JPH05144693A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH05144693A JPH05144693A JP3301944A JP30194491A JPH05144693A JP H05144693 A JPH05144693 A JP H05144693A JP 3301944 A JP3301944 A JP 3301944A JP 30194491 A JP30194491 A JP 30194491A JP H05144693 A JPH05144693 A JP H05144693A
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- Japan
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- photosensitive resist
- concentration
- semiconductor substrate
- photosensitive
- pattern
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細なパターンの形成において、解像度を高
めることを目的とする。 【構成】 感光性レジストの感光剤に、該感光性レジス
トの前記塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その
勾配を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板
側での濃度より高くしている。また、露光を、フォトマ
スクを通してパターン露光を行う工程と、所定の光強度
以下で全面露光を行う工程とから構成している。
めることを目的とする。 【構成】 感光性レジストの感光剤に、該感光性レジス
トの前記塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その
勾配を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板
側での濃度より高くしている。また、露光を、フォトマ
スクを通してパターン露光を行う工程と、所定の光強度
以下で全面露光を行う工程とから構成している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板に塗布した
感光性レジストを、フォトマスクを通して露光し、現像
するパターン形成方法に関する。
感光性レジストを、フォトマスクを通して露光し、現像
するパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、複数のパターンが隣合って延び
る配線パターンを形成する際の露光の状態を示してお
り、同図において、１は半導体基板、２’は感光性レジ
スト、４はフォトマスクであり、この図８においては、
光の強度を併せて示している。
る配線パターンを形成する際の露光の状態を示してお
り、同図において、１は半導体基板、２’は感光性レジ
スト、４はフォトマスクであり、この図８においては、
光の強度を併せて示している。
【０００３】この図８に示されるように、複数のパター
ンが隣合って延びるような配線パターンの形成において
は、フォトマスク４を通して露光を行う際に、光の回折
や散乱によって遮光されている部分にまで光が回り込ん
でしまい、このため、微細なパターンを解像するのが困
難であるという難点がある。
ンが隣合って延びるような配線パターンの形成において
は、フォトマスク４を通して露光を行う際に、光の回折
や散乱によって遮光されている部分にまで光が回り込ん
でしまい、このため、微細なパターンを解像するのが困
難であるという難点がある。
【０００４】また、図９は、孤立したホールパターンの
形成する際の露光の状態を示しており、同図（Ａ）は大
ホールパターンの形成を、同図（Ｂ）は１ミクロン程度
以下の微細ホールパターンの形成をそれぞれ示してお
り、図８に対応する部分には、同一の参照符を付してい
る。この図９に示されるように、同じ光強度で露光した
場合には、微細ホールパターンでは、フォトマスク４の
エッジ部分での光の回折、散乱によって光の強度が不十
分となってホールが形成できず、解像不良になるという
難点がある。
形成する際の露光の状態を示しており、同図（Ａ）は大
ホールパターンの形成を、同図（Ｂ）は１ミクロン程度
以下の微細ホールパターンの形成をそれぞれ示してお
り、図８に対応する部分には、同一の参照符を付してい
る。この図９に示されるように、同じ光強度で露光した
場合には、微細ホールパターンでは、フォトマスク４の
エッジ部分での光の回折、散乱によって光の強度が不十
分となってホールが形成できず、解像不良になるという
難点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の点に
鑑みて為されたものであって、微細なパターンの形成に
おいて、解像度を高めることを目的とする。
鑑みて為されたものであって、微細なパターンの形成に
おいて、解像度を高めることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
を達成するために、次のように構成している。
【０００７】すなわち、請求項第１項記載の本発明は、
半導体基板に塗布した感光性レジストをフォトマスクを
通して露光してのち、現像を行うパターン形成方法にお
いて、前記感光性レジストの感光剤に、該感光性レジス
トの前記塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その
勾配を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板
側での濃度より高くしている。
半導体基板に塗布した感光性レジストをフォトマスクを
通して露光してのち、現像を行うパターン形成方法にお
いて、前記感光性レジストの感光剤に、該感光性レジス
