JPH08293454A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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- JPH08293454A JPH08293454A JP7101426A JP10142695A JPH08293454A JP H08293454 A JPH08293454 A JP H08293454A JP 7101426 A JP7101426 A JP 7101426A JP 10142695 A JP10142695 A JP 10142695A JP H08293454 A JPH08293454 A JP H08293454A
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透光部と遮光部とを有するマスクを用いて、
オーバーハング構造を有するレジストパターンを形成す
る。 【構成】 マスクの透光部１３と遮光部１４とにおける
露光光にレジスト膜１２の厚さ方向に強い露光コントラ
ストを生じさせ、レジスト膜１２の露光領域１５におけ
る下層の現像速度を上層の現像速度より速く設定し、現
像速度の相違に基づいてオーバーハング構造を形成す
る。
オーバーハング構造を有するレジストパターンを形成す
る。 【構成】 マスクの透光部１３と遮光部１４とにおける
露光光にレジスト膜１２の厚さ方向に強い露光コントラ
ストを生じさせ、レジスト膜１２の露光領域１５におけ
る下層の現像速度を上層の現像速度より速く設定し、現
像速度の相違に基づいてオーバーハング構造を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オーバーハング構造を
有するレジストパターンの製造方法に関するものであ
る。
有するレジストパターンの製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】フォトリソグラフィ技術においては、例
えばオーバーハング形状のようなレジストの厚さ方向に
構造をもつパターンを形成するためには、多層レジスト
法を用いて複数回露光を行う、もしくは遮光部の他に半
遮光部をもつマスクを使用する方法を用いる必要があっ
た。
えばオーバーハング形状のようなレジストの厚さ方向に
構造をもつパターンを形成するためには、多層レジスト
法を用いて複数回露光を行う、もしくは遮光部の他に半
遮光部をもつマスクを使用する方法を用いる必要があっ
た。
【０００３】以下、反遮光部をもつマスクを使用して、
オーバーハング構造を有するレジストパターンを形成す
る従来例を、図４（ａ）から（ｃ）を用いて説明する
（特開平２−２１３１２２号公報参照）。まず図４
（ａ）に示すように、半導体基板４１上にネガ型フォト
レジストを塗布してレジスト膜を４２を形成する。
オーバーハング構造を有するレジストパターンを形成す
る従来例を、図４（ａ）から（ｃ）を用いて説明する
（特開平２−２１３１２２号公報参照）。まず図４
（ａ）に示すように、半導体基板４１上にネガ型フォト
レジストを塗布してレジスト膜を４２を形成する。
【０００４】次に図４（ｂ）に示すように、フォトマス
クを用いて露光を行う。このとき用いるフォトマスク
は、光透過率の高い透光性基板４３上に遮光部材４４及
び半遮光部材４５が設けられたものである。半遮光部材
４５としては、入射光の一部を吸収又は反射する材料を
用いる、又は遮光部材４４と同様の材質で解像限界未満
の微細なパターンを用いることにより、構成される。
クを用いて露光を行う。このとき用いるフォトマスク
は、光透過率の高い透光性基板４３上に遮光部材４４及
び半遮光部材４５が設けられたものである。半遮光部材
４５としては、入射光の一部を吸収又は反射する材料を
用いる、又は遮光部材４４と同様の材質で解像限界未満
の微細なパターンを用いることにより、構成される。
【０００５】次に図４（ｃ）に示すように現像処理を行
う。図４（ｃ）及び図３に示すように現像後、透光性基
板４３部分のみを透過する範囲においては、レジスト膜
４２は十分に露光されるため、完全に半導体基板４１上
に残る。遮光部材４４では、レジスト膜４２が露光され
ないため、開口部３１が開口され、半遮光部材４５が設
けられている範囲を透過する光は、レジスト膜４２中を
透過する途中にその露光エネルギーが全て吸収されてし
まうため、レジスト膜４２の表層のみが残り、庇部３２
が形成される。
う。図４（ｃ）及び図３に示すように現像後、透光性基
板４３部分のみを透過する範囲においては、レジスト膜
４２は十分に露光されるため、完全に半導体基板４１上
に残る。遮光部材４４では、レジスト膜４２が露光され
ないため、開口部３１が開口され、半遮光部材４５が設
けられている範囲を透過する光は、レジスト膜４２中を
透過する途中にその露光エネルギーが全て吸収されてし
まうため、レジスト膜４２の表層のみが残り、庇部３２
が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図示した従来例では、
同一マスク上に遮光部を形成する工程に加えて、遮光部
と異なる材料を用いた半遮光部を形成する、又は遮光部
