JPH0344918A - Patterning method for resist layer - Google Patents
Patterning method for resist layerInfo
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- JPH0344918A JPH0344918A JP1180715A JP18071589A JPH0344918A JP H0344918 A JPH0344918 A JP H0344918A JP 1180715 A JP1180715 A JP 1180715A JP 18071589 A JP18071589 A JP 18071589A JP H0344918 A JPH0344918 A JP H0344918A
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- Pending
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、リソグラフィ(Lithography)技
術に係わり、特に、電子ビーム露光により微細パターン
を形成するのに好適である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to lithography technology, and is particularly suitable for forming fine patterns by electron beam exposure.
(従来の技術)
半導体素子の集積度の向上に伴って微細バタンの要求が
たかまっているのは周知の事実であるが、これによりレ
ジストパターンにも当然正確なパターン寸法が要求され
ておりその度合いも大きくなっている。ところで、電子
ビーム露光によりパターニングされたノボラック系ポジ
型レジスト(MP−2400シプレ一社商品名)層は、
アルカリ現像液により一定時間例えば30秒〜90秒間
現像する。この現像時間を固定するためには、設計寸法
が等しくなるように適正なドーズ(Dose) ’ 7
4を決めているのが現状である。しかし、電子ビーム露
光用装置のコンデイション(Conditlon )の
ztbや現像時の環境例えば温度、湿度などにより若干
パターン寸法も変わるために、でき上がったパターンの
寸法も所定値より変わる。しかも、パターンの裾の部分
にレジストが残ってパターンが完全に形成されている場
合には、追加現像を行う必要があった。(Prior art) It is a well-known fact that as the degree of integration of semiconductor devices improves, the demand for fine pattern patterns increases.As a result, precise pattern dimensions are also required for resist patterns, and the degree of precision is increasing. is also getting bigger. By the way, the novolak-based positive resist (MP-2400, trade name of Cypre Co., Ltd.) layer patterned by electron beam exposure is as follows:
The film is developed with an alkaline developer for a certain period of time, for example, 30 seconds to 90 seconds. In order to fix this development time, an appropriate dose must be set so that the design dimensions are equal.
Currently, we have decided on 4. However, since the pattern dimensions vary slightly depending on the condition (ztb) of the electron beam exposure apparatus and the environment during development, such as temperature and humidity, the dimensions of the completed pattern also vary from predetermined values. Moreover, if the pattern is completely formed with resist remaining at the bottom of the pattern, additional development is required.
(発明が解決しようとする課題)
ノボラック系ポジ型レジスト(MP−2400シブレ−
社商品名)を電子ビーム露光後、例えばコリンなどのア
ルカリ現像液による連続した現像処理工程を行い得られ
たレジスト残膜率を第2図に示した。このレジスト残膜
率とは、塗付したポジレシスト層をプリベイク(Pre
bake) L 、その終了時の膜厚を1OO1露光・
現像終了時のこのポジレジスト層の膜厚をαとしてα/
100 X100として現す。(Problem to be solved by the invention) Novolac positive resist (MP-2400 Sibley)
FIG. 2 shows the percentage of resist remaining film obtained by performing a continuous development process using an alkaline developer such as choline after exposure to an electron beam. This resist residual film rate refers to the rate at which the applied positive resist layer is pre-baked (Pre-baked).
bake) L, the film thickness at the end is 1OO1 exposure.
Let the film thickness of this positive resist layer at the end of development be α/
Express as 100 x 100.
第2図では、縦軸にレジスト残膜率、横軸にアルカリ現
像時間(秒)を採り、両者の関係を約1μmをイニシャ
ル(Initial)とした調査結果が示されているが
、実際のノボラック系ポジレジストパターンにあっては
、0.5μm〜0.8μmの厚さが一般的である。とこ
ろで、電子ビーム露光においては、0.1μm〜0.5
μm以下の寸法を形成するためには、濃度が薄いアルカ
リ現像液を使用して60秒〜90秒、時には120秒〜
240秒と長めの現像処理を行う。このため第1図で確
認できるように、90秒以下の残膜率が悪くなっており
、240秒程度で残膜0.65μmとなってしまう。In Figure 2, the vertical axis shows the resist remaining film rate and the horizontal axis shows the alkaline development time (seconds), and the relationship between the two is shown as the result of an investigation with an initial value of about 1 μm. A typical positive resist pattern has a thickness of 0.5 μm to 0.8 μm. By the way, in electron beam exposure, 0.1 μm to 0.5 μm
To form dimensions smaller than μm, a dilute alkaline developer is used for 60 to 90 seconds, sometimes 120 seconds to
A rather long development process is performed for 240 seconds. For this reason, as can be seen in FIG. 1, the remaining film rate after 90 seconds is poor, and the remaining film becomes 0.65 μm after about 240 seconds.