トの前記塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その
勾配を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板
側での濃度より高くしている。
【０００８】また、請求項第４項記載の本発明は、半導
体基板に感光性レジストを塗布し、露光した後、現像を
行うパターン形成方法において、前記露光は、フォトマ
スクを通してパターン露光を行う工程と、所定の光強度
以下で全面露光を行う工程とから構成されている。
体基板に感光性レジストを塗布し、露光した後、現像を
行うパターン形成方法において、前記露光は、フォトマ
スクを通してパターン露光を行う工程と、所定の光強度
以下で全面露光を行う工程とから構成されている。
【０００９】
【作用】請求項第１項記載の本発明によれば、感光性レ
ジストの感光剤に濃度勾配をもたせているので、ＣＥＬ
（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅ
ｒ）プロセスと同様に解像度が向上することになる。
ジストの感光剤に濃度勾配をもたせているので、ＣＥＬ
（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅ
ｒ）プロセスと同様に解像度が向上することになる。
【００１０】また、請求項第４項記載の本発明によれ
ば、パターン露光した後に全面露光を行うので、感光性
レジストの底部まで光をとどかせることができ、解像不
良をなくすことが可能となる。
ば、パターン露光した後に全面露光を行うので、感光性
レジストの底部まで光をとどかせることができ、解像不
良をなくすことが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
て、詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明のパターン形成方法の露光
の状態を示す図であり、この図１においては、感光性レ
ジストの感光剤の濃度分布および吸収率を併せて示して
いる。
の状態を示す図であり、この図１においては、感光性レ
ジストの感光剤の濃度分布および吸収率を併せて示して
いる。
【００１３】この実施例のパターン形成方法は、従来と
同様に、半導体基板１に感光性レジスト２を塗布し、フ
ォトマスク４を通して矢符Ａで示されるように露光し、
現像を行うものであるが、解像度を向上させるために、
次のように構成している。
同様に、半導体基板１に感光性レジスト２を塗布し、フ
ォトマスク４を通して矢符Ａで示されるように露光し、
現像を行うものであるが、解像度を向上させるために、
次のように構成している。
【００１４】すなわち、半導体基板１に塗布された感光
性レジスト２の感光剤３に、該感光性レジスト２の前記
塗布厚み方向（図の上下方向）の濃度勾配を持たせ、か
つ、その勾配を、感光性レジスト２の表面側での濃度を
半導体基板１側での濃度より高くしている。
性レジスト２の感光剤３に、該感光性レジスト２の前記
塗布厚み方向（図の上下方向）の濃度勾配を持たせ、か
つ、その勾配を、感光性レジスト２の表面側での濃度を
半導体基板１側での濃度より高くしている。
【００１５】このような感光剤３の濃度勾配を有する感
光性レジスト２は、例えば、先ず、図２（Ａ）に示され
るように、半導体基板１に、感光剤濃度の低い感光性レ
ジスト２1を塗布し、さらに、図２（Ｂ）に示されるよ
うに、感光剤濃度の高い感光性レジスト２2を塗布する
ことにより形成される。
光性レジスト２は、例えば、先ず、図２（Ａ）に示され
るように、半導体基板１に、感光剤濃度の低い感光性レ
ジスト２1を塗布し、さらに、図２（Ｂ）に示されるよ
うに、感光剤濃度の高い感光性レジスト２2を塗布する
ことにより形成される。
【００１６】あるいは、図３（Ａ）に示されるように、
半導体基板１に、感光性レジスト２3を塗布し、その
後、図３（Ｂ）に示されるように、その上にアルカリ水
溶液５、例えば、現像液を液盛りし、このアルカリ水溶
液５を除去することにより形成することができる。すな
わち、図４（Ａ）に示されるように、感光性レジスト２
3の高分子樹脂がアルカリ水溶液５に溶解し、相対的に
感光性レジスト２3の感光剤３の濃度が、アルカリ水溶
液５の境界部分、すなわち、感光性レジスト２3の表面
側で高くなるものである。
半導体基板１に、感光性レジスト２3を塗布し、その
後、図３（Ｂ）に示されるように、その上にアルカリ水
溶液５、例えば、現像液を液盛りし、このアルカリ水溶
液５を除去することにより形成することができる。すな
わち、図４（Ａ）に示されるように、感光性レジスト２
3の高分子樹脂がアルカリ水溶液５に溶解し、相対的に
感光性レジスト２3の感光剤３の濃度が、アルカリ水溶
液５の境界部分、すなわち、感光性レジスト２3の表面
側で高くなるものである。
【００１７】このようにして半導体基板１に塗布された
感光性レジスト２の感光剤３に、感光性レジスト２の表
面側が高濃度で、半導体基板１側が低濃度となる濃度勾
配をもたせているので、図１に示されるように、感光性
レジスト２の表面側に大きな吸収をもたせることがで
き、これによって、ＣＥＬ（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈ
ａｎｃｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅｒ）プロセス、すなわち、
感光による感光剤の分解に基づく透明化が、光量の増加
に対して非直線性の特性を有する感光性透明膜を、レジ
スト上に塗布するＣＥＬプロセスと同様に、光のコント
ラストを増強して解像度を上げることが可能となり、微
細パターンの形成における解像度を高めることができ
る。なお、感光剤濃度の異なる感光性レジストの塗布
は、２回以上の多数回であってもよく、また、感光性レ
ジストの塗布とアルカリ水溶液の液盛りも、多数回行っ
て任意の濃度分布を得るようにしてもよい。
感光性レジスト２の感光剤３に、感光性レジスト２の表
