JP3058541B2 - Resist pattern forming condition determining method and resist pattern forming method - Google Patents

Resist pattern forming condition determining method and resist pattern forming method

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JP3058541B2
JP3058541B2 JP21616493A JP21616493A JP3058541B2 JP 3058541 B2 JP3058541 B2 JP 3058541B2 JP 21616493 A JP21616493 A JP 21616493A JP 21616493 A JP21616493 A JP 21616493A JP 3058541 B2 JP3058541 B2 JP 3058541B2
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英雄 小林
康範 横矢
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (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、微細パターン加工を行
う過程で基板上に形成されるレジストパターン形成工程
のレジスト膜焼成条件や現像条件等の処理条件を決定す
るレジストパターン形成条件決定方法及びこのレジスト
パターン形成条件決定方法で決定した条件でレジストパ
ターンを形成するレジストパターン形成方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of determining resist pattern forming conditions for determining processing conditions such as resist film baking conditions and developing conditions in a resist pattern forming step formed on a substrate in the process of performing fine pattern processing. The present invention relates to a resist pattern forming method for forming a resist pattern under conditions determined by the resist pattern forming condition determining method.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、LSIやフォトマスク等を製造
するにはフォトリソグラフィー法による微細パターン加
工が必要であるが、この微細パターン加工を行う過程で
エッチングのマスクとして用いるレジストパターンが形
成される。このレジストパターン形成工程は、レジスト
塗布(形成)工程、レジスト焼成工程、露光工程及び現
像工程からなる。具体的には、まず、被処理基板上に、
例えば回転塗布法により、所望の膜厚にレジストを塗布
する。次に、レジストの溶媒を蒸散除去するために、レ
ジストの種類に応じた所定の温度及び時間で、基板を熱
風循環炉(オーブン)内あるいはホットプレート上等に
静置して焼成する。レジスト焼成後、清浄な大気中での
自然放置あるいは強制冷却により、レジスト膜付き被処
理基板を室温程度まで冷却する。その後、レジスト膜付
き被処理基板をレジストの種類に応じた所定の波長域の
電磁波、例えば、紫外線あるいは所定のエネルギーの粒
子線(例えば電子線)を所定の照射量で選択的に照射し
て露光する。その後、現像処理工程を経て所望のレジス
トパターンが形成される。
2. Description of the Related Art For example, in order to manufacture an LSI or a photomask, a fine pattern processing by a photolithography method is necessary. In the process of performing the fine pattern processing, a resist pattern used as an etching mask is formed. The resist pattern forming step includes a resist coating (forming) step, a resist baking step, an exposing step, and a developing step. Specifically, first, on the substrate to be processed,
For example, a resist is applied to a desired film thickness by a spin coating method. Next, in order to evaporate and remove the solvent of the resist, the substrate is allowed to stand in a hot-air circulating furnace (oven), on a hot plate, or the like and fired at a predetermined temperature and time according to the type of the resist. After baking the resist, the substrate to be treated with the resist film is cooled to about room temperature by natural leaving in a clean atmosphere or forced cooling. Thereafter, the substrate to be treated with the resist film is exposed by selectively irradiating an electromagnetic wave in a predetermined wavelength range corresponding to the type of the resist, for example, ultraviolet rays or a particle beam (for example, an electron beam) having a predetermined energy at a predetermined irradiation amount. I do. Thereafter, a desired resist pattern is formed through a development process.

【0003】ところで、上記レジスト膜焼成工程におけ
る焼成条件(温度、時間及び焼成方法など)及び現像工
程における現像条件(温度、時間、現像液の供給方法又
は供給量など)により、レジストパターンを形成するに
必要な電磁波照射量、得られるレジストパターンの形状
品質、レジストパターンの寸法精度、下地基板との付着
強度特性などのレジスト特性が大きく変化する。したが
って、焼成条件又は現像条件は、高精度にレジストパタ
ーンを形成するに重要な要素であり、該条件は慎重に決
定する必要がある。これら条件の決定は、理論的には、
各条件の全ての組合わせについて調査を行えば各々の最
適条件を独立して一義的に求めることもできるがこの組
合わせは極めて膨大なものであり、現実に実行するのは
不可能である。
By the way, a resist pattern is formed by baking conditions (temperature, time, baking method, etc.) in the resist film baking step and developing conditions (temperature, time, supplying method or amount of developing solution, etc.) in the developing step. The resist characteristics such as the amount of irradiation of electromagnetic waves necessary for the process, the shape quality of the obtained resist pattern, the dimensional accuracy of the resist pattern, and the characteristic of the adhesive strength to the underlying substrate greatly change. Therefore, baking conditions or developing conditions are important factors for forming a resist pattern with high precision, and these conditions need to be carefully determined. The determination of these conditions is, in theory,
By investigating all combinations of each condition, it is possible to independently and uniquely determine each optimum condition, but this combination is extremely enormous and cannot be implemented in practice.

【0004】そこで、従来はレジスト膜焼成条件の決定
と現像条件の決定とを次のようにして行っていた。
Therefore, conventionally, the determination of the baking conditions of the resist film and the determination of the developing conditions have been performed as follows.

【0005】図6は、従来のレジスト膜焼成条件の決定
方法における作業の流れを示す図である。図6に示すよ
うに、レジストを被処理基板に塗布成膜した後、焼成条
件を変化させて焼成する。次に、一定の現像条件下で異
なる複数の焼成条件で焼成した試料におけるそれぞれの
最適露光量を求める。最適露光量を求める手順は、ま
ず、試料の露光工程と現像工程を経て、残膜感度曲線
(一定の現像条件下における露光照射量に対するレジス
ト残膜厚の変動曲線)を作成し、レジストパターンを形
成するに必要な大まかな露光量(電磁波照射量)を得
る。次に、全く同様な手順を経て、今度は線幅感度曲線
(一定の現像条件下における露光照射量に対するレジス
トパターン寸法の変動曲線)を作成し、各焼成条件での
最適な電磁波照射量(最適露光量)を求める。この場
合、現像条件は固定として各焼成条件での最適な露光量
(電磁波照射量)がそれぞれ求められる。
FIG. 6 is a diagram showing a work flow in a conventional method for determining a baking condition of a resist film. As shown in FIG. 6, after a resist is applied to a substrate to be processed and formed into a film, firing is performed by changing firing conditions. Next, the optimum exposure amount for each sample fired under a plurality of different firing conditions under certain development conditions is determined. The procedure for obtaining the optimum exposure amount is as follows. First, through a sample exposure step and a development step, a residual film sensitivity curve (a variation curve of the resist residual film thickness with respect to the exposure irradiation amount under a constant developing condition) is created. A rough exposure amount (irradiation amount of electromagnetic wave) necessary for formation is obtained. Next, through exactly the same procedure, a line width sensitivity curve (a variation curve of the resist pattern size with respect to the exposure irradiation amount under a constant developing condition) is created, and the optimal electromagnetic wave irradiation amount (optimum irradiation amount) under each firing condition is obtained. Exposure). In this case, the development conditions are fixed, and the optimum exposure amount (electromagnetic radiation amount) under each firing condition is determined.

【0006】次に、こうして求めた最適露光量を用い
て、各試料にパターン露光・現像を行って実際にレジス
トパターンを形成し、得られたレジストパターンの寸法
精度、形状品質、下地基板との付着強度特性等のレジス
ト特性の評価が行われる。これらの評価結果を比較対比
して総合的に判断し、ある現像条件下での最適焼成条件
を決定する。
Next, each sample is subjected to pattern exposure and development using the optimum exposure amount obtained in this way to actually form a resist pattern. The dimensional accuracy, shape quality of the obtained resist pattern, Evaluation of resist characteristics such as adhesion strength characteristics is performed. These evaluation results are compared and compared to make a comprehensive judgment, and the optimum firing conditions under certain development conditions are determined.

