JPH02187010A - レジストパターン形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法Info
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electron Beam Exposure (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)
本発明は半導体素子製造工程に用いるレジストパターン
の形成方法に係り、詳しくは集束イオンビームを用いた
リフトオフパターン形成方法に関する。
の形成方法に係り、詳しくは集束イオンビームを用いた
リフトオフパターン形成方法に関する。
(従来の技術)
GaAsMESFET等において、その動作速度の向上
を計るためには、ゲート長の短縮が有効な手段である。
を計るためには、ゲート長の短縮が有効な手段である。
現在ステッパ等の光露光の実用的限界解像度は0.5p
m程度であり、更に微細なゲート電極形成には電子ビー
ム露光、あるいは集束イオンビーム露光が用いられてき
た。その中でも特に集束イオンビーム露光は電子ビーム
露光と比較すると、前方及び後方散乱による近接効果の
影響を受けにくく、また感度が1〜2桁程高いため電荷
蓄積の影響も受けにくいなど優れた微細加工性を有して
いる。
m程度であり、更に微細なゲート電極形成には電子ビー
ム露光、あるいは集束イオンビーム露光が用いられてき
た。その中でも特に集束イオンビーム露光は電子ビーム
露光と比較すると、前方及び後方散乱による近接効果の
影響を受けにくく、また感度が1〜2桁程高いため電荷
蓄積の影響も受けにくいなど優れた微細加工性を有して
いる。
従って現在線幅0.1pm程度の微細ゲートの形成には
集束イオンビームによる露光が用いられている。
集束イオンビームによる露光が用いられている。
第1図は従来技術によるリフトオフパターン形成方法を
示している。まず基板12上にポジ型レジストポリメチ
ルメタクリレート11を厚さ約1.011mスピン塗布
し、170’C130分間ベイクする(第1図(a))
。ついでビーム径0.11!m程度まで集束したBe集
束イオンビーム13を用いてポリメチルメタクリレート
11を露光する(第1図(b))。この時Be集束イオ
ンビームの加速エネルギーは260keV、露光量は1
.5X101ons/amであった。そしてメチルイソ
ブチルケトン:イソプロピルアルコール=1:3混液中
にて3分間現像し、イソプロビルアルコール中で1分間
ノンスを行うことにより、線幅0.1pm程度の微細な
レジストパターンが形成される(第1図(C))。そし
て最後に電極金属としてAuを厚さ0.5pm蒸着し、
メチルエチルケトン中でリフトオフを行うことにより、
第1図(d)に示したような線幅的0.1pmの微細リ
フトオフパターンを形成していた。しかしながらこの従
来技術による方法では、他の露光方法では形成不可能な
線幅0.1pm程度の微細なリフトオフパターンが形成
可能な反面、集束イオンビームによるレジストの露光時
にレジストを基板面まで露光しなければならないので、
必然的に露光イオンが基板に注入され基板に損傷を与え
、また注入されたイオンは不純物となるなどして、結果
的にソース−ドレイン電流の減少などデバイス特性を劣
化させていた(例えば、ジャーナルオブバキュームサイ
エンスアンドテクノロジーB5、p211.1987、
モリモトら)。
示している。まず基板12上にポジ型レジストポリメチ
ルメタクリレート11を厚さ約1.011mスピン塗布
し、170’C130分間ベイクする(第1図(a))
。ついでビーム径0.11!m程度まで集束したBe集
束イオンビーム13を用いてポリメチルメタクリレート
11を露光する(第1図(b))。この時Be集束イオ
ンビームの加速エネルギーは260keV、露光量は1
.5X101ons/amであった。そしてメチルイソ
ブチルケトン:イソプロピルアルコール=1:3混液中
にて3分間現像し、イソプロビルアルコール中で1分間
ノンスを行うことにより、線幅0.1pm程度の微細な
レジストパターンが形成される(第1図(C))。そし
て最後に電極金属としてAuを厚さ0.5pm蒸着し、
メチルエチルケトン中でリフトオフを行うことにより、
第1図(d)に示したような線幅的0.1pmの微細リ
フトオフパターンを形成していた。しかしながらこの従
来技術による方法では、他の露光方法では形成不可能な
線幅0.1pm程度の微細なリフトオフパターンが形成
可能な反面、集束イオンビームによるレジストの露光時
にレジストを基板面まで露光しなければならないので、
必然的に露光イオンが基板に注入され基板に損傷を与え
、また注入されたイオンは不純物となるなどして、結果
的にソース−ドレイン電流の減少などデバイス特性を劣
化させていた(例えば、ジャーナルオブバキュームサイ
