストパターンを形成することがで
きる。
As described in detail above, in the method of forming a resist pattern according to the present invention, the resist film thickness is set so that antinodes of standing waves are formed on the resist surface in a subsequent exposure step. Control, apply the whole surface exposure, mask exposure, and PEB (Post Exposure Bake) processing, and develop it. By controlling the action of the standing wave, the generation of the bowl-shaped pattern can be suppressed. In addition, it is possible to form a resist pattern having excellent controllability and reproducibility of the taper shape of each pattern and having a tapered angle with a gentle slope.

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

【図1】(a)〜(d)は本発明に係るレジストパター
ンの形成方法の実施例を各工程順に示した模式的断面図
である。
FIGS. 1A to 1D are schematic cross-sectional views showing an embodiment of a method for forming a resist pattern according to the present invention in the order of steps.

【図2】実施例におけるPFX15のγ値特性を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a γ value characteristic of a PFX15 in an example.

【図3】実施例におけるレジストパターンを示す断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a resist pattern in an example.

【図4】比較例におけるレジストパターンを示す断面図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a resist pattern in a comparative example.

【図5】お椀型のレジストパターンの模式的断面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a bowl-shaped resist pattern.

【図6】なだらかな裾を引いたテーパ角を有するレジス
トパターンの模式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a resist pattern having a tapered angle with a gentle skirt.

【図7】(a)〜(d)は従来のテーパ角のついたコン
タクトホールを形成する際の各工程を順に示した模式的
断面図である。
FIGS. 7A to 7D are schematic cross-sectional views sequentially showing steps in forming a contact hole having a conventional tapered angle.

【図8】(a)〜(c)は別の従来例におけるテーパー
角のついたコンタクトホールを形成する際の各工程を順
に示した模式的断面図である。
FIGS. 8A to 8C are schematic cross-sectional views sequentially showing respective steps in forming a contact hole having a tapered angle in another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 Si基板 12 レジスト 12a レジストパターン 13 マスクパターン 11 Si substrate 12 Resist 12a Resist pattern 13 Mask pattern

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下地膜上に、後の露光工程で定在波の腹
がレジスト表面に生じるようにレジスト膜厚を制御して
塗布し、全面露光、マスク露光及びPEB(Post Expos
ure Bake)処理を施し、現像することを特徴とするレジ
ストパターンの形成方法。
1. An undercoat film is coated by controlling the resist film thickness so that antinodes of standing waves are formed on the resist surface in a subsequent exposure step, and the entire surface is exposed, a mask is exposed, and PEB (Post Expos
ure bake) treatment, and developing.
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