【0007】また、図7は、従来の現像条件の決定方法
における作業の流れを示す図である。図7に示すよう
に、この従来の現像条件決定方法においては、上述の焼
成条件決定方法の作業の流れにおいて、焼成条件を一定
として、現像条件を変化させる以外は、同様の方法でな
され、この評価結果を比較対比して総合的に判断し、あ
る焼成条件下での最適現像条件を決定する。
FIG. 7 is a diagram showing a flow of operations in a conventional method for determining development conditions. As shown in FIG. 7, this conventional developing condition determining method is performed in the same manner as the above-described firing condition determining method except that the developing condition is changed while the firing condition is kept constant. The evaluation results are compared and compared to make a comprehensive judgment, and the optimum development conditions under certain baking conditions are determined.

【0008】その後、上記の焼成条件決定過程及び現像
条件決定過程でそれぞれ得られた評価結果を総合的に判
断し、最後に最も適した焼成条件と現像条件の組み合わ
せが選択決定される。
Thereafter, the evaluation results obtained in the above-described firing condition determining process and developing condition determining process are comprehensively determined, and finally the most suitable combination of the firing condition and the developing condition is selected and determined.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の方法は、レジストにパターン露光を施して実際にパタ
ーンを形成し、得られたパターンを評価するものであ
る。すなわち、最終的に得られたパターンの良否によっ
てどの焼成条件あるいは現像条件が最適であるかを判断
するものである。このため、レジストを焼成後にパター
ン露光を施すことが必須である。しかも、最終的に得ら
れるパターンの良否を判断するものであるので、それぞ
れの焼成条件あるいは現像条件毎に、露光条件や現像条
件その他の条件としては最良のパターンが得られる条件
を求めてからパターンを形成して評価する必要がある。
そうしなければ、パターンの良否が決定すべき焼成条件
あるいは現像条件によるものなのか他の条件のせいなの
かの判別がつかなくなるからである。その結果、それぞ
れの焼成条件あるいは現像条件毎に、他の条件が必然的
に定まってしまう。例えば、焼成条件を決定する場合に
は、幾つかの焼成条件の中から最適焼成条件を見つける
のであるが、予め現像条件は固定した条件として定めら
れる。その上で、最適露光条件をみつけ、その最適露光
条件でパターン露光・現像をしてパターンを形成し、比
較評価する。したがって、露光条件も必然的に定められ
る。また、その場合、固定される現像条件にしても、良
好なパターンが形成されるような適度な現像条件を選定
しておく必要があり、レジストの溶解度合いがその適度
の範囲を大きく越えるような条件に設定するようなこと
はできない。それゆえ、例えば、焼成条件の違いに依存
するパターンの良否の違いを大きく拡大して判断を容易
にすることを可能にする目的で、現像条件等の他の条件
を自由に選定するような手法を採用することはできなか
った。
In the above-mentioned conventional method, a resist is subjected to pattern exposure to actually form a pattern, and the obtained pattern is evaluated. That is, which firing condition or developing condition is optimal is determined based on the quality of the finally obtained pattern. For this reason, it is essential to perform pattern exposure after baking the resist. In addition, since the quality of the finally obtained pattern is determined, the conditions for obtaining the best pattern as the exposure conditions, development conditions, and other conditions are determined for each firing condition or development condition, and then the pattern is determined. Must be formed and evaluated.
Otherwise, it is not possible to determine whether the quality of the pattern is due to the baking conditions or developing conditions to be determined or other conditions. As a result, other conditions are inevitably determined for each baking condition or developing condition. For example, when determining the firing conditions, the optimum firing conditions are found from among several firing conditions, but the developing conditions are determined in advance as fixed conditions. Then, an optimum exposure condition is found, a pattern is formed by pattern exposure and development under the optimum exposure condition, and a comparative evaluation is performed. Therefore, the exposure conditions are necessarily determined. Also, in this case, it is necessary to select appropriate developing conditions so that a good pattern is formed even with fixed developing conditions, and the degree of dissolution of the resist greatly exceeds the appropriate range. It cannot be set as a condition. Therefore, for example, a method of freely selecting other conditions, such as development conditions, for the purpose of making it easy to make a judgment by greatly enlarging a difference in the quality of a pattern depending on a difference in firing conditions. Could not be adopted.

【0010】このような事情もあって、上述の従来の方
法によると、レジストの種類等によっては、焼成条件や
現像条件の違いによるパターンの良否の違いがあまり大
きく現れない場合や、あるいは、互いに異なる焼成条件
や現像条件でも露光条件を異ならしめるとパターンの良
否の違いがなくなる等、必ずしも判断が容易でない場合
が少なくなかった。
Due to such circumstances, according to the above-described conventional method, depending on the type of resist, etc., the difference in the quality of the pattern due to the difference in the firing conditions and the development conditions does not appear so large, or In many cases, it was not always easy to judge, for example, that if the exposure conditions were changed even under different baking conditions and developing conditions, there was no difference in the quality of the pattern.

【0011】すなわち、上述の従来の方法は、焼成条件
の違いに依存するパターンの良否の違いの大きさの度合
い、換言すると、識別感度が限られていると共に、パタ
ーンの良否が、必ずしも選定されるべき焼成条件や現像
条件のみに依存するのではなく、これらと露光条件との
組み合わせにも無視できない程度に依存する場合がある
ので、求めた条件により形成したレジストパターンの評
価結果が例えば不良であった場合、それが焼成条件に起
因するのか、電磁波照射量に起因するのか、あるいは現
像条件に起因するのかが必ずしも判別できない場合が生
じ得る。さらには、パターン評価結果が良好であった場
合も、その条件が最も適した条件であるか否かは必ずし
も断定できないという問題もある。
That is, in the above-mentioned conventional method, the degree of the difference in the quality of the pattern depending on the difference in the firing conditions, in other words, the discrimination sensitivity is limited, and the quality of the pattern is not necessarily selected. The evaluation result of the resist pattern formed under the obtained conditions is, for example, poor, because it depends not only on the firing conditions and development conditions to be used but also on the combination of these and the exposure conditions to a degree that cannot be ignored. If so, it may not always be possible to determine whether it is due to firing conditions, to the amount of electromagnetic wave irradiation, or to development conditions. Further, even when the pattern evaluation result is good, there is a problem that whether or not the condition is the most suitable condition cannot always be determined.

【0012】また、従来の方法は、焼成条件を決定する
に際し、任意固定の現像条件下で各焼成条件で作成した
試料において、少なくとも3回のレジストパターン形成
を行わなければ、レジストの焼成条件に関する十分な情
報が得られないので、この工程を行うだけでも、材料、
人員、装置などを含め、相当な費用と時間を必要とす
る。さらに、現像条件を決定するに際しても、任意固定
の焼成条件下、同様の評価を行わなくてはならない。し
たがって、焼成条件と現像条件との双方を決定するため
に要する費用と時間は、設定した焼成条件の数と設定し
た現像条件の数とに比例して相当なものとなる。
Further, in the conventional method, when the firing conditions are determined, if a resist pattern is not formed at least three times on a sample prepared under each of the firing conditions under an arbitrary fixed developing condition, the firing conditions of the resist may be reduced. Not enough information can be obtained, so just performing this step
It requires considerable cost and time, including personnel and equipment. Furthermore, when determining the development conditions, the same evaluation must be performed under any fixed firing conditions. Therefore, the cost and time required to determine both the baking conditions and the developing conditions become substantial in proportion to the number of the baking conditions set and the number of the developing conditions set.