エンスアンドテクノロジーB5、p211.1987、
モリモトら)。
本発明の目的は、集束イオンビーム露光によるリフトオ
フパターン形成において、従来のように集束イオンビー
ム露光時に基板にイオン照射による損傷を与えることの
無いリフトオフパターン形成方法を提供することにある
。
フパターン形成において、従来のように集束イオンビー
ム露光時に基板にイオン照射による損傷を与えることの
無いリフトオフパターン形成方法を提供することにある
。
(問題を解決するための手段)
本発明は、集束イオンビーム露光によるリフトオフパタ
ーン形成において、基板上にネガ型レジストを塗布する
工程と、集束イオンビーム露光により前記レジストの表
面付近を露光する工程とを具備することにより、リフト
オフパターン形成のためのレジストパターン形成方法を
提供するものである。
ーン形成において、基板上にネガ型レジストを塗布する
工程と、集束イオンビーム露光により前記レジストの表
面付近を露光する工程とを具備することにより、リフト
オフパターン形成のためのレジストパターン形成方法を
提供するものである。
(作用)
イオンは電子と比較した場合質量が非常に大きい。従っ
てイオンを用いてレジスト露光を行った場合、電子と比
較してレジスト中への進入長は非常に短く、通常集束イ
オンビーム露光に用いられる50〜300keV程度の
加速エネルギーの範囲では、比較的質量が軽く進入長が
長いBeイオンを用いても、その進入長は約0.5〜1
.711m程度である。従ってレジスト塗布膜厚を、用
いる集束イオンビームのレジスト中での進入長より厚く
することにより、露光時に照射されたイオンは基板面ま
で到達しなくなる。
てイオンを用いてレジスト露光を行った場合、電子と比
較してレジスト中への進入長は非常に短く、通常集束イ
オンビーム露光に用いられる50〜300keV程度の
加速エネルギーの範囲では、比較的質量が軽く進入長が
長いBeイオンを用いても、その進入長は約0.5〜1
.711m程度である。従ってレジスト塗布膜厚を、用
いる集束イオンビームのレジスト中での進入長より厚く
することにより、露光時に照射されたイオンは基板面ま
で到達しなくなる。
以上のことを踏まえ、本発明の作用を第2図を用いて説
明する。まず基板22上に、集束イオンビーム露光によ
ってネガ像を形成し得るレジスト21を塗布する(第2
図(a))。次に集束イオンビーム23によってリフト
オフバ、ターンを形成したい部分以外の部分を露光する
。この時照射されたイオンが基板面まで到達せず、レジ
ストの表面付近でとどまるよう、集束イオンビームの加
速エネルギー及びイオン種を選ぶことにより、レジスト
の表面付近にのみ露光による架橋反応が起き潜像が形成
される(第2図(b))。ついで露光後のレジストを現
像液中にて現像を行うことにより、先の露光に於て露光
された部分はネガ像が形成され、現像液に対して不溶化
しているため、その下層の未露光のレジストの溶解は阻
止され、従って表面付近が未露光の部分のみ選択的に現
像、除去される(第2図(C))。
明する。まず基板22上に、集束イオンビーム露光によ
ってネガ像を形成し得るレジスト21を塗布する(第2
図(a))。次に集束イオンビーム23によってリフト
オフバ、ターンを形成したい部分以外の部分を露光する
。この時照射されたイオンが基板面まで到達せず、レジ
ストの表面付近でとどまるよう、集束イオンビームの加
速エネルギー及びイオン種を選ぶことにより、レジスト
の表面付近にのみ露光による架橋反応が起き潜像が形成
される(第2図(b))。ついで露光後のレジストを現
像液中にて現像を行うことにより、先の露光に於て露光
された部分はネガ像が形成され、現像液に対して不溶化
しているため、その下層の未露光のレジストの溶解は阻
止され、従って表面付近が未露光の部分のみ選択的に現
像、除去される(第2図(C))。
従ってその後電極金属を蒸着し、リフトオフを行うこと
により、リフトオフパターンを形成することができる(
第2図(d))。ここで集束イオンビーム露光を行う際
、その加速エネルギー及びイオン種は、イオンがレジス
トの表面付近でとどまるよう、すなわち言い替えればイ
オンのレジスト中での進入長に比べ、レジストの膜厚が
十分厚くなるような条件に設定されているので、イオン
が基板に直接照射されることがなく、従って基板にイオ
ン照射による不純物や損傷が与えられることはない。
により、リフトオフパターンを形成することができる(
第2図(d))。ここで集束イオンビーム露光を行う際
、その加速エネルギー及びイオン種は、イオンがレジス
トの表面付近でとどまるよう、すなわち言い替えればイ
オンのレジスト中での進入長に比べ、レジストの膜厚が
十分厚くなるような条件に設定されているので、イオン
が基板に直接照射されることがなく、従って基板にイオ
ン照射による不純物や損傷が与えられることはない。
(実施例)
