JPH06338452A - レジストパタ−ンの形成方法 - Google Patents
レジストパタ−ンの形成方法Info
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- JPH06338452A JPH06338452A JP12724093A JP12724093A JPH06338452A JP H06338452 A JPH06338452 A JP H06338452A JP 12724093 A JP12724093 A JP 12724093A JP 12724093 A JP12724093 A JP 12724093A JP H06338452 A JPH06338452 A JP H06338452A
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- negative resist
- negative
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】レジストパタ−ンの限界解像度を向上させ、素
子の微細化に対応し得る加工技術を提供する。 【構成】基板１上に、露光部分に酸基が発生し、かつ熱
処理を行うと当該露光部分が難溶化される性質を有する
ネガレジスト２Ａを塗布する。ネガレジスト２Ａを露
光、熱処理、現像し、当該ネガレジスト２Ａに微細パタ
−ンを形成する。ネガレジスト２Ａと同様の性質を有す
るネガレジスト２Ｂを、ネガレジスト２Ａ上に塗布す
る。熱処理を行い、ネガレジスト２Ａ中の酸基をネガレ
ジスト２Ｂ中に拡散させ、ネガレジスト２Ａ近傍のネガ
レジスト２Ｂを難溶化させる。難溶化されていないネガ
レジスト２Ｂを除去し、ネガレジスト２Ａの開口寸法よ
りも小さな開口寸法を有する微細パタ−ンを得る。
子の微細化に対応し得る加工技術を提供する。 【構成】基板１上に、露光部分に酸基が発生し、かつ熱
処理を行うと当該露光部分が難溶化される性質を有する
ネガレジスト２Ａを塗布する。ネガレジスト２Ａを露
光、熱処理、現像し、当該ネガレジスト２Ａに微細パタ
−ンを形成する。ネガレジスト２Ａと同様の性質を有す
るネガレジスト２Ｂを、ネガレジスト２Ａ上に塗布す
る。熱処理を行い、ネガレジスト２Ａ中の酸基をネガレ
ジスト２Ｂ中に拡散させ、ネガレジスト２Ａ近傍のネガ
レジスト２Ｂを難溶化させる。難溶化されていないネガ
レジスト２Ｂを除去し、ネガレジスト２Ａの開口寸法よ
りも小さな開口寸法を有する微細パタ−ンを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小さな開口部を有する
レジストパタ−ンを、基板上に形成する方法の改良に関
する。
レジストパタ−ンを、基板上に形成する方法の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃ
ｕｉｔ）の高集積化は、３年で４倍の割合で増加してお
り、素子の微細化が進行している。このため、微細加工
技術により、素子を基板上に作り込むことが要求されて
いる。
ｕｉｔ）の高集積化は、３年で４倍の割合で増加してお
り、素子の微細化が進行している。このため、微細加工
技術により、素子を基板上に作り込むことが要求されて
いる。
【０００３】この微細加工技術においては、フォトレジ
ストにより、素子分離、電極、コンタクトホ−ル、配線
などのパタ−ンを所望どうりに精度よく形成できること
が重要である。つまり、フォトレジストは、当該パタ−
ンを形成する際に、エッチングやイオン注入のマスク材
として使用されるためである。
ストにより、素子分離、電極、コンタクトホ−ル、配線
などのパタ−ンを所望どうりに精度よく形成できること
が重要である。つまり、フォトレジストは、当該パタ−
ンを形成する際に、エッチングやイオン注入のマスク材
として使用されるためである。
【０００４】基板上にレジストパタ−ンを形成する従来
の方法は以下のとうりである。まず、基板上にレジスト
を塗布し、このレジストを所定の光学系により結像さ
せ、当該レジストに生じた潜像を現像処理する。この方
法は、ＬＳＩの制作においては、広範囲に使用されてい
る。
の方法は以下のとうりである。まず、基板上にレジスト
を塗布し、このレジストを所定の光学系により結像さ
せ、当該レジストに生じた潜像を現像処理する。この方
法は、ＬＳＩの制作においては、広範囲に使用されてい
る。
【０００５】フォトレジストは、当該レジストに生じた
潜像を現像する場合に、露光された部分が溶解されるの
か、又は露光されていない部分が溶解されるのかによ
り、その種類が二つに大きく分けられている。一般に、