面側が高濃度で、半導体基板１側が低濃度となる濃度勾
配をもたせているので、図１に示されるように、感光性
レジスト２の表面側に大きな吸収をもたせることがで
き、これによって、ＣＥＬ（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈ
ａｎｃｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅｒ）プロセス、すなわち、
感光による感光剤の分解に基づく透明化が、光量の増加
に対して非直線性の特性を有する感光性透明膜を、レジ
スト上に塗布するＣＥＬプロセスと同様に、光のコント
ラストを増強して解像度を上げることが可能となり、微
細パターンの形成における解像度を高めることができ
る。なお、感光剤濃度の異なる感光性レジストの塗布
は、２回以上の多数回であってもよく、また、感光性レ
ジストの塗布とアルカリ水溶液の液盛りも、多数回行っ
て任意の濃度分布を得るようにしてもよい。
【００１８】図５は、本発明の他のパターン形成方法の
露光の状態を示す図であり、この図５においては、光の
強度を併せて示している。
露光の状態を示す図であり、この図５においては、光の
強度を併せて示している。
【００１９】この実施例のパターン形成方法は、微細ホ
ールパターンの形成に有効であり、半導体基板１に感光
剤３の濃度勾配のない感光性レジスト２0を塗布した
後、図５（Ａ）に示されるように、フォトマスク４を通
してパターン露光し、さらに、図５（Ｂ）の矢符Ｂで示
されるように、全面露光を行い、その後、現像を行うも
のである。
ールパターンの形成に有効であり、半導体基板１に感光
剤３の濃度勾配のない感光性レジスト２0を塗布した
後、図５（Ａ）に示されるように、フォトマスク４を通
してパターン露光し、さらに、図５（Ｂ）の矢符Ｂで示
されるように、全面露光を行い、その後、現像を行うも
のである。
【００２０】この実施例のパターン露光おいては、従来
と同様に、フォトマスク４のエッジ部分で光が回折し、
散乱することにより、光の強度Ｉｍａｘが小さくなる
が、このパターン露光の後に全面露光を行うことによ
り、光の強度がトータルでＩｍａｘ＋αとなり、感光性
レジスト２0の底部まで光をとどかせることができ、解
像不良になることがない。
と同様に、フォトマスク４のエッジ部分で光が回折し、
散乱することにより、光の強度Ｉｍａｘが小さくなる
が、このパターン露光の後に全面露光を行うことによ
り、光の強度がトータルでＩｍａｘ＋αとなり、感光性
レジスト２0の底部まで光をとどかせることができ、解
像不良になることがない。
【００２１】この全面露光は、微細ホールパターン以外
の部分への影響を可及的に低減するために、図６に示さ
れるように、現像速度の低い、所定の光強度α以下に抑
えることが必要である。
の部分への影響を可及的に低減するために、図６に示さ
れるように、現像速度の低い、所定の光強度α以下に抑
えることが必要である。
【００２２】図７は、本発明のさらに他のパターン形成
方法の露光の状態を示す図であり、この実施例のパター
ン形成方法では、図５のパターン形成方法の感光性レジ
ストとして、図１のパターン形成方法と同様に、感光剤
３の濃度勾配をもたせた感光性レジスト２を用いたもの
である。
方法の露光の状態を示す図であり、この実施例のパター
ン形成方法では、図５のパターン形成方法の感光性レジ
ストとして、図１のパターン形成方法と同様に、感光剤
３の濃度勾配をもたせた感光性レジスト２を用いたもの
である。
【００２３】したがって、このパターン形成方法では、
図５のパターン形成方法の効果に加えて、ＣＥＬプロセ
スと同様の効果を得ることが可能となる。
図５のパターン形成方法の効果に加えて、ＣＥＬプロセ
スと同様の効果を得ることが可能となる。
【００２４】その他の構成は、上述の実施例と同様であ
る。
る。
【００２５】
【発明の効果】以上のように請求項第１項記載の本発明
によれば、感光性レジストの感光剤に、該感光性レジス
トの塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その勾配
を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板側で
の濃度より高くしているので、ＣＥＬ（Ｃｏｎｔｒａｓ
ｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅｒ）プロセスと同
様に解像度が向上することになる。
によれば、感光性レジストの感光剤に、該感光性レジス
トの塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その勾配
を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板側で
の濃度より高くしているので、ＣＥＬ（Ｃｏｎｔｒａｓ
ｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅｒ）プロセスと同
様に解像度が向上することになる。
【００２６】また、請求項第４項記載の本発明によれ
ば、露光を、フォトマスクを通してパターン露光を行う
工程と、所定の光強度以下で全面露光を行う工程とから
構成したので、感光性レジストの底部まで光をとどかせ
ることができ、解像不良をなくすことが可能となる。
ば、露光を、フォトマスクを通してパターン露光を行う
工程と、所定の光強度以下で全面露光を行う工程とから
構成したので、感光性レジストの底部まで光をとどかせ
ることができ、解像不良をなくすことが可能となる。
【図１】本発明のパターン形成方法の露光状態を示す図
である。
である。
【図２】図１の感光性レジストの形成方法を示す図であ
る。
る。
【図３】図１の感光性レジストの他の形成方法を示す図
である。
である。
【図４】図３の形成方法を説明するための図である。
【図５】本発明の他のパターン形成方法の露光状態を示
す図である。
す図である。
【図６】図５の実施例の露光強度と現像速度との関係を
示す図である。
