JPH01106049A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH01106049A JPH01106049A JP62264504A JP26450487A JPH01106049A JP H01106049 A JPH01106049 A JP H01106049A JP 62264504 A JP62264504 A JP 62264504A JP 26450487 A JP26450487 A JP 26450487A JP H01106049 A JPH01106049 A JP H01106049A
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- resist
- pattern
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- water
- forming method
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体製造工程等におけるパターン形成方法に
関する。
関する。
従来の技術
半導体素子の微細化に伴い、フォ) IJソグラフィに
おけるレジストパターンはその形状の高コントラストと
高解像性が要求される。
おけるレジストパターンはその形状の高コントラストと
高解像性が要求される。
このような要求に応じるために、コントラスト・二ンハ
ンスト・リングラフィ(CKL)技術が開発され〔たと
えばGriff:Lng et al、、 フイイー
イーイー トランザクションズエレクトロンデバイスレ
ターズ(IICI!RTrans、Electron。
ンスト・リングラフィ(CKL)技術が開発され〔たと
えばGriff:Lng et al、、 フイイー
イーイー トランザクションズエレクトロンデバイスレ
ターズ(IICI!RTrans、Electron。
Dev、t+ett、)Vol、xnh−4,P、14
(1983))又、そのCRL技術を工程的に簡略化し
た水溶性CKL材料を用いた技術も開発されている〔た
とえば、M、8asago et al、、テクニカル
ダイジェストオブブイエルエスアイシンボ(Tech、
Dig。
(1983))又、そのCRL技術を工程的に簡略化し
た水溶性CKL材料を用いた技術も開発されている〔た
とえば、M、8asago et al、、テクニカル
ダイジェストオブブイエルエスアイシンボ(Tech、
Dig。
or VLSI Sympo)P、 7e(1e8s
)]。
)]。
OIL技術は、レジスト上に塗布した光退色性の試薬を
含むOWL材料100の働きにより、マスフ通過後のコ
ントラストの低下した入射光101のコントラストを向
上させて出力光102を出力させるものであり(第3図
)、その結果レジストはコントラストの向上した光で露
光され、形状・解像度の良好なパターンが形成されるこ
とになる。
含むOWL材料100の働きにより、マスフ通過後のコ
ントラストの低下した入射光101のコントラストを向
上させて出力光102を出力させるものであり(第3図
)、その結果レジストはコントラストの向上した光で露
光され、形状・解像度の良好なパターンが形成されるこ
とになる。
ところが、0.5μm付近のパターン形成においては、
必ずしもCEL技術は十分なものとは言えなくなってく
る。
必ずしもCEL技術は十分なものとは言えなくなってく
る。
第4図を用いて、従来の[L技術を用いたパターン形成
方法について説明する。
方法について説明する。
半導体基板1上に、ポジレジスト(シブレイ社製MPS
−1400)2を塗布し90℃2分のホットプレート・
プリベーク後1.2μm厚のレジスト膜を得た(第4図
人)。つぎに、水溶性CΣL材料3を前記ポジレジスト
上に0.3μm厚となるように塗布した。なお、水溶性
CEL材料のは、以下の通り調整した。
−1400)2を塗布し90℃2分のホットプレート・
プリベーク後1.2μm厚のレジスト膜を得た(第4図
人)。つぎに、水溶性CΣL材料3を前記ポジレジスト
上に0.3μm厚となるように塗布した。なお、水溶性
CEL材料のは、以下の通り調整した。
このとき、CEL効果を表わすA値(たとえばM、Sa
sago at al、、proc、of)は10.0
となり、CICL材料の効果としては十分高いものとな
った(第4図B)。つぎに、縮小投影露光装置(ステッ
パ)によるg線(43enm)の紫外光4をマスク6を
介して選択的に、前記レジスト2と水溶性CICL膜3
上に露光した。なおこのとき用いたステッパのレンズ開
口数は0.42 、要したエネルギーは200mJ/d
であった(第4図C)。
sago at al、、proc、of)は10.0
となり、CICL材料の効果としては十分高いものとな
った(第4図B)。つぎに、縮小投影露光装置(ステッ
パ)によるg線(43enm)の紫外光4をマスク6を
介して選択的に、前記レジスト2と水溶性CICL膜3
上に露光した。なおこのとき用いたステッパのレンズ開
口数は0.42 、要したエネルギーは200mJ/d
であった(第4図C)。
最後に、アルカリ現像液(シブレイ社製MF−314)
の60秒間パルド現象により水溶性CEL膜3を除去す
ると同時にレジスト2のパターンを形成した。得られた
パターンは2Bとなった(第4図D)。パターン2Bは
、マスク設計値であった0、5μmからはパターン寸法
が0.1μm減少し、また膜減シも0.3μm起こり、
パターン形状についてもアスペクト比が66°というも
のであった。
の60秒間パルド現象により水溶性CEL膜3を除去す
ると同時にレジスト2のパターンを形成した。得られた
