JPH0477746A - 化学増幅型レジストのパターン形成方法 - Google Patents
化学増幅型レジストのパターン形成方法Info
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- JPH0477746A JPH0477746A JP19114490A JP19114490A JPH0477746A JP H0477746 A JPH0477746 A JP H0477746A JP 19114490 A JP19114490 A JP 19114490A JP 19114490 A JP19114490 A JP 19114490A JP H0477746 A JPH0477746 A JP H0477746A
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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】
一産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置のリソグラフィープロセスに用
いられる化学増幅型レジストのパターン形成方法に関す
る。
いられる化学増幅型レジストのパターン形成方法に関す
る。
[発明の概要]
本発明は、化学増幅型レジストのl(ターン形成方法に
おいて、 基板上に化学増幅型レジストを薄く塗布した後、全面露
光を施す工程と、 その後、前記化学増幅型レジストの上に更に所定の膜厚
で同種の化学増幅型レジストを塗布し、マスクを用いて
露光を行なう工程と、 前記露光の後に熱処理(PEB)を行なう工程と、 次に、現像処理を行なう工程を備えることにより、 レジストパターンの形状を改善し得るよう?こしたもの
である。
おいて、 基板上に化学増幅型レジストを薄く塗布した後、全面露
光を施す工程と、 その後、前記化学増幅型レジストの上に更に所定の膜厚
で同種の化学増幅型レジストを塗布し、マスクを用いて
露光を行なう工程と、 前記露光の後に熱処理(PEB)を行なう工程と、 次に、現像処理を行なう工程を備えることにより、 レジストパターンの形状を改善し得るよう?こしたもの
である。
[従来の技術]
近年、半導体プロセスに用いられるフォトリソグラフィ
ー技術においては、化学増幅型レジストが使用され始め
ている。
ー技術においては、化学増幅型レジストが使用され始め
ている。
この化学増幅型レジストは、ネガ型では、アルカリ可溶
樹脂に架橋剤と感光性酸発生剤を加えて構成され、ポジ
型では、アルカリ可溶樹脂に溶解阻止剤(基)と感光性
酸発生剤を加えて構成されている。ネガ型の化学増幅型
レジストは、露光部が、感光性酸発生剤によって生成さ
れた酸を触媒として、露光後のベーキング(PEB :
Po5t Exposure Bake)時に架橋不
溶化し、アルカリ現像によってネガパターンが得られる
。一方、ポジ型の化学増幅型レジストの場合は、露光部
が、発生した酸を触媒として溶解阻止剤(基)が分解、
アルカリ可溶となり、ボンパターンを得る。
樹脂に架橋剤と感光性酸発生剤を加えて構成され、ポジ
型では、アルカリ可溶樹脂に溶解阻止剤(基)と感光性
酸発生剤を加えて構成されている。ネガ型の化学増幅型
レジストは、露光部が、感光性酸発生剤によって生成さ
れた酸を触媒として、露光後のベーキング(PEB :
Po5t Exposure Bake)時に架橋不
溶化し、アルカリ現像によってネガパターンが得られる
。一方、ポジ型の化学増幅型レジストの場合は、露光部
が、発生した酸を触媒として溶解阻止剤(基)が分解、
アルカリ可溶となり、ボンパターンを得る。
なお、第3図〜第4図りは、上記したネガ型の化学増幅
型レジストを用いたパターン形成方法を示している。
型レジストを用いたパターン形成方法を示している。
まず、第4図Aに示すように、半導体基板I上に化学増
幅型レジストを塗布した後、露光を行なう。この露光に
よるレジスト2表面の光強度プロファイルは第3図に示
す通りであり、この光強度に応じて第4図Bに示すよう
に露光部2aが形成される。次に、露光後のベータ(P
EB)を行なうと、第4図Cに示すように、不溶化部2
bが形成され、アルカリ現像によりパターンが形成され
る(第4図D)。
幅型レジストを塗布した後、露光を行なう。この露光に
よるレジスト2表面の光強度プロファイルは第3図に示
す通りであり、この光強度に応じて第4図Bに示すよう
に露光部2aが形成される。次に、露光後のベータ(P
EB)を行なうと、第4図Cに示すように、不溶化部2
bが形成され、アルカリ現像によりパターンが形成され
る(第4図D)。
また、第5図〜第6図りは、ポジ型の化学増幅型レジス
トを用いたパターン形成方法を示している。
トを用いたパターン形成方法を示している。
まず、第6図Aに示すように、半導体基板l上に化学増
幅型レジスト2を塗布した後、露光を行ない第6図Bに
示すように露光部2aを形成する。
幅型レジスト2を塗布した後、露光を行ない第6図Bに
示すように露光部2aを形成する。
この際、レジスト2表面の光強度プロファイルは第5図
に示す通りである。次に、ベーク(PEB)を行なって
、可溶化部2cを形成し、さらに、アルカリ現像を行な
って可溶化部2cを溶かしパターンを形成する(第6図
D)。
に示す通りである。次に、ベーク(PEB)を行なって