と同一の材料で解像度以下の微細なパターンを用いた半
遮光部を設ける工程が加わるため、マスク作成のための
工程が複雑化するという問題がある。
同一マスク上に遮光部を形成する工程に加えて、遮光部
と異なる材料を用いた半遮光部を形成する、又は遮光部
と同一の材料で解像度以下の微細なパターンを用いた半
遮光部を設ける工程が加わるため、マスク作成のための
工程が複雑化するという問題がある。
【０００７】さらにマスクパターン設計の際に、遮光部
に加えて半遮光部のパターンを加える必要があるため、
複雑な形状の設計が必要となるという問題がある。さら
に完成したマスクは、半遮光部をもつため欠陥を検査す
る工程が複雑化、困難化するという問題がある。
に加えて半遮光部のパターンを加える必要があるため、
複雑な形状の設計が必要となるという問題がある。さら
に完成したマスクは、半遮光部をもつため欠陥を検査す
る工程が複雑化、困難化するという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、遮光部のみをもつマスク
を使用して、オーバーハング構造を有するレジストパタ
ーンを製造するレジストパターンの形成方法を提供する
ことにある。
を使用して、オーバーハング構造を有するレジストパタ
ーンを製造するレジストパターンの形成方法を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るレジストパターンの形成方法は、透光
部及び遮光部を有するマスクを用いて、オーバーハング
構造を有するレジストパターンを形成するレジストパタ
ーンの形成方法であって、前記マスクを用いてレジスト
膜を露光する際、レジスト膜の厚さ方向に強い露光コン
トラストを生じさせる処理を行うものである。
め、本発明に係るレジストパターンの形成方法は、透光
部及び遮光部を有するマスクを用いて、オーバーハング
構造を有するレジストパターンを形成するレジストパタ
ーンの形成方法であって、前記マスクを用いてレジスト
膜を露光する際、レジスト膜の厚さ方向に強い露光コン
トラストを生じさせる処理を行うものである。
【００１０】またレジスト膜形成工程と、露光工程とを
有し、透光部及び遮光部とを有するマスクを用いて、オ
ーバハング構造を有するレジストパターンを形成するレ
ジストパターンの形成方法であって、レジスト形成工程
は、半導体基板上にネガ型フォトレジストからなるレジ
スト膜を形成する処理であり、露光工程は、前記レジス
ト膜を前記マスクを用いて露光を行う処理であって、前
記マスクの透光部と遮光部とにおける露光光にレジスト
膜の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさせて露光
を行うものである。
有し、透光部及び遮光部とを有するマスクを用いて、オ
ーバハング構造を有するレジストパターンを形成するレ
ジストパターンの形成方法であって、レジスト形成工程
は、半導体基板上にネガ型フォトレジストからなるレジ
スト膜を形成する処理であり、露光工程は、前記レジス
ト膜を前記マスクを用いて露光を行う処理であって、前
記マスクの透光部と遮光部とにおける露光光にレジスト
膜の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさせて露光
を行うものである。
【００１１】またレジスト膜形成工程と、露光工程と、
生成物除去工程と、全面露光工程とを有し、透光部及び
遮光部を有するマスクを用いて、オーバーハング構造を
有するレジストパターンを形成するレジストパターンの
形成方法であって、レジスト膜形成工程は、半導体基板
上にポジ型フォトレジストからなるレジスト膜を形成す
る処理であり、露光工程は、前記レジスト膜を前記マス
クを用いて露光を行う処理であって、前記マスクの透光
部と遮光部とにおける露光光にレジスト膜の厚さ方向に
強い露光コントラストを生じさせて露光を行うものであ
り、生成物除去工程は、露光処理された前記レジスト膜
中の感光生成物を選択的に除去する処理であり、全面露
光工程は、感光生成物が除去された前記レジスト膜の全
面を露光する処理である。
生成物除去工程と、全面露光工程とを有し、透光部及び
遮光部を有するマスクを用いて、オーバーハング構造を
有するレジストパターンを形成するレジストパターンの
形成方法であって、レジスト膜形成工程は、半導体基板
上にポジ型フォトレジストからなるレジスト膜を形成す
る処理であり、露光工程は、前記レジスト膜を前記マス
クを用いて露光を行う処理であって、前記マスクの透光
部と遮光部とにおける露光光にレジスト膜の厚さ方向に
強い露光コントラストを生じさせて露光を行うものであ
り、生成物除去工程は、露光処理された前記レジスト膜
中の感光生成物を選択的に除去する処理であり、全面露
光工程は、感光生成物が除去された前記レジスト膜の全
面を露光する処理である。
【００１２】また前記露光コントラストによる処理は、
前記レジスト膜の露光領域における下層の現像速度を上
層の現像速度より速くする処理である。
前記レジスト膜の露光領域における下層の現像速度を上
層の現像速度より速くする処理である。
【００１３】また前記下層の現像速度は、上層の現像速
度に比べて１０倍以上である。
度に比べて１０倍以上である。