パターンは2Bとなった(第4図D)。パターン2Bは
、マスク設計値であった0、5μmからはパターン寸法
が0.1μm減少し、また膜減シも0.3μm起こり、
パターン形状についてもアスペクト比が66°というも
のであった。
発明が解決しようとする問題点
このようなパターン寸法変動や膜減り大のパターンは、
その後の工程であるエツチングやイオン注入での不良原
因となり、半導体素子の歩留まり低下につながる。
その後の工程であるエツチングやイオン注入での不良原
因となり、半導体素子の歩留まり低下につながる。
また、このようなCELを用いたパターン形成方法にお
いては同一露光量でのマスク忠実性(マスク寸法に対す
るレジスト寸法)が悪く、第5図の如く、o、eμmが
1:1となる200mJ/dの条件下では、これ以上の
大きい寸法は解像せず、又、これ以下のパターンは寸法
が減少し、0.6μmマスク寸法のものは0.4μmと
なった。このようなマスク忠実性の悪いフォトリソプロ
セスは大小さ1ざまな寸法のパターンが存在する実デバ
イスにおいては、使用が難しい。
いては同一露光量でのマスク忠実性(マスク寸法に対す
るレジスト寸法)が悪く、第5図の如く、o、eμmが
1:1となる200mJ/dの条件下では、これ以上の
大きい寸法は解像せず、又、これ以下のパターンは寸法
が減少し、0.6μmマスク寸法のものは0.4μmと
なった。このようなマスク忠実性の悪いフォトリソプロ
セスは大小さ1ざまな寸法のパターンが存在する実デバ
イスにおいては、使用が難しい。
又、このようなCELi用いたプロセスにおいては、パ
ターンが逆台形になるという現象があり、これは後のエ
ツチング工程を考えるとパターン寸法変動がより大とな
り危惧すべき問題であった。
ターンが逆台形になるという現象があり、これは後のエ
ツチング工程を考えるとパターン寸法変動がより大とな
り危惧すべき問題であった。
本発明は、従来のCICL技術では解決できない06μ
m付近のパターン解像性の不良およびマスク忠実性の不
良を解決することを目的とする。
m付近のパターン解像性の不良およびマスク忠実性の不
良を解決することを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は従来の問題点を解決するために、水溶性CIE
L材料を用いた露光後CEL膜を除去し、しかるのち遠
紫外線を下地基板を加熱しながら照射し、その後、現像
液によりCEL膜を除去すると同時にレジストを現像す
ることを特徴とする。
L材料を用いた露光後CEL膜を除去し、しかるのち遠
紫外線を下地基板を加熱しながら照射し、その後、現像
液によりCEL膜を除去すると同時にレジストを現像す
ることを特徴とする。
作用
本発明の方法は、遠紫外線照射によってレジスト表面が
硬化するために、現像液に対する現像速度が表面で遅く
なり、パターン形状が向上するという効果(たとえば、
奥田他、昭和62年春季応用物理学会予稿集(1987
)をCΣL効果と組み合わせたものであり、いずれの効
果だけでは達成できない顕著な結果が得られるものであ
る。即ち、光コントラストの向上とレジスト側からの現
像速度制御によるコントラスト向上作用の組み合わせに
より、レジストパターンは0.5μm付近まで鮮明にマ
スクパターンを再現できることを本発明者らは見出した
。
硬化するために、現像液に対する現像速度が表面で遅く
なり、パターン形状が向上するという効果(たとえば、
奥田他、昭和62年春季応用物理学会予稿集(1987
)をCΣL効果と組み合わせたものであり、いずれの効
果だけでは達成できない顕著な結果が得られるものであ
る。即ち、光コントラストの向上とレジスト側からの現
像速度制御によるコントラスト向上作用の組み合わせに
より、レジストパターンは0.5μm付近まで鮮明にマ
スクパターンを再現できることを本発明者らは見出した
。
このような著しいパターン形状向上作用については以下
の如く考察することができる。即ち、通常の露光後の遠
紫外線照射を行う方法では、元来の入射光のコントラス
トが悪いために、0.6μm付近のパターンの形状は、
従来例で述べたCELのみを用いた場合と同様である。
の如く考察することができる。即ち、通常の露光後の遠
紫外線照射を行う方法では、元来の入射光のコントラス
トが悪いために、0.6μm付近のパターンの形状は、
従来例で述べたCELのみを用いた場合と同様である。
コントラストの向上した光と、未露光部のレジスト表面
の現像による膜ベリ(肩だれ)を防止する効果の融合に
より、もともとフォトリングラフィでは解像が不可能な
0.5μm付近のレジストパターンを形状良く解像する
ことができる。また、この作用により、同時にマスク忠
実性の向上が理解できる。
の現像による膜ベリ(肩だれ)を防止する効果の融合に
より、もともとフォトリングラフィでは解像が不可能な
0.5μm付近のレジストパターンを形状良く解像する
ことができる。また、この作用により、同時にマスク忠
実性の向上が理解できる。
又、遠紫外線照射は、任意のエネルギー量で良いが好ま
しくはレジスト表面を硬化させすぎないように、100
mJ/−J 以下とすることが望ましい。
しくはレジスト表面を硬化させすぎないように、100
mJ/−J 以下とすることが望ましい。
又、遠紫外線照射時の下地基板からの加熱は、遠紫外線
によるレジスト表面硬化の速度を上げる役割をしており
100℃前後が望ましい。なお、下地基板加熱がない場
合は、それに応じて遠紫外線照射時間を長くすれば良く
、本発明のパターン形成方法としての性能は全く同様で
ある。
によるレジスト表面硬化の速度を上げる役割をしており
100℃前後が望ましい。なお、下地基板加熱がない場
合は、それに応じて遠紫外線照射時間を長くすれば良く
、本発明のパターン形成方法としての性能は全く同様で
ある。
遠紫外線の波長についても任意であり、Xs−Hgラン
プから発せられるものやエキシマレーザ光(ムrF (
1s3nm )、KrF(2+snm)、XeOl(3
osnm)など)などが有用である。
プから発せられるものやエキシマレーザ光(ムrF (
1s3nm )、KrF(2+snm)、XeOl(3
osnm)など)などが有用である。
なお、本発明の露光波長は任意であり、それに適したC
KL材料を選択すれば良い。又、CKL材料は非水溶性
であっても全く、本発明の効果は変化がなく、非水溶性
ORL材料を適用しても良い。
KL材料を選択すれば良い。又、CKL材料は非水溶性
であっても全く、本発明の効果は変化がなく、非水溶性
ORL材料を適用しても良い。
実施例
第1図を用いて、本発明のパターン形成方法について説
明する。
明する。
半導体基板1上に、ポジレジスト(シブレイ社製MPS
−1400)2を塗布し、90℃2分のホットプレート
・プリベーク後1.2μm厚のレジスト膜を得た(第1
図ム)。つぎに水溶性CKL材料3を前記ポジレジスト
上に0.3μm厚となるように塗布した。なお、水溶性
OWL材料の組成は、たとえば従来用いたものと同様で
あり、以下の如きである(第1図B)。
−1400)2を塗布し、90℃2分のホットプレート
・プリベーク後1.2μm厚のレジスト膜を得た(第1
図ム)。つぎに水溶性CKL材料3を前記ポジレジスト
上に0.3μm厚となるように塗布した。なお、水溶性
OWL材料の組成は、たとえば従来用いたものと同様で
あり、以下の如きである(第1図B)。
つぎに、縮小投影露光装置(ステッパ)によるg線(4
36mm)の紫外線4をマスク6を介して選択的に、前
記レジスト2と水溶性CIEL膜3上に露光した。なお
、このとき用いたステッパの開口数はo、42、要した
エネルギーは200m J /、−、iであった(第1
図C)。そして、水により水溶性CICL膜を除去した
(第1図D)。この後、Xs−Hgランプから発せられ
る遠紫外線を、100℃に下地基板を加熱しながら1秒
間照射した。このときの遠紫外線の照射密度は50 m
W/cdであった(第1図IC)。最後に、アルカリ現
像液(シブレイ社製M、F−314)の60秒間パドル
現像により水溶性CEL膜を除去すると同時にレジスト
2のパターン2ムを形成した(第1図F)。得られたパ
ターン2ムは、マスク設計値通りの0.6μmのパター
ン寸法で、膜減りも全く起こらず、又、そのパターン形
状についてもアスペクト比が86°以上という良好なパ
ターンであった。
36mm)の紫外線4をマスク6を介して選択的に、前
記レジスト2と水溶性CIEL膜3上に露光した。なお
、このとき用いたステッパの開口数はo、42、要した
エネルギーは200m J /、−、iであった(第1
図C)。そして、水により水溶性CICL膜を除去した
(第1図D)。この後、Xs−Hgランプから発せられ
る遠紫外線を、100℃に下地基板を加熱しながら1秒
間照射した。このときの遠紫外線の照射密度は50 m
W/cdであった(第1図IC)。最後に、アルカリ現
像液(シブレイ社製M、F−314)の60秒間パドル
現像により水溶性CEL膜を除去すると同時にレジスト
2のパターン2ムを形成した(第1図F)。得られたパ
ターン2ムは、マスク設計値通りの0.6μmのパター
ン寸法で、膜減りも全く起こらず、又、そのパターン形
状についてもアスペクト比が86°以上という良好なパ
ターンであった。
また、200+11J/cJ で0.5 tlmから
0.8 pmまでのレジストライン・アンド・スペース
寸法が1=1に得られ、マスク忠実性は著しく向上した
(第2図)。
0.8 pmまでのレジストライン・アンド・スペース
寸法が1=1に得られ、マスク忠実性は著しく向上した
(第2図)。
又、従来CIL使用の際の問題点の1つであったパター
ンの逆台形現象についても、本発明の方法によれば全く
皆無となった。これは、CICLと遠紫外線照射のくみ
合わせにより、現像が異方的に進みやすくなったためで
あると考えられる。
ンの逆台形現象についても、本発明の方法によれば全く
皆無となった。これは、CICLと遠紫外線照射のくみ
合わせにより、現像が異方的に進みやすくなったためで
あると考えられる。
発明の効果
本発明のパターン形成方法により、通常のフォトリング
ラフィに使用するステッパにより0.6μm付近のレジ
ストパターンが高精度・高コントラストおよび高マスク
忠実度で得られる。これにより半導体製造工程の歩留ま
りが向上し、工業的価値が高い。
ラフィに使用するステッパにより0.6μm付近のレジ
ストパターンが高精度・高コントラストおよび高マスク
忠実度で得られる。これにより半導体製造工程の歩留ま
りが向上し、工業的価値が高い。
第1図番−一は本発明のパターン形成方法の一実施例の
工程断面図、第2図は本発明の方法によるマスク忠実性
を示す特性図、第3図はCEL技術の原理の説明図、第
4図参;※は従来のパターン形成方法の工程断面図、第
6図は従来のパターン形成方法によるマスク忠実性を示
す特性図である。 1・・・・・・半導体基板、2・・・・・・ポジレジス
ト、3・・・95.水溶性CEL材料、4・・・・・・
紫外光(43enm)、6・・・・・・マスク、6・・
・・・・遠紫外線、2人・・・・・・レジストパターン
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名f・
−+庫体t−,販 2−ポジレジスト 3− 水溶性C,EL材糾 4−°紫外光(43&nm) 第1図 5−マスク 2A・−・ レジストパターン 7J1図 第2図 レジスト寸法(μm) !卯−CEL膜 凭3図 102°”−CEL出力光/