【0013】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、露光条件等に依存することなく、また、レジ
スト膜の焼成条件又は現像条件の最適条件を互いに独立
して少ない工程で容易に求めることができるレジストパ
ターン形成条件決定方法及びこのレジストパターン形成
条件決定方法で決定した条件で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を提供することを目的と
する。
The present invention has been made under the above-mentioned background, and does not depend on exposure conditions and the like, and can optimize the conditions for baking or developing the resist film independently in a small number of steps. It is an object of the present invention to provide a method for determining a resist pattern forming condition that can be easily obtained and a method for forming a resist pattern under conditions determined by the method for determining a resist pattern forming condition.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明にかかるレジストパターン形成条件決定方
法は、(1) レジスト膜を基板上に形成するレジスト
膜形成工程と、このレジスト膜形成工程によって形成さ
れたレジスト膜を焼成するレジスト膜焼成工程と、この
レジスト膜焼成工程によって焼成されたレジスト膜に電
磁波又は粒子線による所定のパターン露光を施す露光工
程と、この露光工程を経たレジスト膜に現像処理を施す
現像工程とを有するレジストパターン形成工程における
レジスト膜焼成条件及び現像条件のいずれか一方又は双
方の工程の処理条件を決定するレジストパターン形成条
件決定方法であって、基板上に形成したレジスト膜を複
数用意してそれぞれ異なる焼成条件で焼成し、これらに
露光処理を施すことなく各焼成条件で焼成したレジスト
膜のそれぞれを所定の現像液及び処理条件で一部溶解す
る現像液処理を施したとき、各レジスト膜のうちで溶解
の傾向が所望の傾向を示したレジスト膜の焼成条件をレ
ジスト膜焼成条件として決定し、また、基板上に形成し
たレジスト膜を複数用意して所定の焼成条件で焼成し、
これらに露光処理を施すことなくこれら焼成した各レジ
スト膜のそれぞれを異なる現像液処理条件で現像液処理
して一部溶解したとき、各レジスト膜のうちで溶解の傾
向が所望の傾向を示した場合のレジスト膜の現像液処理
条件に基づいて現像条件を決定することを特徴とした構
成とし、この構成1の態様として、(2) 構成1のレ
ジストパターン形成条件決定方法において、前記溶解の
傾向が、溶解前後におけるレジスト膜の膜厚の変化度合
いが最も小さい場合を前記所望の傾向とすることを特徴
とした構成、及び、(3) 構成1のレジストパターン
形成条件決定方法において、前記溶解の傾向が、溶解後
におけるレジスト膜の膜厚の均一性が最も高い場合を前
記所望の傾向とすることを特徴とした構成とし、これら
構成1ないし3のいずれかの態様として、(4) 構成
1ないし3のいずれかのレジストパターン形成条件決定
方法において、前記レジスト膜を現像液処理して一部溶
解する際の現像液処理条件を、レジストパターンを形成
する際の現像処理で適当とされる残膜量もしくは残膜率
よりも小さい残膜量もしくは残膜率を得るような処理条
件としたことを特徴とする構成とし、また、本発明にか
かるレジストパターン形成方法は、(5) レジスト膜
を基板上に形成するレジスト膜形成工程と、このレジス
ト膜形成工程によって形成されたレジスト膜を焼成する
レジスト膜焼成工程と、このレジスト膜焼成工程によっ
て焼成されたレジスト膜に電磁波又は粒子線による所定
のパターン露光を施す露光工程と、この露光工程を経た
レジスト膜に現像処理を施す現像工程とを有するレジス
トパターン形成方法において、前記レジスト膜焼成工程
におけるレジスト膜焼成条件及び前記現像工程における
現像条件として、請求項1ないし4のいずれかに記載の
レジストパターン形成条件決定方法によって決定された
条件を用いることを特徴とした構成としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for determining conditions for forming a resist pattern according to the present invention comprises the following steps: (1) a resist film forming step of forming a resist film on a substrate; A resist film firing step of firing the resist film formed by the forming step, an exposure step of subjecting the resist film fired by the resist film firing step to a predetermined pattern exposure using electromagnetic waves or particle beams, and a resist having passed through the exposure step A resist pattern forming condition determining method for determining a processing condition of any one or both of a resist film baking condition and a developing condition in a resist pattern forming process having a developing process of performing a developing process on the film, Prepare a plurality of formed resist films, bake them under different baking conditions, and expose them When the resist film fired under each firing condition is subjected to a developing solution treatment in which each of the resist films is partially dissolved under a predetermined developing solution and processing conditions, the resist film in which the tendency of dissolution among the resist films showed a desired tendency was shown. Is determined as a resist film firing condition, and a plurality of resist films formed on the substrate are prepared and fired under predetermined firing conditions,
When each of these baked resist films were subjected to developing solution treatment under different developing solution processing conditions and partially dissolved without subjecting them to exposure treatment, the dissolution tendency of each resist film showed a desired tendency. The developing condition is determined based on the developing solution processing condition of the resist film in the above case. As a mode of the configuration 1, (2) In the method for determining a resist pattern forming condition according to the configuration 1, the dissolution tendency may be determined. Wherein the desired tendency is determined when the degree of change in the thickness of the resist film before and after the dissolution is smallest, and (3) the method for determining a resist pattern forming condition according to the first aspect, wherein The configuration is characterized in that the case where the tendency is that the uniformity of the thickness of the resist film after dissolution is the highest is regarded as the desired tendency. According to another aspect of the present invention, (4) In the method for determining a resist pattern forming condition according to any one of the constitutions 1 to 3, the developing solution processing conditions when the resist film is processed by a developing solution to partially dissolve the resist film may be formed by forming the resist pattern And a resist according to the present invention, wherein the processing conditions are such that a residual film amount or a residual film ratio smaller than the residual film amount or the residual film ratio considered to be appropriate in the developing process is obtained. The pattern forming method includes: (5) a resist film forming step of forming a resist film on a substrate, a resist film firing step of firing the resist film formed by the resist film forming step, and firing by the resist film firing step. An exposure step of subjecting the resist film to a predetermined pattern exposure using an electromagnetic wave or a particle beam, and a development step of subjecting the resist film having undergone the exposure step to a development process In the method for forming a resist pattern, a condition determined by the method for determining a condition of forming a resist pattern according to any one of claims 1 to 4 is used as a baking condition of the resist film in the baking step of the resist film and a developing condition in the developing step. This is a configuration characterized by this.

【0015】[0015]

【作用】上述の構成1によれば、基板上に形成したレジ
スト膜を複数用意してそれぞれ異なる焼成条件で焼成
し、これらに露光処理を施すことなく各焼成条件で焼成
したレジスト膜のそれぞれを所定の現像液及び処理条件
で一部溶解する現像液処理を施したとき、各レジスト膜
のうちで溶解の傾向が所望の傾向を示したレジスト膜の
焼成条件をレジスト膜焼成条件として決定でき、また、
基板上に形成したレジスト膜を複数用意して所定の焼成
条件で焼成し、これらに露光処理を施すことなくこれら
焼成した各レジスト膜のそれぞれを異なる現像液処理条
件で現像液処理して一部溶解したとき、各レジスト膜の
うちで溶解の傾向が所望の傾向を示した場合のレジスト
膜の現像液処理条件に基づいて現像条件を決定すること
ができる。
According to the above configuration 1, a plurality of resist films formed on a substrate are prepared and fired under different firing conditions, and each of the resist films fired under the respective firing conditions is not subjected to exposure processing. When a developer solution in which a part of the resist film is dissolved under a predetermined developing solution and processing conditions is applied, the firing condition of the resist film in which the tendency of dissolution among the resist films shows a desired tendency can be determined as the firing condition of the resist film, Also,
A plurality of resist films formed on a substrate are prepared and fired under predetermined firing conditions, and each of the fired resist films is subjected to a developing solution processing under different developing solution processing conditions without subjecting them to exposure processing. When dissolved, the developing conditions can be determined based on the developer processing conditions for the resist film when the dissolution tendency of each resist film shows a desired tendency.