更に、第1図には、縦軸に開口部寸法単位μmを、横軸
にドーズm (nc/ c+n)として、露光時のドー
ズ量に対する現像後の開口部寸法即ちレジスト寸法変換
差を明らかにした。即ち、同じ電子ビーム露光条件で形
成されるノボラック系ポジレジストパターンを90秒と
150秒で現像した場合、明らかにドーズ量が多い場合
はど、開口部寸法に差が生じてくる。つまり60秒で0
.15μm〜0.2μm開口部寸法が大きくなってしま
う。この調査結果から、若干の現像時間が長くなること
により寸法が大きく変動することが判明した。このよう
に電子ビーム用ノボラック系ポジレジストをカルカリ現
像液で現像すると、電子ビーム露光装置の条件などの変
動により一定時間の追加現像を行う未露光部の残膜率が
悪化したり、開口部寸法が大きくなり、目標とするレジ
スト残膜率で設計寸法に等しいパターンを形成するのは
難しい。Furthermore, in Fig. 1, the vertical axis shows the aperture size unit μm, and the horizontal axis shows the dose m (nc/c+n), which shows the aperture size after development, that is, the resist dimension conversion difference, with respect to the dose during exposure. did. That is, when a novolac positive resist pattern formed under the same electron beam exposure conditions is developed in 90 seconds and 150 seconds, there will be a difference in the opening dimensions if the dose is obviously large. In other words, 0 in 60 seconds
.. The opening size becomes large by 15 μm to 0.2 μm. The results of this investigation revealed that the dimensions significantly fluctuate due to a slight increase in development time. When a novolak positive resist for electron beam is developed with a calkaline developer, the remaining film rate in the unexposed area where additional development is required for a certain period of time may deteriorate due to changes in the conditions of the electron beam exposure equipment, etc., and the aperture size may deteriorate. becomes large, making it difficult to form a pattern equal to the design dimensions with the target resist remaining film rate.
本発明はこのような事情により成されたもので、特に、
未露光部の膜べりを押え、プロファイルの良好な微細パ
ターンを形成することを目的とするものである。The present invention was made under these circumstances, and in particular,
The purpose is to suppress film loss in unexposed areas and form a fine pattern with a good profile.
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
半導体基板を被覆するレジスト層を露光してパターニン
グ後、現像処理の途中で一回以上のリンス工程及び乾燥
工程を行ってから現像する段階現像工程により未露光部
の残膜を安定化することに本発明のレジスト層のバター
ニング方法の特徴がある。[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) Stage development in which after exposing and patterning a resist layer covering a semiconductor substrate, a rinsing process and a drying process are performed one or more times during the development process, and then development is performed. The resist layer patterning method of the present invention is characterized by stabilizing the remaining film in the unexposed areas through the process.
(作 用)
ノボラック系ポジレジストを利用する電子ビーム露光・
現像工程では、アルカリ現像液による処理してから、純
水により現像液を洗浄除去乾燥工程を行っている。しか
し、本発明では、電子ビームにより描画されたノボラッ
ク系ポジレジストを最低−同項時間希釈したアルカリ現
像液に漬けて処理後、純水で洗浄する工程と乾燥工程を
付加した。このような処理工程を経たノボラック系ポジ
レジストパターンは、未露光部におけるレジスト膜がほ
とんど変動しておらず従来方法より有利であることが明
らかである。その理由としては、この純水による洗浄工
程と乾燥工程により耐エツチング膜がレジストの未露光
部に形成されると推定されるので、乾燥工程では水分を
完全に除去しなくでも良いと考えられる。即ち、縦軸に
レジスト残膜(単位μm)、横軸にアルカリ現像時間(
単位秒)を採った第2図更に、縦軸に開口部寸法(単位
μm)、横軸にドーズ量(単位nc/ cm)を採って
電子ビームレジスト寸法変換差を明らかにした第3図に
あるように、本発明方法によると開口部寸法の変動がほ
とんど認められず、本発明はこのような事実を基に完成
したものであり、しかも、現像工程の途中に水洗工程と
乾燥工程を実施することを限定する根拠とするものであ
る。(Function) Electron beam exposure using novolak positive resist
In the development process, after processing with an alkaline developer, the developer is washed away with pure water and a drying process is performed. However, in the present invention, a novolak positive resist drawn by an electron beam is immersed in a diluted alkaline developer for a minimum of the same amount of time, and then a step of washing with pure water and a drying step are added. It is clear that the novolac-based positive resist pattern that has undergone such processing steps is more advantageous than the conventional method because the resist film in the unexposed areas hardly changes. The reason for this is that it is presumed that an etching-resistant film is formed in the unexposed portions of the resist through this washing step with pure water and the drying step, so it is thought that it is not necessary to completely remove water in the drying step. That is, the vertical axis represents the resist residual film (unit: μm), and the horizontal axis represents the alkaline development time (
In addition, Figure 3 shows the difference in electron beam resist dimension conversion, with the vertical axis representing the aperture size (in μm) and the horizontal axis representing the dose (in nc/cm). As mentioned above, according to the method of the present invention, there is almost no change in the opening size, and the present invention was completed based on this fact.Moreover, the method of the present invention has been completed based on this fact. This is the basis for limiting what can be done.
