JPH04347862A - パタン形成方法 - Google Patents
パタン形成方法Info
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- JPH04347862A JPH04347862A JP3148117A JP14811791A JPH04347862A JP H04347862 A JPH04347862 A JP H04347862A JP 3148117 A JP3148117 A JP 3148117A JP 14811791 A JP14811791 A JP 14811791A JP H04347862 A JPH04347862 A JP H04347862A
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- Pending
Links
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路などの
パタン形成において、微細かつ高精度のパタン形成を行
う方法に関するものである。
パタン形成において、微細かつ高精度のパタン形成を行
う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路などのパタンは、被加工
基板上に塗布された感光性樹脂（レジスト）を光，電子
線、あるいはＸ線で露光し、現像によりレジストパタン
を形成した後、そのレジストパタンに従って被加工基板
をエッチングすることにより形成されている。従って、
レジストパタンの寸法は加工される被加工基板の寸法、
即ち、半導体集積回路の性能を左右する。
基板上に塗布された感光性樹脂（レジスト）を光，電子
線、あるいはＸ線で露光し、現像によりレジストパタン
を形成した後、そのレジストパタンに従って被加工基板
をエッチングすることにより形成されている。従って、
レジストパタンの寸法は加工される被加工基板の寸法、
即ち、半導体集積回路の性能を左右する。
【０００３】従来使用されているレジストによるパタン
形成機構は、光，電子線、あるいはＸ線の照射により誘
起された露光部と未露光部との現像液に対する溶解速度
の差を利用している。図１は光露光でポジ形レジストを
用いた場合のパタンコントラスト低下の様子を簡略的に
示したものであり、１は被加工基板、２はレジストであ
る。一般に、マスク透過後のレジスト２に入射する光３
の強度は回折の影響により均一とはならず不均一な分布
をもったものとなり、その傾向はパタンの微細化ととも
に著しくなる。従って、露光波長の解像限界付近のパタ
ン寸法では、基板界面で所定の寸法が得られるように露
光量を設定すると露光後にレジスト２内に生じる潜像４
は図１（ａ）に示されるようなコントラストの低下した
プロファイルとなる。図中で潜像４を示す一点鎖線は残
存する感光剤の等濃度線で未露光部の溶解速度とほぼ等
しくなる濃度（約９５％）に対応している。現像後のパ
タン７を図１（ｂ）に示すが、潜像４から予想されるよ
うにレジスト２の表面に近いほど水平方向の溶解量、即
ちパタン広がりが大きくなり低コントラストのパタンと
なる。通常は、レジスト２の表層の膜べりがあるので、
潜像４よりもさらにコントラストの低下したパタンとな
る。
形成機構は、光，電子線、あるいはＸ線の照射により誘
起された露光部と未露光部との現像液に対する溶解速度
の差を利用している。図１は光露光でポジ形レジストを
用いた場合のパタンコントラスト低下の様子を簡略的に
示したものであり、１は被加工基板、２はレジストであ
る。一般に、マスク透過後のレジスト２に入射する光３
の強度は回折の影響により均一とはならず不均一な分布
をもったものとなり、その傾向はパタンの微細化ととも
に著しくなる。従って、露光波長の解像限界付近のパタ
ン寸法では、基板界面で所定の寸法が得られるように露
光量を設定すると露光後にレジスト２内に生じる潜像４
は図１（ａ）に示されるようなコントラストの低下した
プロファイルとなる。図中で潜像４を示す一点鎖線は残
存する感光剤の等濃度線で未露光部の溶解速度とほぼ等
しくなる濃度（約９５％）に対応している。現像後のパ
タン７を図１（ｂ）に示すが、潜像４から予想されるよ
うにレジスト２の表面に近いほど水平方向の溶解量、即
ちパタン広がりが大きくなり低コントラストのパタンと
なる。通常は、レジスト２の表層の膜べりがあるので、
潜像４よりもさらにコントラストの低下したパタンとな
る。
【０００４】以上の問題を解決する方法として、例えば
、プロシーディングス・オブ・ザ・インターナショナル
・ソサエティ・フォ・オプティカル・エンジニアリング
（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｔｈｅ ｌｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）誌、第１０８６巻、
１９８９年、第３００頁〜第３１１頁や、ジャーナル・
オブ・バキュウム・サイエンス・アンド・テクノロジー
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃ
ｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） 誌、第Ｂ６巻、第
６号、１９８８年、第２２９４頁〜第２２９７頁などに
記載されているように、レジストの表層を難溶化処理し
コントラスト低下を抑制していた。
、プロシーディングス・オブ・ザ・インターナショナル
・ソサエティ・フォ・オプティカル・エンジニアリング
（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｔｈｅ ｌｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）誌、第１０８６巻、
１９８９年、第３００頁〜第３１１頁や、ジャーナル・
オブ・バキュウム・サイエンス・アンド・テクノロジー
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃ
ｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） 誌、第Ｂ６巻、第
６号、１９８８年、第２２９４頁〜第２２９７頁などに
記載されているように、レジストの表層を難溶化処理し
コントラスト低下を抑制していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のパタ
ン形成法では、難溶化処理がレジスト表層のみに着目し
たものであったため、レジスト表層のパタンコントラス
トは向上するが、露光後の潜像が図１（ａ）に示したよ
うな低コントラストの場合にはレジスト膜厚内部までパ
タンを高コントラスト化し、垂直なプロファイルをもっ
たパタンを形成することは困難であった。
ン形成法では、難溶化処理がレジスト表層のみに着目し
たものであったため、レジスト表層のパタンコントラス
トは向上するが、露光後の潜像が図１（ａ）に示したよ
うな低コントラストの場合にはレジスト膜厚内部までパ
タンを高コントラスト化し、垂直なプロファイルをもっ
たパタンを形成することは困難であった。
【０００６】本発明の目的、膜厚内部までパタンを高コ
ントラスト化することのできるパタン形成方法を提供す
ることにある。
ントラスト化することのできるパタン形成方法を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明によるパタン形成方法は、被加工基板上に塗
布されたレジスト膜の膜中に含まれる溶媒，感光剤，添
加剤などの物質のうち少なくとも１つの物質を、該レジ
スト膜の膜厚方向に濃度勾配を生じさせた後、露光，現
像を行うことにより、該露光によって該レジスト膜内に
生じる潜像から予想されるパタンの拡がり量と前記濃度
勾配とが相殺作用をして高コントラストパタンが形成さ
れることを特徴とする構成を有している。
に、本発明によるパタン形成方法は、被加工基板上に塗
布されたレジスト膜の膜中に含まれる溶媒，感光剤，添
加剤などの物質のうち少なくとも１つの物質を、該レジ
スト膜の膜厚方向に濃度勾配を生じさせた後、露光，現
像を行うことにより、該露光によって該レジスト膜内に
生じる潜像から予想されるパタンの拡がり量と前記濃度
勾配とが相殺作用をして高コントラストパタンが形成さ
れることを特徴とする構成を有している。
【０００８】
【実施例】本発明方法による高コントラスト化の原理を
図２により説明する。図２は本発明方法で光露光を用い
た場合にポジ形レジストのパタンを高コントラスト化す
る例を示したものである。まず図２（ａ）に示すように
、レジスト２を塗布した後基板１下方から熱６を作用さ
せ、レジスト２に予め添加した溶解促進剤が表面からの
蒸発と熱拡散により基板１の界面からレジスト２の表面
に向って連続的に減少するような濃度勾配をとるように
してレジスト２の表面に近づくほど溶解速度が低下する
ようにする。この場合の熱６は、図中のハッチング領域
で示された水平方向の溶解低下量５が加熱後の露光によ
ってレジスト２内に生じる潜像４から予測されるパタン
の広がり量を相殺するように作用させる。その後現像す
ると、図２（ｂ）に示すような高コントラストのパタン
が得られる。
図２により説明する。図２は本発明方法で光露光を用い
た場合にポジ形レジストのパタンを高コントラスト化す
る例を示したものである。まず図２（ａ）に示すように
、レジスト２を塗布した後基板１下方から熱６を作用さ
せ、レジスト２に予め添加した溶解促進剤が表面からの
蒸発と熱拡散により基板１の界面からレジスト２の表面
に向って連続的に減少するような濃度勾配をとるように
してレジスト２の表面に近づくほど溶解速度が低下する
ようにする。この場合の熱６は、図中のハッチング領域
で示された水平方向の溶解低下量５が加熱後の露光によ
ってレジスト２内に生じる潜像４から予測されるパタン
の広がり量を相殺するように作用させる。その後現像す
ると、図２（ｂ）に示すような高コントラストのパタン
が得られる。
【０００９】この例では添加剤として溶解促進剤を用い
、熱を作用させることでレジスト膜厚方向にその溶解促
進剤の濃度勾配を発生させたが、パタン広がり量を相殺
