JPH01314246A - Resist pattern forming method - Google Patents
Resist pattern forming methodInfo
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
LSIなどの半導体装置の微細加工に用いられるレジス
トパターン、より詳しくは、ネガ型フォトレジストのパ
ターン形成方法に関し、ネガ型レジストの感度のある波
長がパターン露光装置の光源波長と一致しないときにも
レジストパターンを形成し、また、ステッパー露光装置
のスルーブツトを向上させることのできるレジストパタ
ーン形成方法を提供することを目的とし、ネガ型レジス
ト層・を塗布形成し、所定パターンの露光を行ない、現
像してレジストパターンを形成する方法において、前記
レジスト層のネガ型レジストに対して感度のある波長の
第1の光によって現像しない照射量で該レジスト層全面
を露光し、次に、前記ネガ型レジストに対してわずかに
感度のある波長の第2の光によって前記所定パターン露
光を行なうに構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a resist pattern used for microfabrication of semiconductor devices such as LSI, more specifically, regarding a pattern forming method of a negative type photoresist, the sensitive wavelength of the negative type resist is the same as the pattern exposure. The purpose of the present invention is to provide a method for forming a resist pattern that can form a resist pattern even when the wavelength does not match the light source wavelength of the device and can improve the throughput of a stepper exposure device. , in a method of forming a resist pattern by exposing a predetermined pattern to light and developing it, the entire surface of the resist layer is exposed to a radiation dose that does not cause development by first light having a wavelength sensitive to the negative resist of the resist layer. Then, the predetermined pattern exposure is performed using second light having a wavelength that is slightly sensitive to the negative resist.
(産業上の利用分野〕
本発明は、LSIなどの半導体装置の微細加工に用いら
れるレジストパターン、より詳しくは、ネガ型フォトレ
ジストのパターン形成方法に関するものである。(Industrial Application Field) The present invention relates to a resist pattern used for microfabrication of semiconductor devices such as LSIs, and more specifically, to a method for forming a negative photoresist pattern.
フォトレジストを用いて被エツチング膜上にしシストパ
ターンを形成する工程は、第2図(a)〜(C)に示す
ように、ネガ型レジスト層lを膜2上に塗布形成しく第
2図(a))、所定パターン形状の遮光層3を有する透
明基板4のマスク(レチクル)5を用いて光7を照射し
てレジスト層1を露光しく露光部分8を斜線で示す、第
2図(b))、そして、現像剤によって非露光部分のレ
ジストを除去することによってレジストパターン9を形
成することからなる。このようなフォトリソグラフィの
ために多種多様なレジストおよび露光装置が存在して、
レジストの特性、露光装置の性能などの関係から適切に
選択された組合せで使用されている。The step of forming a cyst pattern on the film to be etched using a photoresist is as shown in FIGS. 2(a) to 2(C). a)), the resist layer 1 is exposed by irradiating light 7 using a mask (reticle) 5 of a transparent substrate 4 having a light shielding layer 3 having a predetermined pattern shape, and the exposed portion 8 is shown with diagonal lines, FIG. 2(b) )) Then, a resist pattern 9 is formed by removing the resist in non-exposed areas using a developer. A wide variety of resists and exposure equipment exist for this type of photolithography.
They are used in combinations that are appropriately selected depending on the characteristics of the resist, the performance of the exposure equipment, etc.
ネガ型レジストパターンの形成のためのパターン露光で
は、その光でレジストを完全に感光させなければならな
い(第2図(b))。そして、レジスト層は光を吸収す
るので、現像するとレジストパターンの断面は逆台形状
となる(第2図(C))。In pattern exposure for forming a negative resist pattern, the resist must be completely exposed to the light (FIG. 2(b)). Since the resist layer absorbs light, the cross section of the resist pattern becomes an inverted trapezoid when developed (FIG. 2(C)).