露光部分の溶解性が高くなる前者をポジ型レジストとい
い、露光部分の溶解性が低くなる後者をネガ型レジスト
という。
潜像を現像する場合に、露光された部分が溶解されるの
か、又は露光されていない部分が溶解されるのかによ
り、その種類が二つに大きく分けられている。一般に、
露光部分の溶解性が高くなる前者をポジ型レジストとい
い、露光部分の溶解性が低くなる後者をネガ型レジスト
という。
【０００６】現像剤としては、解像性の向上のため、現
像中にパタ−ンの膨潤をあまり起こさない水溶液系のも
のが広く使用される。これは、一般にフォトレジストが
有機物から構成されていることによるものである。
像中にパタ−ンの膨潤をあまり起こさない水溶液系のも
のが広く使用される。これは、一般にフォトレジストが
有機物から構成されていることによるものである。
【０００７】上記方法により形成されたフォトレジスト
パタ−ンの解像度（Ｒ）は、一般に式（１）で表される
ことが知られている。 Ｒ ＝ｋ・λ ／ ＮＡ …（１） ここで、λ：波長、 ＮＡ：レンズ開口数、 ｋ：定数
（研究レベルでは０．６、実用レベルでは０．８であ
る。Ｒａｙｌｅｉｇｈ理論。）である。
パタ−ンの解像度（Ｒ）は、一般に式（１）で表される
ことが知られている。 Ｒ ＝ｋ・λ ／ ＮＡ …（１） ここで、λ：波長、 ＮＡ：レンズ開口数、 ｋ：定数
（研究レベルでは０．６、実用レベルでは０．８であ
る。Ｒａｙｌｅｉｇｈ理論。）である。
【０００８】即ち、レジストパタ−ンの解像度の向上に
は、短波長化や、レンズ開口数を大きくすることが有効
であるのがわかる。しかし、ｉ線Ｓ／Ｒの解像度を例に
した場合、式（１）で得られる限界解像度は、実用レベ
ルでは約０．６μｍ（λ＝３６５ｎｍ、ＮＡ＝０．５の
場合）であり、それ以上の解像度を得るためには、新技
術の開発が不可欠である。
は、短波長化や、レンズ開口数を大きくすることが有効
であるのがわかる。しかし、ｉ線Ｓ／Ｒの解像度を例に
した場合、式（１）で得られる限界解像度は、実用レベ
ルでは約０．６μｍ（λ＝３６５ｎｍ、ＮＡ＝０．５の
場合）であり、それ以上の解像度を得るためには、新技
術の開発が不可欠である。
【０００９】なお、研究レベルにおいては、位相シフト
法や輪帯照明法などといった解像度を向上させる手段が
提案されているが、実用レベルに至るものは未だ存在し
ていない。
法や輪帯照明法などといった解像度を向上させる手段が
提案されているが、実用レベルに至るものは未だ存在し
ていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
素子の微細化により、レジストパタ−ンを微細かつ高精
度に形成することが要求されていたが、レジストパタ−
ンの解像度には限界があるという欠点がある。
素子の微細化により、レジストパタ−ンを微細かつ高精
度に形成することが要求されていたが、レジストパタ−
ンの解像度には限界があるという欠点がある。
【００１１】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、レジストパタ−ンの限界解像度を
向上させ、素子の微細化に対応し得る加工技術を提供す
ることである。
もので、その目的は、レジストパタ−ンの限界解像度を
向上させ、素子の微細化に対応し得る加工技術を提供す
ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のレジストパタ−ンの形成方法は、まず、露
光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当該露光部
分が難溶化される性質を有する第１のネガレジストを半
導体基板上に塗布する。次に、前記第１のネガレジスト
を露光、熱処理、現像し、当該第１のネガレジストに微
細パタ−ンを形成する。次に、前記第１のネガレジスト
と同様の性質を有する第２のネガレジストを当該第１の
ネガレジスト上に塗布する。次に、熱処理を行い、前記
第１のネガレジスト中の酸基を前記第２のネガレジスト
中に拡散させ、当該第１のネガレジスト近傍の第２のネ
ガレジストを難溶化させる。この後、難溶化されていな
い第２のネガレジストを除去する、という一連の工程か
らなる。
め、本発明のレジストパタ−ンの形成方法は、まず、露
光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当該露光部
分が難溶化される性質を有する第１のネガレジストを半
導体基板上に塗布する。次に、前記第１のネガレジスト
を露光、熱処理、現像し、当該第１のネガレジストに微
細パタ−ンを形成する。次に、前記第１のネガレジスト