(実施例)
本発明に係わる一実施例を第2図及び第3図を参照して
説明する。本発明において記載する半導体基板を被覆す
るレジスト層は、半導体基板に常方により被着する絶縁
物層に積層する場合と、この半導体基板に不純物を導入
拡散して形成した能動層または受動層に電気的に接続し
た電極や配線層に積層する場合とを含むものであり、更
に、いわゆる多層配線素子用の層間絶縁膜や電極や配線
層を含むものである。(Example) An example according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The resist layer covering the semiconductor substrate described in the present invention may be applied to an insulating layer normally deposited on the semiconductor substrate, or an active layer or passive layer formed by introducing and diffusing impurities into the semiconductor substrate. This includes the case of laminating electrically connected electrodes and wiring layers, and further includes interlayer insulating films, electrodes, and wiring layers for so-called multilayer wiring elements.
電子ビーム描画用レジストとしてノボラック系ポジレジ
ストMP−2400(シブレー社商品名)をシリコン半
導体基板の所定の場所に被覆後、電子ビム装置により開
口部の径が0.2μm〜0,3μmの微細パターンの描
画を1ナノ クローン/ cm程度の電子量により行っ
た。次にノボラック系ポジレジスト専用のアルカリ現e
液を純水により希釈した溶液により現像した。現像条件
としては、15秒間第1回の現像後、純水による(流水
)洗浄を30秒及び乾燥工程を行った。この乾燥工程と
しては、10秒間のスピン乾燥か清浄な気体を10秒間
吹付ける程度で良く、水分が完全に除去されなくても未
露光部分に耐エツチング膜が形成される程度で十分であ
る。この時このような膜の形成条件としては、乾燥工程
が不可避であると共に、純水洗浄も必要条件である。引
き続いての現像処理を0゜1.5,30.45,75,
100秒追加し、最後に本来の水洗工程と乾燥工程を施
した。この追加現像における0秒は比較資料を求めるた
めに採った手段である。After coating a silicon semiconductor substrate with a novolac-based positive resist MP-2400 (product name of Sibley) as a resist for electron beam drawing, a fine pattern with an opening diameter of 0.2 μm to 0.3 μm is formed using an electron beam device. Drawing was performed using an electron amount of about 1 nanoclone/cm. Next, use an alkaline resist specially designed for novolac positive resists.
The liquid was developed using a solution diluted with pure water. As for the development conditions, after the first development for 15 seconds, washing with pure water (running water) was performed for 30 seconds and a drying step was performed. This drying step may be performed by spin drying for 10 seconds or by spraying clean gas for 10 seconds, and even if the moisture is not completely removed, it is sufficient to form an etching-resistant film on the unexposed areas. At this time, as conditions for forming such a film, a drying step is inevitable, and washing with pure water is also a necessary condition. Subsequent development processing at 0°1.5, 30.45, 75,
An additional 100 seconds was added, and finally the original washing process and drying process were performed. 0 seconds in this additional development is a means taken to obtain comparative data.
更に、同質のレジスト層、同一濃度の現像液及び同一の
露光条件によりパターンニングを行ったが、現像条件を
第1回を90秒間施してから30秒間の純水洗浄を終え
て乾燥工程を行い、更に、30秒の追加現像を実施し、
最終的には、本来の洗浄工程と乾燥工程を加えた。この
ように本発明では、段階現像をノボラック系ポジレジス
トに行うと共にその途中で純水による洗浄工程と乾燥工
程を実施する。Furthermore, patterning was performed using a resist layer of the same quality, a developer of the same concentration, and the same exposure conditions, but the first development was performed for 90 seconds, and after washing with pure water for 30 seconds, a drying process was performed. , furthermore, carry out additional development for 30 seconds,
In the end, the original washing and drying steps were added. As described above, in the present invention, a novolak positive resist is subjected to stepwise development, and a washing step with pure water and a drying step are carried out in the middle of the development.
