JPH0611835A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
- Publication number
- JPH0611835A JPH0611835A JP4169385A JP16938592A JPH0611835A JP H0611835 A JPH0611835 A JP H0611835A JP 4169385 A JP4169385 A JP 4169385A JP 16938592 A JP16938592 A JP 16938592A JP H0611835 A JPH0611835 A JP H0611835A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoresist
- forming method
- catalysts
- catalyst
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒反応を利用したホトレジストを用いたリ
ソグラフィ工程を高精度、かつ簡便に行う。 【構成】 被加工薄膜１１上に、触媒反応を利用したホ
トレジスト材料２１を塗布し、紫外線、電子線及びレー
ザー光線等の放射線により露光し、該ホトレジスト膜に
回路パターンの潜象を形成し、触媒反応を進行させた
後、該ホトレジスト膜の不要部分を現像により除去する
パターン形成方法において、末露光部に拡散する触媒を
除去若しくは触媒としての働きを消失させ得るホトレジ
スト膜を用いるパターン形成方法である。前記触媒が水
素陽イオン３２若しくは他の陽イオンである場合、未露
光部に拡散する触媒を除去若しくはその働きを消失させ
る塩基性物質３１を含むホトレジストを用いる。また
は、前記露光により塩基性を失う塩基性物質を含むホト
レジストを用いる。
ソグラフィ工程を高精度、かつ簡便に行う。 【構成】 被加工薄膜１１上に、触媒反応を利用したホ
トレジスト材料２１を塗布し、紫外線、電子線及びレー
ザー光線等の放射線により露光し、該ホトレジスト膜に
回路パターンの潜象を形成し、触媒反応を進行させた
後、該ホトレジスト膜の不要部分を現像により除去する
パターン形成方法において、末露光部に拡散する触媒を
除去若しくは触媒としての働きを消失させ得るホトレジ
スト膜を用いるパターン形成方法である。前記触媒が水
素陽イオン３２若しくは他の陽イオンである場合、未露
光部に拡散する触媒を除去若しくはその働きを消失させ
る塩基性物質３１を含むホトレジストを用いる。また
は、前記露光により塩基性を失う塩基性物質を含むホト
レジストを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パターン形成方法に関
し、特に、触媒反応を利用したホトレジスト膜を用いた
高集積半導体装置，薄膜集積回路，液晶等のディスプレ
イ装置の製造に用いるパターン形成方法、例えばホトレ
ジストの下側に位置する金属薄膜、その他の被加工薄膜
に高寸法精度のパターンを形成する方法に適用して有効
な技術に関するものである。
し、特に、触媒反応を利用したホトレジスト膜を用いた
高集積半導体装置，薄膜集積回路，液晶等のディスプレ
イ装置の製造に用いるパターン形成方法、例えばホトレ
ジストの下側に位置する金属薄膜、その他の被加工薄膜
に高寸法精度のパターンを形成する方法に適用して有効
な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、触媒反応を利用したホトレジス
トを用いて半導体装置を製造する際、所定の寸法精度を
得るために、触媒の拡散及びその反応を考慮し、露光工
程完了後から触媒反応を起こすための露光後のベーク工
程までの許容される放置時間を設定し、ホトレジスト膜
を加工していた（Ｏ．Ｎalamasu，et al“Ｐreliminaly
Ｌithographic Ｃharacteristics of an Ａll-organic
Ｃhemically Ａmplified Ｒesist Ｆormulation for Ｓ
ingle Ｌayer Ｄeep-ＵＶ Ｌithography”Ｐroc.ＳＰＩ
Ｅ，vol.１４６６，１３(１９９１)参照)。
トを用いて半導体装置を製造する際、所定の寸法精度を
得るために、触媒の拡散及びその反応を考慮し、露光工
程完了後から触媒反応を起こすための露光後のベーク工
程までの許容される放置時間を設定し、ホトレジスト膜
を加工していた（Ｏ．Ｎalamasu，et al“Ｐreliminaly
Ｌithographic Ｃharacteristics of an Ａll-organic
Ｃhemically Ａmplified Ｒesist Ｆormulation for Ｓ
ingle Ｌayer Ｄeep-ＵＶ Ｌithography”Ｐroc.ＳＰＩ
Ｅ，vol.１４６６，１３(１９９１)参照)。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、放置時間の設定によっては、製造プロ
セスが大きく制約される。また、ホトレジストの材料及
び放置する環境によっては、許容される放置時間が数分
間という非常に短時間であることが本発明者によって明
らかにされた。
た従来技術では、放置時間の設定によっては、製造プロ
セスが大きく制約される。また、ホトレジストの材料及
び放置する環境によっては、許容される放置時間が数分
