JPH03259257A - 微細パターン形成方法 - Google Patents

微細パターン形成方法

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JPH03259257A
JPH03259257A JP2058833A JP5883390A JPH03259257A JP H03259257 A JPH03259257 A JP H03259257A JP 2058833 A JP2058833 A JP 2058833A JP 5883390 A JP5883390 A JP 5883390A JP H03259257 A JPH03259257 A JP H03259257A
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JP
Japan
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resist
layer
pcm
mask
upper layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2058833A
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English (en)
Inventor
Akira Kawai
河合 晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体製造用PCMリソグラフィー技術にお
ける光露光プロセスで、微細パターンを形成する微細パ
ターン形成力法に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は従来の微細パターン形成方法を示す断面図であ
り、図において、1は上層バターニング層、2は下層バ
ターニング層、3は基板、4は上層バターニング用マス
ク、5は上層パターニング光、6は下層露光用全面照射
光、7は下層露光時の光学像、8は現像後の下層パター
ンを示す。
次に形成方法について説明する。
まず、第4図(alに示すように、基板3上に平坦化及
びパターニング用の下層レジスト2を形威し、その上に
微細パターン形成及び下層露光時のマスク層となる上層
レジスト1をそれぞれ塗布形威する。
次に、第4図(blに示すように、露光マスク4と上層
露光光5を用いて上層レジストlのパターン形成を行う
次いで、第4図(C)に示すように、下層レジスト2を
露光光6を用いて露光する。上層レジスト1はこの露光
光6に対して吸収を持っており、マスクとしての機能を
持つ。下層露光時の光学像は第4図+d)の7に示す通
りである。
また、下層レジスト現像後のパターンは第4図+e)の
8に示す通りになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の微細パターン形成方法は以上のように構成されて
いるので、上層レジストパターン密度が高くなってくる
と下層レジスト露光時の回折光の光学像のコントラスト
が低下するなどの問題点があった。
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、下層露光時の光学像のコントラストを向上さ
せることができる微細パターンの形成方法を提供するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段) この発明に係る微細パターン形成方法は、PCM2層レ
ジストの上層レジストパターンの両側壁部に位相シフタ
材を設け、全面照射により下層レジストの露光を行うよ
うにしたのものである。
また、この発明に係る微細パターンの形成方法は、PC
M2層レジストの上層レジストと下層レジストとの間に
下層露光光に対して強い吸収をもつ中間膜を形成し、上
層レジストのパターン後、上層レジストパターンをマス
クとしたウェットエツチングにより中間膜をエツチング
するとともにさらにアンダーカットを施し、アンダーカ
ットにより除去された中間腹部分の上部に位置する上層
レジストパターンの両側壁部を位相シフタとして用い、
全面照射により下層レジストの露光を行うようにしたも
のである。
また、さらにこの発明に係る微細パターンの形成方法は
、PCM2層レジストの上層レジストパターン間の1区
間おきに、下層レジストにくぼみを形威し、このくぼみ
部を位相シックとして用い、全面照射により下層レジス
トの露光を行うようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては、上層レジストパターンの側壁部に
位相シックを形威したため、あるいは上層レジストパタ
ーンの1区間おきに下層レジストにくぼみを設け、そこ
を位相シックとしたため、下層レジストの全面露光時に
下層レジスト露光光の一部が位相反転することとなり、
下層レジスト露光した際の光学像のコントラストを向上
させることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の第1の実施例によるPCM法リソグラ
フィーにおける微細パターンの形成方法を示す図であり
、図において、1は上層パターニング層、2は下層パタ
