JP3206123B2 - レジストパターン - Google Patents
レジストパターンInfo
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- JP3206123B2 JP3206123B2 JP20187992A JP20187992A JP3206123B2 JP 3206123 B2 JP3206123 B2 JP 3206123B2 JP 20187992 A JP20187992 A JP 20187992A JP 20187992 A JP20187992 A JP 20187992A JP 3206123 B2 JP3206123 B2 JP 3206123B2
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- Japan
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- resist
- patterns
- resist pattern
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＵＬＳＩ、半導体素
子、表面弾性波素子、量子効果素子、超伝導素子、マイ
クロマシーンパーツ（マイクロギヤ等）、電子回路部
品、光電子素子等の製造時に形成されるレジストパター
ンに関し、特に微細なパターン又はアスペクト比の高い
パターン形成時におけるパターン倒れを有効に防止でき
る構造を有するレジストパターンを提供せんとするもの
である。
子、表面弾性波素子、量子効果素子、超伝導素子、マイ
クロマシーンパーツ（マイクロギヤ等）、電子回路部
品、光電子素子等の製造時に形成されるレジストパター
ンに関し、特に微細なパターン又はアスペクト比の高い
パターン形成時におけるパターン倒れを有効に防止でき
る構造を有するレジストパターンを提供せんとするもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ＵＬＳＩの高集積化の要求と共に、極限
的な微細レジストパターンの形成が求められており、現
在最小寸法0.2〜0.3μmのレジストパターン形成が盛ん
に検討され、先端的な研究では0.1μmを対象にしている
ものもある。これらのレジストパターンの線幅はメモリ
の集積度に応じ、例えば６４ＭＤＲＡＭで0.35μm、２
５６ＭＤＲＡＭでは0.25μmで設計されており、更にそ
のパターンは通常該線幅と同じ間隔を置いて配置され、
しかも同じ形状のものが繰り返し直接周辺部まで形成さ
れるため、パターン形成領域では該レジストパターンが
密集した状態で配置されている。一方で膜厚が厚く、且
つ微細なパターンの形成方法についても研究が行なわれ
ており、例えば、マイクロマシン作製のため、膜厚の厚
いレジスト（例えば100μm）を用いてアスペクト比の極
めて高いレジストパターンを形成する技術開発も進めら
れている。
的な微細レジストパターンの形成が求められており、現
在最小寸法0.2〜0.3μmのレジストパターン形成が盛ん
に検討され、先端的な研究では0.1μmを対象にしている
ものもある。これらのレジストパターンの線幅はメモリ
の集積度に応じ、例えば６４ＭＤＲＡＭで0.35μm、２
５６ＭＤＲＡＭでは0.25μmで設計されており、更にそ
のパターンは通常該線幅と同じ間隔を置いて配置され、
しかも同じ形状のものが繰り返し直接周辺部まで形成さ
れるため、パターン形成領域では該レジストパターンが
密集した状態で配置されている。一方で膜厚が厚く、且
つ微細なパターンの形成方法についても研究が行なわれ
ており、例えば、マイクロマシン作製のため、膜厚の厚
いレジスト（例えば100μm）を用いてアスペクト比の極
めて高いレジストパターンを形成する技術開発も進めら
れている。
【０００３】更にレジストパターンの露光方法として
は、ｇ線、ｉ線等の紫外光、ＫrＦ、ＡrＦ等のエキシマ
レーザ光、電子線、荷電粒子、Ｘ線等種々の線源が用い
られているが、その現像には液体現像液を用いたウェッ
ト現像方法が主に用いられている。このウェット現像
は、工程の簡便さというメリットと共に、リンス液によ
る洗浄を伴なうためクリーンな処理になることから、今
後もその改良・発展が予想される。
は、ｇ線、ｉ線等の紫外光、ＫrＦ、ＡrＦ等のエキシマ
レーザ光、電子線、荷電粒子、Ｘ線等種々の線源が用い
られているが、その現像には液体現像液を用いたウェッ
ト現像方法が主に用いられている。このウェット現像
は、工程の簡便さというメリットと共に、リンス液によ
る洗浄を伴なうためクリーンな処理になることから、今
後もその改良・発展が予想される。
【０００４】図５はレジストパターン現像時にウェット
現像法を実施する従来のレジストパターン形成工程の一
例を示している。即ち同図(a)に示される様に、基板1上
にレジスト2を塗布し、次に同図(b)に示される様に、所
望のパターンの形成されたマスク3を近接させて該パタ
ーンの露光を行なう。或いはレンズ（図示なし）を介し
て該パターンの露光を行なう。この露光々としては、紫
外光、遠紫外光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等が用いら
れる。更に同図(c)に示される様に該レジスト2を現像液