【0016】これは、レジスト膜を露光することなく所
定の現像液及び処理条件で一部溶解する現像液処理した
場合のレジスト膜の溶解の傾向(以下、単に溶解の傾向
という)がレジスト焼成条件及び現像液処理条件のそれ
ぞれに独立的に依存し、しかも、その溶解の傾向と、実
際にパターン露光・現像して形成したパターンの良否
(以下、単にパターンの良否という)とが互いに一定の
関係を有するという、本発明者等がはじめてみいだした
事実に基づくものである。
This is because the tendency of the resist film to dissolve (hereinafter simply referred to as “dissolution tendency”) when the resist film is treated with a developing solution in which the resist film is partially dissolved under a predetermined developing solution and processing conditions without exposing the resist film is exposed. And the solubility of the pattern and the quality of the pattern formed by actual exposure and development of the pattern (hereinafter simply referred to as the quality of the pattern) depend on each other. Is based on the fact that the present inventors have found for the first time.

【0017】図8及び図9はこの事実を示す図である。
すなわち、図8は、レジスト焼成温度Tと、レジスト膜
の溶解の傾向(残膜率及び残膜厚の面内均一性)及びパ
ターンの良否(パターン面内寸法精度)との関係を示す
グラフであり、図9は、レジスト現像条件(スプレー現
像法における現像液供給量f又は現像液供給時間t)
と、レジスト膜の溶解の傾向(残膜率及び残膜厚の面内
均一性)及びパターンの良否(パターン面内寸法精度)
との関係を示すグラフである。
FIGS. 8 and 9 show this fact.
That is, FIG. 8 is a graph showing the relationship between the resist baking temperature T, the tendency of dissolution of the resist film (in-plane uniformity of the remaining film ratio and the remaining film thickness), and the quality of the pattern (in-plane dimensional accuracy of the pattern). FIG. 9 shows resist development conditions (developer supply amount f or developer supply time t in the spray development method).
And tendency of dissolution of resist film (residual film ratio and in-plane uniformity of remaining film thickness) and quality of pattern (pattern dimensional accuracy in plane)
6 is a graph showing a relationship with the graph.

【0018】なお、図8においては、縦軸がパターン面
内寸法精度(3σ;単位=μm、実線)、残膜率(単位
=%、一点鎖線)及び残膜厚の面内均一性(3σ;単位
=オングストローム、2点鎖線)であり、横軸がレジス
ト焼成温度T(単位=℃)である。
In FIG. 8, the vertical axis represents the in-plane dimensional accuracy of the pattern (3σ; unit = μm, solid line), the remaining film ratio (unit =%, one-dot chain line), and the in-plane uniformity of the remaining film thickness (3σ). Unit = angstrom, two-dot chain line), and the horizontal axis is the resist baking temperature T (unit = ° C.).

【0019】また、図9においては、縦軸がパターン面
内寸法精度(3σ;単位=μm、実線)、残膜率(単位
=%、一点鎖線)及び残膜厚の面内均一性(3σ;単位
=オングストローム、2点鎖線)であり、横軸がスプレ
ー現像法における現像液供給量f(単位=cc/分)又
は現像液供給時間t(単位=秒)である。
In FIG. 9, the vertical axis represents the dimensional accuracy in the pattern plane (3σ; unit = μm, solid line), the remaining film ratio (unit =%, dashed line), and the in-plane uniformity of the remaining film thickness (3σ). Unit = angstrom, two-dot chain line), and the horizontal axis represents the developer supply amount f (unit = cc / min) or the developer supply time t (unit = second) in the spray developing method.

【0020】ここで、残膜率とは、レジスト膜を現像液
で処理して一部溶解した場合において、溶解の前後にお
ける膜厚の比率である。
Here, the residual film ratio is the ratio of the film thickness before and after dissolution when the resist film is partially treated and dissolved with a developer.

【0021】また、残膜厚の面内均一性とは、溶解後の
レジスト膜の各点における膜厚のバラツキを標準偏差σ
の3倍で現したものである。
The in-plane uniformity of the remaining film thickness is defined as the variation of the film thickness at each point of the dissolved resist film with a standard deviation σ.
It is expressed in three times.

【0022】さらに、パターン面内寸法精度とは、従来
の方法によってレジストにパターン露光・現像を施して
実際にパターンを形成した場合において得られたパター
ンと設計パターンとの各点でのずれのバラツキを標準偏
差σの3倍で現したものである。
Further, the dimensional accuracy in the pattern plane refers to the variation in the deviation between the pattern obtained in the case where the pattern is actually formed by exposing and developing the resist by a conventional method and the design pattern. Is expressed as three times the standard deviation σ.

【0023】図8から、レジスト焼成温度に対して、溶
解の傾向とパターン良否とがほぼ同じような関係で依存
していることがわかる。すなわち、溶解の傾向が所望の
傾向である場合、例えば、残膜率が最大(このとき同時
に残膜厚の面内均一性が最高=3σが最小である)の場
合に対応して、パターン面内寸法精度が最高(=3σが
最小)となっている。したがって、この関係から、実際
にパターンを形成してパターン寸法精度を測定するまで
もなく、溶解の傾向をみるだけで同様の結果を得て最適
焼成条件を決定することが可能であることがわかる。し
かも、露光することなく溶解の傾向をみるだけであるか
ら、露光条件に左右されることなく、容易に判別を行う
ことができる。
FIG. 8 shows that the tendency of dissolution and the quality of the pattern depend on the resist baking temperature in substantially the same relationship. In other words, when the tendency of dissolution is a desired tendency, for example, when the residual film ratio is the maximum (at the same time, the in-plane uniformity of the residual film thickness is the highest = 3σ is the minimum), the pattern surface The inner dimensional accuracy is the highest (= 3σ is the minimum). Therefore, it can be seen from this relationship that it is possible to obtain the same result and determine the optimum firing conditions only by looking at the tendency of dissolution without actually forming the pattern and measuring the pattern dimensional accuracy. . In addition, since only the tendency of dissolution is observed without exposure, discrimination can be easily performed irrespective of exposure conditions.

【0024】同様に、図9から、溶解の傾向をみるだけ
で最適現像条件を決定することが可能であることがわか
る。
Similarly, FIG. 9 shows that the optimum developing conditions can be determined only by looking at the tendency of dissolution.

【0025】構成2においては、溶解の傾向が、溶解前
後におけるレジスト膜の膜厚の変化度合いが最も小さい
場合を前記所望の傾向として最適条件を決定するもので
あり、また、構成3においては、溶解の傾向が、溶解後
におけるレジスト膜の膜厚の均一性が最も高い場合を前
記所望の傾向として最適条件を決定するものである。
In the configuration 2, the optimum condition is determined as the desired tendency when the tendency of dissolution is the smallest in the degree of change in the thickness of the resist film before and after the dissolution. The optimum condition is determined when the tendency of dissolution has the highest uniformity of the thickness of the resist film after dissolution as the desired tendency.