ーニング層、3は基板、6は下層露光用全面照射光、7
は下層露光時の光学像、9はシフター材、10はエッチ
バックのためのプラズマ、11は上層レジストのワク付
け、12は光学エネルギー像を示す。
次に製造方法について説明する。
まず、第1図(a)に示すように、基板3上に平坦化、
及びパターニング用の下層レジスト2を形威し、その上
に微細パターン形成時及び下層露光時にマスク層となる
上層レジス)1を塗布形威し、露光マスク(図示せず)
及び上層露光光(図示せず)を用いて上層レジスト1の
パターニングを行つO 次に、第1図(′b)に示すように、上層レジスト1の
パターニング後、CVD法により基板全面にSi3N4
等のシフター材9を形成する。
次に、第1図(C)に示すように、全面エッチバック1
0を行って上層レジストパターンに側壁11を形成する
。ここで、この側壁の膜厚dを、λ にすることにより、ここを通る光の位相を180@反転
させる。ここで、nはシフター材9の屈折率、λは後の
工程で用いる下層レジスト露光光6の波長である。
そして、第1図(d)に示すように、この上層パターン
1及び上層側壁11をマスクとして下層レジスト2を露
光する。シスター材により形成された上層の側壁部11
を通る光は、上層パターン部lを通る光に対して180
”位相が反転するので、光学像7及び光学エネルギー像
12の分布は第1図(dlに示すようになり、コントラ
ストが向上する。
但し、このシフタ材9は下層2をDeepUV光。
エキシマレーザ等によって全面露光した際に、これらの
光を吸収しないS iiN a膜等の材質を選択する。
また、このシックにはわずかな色素等の吸収材を添加し
てもよく、この色素材の量により、さらに光学像のコン
トロールを行うことができる。
また、上記実施例では上層パターンの側壁に位相シフト
部を形成するようにしたが、上層の側壁自身を位相シッ
クとして利用してもよく、以下にその例を示す。
即ち、第2図は本発明の第2の実施例によるPCM法リ
ソグラフィーにおける微細パターンの形成方法を示す図
であり、図において、第1図と同一符号は同一部分を示
し、13はCr、MoSi等の中間膜、14はウェット
エッチにより形成された中間膜である。以下、製造方法
について説明する。
まず、第2図(a)に示すように、基板3上に平坦化、
及びパターニング用のPMCIレジスト等の下層レジス
ト2を塗布した後、Cr、Mo、S i。
W等の光を透過しない金属あるいは金属シリサイド膜等
の中間膜11をスパッタ等の方法で形成し、その上に微
細パターン形成時及び下層露光時にマスク層となるPM
MAあるいはPMCI等の上層レジスト1をコーティン
グ塗布する。ここで、この上層レジスト1の膜厚dは、 λ 但し、nは上層レジストlであるPMMAレジストある
いはPMGIレジストの屈折率、λは露光光の波長であ
る。
次に第2図(b)に示すように、上層レジスト1をDe
epUV、エキシマレーザ等によりパターニングする。
その後、第2図(C)に示すように、パターニングした
上層レジスト1をマスクとして中間金属膜13をウェッ
トエツチングにより除去し、アンダーカットを施す。そ
して、このアンダーカットされた領域の上層レジスト1
を180°位相シフターとして用いる。
このような本実施例においても上記実施例と同様に、上
層レジスト1の側壁部に位相シフタが形成されることと
なるので、DeepUV、エキシマレーザ等により下層
レジスト2を全面露光した際には、光学像7及び光学エ
ネルギー12の分布は第2図(C)に示すようになり、
コントラストの向上を図ることができる。
なお、上記実施例では中間膜13をスパッタ等の方法に
より形成したが、この中間膜13は蒸着。
コーティング等の方法により形成した膜(但し、露光光
に吸収のあるもの)であってもよく、上記実施例と同様
の効果が得られる。
また、以上の実施例では上層パターンの側壁を位相シフ
ト部として利用するようにしたが、該位相シフト部は下
層に設けてもよく、以下にその例を示す。
即ち、第3図は本発明の第3の実施例によるPCMレジ
ストの微細パターン形成方法を示す図であり、図におい
て、第1図と同一符号は同一部分を示し、I5はシフタ
一部形成のための露光用のマスク、16は下層レジスト
2上に形成されたシフタ部である。
次に製造方法について説明する。
まず、第3図(alに示すように、上記実施例と同様に
、基板3上に平坦化、及びパターニング用の下層レジス
ト2を形成し、その上に微細パターン形成、及び下層露
光時のマスク層となる上層レジスト1をそれぞれ順次塗
布形成する。
次に第3図(b)に示すように、露光マスク4と上層露
光光5を用いて上層レジスト1をパターニングする。
その後、第3図(C)に示すように、上層パターンの1
区間おきに露光用マスター5を設け、該マスク15を用
いて露光法により下層2にくぼみ16を形成する。ここ
で、該くぼみの深さdは、λ とする。但し、nはシフターの屈折率、λはリフグラフ
ィー光の波長を示す。
このように形成したものに、第3図(d)に示すように
下層露光のため、上層レジストパタン−をマスクとして
全面に光6を照射すると、下層レジストのくぼみ部工6
の所で180°の位相シフトが発生し、くぼみを形成し
ていない所とは位相が反転する。従って、下層露光時の
光学像は7、光学エネルギーは12に示すとおりとなり
、コントラストのよいものが得られ、下層レジスト現像
後のパターニング精度を向上できる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、上層レジストパター
ン形成後に該上層パターンの両側壁に位相シスフ材を設
けてこれを位相シフト部としたため、また、下層レジス
トと上層レジストとの間に露光光に対して強い吸収を示
す中間層を設け、エツチングによる上層レジストのパタ
ーニング後、ウエットエッチにより中間層をエツチング
し、さらにアンダーカットを施して、上層レジストパタ
ーンの両側壁を位相シフト部として利用したので、また
、さらには、上層レジストパターン形成後に上層レジス
トパターンの1区間おきに露光法により下層レジストに
くぼみを設け、該くぼみを位相シフト部として利用した
ので、PCMリソグラフィー法における下層レジスト露
光時に光学像のコントラストを向上でき、矩形性の高い
レジスト像が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例による微細パターン形
成方法を示す断面側面図、第2図はこの発明の第2の実
施例による微細パターン形成力法を示す断面側面部、第
3図はこの発明の第3の実施例による微細パターン形成
方法を示す断面側面図、第4図は従来の微細パターン形
成方法を示す図である。 図中、lは上層パターニング層、2は下層バターニンク
層、3は基板、4は上層パターニング用マスク、5は上
層パターニング光、6は下層露光用全面照射光、7は下
層露光時の光学像、8は現像後の下層パターン、9はシ
フタ材、1oはエッチバックプラズマ、11は上層レジ
ストのワタ付け、12は光学エネルギー像、13は中間
膜、15はシフタ一部露光用マスク、16は下層レジス
ト上のシフタ部である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)PCM(PortableConformabl
    eMask)リソグラフィ技術の光露光プロセスにおけ
    る微細パタン形成方法において、 PCMレジストの上層レジストパターンの両側壁部に位
    相シック材を設け、 上記上層レジストパターン及び上記位相シフタ材をマス
    クとして下層レジストの露光を行うことを特徴とする微
    細パターン形成方法。
  2. (2)PCMリソグラフィ技術の光露光プロセスにおけ
    る微細パターンの形成方法において、PCMレジストの
    上層レジストと下層レジストとの間に下層露光光に対し
    て強い吸収をもつ中間膜を形成し、 上記上層レジストのパターン後、該上層レジストパター
    ンをマスクとしたウェットエッチングにより上記中間膜
    をエッチングするとともにさらに該中間膜にアンダーカ
    ットを施し、 該アンダーカットにより除去された中間腹部分の上部に
    位置する上層レジストパターンの両側壁部を位相シック
    として用い、全面照射により上記下層レジストの露光を
    行うことを特徴とする微細パターン形成方法。
  3. (3)PCMリソグラフィー技術の光露光プロセスにお
    ける微細パターンの形成方法において、PCMレジスト
    の上層レジストパターン間の1区間おきに、下層レジス
    トにくぼみを形成し、該下層レジストのくぼみ部を位相
    シックとして用い、全面照射により下層レジストの露光
    を行うことを特徴とする微細パターン形成方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5330862A (en) * 1991-06-07 1994-07-19 Sharp Kabushiki Kaisha Method for forming resist mask pattern by light exposure having a phase shifter pattern comprising convex forms in the resist
JP2009278091A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Asml Netherlands Bv リソグラフィ方法
JP2010507906A (ja) * 2006-10-23 2010-03-11 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション パターン化された材料層を形成する方法
JP2011114125A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Toshiba Corp 露光方法および露光装置

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JP2009278091A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Asml Netherlands Bv リソグラフィ方法
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