間という非常に短時間であることが本発明者によって明
らかにされた。
【０００４】本発明の目的は、触媒反応を利用したホト
レジストを用いたリソグラフィ工程を高精度、かつ簡便
に行うことが可能な技術を提供することにある。
レジストを用いたリソグラフィ工程を高精度、かつ簡便
に行うことが可能な技術を提供することにある。
【０００５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【０００７】すなわち、被加工薄膜上に、触媒反応を利
用したホトレジスト材料を塗布し、紫外線、電子線及び
レーザー光線等の放射線により露光し、該ホトレジスト
膜に回路パターンの潜象を形成し、触媒反応を進行させ
た後、該ホトレジスト膜の不要部分を現像により除去す
るパターン形成方法において、末露光部に拡散する触媒
を除去若しくは触媒としての働きを消失させ得るホトレ
ジスト膜を用いるパターン形成方法ある。
用したホトレジスト材料を塗布し、紫外線、電子線及び
レーザー光線等の放射線により露光し、該ホトレジスト
膜に回路パターンの潜象を形成し、触媒反応を進行させ
た後、該ホトレジスト膜の不要部分を現像により除去す
るパターン形成方法において、末露光部に拡散する触媒
を除去若しくは触媒としての働きを消失させ得るホトレ
ジスト膜を用いるパターン形成方法ある。
【０００８】前記触媒が水素陽イオン若しくは他の陽イ
オンである場合、未露光部に拡散する触媒を除去若しく
はその働きを消失させる塩基性物質を含むホトレジスト
を用いる。
オンである場合、未露光部に拡散する触媒を除去若しく
はその働きを消失させる塩基性物質を含むホトレジスト
を用いる。
【０００９】前記塩基性物質として露光により塩基性を
失う塩基性物質を含むホトレジストを用いる。
失う塩基性物質を含むホトレジストを用いる。
【００１０】
【作用】前述した手段によれば、未露光部に拡散する触
媒物質を除去若しくはその働きを消失させる働きをレジ
スト膜自体に持たせることにより、工程数の増加及び処
理能力を低下させることなく、寸法変動の原因である未
露光部への触媒の拡散とその触媒による触媒反応を防ぐ
ことができるため、簡便な方法により、高精度のパター
ンを形成することができる。
媒物質を除去若しくはその働きを消失させる働きをレジ
スト膜自体に持たせることにより、工程数の増加及び処
理能力を低下させることなく、寸法変動の原因である未
露光部への触媒の拡散とその触媒による触媒反応を防ぐ
ことができるため、簡便な方法により、高精度のパター
ンを形成することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
ながら詳細に説明する。
ながら詳細に説明する。
【００１２】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【００１３】図１、図２及び図３は、本発明の一実施例
のホトレジストの下側に位置するシリコンウエーハ基板
に高寸法精度のパターンを形成する方法を説明するため
の図であり、図１は、露光により塩基性を失う塩基性物
質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布した後
の半導体装置の断面模式図、図２は、露光により塩基性
を失う塩基性物質を含む触媒反応を利用したホトレジス
トを塗布し、ホトマスクを用いて露光した時の半導体装
置の断面模式図、図３は、露光により塩基性を失う塩基
性物質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布
し、ホトマスクを用いて露光した後、放置した時の半導
体装置の断面模式図である。
のホトレジストの下側に位置するシリコンウエーハ基板
に高寸法精度のパターンを形成する方法を説明するため
の図であり、図１は、露光により塩基性を失う塩基性物
質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布した後
の半導体装置の断面模式図、図２は、露光により塩基性
を失う塩基性物質を含む触媒反応を利用したホトレジス
トを塗布し、ホトマスクを用いて露光した時の半導体装
置の断面模式図、図３は、露光により塩基性を失う塩基
性物質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布
し、ホトマスクを用いて露光した後、放置した時の半導
体装置の断面模式図である。
【００１４】図１、図２及び図３において、１１はシリ
コンウエーハ基板、２１はホトレジスト、３１は塩基性
イオン、３２は水素陽イオンである。
コンウエーハ基板、２１はホトレジスト、３１は塩基性
イオン、３２は水素陽イオンである。
【００１５】本実施例のパターン形成方法は、図１に示
すように、シリコンウエーハ基板１１上に、ホトレジス
ト２１を塗布する。このホトレジスト２１中には、塩基
性イオン３１を有する物質が存在している。ホトレジス
ト２１としては、例えば化学増幅系レジストを用いる。
この化学増幅系レジストの一例として、例えば、酸発生
剤としてオニウム塩を、不溶化剤として脂環式アルコー
ルを、樹脂としてノボラック樹脂を組成とする組成物を
用いる。
すように、シリコンウエーハ基板１１上に、ホトレジス
ト２１を塗布する。このホトレジスト２１中には、塩基
性イオン３１を有する物質が存在している。ホトレジス
ト２１としては、例えば化学増幅系レジストを用いる。