以下本発明の実施例として、線幅0.1pmのGaAs
MESFETリフトオフゲートパターンの形成について
、第3図を用いて説明する。まずGaAs基板32上に
ネガ型レジストとして、クロロメチル化ポリスチレン3
1を厚さ約2.0pmスピン塗布し、110°C125
分間ペイクする(第3図(a))。次いでAu−8i−
Be合金イオン源から得られる加速エネルギー260k
eVのSi集束イオンビームを用いて、形成したい線幅
0.1pmのゲートパターン以外の部分を露光する。露
光量は3.5X101ons/cmとした。ここで加速
エネルギー260keVとSiイオンの組合せでは、レ
ジスト中へのイオン進入長は0.6pm程度であるので
、レジストは表面から0.6μm程度の深さまで露光に
よる架橋反応が起き、潜像が形成される(第3図(b)
)。次に酢酸インアミル:エチルセロソルブ:15:8
5の混液中にて1分間の現像を2回行い、イソプロピル
アルコール中にて1分間リンスを行うことてにより、未
露光部分のみが選択的に現像、除去され、第3図(e)
に示したようなレジストパターンが形成される。従って
その後ゲート金属としてAuを厚さ約1.0pm蒸着し
、ノットオフを行うことにより第3図(d)に示したよ
うな線幅的0.1pmのゲートリフトオフパターンが形
成された。この時集束イオンビーム露光時のSiイオン
は基板面まで到達しないため、ゲートリフトオフパター
ン形成前と後で、基板の損傷によるソース−ドレイン電
流の減少は肥められなかった。
MESFETリフトオフゲートパターンの形成について
、第3図を用いて説明する。まずGaAs基板32上に
ネガ型レジストとして、クロロメチル化ポリスチレン3
1を厚さ約2.0pmスピン塗布し、110°C125
分間ペイクする(第3図(a))。次いでAu−8i−
Be合金イオン源から得られる加速エネルギー260k
eVのSi集束イオンビームを用いて、形成したい線幅
0.1pmのゲートパターン以外の部分を露光する。露
光量は3.5X101ons/cmとした。ここで加速
エネルギー260keVとSiイオンの組合せでは、レ
ジスト中へのイオン進入長は0.6pm程度であるので
、レジストは表面から0.6μm程度の深さまで露光に
よる架橋反応が起き、潜像が形成される(第3図(b)
)。次に酢酸インアミル:エチルセロソルブ:15:8
5の混液中にて1分間の現像を2回行い、イソプロピル
アルコール中にて1分間リンスを行うことてにより、未
露光部分のみが選択的に現像、除去され、第3図(e)
に示したようなレジストパターンが形成される。従って
その後ゲート金属としてAuを厚さ約1.0pm蒸着し
、ノットオフを行うことにより第3図(d)に示したよ
うな線幅的0.1pmのゲートリフトオフパターンが形
成された。この時集束イオンビーム露光時のSiイオン
は基板面まで到達しないため、ゲートリフトオフパター
ン形成前と後で、基板の損傷によるソース−ドレイン電
流の減少は肥められなかった。
本実施例はGaAsMESFETにおける微細ゲートリ
フトオフパターン形成に関するものであるが、本発明の
実施例はそれに限定されるものではなく、他の集束イオ
ンビーム露光によるリフトオフパターン形成に実施する
ことができる。
フトオフパターン形成に関するものであるが、本発明の
実施例はそれに限定されるものではなく、他の集束イオ
ンビーム露光によるリフトオフパターン形成に実施する
ことができる。
本実施例では集束イオンビーム露光工程にAu−8i−
Be合金イオン源から得られる加速エネルギー260k
eVのSi集束イオンビームを用いたが、これはレジス
トの塗布膜厚に対してイオンの進入長が短くなる条件で
あれば、他の加速エネルギー及び他のLi、 Ga、
Au等単体金属イオン源、Au−8i、 Pt−3b。
Be合金イオン源から得られる加速エネルギー260k
eVのSi集束イオンビームを用いたが、これはレジス
トの塗布膜厚に対してイオンの進入長が短くなる条件で
あれば、他の加速エネルギー及び他のLi、 Ga、
Au等単体金属イオン源、Au−8i、 Pt−3b。
Pb−N1−B等合金イオン源、あるいはHe、 H2
,02、F2等のガスイオン源から得られるイオン種の
組合せによる集束イオンビームを用いてもよい。集束イ
オンビーム露光の露光量は3.5X101ons/cm
としたが、これは用いるレジストに像形成反応を起こさ
せ、かつイオン衝撃によるレジストの膜減りが起こらな
い範囲であれば任意の大きさの露光量としてもよい。ま
た本実施例ではネガ型レジストおよび現像液として、ク
ロロメチル化ポリスチレンおよび酢酸イソアミル:エチ
ルセロソルブ=15:85の混液の組合せを用いたが、
これに限らず環化ゴム系ネガ型レジストとアルカリ水溶
液現像液等、他のレジストと現像液の組合せを用いても
よい。
,02、F2等のガスイオン源から得られるイオン種の
組合せによる集束イオンビームを用いてもよい。集束イ