100 ↓
工程断面図、第2図は本発明の方法によるマスク忠実性
を示す特性図、第3図はCEL技術の原理の説明図、第
4図参;※は従来のパターン形成方法の工程断面図、第
6図は従来のパターン形成方法によるマスク忠実性を示
す特性図である。 1・・・・・・半導体基板、2・・・・・・ポジレジス
ト、3・・・95.水溶性CEL材料、4・・・・・・
紫外光(43enm)、6・・・・・・マスク、6・・
・・・・遠紫外線、2人・・・・・・レジストパターン
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名f・
−+庫体t−,販 2−ポジレジスト 3− 水溶性C,EL材糾 4−°紫外光(43&nm) 第1図 5−マスク 2A・−・ レジストパターン 7J1図 第2図 レジスト寸法(μm) !卯−CEL膜 凭3図 102°”−CEL出力光/
100 ↓
Claims (4)
- (1)基板上に感光性レジストを塗布する工程と、光退
色性を有する水溶性膜を塗布する工程と、選択的に露光
を行う工程と、前記水溶性膜を除去する工程と、前記基
板を加熱しながら遠紫外線照射後アルカリ現像により前
記レジストを現像する工程とを備えて成るパターン形成
方法。 - (2)光退色性を有する水溶性材料が、プルランを含む
特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成方法。 - (3)光退色性を有する水溶性材料が、ジアゾ化合物を
含む特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成方法。 - (4)遠紫外線が、Xe−Hgランプ又はエキシマレー
ザより発せられる光である特許請求の範囲第1項に記載
のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62264504A JPH01106049A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62264504A JPH01106049A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | パターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01106049A true JPH01106049A (ja) | 1989-04-24 |
Family
ID=17404155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62264504A Pending JPH01106049A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01106049A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5648199A (en) * | 1994-06-24 | 1997-07-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a resist pattern utilizing an acid water-soluble material overlayer on the resist film |
US7622246B2 (en) | 2006-09-22 | 2009-11-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Contrast enhancing layers |
US8080364B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-12-20 | Panasonic Corporation | Pattern formation method |
US8158338B2 (en) | 2008-07-08 | 2012-04-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Resist sensitizer |
US8323866B2 (en) | 2008-07-08 | 2012-12-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Inorganic resist sensitizer |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62264504A patent/JPH01106049A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5648199A (en) * | 1994-06-24 | 1997-07-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a resist pattern utilizing an acid water-soluble material overlayer on the resist film |
US8080364B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-12-20 | Panasonic Corporation | Pattern formation method |
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