【0026】また、構成4は、レジスト膜を現像処理し
て一部溶解する際の現像処理条件を、レジストパターン
を形成する際の現像処理で適当とされる残膜量もしくは
残膜率よりも小さい残膜量もしくは残膜率を得るような
現像処理条件としたもので、換言すると、焼成条件又は
現像条件の違いに依存する溶解の傾向の違いを拡大して
識別感度を増大させるようにしたものである。
In the fourth aspect, the developing conditions for developing and partially dissolving the resist film are set to be smaller than the amount of remaining film or the remaining film ratio which is considered to be appropriate in the developing process for forming the resist pattern. The developing conditions were such that a small residual film amount or residual film ratio was obtained. In other words, the difference in the tendency of dissolution depending on the difference in the firing conditions or the developing conditions was enlarged to increase the identification sensitivity. Things.

【0027】構成5によれば、比較的簡単に最適焼成条
件及び最適現像条件を求めてレジストパターンを形成す
ることが可能となる。
According to the configuration 5, it is possible to relatively easily form the resist pattern by obtaining the optimum firing conditions and the optimum developing conditions.

【0028】[0028]

【実施例】図1は本発明の一実施例にかかるレジスト形
成条件決定方法の工程説明図である。図1に示されるよ
うに、一実施例のレジスト形成条件決定方法は、基本的
に以下の工程からなる。
FIG. 1 is an explanatory view showing the steps of a method for determining resist forming conditions according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the method for determining the resist forming conditions according to one embodiment basically includes the following steps.

【0029】 工程1;基板にレジストを回転塗布する工程 工程2;形成されたレジスト膜を焼成する工程 工程3;焼成後のレジスト膜の膜厚と膜厚の基板内均一
性の少なくとも一方を測定する工程 工程4;レジスト膜を現像液で一部溶解する現像液処理
をする工程 工程5;工程4で現像液処理した後のレジスト膜の平均
膜厚と膜厚の基板内均一性の少なくとも一方を測定する
工程 ただし、工程1では、試験する焼成条件の数に応じて必
要な複数の基板にレジストを塗布する。工程2では、焼
成条件を決定する場合には、各レジスト膜にそれぞれ異
なる焼成条件で焼成を施す。一方、現像条件を決定する
場合には、各レジスト膜に同一の焼成条件で焼成を施
す。
Step 1: Step of spin-coating a resist on a substrate Step 2: Step of baking the formed resist film Step 3: Measuring at least one of the thickness of the resist film after baking and the uniformity of the film thickness in the substrate Step 4; a step of performing a developer treatment for partially dissolving the resist film with a developer Step 5; at least one of the average film thickness of the resist film after the developer treatment in Step 4 and the uniformity of the film thickness within the substrate However, in step 1, a resist is applied to a plurality of necessary substrates according to the number of firing conditions to be tested. In the step 2, when the firing conditions are determined, the respective resist films are fired under different firing conditions. On the other hand, when determining the developing conditions, each resist film is fired under the same firing conditions.

【0030】工程4では、焼成条件を決定する場合に
は、各レジスト膜に同一の現像液処理条件で現像液処理
を施す。一方、現像条件を決定する場合には、各レジス
ト膜にそれぞれ異なる現像液処理条件で現像液処理を施
す。
In step 4, when the firing conditions are determined, each resist film is subjected to a developer treatment under the same developer treatment conditions. On the other hand, when developing conditions are determined, developing processing is performed on each resist film under different developing processing conditions.

【0031】また、本発明の一実施例にかかるレジスト
パターン形成方法は、上記レジストパターン形成条件決
定方法で条件を決定し、その条件を用いてパターン露光
・現像を施してレジストパターン形成をするものであ
る。
A method of forming a resist pattern according to an embodiment of the present invention includes forming a resist pattern by determining a condition by the above-described method for determining a condition of forming a resist pattern, and performing pattern exposure and development using the condition. It is.

【0032】以下、露光した部分が現像によって除去さ
れるタイプのポジ型レジストについて、焼成条件を実際
に決定してレジストパターンを形成した例及び現像条件
を実際に決定してレジストパターンを形成した例を掲げ
る。
Hereinafter, for a positive resist of a type in which an exposed portion is removed by development, an example in which a baking condition is actually determined to form a resist pattern and an example in which a developing condition is actually determined to form a resist pattern Is raised.

【0033】(焼成条件決定例)まず、回転台に載置さ
れたフォトマスク製作用基板(厚さ0.09インチ、5
インチ×5インチの正方形の石英板を適宜表面研磨処理
し、クロム遮光膜を成膜したもの)を複数枚用意し、そ
れぞれに、i線用レジストNPR−895i(長瀬産業
製)溶液を吐出ノズルより滴下して、回転塗布法によ
り、焼成後の膜厚が約5000オングストロームになる
ように塗布した。
(Example of Determining Firing Conditions) First, a photomask production substrate (0.09 inch thick, 5 mm thick) mounted on a turntable.
A plurality of square quartz plates of inch × 5 inches, each having a surface polished and a chrome light-shielding film formed thereon, are prepared as appropriate, and an i-line resist NPR-895i (manufactured by Nagase & Co., Ltd.) solution is discharged to each of them. The film was applied by a spin coating method so that the film thickness after firing was about 5000 Å.

【0034】次に、各基板をホットプレートにより、8
0℃から130℃までの間で10℃ごと6種類の焼成温
度でそれぞれ10分間、焼成処理した後、清浄な大気中
で自然放冷により、室温まで冷却した。
Next, each substrate was placed on a hot plate for 8 hours.
After sintering for 10 minutes at 0 ° C. to 130 ° C. at 6 kinds of sintering temperatures at 10 ° C. each, it was cooled to room temperature by natural cooling in a clean atmosphere.

【0035】次に、こうして作製した焼成温度の異なる
6種類の試料基板のそれぞれを、分光反射曲線から光学
的膜厚を計測する方法を用いた分光干渉式膜厚測定装置
(CANON製TM−005)を用いて、焼成後のレジ
スト膜厚の測定(基板中央4.2インチ角領域内の44
1点(21点×21点))を行い、現像液処理前のレジ
スト膜の平均膜厚及びレジスト膜厚の標準偏差値σを算
出した。
Next, each of the six types of sample substrates having different sintering temperatures manufactured as described above was subjected to a spectral interference type film thickness measuring device (TM-005 manufactured by CANON) using a method of measuring an optical film thickness from a spectral reflection curve. ) Is used to measure the resist film thickness after firing (44 in the 4.2-inch square region at the center of the substrate).
One point (21 points × 21 points) was performed, and the average film thickness of the resist film before treatment with the developing solution and the standard deviation σ of the resist film thickness were calculated.

【0036】次に、各焼成条件で焼成されたそれぞれの
試料基板を、現像液の原液であるAZー400(Hoe
chst社の製品名)を、水:原液=7:3の稀釈割合
で稀釈した現像液で90秒間スプレー現像手法で現像液
処理し、その後、純水で30秒間リンスし、回転乾燥し
て、静置した。
Next, each of the sample substrates fired under the respective firing conditions was applied to AZ-400 (Hoe, a stock solution of a developing solution).
chst product name) with a developing solution diluted with a dilution ratio of water: stock solution = 7: 3 by a spray developing method for 90 seconds, followed by rinsing with pure water for 30 seconds and spin-drying. It was left still.

【0037】次に、こうして現像液処理した後に十分に
乾燥したレジスト膜に対して、上記膜厚測定を行い、同
様に、現像液処理後のレジスト平均膜厚及びレジスト膜
厚の標準偏差値σを算出した。
Next, the film thickness is measured for the resist film which has been sufficiently dried after the processing with the developing solution, and similarly, the average film thickness of the resist after the developing solution processing and the standard deviation σ of the resist film thickness are similarly measured. Was calculated.

