JP3179127B2 - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JP3179127B2 JP3179127B2 JP11075891A JP11075891A JP3179127B2 JP 3179127 B2 JP3179127 B2 JP 3179127B2 JP 11075891 A JP11075891 A JP 11075891A JP 11075891 A JP11075891 A JP 11075891A JP 3179127 B2 JP3179127 B2 JP 3179127B2
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- Japan
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- exposure
- pattern
- resist
- volatile material
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は極めて微細なレジストパ
ターンが精度良く得られるようにするためのパターン形
成方法に関する。
ターンが精度良く得られるようにするためのパターン形
成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体回路素子等の回路パターンは、以
下の工程で形成されるレジストパターンの精度によりそ
の良否が決定される。
下の工程で形成されるレジストパターンの精度によりそ
の良否が決定される。
【０００３】 基板上にレジストを塗布する工程。
所望のパターンが形成された遮光膜、メンブレン及び
（支持体となる）基板で構成されたマスクを介してパタ
ーン露光を行なう工程。 現像を行なってレジストパ
ターンを形成する工程。
所望のパターンが形成された遮光膜、メンブレン及び
（支持体となる）基板で構成されたマスクを介してパタ
ーン露光を行なう工程。 現像を行なってレジストパ
ターンを形成する工程。
【０００４】以上のの工程では遮光膜で露光々が遮ら
れた部分と露光々がそのまま照射された部分の露光量の
差によりレジスト内に潜像が形成される。この露光部と
未露光部では現象液に対する溶解性が異なるため、次の
の工程で現像によりレジストパターンが形成される。
れた部分と露光々がそのまま照射された部分の露光量の
差によりレジスト内に潜像が形成される。この露光部と
未露光部では現象液に対する溶解性が異なるため、次の
の工程で現像によりレジストパターンが形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、設計線幅がクォ
ータミクロン以下になる場合にその利用が検討されてい
るＸ線露光技術では、等倍Ｘ線マスクの構成のうち遮光
膜の構成に主にＷやＴaの金属が用いられ、又その膜厚
は遮光性、加工性及び発生応力等を総合的に勘案して0.
75μm程度とされており、これらの制約から略１μm辺り
がその限界となっている。従ってそれ以上の厚膜化は困
難である。
ータミクロン以下になる場合にその利用が検討されてい
るＸ線露光技術では、等倍Ｘ線マスクの構成のうち遮光
膜の構成に主にＷやＴaの金属が用いられ、又その膜厚
は遮光性、加工性及び発生応力等を総合的に勘案して0.
75μm程度とされており、これらの制約から略１μm辺り
がその限界となっている。従ってそれ以上の厚膜化は困
難である。
【０００６】ところがＸ線露光に用いられる１nm以下の
露光波長に対しては上記ＷやＴaの遮光性は十分ではな
く、0.75μm膜厚の場合でも約1／10の光が透過する。従
って図７に示される様にコントラストという意味では十
分な光強度分布が得られていない（図中本来遮光膜4で
遮られて光の届かないはずの部分でも積算露光量分布を
採ると、同図に示される様にわずかな露光があることが
わかる）。
露光波長に対しては上記ＷやＴaの遮光性は十分ではな
く、0.75μm膜厚の場合でも約1／10の光が透過する。従
って図７に示される様にコントラストという意味では十
分な光強度分布が得られていない（図中本来遮光膜4で
遮られて光の届かないはずの部分でも積算露光量分布を
採ると、同図に示される様にわずかな露光があることが
わかる）。
【０００７】上述の様にレジストパターンの形成は現像
液に対する溶解度の差によっているため、遮光性が不十
分な場合、十分な溶解度の差が得られず、レジスト膜減
り等の解像不良を起こす（これはＸ線露光の場合に限ら
ず、通常の露光によりレジストパターンを形成する場合
も同じである）。
液に対する溶解度の差によっているため、遮光性が不十
分な場合、十分な溶解度の差が得られず、レジスト膜減
り等の解像不良を起こす（これはＸ線露光の場合に限ら
ず、通常の露光によりレジストパターンを形成する場合
も同じである）。
【０００８】本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み
創案されたもので、極めて微細なレジストパターンを精
度良く形成せんとするものである。
創案されたもので、極めて微細なレジストパターンを精
度良く形成せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そのため本発明のレジス
トパターン形成方法は、レジストを塗布する工程、該レ
ジスト上に露光々に対して遮光性を有し露光々の照射に
ともない揮発していく揮発性材料を塗布する工程、所望
のパターン露光を行って露光々照射部の上記揮発性材料
の膜厚をレジストに達する積算露光量に差が生ずるほど
減ずる工程、及び現像を行う工程からなることを基本的
特徴としている。また本願請求項２の構成では、上記パ
ターン露光工程と現像工程との間に、上記揮発性材料の
膜を除去する工程が行われることを特徴としている。後
述するように、揮発性材料の種類によって、除去工程を
必要とするものと、現像中に自然に除去できるものとが
あるので、本構成では、除去工程を必要とするものを規
定している。
トパターン形成方法は、レジストを塗布する工程、該レ