4に浸し、感光領域と非感光領域におけるレジスト2の現
像液4に対する溶解速度差を利用してレジストパターン2
aを形成する。そして同図(d)に示される様にリンス液5
により現像液及び該現像液に溶解したレジストを洗い流
す。最後に同図(e)に示される様に、リンス液を乾燥さ
せてレジストパターン2aを完成する。普通この乾燥は、
基板1を高速で回転して行なうスピン乾燥により行なわ
れる。
現像法を実施する従来のレジストパターン形成工程の一
例を示している。即ち同図(a)に示される様に、基板1上
にレジスト2を塗布し、次に同図(b)に示される様に、所
望のパターンの形成されたマスク3を近接させて該パタ
ーンの露光を行なう。或いはレンズ（図示なし）を介し
て該パターンの露光を行なう。この露光々としては、紫
外光、遠紫外光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等が用いら
れる。更に同図(c)に示される様に該レジスト2を現像液
4に浸し、感光領域と非感光領域におけるレジスト2の現
像液4に対する溶解速度差を利用してレジストパターン2
aを形成する。そして同図(d)に示される様にリンス液5
により現像液及び該現像液に溶解したレジストを洗い流
す。最後に同図(e)に示される様に、リンス液を乾燥さ
せてレジストパターン2aを完成する。普通この乾燥は、
基板1を高速で回転して行なうスピン乾燥により行なわ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上の方法でレジスト
パターンを形成した場合、微細なパターン（例えばパタ
ーン幅が0.2μm以下のパターン）や、アスペクト比（レ
ジスト高さ／レジストパターン幅）の高いパターンで
は、図６に示される様に、パターン22a、22gが他の近接
パターン22b、22fにもたれ掛かる様にして倒れる等、パ
ターン倒れの発生頻度が高くなる。
パターンを形成した場合、微細なパターン（例えばパタ
ーン幅が0.2μm以下のパターン）や、アスペクト比（レ
ジスト高さ／レジストパターン幅）の高いパターンで
は、図６に示される様に、パターン22a、22gが他の近接
パターン22b、22fにもたれ掛かる様にして倒れる等、パ
ターン倒れの発生頻度が高くなる。
【０００６】従って素子を高密度に集積し、或いはコン
パクトな製品を作るために、微細なパターンを微細な間
隔で配置する場合、パターン倒れによって所望のレジス
トパターンが形成できなくなり、製品の歩留り低下、信
頼性低下に直結することになる。
パクトな製品を作るために、微細なパターンを微細な間
隔で配置する場合、パターン倒れによって所望のレジス
トパターンが形成できなくなり、製品の歩留り低下、信
頼性低下に直結することになる。
【０００７】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、レジストパターン形成時、特に密集
した微細なレジストパターン、或いは高アスペクトなレ
ジストパターンの形成時に、パターン倒れを有効に防止
し得るパターン構造を提供し、それによって歩留りの高
い製品を得られるようにしようとするものである。
創案されたもので、レジストパターン形成時、特に密集
した微細なレジストパターン、或いは高アスペクトなレ
ジストパターンの形成時に、パターン倒れを有効に防止
し得るパターン構造を提供し、それによって歩留りの高
い製品を得られるようにしようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の開発経緯につ
き、以下詳述する。
き、以下詳述する。
【０００９】レジストのパターン倒れが現像液の滴下か
らリンス液の乾燥までの工程のうちに生ずることは明ら
かであるが、どの工程で生ずるかは明らかになっていな
かった。そこで本発明者等が追究したところ、リンス液
が乾燥する時にレジストパターン倒れが発生することが
わかった。更に検討を重ねた結果、以下のことが明らか
となった。
らリンス液の乾燥までの工程のうちに生ずることは明ら
かであるが、どの工程で生ずるかは明らかになっていな
かった。そこで本発明者等が追究したところ、リンス液
が乾燥する時にレジストパターン倒れが発生することが
わかった。更に検討を重ねた結果、以下のことが明らか
となった。
【００１０】即ち、現像処理前のレジスト（一般的には
ノボラック樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂等をベ
ースにしている）はリンス液（一般に水）に対し疎水性
を有しているが、一旦現像液（一般的にアルカリ水溶
液）に触れると、その表面は親水性に変わる。このこと
により、リンス液が乾燥する時隣接するレジストパター
ン間に溜るリンス液5は、図２に示される様に、その表
面が窪んだ状態になる。
ノボラック樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂等をベ
ースにしている）はリンス液（一般に水）に対し疎水性
を有しているが、一旦現像液（一般的にアルカリ水溶
液）に触れると、その表面は親水性に変わる。このこと
により、リンス液が乾燥する時隣接するレジストパター
ン間に溜るリンス液5は、図２に示される様に、その表
面が窪んだ状態になる。
【００１１】液面が窪んでいることから、内部に発生す
る圧力は負圧であり、壁面に相当するレジストパターン
2a、2b間には引力が働く。そのためこの負圧が、もたれ
掛るようにしてパターン倒れを生ずる原因であるとの結
論に至った。パターン間隔が狭い場合、液体面は表面張
力によって一様な曲率の弧を描くが、この時該表面張力
によって壁面間に作用する前記引力はパターン間隔Ｙに
反比例して増減することになる。
る圧力は負圧であり、壁面に相当するレジストパターン
2a、2b間には引力が働く。そのためこの負圧が、もたれ
掛るようにしてパターン倒れを生ずる原因であるとの結
論に至った。パターン間隔が狭い場合、液体面は表面張
力によって一様な曲率の弧を描くが、この時該表面張力
によって壁面間に作用する前記引力はパターン間隔Ｙに
反比例して増減することになる。
【００１２】従ってパターンが微細になる程、即ちパタ
ーン幅及びパターン間隔が狭くなる程（密集パターン
程）パターン倒れが増え、又膜厚の薄い（アスペクト比
の小さな）パターンまでもパターン倒れが生ずる。
ーン幅及びパターン間隔が狭くなる程（密集パターン
程）パターン倒れが増え、又膜厚の薄い（アスペクト比
の小さな）パターンまでもパターン倒れが生ずる。
【００１３】しかもこのパターン倒れの傾向としては、
パターン形成領域の最外側のパターンが内側（密集側）
にもたれ掛る様にして倒れている。
パターン形成領域の最外側のパターンが内側（密集側）
にもたれ掛る様にして倒れている。
【００１４】本発明者等によれば、この様なパターン倒
れの傾向が生ずるのは次の様なことが原因と考えられ
る。即ち、図３に示される様にパターン形成領域の最外
側のパターン2a、2fでは、一方の面のみに力（ｆ1、ｆ
10）が加わるので、力のバランスがとれずパターン倒れ
を生ずる。一方、パターン密集部（2b〜2e）では夫々両
面に力（ｆ2とｆ3、ｆ4とｆ5、ｆ6とｆ7、ｆ8とｆ9）が
作用するので、力のバランスがとれ、パターン倒れが生
じにくい（この様な力のバランス・アンバランスについ
てはパターン幅方向で生ずると考えられ、その長手方向
では通常十分な距離があるため、力のバランス・アンバ
ランスは問題とならない）。
れの傾向が生ずるのは次の様なことが原因と考えられ
る。即ち、図３に示される様にパターン形成領域の最外
側のパターン2a、2fでは、一方の面のみに力（ｆ1、ｆ
10）が加わるので、力のバランスがとれずパターン倒れ
を生ずる。一方、パターン密集部（2b〜2e）では夫々両
面に力（ｆ2とｆ3、ｆ4とｆ5、ｆ6とｆ7、ｆ8とｆ9）が
作用するので、力のバランスがとれ、パターン倒れが生
じにくい（この様な力のバランス・アンバランスについ
てはパターン幅方向で生ずると考えられ、その長手方向
では通常十分な距離があるため、力のバランス・アンバ
ランスは問題とならない）。
【００１５】そこで本発明の基本的考え方としては、図
１に示される様にレジストパターンとして形成すべきパ
ターン（以下これを主パターンという）2a〜2fが図４に
示されるような平面上ジグザグ構造を有し、且つパター
ン幅が０.２μｍ以下のパターンであって、その形成領
域の周囲にダミーパターン6a、6bを配することで、最外
側の主パターン2a、2fについてもその両面に表面張力
（ｆ０とｆ１、ｆ１０とｆ１１）が作用するようにし、
力のバランスがとれて、該主パターン2a、2fのパターン
倒れが防止できるようになる。
１に示される様にレジストパターンとして形成すべきパ
ターン（以下これを主パターンという）2a〜2fが図４に
示されるような平面上ジグザグ構造を有し、且つパター
ン幅が０.２μｍ以下のパターンであって、その形成領
域の周囲にダミーパターン6a、6bを配することで、最外
側の主パターン2a、2fについてもその両面に表面張力
（ｆ０とｆ１、ｆ１０とｆ１１）が作用するようにし、
力のバランスがとれて、該主パターン2a、2fのパターン
倒れが防止できるようになる。
【００１６】上記のレジストパターン構造において、主
パターン2a〜2fが同一幅で形成され、又パターン間が全
てこれらの幅と同一のスペースを開けて配置され、且つ
これらの大多数が同一方向に向けて設けられる等該主パ
ターン2a〜2fが規則的に配列されている場合は、前記ダ
ミーパターン6a、6bは少なくともこれら主パターン2a〜
2fの長手方向に沿ってその両サイドに配されていれば足
り、複数のパターン2a〜2fに亘ってこれらの幅方向に設
けられていなければならないものではない。
パターン2a〜2fが同一幅で形成され、又パターン間が全
てこれらの幅と同一のスペースを開けて配置され、且つ
これらの大多数が同一方向に向けて設けられる等該主パ
ターン2a〜2fが規則的に配列されている場合は、前記ダ
ミーパターン6a、6bは少なくともこれら主パターン2a〜
2fの長手方向に沿ってその両サイドに配されていれば足
り、複数のパターン2a〜2fに亘ってこれらの幅方向に設
けられていなければならないものではない。
【００１７】又該主パターン2a〜2fが上述の様に規則的
に配列されている場合に、これらの主パターン2a〜2f間
の規則的な間隔と同じ間隔を最外側の主パターン2a及び
2fとの間に開けて前記ダミーパターン6a、6bが形成され
ていると、該主パターン2a及び2fの両面に作用する表面
張力（ｆ0とｆ1、ｆ10とｆ11）が等しくなり、バランス
がとれることになる。
に配列されている場合に、これらの主パターン2a〜2f間
の規則的な間隔と同じ間隔を最外側の主パターン2a及び
2fとの間に開けて前記ダミーパターン6a、6bが形成され
ていると、該主パターン2a及び2fの両面に作用する表面
張力（ｆ0とｆ1、ｆ10とｆ11）が等しくなり、バランス
がとれることになる。
【００１８】この様なダミーパターン6a、6b自身には、
夫々片面側からのみ内側に引っ張る力ｆa及びｆbが作用
するため、該ダミーパターン6a、6bのパターン倒れを防
止する観点より、その接地面積を主パターン2a〜2fより
大きくとる、換言すればそのアスペクト比を主パターン
2a〜2fのそれより小さくする。
夫々片面側からのみ内側に引っ張る力ｆa及びｆbが作用
するため、該ダミーパターン6a、6bのパターン倒れを防
止する観点より、その接地面積を主パターン2a〜2fより
大きくとる、換言すればそのアスペクト比を主パターン
2a〜2fのそれより小さくする。
【００１９】
【実施例】以下本発明の具体的実施例につき、詳述す
る。
る。
【００２０】（実施例１） 後にレジストに焼き付けるパターンとして、図４に示さ
れる様に、配線幅Ｘが0.2μm、間隔Ｙ１が0.2μmの配線
パターン20（前記主パターンに相当する）を、平面上ジ
グザグ構造にレイアウトした。この時、該配線パターン
20の両サイドにダミーパターンに相当するパターン60
a、61aを配置した。最外側の配線パターン20aとパター
ン60aの間及び同配線パターン20gとパターン61aの間の
間隔Ｙ２は上記間隔Ｙ１と同じ0.2μmとし、パターン60
aの幅Ｚ１を0.4μm、パターン61aの幅Ｚ２を0.6μmとし
た。
れる様に、配線幅Ｘが0.2μm、間隔Ｙ１が0.2μmの配線
パターン20（前記主パターンに相当する）を、平面上ジ
グザグ構造にレイアウトした。この時、該配線パターン
20の両サイドにダミーパターンに相当するパターン60
a、61aを配置した。最外側の配線パターン20aとパター
ン60aの間及び同配線パターン20gとパターン61aの間の
間隔Ｙ２は上記間隔Ｙ１と同じ0.2μmとし、パターン60
aの幅Ｚ１を0.4μm、パターン61aの幅Ｚ２を0.6μmとし
た。
【００２１】以上の様にしてパターンの形成された基板
にＳＯＲ光を当て、レジストに該パターンを焼き付け
た。該レジストとしては1.3μm膜厚のＡＺーＰＮ１００
（ヘキスト社商品名）を用いた。
にＳＯＲ光を当て、レジストに該パターンを焼き付け
た。該レジストとしては1.3μm膜厚のＡＺーＰＮ１００
（ヘキスト社商品名）を用いた。
【００２２】更にアルカリ水溶液を用いて現像を行なっ
た後、水によりリンスし、その後スピン乾燥した。こう
して得られたレジストパターンは図３に示すパターンと
同形のものが得られる。
た後、水によりリンスし、その後スピン乾燥した。こう
して得られたレジストパターンは図３に示すパターンと
同形のものが得られる。
【００２３】以上の様にして得られたレジストパターン
の他に、ダミーパターンを配置していない従来構造のレ
ジストパターンの形成も行なった。このうちダミーパタ
ーンを配置していない従来構造のレジストパターンでは
最外側の主パターン（20a、20gに相当）が倒れたが、本
実施例で得られたレジストパターンでは最外側の主パタ
ーン（同じく20a、20gに相当）の倒れが防止できた。
の他に、ダミーパターンを配置していない従来構造のレ
ジストパターンの形成も行なった。このうちダミーパタ
ーンを配置していない従来構造のレジストパターンでは
最外側の主パターン（20a、20gに相当）が倒れたが、本
実施例で得られたレジストパターンでは最外側の主パタ
ーン（同じく20a、20gに相当）の倒れが防止できた。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【発明の効果】以上詳述した本発明の構成を有するレジ
ストパターンによれば、密集したレジストパターンのパ
ターン倒れを有効に防止でき、そのため製品の歩留りが
向上することになる。尚、本発明は光、電子、Ｘ線、イ
オンビーム等を光源とするいずれのリソグラフィにも適
用可能である。
ストパターンによれば、密集したレジストパターンのパ
ターン倒れを有効に防止でき、そのため製品の歩留りが
向上することになる。尚、本発明は光、電子、Ｘ線、イ
オンビーム等を光源とするいずれのリソグラフィにも適
用可能である。
【図１】本発明に係るレジストパターンの基本構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】表面張力によってパターン間に作用する引力の
状態を示す説明図である。
状態を示す説明図である。
【図３】主パターン最外側がパターン倒れを起こす原因
を説明する説明図である。
を説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施例に係るレジストパターンを得
るために形成された配線パターンの状態を示す平面図で
ある。
るために形成された配線パターンの状態を示す平面図で
ある。
【図５】従来のレジストパターン形成工程を示す説明図
である。
である。
【図６】代表的なパターン倒れの状態を示す説明図であ
る。
る。
1 基板 2 レジスト 2a〜2f、20a〜20g、21a〜21g、22a〜22g レジストパ
ターン 3 マスク 4 現像液 5 リンス液 6a、6b、60a、61a、62a、63a ダミーパタ
ーン
ターン 3 マスク 4 現像液 5 リンス液 6a、6b、60a、61a、62a、63a ダミーパタ
ーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−60547（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130709（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 平面上ジグザグ構造を有し、且つパター
ン幅が０.２μｍ以下の主パターンが規則的に配列され
ている場合に、最外周主パターンの長手方向ジグザグ構
造に沿って、該主パターン間の規則的な間隔と同じ間隔
でダミーパターンが配置され、且つ該ダミーパターンの
アスペクト比が前記最外周パターンのアスペクト比より
下げて設定されていることを特徴とするレジストパター
ン。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20187992A JP3206123B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | レジストパターン |
| US07/964,715 US5326672A (en) | 1992-04-23 | 1992-10-22 | Resist patterns and method of forming resist patterns |
| KR1019930001189A KR100272797B1 (ko) | 1992-04-23 | 1993-01-30 | 레지스트 패턴 형성방법 및 레지스트 패턴 |
| DE4306033A DE4306033A1 (de) | 1992-04-23 | 1993-02-26 | Resistmuster und Verfahren zu deren Herstellung |
| US08/083,131 US5374502A (en) | 1992-04-23 | 1993-06-25 | Resist patterns and method of forming resist patterns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20187992A JP3206123B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | レジストパターン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629211A JPH0629211A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3206123B2 true JP3206123B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=16448377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20187992A Expired - Fee Related JP3206123B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-07-07 | レジストパターン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206123B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7074062B2 (ja) | 2017-06-23 | 2022-05-24 | 東レ株式会社 | ポリウレタン・ナイロン６偏心芯鞘複合繊維 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3141692B2 (ja) * | 1994-08-11 | 2001-03-05 | 松下電器産業株式会社 | ミリ波用検波器 |
| JP3742030B2 (ja) | 2002-04-23 | 2006-02-01 | 富士通株式会社 | 平面光導波回路デバイスの製造方法 |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP20187992A patent/JP3206123B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7074062B2 (ja) | 2017-06-23 | 2022-05-24 | 東レ株式会社 | ポリウレタン・ナイロン６偏心芯鞘複合繊維 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0629211A (ja) | 1994-02-04 |
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