この結果、第2図及び第3図に示すような従来にない好
結果が得られており、以下にこれについて説明する。As a result, unprecedented good results were obtained as shown in FIGS. 2 and 3, which will be explained below.
第2図には、電子ビーム露光によりノボラック系ポジレ
ジストを段階現像による残膜差が、縦軸にノボラック系
ポジレジスト残膜(単位μm)、横軸にアルカリ現像時
間(単位秒)を採って示されている。この図では、四角
印が連続現像を、丸印がt5秒現像+純水洗浄工程と乾
燥工程+X秒追加現像の結果を示してる。これから明ら
かなように、1回の連続現象に対して丸印で示した現像
処理工程では、トータル90秒以降における未露光部レ
ジスト残膜がほとんど変動していないことが確認できる
。Figure 2 shows the residual film difference due to stepwise development of a novolac positive resist using electron beam exposure, with the vertical axis representing the novolac positive resist residual film (in μm) and the horizontal axis representing the alkaline development time (in seconds). It is shown. In this figure, the square marks indicate continuous development, and the circles indicate the results of t5 seconds development + pure water washing step and drying step + X seconds additional development. As is clear from this, it can be confirmed that in the development process indicated by the circle for one continuous phenomenon, the resist remaining film in the unexposed area after a total of 90 seconds hardly fluctuates.
また、第3図には、ノボラック系ポジレジストを電子ビ
ームで露光・現像して発生する寸法変換差が、縦軸に開
口部寸法(単位μm)、横軸にドーズ量(単位nc/
cm)により示されている。四角印が90秒現像、丸印
が90秒現像十水洗工程及び乾燥工程+60秒追加現像
の結果を示している。即ち、60秒の追加現像を行って
も開口部の分法は変動しないことが明瞭である。In addition, in Figure 3, the dimensional conversion difference that occurs when a novolak positive resist is exposed and developed with an electron beam is shown, with the vertical axis representing the opening dimension (unit: μm) and the horizontal axis representing the dose amount (unit: nc/cm).
cm). The square marks show the results of 90 seconds development, and the circles show the results of 90 seconds development, rinsing step and drying step + 60 seconds additional development. That is, it is clear that the division of the openings does not change even if additional development is performed for 60 seconds.
[発明の効果コ
このように、本発明では、ノボラック系ポジレジストを
現像するのに当たって、ある程度のドーズ量で描画した
パターンは、ボトム部分が追加現像によって完全に現像
され、しかも洗浄工程によりスカムも除去された上に乾
燥工程により未露光部分に耐エツチング膜が形成される
と考えられるので、良好なプロファイルが変動なく完成
されるので、量産上の効果が極めて大きい。[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, when developing a novolak positive resist, the bottom part of the pattern drawn with a certain amount of dose is completely developed by additional development, and the scum is also eliminated by the cleaning process. Since it is considered that an etching-resistant film is formed in the unexposed portions by the drying process after removal, a good profile can be completed without any variation, which is extremely effective in mass production.
第1図は、従来方法により得られたレジストパターンの
特性を示す図、第2図及び第3図は、本発明方法による
レジストパターンの特性を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the characteristics of a resist pattern obtained by the conventional method, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the characteristics of the resist pattern obtained by the method of the present invention.
Claims (1)
ング後、現像処理の途中で一回以上のリンス工程及び乾
燥工程を行ってから現像する段階現像工程により未露光
部の残膜を安定化することを特徴とするレジスト層のパ
ターニング方法。After exposing and patterning the resist layer that covers the semiconductor substrate, a rinsing process and a drying process are performed at least once during the development process, and then the development process is performed to stabilize the remaining film in the unexposed areas through the development process. Characteristic resist layer patterning method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180715A JPH0344918A (en) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | Patterning method for resist layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180715A JPH0344918A (en) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | Patterning method for resist layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344918A true JPH0344918A (en) | 1991-02-26 |
Family
ID=16088053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1180715A Pending JPH0344918A (en) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | Patterning method for resist layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0344918A (en) |
-
1989
- 1989-07-13 JP JP1180715A patent/JPH0344918A/en active Pending
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