JPH0580532A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
- Publication number
- JPH0580532A JPH0580532A JP3238545A JP23854591A JPH0580532A JP H0580532 A JPH0580532 A JP H0580532A JP 3238545 A JP3238545 A JP 3238545A JP 23854591 A JP23854591 A JP 23854591A JP H0580532 A JPH0580532 A JP H0580532A
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- Japan
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- resist
- photosensitive resist
- 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)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】所望の基板上に、互いに相対位置に位置誤差な
く、ポジ型感光性レジストとネガ型感光性レジストで、
選択的にパターン形成する方法を与える。 【構成】あらがじめネガ型感光性レジストでパターン形
成すべき領域のポジ型感光性レジスト２を塗布・露光・
現像の工程で除去し、その上にネガ型感光性レジスト５
を塗布し、現像液でエッチバックする。その後、適切な
パターン露光を実施し、現像することによって、所望の
ポジ型レジストとネガ型レジスト６のパターンを同時に
パターン形成する。 【効果】所望の基板上を選択的に、ポジ型とネガ型のレ
ジストで被覆することができ、しかもその後のパターン
露光と現像が１回で済むので、両者レジストパターン間
特有の相対位置ずれがなく、同時に両者のレジストで、
パターン形成ができる。
く、ポジ型感光性レジストとネガ型感光性レジストで、
選択的にパターン形成する方法を与える。 【構成】あらがじめネガ型感光性レジストでパターン形
成すべき領域のポジ型感光性レジスト２を塗布・露光・
現像の工程で除去し、その上にネガ型感光性レジスト５
を塗布し、現像液でエッチバックする。その後、適切な
パターン露光を実施し、現像することによって、所望の
ポジ型レジストとネガ型レジスト６のパターンを同時に
パターン形成する。 【効果】所望の基板上を選択的に、ポジ型とネガ型のレ
ジストで被覆することができ、しかもその後のパターン
露光と現像が１回で済むので、両者レジストパターン間
特有の相対位置ずれがなく、同時に両者のレジストで、
パターン形成ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレジストパターンの形成
方法にかかり、特に同一基板上にポジ型感光性レジスト
とネガ型感光性レジストをパターン形成する方法に関す
る。
方法にかかり、特に同一基板上にポジ型感光性レジスト
とネガ型感光性レジストをパターン形成する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のレジストパターンを形成するパタ
ーン形成方法においては、まず所望の基板上に、ポジ型
か或いはネガ型の感光性レジストを塗布し、それをパタ
ーン露光し、現像液で現像を行なってレジストパターン
を形成するのが通常で、同一基板上に同時にポジ型感光
性レジストとネガ型感光性レジストのパターン形成する
ことはできなかった。
ーン形成方法においては、まず所望の基板上に、ポジ型
か或いはネガ型の感光性レジストを塗布し、それをパタ
ーン露光し、現像液で現像を行なってレジストパターン
を形成するのが通常で、同一基板上に同時にポジ型感光
性レジストとネガ型感光性レジストのパターン形成する
ことはできなかった。
【０００３】従って、同一基板上に、ポジ型レジストパ
ターンとネガ型レジストパターンの２種類のレジストパ
ターンをパターン形成するためには、まず一度、上記の
手続に従って両者のうちどちらかのレジストだけパター
ン形成を行ない、その後再びもう一方のレジストを塗布
した後、後者のレジストのみパターン形成するためのパ
ターン露光を行ない、現像しなくてはならなかった。
ターンとネガ型レジストパターンの２種類のレジストパ
ターンをパターン形成するためには、まず一度、上記の
手続に従って両者のうちどちらかのレジストだけパター
ン形成を行ない、その後再びもう一方のレジストを塗布
した後、後者のレジストのみパターン形成するためのパ
ターン露光を行ない、現像しなくてはならなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来のレジストパ
ターンのパターン形成方法では、同一基板上にポジ型感
光性レジストとネガ型感光性レジストの両者のレジスト
パターンを形成するためには、塗布・パターン露光・現
像という工程を２度繰り返す必要があるため、ポジ型感
光性レジストをパターン形成するためのパターン露光
と、ネガ型感光性レジストをパターン形成するためのパ
ターン露光の相互間において、位置合わせが必要となる
ため、必然的に２種類のレジストパターンの相対位置に
位置誤差が生じてしまうという問題点があった。
ターンのパターン形成方法では、同一基板上にポジ型感
光性レジストとネガ型感光性レジストの両者のレジスト
パターンを形成するためには、塗布・パターン露光・現
像という工程を２度繰り返す必要があるため、ポジ型感
光性レジストをパターン形成するためのパターン露光
と、ネガ型感光性レジストをパターン形成するためのパ
ターン露光の相互間において、位置合わせが必要となる
ため、必然的に２種類のレジストパターンの相対位置に
位置誤差が生じてしまうという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン形成方
法は、所望の基板上にポジ型感光性レジストを塗布する
工程と、あらかじめネガ型感光性レジストでパターン形
成したい領域のポジ型感光性レジストだけ除去するため
の露光と現像を施こす工程と、その後ネガ型感光性レジ
ストを塗布する工程と、前記ポジ型感光性レジスト上の
ネガ型感光性レジストが完全に除去され、それ以外の部
分のネガ型感光性レジストが所望の膜厚になるまで現像
液でエッチングする工程と、前記ポジ型感光性レジスト
とネガ型感光性レジストを同時にパターン形成するため
のパターン露光と現像を施こす工程を含んでいる。
法は、所望の基板上にポジ型感光性レジストを塗布する
工程と、あらかじめネガ型感光性レジストでパターン形
成したい領域のポジ型感光性レジストだけ除去するため
の露光と現像を施こす工程と、その後ネガ型感光性レジ
ストを塗布する工程と、前記ポジ型感光性レジスト上の
ネガ型感光性レジストが完全に除去され、それ以外の部
分のネガ型感光性レジストが所望の膜厚になるまで現像
液でエッチングする工程と、前記ポジ型感光性レジスト
とネガ型感光性レジストを同時にパターン形成するため
のパターン露光と現像を施こす工程を含んでいる。
【０００６】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のパターン形成方法の工程
断面図である。
る。図１は本発明の一実施例のパターン形成方法の工程
断面図である。
【０００７】まず所望の半導体基板１上に、フェノール
系樹脂と溶解素子型の感光剤、例えばナフトキノンジア
ジドのエステル化合物と溶剤を主成分とするポジ型感光
性フォトレジスト２をおよそ１μｍ〜２μｍ程度の膜厚
となるように回転塗布する（図１の（ａ））。次に、基
板上に形成すべき半導体回路パターンのうち、ネガ型感
光性フォトレジストでレジストパターンを形成すべき回
路パターンを含む領域のポジ型感光性フォトレジスト２
を現像除去するために、該当領域だけが明部（光通過
部）で形成されているマスクパターン３を介して数百ｎ
ｍの紫外光でおよそ２００ｍＪ／ｃｍ2 ほど投影露光す
る（図１の（ｂ））。そしてテトラメチルアンモニウム
水溶液（ＴＭＡＨ）を主成分とするアルカリ現像液でお
よそ１分程現像することにより、光照射されたポジ型感
光性フォトレジスト４は溶解除去され、未露光のポジ型
感光性フォトレジストだけが基板上に残存する（図１の
（ｃ））。
系樹脂と溶解素子型の感光剤、例えばナフトキノンジア
ジドのエステル化合物と溶剤を主成分とするポジ型感光
性フォトレジスト２をおよそ１μｍ〜２μｍ程度の膜厚
となるように回転塗布する（図１の（ａ））。次に、基
板上に形成すべき半導体回路パターンのうち、ネガ型感
光性フォトレジストでレジストパターンを形成すべき回
路パターンを含む領域のポジ型感光性フォトレジスト２
を現像除去するために、該当領域だけが明部（光通過
部）で形成されているマスクパターン３を介して数百ｎ
ｍの紫外光でおよそ２００ｍＪ／ｃｍ2 ほど投影露光す
る（図１の（ｂ））。そしてテトラメチルアンモニウム
水溶液（ＴＭＡＨ）を主成分とするアルカリ現像液でお
よそ１分程現像することにより、光照射されたポジ型感
光性フォトレジスト４は溶解除去され、未露光のポジ型
感光性フォトレジストだけが基板上に残存する（図１の
（ｃ））。
【０００８】次に、同じアルカリ現像液でパターン形成
可能なネガ型感光性フォトレジスト、例えばフェノール
系樹脂と酸発生剤と架橋剤かな成る、酸触媒による脱水
反応に伴う樹脂の硬化反応を利用した、科学増幅系ネガ
型感光性フォトレジスト５を、およそ十〜十数センチポ
イズ（ｃｐ）の粘度となるように溶剤で粘度調整して回
転塗布することにより、未露光のポジ型感光性フォトレ
ジストの上層になっている領域のネガ型感光性フォトレ
ジストの膜厚に比較してポジ型感光性フォトレジストの
ない領域のネガ型感光性フォトレジストの膜厚が十分に
厚く、約１μｍ〜５μｍ程度の膜厚になっている状態を
得ることができる（図１の（ｄ））。次に、未露光のポ
ジ型感光性フォトレジスト２が完全に露出し、なお且
つ、それ以外の領域のネガ型感光性フォトレジスト５が
所望の膜厚になるので、前記アルカリ現像液で数秒〜十
数秒程度エッチングする。以上の処置により、所望の基
板上にポジ型とネガ型の２種類の感光性フォトレジスト
が特定領域ごとに塗り分けられた状態が得られたことに
なる（図１の（ｅ））。ここで所望の形状を有するマス
ク７を介して、両レジストに感光性波長となる紫外光
で、両レジストを同時に投影露光し、前記アルカリ現像
液で現像することにより、同一基板上にポジ型レジスト
２とネガ型レジスト６で形成された半導体回路パターン
が同時にパターン形成される（図１の（ｆ））。
可能なネガ型感光性フォトレジスト、例えばフェノール
系樹脂と酸発生剤と架橋剤かな成る、酸触媒による脱水
反応に伴う樹脂の硬化反応を利用した、科学増幅系ネガ
型感光性フォトレジスト５を、およそ十〜十数センチポ
イズ（ｃｐ）の粘度となるように溶剤で粘度調整して回
転塗布することにより、未露光のポジ型感光性フォトレ
ジストの上層になっている領域のネガ型感光性フォトレ
ジストの膜厚に比較してポジ型感光性フォトレジストの
ない領域のネガ型感光性フォトレジストの膜厚が十分に
厚く、約１μｍ〜５μｍ程度の膜厚になっている状態を
得ることができる（図１の（ｄ））。次に、未露光のポ
ジ型感光性フォトレジスト２が完全に露出し、なお且
つ、それ以外の領域のネガ型感光性フォトレジスト５が
所望の膜厚になるので、前記アルカリ現像液で数秒〜十
数秒程度エッチングする。以上の処置により、所望の基
板上にポジ型とネガ型の２種類の感光性フォトレジスト
が特定領域ごとに塗り分けられた状態が得られたことに
なる（図１の（ｅ））。ここで所望の形状を有するマス
ク７を介して、両レジストに感光性波長となる紫外光
で、両レジストを同時に投影露光し、前記アルカリ現像
液で現像することにより、同一基板上にポジ型レジスト
２とネガ型レジスト６で形成された半導体回路パターン
が同時にパターン形成される（図１の（ｆ））。
【０００９】ここで、半導体回路パターンのうち、ポジ
型感光性レジストとネガ型感光性レジストを使い分けて
パターン形成しなくてはならない場合の例について以下
に記述する。フォトリソグラフィにおける投影露光像形
成の際、透過光の位相を局所的に操作し、像の分解能及
び光学的コントラストを向上させる手法として、位相シ
フト法（Ｍ．Ｄ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ ｅｔｃｌ：ＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，
ｖｏｌ．ＥＤ−２９，Ｎｏ１２，１８２８−２８３６
（１９８２））があるが、これは、マスク上の相隣り合
う光透過部（明部）に対し、交互に位相を１８０°反転
させることにより、隣接する明部からの透過光が干渉に
よって境界部の光強度がゼロとなるので、同位相の場合
に比較して光学的コントラストの向上に伴う解像度の向
上と焦点保度の向上が得られるという手法である。
型感光性レジストとネガ型感光性レジストを使い分けて
パターン形成しなくてはならない場合の例について以下
に記述する。フォトリソグラフィにおける投影露光像形
成の際、透過光の位相を局所的に操作し、像の分解能及
び光学的コントラストを向上させる手法として、位相シ
フト法（Ｍ．Ｄ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ ｅｔｃｌ：ＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，
ｖｏｌ．ＥＤ−２９，Ｎｏ１２，１８２８−２８３６
（１９８２））があるが、これは、マスク上の相隣り合
う光透過部（明部）に対し、交互に位相を１８０°反転
させることにより、隣接する明部からの透過光が干渉に
よって境界部の光強度がゼロとなるので、同位相の場合
に比較して光学的コントラストの向上に伴う解像度の向
上と焦点保度の向上が得られるという手法である。
【００１０】ところが、この位相シフト法を使って孤立
ラインをパターン形成する際は、図２の様に孤立ライン
を暗部で、その両側の明部の相互の位相を１８０°変化
させたマスクで、ポジ型感光性レジストをパターン形成
するのが、最も容易で、且つ効果的である。
ラインをパターン形成する際は、図２の様に孤立ライン
を暗部で、その両側の明部の相互の位相を１８０°変化
させたマスクで、ポジ型感光性レジストをパターン形成
するのが、最も容易で、且つ効果的である。
【００１１】従って、パターン形成すべき半導体回路パ
ターン中に、孤立ラインと孤立スペース部が共存し、そ
れぞれを上述のようにな位相シフト法を使ってパターン
形成する場合には、本発明のパターン形成方法でそれぞ
れの領域をポジ型感光性レジストとネガ型感光性レジス
トで使い分けてパターン形成する必要がある。
ターン中に、孤立ラインと孤立スペース部が共存し、そ
れぞれを上述のようにな位相シフト法を使ってパターン
形成する場合には、本発明のパターン形成方法でそれぞ
れの領域をポジ型感光性レジストとネガ型感光性レジス
トで使い分けてパターン形成する必要がある。
【００１２】また、ある程度の傾斜角を持つ段差を有す
る半導体基板に、レジストパターンをパターン形成する
場合を想定すると、例えば、図３の例のように、段差１
１がポリシリコンの様な露光光に対する反射率が無視で
きない材料で形成されており、その膜厚がおよそ５００
０オングストローム程度あり、その段差から約０．５μ
ｍ程しか離れていない部分に幅０．５μ程度で高さ１．
５μｍ程度のレジストパターン６を形成しなくてはなら
ない場合には、このパターンをポジ型感光性レジストで
形成しようとすると、段差からの反射光がパターンに及
ぼし影響が無視できないが、ネガ型感光性レジストでパ
ターン形成する際には、段差部には露光光を照射しない
ので反射光によるパターン変形は無視できるので、ネガ
型感光性レジストでパターン形成した方が望ましい。
る半導体基板に、レジストパターンをパターン形成する
場合を想定すると、例えば、図３の例のように、段差１
１がポリシリコンの様な露光光に対する反射率が無視で
きない材料で形成されており、その膜厚がおよそ５００
０オングストローム程度あり、その段差から約０．５μ
ｍ程しか離れていない部分に幅０．５μ程度で高さ１．
５μｍ程度のレジストパターン６を形成しなくてはなら
ない場合には、このパターンをポジ型感光性レジストで
形成しようとすると、段差からの反射光がパターンに及
ぼし影響が無視できないが、ネガ型感光性レジストでパ
ターン形成する際には、段差部には露光光を照射しない
ので反射光によるパターン変形は無視できるので、ネガ
型感光性レジストでパターン形成した方が望ましい。
【００１３】また逆に、図４のように上述と同様の基板
上の同様な位置に、ホールもしくはスペースパターンを
形成する場合には、同様の理由きりポジ型感光性レジス
ト２でパターン形成した方が望ましい。
上の同様な位置に、ホールもしくはスペースパターンを
形成する場合には、同様の理由きりポジ型感光性レジス
ト２でパターン形成した方が望ましい。
【００１４】したがって、同一半導体基板上に図３と図
４のような状況が共存している場合にも、本発明のパタ
ーン形成方法でそれぞれネガ型感光性レジストとポジ型
感光性レジストを使い分けてパターン形成することによ
り、下地基板による反射の影響なく所望のレジストパタ
ーンを形成することができる。
４のような状況が共存している場合にも、本発明のパタ
ーン形成方法でそれぞれネガ型感光性レジストとポジ型
感光性レジストを使い分けてパターン形成することによ
り、下地基板による反射の影響なく所望のレジストパタ
ーンを形成することができる。
【００１５】或いは、所望の基板上に、マスクパターン
を介さずに、描画データから直接電子線或いはレーザ光
で走査してパターン形成する際、レジストパターンを残
す面責が除去する面積に比べ大きい場合には、ポジ型感
光性レジストで、その逆の場合にはネガ型感光性レジス
トでパターン形成した方が、描画データのデータ量が小
さく済むので望ましいが、本発明のパターン形成方法は
この場合にも有効である。
を介さずに、描画データから直接電子線或いはレーザ光
で走査してパターン形成する際、レジストパターンを残
す面責が除去する面積に比べ大きい場合には、ポジ型感
光性レジストで、その逆の場合にはネガ型感光性レジス
トでパターン形成した方が、描画データのデータ量が小
さく済むので望ましいが、本発明のパターン形成方法は
この場合にも有効である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は所望の基
板上にポジ型感光性レジストでパターン形成すべき領域
はポジ型感光性レジストで、ネガ型感光性レジストでパ
ターン形成すべき領域はネガ型感光性レジストで、選択
的に被覆することを実現し、それをパターン露光し現像
処理することにより、両レジストのパターンを同時に形
成することを実現したので、ポジ型のネガ型の２種類の
レジストパターンの相対位置関特有の位置誤差が全くな
くパターン形成できるという効果を有する。
板上にポジ型感光性レジストでパターン形成すべき領域
はポジ型感光性レジストで、ネガ型感光性レジストでパ