、可溶化部2cを形成し、さらに、アルカリ現像を行な
って可溶化部2cを溶かしパターンを形成する(第6図
D)。
二発明が解決しようとする課題E
しかしながら、」二記したようなネガ型の化学増幅型レ
ジストを用いたレジストパターン形成方法にあっては、
樹脂(レジスト)の光吸収によって、パターンプロファ
イルは第4図りに示すように逆テーパ状になる問題点が
あり、このようなパターン形状ではレジスト下部での線
幅測定を行なうことが出来ず、実際の半導体製造プロセ
スへの導入は難しいという問題点を有している。
ジストを用いたレジストパターン形成方法にあっては、
樹脂(レジスト)の光吸収によって、パターンプロファ
イルは第4図りに示すように逆テーパ状になる問題点が
あり、このようなパターン形状ではレジスト下部での線
幅測定を行なうことが出来ず、実際の半導体製造プロセ
スへの導入は難しいという問題点を有している。
また、ポジ型の化学増幅レジストにあっては、樹脂の光
吸収によって、パターンプロファイルは第6図りに示す
ように、テーバ状となり、再現性が悪化する問題点を有
している。
吸収によって、パターンプロファイルは第6図りに示す
ように、テーバ状となり、再現性が悪化する問題点を有
している。
なお、このような現象が起る原理を第7図A〜第8図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
先ず、第7図A〜第7図Cは、ネガ型の化学増幅型レジ
ストを用いた場合の断面説明図である。
ストを用いた場合の断面説明図である。
第7図Aに示すように、半導体基板l上に塗布した化学
増幅型レジスト2に所定のマスク(図示省略)を用いて
露光を行なうと、第7図Bに示すような、光強度分布に
対応した酸分布2Aがレジスト内に生ずる。この酸の分
布は、レジスト内の光強度で決まり、一方、この光強度
分布は、樹脂(レジスト)の光の吸収のためレジスト下
部に行くに従って弱くなり、このため、酸の濃度分布も
レジスト下部の方が上部に比べて低いことになる。
増幅型レジスト2に所定のマスク(図示省略)を用いて
露光を行なうと、第7図Bに示すような、光強度分布に
対応した酸分布2Aがレジスト内に生ずる。この酸の分
布は、レジスト内の光強度で決まり、一方、この光強度
分布は、樹脂(レジスト)の光の吸収のためレジスト下
部に行くに従って弱くなり、このため、酸の濃度分布も
レジスト下部の方が上部に比べて低いことになる。
次に、ベーク(PEB)することにより、この酸が樹脂
と反応し、現像液に不溶となる。このため、現像を行な
うと、第7図Cに示すようにレジスト断面が逆テーバ状
となる。
と反応し、現像液に不溶となる。このため、現像を行な
うと、第7図Cに示すようにレジスト断面が逆テーバ状
となる。
なお、ポジ型の化学増幅型レジストの場合は、酸と反応
する部分が現像液に可溶となるため、第8図に示すよう
にレジスト断面がテーパ状となる。
する部分が現像液に可溶となるため、第8図に示すよう
にレジスト断面がテーパ状となる。
本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、化学増幅型レジストにおけるレジスト
プロファイルを改善し、フォーカスマージンを拡大し得
るようにしたものである。
たものであって、化学増幅型レジストにおけるレジスト
プロファイルを改善し、フォーカスマージンを拡大し得
るようにしたものである。
[課題を解決するための手段]
そこで、本発明は、基板上に化学増幅型レノストを薄く
塗布した後、全面露光を施す工程と、その後、前記化学
増幅型レジストの上に更に所定の膜厚で同種の化学増幅
レジストを塗布し、マスクを用いて露光を行なう工程と
、前記露光の後に熱処理(PEB)を行なう工程と、次
に、現像処理を行なう工程を備えたことを、その解決方
法としている。
塗布した後、全面露光を施す工程と、その後、前記化学
増幅型レジストの上に更に所定の膜厚で同種の化学増幅
レジストを塗布し、マスクを用いて露光を行なう工程と
、前記露光の後に熱処理(PEB)を行なう工程と、次
に、現像処理を行なう工程を備えたことを、その解決方
法としている。
[作用コ
基板上に薄く塗布された化学増幅型レジス)・は、全面
露光が施されることにより、全面に酸が生じる。斯るレ
ジスト」二に、更に塗布された化学増幅型レジストは、
マスクを用いた選択的露光により、マスクパターンに応
じて光照射を受けた部分に酸が発生する。この酸の濃度
分布は、上層を成す化学増幅型レジストにおいては、レ
ジスト内の光強度分布で決まる。即ち、レジストの光の
吸収のため、レジス)・下部での光強度分布は上部に比
べて弱くなる。このため、酸の濃度分布は、上層の化学
増幅型レジスト内において上部から下部に向けて低くな
る。斯る」二層の化学増幅型レジスト内の酸の濃度分布
は、露光後熱処理(PEB)による下層の化学増幅型レ
ジスト内の酸の上昇により、均−化化される。
露光が施されることにより、全面に酸が生じる。斯るレ
ジスト」二に、更に塗布された化学増幅型レジストは、
マスクを用いた選択的露光により、マスクパターンに応
じて光照射を受けた部分に酸が発生する。この酸の濃度
分布は、上層を成す化学増幅型レジストにおいては、レ
ジスト内の光強度分布で決まる。即ち、レジストの光の
吸収のため、レジス)・下部での光強度分布は上部に比
べて弱くなる。このため、酸の濃度分布は、上層の化学