また、露光装置で使用している光の波長とレジストの感
度のある波長が必ずしも一致しない場合がある。その場
合で、感度がわずかしかなければ、照射量を露光時間を
長くするか光のエネルギーを高めるかして高める必要が
ある。完全に露光する場合にも、照射量がそれなりに必
要であるので、特に、ステッパー露光装置ではスループ
ットが低下する。Furthermore, the wavelength of light used in the exposure apparatus and the wavelength to which the resist is sensitive may not necessarily match. In that case, if the sensitivity is only marginal, it is necessary to increase the irradiation dose by lengthening the exposure time or increasing the energy of the light. Even in the case of complete exposure, a certain amount of irradiation is required, so the throughput decreases, especially in a stepper exposure apparatus.
本発明が解決しようとする課題は、ネガ型レジストの感
度のある波長がパターン露光装置の光源波長と一致しな
いときにもレジストパターンを形成する方法を提供する
ことである。An object of the present invention is to provide a method for forming a resist pattern even when the wavelength to which a negative resist is sensitive does not match the wavelength of the light source of a pattern exposure device.
本発明が解決しようとする別の課題は、レジストパター
ンの側面をより垂直に形成するレジストパターンを形成
する方法を提供することである。Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for forming a resist pattern in which the side surfaces of the resist pattern are formed more vertically.
さらに別の課題は、ステッパー露光装置のスループット
を向上させることのできるレジストパターン形成方法を
提供することでもある。Yet another object is to provide a resist pattern forming method that can improve the throughput of a stepper exposure apparatus.
〔課題を解決するための手段]
上述の課題が、ネガ型レジスト層を塗布形成し、所定パ
ターンの露光を行ない、現像してレジストパターンを形
成する方法において、前記レジスト層のネガ型レジスト
に対して感度のある波長の第1の光によって現像しない
照射量で該レジスト層全面を露光し、次に、前記ネガ型
レジストに対してわずかに感度のある波長の第2の光に
よって前記所定パターン露光を行なうことを特徴とする
レジストパターン形成方法によって解決される。[Means for Solving the Problem] The above-mentioned problem is solved by the method of coating a negative resist layer, exposing it to light in a predetermined pattern, and developing it to form a resist pattern. exposing the entire surface of the resist layer to a non-developing dose with first light having a wavelength to which the negative resist is sensitive, and then exposing the predetermined pattern to second light having a wavelength to which the negative resist is slightly sensitive. This problem is solved by a resist pattern forming method characterized by performing the following steps.
[実施例]
以下、添付図面を参照して、本発明の実施態様例によっ
て本発明の詳細な説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
第1A図〜第1D図は、本発明に係るレジストパターン
形成方法の工程を説明するレジスト層の概略断面図であ
る。1A to 1D are schematic cross-sectional views of a resist layer for explaining the steps of the resist pattern forming method according to the present invention.
まず、所定の基板(例えば、シリコンウエノ1、図示せ
ず)上に形成された被エツチング膜22(導体膜、絶縁
膜など)の上にネガ型レジスト層21をスピンコード法
で塗布して形成する(第1A図)。First, a negative resist layer 21 is applied by a spin code method onto a film to be etched 22 (a conductive film, an insulating film, etc.) formed on a predetermined substrate (for example, silicon wafer 1, not shown). (Figure 1A).
本発明の方法にしたがって、第1B図に示すように、レ
ジスト層21を第1の光23で全面露光するわけであり
、その際に、光23の波長はネガ型レジストの高感度の
波長であり、その照射量は現像を生じさせない程度で大
きいのが望ましい。According to the method of the present invention, as shown in FIG. 1B, the entire surface of the resist layer 21 is exposed to the first light 23, and at this time, the wavelength of the light 23 is the wavelength at which the negative resist has high sensitivity. The amount of irradiation is desirably large enough to not cause development.
仮に、全面露光後にレジスト層21を現像するならば、
全て溶解除されることになる。また、感度が高いという
ことはレジストが光を吸収することであり、レジスト層
21に上層部分の感光域24(第1B図)が生じる。If the resist layer 21 is developed after the entire surface is exposed,
Everything will be dissolved. Furthermore, high sensitivity means that the resist absorbs light, and a photosensitive area 24 (FIG. 1B) is formed in the upper layer of the resist layer 21.