する同様な効果が得られるのであれば、特にこの例で示
した溶解促進剤と熱の組み合わせに限定されるものでは
ない。例えば、レジスト膜中における光の減衰と溶解促
進剤の分解によっても濃度勾配が得られる。
、熱を作用させることでレジスト膜厚方向にその溶解促
進剤の濃度勾配を発生させたが、パタン広がり量を相殺
する同様な効果が得られるのであれば、特にこの例で示
した溶解促進剤と熱の組み合わせに限定されるものでは
ない。例えば、レジスト膜中における光の減衰と溶解促
進剤の分解によっても濃度勾配が得られる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、レジ
スト膜中に含まれる溶解速度に影響を与える物質の濃度
をレジスト膜厚方向に連続的に変化する勾配を有するよ
うに分布させることにより、露光時の入射光のコントラ
ストの低下に起因するレジスト膜厚方向のパタン広がり
の差を除去しパタンコントラストを高めることができる
ので、解像性とともに寸法制御性を向上させることがで
きる。また電子線の場合には、光，Ｘ線とは異なりレジ
スト内及び基板内での電子散乱が潜像のコントラストを
低下させる主要因となっているが、この場合にもパタン
コントラストの向上に本方法は同様な効果をもたらすも
のである。
スト膜中に含まれる溶解速度に影響を与える物質の濃度
をレジスト膜厚方向に連続的に変化する勾配を有するよ
うに分布させることにより、露光時の入射光のコントラ
ストの低下に起因するレジスト膜厚方向のパタン広がり
の差を除去しパタンコントラストを高めることができる
ので、解像性とともに寸法制御性を向上させることがで
きる。また電子線の場合には、光，Ｘ線とは異なりレジ
スト内及び基板内での電子散乱が潜像のコントラストを
低下させる主要因となっているが、この場合にもパタン
コントラストの向上に本方法は同様な効果をもたらすも
のである。
【図１】従来の方法によるポジ形レジストの露光後のレ
ジスト内潜像と現像後のパタンプロファイルを示す断面
図である。
ジスト内潜像と現像後のパタンプロファイルを示す断面
図である。
【図２】本発明の一例として、ポジ形レジストのレジス
ト膜厚方向に溶解促進剤の濃度勾配を発生させパタンコ
ントラストを向上させる原理を示す。
ト膜厚方向に溶解促進剤の濃度勾配を発生させパタンコ
ントラストを向上させる原理を示す。
１ 被加工基板
２ レジスト
３ 光
４ レジスト内潜像
５ 水平方向溶解低下量
６ 熱
７ 現像後のパタン
Claims (1)
- 【請求項１】 光，電子線，Ｘ線を用いてパタン形成
する方法において、被加工基板上に塗布されたレジスト
膜の膜中に含まれる溶媒，感光剤，添加剤などの物質の
うち少なくとも１つの物質を、該レジスト膜の膜厚方向
に濃度勾配を生じさせた後、露光，現像を行うことによ
り、該露光によって該レジスト膜内に生じる潜像から予
想されるパターンの拡がり量と前記濃度勾配とが相殺作
用をして高コントラスパタンが形成されることを特徴と
するパタン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3148117A JPH04347862A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | パタン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3148117A JPH04347862A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | パタン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04347862A true JPH04347862A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=15445642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3148117A Pending JPH04347862A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | パタン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04347862A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013135066A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP3148117A patent/JPH04347862A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013135066A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
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