【００１４】
【作用】マスクの透光部と遮光部とにおける露光光にレ
ジスト膜の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさ
せ、レジスト膜の露光領域における下層の現像速度を上
層の現像速度より速く設定し、現像速度の相違に基づい
てオーバーハング構造を形成する。
ジスト膜の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさ
せ、レジスト膜の露光領域における下層の現像速度を上
層の現像速度より速く設定し、現像速度の相違に基づい
てオーバーハング構造を形成する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１６】（実施例１）図１（ａ）〜（ｃ）及び図３
は、それぞれ本発明の実施例を示す工程の断面図及び平
面図である。
は、それぞれ本発明の実施例を示す工程の断面図及び平
面図である。
【００１７】図において本発明に係るレジストパターン
の形成方法は、透光部と遮光部とを有するマスクを用い
てレジスト膜を露光する際、レジスト膜の厚さ方向に強
い露光コントラストを生じさせ、レジスト膜の上層と下
層の現像速度を異ならせてオーバーハング構造とするも
のである。
の形成方法は、透光部と遮光部とを有するマスクを用い
てレジスト膜を露光する際、レジスト膜の厚さ方向に強
い露光コントラストを生じさせ、レジスト膜の上層と下
層の現像速度を異ならせてオーバーハング構造とするも
のである。
【００１８】以下、本発明を具体例を用いて説明する。
図２はレジスト膜としてネガ型フォトレジストを用いた
場合の実施例である。
図２はレジスト膜としてネガ型フォトレジストを用いた
場合の実施例である。
【００１９】まず図１（ａ）に示すように、半導体基板
１１上にネガ型フォトレジストを塗布してレジスト膜１
２を形成する。次に図１（ｂ）に示すように、透光性基
板（透光部）１３および遮光部材（遮光部）１４を有す
るマスクを用いて、レジスト膜１２を露光し、感光領域
１５及び未感光領域１６を形成する。
１１上にネガ型フォトレジストを塗布してレジスト膜１
２を形成する。次に図１（ｂ）に示すように、透光性基
板（透光部）１３および遮光部材（遮光部）１４を有す
るマスクを用いて、レジスト膜１２を露光し、感光領域
１５及び未感光領域１６を形成する。
【００２０】以上に示した工程において、レジスト膜１
２の厚さ方向に庇のような構造を形成するために、レジ
スト膜１２の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさ
せ、現像時の未感光領域１６のうち感光領域１５の下層
に位置する部分の溶解（現像）速度を、感光領域１５の
表層部分の溶解（現像）速度の１０倍以上となるように
する。
２の厚さ方向に庇のような構造を形成するために、レジ
スト膜１２の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさ
せ、現像時の未感光領域１６のうち感光領域１５の下層
に位置する部分の溶解（現像）速度を、感光領域１５の
表層部分の溶解（現像）速度の１０倍以上となるように
する。
【００２１】透光性基板１３部分を透過した露光光は、
レジスト膜１２の表層に入射した時点での光エネルギー
強度をＩ0［ｍＪ／ｃｍ-2］とすると、レジスト膜１２
の下層に到達した時点での光エネルギー強度Ｉ1は、レ
ジスト膜１２中で吸収されて減衰する。
レジスト膜１２の表層に入射した時点での光エネルギー
強度をＩ0［ｍＪ／ｃｍ-2］とすると、レジスト膜１２
の下層に到達した時点での光エネルギー強度Ｉ1は、レ
ジスト膜１２中で吸収されて減衰する。
【００２２】光エネルギー強度Ｉ1を数式で表すと、式
１のようになる。 Ｉ1＝Ｉ0ｅｘｐ（−ａｔ）（式１） ただし、レジスト膜１２の膜厚をｔ［μｍ］、吸収係数
をａ［μｍ-1］としている。
１のようになる。 Ｉ1＝Ｉ0ｅｘｐ（−ａｔ）（式１） ただし、レジスト膜１２の膜厚をｔ［μｍ］、吸収係数
をａ［μｍ-1］としている。
【００２３】ネガ型レジストに対する露光時の照射エネ
ルギーと溶解速度との関係を図５に示す。図５から明ら
かなように、レジスト膜１２にエネルギーＩ0＝１４０
ｍＪ／ｃｍ-2の露光光を照射した場合、レジスト膜１２
の感光領域１５の表層における溶解速度は、１．５×１
０-3μｍ／ｓｅｃである。一方レジスト膜１２の未感光
領域１６の下層における溶解速度を、１．５×１０-3μ
ｍ／ｓｅｃ以下とするには、未感光領域１６の下層にお
ける露光光のエネルギーＩ1は、６５ｍＪ／ｃｍ-2以下
とすることが必要であることがわかる。このためには、
式１に示されるようにレジスト膜１２の膜厚ｔまたは吸
収係数ａを十分大きくして、ａｔ＞０．７７を満たすこ
とが必要である。
ルギーと溶解速度との関係を図５に示す。図５から明ら
かなように、レジスト膜１２にエネルギーＩ0＝１４０
ｍＪ／ｃｍ-2の露光光を照射した場合、レジスト膜１２
の感光領域１５の表層における溶解速度は、１．５×１
０-3μｍ／ｓｅｃである。一方レジスト膜１２の未感光
領域１６の下層における溶解速度を、１．５×１０-3μ
ｍ／ｓｅｃ以下とするには、未感光領域１６の下層にお