次に、遮光層3と透明基板4とからなる従来と同じマス
ク5を用いて(第1C図)、第2の光25を照射してレ
ジスト層21をパターン露光する。このときに、第2の
光25の波長はネガ型レジストにとって低感度の波長で
あり、レジストの光吸収が小さいのでレジスト層21の
厚さ全体に感光域26が生じる。そして、その照射量は
、第2の光25で現像可能となる程必要ではなく、既に
第1の光23によって感光させであるのに加えて現像可
能とする量である。Next, the resist layer 21 is exposed in a pattern by irradiating the second light 25 using the same mask 5 as in the conventional method (FIG. 1C) consisting of the light-shielding layer 3 and the transparent substrate 4. At this time, the wavelength of the second light 25 is a wavelength to which the negative resist has low sensitivity, and the light absorption of the resist is small, so a photosensitive region 26 is generated throughout the thickness of the resist layer 21. The amount of irradiation is not so necessary as to enable development with the second light 25, but is sufficient to enable development in addition to the exposure already made with the first light 23.
パターン露光後に、適切な現像剤でレジスト層21を現
像すると、第1D図に示すように、レジストパターン2
8が得られる。この場合に、現像条件を適切に設定すれ
ば、はぼ垂直な側面(壁)をもつレジストパターン28
とすることができる。After the pattern exposure, when the resist layer 21 is developed with a suitable developer, the resist pattern 2 is developed as shown in FIG. 1D.
8 is obtained. In this case, if the development conditions are set appropriately, a resist pattern 28 with almost vertical side surfaces (walls) can be formed.
It can be done.
本発明のパターン形成方法によれば、全面露光の第1の
光に高圧水銀灯による波長365nm(i線)の光を用
いて、次に、パターン露光の第2の光にエキシマレーザ
(例えば、クリプトンフルオライドKrFの波長249
nm)のより短波長の光を用いれば、波長365nmに
感度があってエキシマレーザに感度の小さいネガ型レジ
ストにおいてエキシマレーザによる解像度向上が達成さ
れる。According to the pattern forming method of the present invention, light with a wavelength of 365 nm (i-line) from a high-pressure mercury lamp is used as the first light for full-surface exposure, and then an excimer laser (e.g., krypton laser) is used as the second light for pattern exposure. Fluoride KrF wavelength 249
By using light with a shorter wavelength of 365 nm, it is possible to improve the resolution using an excimer laser in a negative resist that is sensitive to a wavelength of 365 nm and has low sensitivity to excimer lasers.
また、パターン露光の第2の光の照射量は従来よりも少
ない量ですむので、ステッパーなどの露光装置において
はウニへ当りのスループットが高くできる。Furthermore, since the amount of second light irradiated for pattern exposure can be smaller than that of the conventional method, the throughput for hitting the sea urchin can be increased in an exposure apparatus such as a stepper.
レジストに波長400nm付近に感度のあるネガ作用と
ポジ作用とを有するネガ型レジスト(AZ5214、東
京応化工業■)を塗布してレジスト層を形成した。密着
露光装置(PLA 、 Canon社製)にて水銀ラン
プからの波長365nm(i線)の光をレジスト層全面
に照射した(照射量:4mJ/c+fl)。なお、レジ
スト(AZ5214) t、ニーコノ露光装置ニテ15
11IJ/CTi1以上の照射量を当てると、現像不可
能状態になってしまう。茨に、パターン露光をステッパ
ー(DSW 。A resist layer was formed by applying a negative resist (AZ5214, Tokyo Ohka Kogyo ■) having negative and positive effects sensitive to wavelengths around 400 nm. The entire surface of the resist layer was irradiated with light having a wavelength of 365 nm (i-line) from a mercury lamp using a contact exposure apparatus (PLA, manufactured by Canon Inc.) (irradiation amount: 4 mJ/c+fl). In addition, resist (AZ5214) t, Nikono exposure equipment Nite 15
If an irradiation amount of 11IJ/CTi1 or more is applied, development becomes impossible. Next, pattern exposure is performed using a stepper (DSW).
