JP3130335B2 - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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- JP3130335B2 JP3130335B2 JP03182653A JP18265391A JP3130335B2 JP 3130335 B2 JP3130335 B2 JP 3130335B2 JP 03182653 A JP03182653 A JP 03182653A JP 18265391 A JP18265391 A JP 18265391A JP 3130335 B2 JP3130335 B2 JP 3130335B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- pattern
- photoresist
- resist
- time
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】フォトリソグラフィを用いたレジ
ストパターンの形成方法に関する。
ストパターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフォトリソグラフィ工程を以下に
示す。図４（ａ）のように、所望の下地の上に、例えば
ポジ型フォトレジスト２を塗布し、縮小露光装置等でマ
スク３０上の所望のパターンを露光する。次に、現像を
行うことにより、図４（ｂ）のようなレジストパターン
を得ることができる。このフォトレジストパターンをマ
スクにし、インプラ工程、またはエッチング工程等を行
うことにより、半導体装置を製造していた。
示す。図４（ａ）のように、所望の下地の上に、例えば
ポジ型フォトレジスト２を塗布し、縮小露光装置等でマ
スク３０上の所望のパターンを露光する。次に、現像を
行うことにより、図４（ｂ）のようなレジストパターン
を得ることができる。このフォトレジストパターンをマ
スクにし、インプラ工程、またはエッチング工程等を行
うことにより、半導体装置を製造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】より細い線幅を解像し
ようとすると、より高ＮＡの（開口数の大きな）露光機
を用いなければならなくなり、露光波長レベルのピッチ
の線幅は解像することができなかった。
ようとすると、より高ＮＡの（開口数の大きな）露光機
を用いなければならなくなり、露光波長レベルのピッチ
の線幅は解像することができなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】レジスト表面部に凹凸を
作る。なお、このときレジスト表面段差を、露光波長の
位相がちょうど１／２波長ずれるようにする。その後、
露光機で平行光線を全面露光し、現像するようにした。
作る。なお、このときレジスト表面段差を、露光波長の
位相がちょうど１／２波長ずれるようにする。その後、
露光機で平行光線を全面露光し、現像するようにした。
【０００５】
【作用】上記のように製造すれば、凸部と凹部とで露光
時位相が変化する。従って、段差部で位相が異なった光
が干渉し、段差部の下には光が注入されない。この段差
部を中心としてある光強度分布が形成される。これを現
像すればマスクパターンよりさらに微細なレジストパタ
ーンを形成することができる。
時位相が変化する。従って、段差部で位相が異なった光
が干渉し、段差部の下には光が注入されない。この段差
部を中心としてある光強度分布が形成される。これを現
像すればマスクパターンよりさらに微細なレジストパタ
ーンを形成することができる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の第１実施例を図面に基づい
て説明する。図１（ａ）のように所望の下地基板１の上
に、ポジ形フォトレジスト２を塗布し、縮小露光装置等
で所望のパターンをマスク２０から転写する。そして、
現像を行い、図１（ｂ）のようにレジスト表面に段差が
つく。
て説明する。図１（ａ）のように所望の下地基板１の上
に、ポジ形フォトレジスト２を塗布し、縮小露光装置等
で所望のパターンをマスク２０から転写する。そして、
現像を行い、図１（ｂ）のようにレジスト表面に段差が
つく。
【０００７】次に全面を波長λの平行光線で露光するわ
けであるが、このとき、段差上部を通過した光と、段差
下部を通過した光とでは、レジストと露光雰囲気（例え
ば大気等）の屈折率の差により、位相差が生じる。この
位相差はｋ′λ−ｋλで表される。（ここでｋは、露光
雰囲気中における波数であり、ｋ′はフォトレジスト膜