ける露光光のエネルギーＩ1は、６５ｍＪ／ｃｍ-2以下
とすることが必要であることがわかる。このためには、
式１に示されるようにレジスト膜１２の膜厚ｔまたは吸
収係数ａを十分大きくして、ａｔ＞０．７７を満たすこ
とが必要である。
【００２４】具体的に先の条件を満たすことができる例
を以下に挙げる。たとえば、通常ｉ線（波長３６ｎｍ）
またはｇ線（波長４３６ｎｍ）用に用いられるノボラッ
ク樹脂のネガ型レジストが、０．５〜２．０μｍ厚程度
の膜厚で使用したときに、レジスト膜１２の下層まで露
光光が十分到達することを前提として、露光光（ｉ線ま
たはｇ線）に対する樹脂の透過率が調節されており、樹
脂などの露光前後で透過率の変化しない非漂白成分の吸
収係数は、例えば０．１μｍ-1程度である。このような
レジストを粘度４００ｃｐと溶媒の濃度を調整し、回転
数１５００ｒｐｍで塗布することにより、膜厚１０μｍ
のレジスト膜１２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露
光量１４０ｍＪ／ｃｍ2で行うことにより感光領域１５
を形成できる。
を以下に挙げる。たとえば、通常ｉ線（波長３６ｎｍ）
またはｇ線（波長４３６ｎｍ）用に用いられるノボラッ
ク樹脂のネガ型レジストが、０．５〜２．０μｍ厚程度
の膜厚で使用したときに、レジスト膜１２の下層まで露
光光が十分到達することを前提として、露光光（ｉ線ま
たはｇ線）に対する樹脂の透過率が調節されており、樹
脂などの露光前後で透過率の変化しない非漂白成分の吸
収係数は、例えば０．１μｍ-1程度である。このような
レジストを粘度４００ｃｐと溶媒の濃度を調整し、回転
数１５００ｒｐｍで塗布することにより、膜厚１０μｍ
のレジスト膜１２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露
光量１４０ｍＪ／ｃｍ2で行うことにより感光領域１５
を形成できる。
【００２５】また例えば、露光光（ｉ線）に対して不透
明な染料などを混入して吸収係数を１．０μｍ-1にした
レジストを粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒｐ
ｍで塗布することにより、膜厚１．０μｍのレジスト膜
１２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露光量１４０ｍ
J／ｃｍ-2で行うことにより感光領域１５を形成でき
る。
明な染料などを混入して吸収係数を１．０μｍ-1にした
レジストを粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒｐ
ｍで塗布することにより、膜厚１．０μｍのレジスト膜
１２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露光量１４０ｍ
J／ｃｍ-2で行うことにより感光領域１５を形成でき
る。
【００２６】また例えば、ノボラック樹脂を用いたレジ
ストを、粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒｐｍ
で塗布することにより、膜厚１．０μのレジスト膜１２
を形成する。露光は、露光光源にＫｒＦレーザ光源（波
長２４６ｎｍ）またはＡｒＦレーザ光源（波長１９３ｎ
ｍ）などのＤｅｅｐＵＶ光を用いると、これらの波長に
対してノボラック樹脂からなるレジストの吸収係数は、
１．０μｍ-1程度以上の高い値を持つため、感光領域１
５を形成できる。
ストを、粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒｐｍ
で塗布することにより、膜厚１．０μのレジスト膜１２
を形成する。露光は、露光光源にＫｒＦレーザ光源（波
長２４６ｎｍ）またはＡｒＦレーザ光源（波長１９３ｎ
ｍ）などのＤｅｅｐＵＶ光を用いると、これらの波長に
対してノボラック樹脂からなるレジストの吸収係数は、
１．０μｍ-1程度以上の高い値を持つため、感光領域１
５を形成できる。
【００２７】次に感光したレジスト膜１２を、アルカリ
現像液（例えば、ＴＭＡＨ２．３８％、２５℃）を用い
て現像する。現像の進行は、先ずレジスト膜１２中の未
感光領域１６の上部が溶解し、次に未感光領域１６の下
部が現像液に接触している部分から溶解していく。その
結果、図１（ｃ）および図３に示すように、開口部３１
と庇部３２からなるオーバーハング構造を有するレジス
トパターンが得られる。このとき、未感光領域１６の下
層の溶解速度は、感光領域１５表層の溶解速度の１０倍
以上とすると、例えば、１．０μｍの庇を形成する間
の、開口部３１の寸法の広がり及び感光領域１５の上層
表面の膜減を０．１μｍ以内に抑えることができるた
め、良好な庇形状を形成することができる。
現像液（例えば、ＴＭＡＨ２．３８％、２５℃）を用い
て現像する。現像の進行は、先ずレジスト膜１２中の未
感光領域１６の上部が溶解し、次に未感光領域１６の下
部が現像液に接触している部分から溶解していく。その
結果、図１（ｃ）および図３に示すように、開口部３１
と庇部３２からなるオーバーハング構造を有するレジス
トパターンが得られる。このとき、未感光領域１６の下
層の溶解速度は、感光領域１５表層の溶解速度の１０倍