オンビーム露光の露光量は3.5X101ons/cm
としたが、これは用いるレジストに像形成反応を起こさ
せ、かつイオン衝撃によるレジストの膜減りが起こらな
い範囲であれば任意の大きさの露光量としてもよい。ま
た本実施例ではネガ型レジストおよび現像液として、ク
ロロメチル化ポリスチレンおよび酢酸イソアミル:エチ
ルセロソルブ=15:85の混液の組合せを用いたが、
これに限らず環化ゴム系ネガ型レジストとアルカリ水溶
液現像液等、他のレジストと現像液の組合せを用いても
よい。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば集束イオンビーム
による露光がレジストの表面付近であるため集束イオン
ビーム露光時の基板へのイオン照射による損傷を防ぐこ
とができ、デバイス特性の劣化を防ぐことができた。
による露光がレジストの表面付近であるため集束イオン
ビーム露光時の基板へのイオン照射による損傷を防ぐこ
とができ、デバイス特性の劣化を防ぐことができた。
第1図は従来技術を説明するための基板の部分断面図で
ある。また第2図は本発明の詳細な説明するための基板
の部分断面図、第3図は本発明の一実施例を説明するた
めの基板の部分v面図である。 図において、11・・・ポリメチルメタクリレート、1
2・・・基板、13・・・Be集束イオンビーム、14
.・、損傷、15・・・Auリフトオフパターン、21
・・・ネガ型レジスト、22・・・基板、23・・・集
束イオンビーム、24・・・潜像、25・・・リフトオ
フパターン、31.・・り二ロメチル化ポリスチレン、
32・・・GaAs基板、33・・・Si集束イオンビ
ーム、34・・・潜像、35・・・Auリフトオフゲー
トパターンである。
ある。また第2図は本発明の詳細な説明するための基板
の部分断面図、第3図は本発明の一実施例を説明するた
めの基板の部分v面図である。 図において、11・・・ポリメチルメタクリレート、1
2・・・基板、13・・・Be集束イオンビーム、14
.・、損傷、15・・・Auリフトオフパターン、21
・・・ネガ型レジスト、22・・・基板、23・・・集
束イオンビーム、24・・・潜像、25・・・リフトオ
フパターン、31.・・り二ロメチル化ポリスチレン、
32・・・GaAs基板、33・・・Si集束イオンビ
ーム、34・・・潜像、35・・・Auリフトオフゲー
トパターンである。
Claims (1)
- (1)集束イオンビーム露光によりネガ型レジストにリ
フトオフパターン用のレジストパターン形成する方法に
おいて、基板上にネガ型レジストを塗布する工程と、集
束イオンビーム露光により前記レジストの表面付近を所
望のパターンで露光する工程と、前記レジストを現像す
ることにより、未露光部分を第1の開口部とするパター
ンを形成し、この第1の開口部に比較して大きい第2の
開口部を、第1の開口部の下側に形成させる工程とを備
えてあることを特徴とするレジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP633589A JPH02187010A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP633589A JPH02187010A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | レジストパターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02187010A true JPH02187010A (ja) | 1990-07-23 |
Family
ID=11635497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP633589A Pending JPH02187010A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02187010A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012009497A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微小構造体の製造方法 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP633589A patent/JPH02187010A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012009497A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微小構造体の製造方法 |
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