ジスト上に露光々に対して遮光性を有し露光々の照射に
ともない揮発していく揮発性材料を塗布する工程、所望
のパターン露光を行って露光々照射部の上記揮発性材料
の膜厚をレジストに達する積算露光量に差が生ずるほど
減ずる工程、及び現像を行う工程からなることを基本的
特徴としている。また本願請求項２の構成では、上記パ
ターン露光工程と現像工程との間に、上記揮発性材料の
膜を除去する工程が行われることを特徴としている。後
述するように、揮発性材料の種類によって、除去工程を
必要とするものと、現像中に自然に除去できるものとが
あるので、本構成では、除去工程を必要とするものを規
定している。
【００１０】以上の構成ではレジスト上に照射された露
光々の光強度の強い部分ではレジスト上に被着した上記
揮発材料がすばやく揮発するため該レジストに光が十分
達するが、光強度の弱い部分は該揮発材料により遮光さ
れる（揮発性材料で構成された膜が、光強度の強弱によ
って揮発速度に違いを生じ、それによって光学的コント
ラストが改善される）。従って遮光膜の部分を透過した
光及び該遮光膜を回り込んだ光は十分低減されるので、
解像度が向上することになる。この点で本技術は光化学
反応を利用してハイコントラスト化を図る光リソグラフ
ィのＣＥＬとは異なることになる。特にＸ線露光で本発
明が実施されると、レジストパターンに照射される露光
々（Ｘ線）のコントラストがこれまでより十分採れるよ
うになる。その場合に使用に適する上記揮発材料として
は、ＰＭＰＳ｛poly（2−methylpentene−1−Sulfon
e）｝、ＭgＦ２、ＬiＦ、ＡlＦ３、ＮaＣl等がある。更
にこれらの材料はＥＢ露光で本発明を実施する場合でも
上述した揮発材料として用いることができる。
光々の光強度の強い部分ではレジスト上に被着した上記
揮発材料がすばやく揮発するため該レジストに光が十分
達するが、光強度の弱い部分は該揮発材料により遮光さ
れる（揮発性材料で構成された膜が、光強度の強弱によ
って揮発速度に違いを生じ、それによって光学的コント
ラストが改善される）。従って遮光膜の部分を透過した
光及び該遮光膜を回り込んだ光は十分低減されるので、
解像度が向上することになる。この点で本技術は光化学
反応を利用してハイコントラスト化を図る光リソグラフ
ィのＣＥＬとは異なることになる。特にＸ線露光で本発
明が実施されると、レジストパターンに照射される露光
々（Ｘ線）のコントラストがこれまでより十分採れるよ
うになる。その場合に使用に適する上記揮発材料として
は、ＰＭＰＳ｛poly（2−methylpentene−1−Sulfon
e）｝、ＭgＦ２、ＬiＦ、ＡlＦ３、ＮaＣl等がある。更
にこれらの材料はＥＢ露光で本発明を実施する場合でも
上述した揮発材料として用いることができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の具体的実施例につき説明する。
【００１２】図１乃至図５はＸ線リソグラフィでウェハ
3に所望のレジストパターン2aを得ようとする場合に実
施された本発明法の工程を示している。
3に所望のレジストパターン2aを得ようとする場合に実
施された本発明法の工程を示している。
【００１３】まず図１に示される様に基板たるウェハ3
上にＸ線により感光するレジスト2を塗布する。
上にＸ線により感光するレジスト2を塗布する。
【００１４】その上にＸ線に対し遮光性が有り且つ該Ｘ
線が照射されると揮発するＰＭＰＳ、ＭgＦ2、ＬiＦ、
ＡlＦ3、ＮaＣlの揮発材料1を各ウェハ3毎に夫々被着せ
しめる。
線が照射されると揮発するＰＭＰＳ、ＭgＦ2、ＬiＦ、
ＡlＦ3、ＮaＣlの揮発材料1を各ウェハ3毎に夫々被着せ
しめる。
【００１５】そして所望のパターンを有する等倍Ｘ線マ
スク（図示なし）を使用して、図３(a)(b)に示される様
にＸ線によるパターン露光を行なう。この図３ではその
露光時間ｔ1とｔ2（ｔ1＜ｔ2）経過時の前記揮発材料1
の揮発状態及びレジスト2に対する露光状態を示してい
る。即ち、Ｘ線透過率が高く、照射されたＸ線の露光強
度の高い部分で揮発材料1がすばやく揮発し、積算した
露光量の低下はほとんどない。一方、照射されたＸ線の
露光強度が低い部分では揮発材料1がほとんど揮発しな
いため露光Ｘ線は遮光され、積算露光量も極めて小さく
なる。この時の積算露光量分布と、揮発材料1を被着せ
しめないで行なった従来法による積算露光量分布を図６
に示す。マスクの遮光能力が不足していても本方法によ
り遮光部は十分遮光され、又光透過部の光量損失は小さ
いので、同図に示される様に露光量分布の高コントラス
ト化が図られ、更にフレネル回折によるパターンぼけま
でも減少していることがわかる。
スク（図示なし）を使用して、図３(a)(b)に示される様
にＸ線によるパターン露光を行なう。この図３ではその
露光時間ｔ1とｔ2（ｔ1＜ｔ2）経過時の前記揮発材料1
の揮発状態及びレジスト2に対する露光状態を示してい
る。即ち、Ｘ線透過率が高く、照射されたＸ線の露光強
度の高い部分で揮発材料1がすばやく揮発し、積算した
露光量の低下はほとんどない。一方、照射されたＸ線の
露光強度が低い部分では揮発材料1がほとんど揮発しな
いため露光Ｘ線は遮光され、積算露光量も極めて小さく
なる。この時の積算露光量分布と、揮発材料1を被着せ
しめないで行なった従来法による積算露光量分布を図６
に示す。マスクの遮光能力が不足していても本方法によ
り遮光部は十分遮光され、又光透過部の光量損失は小さ
いので、同図に示される様に露光量分布の高コントラス
ト化が図られ、更にフレネル回折によるパターンぼけま
でも減少していることがわかる。
【００１６】次に図４に示される様に上記揮発材料1を
除去する（但し、揮発材料1がＬiＦやＮaＣl等の場合は
専用の除去工程なしに現像中に除去できることにな
る）。
除去する（但し、揮発材料1がＬiＦやＮaＣl等の場合は
専用の除去工程なしに現像中に除去できることにな
る）。
【００１７】最後に現像を行なって図５に示される様に
所望のレジストパターン2aを得る。
所望のレジストパターン2aを得る。
【００１８】本実施例ではマスク遮光部の遮光性が不十
分な等倍Ｘ線露光の場合でもレジスト潜像のコントラス