以上とすると、例えば、１．０μｍの庇を形成する間
の、開口部３１の寸法の広がり及び感光領域１５の上層
表面の膜減を０．１μｍ以内に抑えることができるた
め、良好な庇形状を形成することができる。
【００２８】ここで、庇の長さは現像時間の長短により
変化するが、たとえばレジスト層１２の膜厚が１μｍの
場合、現像時間６０秒以内で１μｍ程度の庇の長さが得
られる。また、庇下の高さは、露光光のエネルギーの大
小により変化するが、たとえばレジスト層１２の膜厚が
１μｍの場合、露光量１４０ｍＪ／ｃｍ2程度で０．５
μｍ程度の庇下の高さが得られる。
変化するが、たとえばレジスト層１２の膜厚が１μｍの
場合、現像時間６０秒以内で１μｍ程度の庇の長さが得
られる。また、庇下の高さは、露光光のエネルギーの大
小により変化するが、たとえばレジスト層１２の膜厚が
１μｍの場合、露光量１４０ｍＪ／ｃｍ2程度で０．５
μｍ程度の庇下の高さが得られる。
【００２９】（実施例２）図２（ａ）〜（ｄ）および図
３は、それぞれ本発明の実施例２を示す工程の断面図お
よび平面図である。先ず図２（ａ）に示すように、半導
体基板２１上にポジ型フォトレジストを塗布してレジス
ト膜２２を形成する。次に図２（ｂ）に示すように、透
光性基板２３及び遮光部材２４より成るマスクを用い
て、レジスト膜２２を露光する。この場合、レジスト２
２の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさせる。
３は、それぞれ本発明の実施例２を示す工程の断面図お
よび平面図である。先ず図２（ａ）に示すように、半導
体基板２１上にポジ型フォトレジストを塗布してレジス
ト膜２２を形成する。次に図２（ｂ）に示すように、透
光性基板２３及び遮光部材２４より成るマスクを用い
て、レジスト膜２２を露光する。この場合、レジスト２
２の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさせる。
【００３０】次に画像反転処理としてアンモニア蒸気中
で熱処理する（温度は１００℃で３０分が適当）。この
工程により、レジスト膜２３中の第１の感光領域２５で
は、感光によって生じた溶解促進物質は分解される。
で熱処理する（温度は１００℃で３０分が適当）。この
工程により、レジスト膜２３中の第１の感光領域２５で
は、感光によって生じた溶解促進物質は分解される。
【００３１】次に図２（ｃ）に示すように、ＵＶ光（露
光量１０００ｍＪ／ｃｍ2程度が適当である）を全面に
照射する。この工程により、レジスト膜２２中の未感光
領域２６は、全体にわたって残存する感光剤が感光し、
第２の感光領域２７となる。以上に示した工程におい
て、レジスト膜２２の厚さ方向に庇のような構造を形成
するために、レジスト２２の厚さ方向に強い露光コント
ラストを生じさせることで、現像時の第２の感光領域２
７のうち第１の感光領域２５の下層に位置する部分の溶
解速度は、第１の感光領域２５の表層の溶解速度の１０
倍以上となるようにする。
光量１０００ｍＪ／ｃｍ2程度が適当である）を全面に
照射する。この工程により、レジスト膜２２中の未感光
領域２６は、全体にわたって残存する感光剤が感光し、
第２の感光領域２７となる。以上に示した工程におい
て、レジスト膜２２の厚さ方向に庇のような構造を形成
するために、レジスト２２の厚さ方向に強い露光コント
ラストを生じさせることで、現像時の第２の感光領域２
７のうち第１の感光領域２５の下層に位置する部分の溶
解速度は、第１の感光領域２５の表層の溶解速度の１０
倍以上となるようにする。
【００３２】図２（ｂ）において、透光性基板２３部分
を透過した露光光は、レジスト膜２２の上層に入射した
時点での光エネルギー強度をＩ0［ｍＪ／ｃｍ-2］とす
ると、レジスト膜２２の底部に到達した時点での光エネ
ルギー強度Ｉ1は、レジスト膜中で吸収されて減衰し、 Ｉ1＝Ｉ0ｅｘｐ（−ａｔ）（式２） と表すことができる。ただし、レジスト膜２２の膜厚を
ｔ［μｍ］、吸収係数をａ［μｍ-1］としている。
を透過した露光光は、レジスト膜２２の上層に入射した
時点での光エネルギー強度をＩ0［ｍＪ／ｃｍ-2］とす
ると、レジスト膜２２の底部に到達した時点での光エネ
ルギー強度Ｉ1は、レジスト膜中で吸収されて減衰し、 Ｉ1＝Ｉ0ｅｘｐ（−ａｔ）（式２） と表すことができる。ただし、レジスト膜２２の膜厚を
ｔ［μｍ］、吸収係数をａ［μｍ-1］としている。
【００３３】ポジ型レジストと画像反転処理を組み合わ
せたプロセスに対する１次露光時の照射エネルギーと溶
解速度との関係を、図５に示す。これより、レジスト膜
２２にエネルギーＩ0＝１４０ｍＪ／ｃｍ-2の露光光を
照射した場合、レジスト膜２２の第１の感光領域２５の
上部の溶解速度は、１．５×１０-3μｍ／ｓｅｃであ
る。一方、レジスト膜２２の第２の感光領域２６の底部
の溶解速度が、１．５×１０-2μｍ／ｓｅｃ以下となる
には、底部の露光光のエネルギーＩ1が６５ｍＪ／ｃｍ
-2以下となっていることが必要であることがわかる。こ
のためには、（式２）に示されるようにレジスト膜２２
の膜厚ｔまたは吸収係数ａを十分大きくして、ａｔ＞
０．７７を満たすことが必要である。具体的に、先の条
件を満たすことができる例を以下に挙げる。