と同様の性質を有する第２のネガレジストを当該第１の
ネガレジスト上に塗布する。次に、熱処理を行い、前記
第１のネガレジスト中の酸基を前記第２のネガレジスト
中に拡散させ、当該第１のネガレジスト近傍の第２のネ
ガレジストを難溶化させる。この後、難溶化されていな
い第２のネガレジストを除去する、という一連の工程か
らなる。
【００１３】本発明のレジストパタ−ンの形成方法は、
まず、露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当
該露光部分が可溶化される性質を有するポジレジストを
半導体基板上に塗布する。次に、前記ポジレジストを露
光、熱処理、現像し、当該ポジレジストに微細パタ−ン
を形成する。次に、前記ポジレジストの微細パタ−ンを
露光し、当該ポジレジスト中に酸基を発生させる。次
に、露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当該
露光部分が難溶化される性質を有するネガレジストを前
記ポジレジスト上に塗布する。次に、熱処理を行い、前
記ポジレジスト中の酸基を前記ネガレジスト中に拡散さ
せ、前記ポジレジスト近傍のネガレジストを難溶化させ
る。この後、難溶化されていないネガレジストを除去す
る、という一連の工程からなる。
まず、露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当
該露光部分が可溶化される性質を有するポジレジストを
半導体基板上に塗布する。次に、前記ポジレジストを露
光、熱処理、現像し、当該ポジレジストに微細パタ−ン
を形成する。次に、前記ポジレジストの微細パタ−ンを
露光し、当該ポジレジスト中に酸基を発生させる。次
に、露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当該
露光部分が難溶化される性質を有するネガレジストを前
記ポジレジスト上に塗布する。次に、熱処理を行い、前
記ポジレジスト中の酸基を前記ネガレジスト中に拡散さ
せ、前記ポジレジスト近傍のネガレジストを難溶化させ
る。この後、難溶化されていないネガレジストを除去す
る、という一連の工程からなる。
【００１４】本発明のレジストパタ−ンの形成方法は、
まず、第１のレジストを半導体基板上に塗布し、当該第
１のレジストに微細パタ−ンを形成する。次に、前記第
１のレジストの表面を酸処理し、当該第１のレジストの
表面に酸処理層を形成する。次に、露光部分に酸基が発
生し、かつ熱処理を行うと当該露光部分が難溶化される
性質を有する第２のレジストを前記第１のレジスト上に
塗布する。次に、熱処理を行い、前記酸処理層中の酸基
を前記第２のレジスト中に拡散させ、前記酸処理層近傍
の第２のレジストを難溶化させる。この後、難溶化され
ていない第２のレジストを除去する、という一連の工程
からなる。
まず、第１のレジストを半導体基板上に塗布し、当該第
１のレジストに微細パタ−ンを形成する。次に、前記第
１のレジストの表面を酸処理し、当該第１のレジストの
表面に酸処理層を形成する。次に、露光部分に酸基が発
生し、かつ熱処理を行うと当該露光部分が難溶化される
性質を有する第２のレジストを前記第１のレジスト上に
塗布する。次に、熱処理を行い、前記酸処理層中の酸基
を前記第２のレジスト中に拡散させ、前記酸処理層近傍
の第２のレジストを難溶化させる。この後、難溶化され
ていない第２のレジストを除去する、という一連の工程
からなる。
【００１５】
【作用】上記構成によれば、微細パタ−ンの形成される
第１のネガレジスト上には、一定の膜厚を有する難溶化
層が形成される。従って、第１のネガレジストの開口寸
法よりも小さな開口寸法を有するパタ−ンを基板上に形
成できる。
第１のネガレジスト上には、一定の膜厚を有する難溶化
層が形成される。従って、第１のネガレジストの開口寸
法よりも小さな開口寸法を有するパタ−ンを基板上に形
成できる。
【００１６】また、微細パタ−ンの形成されるポジレジ
スト上には、一定の膜厚を有する難溶化層が形成され
る。従って、当該ポジレジストの開口寸法よりも小さな
開口寸法を有するパタ−ンを基板上に形成できる。
スト上には、一定の膜厚を有する難溶化層が形成され
る。従って、当該ポジレジストの開口寸法よりも小さな
開口寸法を有するパタ−ンを基板上に形成できる。
【００１７】また、微細パタ−ンの形成される第１のレ
ジスト上には、一定の膜厚を有する難溶化層が形成され
る。従って、当該第１のレジストの開口寸法よりも小さ
な開口寸法を有するパタ−ンを基板上に形成できる。
ジスト上には、一定の膜厚を有する難溶化層が形成され
る。従って、当該第１のレジストの開口寸法よりも小さ
な開口寸法を有するパタ−ンを基板上に形成できる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例について詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の第
１の実施例に係わるフォトレジストパタ−ンの形成方法
を示している。
例について詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の第
１の実施例に係わるフォトレジストパタ−ンの形成方法
を示している。
【００１９】まず、図１に示すように、半導体基板１上
に第１の化学増幅型ネガレジスト２Ａを形成する。この
化学増幅型ネガレジスト２Ａは、光学系により露光され
た部分に酸基Ｈ+ が発生し、かつ、熱処理を行うと当該
露光部分が難溶化（アルカリ水溶液に溶け難い）される
という性質を有している。従って、露光部分以外の部分
をアルカリ水溶液で溶解すると、所定の開口パタ−ンが
得られることになる。そこで、開口部以外の部分につい
て当該光学系により露光、熱処理を行い、かつ現像を行
うことにより、ネガレジスト２Ａに所定の開口パタ−ン
を形成する。
に第１の化学増幅型ネガレジスト２Ａを形成する。この
化学増幅型ネガレジスト２Ａは、光学系により露光され
た部分に酸基Ｈ+ が発生し、かつ、熱処理を行うと当該
露光部分が難溶化（アルカリ水溶液に溶け難い）される
という性質を有している。従って、露光部分以外の部分
をアルカリ水溶液で溶解すると、所定の開口パタ−ンが
得られることになる。そこで、開口部以外の部分につい
て当該光学系により露光、熱処理を行い、かつ現像を行
うことにより、ネガレジスト２Ａに所定の開口パタ−ン
を形成する。
【００２０】次に、図２に示すように、露光、熱処理に
より難溶化された（溶解度が低くなった）ネガレジスト
２Ａ上に、当該ネガレジスト２Ａと同様の性質を有する
第２の化学増幅型ネガレジスト２Ｂを形成する。この
後、図３に示すように、ポストベ−クで熱処理を行う
と、ネガレジスト２Ａ中の酸基Ｈ+ が拡散し、ネガレジ
スト２Ｂの領域に入り込む。その結果、ネガレジスト２
Ａ近傍のネガレジスト２Ｂ中には、難溶化されたネガレ
ジスト（難溶化層）３が形成される。
より難溶化された（溶解度が低くなった）ネガレジスト
２Ａ上に、当該ネガレジスト２Ａと同様の性質を有する
第２の化学増幅型ネガレジスト２Ｂを形成する。この
後、図３に示すように、ポストベ−クで熱処理を行う
と、ネガレジスト２Ａ中の酸基Ｈ+ が拡散し、ネガレジ
スト２Ｂの領域に入り込む。その結果、ネガレジスト２
Ａ近傍のネガレジスト２Ｂ中には、難溶化されたネガレ
ジスト（難溶化層）３が形成される。
【００２１】この難溶化されたネガレジスト３の厚さ
は、熱処理時間や温度などによって変化する。図５は、
温度１２０℃において、熱処理時間と難溶化されたネガ
レジスト（難溶化層）の厚さとの関係を示すものであ
る。例えば、温度１２０℃の熱処理を５分間行うと、約
０．２μｍの難溶化層が形成されることになる。
は、熱処理時間や温度などによって変化する。図５は、
温度１２０℃において、熱処理時間と難溶化されたネガ
レジスト（難溶化層）の厚さとの関係を示すものであ
る。例えば、温度１２０℃の熱処理を５分間行うと、約
０．２μｍの難溶化層が形成されることになる。
【００２２】次に、図４に示すように、ネガレジスト２
Ｂをアルカリ水溶液で現像すると、難溶化されていない
部分のネガレジスト２Ｂが除去され、難溶化されたネガ
レジスト３が残存する。その結果、第１のネガレジスト
２Ａの開口寸法Ｈ１よりも小さな開口寸法Ｈ２の開口パ
タ−ンが得られる。
Ｂをアルカリ水溶液で現像すると、難溶化されていない
部分のネガレジスト２Ｂが除去され、難溶化されたネガ
レジスト３が残存する。その結果、第１のネガレジスト
２Ａの開口寸法Ｈ１よりも小さな開口寸法Ｈ２の開口パ
タ−ンが得られる。
【００２３】上記方法によれば、熱処理時間や温度など
を変えることで、難溶化層３の厚さを制御することがで
き、レジスト（マスク材）に微細な開口パタ−ンを形成
することが可能となる。よって、近年における素子の微
細化に対応できる微細加工技術を提供できる。
を変えることで、難溶化層３の厚さを制御することがで
き、レジスト（マスク材）に微細な開口パタ−ンを形成
することが可能となる。よって、近年における素子の微
細化に対応できる微細加工技術を提供できる。
【００２４】図６〜図９は、本発明の第２の実施例に係
わるフォトレジストパタ−ンの形成方法を示している。
まず、図６に示すように、半導体基板１上に化学増幅型