【0038】図2は各試料基板の現像処理前後の膜厚測
定結果を示す表であり、図3は図2の表に示された値を
グラフで現したものである。図2及び図3に示されるよ
うに。焼成温度120℃の試料基板において、現像処理
後の残膜率が最も高く、また、残膜の膜厚標準偏差値も
最も小さかった。焼成温度が120℃より低温側では現
像液処理後の残膜率は焼成温度が下降するにしたがって
小さくなっており、また、残膜の膜厚標準偏差値は大き
くなって残膜の均一性が損なわれている。一方、焼成温
度が120℃より高温側では現像処理後の残膜率は、や
はり、小さくなっており、また、残膜の膜厚標準偏差値
は大きくなって残膜の均一性が損なわれている。
FIG. 2 is a table showing the results of film thickness measurement before and after the development processing of each sample substrate, and FIG. 3 is a graph showing the values shown in the table of FIG. As shown in FIG. 2 and FIG. In the sample substrate having a firing temperature of 120 ° C., the residual film ratio after the development treatment was the highest, and the film thickness standard deviation value of the residual film was also the smallest. When the sintering temperature is lower than 120 ° C., the residual film ratio after the developing solution treatment decreases as the sintering temperature decreases, and the standard deviation of the residual film thickness increases to improve the uniformity of the residual film. Has been impaired. On the other hand, when the sintering temperature is higher than 120 ° C., the residual film ratio after the development processing is still small, and the film thickness standard deviation value of the residual film is large, and the uniformity of the residual film is impaired. I have.

【0039】以上の評価結果より、本レジストの最適焼
成温度は120℃であることが判明した。
From the above evaluation results, it was found that the optimum baking temperature of the present resist was 120 ° C.

【0040】次に、各焼成条件で作成した試料基板にお
いて、アルゴンレーザー描画装置(露光波長363.8
nm)により露光量40mJ/cm2 で描画し、現像原
液であるAZ−Developer(Hoechst社
の製品名)を、水:原液=1:1の稀釈割合で稀釈した
現像液で60秒間現像処理して、実際にレジストパター
ンを形成したところ、焼成温度120℃の試料基板にお
けるレジストパターンが最も理想に近い矩形形状を示し
ており、また、基板内の所定のパターン寸法の標準偏差
値が最も小さかった(寸法精度が最も高かった)。
Next, an argon laser drawing apparatus (exposure wavelength 363.8) was applied to the sample substrate prepared under each firing condition.
nm) by drawing at an exposure dose 40 mJ / cm 2, which is the undiluted developer solution AZ-Developer (Hoechst Corporation product name), water: concentrate = 1: 60 sec development process with a developing solution which is diluted with dilution ratio of 1 Thus, when a resist pattern was actually formed, the resist pattern on the sample substrate at a firing temperature of 120 ° C. showed a rectangular shape that was almost ideal, and the standard deviation value of a predetermined pattern dimension in the substrate was the smallest. (The dimensional accuracy was the highest).

【0041】ここで、上記例では、焼成条件として焼成
温度を複数変化させたが、これは、焼成時間を変化させ
てもよい。また、同様に、焼成方法、例えば、熱風循環
炉とホットプレートによる焼成の対比、あるいは、焼成
時の昇温温度勾配の差異又は焼成後の冷却温度勾配の差
異など、焼成に係わる全ての因子を条件とすることが可
能である。
Here, in the above example, a plurality of firing temperatures were changed as the firing conditions, but this may be changed by changing the firing time. Similarly, the firing method, for example, comparison of firing with a hot air circulating furnace and a hot plate, or all factors related to firing, such as a difference in temperature rise temperature gradient during firing or a difference in cooling temperature gradient after firing. It can be a condition.

【0042】(現像条件決定例)回転台に載置されたフ
ォトマスク製作用基板(厚さ0.09インチ、5インチ
×5インチの正方形の石英板を適宜表面研磨処理し、ク
ロム遮光膜を成膜したもの)を複数枚用意し、それぞれ
にi線用レジストNPR−895i(長瀬産業製)の溶
液を吐出ノズルより滴下して、回転塗布法により、焼成
後の膜厚が約5000オングストロームになるように塗
布した。
(Example of Developing Conditions Determination) A photomask working substrate (0.09 inch thick, 5 inch × 5 inch square quartz plate placed on a turntable is appropriately polished to form a chrome light-shielding film. A plurality of films are prepared, and a solution of i-line resist NPR-895i (manufactured by Nagase & Co., Ltd.) is dropped from a discharge nozzle, and the film thickness after firing is reduced to about 5000 angstroms by a spin coating method. It applied so that it might become.

【0043】次に、それぞれの基板をホットプレートに
より、120℃の焼成温度で10分間、焼成処理し、清
浄な大気中で自然放冷により、室温まで冷却した。
Next, each substrate was subjected to a baking treatment at a baking temperature of 120 ° C. for 10 minutes using a hot plate, and naturally cooled in a clean atmosphere to room temperature.

【0044】こうして作製した焼成温度の同一の複数の
試料基板を、分光反射曲線から光学的膜厚を計測する方
法を用いた分光干渉式膜厚測定装置(CANON製TM
−005)を用いて、焼成後のレジスト膜厚の測定(基
板中央4.2インチ角領域内の441点(21点×21
点))を行い、現像液処理前のレジスト平均膜厚及びレ
ジスト膜厚の標準偏差値σを算出した。
A plurality of sample substrates having the same sintering temperature manufactured as described above were used to measure the optical film thickness from the spectral reflection curve by using a spectral interference type film thickness measuring device (TM manufactured by CANON).
-005) to measure the resist film thickness after firing (441 points (21 points × 21 points) in a 4.2-inch square area at the center of the substrate.
Point)), and the average film thickness of the resist before the developer treatment and the standard deviation σ of the resist film thickness were calculated.

【0045】次に、同一条件で焼成された別の試料基板
を、現像液の原液であるAZー400(Hoechst
社の製品名)を、水:原液=7.5:2.5の稀釈割合
で稀釈した現像液を用い、現像液流量を60cc/分及
び120cc/分、180cc/分及び240cc/分
として、60秒、120秒及び180秒間スプレー現像
した。その後、純水で30秒間リンスし、回転乾燥し
て、静置した。
Next, another sample substrate fired under the same conditions was applied to AZ-400 (Hoechst) which is a stock solution of a developing solution.
Using a developer diluted at a dilution ratio of water: stock solution = 7.5: 2.5, with developer flow rates of 60 cc / min and 120 cc / min, 180 cc / min and 240 cc / min. Spray development was performed for 60 seconds, 120 seconds and 180 seconds. Thereafter, the substrate was rinsed with pure water for 30 seconds, spin-dried, and allowed to stand.

【0046】十分に乾燥したレジスト膜に対して、上記
膜厚測定法にしたがってレジスト膜厚測定を行い、同様
に、現像処理後のレジスト平均膜厚及びレジスト膜厚の
標準偏差値を算出した。
The resist film thickness of the sufficiently dried resist film was measured in accordance with the above-described film thickness measurement method, and the average film thickness after development and the standard deviation of the resist film thickness were calculated in the same manner.

【0047】図4は各試料基板の現像処理前後の膜厚測
定結果を示す表であり、図5は図4の値をグラフに現し
たものである。図4及び図5に示す通り、現像液流量を
240cc/分として処理した試料基板において、他の
現像条件、すなわち、60,120及び180cc/分
として処理した試料基板に対比して、いずれの現像時間
においても、現像処理後の残膜率が低く、特に現像時間
を長くした場合、その傾向は明らかである。また、現像
処理後の残膜の膜厚均一性においても明らかに劣ってい
る。
FIG. 4 is a table showing the results of film thickness measurement before and after the development processing of each sample substrate. FIG. 5 is a graph showing the values of FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, in the sample substrate processed at a developing solution flow rate of 240 cc / min, any of the developing conditions were compared with the other developing conditions, that is, the sample substrates processed at 60, 120 and 180 cc / min. As for the time, the residual film ratio after the development processing is low, and the tendency is apparent when the development time is increased. Further, the film thickness uniformity of the residual film after the development processing is clearly inferior.

【0048】以上の評価結果より、本レジストの最適現
像液流量は240cc/分未満(180cc/分以下)
が適していることが判明した。
From the above evaluation results, the optimum developing solution flow rate of the present resist is less than 240 cc / min (180 cc / min or less).
Turned out to be suitable.

【0049】また、現像時間に着目すると、図4及び図
5から、現像時間が120秒以下の場合に対比して、現
像時間が180秒では、現像後の残膜の膜厚均一性が急
激に悪化している。特に、現像液流量が240cc/分
とした場合、その傾向が顕著である。
4 and 5, when the developing time is 180 seconds, the film thickness uniformity of the residual film after the development is sharper than when the developing time is 120 seconds or less. Is getting worse. In particular, when the flow rate of the developer is 240 cc / min, the tendency is remarkable.

【0050】以上の結果より、現像条件としての現像時
間は180秒未満(120秒以下)が適していることが
判明した。
From the above results, it has been found that a developing time of less than 180 seconds (120 seconds or less) is suitable as a developing condition.

【0051】上記各現像条件で作製した試料基板をアル
ゴンレーザー描画装置(露光波長363.8nm)によ
り露光量40mJ/cm2 で描画し、現像液AZ−De
veloper(Hoechst社製)1:1希釈液に
より60秒間現像して、実際にレジストパターンを形成
したところ、現像液流量60cc/分で処理した試料基
板におけるレジストパターンが最も理想に近い矩形形状
を示しており、また、基板内の所定のパターン寸法の標
準偏差値が最も小さく、寸法精度が最も高かった。
The sample substrate prepared under each of the above developing conditions was drawn with an exposure amount of 40 mJ / cm 2 by an argon laser drawing apparatus (exposure wavelength: 363.8 nm), and a developing solution AZ-De was used.
When a resist pattern was actually formed by developing with a 1: 1 diluent of Veloper (manufactured by Hoechst) and forming a resist pattern, the resist pattern on the sample substrate processed at a developer flow rate of 60 cc / min showed a rectangular shape closest to the ideal. In addition, the standard deviation value of the predetermined pattern dimension in the substrate was the smallest, and the dimensional accuracy was the highest.

【0052】ここで、この現像条件決定例では、現像条
件として現像液流量を変化させたがこれは、現像温度、
現像液の種類などであってもよい。また、同様に、現像
方法、例えば、スプレー方式と浸漬方式の対比など、現
像に係わる全ての因子を条件とすることが可能である。
Here, in this example of determining the developing conditions, the developing solution flow rate was changed as the developing conditions.
The type of the developer may be used. Similarly, all the factors relating to development, such as a development method, for example, a comparison between a spray method and an immersion method, can be used as conditions.

【0053】本発明は、試料基板内の現像処理後の残膜
厚及び/又は残膜厚均一性について処理した試料基板間
の対比評価によって焼成条件及び/又は現像条件を決定
するものである。したがって、焼成条件の決定において
は任意の現像条件が、現像条件の決定においては任意の
焼成条件が選択できる。また、膜厚測定方法について
も、特に上述した実施例に限定されるものではない。ま
た、現像による膜減り量を可能なかぎり大きくとる(残
膜率を可能なかぎり低下させる)ことで、即ち、例え
ば、処理用現像液の濃度を上げる、あるいは、現像時間
を長くすることなどで、より子細な調査が可能である。
In the present invention, the firing conditions and / or the developing conditions are determined by evaluating the remaining film thickness and / or the uniformity of the remaining film thickness in the sample substrate after the development processing by comparing the processed sample substrates. Therefore, arbitrary development conditions can be selected in determining the firing conditions, and arbitrary firing conditions can be selected in determining the development conditions. Also, the method for measuring the film thickness is not particularly limited to the above-described embodiment. Further, by increasing the amount of film reduction due to development as much as possible (decreasing the remaining film ratio as much as possible), that is, for example, by increasing the concentration of the processing developer or lengthening the development time , More detailed investigation is possible.

【0054】また、上記実施例のポジ型レジストに限ら
ず、高分子型レジストについても、本発明の焼成条件お
よび/又は現像条件決定手法は適用され得る。
The firing condition and / or developing condition determination method of the present invention can be applied not only to the positive resist of the above embodiment but also to a polymer resist.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレジストパターン形成条件決定方法によれば、基板上
に形成したレジスト膜を複数用意してそれぞれ異なる焼
成条件で焼成し、これらに露光処理を施すことなく各焼
成条件で焼成したレジスト膜のそれぞれを所定の現像液
で現像処理して一部溶解したとき、各レジスト膜のうち
で溶解の傾向が所望の傾向を示したレジスト膜の焼成条
件をレジスト膜焼成条件として決定し、また、基板上に
形成したレジスト膜を複数用意して所定の焼成条件で焼
成し、これらに露光処理を施すことなくこれら焼成した
各レジスト膜のそれぞれを異なる現像条件で現像処理し
て一部溶解したとき、各レジスト膜のうちで溶解の傾向
が所望の傾向を示した場合のレジスト膜の現像条件に基
づいて現像条件を決定するようにしたことにより、電磁
波照射量に依存することなく、また、レジスト膜の焼成
条件又は現像条件の最適条件を互いに独立して少ない工
程で容易に求めることができるレジストパターン形成条
件決定方法及びこのレジストパターン形成条件決定方法
で決定した条件でレジストパターンを形成するレジスト
パターン形成方法を得ているものである。
As is apparent from the above description, according to the method for determining resist pattern forming conditions of the present invention, a plurality of resist films formed on a substrate are prepared, baked under different firing conditions, and exposed to these. When each of the resist films fired under the respective firing conditions without being subjected to the processing is developed with a predetermined developing solution and partially dissolved, a resist film having a desired tendency of dissolution among the respective resist films. The firing conditions are determined as the resist film firing conditions, and a plurality of resist films formed on the substrate are prepared and fired under predetermined firing conditions, and each of the fired resist films is exposed without subjecting them to exposure treatment. When a part of the resist film is dissolved by developing under different developing conditions, the developing condition is set based on the developing condition of the resist film when the dissolution tendency of each resist film shows a desired tendency. The method for determining a resist pattern formation condition can be easily determined in a small number of steps independently of each other, independently of the amount of electromagnetic wave irradiation, and independently of the baking condition or developing condition of the resist film. And a method of forming a resist pattern in which a resist pattern is formed under the conditions determined by the method for determining conditions for forming a resist pattern.

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

【図1】 本発明の一実施例にかかるレジスト形成条件
決定方法の工程説明図である。
FIG. 1 is a process explanatory diagram of a method for determining resist forming conditions according to one embodiment of the present invention.

【図2】 各試料基板の現像液処理前後のレジスト平均
膜厚の測定結果及びレジスト膜厚の標準偏差値と残膜率
を算出した結果を示す表である。
FIG. 2 is a table showing measurement results of an average resist film thickness before and after a developer treatment of each sample substrate, and a calculation result of a standard deviation value of the resist film thickness and a residual film ratio.

【図3】 図2の表に示された値をグラフで現したもの
である。
FIG. 3 is a graph showing the values shown in the table of FIG. 2;

【図4】 各試料基板の現像液処理前後のレジスト平均
膜厚の測定結果及びレジスト膜厚の標準偏差値と残膜率
を算出した結果を示す表である。
FIG. 4 is a table showing measurement results of an average resist thickness before and after a developer treatment of each sample substrate, and a calculation result of a standard deviation value of the resist film thickness and a residual film ratio.

【図5】 図4の表に示された値をグラフで現したもの
である。
FIG. 5 is a graph showing the values shown in the table of FIG. 4;

【図6】 従来の最適焼成条件決定方法の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional method for determining optimum firing conditions.

【図7】 従来の最適現像条件決定方法の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional method for determining optimum developing conditions.

【図8】 レジスト焼成温度Tとレジスト膜の溶解の傾
向(残膜率及び残膜厚の面内均一性)及びパターンの良
否(パターン面内寸法精度)との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the resist baking temperature T, the tendency of dissolving the resist film (in-plane uniformity of the remaining film ratio and the remaining film thickness), and the quality of the pattern (in-plane pattern dimensional accuracy).

【図9】 レジスト現像条件(現像液供給量f又は現像
液供給時間t)と、レジスト膜の溶解の傾向(残膜率及
び残膜厚の面内均一性)及びパターンの良否(パターン
面内寸法精度)との関係を示すグラフである。
FIG. 9 shows resist development conditions (developer supply amount f or developer supply time t), dissolution tendency of the resist film (residual film ratio and in-plane uniformity of residual film thickness), and pattern quality (in-plane pattern). 6 is a graph showing a relationship with the dimensional accuracy.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−103053(JP,A) 特開 平4−142728(JP,A) 特開 平4−93014(JP,A) 特開 昭54−150079(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-103053 (JP, A) JP-A-4-142728 (JP, A) JP-A-4-93014 (JP, A) JP-A-54- 150079 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レジスト膜を基板上に形成するレジスト
膜形成工程と、このレジスト膜形成工程によって形成さ
れたレジスト膜を焼成するレジスト膜焼成工程と、この
レジスト膜焼成工程によって焼成されたレジスト膜に電
磁波又は粒子線による所定のパターン露光を施す露光工
程と、この露光工程を経たレジスト膜に現像処理を施す
現像工程とを有するレジストパターン形成工程における
レジスト膜焼成条件及び現像条件のいずれか一方又は双
方の工程の処理条件を決定するレジストパターン形成条
件決定方法であって、 基板上に形成したレジスト膜を複数用意してそれぞれ異
なる焼成条件で焼成し、これらに露光処理を施すことな
く各焼成条件で焼成したレジスト膜のそれぞれを所定の
現像液及び処理条件で一部溶解する現像液処理を施した
とき、各レジスト膜のうちで溶解の傾向が所望の傾向を
示したレジスト膜の焼成条件をレジスト膜焼成条件とし
て決定し、 また、基板上に形成したレジスト膜を複数用意して所定
の焼成条件で焼成し、これらに露光処理を施すことなく
これら焼成した各レジスト膜のそれぞれを異なる現像液
処理条件で現像液処理して一部溶解したとき、各レジス
ト膜のうちで溶解の傾向が所望の傾向を示した場合のレ
ジスト膜の現像液処理条件に基づいて現像条件を決定す
ることを特徴としたレジストパターン形成条件決定方
法。
A resist film forming step of forming a resist film on a substrate; a resist film firing step of firing the resist film formed by the resist film forming step; and a resist film fired by the resist film firing step Exposure step of performing a predetermined pattern exposure by electromagnetic waves or particle beams, and either one of the resist film baking conditions and development conditions in the resist pattern forming step having a development step of performing development processing on the resist film after this exposure step or A resist pattern forming condition determining method for determining processing conditions for both processes, wherein a plurality of resist films formed on a substrate are prepared and fired under different firing conditions, and each of the firing conditions is performed without performing an exposure process. Each of the resist films baked in the step is subjected to a developing solution treatment for partially dissolving the resist film under a predetermined developing solution and processing conditions. Then, among the resist films, the firing conditions of the resist film having the desired tendency of dissolution are determined as the firing conditions of the resist film, and a plurality of resist films formed on the substrate are prepared and fired at a predetermined firing temperature. When each of the baked resist films is subjected to developing solution treatment under different developing solution processing conditions and partially dissolved without subjecting them to exposure treatment, the tendency of dissolution of each of the resist films is desired. A method for determining a resist pattern forming condition, comprising: determining a developing condition based on a developing solution processing condition of a resist film when the tendency is exhibited.
【請求項2】 請求項1に記載のレジストパターン形成
条件決定方法において、 前記溶解の傾向が、溶解前後におけるレジスト膜の膜厚
の変化度合いが最も小さい場合を前記所望の傾向とする
ことを特徴としたレジストパターン形成条件決定方法。
2. The resist pattern forming condition determining method according to claim 1, wherein the tendency of the dissolution is the desired tendency when the degree of change in the thickness of the resist film before and after the dissolution is smallest. Method for determining conditions for forming resist patterns.
【請求項3】 請求項1に記載のレジストパターン形成
条件決定方法において、 前記溶解の傾向が、溶解後におけるレジスト膜の膜厚の
均一性が最も高い場合を前記所望の傾向とすることを特
徴としたレジストパターン形成条件決定方法。
3. The method for determining conditions for forming a resist pattern according to claim 1, wherein the tendency of the dissolution is the desired tendency when the uniformity of the thickness of the resist film after dissolution is highest. Method for determining conditions for forming resist patterns.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載のレ
ジストパターン形成条件決定方法において、 前記レジスト膜に現像液処理を施して一部溶解する際の
現像液処理条件を、レジストパターンを形成する際の現
像処理で適当とされる残膜量もしくは残膜率よりも小さ
い残膜量もしくは残膜率を得るような処理条件としたこ
とを特徴とするレジストパターン形成条件決定方法。
4. The method for determining conditions for forming a resist pattern according to claim 1, wherein the processing conditions of the developing solution when the resist film is subjected to a developing solution process and partially dissolved are determined by forming a resist pattern. A process for obtaining a residual film amount or a residual film ratio smaller than an appropriate residual film amount or residual film ratio in a developing process when the resist pattern is formed.
【請求項5】 レジスト膜を基板上に形成するレジスト
膜形成工程と、このレジスト膜形成工程によって形成さ
れたレジスト膜を焼成するレジスト膜焼成工程と、この
レジスト膜焼成工程によって焼成されたレジスト膜に電
磁波又は粒子線による所定のパターン露光を施す露光工
程と、この露光工程を経たレジスト膜に現像処理を施す
現像工程とを有するレジストパターン形成方法におい
て、 前記レジスト膜焼成工程におけるレジスト膜焼成条件及
び前記現像工程における現像条件として、請求項1ない
し4のいずれかに記載のレジストパターン形成条件決定
方法によって決定された条件を用いることを特徴とした
レジストパターン形成方法。
5. A resist film forming step for forming a resist film on a substrate, a resist film firing step for firing the resist film formed in the resist film forming step, and a resist film fired in the resist film firing step In a resist pattern forming method having an exposure step of performing a predetermined pattern exposure by electromagnetic waves or particle beams and a development step of performing a development process on the resist film after the exposure step, the resist film baking conditions in the resist film baking step and 5. A method for forming a resist pattern, wherein a condition determined by the method for determining a condition for forming a resist pattern according to claim 1 is used as a developing condition in the developing step.
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