せたプロセスに対する１次露光時の照射エネルギーと溶
解速度との関係を、図５に示す。これより、レジスト膜
２２にエネルギーＩ0＝１４０ｍＪ／ｃｍ-2の露光光を
照射した場合、レジスト膜２２の第１の感光領域２５の
上部の溶解速度は、１．５×１０-3μｍ／ｓｅｃであ
る。一方、レジスト膜２２の第２の感光領域２６の底部
の溶解速度が、１．５×１０-2μｍ／ｓｅｃ以下となる
には、底部の露光光のエネルギーＩ1が６５ｍＪ／ｃｍ
-2以下となっていることが必要であることがわかる。こ
のためには、（式２）に示されるようにレジスト膜２２
の膜厚ｔまたは吸収係数ａを十分大きくして、ａｔ＞
０．７７を満たすことが必要である。具体的に、先の条
件を満たすことができる例を以下に挙げる。
【００３４】例えば、通常ｉ線（波長３６５ｎｍ）また
はｇ線（波長４３６ｎｍ）用に用いられるノボラック樹
脂のポジ型レジスト、０．５〜２．０μｍ厚程度の膜厚
で使用したときにレジスト膜底部まで露光光が十分到達
することを前提として、露光光（ｉ線またはｇ線）に対
する樹脂の透過率が調節されており、樹脂などの露光前
後で透過率の変化しない非漂白成分の吸収係数は、たと
えば０．１μｍ-1程度である。このようなレジストを粘
度４００ｃｐとなるよう溶媒の濃度を調整し、回転数１
５００ｒｐｍで塗布することにより、膜厚１０μｍのレ
ジスト膜２２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露光量
１４０ｍＪ／ｃｍ2で行うことにより第１の感光領域２
５を形成できる。
はｇ線（波長４３６ｎｍ）用に用いられるノボラック樹
脂のポジ型レジスト、０．５〜２．０μｍ厚程度の膜厚
で使用したときにレジスト膜底部まで露光光が十分到達
することを前提として、露光光（ｉ線またはｇ線）に対
する樹脂の透過率が調節されており、樹脂などの露光前
後で透過率の変化しない非漂白成分の吸収係数は、たと
えば０．１μｍ-1程度である。このようなレジストを粘
度４００ｃｐとなるよう溶媒の濃度を調整し、回転数１
５００ｒｐｍで塗布することにより、膜厚１０μｍのレ
ジスト膜２２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露光量
１４０ｍＪ／ｃｍ2で行うことにより第１の感光領域２
５を形成できる。
【００３５】また、例えば、露光光（ｉ線）に対して不
透明な染料などを混入して吸収係数を１．０μｍ-1にし
たレジストを粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒ
ｐｍで塗布することにより、膜厚１．０μｍのレジスト
膜２２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露光量１４０
ｍＪ／ｃｍ-2で行うことにより感光領域２５を形成でき
る。
透明な染料などを混入して吸収係数を１．０μｍ-1にし
たレジストを粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒ
ｐｍで塗布することにより、膜厚１．０μｍのレジスト
膜２２を形成する。露光は、ｉ線を用いて露光量１４０
ｍＪ／ｃｍ-2で行うことにより感光領域２５を形成でき
る。
【００３６】また、例えば、ノボラック樹脂を用いたレ
ジストを、粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒｐ
ｍで塗布することにより、膜厚１．０μのレジスト膜２
２を形成する。露光は、露光光源にＫｒＦレーザ光源
（波長２４６ｎｍ）またはＡｒＦレーザ光源（波長１９
３ｎｍ）などのＤｅｅｐＵＶ光を用いると、これらの波
長に対してノボラック樹脂からなるレジストの吸収係数
は、１．０μｍ-1程度以上の高い値をもつため、感光領
域２５を形成できる。
ジストを、粘度１０ｃｐに調整し、回転数４０００ｒｐ
ｍで塗布することにより、膜厚１．０μのレジスト膜２
２を形成する。露光は、露光光源にＫｒＦレーザ光源
（波長２４６ｎｍ）またはＡｒＦレーザ光源（波長１９
３ｎｍ）などのＤｅｅｐＵＶ光を用いると、これらの波
長に対してノボラック樹脂からなるレジストの吸収係数
は、１．０μｍ-1程度以上の高い値をもつため、感光領
域２５を形成できる。
【００３７】次に、感光したレジスト膜２２を、アルカ
リ現像液（例えば、ＴＭＡＨ２．３８％、２５℃）を用
いて現像する。現像の進行は、先ずレジスト膜２２中の
第２の感光領域２６の上部が溶解し、次に第２の感光領
域２６の下部が現像液に接触している部分から溶解して
いく。
リ現像液（例えば、ＴＭＡＨ２．３８％、２５℃）を用
いて現像する。現像の進行は、先ずレジスト膜２２中の
第２の感光領域２６の上部が溶解し、次に第２の感光領
域２６の下部が現像液に接触している部分から溶解して
いく。
【００３８】その結果、図２（ｄ）および図３に示すよ
うに、開口部３１と庇部３２から成るオーバーハング構
造を有するレジストパターンが得られる。このとき、第
２の感光領域２６の溶解速度が、第１の感光領域２５の
上部の溶解速度の１０倍以上あると、例えば１．０μｍ
の庇を形成する間の、開口部３１の寸法の広がりおよび
第１の感光領域２５の上部表面の膜減りを０．１μｍ以