この化学増幅系レジストの一例として、例えば、酸発生
剤としてオニウム塩を、不溶化剤として脂環式アルコー
ルを、樹脂としてノボラック樹脂を組成とする組成物を
用いる。
【００１６】次に、図２に示すように、前記ウエーハ基
板１１上のホトレジスト２１にホトマスク４１を用いて
紫外線、電子線及びレーザー光線等の放射線により露光
し、この露光によりａの領域には水素陽イオン３２が発
生し、また、塩基性イオン３１は露光により塩基性を失
う。
板１１上のホトレジスト２１にホトマスク４１を用いて
紫外線、電子線及びレーザー光線等の放射線により露光
し、この露光によりａの領域には水素陽イオン３２が発
生し、また、塩基性イオン３１は露光により塩基性を失
う。
【００１７】つまり、シリコンウエーハ基板１１上に、
水素陽イオン３２の触媒反応を利用したホトレジスト２
１を用いて、ホトマスク４１を介して転写・形成される
ベき適正なパターン寸法はａであり、ホトレジスト２１
はネガ型であるとする。
水素陽イオン３２の触媒反応を利用したホトレジスト２
１を用いて、ホトマスク４１を介して転写・形成される
ベき適正なパターン寸法はａであり、ホトレジスト２１
はネガ型であるとする。
【００１８】露光後、これを放置した場合、図３に示す
ように、露光領域ａに存在する水素陽イオン３２が放置
時間にともなって未露光部にまで拡散し、水素陽イオン
３２の存在する範囲はｂにまで広がる。
ように、露光領域ａに存在する水素陽イオン３２が放置
時間にともなって未露光部にまで拡散し、水素陽イオン
３２の存在する範囲はｂにまで広がる。
【００１９】これを露光後、ベーク処理を施した後に現
像すると、塩基性物質３１を含まない従来のホトレジス
トを用いた場合、この水素陽イオン３２の拡散により、
適正なパターン寸法ａに対してｃの寸法変動が生じる。
像すると、塩基性物質３１を含まない従来のホトレジス
トを用いた場合、この水素陽イオン３２の拡散により、
適正なパターン寸法ａに対してｃの寸法変動が生じる。
【００２０】例えば、露光後２４時間放置すると、露光
領域ａ＝０.５５μｍ（パターン寸法：Ｌ）である場
合、紫外線、電子線及びレーザー光線等の放射線（ｈ
ν）により発生した水素陽イオン３２が拡散して露光領
域ａ＝０.５５μｍの両サイドに両者合せて０.３７５μ
ｍ寸法分(ｃ＋ｃ分)広がる。
領域ａ＝０.５５μｍ（パターン寸法：Ｌ）である場
合、紫外線、電子線及びレーザー光線等の放射線（ｈ
ν）により発生した水素陽イオン３２が拡散して露光領
域ａ＝０.５５μｍの両サイドに両者合せて０.３７５μ
ｍ寸法分(ｃ＋ｃ分)広がる。
【００２１】このように、触媒反応を利用したホトレジ
ストにおいては、露光後放置することにより、未露光部
にまで触媒物質が拡散するため、放置時間とともに寸法
変動が生じる。
ストにおいては、露光後放置することにより、未露光部
にまで触媒物質が拡散するため、放置時間とともに寸法
変動が生じる。
【００２２】しかし、塩基性物質３１を含むホトレジス
ト２１を用いた場合、図３に示すように、未露光部に拡
散する水素陽イオン３２は、塩基性物質３１により中和
されるため、未露光部には水素陽イオン３２は存在しな
くなる。したがって、露光後の放置時間にともなう寸法
変動が生じることがなく、現像後は適正なパターン寸法
ａが得られることになる。
ト２１を用いた場合、図３に示すように、未露光部に拡
散する水素陽イオン３２は、塩基性物質３１により中和
されるため、未露光部には水素陽イオン３２は存在しな
くなる。したがって、露光後の放置時間にともなう寸法
変動が生じることがなく、現像後は適正なパターン寸法
ａが得られることになる。
【００２３】前記の例では、未露光部に拡散する水素陽
イオン３２は、塩基性物質３１により中和され、水素陽
イオン３２を触媒とした脂環式アルコールの不容化反応
は起こらず、脂環式アルコールは溶化物のまま残り、現
像した時に露光領域ａのみが残る。
イオン３２は、塩基性物質３１により中和され、水素陽
イオン３２を触媒とした脂環式アルコールの不容化反応
は起こらず、脂環式アルコールは溶化物のまま残り、現
像した時に露光領域ａのみが残る。
【００２４】なお、ホトレジスト２１中に含まれる塩基
性物質が露光しても塩基性を失わない場合、露光部の水
素陽イオンも中和されるが、露光量を多くし、水素陽イ
オンを中和しきれない程度多く発生させれば同様の効果
が得られる。
性物質が露光しても塩基性を失わない場合、露光部の水
素陽イオンも中和されるが、露光量を多くし、水素陽イ
オンを中和しきれない程度多く発生させれば同様の効果
が得られる。
【００２５】また、用いられる触媒反応を利用したホト
レジスト２１がポジ型である場合も同様の効果が得られ
る。
レジスト２１がポジ型である場合も同様の効果が得られ
る。
【００２６】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【００２７】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【００２８】すなわち、触媒反応を利用したホトレジス
トを用いたパターン形成における露光後から露光後のベ
ーク工程及び現像工程までの放置時間にともなって生じ
る寸法変動が解消され、高精度でかつ簡便な方法で微細
なパターンを形成することができる。
トを用いたパターン形成における露光後から露光後のベ
ーク工程及び現像工程までの放置時間にともなって生じ