示す図である。
【図７】本発明のさらに他のパターン形成方法を示す図
である。
である。
【図８】微細パターン形成の問題点を説明するための図
である。
である。
【図９】微細ホールパターン形成の問題点を説明するた
めの図である。
めの図である。
【符号の説明】 １ 半導体基板 ２，２’，２1，２2，２3，２0 感光性レジスト ３ 感光剤 ４ フォトマスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/26 ５１１ 7124−2Ｈ (72)発明者 石橋 健夫 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板に塗布した感光性レジストを
フォトマスクを通して露光してのち、現像を行うパター
ン形成方法において、 前記感光性レジストの感光剤に、該感光性レジストの前
記塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その勾配
を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板側で
の濃度より高くすることを特徴とするパターン形成方
法。 - 【請求項２】 前記請求項第１項に記載のパターン形成
方法において、 感光剤の濃度勾配を有する前記感光性レジストは、感光
剤濃度が異なる複数の感光性レジストを半導体基板に複
数回塗布することにより形成されるものであるパターン
形成方法。 - 【請求項３】 前記請求項第１項に記載のパターン形成
方法において、 感光剤の濃度勾配を有する前記感光性レジストは、半導
体基板に感光性レジストを塗布し、その上にアルカリ水
溶液を盛り、その後に該アルカリ水溶液を除去すること
により形成されるものであるパターン形成方法。 - 【請求項４】 半導体基板に塗布した感光性レジスト
を、露光した後、現像を行うパターン形成方法におい
て、 前記露光は、フォトマスクを通してパターン露光を行う
工程と、所定の光強度以下で全面露光を行う工程とから
なることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項５】 半導体基板に塗布した感光性レジスト
を、露光した後、現像を行うパターン形成方法におい
て、 前記感光性レジストの感光剤に、該感光性レジストの前
記塗布厚み方向の濃度勾配を持たせ、かつ、その勾配
を、感光性レジストの表面側での濃度を半導体基板側で
の濃度より高くし、 前記露光は、フォトマスクを通してパターン露光を行う
工程と、所定の光強度以下で全面露光を行う工程とから
なることを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301944A JPH05144693A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301944A JPH05144693A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144693A true JPH05144693A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17902994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301944A Pending JPH05144693A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05144693A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001022170A1 (fr) * | 1999-09-24 | 2001-03-29 | Clariant International Ltd. | Procede de formation d'un motif de resist presentant une resistance amelioree a la gravure seche |
| WO2009087712A1 (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Panasonic Corporation | パターン形成方法 |
| JP2013135066A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| US9513551B2 (en) | 2009-01-29 | 2016-12-06 | Digiflex Ltd. | Process for producing a photomask on a photopolymeric surface |
| US9977332B2 (en) | 2013-02-20 | 2018-05-22 | Osaka University | Resist patterning method, latent resist image forming device, resist patterning device, and resist material |
| US11187984B2 (en) | 2015-11-25 | 2021-11-30 | Osaka University | Resist patterning method and resist material |
| US11796919B2 (en) | 2018-06-14 | 2023-10-24 | Osaka University | Resist pattern formation method |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3301944A patent/JPH05144693A/ja active Pending
Cited By (8)
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