内に抑えることができるため、良好な庇形状を形成する
ことができる。
うに、開口部３１と庇部３２から成るオーバーハング構
造を有するレジストパターンが得られる。このとき、第
２の感光領域２６の溶解速度が、第１の感光領域２５の
上部の溶解速度の１０倍以上あると、例えば１．０μｍ
の庇を形成する間の、開口部３１の寸法の広がりおよび
第１の感光領域２５の上部表面の膜減りを０．１μｍ以
内に抑えることができるため、良好な庇形状を形成する
ことができる。
【００３９】ここで、庇の長さは現像時間の長短により
変化するが、たとえばレジスト層２２の膜厚が１μｍの
場合、現像時間６０秒で１μｍ程度の庇の長さが得られ
る。また、庇下の高さは、露光光のエネルギーの大小に
より変化するが、たとえばレジスト層２２の膜厚が１μ
ｍの場合、露光量１４０ｍＪ／ｃｍ2程度で０．５μｍ
程度の庇下の高さが得られる。
変化するが、たとえばレジスト層２２の膜厚が１μｍの
場合、現像時間６０秒で１μｍ程度の庇の長さが得られ
る。また、庇下の高さは、露光光のエネルギーの大小に
より変化するが、たとえばレジスト層２２の膜厚が１μ
ｍの場合、露光量１４０ｍＪ／ｃｍ2程度で０．５μｍ
程度の庇下の高さが得られる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、透
光部と遮光部を有する１枚のマスクを用いて少ない工程
数でオーバーハング構造を有するレジストパターンを製
造することができる。
光部と遮光部を有する１枚のマスクを用いて少ない工程
数でオーバーハング構造を有するレジストパターンを製
造することができる。
【００４１】さらにマスクは、形成しようとするレジス
トパターンと相似形のパターン設計に従い、単一材料か
らなる遮光部のみを形成することにより製造できるた
め、マスクの設計工程、製造工程、検査工程が複雑化、
困難化することがない。
トパターンと相似形のパターン設計に従い、単一材料か
らなる遮光部のみを形成することにより製造できるた
め、マスクの設計工程、製造工程、検査工程が複雑化、
困難化することがない。
【図１】本発明の実施例１を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例２を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図３】オーバーハング構造を有するレジストパターン
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図４】従来例を工程順に示す断面図である。
【図５】溶解速度と照射エネルギーとの関係を示す図で
ある。
ある。
１１ 半導体基板 １２ レジスト膜 １３ 透光性基板 １４ 遮光部材 １５ 感光領域 １６ 未感光領域 ２１ 半導体基板 ２２ レジスト膜 ２３ 透光性基板 ２４ 遮光部材 ２５ 第１の感光領域 ２６ 第２の感光領域 ３１ 開口部 ３２ 庇部 ４１ 半導体基板 ４２ レジスト膜 ４３ 透光性基板 ４４ 遮光部材 ４５ 半遮光部材
Claims (5)
- 【請求項１】 透光部及び遮光部を有するマスクを用い
て、オーバーハング構造を有するレジストパターンを形
成するレジストパターンの形成方法であって、 前記マスクを用いてレジスト膜を露光する際、レジスト
膜の厚さ方向に強い露光コントラストを生じさせる処理
を行うものであることを特徴とするレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項２】 レジスト膜形成工程と、露光工程とを有
し、透光部及び遮光部とを有するマスクを用いて、オー
バハング構造を有するレジストパターンを形成するレジ
ストパターンの形成方法であって、 レジスト形成工程は、半導体基板上にネガ型フォトレジ
ストからなるレジスト膜を形成する処理であり、 露光工程は、前記レジスト膜を前記マスクを用いて露光
を行う処理であって、前記マスクの透光部と遮光部とに
おける露光光にレジスト膜の厚さ方向に強い露光コント
ラストを生じさせて露光を行うものであることを特徴と
するレジストパターンの形成方法。 - 【請求項３】 レジスト膜形成工程と、露光工程と、生
成物除去工程と、全面露光工程とを有し、透光部及び遮
光部を有するマスクを用いて、オーバーハング構造を有
するレジストパターンを形成するレジストパターンの形
成方法であって、 レジスト膜形成工程は、半導体基板上にポジ型フォトレ
ジストからなるレジスト膜を形成する処理であり、 露光工程は、前記レジスト膜を前記マスクを用いて露光
を行う処理であって、前記マスクの透光部と遮光部とに
おける露光光にレジスト膜の厚さ方向に強い露光コント
ラストを生じさせて露光を行うものであり、 生成物除去工程は、露光処理された前記レジスト膜中の
感光生成物を選択的に除去する処理であり、 全面露光工程は、感光生成物が除去された前記レジスト
膜の全面を露光する処理であることを特徴とするレジス
トパターンの形成方法。 - 【請求項４】 前記露光コントラストによる処理は、前
記レジスト膜の露光領域における下層の現像速度を上層
の現像速度より速くする処理であることを特徴とする請
求項１，２又は３に記載のレジストパターンの形成方
法。 - 【請求項５】 前記下層の現像速度は、上層の現像速度
に比べて１０倍以上であることを特徴とする請求項４に
記載のレジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7101426A JPH08293454A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7101426A JPH08293454A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08293454A true JPH08293454A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14300387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7101426A Pending JPH08293454A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08293454A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021255414A1 (en) | 2020-06-17 | 2021-12-23 | Oxford Nanopore Technologies Limited | Nanopore support structure and manufacture thereof |
| KR20220013358A (ko) * | 2020-07-23 | 2022-02-04 | 텐센트 테크놀로지(센젠) 컴퍼니 리미티드 | 포토레지스트 구조체, 패터닝된 퇴적 층, 반도체 칩 및 그 제조 방법 |
| CN120993684A (zh) * | 2025-09-16 | 2025-11-21 | 博康(嘉兴)半导体科技有限公司 | 一种优化双显影晶圆加工工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151863A (ja) * | 1988-12-03 | 1990-06-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジスト材料 |
| JPH04368135A (ja) * | 1991-06-14 | 1992-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Ｔ型パターン形成方法 |
-
1995
- 1995-04-25 JP JP7101426A patent/JPH08293454A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151863A (ja) * | 1988-12-03 | 1990-06-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジスト材料 |
| JPH04368135A (ja) * | 1991-06-14 | 1992-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Ｔ型パターン形成方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021255414A1 (en) | 2020-06-17 | 2021-12-23 | Oxford Nanopore Technologies Limited | Nanopore support structure and manufacture thereof |
| JP2023531904A (ja) * | 2020-06-17 | 2023-07-26 | オックスフォード ナノポール テクノロジーズ ピーエルシー | ナノ細孔支持構造及びその製造 |
| KR20220013358A (ko) * | 2020-07-23 | 2022-02-04 | 텐센트 테크놀로지(센젠) 컴퍼니 리미티드 | 포토레지스트 구조체, 패터닝된 퇴적 층, 반도체 칩 및 그 제조 방법 |
| JP2022545050A (ja) * | 2020-07-23 | 2022-10-25 | ▲騰▼▲訊▼科技（深▲セン▼）有限公司 | フォトレジスト構造、パターン化堆積層及び半導体チップ並びにそれらの作製方法 |
| US12040188B2 (en) | 2020-07-23 | 2024-07-16 | Tencent Technology (Shenzhen) Company Limited | Photoresist structure, patterned deposition layer, semiconductor chip and manufacturing method thereof |
| CN120993684A (zh) * | 2025-09-16 | 2025-11-21 | 博康(嘉兴)半导体科技有限公司 | 一种优化双显影晶圆加工工艺 |
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