トが向上することから、現像で形成されるレジストパタ
ーン2aは膜減りのない矩形な形状を持つものとなり、解
像度が向上することとなった。
分な等倍Ｘ線露光の場合でもレジスト潜像のコントラス
トが向上することから、現像で形成されるレジストパタ
ーン2aは膜減りのない矩形な形状を持つものとなり、解
像度が向上することとなった。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るパター
ン形成方法によれば、マスクの遮光性が不十分な場合で
も、レジスト膜減りがなく、矩形な形状を有する高解像
なレジストパターンを形成できるようになり、そのため
集積度の高いＵＬＳＩも歩留り良く製造することが可能
となる。
ン形成方法によれば、マスクの遮光性が不十分な場合で
も、レジスト膜減りがなく、矩形な形状を有する高解像
なレジストパターンを形成できるようになり、そのため
集積度の高いＵＬＳＩも歩留り良く製造することが可能
となる。
【図１】本実施例におけるレジスト塗布工程の説明図で
ある。
ある。
【図２】同じく本実施例における揮発材料被着工程の説
明図である。
明図である。
【図３】同じく本実施例におけるＸ線照射によるパター
ン露光工程の説明図である。
ン露光工程の説明図である。
【図４】同じく本実施例における揮発材料除去工程の説
明図である。
明図である。
【図５】同じく本実施例における現像工程の説明図であ
る。
る。
【図６】本実施例の場合の積算露光量分布と従来法を実
施した場合の積算露光量分布の比較グラフである。
施した場合の積算露光量分布の比較グラフである。
【図７】従来法による光強度分布の一例を示すグラフで
ある。
ある。
1 揮発材料 2 レジスト 2a レジストパターン 3 ウェハ 4 遮光膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−291053（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−161234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−293539（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−118655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−90436（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−140145（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−106751（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−27358（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−118830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/095 G03F 7/26 H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】 レジストを塗布する工程と、所望のパタ
ーンを露光する工程と、現像を行なう工程からなるパタ
ーン形成方法において、レジストを塗布する工程、該レ
ジスト上に露光々に対して遮光性を有し露光々の照射に
ともない揮発していく揮発性材料を塗布する工程、所望
のパターン露光を行って露光々照射部の上記揮発性材料
の膜厚をレジストに達する積算露光量に差が生ずるほど
減ずる工程、及び現像を行う工程からなることを特徴と
するパターン形成方法。 - 【請求項２】 レジストを塗布する工程と、所望のパタ
ーンを露光する工程と、現像を行なう工程からなるパタ
ーン形成方法において、レジストを塗布する工程、該レ
ジスト上に露光々に対して遮光性を有し露光々の照射に
ともない揮発していく揮発性材料を塗布する工程、所望
のパターン露光を行って露光々照射部の上記揮発性材料
の膜厚をレジストに達する積算露光量に差が生ずるほど
減ずる工程、上記揮発性材料の膜を除去する工程及び現
像を行う工程からなることを特徴とするパターン形成方
法。 - 【請求項３】 パターン露光々がＸ線であることを特徴
とする請求項１又は２記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075891A JP3179127B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075891A JP3179127B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318914A JPH04318914A (ja) | 1992-11-10 |
| JP3179127B2 true JP3179127B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=14543820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11075891A Expired - Fee Related JP3179127B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3179127B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP11075891A patent/JP3179127B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04318914A (ja) | 1992-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010403 |
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