ターン形成すべき領域はネガ型感光性レジストで、選択
的に被覆することを実現し、それをパターン露光し現像
処理することにより、両レジストのパターンを同時に形
成することを実現したので、ポジ型のネガ型の２種類の
レジストパターンの相対位置関特有の位置誤差が全くな
くパターン形成できるという効果を有する。
【図１】本発明のパターン形成方法の一実施例の工程断
面図。
面図。
【図２】一実施例として位相シフト法を利用したマスク
の図。
の図。
【図３】段差を有する基板上のレジストパターン形成方
法を示す図。
法を示す図。
【図４】段差を有する基板上のレジストパターン形成方
法を示す図。
法を示す図。
１ 半導体基板 ２ ポジ型感光性レジスト ３ マスク（１） ４ 露光されたポジ型感光性レジスト ５ ネガ型感光性レジスト ６ 露光されたネガ型感光性レジスト ７ 所望の形状を有するマスク ８ マスク暗部 ９ 位相シクター １０ マスク明部 １１ ポリシリコン
Claims (1)
- 【請求項１】 所望の形状を有するレジストパターン形
成方法において、所望の基板上にポジ型感光性レジスト
を塗布し、所望の特定領域だけ感光波長で露光し、現像
液で現像することにより、該領域のポジ型感光性レジス
トを除去する工程と、次に前記ポジ型感光性レジストと
同一波長域にも感光可能で、且つ前記現像液でパターン
形成可能なネガ型感光性レジストを該基板上に塗布する
工程と、次に下層に前記ポジ型感光性レジストが存在す
る上層として存在する前記ネガ型感光性レジストが完全
に除去され、且し前記ポジ型感光性レジストが存在しな
い領域の前記ネガ型感光性レジストが所望の膜厚になる
まで、前記現像液でエッチングを施こす工程と、次に該
基板を所望のパターン露光を行ない、前記現像液で現像
処理することにより、該基板上のポジ型感光性レジスト
とネガ型感光性レジストを同時にパターン形成すること
を特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238545A JP2861530B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238545A JP2861530B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0580532A true JPH0580532A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2861530B2 JP2861530B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=17031846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3238545A Expired - Lifetime JP2861530B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861530B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110187612A (zh) * | 2014-09-04 | 2019-08-30 | 株式会社尼康 | 处理系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181424A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-19 | Fujitsu Ltd | レジストパターン形成方法 |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP3238545A patent/JP2861530B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181424A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-19 | Fujitsu Ltd | レジストパターン形成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110187612A (zh) * | 2014-09-04 | 2019-08-30 | 株式会社尼康 | 处理系统 |
| CN110187612B (zh) * | 2014-09-04 | 2023-02-17 | 株式会社尼康 | 处理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2861530B2 (ja) | 1999-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981110 |