る寸法変動が解消され、高精度でかつ簡便な方法で微細
なパターンを形成することができる。
【図１】 本発明の一実施例である露光により塩基性を
失う塩基性物質を含む触媒反応を利用したホトレジスト
を塗布した後の半導体装置の断面模式図、
失う塩基性物質を含む触媒反応を利用したホトレジスト
を塗布した後の半導体装置の断面模式図、
【図２】 本実施例の露光により塩基性を失う塩基性物
質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布し、ホ
トマスクを用いて露光した時の半導体装置の断面模式
図、
質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布し、ホ
トマスクを用いて露光した時の半導体装置の断面模式
図、
【図３】 本実施例の露光により塩基性を失う塩基性物
質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布し、ホ
トマスクを用いて露光した後、放置した時の半導体装置
の断面模式図。
質を含む触媒反応を利用したホトレジストを塗布し、ホ
トマスクを用いて露光した後、放置した時の半導体装置
の断面模式図。
１１…シリコンウエーハ基板、２１…ホトレジスト、３
１…塩基性イオン、３２…水素陽イオン、４１…ホトマ
スク、ａ…適正なパターン寸法、ｂ…露光後の放置によ
り水素陽イオンが拡散する範囲、ｃ…適正なパターン寸
法からの寸法変動量。
１…塩基性イオン、３２…水素陽イオン、４１…ホトマ
スク、ａ…適正なパターン寸法、ｂ…露光後の放置によ
り水素陽イオンが拡散する範囲、ｃ…適正なパターン寸
法からの寸法変動量。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】 被加工薄膜上に、触媒反応を利用したホ
トレジスト材料を塗布し、紫外線、電子線及びレーザー
光線等の放射線により露光し、該ホトレジスト膜に回路
パターンの潜象を形成し、触媒反応を進行させた後、該
ホトレジスト膜の不要部分を現像により除去するパター
ン形成方法において、末露光部に拡散する触媒を除去若
しくは触媒としての働きを消失させ得るホトレジスト膜
を用いることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のパターン形成方法にお
いて、前記触媒が水素陽イオン若しくは他の陽イオンで
ある場合、未露光部に拡散する触媒を除去若しくはその
働きを消失させる塩基性物質を含むホトレジストを用い
ることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項３】 請求項２項に記載のパターン形成方法お
いて、露光により塩基性を失う塩基性物質を含むホトレ
ジストを用い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 |
|---|---|---|---|
| JP4169385A JPH0611835A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4169385A JPH0611835A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611835A true JPH0611835A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15885618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4169385A Pending JPH0611835A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611835A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001154357A (ja) * | 1999-09-02 | 2001-06-08 | Fujitsu Ltd | ネガ型レジスト組成物、レジストパターンの形成方法及び電子デバイスの製造方法 |
| JP2011154160A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | レジスト組成物 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP4169385A patent/JPH0611835A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001154357A (ja) * | 1999-09-02 | 2001-06-08 | Fujitsu Ltd | ネガ型レジスト組成物、レジストパターンの形成方法及び電子デバイスの製造方法 |
| JP4648526B2 (ja) * | 1999-09-02 | 2011-03-09 | 富士通株式会社 | ネガ型レジスト組成物、レジストパターンの形成方法及び電子デバイスの製造方法 |
| JP2011154160A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | レジスト組成物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |