JPH07123104B2 - Pattern formation method - Google Patents

Pattern formation method

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JPH07123104B2
JPH07123104B2 JP63112839A JP11283988A JPH07123104B2 JP H07123104 B2 JPH07123104 B2 JP H07123104B2 JP 63112839 A JP63112839 A JP 63112839A JP 11283988 A JP11283988 A JP 11283988A JP H07123104 B2 JPH07123104 B2 JP H07123104B2
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resist
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light
wavelength
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順二 宮崎
英樹 樽本
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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)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、微細加工技術において、微細なレジストパ
ターンを容易に、高精度に形成するためのパターン形成
方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pattern forming method for easily and highly accurately forming a fine resist pattern in a fine processing technique.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は、従来のパターン形成方法の一例を示した断面
図である。第2図で、(1)は基板、(2)はホトレジ
スト層、(3)は波長365nmのi線、(4)はマスク、
(5)はホツトプレートによる加熱処理、(2a)と(2
b)は波長365nmのi線(3)による第1露光で形成され
る第1露光部と第1未露光部、(2c)は第1露光後、ホ
ツトプレートによる加工処理(5)によつて形成される
変質部、(2d)は波長365nmのi線(3)のレジスト層
全面への第2露光によつて形成される第2露光部を示し
ている。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional pattern forming method. In FIG. 2, (1) is a substrate, (2) is a photoresist layer, (3) is an i-line with a wavelength of 365 nm, (4) is a mask,
(5) is heat treatment with a hot plate, (2a) and (2
b) is the first exposed portion and the first unexposed portion formed by the first exposure with the i-line (3) having a wavelength of 365 nm, (2c) is the processing (5) by the hot plate after the first exposure The formed altered portion, (2d), shows the second exposed portion formed by the second exposure of the entire surface of the resist layer with the i-line (3) having a wavelength of 365 nm.

次にパターン形成の工程について説明する。Next, the pattern forming process will be described.

まず、基板(1)上に波長365nmのi線(3)に感光す
るホトレジストをスピン塗布し、ホトレジスト層(2)
を形成する。(第2図A) 次に、マスク(4)を用いて、選択的にホトレジスト層
(2)の一部領域を波長365nmのi線(3)による第1
露光を行つて、第1露光部(2a)を形成し、未露光部を
第1未露光部(2b)と称する(第2図B)。
First, a photoresist which is sensitive to i-line (3) with a wavelength of 365 nm is spin-coated on the substrate (1) to form a photoresist layer (2).
To form. (FIG. 2A) Next, by using a mask (4), a partial region of the photoresist layer (2) is selectively subjected to a first irradiation with an i-line (3) having a wavelength of 365 nm.
Exposure is performed to form the first exposed portion (2a), and the unexposed portion is referred to as the first unexposed portion (2b) (FIG. 2B).

第2図Bに示したウエハ全体にアミン系触媒雰囲気下で
ホツトプレートによる加熱処理(5)を行つて変質部
(2c)を形成する(第2図C)。
The entire wafer shown in FIG. 2B is subjected to heat treatment (5) with a hot plate in an amine-based catalyst atmosphere to form an altered portion (2c) (FIG. 2C).

次いで、所定強度の波長365nmのi線(3)による第2
露光を第2図Cに示したウエハ全体に行うと第1未露光
部(2b)は露光され、第2露光部(2d)となるが、変質
部(2c)は、前記第1露光により、すでに露光されてい
るので、この工程によつては変化しない(第2図D)。
Then, the second by the i-line (3) with a predetermined intensity of wavelength 365nm
When exposure is performed on the entire wafer shown in FIG. 2C, the first unexposed portion (2b) is exposed and becomes the second exposed portion (2d), but the altered portion (2c) is exposed by the first exposure. Since it has already been exposed, this step does not change (FIG. 2D).

さらにアルカリ現像液によつて、現像を行うと第2露光
部(2d)が、選択的に除去され、変質部(2c)がパター
ンとして基板(1)上に残される。(第2図E) ここで、従来のパターン形成方法によつて形成されたパ
ターンの断面形状は第2図Eに示したように逆台形とな
る。第2図と第3図を用いて、従来のパターン形成方法
により逆台形のパターンが形成される原理を示す。
Further, by developing with an alkaline developer, the second exposed portion (2d) is selectively removed, and the altered portion (2c) is left as a pattern on the substrate (1). (FIG. 2E) Here, the cross-sectional shape of the pattern formed by the conventional pattern forming method is an inverted trapezoid as shown in FIG. 2E. 2 and 3 show the principle of forming an inverted trapezoidal pattern by the conventional pattern forming method.

第3図において、(A)は第2図Bに示した第1露光工
程におけるホトレジスト層(2)の露光強度分布を示
し、同様に(B)は、第2図Dに示した第2露光工程に
おける露光強度分布を示している。また、横軸xは、ホ
トレジスト上の座標を示し、縦軸Iは、露光強度分布を
示している。
In FIG. 3, (A) shows the exposure intensity distribution of the photoresist layer (2) in the first exposure step shown in FIG. 2B, and similarly (B) shows the second exposure shown in FIG. 2D. The exposure intensity distribution in the process is shown. Further, the horizontal axis x represents the coordinates on the photoresist, and the vertical axis I represents the exposure intensity distribution.

(C)は第2図Eに示した現像工程におけるパターン形
状の変化を示し、(i)、(ii)、(iii)の順に時間
経過にともなうパターン形状の変化を示しており、第2
露光部(2d)が選択的に溶融除去される過程を示した断
面図である。
(C) shows a change in the pattern shape in the developing step shown in FIG. 2E, and shows changes in the pattern shape over time in the order of (i), (ii), and (iii).
It is sectional drawing which showed the process in which the exposure part (2d) is selectively melted and removed.

(D)(E)(F)はパターン形成工程におけるホトレ
ジスト中の感光剤の変化を示した図で、(D)はジアゾ
ケトン誘導体、(E)はカルボン酸誘導体、(F)はイ
ンデン誘導体を示した図である。
(D), (E), and (F) are diagrams showing changes in the photosensitizer in the photoresist in the pattern forming step. (D) is a diazoketone derivative, (E) is a carboxylic acid derivative, and (F) is an indene derivative. It is a figure.

第2図Bに示した第1露光工程では、マスク(4)を介
して第1露光を行うときにホトレジスト(2)中での露
光強度分布は回折現象などの影響で、第3図(A)に示
したような露光強度分布となる。また、ホトレジスト
(2)中の感光剤であるジアゾケトン誘導体(I)は、
分解してカルボン酸誘導体(J)となり、分解量は、露
光量が増加に従つて増加する。したがつて、第1露光を
第3図(A)に示した露光強度で一定時間行うと露光強
度の大きさに従つて露光量が大きくなるので、露光強度
の小さな部分では、露光量が不十分で、ホトレジスト
(2)中の感光剤の分解量は小さくなり、第1露光部
(2a)の形状は、第2図Bに示したようになる。
In the first exposure step shown in FIG. 2B, when the first exposure is performed through the mask (4), the exposure intensity distribution in the photoresist (2) is affected by a diffraction phenomenon or the like, and the exposure intensity distribution in FIG. The exposure intensity distribution is as shown in FIG. Further, the diazoketone derivative (I) which is a photosensitizer in the photoresist (2) is
It decomposes to a carboxylic acid derivative (J), and the decomposition amount increases as the exposure amount increases. Therefore, if the first exposure is performed with the exposure intensity shown in FIG. 3 (A) for a certain period of time, the exposure amount increases according to the magnitude of the exposure intensity. This is sufficient, and the amount of decomposition of the photosensitizer in the photoresist (2) becomes small, and the shape of the first exposed portion (2a) becomes as shown in FIG. 2B.

次に第2図Cに示したホツトプレートによる加工熱処理
工程では、第1露光部(2a)中のカルボン酸誘導体
(J)のみが、化学反応し、インデン誘導体(K)とな
り変質部(2c)を形成する一方、第1未露光部(2b)中
のジアゾケトン誘導体(I)は変化しない。
Next, in the thermomechanical treatment step using the hot plate shown in FIG. 2C, only the carboxylic acid derivative (J) in the first exposed portion (2a) chemically reacts to become the indene derivative (K) and the altered portion (2c). While the diazoketone derivative (I) in the first unexposed portion (2b) remains unchanged.

さらに第2図Dに示した第2露光工程では、前記第1露
光工程で未分解のジアゾケトン誘導体(I)が分解し、
カルボン酸誘導体(J)となり第2露光部を形成する。
なお第2露光には、第3図(B)に示した露光強度で一
定時間露光するので、露光量はホトレジスト全面で一定
となつている。したがつて、第1未露光部(2b)が、第
2露光部(2d)となる。
Further, in the second exposure step shown in FIG. 2D, the undecomposed diazoketone derivative (I) in the first exposure step is decomposed,
It becomes the carboxylic acid derivative (J) and forms the second exposed portion.
In the second exposure, since the exposure is performed for a certain period of time with the exposure intensity shown in FIG. 3 (B), the exposure amount is constant over the entire surface of the photoresist. Therefore, the first unexposed portion (2b) becomes the second exposed portion (2d).

次に第2図Eに示した現像工程で、カルボン酸誘導体
(J)は、現像液に易溶性で、インデン誘導体は現像液
に難溶性であり、カルボン酸誘導体(J)を多く含む第
2露光部(2d)が選択的に除去され、インデン誘導体
(K)を多く含む変質部(2c)が基板(1)上に残され
る。第3図(c)に現像の過程を、時間経過とともなつ
て示した。現像時に変質部(2c)と第2露光部(2d)と
の溶解速度の差は十分に大きいので、第2露光部(2d)
のみが選択的に除去され(i)、(ii)、(iii)の順
に第2露光部(2d)が除去され、現像が終了すると変質
部(2c)が基板(1)上に残され第2図Eに示した逆台
形なパターンが形成される。
Next, in the developing step shown in FIG. 2E, the carboxylic acid derivative (J) is easily soluble in the developing solution, the indene derivative is poorly soluble in the developing solution, and the carboxylic acid derivative (J) is contained in a large amount. The exposed part (2d) is selectively removed, and the altered part (2c) containing a large amount of the indene derivative (K) is left on the substrate (1). FIG. 3 (c) shows the process of development with the lapse of time. Since the difference in dissolution rate between the altered portion (2c) and the second exposed portion (2d) during development is sufficiently large, the second exposed portion (2d)
The second exposed portion (2d) is removed in the order of (i), (ii), and (iii), and when the development is completed, the altered portion (2c) is left on the substrate (1). The inverted trapezoidal pattern shown in FIG. 2E is formed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来のパターン形成方法によつて得られるパターンの断
面形状は逆台形となつている。レジストパターンはおも
にエツチング用のマスクとして用いられているが、パタ
ーンの断面形状が、逆台形であると、パターンに忠実に
エツチングを行うことができないという問題点があつ
た。
The cross-sectional shape of the pattern obtained by the conventional pattern forming method is an inverted trapezoid. The resist pattern is mainly used as an etching mask, but if the cross-sectional shape of the pattern is an inverted trapezoid, there is a problem that etching cannot be performed faithfully to the pattern.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、レジストパターンをエツチング用のマスク
として用いたときに、レジストパターンに忠実にエツチ
ングを行うことのできる断面形状が矩形なレジストパタ
ーンを形成することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when a resist pattern is used as a mask for etching, a resist having a rectangular cross-section capable of performing etching faithfully to the resist pattern is used. The purpose is to form a pattern.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明に係るパターン形成方法は、第1エネルギー域
及び第2エネルギー域の光、放射線もしくは粒子線に感
光する材料と第2のエネルギー域の光、放射線もしくは
粒子線を吸収する材料とを含むレジストを用いて、選択
的に第1エネルギー域による第1照射を行い、第1照射
後のレジスト層を加熱処理してネガ型レジストに変質さ
せ、第2エネルギー域による第2照射により、第1照射
された部分を除く領域のレジストの表面付近を現像液に
対して易溶性にし、且つ前記レジストと前記基板との界
面付近を前記現像液に対して難溶性にし、次いで現像し
てパターンを形成するものである。
A pattern forming method according to the present invention is a resist containing a material sensitive to light, radiation or particle beams in a first energy region and a second energy region, and a material absorbing light, radiation or particle beams in a second energy region. Is used to selectively perform the first irradiation in the first energy range, the resist layer after the first irradiation is heat-treated to change into a negative resist, and the second irradiation in the second energy range is used to perform the first irradiation. The area near the surface of the resist except the exposed portion is made easily soluble in the developing solution, and the area near the interface between the resist and the substrate is made slightly soluble in the developing solution, and then developed to form a pattern. It is a thing.

〔作用〕[Action]

この発明におけるパターン形成方法は、レジストに第2
エネルギー域の光、放射線もしくは粒子線に感光する材
料とその光、放射線もしくは粒子線を吸収する材料とを
含ませたので、第2照射工程においてレジストの表面付
近で第2エネルギー域の光、放射線もしくは粒子線が吸
収され、その結果レジストと基板との界面付近での第2
エネルギー域の光、放射線もしくは粒子線の照射量が少
なくなる。
The pattern forming method according to the present invention uses the second resist
Since the material that is sensitive to light, radiation or particle beams in the energy range and the material that absorbs the light, radiation or particle beams are included, light and radiation in the second energy range near the surface of the resist in the second irradiation step. Or, the particle beam is absorbed and, as a result, the second beam near the interface between the resist and the substrate is absorbed.
The amount of light, radiation or particle beam in the energy range is reduced.

これによりレジストの表面付近での現像液に対する溶解
速度は高くなり、レジストと基板との界面付近での現像
液に対する溶解速度は低くなるので、パターンの断面形
状を矩形にすることができる。
As a result, the dissolution rate in the developing solution near the surface of the resist becomes high and the dissolution rate in the developing solution near the interface between the resist and the substrate becomes low, so that the cross-sectional shape of the pattern can be made rectangular.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。なお
従来のものと同一又は相当部分は同一符号を付して説明
を省略する。第1図はこの発明の一実施例によるパター
ン形成方法の一実施例を示した断面図である。第1図
で、(6)は波長436nmのg線を吸収する色素を含むホ
トレジスト、(7)は波長436nmのg線、(6a)と(6
b)は波長365nmのi線(3)による第1露光で形成され
る第1露光部と第1未露光部、(6c)はホツトプレート
による加熱処理(5)によつて形成される変質部、(6
d)は波長436nmのi線(7)のホトレジスト層全面への
第2露光によつて形成される第2露光部を示している。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts as those of the conventional one are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, (6) is a photoresist containing a dye that absorbs g-line of 436 nm wavelength, (7) is g-line of 436 nm wavelength, (6a) and (6).
b) is the first exposed portion and the first unexposed portion formed by the first exposure with the i-line (3) having a wavelength of 365 nm, and (6c) is the altered portion formed by the heat treatment (5) with the hot plate. , (6
d) shows the second exposed portion formed by the second exposure of the entire surface of the photoresist layer with the i-line (7) having a wavelength of 436 nm.

次にパターン形成の工程について説明する。Next, the pattern forming process will be described.

まず、基板(1)上に波長365nmのi線(3)及び波長
(436nmのg線(7)に感光するホトレジストに、波長4
36nmのg線を吸収する色素を加えたホトレジストをスピ
ン塗布し、ホトレジスト層(6)を形成する。
First, on a substrate (1), a photoresist that is exposed to an i-line (3) of 365 nm wavelength and a g-line (7) of 436 nm wavelength
A photoresist added with a dye that absorbs 36 nm g-line is spin-coated to form a photoresist layer (6).

(第1図A) 次に、マスク(4)を用いて、選択的にホトレジスト層
(6)の一部領域を波長365nmのi線(3)による第1
露光を行つて、第1露光部(6a)を形成し、未露光部を
第1未露光部(6b)と称する。(第1図B) 第1図Bに示したウエハ全体にアミン系触媒雰囲気下で
ホツトプレートによる加熱(5)を行つて変質部(6c)
を形成する。(第1図C) 次いで、所定強度の波長436nmのg線(7)による第2
露光を第1図Cに示したウエハ全体に行うと第1未露光
部(6b)は露光され第2露光部(6d)となるが、変質部
(6c)は、すでに前記第1露光により露光されているの
で、この工程によつては変化しない。(第1図D) さらにアルカリ現像液によつて、現像を行うと第2露光
部(6d)が選択的に除去され、変質部(6c)が、パター
ンとして基板(1)上に残される。(第1図E) ここで、この発明によるパターン形成方法によつて形成
されたパターンの断面形状は、第1図Eに示したように
矩形となる。第1図と第3図と第4図を用いて、この発
明の一実施例において、矩形なパターンが形成される原
理を示す。
(FIG. 1A) Next, by using the mask (4), a partial region of the photoresist layer (6) is selectively subjected to the first irradiation with the i-line (3) having a wavelength of 365 nm.
Exposure is performed to form a first exposed portion (6a), and the unexposed portion is referred to as a first unexposed portion (6b). (FIG. 1B) The entire wafer shown in FIG. 1B is heated (5) by a hot plate in an amine-based catalyst atmosphere to transform the altered portion (6c).
To form. (Fig. 1C) Then, the second line by the g-line (7) with a predetermined intensity of wavelength 436 nm
When exposure is performed on the entire wafer shown in FIG. 1C, the first unexposed portion (6b) is exposed and becomes the second exposed portion (6d), but the altered portion (6c) has already been exposed by the first exposure. Therefore, it is not changed by this process. (FIG. 1D) Further, by developing with an alkaline developer, the second exposed portion (6d) is selectively removed, and the altered portion (6c) is left as a pattern on the substrate (1). (FIG. 1E) Here, the cross-sectional shape of the pattern formed by the pattern forming method according to the present invention is rectangular as shown in FIG. 1E. The principle of forming a rectangular pattern in one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4.

第4図は現像工程におけるパターン形状の変化を示し
(i)、(ii)、(iii)の順に時間経過にともなう、
パターン形状の変化を示しており、第2露光部(6d)と
変質部(6c)の一部が、除去される過程を示した断面図
である。
FIG. 4 shows changes in the pattern shape in the developing step, in the order of (i), (ii), (iii) with the passage of time.
It is a cross-sectional view showing a change in the pattern shape and showing a process in which the second exposed portion (6d) and a part of the altered portion (6c) are removed.

第1図Aに示した塗布工程で、波長436nmのg線(7)
を吸収するホトレジストを塗布しているが、第2図Bに
示した第1露光工程では、波長365nmのi線(3)によ
る露光を行うので、従来の方法による第1露光工程にお
ける原理と同じ原理により、第1露光部(6a)の形状は
第1図Bに示したようになる。
In the coating process shown in Fig. 1A, g-line with wavelength of 436 nm (7)
Although a photoresist that absorbs light is applied, in the first exposure step shown in FIG. 2B, since the exposure is performed using the i-line (3) with a wavelength of 365 nm, the same principle as in the first exposure step by the conventional method is used. According to the principle, the shape of the first exposure part (6a) is as shown in FIG. 1B.

また、第1図Cに示したホツトプレートによる加熱処理
工程では、波長436nmのg線を吸収する色素は、加熱処
理に対して安定で変化しないので、従来の方法によるホ
ツトプレートによる加熱処理工程における変質部(2c)
形成の原理と同じ原理により変質部(6c)の形状は第1
図Cに示したようになる。
Further, in the heat treatment step using the hot plate shown in FIG. 1C, the dye that absorbs the g-line having a wavelength of 436 nm is stable and does not change with respect to the heat treatment. Alteration part (2c)
Based on the same principle of formation, the shape of the altered part (6c) is the first
It becomes as shown in FIG.

次に第1図Dに示した第2露光工程において、第1図C
に示したホトレジスト層全面に、従来の方法とは異なる
波長436nmのg線によつて第2露光を行うが、ホトレジ
スト層は、波長436nmのg線を吸収する色素を含むの
で、第3図(B)に示した露光強度で、所定時間露光す
ると、露光量は、ホトレジスト層の表面付近は露光量が
多く、ホトレジスト層と基板(1)の界面付近では露光
量が少なくなる。したがつて、第2露光部(6d)の表面
付近ではカルボン酸誘導体(J)が多く生成するが、ホ
トレジスト層と基板(1)界面付近ではジアゾケトン誘
導体(I)の分解量が少なくなり、ジアゾケトン誘導体
(I)が残つている。また変質部(6c)はすでに露光さ
れているので変化しない。
Next, in the second exposure step shown in FIG.
The second exposure is performed on the entire surface of the photoresist layer shown in Fig. 3 by g-line of wavelength 436 nm, which is different from the conventional method. However, since the photoresist layer contains a dye that absorbs g-line of wavelength 436 nm, it is shown in Fig. 3 ( When exposed for a predetermined time with the exposure intensity shown in B), the exposure amount is large near the surface of the photoresist layer and small near the interface between the photoresist layer and the substrate (1). Therefore, a large amount of the carboxylic acid derivative (J) is produced near the surface of the second exposed portion (6d), but the amount of decomposition of the diazoketone derivative (I) is reduced near the interface between the photoresist layer and the substrate (1), and the diazoketone derivative (I) is reduced. The derivative (I) remains. Moreover, since the altered portion (6c) has already been exposed, it does not change.

次いで、第1図Eに示した現像工程では、現像液に対し
てジアゾケトン誘導体(I)およびインデン誘導体
(K)は難溶性でカルボン酸誘導体(J)は易溶性であ
る。したがって、第2露光部(6d)の表面付近は、現像
液に易溶性のカルボン酸誘導体(J)が多く溶解速度は
大きいが、基板(1)界面付近では、現像液に難溶性の
ジアゾケトン誘導体が多く溶解速度が小さくなる。
Then, in the developing step shown in FIG. 1E, the diazoketone derivative (I) and the indene derivative (K) are sparingly soluble and the carboxylic acid derivative (J) is easily soluble in the developing solution. Therefore, near the surface of the second exposed portion (6d), the carboxylic acid derivative (J) that is easily soluble in the developer is large and the dissolution rate is high, but near the interface of the substrate (1), the diazoketone derivative that is sparingly soluble in the developer is However, the dissolution rate decreases.

また、変質部(6c)は、現像液に難溶性のインデン誘導
体(K)を多く含むが、徐々に溶解していく。第4図に
現像過程を時間経過にともなつて示した。現像時におい
て、変質部(6c)と第2露光部(6d)の表面付近の溶解
速度の差は、十分に大きいが、変質部(6c)と第2露光
部(6d)の基板(1)界面付近の溶解速度の差は十分に
大きくないので変質部(6c)も一部除去され、(i)、
(ii)、(iii)の順に第2露光部(6d)と変質部(6
c)の一部が除去され、変質部(6c)の一部が基板
(1)上に残され、第1図Eに示した矩形なパターンが
形成される。
Further, the altered portion (6c) contains a large amount of a sparingly soluble indene derivative (K) in the developing solution, but gradually dissolves. FIG. 4 shows the developing process over time. During development, the difference in dissolution rate between the surface of the altered portion (6c) and the second exposed portion (6d) is sufficiently large, but the substrate (1) of the altered portion (6c) and the second exposed portion (6d) Since the difference in dissolution rate near the interface is not large enough, the altered part (6c) is also partially removed, (i),
In order of (ii) and (iii), the second exposure part (6d) and the alteration part (6
Part of c) is removed, part of the altered part (6c) is left on the substrate (1), and the rectangular pattern shown in FIG. 1E is formed.

なお、上記実施例では、波長436nmのg線を吸収する色
素を含むホトレジストを用いて、第2露光時に波長436n
mのg線によつて、ホトレジスト層全面に露光するパタ
ーン形成方法を示したが、従来のパターン形成方法で用
いているホトレジストは、遠紫外光領域に大きな吸収を
持つているので、第2露光時に遠紫外光、たとえば、波
長254nmの紫外光を用いることで、上記実施例と同様の
効果を奏する。
In the above example, a photoresist containing a dye that absorbs g-rays having a wavelength of 436 nm was used, and the wavelength of 436 n was used during the second exposure.
Although the pattern forming method of exposing the entire surface of the photoresist layer by the g line of m is shown, the photoresist used in the conventional pattern forming method has a large absorption in the far-ultraviolet light region. By using far-ultraviolet light, for example, ultraviolet light having a wavelength of 254 nm, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明におけるパターン形成方法は、
第1照射と第2照射の工程で、それぞれ異なるエネルギ
ー域の光、放射線もしくは粒子線による照射を行うとと
もに第2エネルギー域の光、放射線もしくは粒子線を選
択的に吸収する材料を含むレジストを用いることによ
り、レジストパターンの断面形状を矩形とすることがで
き、このレジストパターンをエツチング時のマスクとし
て用いることによりパターンに忠実にエツチングするこ
とができる効果がある。
As described above, the pattern forming method according to the present invention is
In the first irradiation step and the second irradiation step, irradiation with light, radiation or particle beams in different energy ranges is performed, and a resist containing a material that selectively absorbs light, radiation or particle beams in the second energy range is used. As a result, the cross-sectional shape of the resist pattern can be made rectangular, and by using this resist pattern as a mask during etching, it is possible to perform etching faithfully to the pattern.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(A)〜(E)は、この発明の一実施例によるパ
ターン形成方法を示す断面図、第2図(A)〜(E)
は、従来のパターン形成方法を示す断面図、第3図
(A)は第1露光時のホトレジスト層における露光強度
分布を示す図、第3図(B)は第2露光時におけるホト
レジスト層の露光強度分布を示す図、第3図(C)は、
従来のパターン形成方法での現像工程におけるレジスト
パターンの形状変化を(i)、(ii)、(iii)の順に
時間経過にともなつて示した断面図、第3図(D)はア
ジド誘導体の構造式を示す図、第3図(E)はカルボン
酸誘導体の構造式を示す図、第3図(F)はインデン誘
導体の構造式をそれぞれ示した図、第4図は、この発明
におけるパターン形成方法での現像工程におけるレジス
トパターンの形状変化を(i)、(ii)、(iii)の順
に時間経過にともなつて示した図である。 図において、(1)は基板、(2)はホトレジスト、
(2a)は第1露光部、(2b)は第1未露光部、(2c)は
変質部、(2d)は第2露光部、(3)は波長365nmのi
線、(4)はマスク、(5)はホツトプレートによる加
熱処理、(6)波長436nmのg線を吸収する色素を含む
ホトレジスト、(6a)は第1露光部、(6b)は第1未露
光部、(6c)は変質部、(6d)は第2露光部、(7)は
波長436nmのg線、(x)は座標、(I)は露光強度、
(i)はa秒後のパターン形状、(ii)はb秒後のパタ
ーン形状、(iii)はc秒後のパターン形状で、a秒、
b秒、c秒の順で時間が経過することを示す。
1 (A) to (E) are sectional views showing a pattern forming method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (A) to (E).
Is a cross-sectional view showing a conventional pattern forming method, FIG. 3 (A) is a view showing an exposure intensity distribution in a photoresist layer at the time of the first exposure, and FIG. 3 (B) is an exposure of the photoresist layer at the time of the second exposure. A diagram showing the intensity distribution, FIG. 3 (C),
FIG. 3D is a cross-sectional view showing the shape change of the resist pattern in the developing step in the conventional pattern forming method in the order of (i), (ii), and (iii) with the lapse of time. Fig. 3 is a diagram showing a structural formula, Fig. 3 (E) is a diagram showing a structural formula of a carboxylic acid derivative, Fig. 3 (F) is a diagram showing a structural formula of an indene derivative, and Fig. 4 is a pattern in the present invention. It is the figure which showed the shape change of the resist pattern in the image development process in a formation method in order of (i), (ii), (iii) with progress of time. In the figure, (1) is a substrate, (2) is a photoresist,
(2a) is the first exposed part, (2b) is the first unexposed part, (2c) is the altered part, (2d) is the second exposed part, and (3) is the i of wavelength 365 nm.
Line, (4) mask, (5) heat treatment with hot plate, (6) photoresist containing dye that absorbs g-line of 436 nm wavelength, (6a) first exposed portion, (6b) first unexposed part Exposure part, (6c) altered part, (6d) second exposure part, (7) g line of wavelength 436 nm, (x) coordinates, (I) exposure intensity,
(I) is the pattern shape after a second, (ii) is the pattern shape after b seconds, (iii) is the pattern shape after c seconds, and is a second,
It indicates that time elapses in the order of b seconds and c seconds.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に第1エネルギー域及び前記第1エ
ネルギー域とは異なる第2エネルギー域の光、放射線も
しくは粒子線に感光する材料と前記第2のエネルギー域
の光、放射線もしくは粒子線を吸収する材料とを含むレ
ジストを塗布してレジスト層を形成する工程と、選択的
に前記レジスト層の一部領域を前記第1エネルギー域の
光、放射線もしくは粒子線によって第1照射を行う工程
と、前記第1照射後のレジスト層を加熱処理して前記第
1照射された部分をネガ型レジストに変質させる工程
と、前記第2エネルギー域の光、放射線もしくは粒子線
によって前記加熱処理後の基板全体に第2照射を行っ
て、前記第1照射された部分を除く領域の前記レジスト
の表面付近を現像液に対して易溶性にし、且つ前記レジ
ストと前記基板との界面付近を前記現像液に対して難溶
性にする工程と、次いで現像を行って、パターンを形成
する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
1. A material sensitive to light, radiation or particle beams in a first energy region and a second energy region different from the first energy region on a substrate and light, radiation or particle beams in the second energy region. Forming a resist layer by applying a resist containing a material that absorbs light, and selectively irradiating a partial region of the resist layer with light, radiation or particle beams in the first energy range. And a step of heat-treating the resist layer after the first irradiation to change the first-irradiated portion into a negative type resist, and a step of performing the heat treatment by light, radiation or particle beam in the second energy range. A second irradiation is performed on the entire substrate to make the vicinity of the surface of the resist in the region excluding the first irradiated portion easily soluble in the developing solution, and the interface between the resist and the substrate. A step of around a hardly soluble in the developer, and then development is performed, a pattern forming method which comprises a step of forming a pattern.
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