増幅型レジスト内において上部から下部に向けて低くな
る。斯る」二層の化学増幅型レジスト内の酸の濃度分布
は、露光後熱処理(PEB)による下層の化学増幅型レ
ジスト内の酸の上昇により、均−化化される。
「実施例]
以下、本発明に係る化学増幅型レジストのパターン形成
方法の詳細を、ネガ型の化学増幅型レノス)・に適用し
た実施例に基づいて説明する。
方法の詳細を、ネガ型の化学増幅型レノス)・に適用し
た実施例に基づいて説明する。
第1図A〜第1図Eは、本実施例の各工程を示す説明図
である。
である。
先ず、本実施例は、第1図Aに示すように、半導体基板
10上に、ネガ型の第1化学増幅型レジスト層11を薄
く(約100人)塗布し、全面露光する。この状態で、
第1化学増幅型レジストsIIには、全体に酸が発生す
る。なお、この化学増幅型レジストは、例えばフェノー
ル系樹脂等のアルカリ可溶樹脂に、例えば下記の一般式
で表される架橋剤 NR。
10上に、ネガ型の第1化学増幅型レジスト層11を薄
く(約100人)塗布し、全面露光する。この状態で、
第1化学増幅型レジストsIIには、全体に酸が発生す
る。なお、この化学増幅型レジストは、例えばフェノー
ル系樹脂等のアルカリ可溶樹脂に、例えば下記の一般式
で表される架橋剤 NR。
と、感光性酸発生剤が加えられて構成されている。
次に、全面露光を行なった第1化学増幅型レノス)・1
1層の」二に、当該レジストと同種の第2化学増幅型レ
ジストと層I2を0,7μm程度の厚さに塗布しく第1
図B)、図示しないマスクを用いて選択的な露光を行な
う(第1図C)。この場合、第1図Cに示すように、光
強度分布に応じて酸濃度分布12Aが生ずる。この酸濃
度分布12Aは、第2化学増幅型レジスト層12の下部
に行く程、分布が低くなっている。
1層の」二に、当該レジストと同種の第2化学増幅型レ
ジストと層I2を0,7μm程度の厚さに塗布しく第1
図B)、図示しないマスクを用いて選択的な露光を行な
う(第1図C)。この場合、第1図Cに示すように、光
強度分布に応じて酸濃度分布12Aが生ずる。この酸濃
度分布12Aは、第2化学増幅型レジスト層12の下部
に行く程、分布が低くなっている。
次に、第1図りに示すように、露光後のベーク(PEB
)を行なうと、第1化学増幅型レジスト層11で発生し
た酸が−に昇し、第2化学増幅型レジスト層I2の下部
の酸濃度を高め、同図りに示すように、矩形状の均一化
された酸濃度分布I2Aとなり、この酸によってレジス
トが不溶化する。
)を行なうと、第1化学増幅型レジスト層11で発生し
た酸が−に昇し、第2化学増幅型レジスト層I2の下部
の酸濃度を高め、同図りに示すように、矩形状の均一化
された酸濃度分布I2Aとなり、この酸によってレジス
トが不溶化する。
次いで、アルカリ水溶液にて現像処理を行なうと、第1
図Eに示すような矩形性を有するネガパターンが得られ
る。
図Eに示すような矩形性を有するネガパターンが得られ
る。
以上、本発明をネガ型の化学増幅型レジストに適用して
説明したが、ポジ型の化学増幅型レジストに適用してら
勿論よい。この場合、反応部分が現像液に可溶となり、
第2図に示すような矩形性を有する断面形状となる。
説明したが、ポジ型の化学増幅型レジストに適用してら
勿論よい。この場合、反応部分が現像液に可溶となり、
第2図に示すような矩形性を有する断面形状となる。
更に、本発明にあっては、各種の変更が可能であり、上
記実施例に限られるものではない。
記実施例に限られるものではない。
[発明の効果]
以上の説明から明らかなように、本発明に係る化学増幅
型レジストのパターン形成方法に依れば、断面矩形性を
有するパターンが得られ、フォーカスマージンを拡大し
得る効果がある。
型レジストのパターン形成方法に依れば、断面矩形性を
有するパターンが得られ、フォーカスマージンを拡大し
得る効果がある。
第1図A〜第1図Eは本発明に係る化学増幅型レノスト
のパターン形成方法をネガ型のレジストに適用した実施
例の工程説明図、第2図は本発明をポジ型のレジストに
適用した場合のレジストパターンの断面図、第3図は露
光におけるレジスト表面での光強度プロファイル、第4
図A〜第4図りは従来例(ネガ型)の工程図、第5図は
露光におけるレジスト表面の光強度プロファイル、第6
図A〜第6図りは従来例(ポジ型)の工程図、第7図A
〜第7図Cは従来例(ネガ型)の断面説明図、第8図は
従来例(ポジ型)の断面説明図である。 10・・・半導体基板(基板)、11・・・第1化学増
幅型レジスト層、I2・・第2化学増幅型レジスト、1
2A・・・酸濃度分布。 第1 図C 第4図B (A足来1列) 第4図D 第5図 (ALL12?11 ) 第6図B (4]ジ 東 イタリ ) 第6図D イ、を東イタ11(1年力゛型)のKITi言叉」八B
へ第7図A 2ム イ疋来すリ(年力゛型) 第7図B A足来#l (年力゛型) 第7図C
のパターン形成方法をネガ型のレジストに適用した実施
例の工程説明図、第2図は本発明をポジ型のレジストに
適用した場合のレジストパターンの断面図、第3図は露
光におけるレジスト表面での光強度プロファイル、第4
図A〜第4図りは従来例(ネガ型)の工程図、第5図は
露光におけるレジスト表面の光強度プロファイル、第6
図A〜第6図りは従来例(ポジ型)の工程図、第7図A
〜第7図Cは従来例(ネガ型)の断面説明図、第8図は
従来例(ポジ型)の断面説明図である。 10・・・半導体基板(基板)、11・・・第1化学増
幅型レジスト層、I2・・第2化学増幅型レジスト、1
2A・・・酸濃度分布。 第1 図C 第4図B (A足来1列) 第4図D 第5図 (ALL12?11 ) 第6図B (4]ジ 東 イタリ ) 第6図D イ、を東イタ11(1年力゛型)のKITi言叉」八B
へ第7図A 2ム イ疋来すリ(年力゛型) 第7図B A足来#l (年力゛型) 第7図C
Claims (1)
- (1)基板上に化学増幅型レジストを薄く塗布した後、
全面露光を施す工程と、 その後、前記化学増幅型レジストの上に更に所定の膜厚
で同種の化学増幅レジストを塗布し、マスクを用いて露
光を行なう工程と、 前記露光の後に熱処理(PEB)を行なう工程と、 次に、現像処理を行なう工程を備えることを特徴とする
化学増幅型レジストのパターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19114490A JPH0477746A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 化学増幅型レジストのパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19114490A JPH0477746A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 化学増幅型レジストのパターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0477746A true JPH0477746A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16269627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19114490A Pending JPH0477746A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 化学増幅型レジストのパターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0477746A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003088235A1 (fr) * | 2002-04-15 | 2003-10-23 | Nagase & Co., Ltd. | Matrice de pressage d'origine et procede de fabrication de cette matrice, matrice de pressage et procede de fabrication de cette matrice et disque optique |
JP2008064812A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Sony Corp | パターン構造体及びパターン形成方法 |
US20120282554A1 (en) * | 2008-01-22 | 2012-11-08 | Rolith, Inc. | Large area nanopatterning method and apparatus |
US9069244B2 (en) | 2010-08-23 | 2015-06-30 | Rolith, Inc. | Mask for near-field lithography and fabrication the same |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP19114490A patent/JPH0477746A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003088235A1 (fr) * | 2002-04-15 | 2003-10-23 | Nagase & Co., Ltd. | Matrice de pressage d'origine et procede de fabrication de cette matrice, matrice de pressage et procede de fabrication de cette matrice et disque optique |
JP2008064812A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Sony Corp | パターン構造体及びパターン形成方法 |
US20120282554A1 (en) * | 2008-01-22 | 2012-11-08 | Rolith, Inc. | Large area nanopatterning method and apparatus |
US9069244B2 (en) | 2010-08-23 | 2015-06-30 | Rolith, Inc. | Mask for near-field lithography and fabrication the same |
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