ポジレジスト４Ａを形成する。この化学増幅型ポジレジ
スト４Ａは、光学系により露光された部分に酸基Ｈ+ が
発生し、かつ、熱処理を行うと当該露光部分が可溶化
（アルカリ水溶液に溶け易い）されるという性質を有し
ている。従って、露光部分をアルカリ水溶液で溶解する
と、所定の開口パタ−ンが得られることになる。そこ
で、開口部分を当該光学系により露光、熱処理し、かつ
現像を行うことにより、ポジレジスト４Ａに所定の開口
パタ−ンを形成する。
わるフォトレジストパタ−ンの形成方法を示している。
まず、図６に示すように、半導体基板１上に化学増幅型
ポジレジスト４Ａを形成する。この化学増幅型ポジレジ
スト４Ａは、光学系により露光された部分に酸基Ｈ+ が
発生し、かつ、熱処理を行うと当該露光部分が可溶化
（アルカリ水溶液に溶け易い）されるという性質を有し
ている。従って、露光部分をアルカリ水溶液で溶解する
と、所定の開口パタ−ンが得られることになる。そこ
で、開口部分を当該光学系により露光、熱処理し、かつ
現像を行うことにより、ポジレジスト４Ａに所定の開口
パタ−ンを形成する。
【００２５】次に、図７に示すように、残存したポジレ
ジスト４Ａに波長が５００ｎｍ以下の光を当てながらポ
ストベ−クを行う。これにより、ポジレジスト４Ａ中に
は酸基Ｈ+ が発生する。そして、残存したポジレジスト
４Ａ上に化学増幅型ネガレジスト４Ｂを形成する。この
化学増幅型ネガレジスト４Ｂは、光学系により露光され
た部分に酸基Ｈ+ が発生し、かつ、熱処理を行うと当該
露光部分が難溶化（アルカリ水溶液に溶け難い）される
という性質を有している。
ジスト４Ａに波長が５００ｎｍ以下の光を当てながらポ
ストベ−クを行う。これにより、ポジレジスト４Ａ中に
は酸基Ｈ+ が発生する。そして、残存したポジレジスト
４Ａ上に化学増幅型ネガレジスト４Ｂを形成する。この
化学増幅型ネガレジスト４Ｂは、光学系により露光され
た部分に酸基Ｈ+ が発生し、かつ、熱処理を行うと当該
露光部分が難溶化（アルカリ水溶液に溶け難い）される
という性質を有している。
【００２６】次に、図８に示すように、ポストベ−クで
熱処理を行うと、ポジレジスト４Ａ中の酸基Ｈ+ が拡散
し、ネガレジスト４Ｂの領域に入り込む。その結果、ポ
ジレジスト４Ａ表面近傍のネガレジスト４Ｂ中には、難
溶化されたネガレジスト（難溶化層）５が形成される。
なお、この難溶化されたネガレジスト５の厚さは、熱処
理時間や温度などによって変化することは、上記第１の
実施例と同じである。
熱処理を行うと、ポジレジスト４Ａ中の酸基Ｈ+ が拡散
し、ネガレジスト４Ｂの領域に入り込む。その結果、ポ
ジレジスト４Ａ表面近傍のネガレジスト４Ｂ中には、難
溶化されたネガレジスト（難溶化層）５が形成される。
なお、この難溶化されたネガレジスト５の厚さは、熱処
理時間や温度などによって変化することは、上記第１の
実施例と同じである。
【００２７】次に、図９に示すように、ネガレジスト４
Ｂをアルカリ水溶液で現像すると、難溶化されていない
部分のネガレジスト４Ｂが除去され、難溶化されたネガ
レジスト５が残存する。なお、ポジレジスト４Ａは、ネ
ガレジスト５がマスクとなるため溶解されることがな
い。その結果、ポジレジスト４Ａの開口寸法Ｈ１よりも
小さな開口寸法Ｈ２の開口パタ−ンが得られる。
Ｂをアルカリ水溶液で現像すると、難溶化されていない
部分のネガレジスト４Ｂが除去され、難溶化されたネガ
レジスト５が残存する。なお、ポジレジスト４Ａは、ネ
ガレジスト５がマスクとなるため溶解されることがな
い。その結果、ポジレジスト４Ａの開口寸法Ｈ１よりも
小さな開口寸法Ｈ２の開口パタ−ンが得られる。
【００２８】上記方法によれば、熱処理時間や温度など
を変えることで、難溶化層５の厚さを制御することがで
き、当該レジスト（マスク材）に微細な開口パタ−ンを
形成することが可能となる。
を変えることで、難溶化層５の厚さを制御することがで
き、当該レジスト（マスク材）に微細な開口パタ−ンを
形成することが可能となる。
【００２９】図１０〜図１３は、本発明の第３の実施例
に係わるフォトレジストパタ−ンの形成方法を示してい
る。まず、図１０に示すように、半導体基板１上に化学
増幅型ポジレジスト４Ａを形成する。この化学増幅型ポ
ジレジスト４Ａは、光学系により露光された部分に酸基
Ｈ+ が発生し、かつ、熱処理を行うと当該露光部分が可
溶化（アルカリ水溶液に溶け易い）されるという性質を
有している。従って、露光部分をアルカリ水溶液で溶解
すると、所定の開口パタ−ンが得られることになる。そ
こで、開口部分を当該光学系により露光、熱処理し、か
つ現像を行うことにより、ポジレジスト４Ａに所定の開
口パタ−ンを形成する。