中の波数である。）この位相差をπとするため、 ｋ′λ−ｋλ＝ｋ（αλ−λ）＝（Ｒ＋０．５）λ ……… （１） （Ｒ：任意の整数 α：フォトレジストの露光雰囲気に
対する屈折率）を満たすように、ｋ＝（Ｒ＋０．５）／
（α−１）と設定する。すると、段差部上部と下部の膜
厚差Ｔは Ｔ＝ｋλ＝｛（Ｒ＋０．５）／（α−１）｝λ ……… （２） を満たすように、段差を形成すればよいことがわかる。
この段差量とするため、段差形成時の露光量及び、現像
液濃度、現像時間等を調整する。なお、最終的なレジス
ト形状をより精度良く形成するため、上記段差を形成す
るための露光量は、後に全面を波長λの平行光線で露光
するときの露光量にくらべ、少なく設定する。また、段
差上部と下部の膜厚差Ｔは、段差形成時の露光時及び、
後の全面の露光時の透過性及び、解像、焦点深度等の理
由により、薄い方が望ましい。また、一般的にフォトレ
ジストの屈折率αは、１＜αであるため、Ｒ＝０のと
き、上記膜厚差Ｔは最も薄くすることが可能であり、そ
の時の膜厚をＴ0 とすると、 Ｔ0 ＝λ／｛２（α−１）｝となる。
けであるが、このとき、段差上部を通過した光と、段差
下部を通過した光とでは、レジストと露光雰囲気（例え
ば大気等）の屈折率の差により、位相差が生じる。この
位相差はｋ′λ−ｋλで表される。（ここでｋは、露光
雰囲気中における波数であり、ｋ′はフォトレジスト膜
中の波数である。）この位相差をπとするため、 ｋ′λ−ｋλ＝ｋ（αλ−λ）＝（Ｒ＋０．５）λ ……… （１） （Ｒ：任意の整数 α：フォトレジストの露光雰囲気に
対する屈折率）を満たすように、ｋ＝（Ｒ＋０．５）／
（α−１）と設定する。すると、段差部上部と下部の膜
厚差Ｔは Ｔ＝ｋλ＝｛（Ｒ＋０．５）／（α−１）｝λ ……… （２） を満たすように、段差を形成すればよいことがわかる。
この段差量とするため、段差形成時の露光量及び、現像
液濃度、現像時間等を調整する。なお、最終的なレジス
ト形状をより精度良く形成するため、上記段差を形成す
るための露光量は、後に全面を波長λの平行光線で露光
するときの露光量にくらべ、少なく設定する。また、段
差上部と下部の膜厚差Ｔは、段差形成時の露光時及び、
後の全面の露光時の透過性及び、解像、焦点深度等の理
由により、薄い方が望ましい。また、一般的にフォトレ
ジストの屈折率αは、１＜αであるため、Ｒ＝０のと
き、上記膜厚差Ｔは最も薄くすることが可能であり、そ
の時の膜厚をＴ0 とすると、 Ｔ0 ＝λ／｛２（α−１）｝となる。
【０００８】上記（２）式を満たすような膜厚、例えば
Ｔ0 に膜厚差がなるように、段差を形成し、次に図１
（ｃ）に示すように２度目の露光を波長λの平行光線を
用いて、全面に行う。すると、段差上部と下部とでは、
πだけ位相がずれるため、段差部の下には光が注入され
ない。従って、後に現像を行うと図１（ｄ）に示すよう
にレジスト表面段差部分のラインにそうようにレジスト
が残り、非常に微細なラインパターンを形成することが
できる。
Ｔ0 に膜厚差がなるように、段差を形成し、次に図１
（ｃ）に示すように２度目の露光を波長λの平行光線を
用いて、全面に行う。すると、段差上部と下部とでは、
πだけ位相がずれるため、段差部の下には光が注入され
ない。従って、後に現像を行うと図１（ｄ）に示すよう
にレジスト表面段差部分のラインにそうようにレジスト
が残り、非常に微細なラインパターンを形成することが
できる。
【０００９】以下に、本発明の第２実施例を図面に基づ
いて説明する。図２（ａ）のように、所望の下地基板１
の上にネガ形フォトレジスト３を塗布し、縮小露光装置
等で第１実施例と同様に露光、現像する。このとき、図
２（ｂ）のような形状となるが、このときの段差Ｔ1 は
ネガ形フォトレジストの屈折率をβとすると、 Ｔ1 ＝λ／｛２（β−１）｝となるように、一度目の露
光、現像条件を設定する。
いて説明する。図２（ａ）のように、所望の下地基板１
の上にネガ形フォトレジスト３を塗布し、縮小露光装置
等で第１実施例と同様に露光、現像する。このとき、図
２（ｂ）のような形状となるが、このときの段差Ｔ1 は
ネガ形フォトレジストの屈折率をβとすると、 Ｔ1 ＝λ／｛２（β−１）｝となるように、一度目の露
光、現像条件を設定する。
【００１０】次に、図２（ｃ）に示すように、２度目の
露光を全面に行う。後に現像を行うと図２（ｄ）に示す
ようにレジストが残り、非常に微細なスペースパターン
を形成することができる。次に、本発明の第３実施例を
図面に基づいて説明する。所望の下地の上にネガ形フォ
トレジストを塗布し、縮小露光装置等で図３（ａ）に示
したようなパターンを露光する。このとき、露光量は第
２実施例の一度目の露光量の１／２に設定する。
露光を全面に行う。後に現像を行うと図２（ｄ）に示す
ようにレジストが残り、非常に微細なスペースパターン
を形成することができる。次に、本発明の第３実施例を
図面に基づいて説明する。所望の下地の上にネガ形フォ
トレジストを塗布し、縮小露光装置等で図３（ａ）に示
したようなパターンを露光する。このとき、露光量は第
２実施例の一度目の露光量の１／２に設定する。
【００１１】次に、図３（ｂ）に示したようなパターン
を露光する。このとき、露光量は第２実施例の一度目の
露光量の１／２に設定する。そして、第２実施例の一度
目の現像条件と同様の現像条件で、現像を行う。する
と、図３（ｃ）に示すように格子状にレジスト段差が形
成され、その交点を囲むレジスト段差の最高部領域９
と、段差の最低部領域１０の段差がλ／｛２（β−
１）｝となる。また、このとき、中段部領域１１は、最
高部領域９及び最低部領域１０と、十分に段差があるこ
とが必要であり、特に、最高部と最低部の高さの真中に
なっていると、より円形に近いパターンを形成しやす
い。
を露光する。このとき、露光量は第２実施例の一度目の
露光量の１／２に設定する。そして、第２実施例の一度
目の現像条件と同様の現像条件で、現像を行う。する
と、図３（ｃ）に示すように格子状にレジスト段差が形
成され、その交点を囲むレジスト段差の最高部領域９
と、段差の最低部領域１０の段差がλ／｛２（β−
１）｝となる。また、このとき、中段部領域１１は、最
高部領域９及び最低部領域１０と、十分に段差があるこ
とが必要であり、特に、最高部と最低部の高さの真中に
なっていると、より円形に近いパターンを形成しやす
い。
【００１２】次に、波長λの平行光線で全面を露光す
る。その後、現像を行うと、図３（ｄ）に示すように、
ネガレジストにホールパターン１２が開口し、非常に小
さなホールパターンを形成することができる。
る。その後、現像を行うと、図３（ｄ）に示すように、
ネガレジストにホールパターン１２が開口し、非常に小
さなホールパターンを形成することができる。
【００１３】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、所望
の下地の上に塗布されたレジストを用い位相をシフトさ
せ、露光するため、光の波長程度の非常に微細なパター
ンを形成することが可能である。そして、レジスト表面
に段差をつけるための露光では、レジスト表面のみで結
像すれば良いため、焦点深度が要求されず、また、全面
露光時は平行な短波長光線であれば、高ＮＡのレンズを
介した光を使用しなくてもよい為、全体として段差部で
も非常に微細なパターンを形成することが可能である。
さらに、ネガレジスト、ポジレジストの使い分け、およ
び、表面段差を２段とすることなどにより、微細なスペ
ースパターンや、ホールパターンなど、複雑なパターン
を形成することができる。また、短波長紫外線に対して
透過率の高いレジストを用いることにより、高ＮＡレン
ズが作成困難な波長帯でも平行光線さえ作成できれば光
波の干渉により、光強度のコントラストを作るため、波
長よりも細い線幅またはスペースのパターニングを行う
ことが可能であるという効果がある。
の下地の上に塗布されたレジストを用い位相をシフトさ
せ、露光するため、光の波長程度の非常に微細なパター
ンを形成することが可能である。そして、レジスト表面
に段差をつけるための露光では、レジスト表面のみで結
像すれば良いため、焦点深度が要求されず、また、全面
露光時は平行な短波長光線であれば、高ＮＡのレンズを
介した光を使用しなくてもよい為、全体として段差部で
も非常に微細なパターンを形成することが可能である。
さらに、ネガレジスト、ポジレジストの使い分け、およ
び、表面段差を２段とすることなどにより、微細なスペ
ースパターンや、ホールパターンなど、複雑なパターン
を形成することができる。また、短波長紫外線に対して
透過率の高いレジストを用いることにより、高ＮＡレン
ズが作成困難な波長帯でも平行光線さえ作成できれば光
波の干渉により、光強度のコントラストを作るため、波
長よりも細い線幅またはスペースのパターニングを行う
ことが可能であるという効果がある。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は第１実施例の半導体装置の製
造方法を示す工程順断面図である。
造方法を示す工程順断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は第２実施例の半導体装置の製
造方法を示す工程順断面図である。
造方法を示す工程順断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は第３実施例の半導体装置の製
造方法を示す工程順平面図である。
造方法を示す工程順平面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は従来の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図である。
を示す工程順断面図である。
１ 下地基板 ２ ポジ形フォトレジスト ３，４ ネガ形フォトレジスト ５，７ 露光領域 ６，８ 非常光領域 ９ 段差の最高部領域 １０ 段差の最低部領域 １１ 中段部領域 １２ ホールパターン
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に、ネガ形のフォトレジス
トを塗布する工程と、前記フォトレジストを露光現像
し、フォトレジスト表面に所望の段差を形成する工程
と、全面を単波長の平行光線で露光し、現像する工程と
からなり、前記段差部の上部と下部との膜厚差は、前記
単波長の平行光線での露光時、前記フォトレジストのあ
る部分とない部分とで、前記段差部下部面に入射時の前
記平行光線の位相が半波長の奇数倍ずれるような厚みで
あることを特徴とするフォトリソグラフィを用いたレジ
ストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03182653A JP3130335B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03182653A JP3130335B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529197A JPH0529197A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3130335B2 true JP3130335B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=16122081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03182653A Expired - Lifetime JP3130335B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130335B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7959855B2 (en) | 2006-10-19 | 2011-06-14 | Heru Budihartono | White precious metal alloy |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3529347B2 (ja) | 2000-10-25 | 2004-05-24 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | 回路基板の保護構造及びその製造方法並びに液晶表示装置 |
| US11139341B2 (en) | 2018-06-18 | 2021-10-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Protection of MRAM from external magnetic field using magnetic-field-shielding structure |
| US11088083B2 (en) | 2018-06-29 | 2021-08-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | DC and AC magnetic field protection for MRAM device using magnetic-field-shielding structure |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP03182653A patent/JP3130335B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7959855B2 (en) | 2006-10-19 | 2011-06-14 | Heru Budihartono | White precious metal alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0529197A (ja) | 1993-02-05 |
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