GC^社製)にて超高圧水銀ランプからのフィルターを
通した波長436nm (g線)の光を用いて行なった
。このときの照射量は60mJ/cIiであった。そし
て、レジスト層を非極性有機溶媒で現像してパターン露
光部分が残るレジストパターンを形成することができた
。全面露光工程なしにパターン露光を該ステッパーにて
行なうならば、現像に必要な照射量は120+sJ/c
−程度であり、本発明のパターン形成方法ではその半分
ですむ。The measurement was carried out using light with a wavelength of 436 nm (g-line) passed through a filter from an ultra-high-pressure mercury lamp (manufactured by GC Corporation). The irradiation amount at this time was 60 mJ/cIi. Then, the resist layer was developed with a nonpolar organic solvent to form a resist pattern in which exposed portions of the pattern remained. If pattern exposure is performed using the stepper without the entire surface exposure step, the amount of radiation required for development is 120+sJ/c.
-, and the pattern forming method of the present invention requires only half of that.
本発明によれば、パターン露光での露光装置の光に対し
て感度の低いネガ型レジストでも照射量を多くすること
なくレジストパターン形成が可能となる。パターン露光
時の照射量低減は露光時間の短縮となってステッパー露
光装置のスループット向上となる。さらに、レジストパ
ターンの側面(壁)をより垂直にすることができる。According to the present invention, it is possible to form a resist pattern even with a negative resist that has low sensitivity to light from an exposure device during pattern exposure without increasing the amount of irradiation. Reducing the dose during pattern exposure shortens the exposure time and improves the throughput of the stepper exposure apparatus. Furthermore, the sides (walls) of the resist pattern can be made more vertical.
第1A図〜第1D図は、本発明に係るレジスト層パター
ン形成方法の工程を説明するレジスト層の概略断面図で
あり、
第2A図〜第2C図は、従来のレジストパターン形成方
法の工程を説明するレジスト層の概略断面図である。
21・・・レジスト層、 23・・・全面露光の光、2
5・・・パターン露光の光、
26・・・露光域、 28・・・レジストパター
ン。
l L I J ト23
28・・・レジストパターン1A to 1D are schematic cross-sectional views of a resist layer for explaining the steps of the resist layer pattern forming method according to the present invention, and FIGS. 2A to 2C are schematic sectional views of the resist layer for explaining the steps of the conventional resist pattern forming method. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a resist layer to be explained. 21...Resist layer, 23...Full surface exposure light, 2
5...Light of pattern exposure, 26...Exposure area, 28...Resist pattern. L I J G23 28...Resist pattern
Claims (1)
光を行ない、現像してレジストパターンを形成する方法
において、前記レジスト層(21)のネガ型レジストに
対して感度のある波長の第1の光(23)によって現像
しない照射量で該レジスト層全面を露光し、次に、前記
ネガ型レジストに対してわずかに感度のある波長の第2
の光(25)によって前記所定パターン露光を行なうこ
とを特徴とするレジストパターン形成方法。1. In the method of forming a negative resist layer by coating, exposing it to light in a predetermined pattern, and developing it to form a resist pattern, a first wavelength sensitive to the negative resist of the resist layer (21) is used. The entire surface of the resist layer is exposed to a non-developing dose of light (23), and then a second beam at a wavelength slightly sensitive to the negative resist is applied.
A resist pattern forming method characterized in that the predetermined pattern exposure is performed using light (25).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63144843A JPH01314246A (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Resist pattern forming method |
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JPH01314246A true JPH01314246A (en) | 1989-12-19 |
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JP63144843A Pending JPH01314246A (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Resist pattern forming method |
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1988
- 1988-06-14 JP JP63144843A patent/JPH01314246A/en active Pending
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