に係わるフォトレジストパタ−ンの形成方法を示してい
る。まず、図１０に示すように、半導体基板１上に化学
増幅型ポジレジスト４Ａを形成する。この化学増幅型ポ
ジレジスト４Ａは、光学系により露光された部分に酸基
Ｈ+ が発生し、かつ、熱処理を行うと当該露光部分が可
溶化（アルカリ水溶液に溶け易い）されるという性質を
有している。従って、露光部分をアルカリ水溶液で溶解
すると、所定の開口パタ−ンが得られることになる。そ
こで、開口部分を当該光学系により露光、熱処理し、か
つ現像を行うことにより、ポジレジスト４Ａに所定の開
口パタ−ンを形成する。
【００３０】次に、図１１に示すように、残存したポジ
レジスト４Ａの表面をハロゲン化水素（ＨＢｒ）により
酸処理し、当該ポジレジスト４Ａの表面に酸処理層６を
形成する。この後、当該ポジレジスト４Ａ上に化学増幅
型ネガレジスト４Ｂを形成する。この化学増幅型ネガレ
ジスト４Ｂは、光学系により露光された部分に酸基Ｈ+
が発生し、かつ、熱処理を行うと当該露光部分が難溶化
（アルカリ水溶液に溶け難い）されるという性質を有し
ている。
レジスト４Ａの表面をハロゲン化水素（ＨＢｒ）により
酸処理し、当該ポジレジスト４Ａの表面に酸処理層６を
形成する。この後、当該ポジレジスト４Ａ上に化学増幅
型ネガレジスト４Ｂを形成する。この化学増幅型ネガレ
ジスト４Ｂは、光学系により露光された部分に酸基Ｈ+
が発生し、かつ、熱処理を行うと当該露光部分が難溶化
（アルカリ水溶液に溶け難い）されるという性質を有し
ている。
【００３１】次に、図１２に示すように、ポストベ−ク
（例えば１２０℃×５分）で熱処理を行うと、酸処理層
６から酸基Ｈ+ が拡散し、ネガレジスト４Ｂの領域に入
り込む。その結果、ポジレジスト４Ａ表面近傍のネガレ
ジスト４Ｂ中には、難溶化されたネガレジスト（難溶化
層）５が形成される。なお、この難溶化されたネガレジ
スト５の厚さは、熱処理時間や温度などによって変化す
ることは、上記第１の実施例と同じである。
（例えば１２０℃×５分）で熱処理を行うと、酸処理層
６から酸基Ｈ+ が拡散し、ネガレジスト４Ｂの領域に入
り込む。その結果、ポジレジスト４Ａ表面近傍のネガレ
ジスト４Ｂ中には、難溶化されたネガレジスト（難溶化
層）５が形成される。なお、この難溶化されたネガレジ
スト５の厚さは、熱処理時間や温度などによって変化す
ることは、上記第１の実施例と同じである。
【００３２】次に、図１３に示すように、ネガレジスト
４Ｂをアルカリ水溶液で現像すると、難溶化されていな
い部分のネガレジスト４Ｂが除去され、難溶化されたネ
ガレジスト５が残存する。なお、ポジレジスト４Ａは、
ネガレジスト５がマスクとなるため溶解されることがな
い。その結果、ポジレジスト４Ａの開口寸法Ｈ１よりも
小さな開口寸法Ｈ２の開口パタ−ンが得られる。
４Ｂをアルカリ水溶液で現像すると、難溶化されていな
い部分のネガレジスト４Ｂが除去され、難溶化されたネ
ガレジスト５が残存する。なお、ポジレジスト４Ａは、
ネガレジスト５がマスクとなるため溶解されることがな
い。その結果、ポジレジスト４Ａの開口寸法Ｈ１よりも
小さな開口寸法Ｈ２の開口パタ−ンが得られる。
【００３３】上記方法によれば、熱処理時間や温度など
を変えることで、難溶化層５の厚さを制御することがで
き、当該レジスト（マスク材）に微細な開口パタ−ンを
形成することが可能となる。
を変えることで、難溶化層５の厚さを制御することがで
き、当該レジスト（マスク材）に微細な開口パタ−ンを
形成することが可能となる。
【００３４】なお、本実施例において使用する酸は、上
記化合物（ＨＢｒ）に限定されず、例えば塩酸、弗酸、
硝酸、リン酸などの無機酸や、芳香族性スルフォン酸、
アルキルカルボン酸、アルキルスルフォン酸、芳香族カ
ルボン酸などの有機酸を使用することができる。
記化合物（ＨＢｒ）に限定されず、例えば塩酸、弗酸、
硝酸、リン酸などの無機酸や、芳香族性スルフォン酸、
アルキルカルボン酸、アルキルスルフォン酸、芳香族カ
ルボン酸などの有機酸を使用することができる。
【００３５】本発明では、上層のレジスト２Ｂ，４Ｂの
種類は、ネガ型である必要があるが、下層のレジスト２
Ａ，４Ａの種類は、特に限定されない。例えば、下層の
レジストがネガ型である場合は第１の実施例において、
また、ポジ型である場合は第２及び第３の実施例におい
て、それぞれ対応することができる。
種類は、ネガ型である必要があるが、下層のレジスト２
Ａ，４Ａの種類は、特に限定されない。例えば、下層の
レジストがネガ型である場合は第１の実施例において、
また、ポジ型である場合は第２及び第３の実施例におい
て、それぞれ対応することができる。
【００３６】また、下層のレジスト２Ａ，４Ａは、化学
増幅型レジストに限られず、クレゾ−ルノボラック樹脂
とナフトキノンジアジド感光剤からなるフォトレジスト
でもよい。
増幅型レジストに限られず、クレゾ−ルノボラック樹脂
とナフトキノンジアジド感光剤からなるフォトレジスト
でもよい。
【００３７】また、第１〜第３の実施例において、レジ
ストは、光レジストに限られず、ＥＢ（ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ ｂｅａｍ）レジスト、Ｘ線レジスト、イオンビ−ム
レジストなどであってもよい。
ストは、光レジストに限られず、ＥＢ（ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ ｂｅａｍ）レジスト、Ｘ線レジスト、イオンビ−ム
レジストなどであってもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のレジス
トパタ−ンの形成方法によれば、次のような効果を奏す
る。下層のレジスト中の酸基を熱処理により上層のネガ
型レジスト中に拡散させ、当該上層のネガ型レジスト中
に難溶化層を形成している。この難溶化層の厚さは、熱
処理時間や温度などを変えることで、自由に制御するこ
とができる。このため、下層のレジストの開口寸法より
も小さな開口寸法を有する微細パタ−ンを基板上に形成
することができる。よって、レジストパタ−ンの限界解
像度を向上させ、素子の微細化に対応し得る加工技術を
提供し得る。
トパタ−ンの形成方法によれば、次のような効果を奏す
る。下層のレジスト中の酸基を熱処理により上層のネガ
型レジスト中に拡散させ、当該上層のネガ型レジスト中
に難溶化層を形成している。この難溶化層の厚さは、熱
処理時間や温度などを変えることで、自由に制御するこ
とができる。このため、下層のレジストの開口寸法より
も小さな開口寸法を有する微細パタ−ンを基板上に形成
することができる。よって、レジストパタ−ンの限界解
像度を向上させ、素子の微細化に対応し得る加工技術を
提供し得る。
【図１】本発明の第１の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図４】本発明の第１の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図５】熱処理時間と難溶化層の厚さとの関係を示す
図。
図。
【図６】本発明の第２の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図７】本発明の第２の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図８】本発明の第２の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図９】本発明の第２の実施例に係わるレジストパタ−
ンの形成方法を示す断面図。
ンの形成方法を示す断面図。
【図１０】本発明の第３の実施例に係わるレジストパタ
−ンの形成方法を示す断面図。
−ンの形成方法を示す断面図。
【図１１】本発明の第３の実施例に係わるレジストパタ
−ンの形成方法を示す断面図。
−ンの形成方法を示す断面図。
【図１２】本発明の第３の実施例に係わるレジストパタ
−ンの形成方法を示す断面図。
−ンの形成方法を示す断面図。
【図１３】本発明の第３の実施例に係わるレジストパタ
−ンの形成方法を示す断面図。
−ンの形成方法を示す断面図。
１ …半導体基板、 ２Ａ，２Ｂ …化学増幅型ネガレジスト、 ３，５ …難溶化層、 ４Ａ …化学増幅型ポジレジスト、 ４Ｂ …化学増幅型ネガレジスト、 ６ …酸処理層。
Claims (3)
- 【請求項１】 露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を
行うと当該露光部分が難溶化される性質を有する第１の
ネガレジストを半導体基板上に塗布する工程と、 前記第１のネガレジストを露光、熱処理、現像し、当該
第１のネガレジストに微細パタ−ンを形成する工程と、 前記第１のネガレジストと同様の性質を有する第２のネ
ガレジストを当該第１のネガレジスト上に塗布する工程
と、 熱処理を行い、前記第１のネガレジスト中の酸基を前記
第２のネガレジスト中に拡散させ、当該第１のネガレジ
スト近傍の第２のネガレジストを難溶化させる工程と、 難溶化されていない第２のネガレジストを除去する工程
とを具備することを特徴とするレジストパタ−ンの形成
方法。 - 【請求項２】 露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を
行うと当該露光部分が可溶化される性質を有するポジレ
ジストを半導体基板上に塗布する工程と、 前記ポジレジストを露光、熱処理、現像し、当該ポジレ
ジストに微細パタ−ンを形成する工程と、 前記ポジレジストの微細パタ−ンを露光し、当該ポジレ
ジスト中に酸基を発生させる工程と、 露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当該露光
部分が難溶化される性質を有するネガレジストを前記ポ
ジレジスト上に塗布する工程と、 熱処理を行い、前記ポジレジスト中の酸基を前記ネガレ
ジスト中に拡散させ、前記ポジレジスト近傍のネガレジ
ストを難溶化させる工程と、 難溶化されていないネガレジストを除去する工程とを具
備することを特徴とするレジストパタ−ンの形成方法。 - 【請求項３】 第１のレジストを半導体基板上に塗布
し、当該第１のレジストに微細パタ−ンを形成する工程
と、 前記第１のレジストの表面を酸処理し、当該第１のレジ
ストの表面に酸処理層を形成する工程と、 露光部分に酸基が発生し、かつ熱処理を行うと当該露光
部分が難溶化される性質を有する第２のレジストを前記
第１のレジスト上に塗布する工程と、 熱処理を行い、前記酸処理層中の酸基を前記第２のレジ
スト中に拡散させ、前記酸処理層近傍の第２のレジスト
を難溶化させる工程と、 難溶化されていない第２のレジストを除去する工程とを
具備することを特徴とするレジストパタ−ンの形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12724093A JPH06338452A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12724093A JPH06338452A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06338452A true JPH06338452A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=14955185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12724093A Pending JPH06338452A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06338452A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100855601B1 (ko) * | 2000-12-18 | 2008-09-01 | 후지필름 가부시키가이샤 | 네거티브 감광성 열경화성 수지 조성물, 네거티브 감광성열경화성 수지층 전사재료, 및 네거티브 내성 화상형성방법 |
| JP2009130170A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及びマスクの製造方法 |
| DE19758561B4 (de) * | 1996-07-05 | 2010-10-14 | Mitsubishi Denki K.K. | Verfahren zur Herstellung eines feinen Musters und einer Halbleitervorrichtung |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP12724093A patent/JPH06338452A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19758561B4 (de) * | 1996-07-05 | 2010-10-14 | Mitsubishi Denki K.K. | Verfahren zur Herstellung eines feinen Musters und einer Halbleitervorrichtung |
| KR100855601B1 (ko) * | 2000-12-18 | 2008-09-01 | 후지필름 가부시키가이샤 | 네거티브 감광성 열경화성 수지 조성물, 네거티브 감광성열경화성 수지층 전사재료, 및 네거티브 내성 화상형성방법 |
| JP2009130170A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及びマスクの製造方法 |
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