JPH0888159A - 高アスペクト比を有するレジストパターン形成方法 - Google Patents
高アスペクト比を有するレジストパターン形成方法Info
- Publication number
- JPH0888159A JPH0888159A JP6221595A JP22159594A JPH0888159A JP H0888159 A JPH0888159 A JP H0888159A JP 6221595 A JP6221595 A JP 6221595A JP 22159594 A JP22159594 A JP 22159594A JP H0888159 A JPH0888159 A JP H0888159A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- aspect ratio
- forming
- pattern
- substrate
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来とまったく同じ装置を用いて100μm
以上の高さ(深さ)と高アスペクト比とを有するポジ型
レジストパターンを容易にかつ短時間で形成することが
できるレジストパターン形成方法を提供することであ
る。 【構成】 本発明のレジストパターン形成方法は、ポジ
型レジストを複数回重ね塗りすることによって基板1上
に100μm以上の膜厚を有するレジスト膜2を形成す
ることと、該レジスト膜2の固化及び基板への密着性向
上のためにレジスト膜2にプリベイクを施すことと、固
化したレジスト膜2に露光及び現像からなる処理パター
ンを複数回繰り返して行うことの各ステップを含む。
以上の高さ(深さ)と高アスペクト比とを有するポジ型
レジストパターンを容易にかつ短時間で形成することが
できるレジストパターン形成方法を提供することであ
る。 【構成】 本発明のレジストパターン形成方法は、ポジ
型レジストを複数回重ね塗りすることによって基板1上
に100μm以上の膜厚を有するレジスト膜2を形成す
ることと、該レジスト膜2の固化及び基板への密着性向
上のためにレジスト膜2にプリベイクを施すことと、固
化したレジスト膜2に露光及び現像からなる処理パター
ンを複数回繰り返して行うことの各ステップを含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体微細加工技術に
おけるホトリソグラフィ技術に関し、特にポジ型レジス
トを用いた高アスペクト比を有するレジストパターン形
成方法に関する。
おけるホトリソグラフィ技術に関し、特にポジ型レジス
トを用いた高アスペクト比を有するレジストパターン形
成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体微細加工技術の分野では、回路パ
ターン等の構造物を基板上に形成するために、ホトレジ
ストを用いたホトリソグラフィ技術が利用されている。
ターン等の構造物を基板上に形成するために、ホトレジ
ストを用いたホトリソグラフィ技術が利用されている。
【0003】感光性のある高分子材料からなるホトレジ
ストには、光を照射した部分が硬化するネガ型と、光を
照射した部分が変質して現像液に溶解しやすくなるポジ
型とがあり、平面的な幅に対して高さ(深さ)の大き
い、所謂、高アスペクト比の構造物用パターンの作成に
は、高解像度のポジ型レジストが用いられる。
ストには、光を照射した部分が硬化するネガ型と、光を
照射した部分が変質して現像液に溶解しやすくなるポジ
型とがあり、平面的な幅に対して高さ(深さ)の大き
い、所謂、高アスペクト比の構造物用パターンの作成に
は、高解像度のポジ型レジストが用いられる。
【0004】高アスペクト比を有するレジストパターン
の形成に就いては、"FABRICATION OF HIGH DEPTH-TO-WI
DTH ASPECT RATIO MICROSTRACTURES", IEEE MEMS '92,
pp.93-97 に開示されている例がある。
の形成に就いては、"FABRICATION OF HIGH DEPTH-TO-WI
DTH ASPECT RATIO MICROSTRACTURES", IEEE MEMS '92,
pp.93-97 に開示されている例がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の文献に開示され
た従来例によれば、図2の(A)及び(B)に示される
ように、シリコン基板1上にポジ型レジスト2を塗布し
た後、ホトマスク3を介して通常どうりたった1回の露
光を行い(図2の(A)参照)、続いてたった1回の現
像を行うことによってレジストパターン2aを形成して
いる(図2の(B)参照)。このため、露光時に光(紫
外線)4がレジストの深部まで入らず、アスペクト比に
捕らわれない場合でも高々70μmの深さまでの露光が
限界であった。一方、アスペクト比を考慮した場合に
は、幅が約3μmに対し深さ(高さ)が22μmで、ア
スペクト比は7.3であった。
た従来例によれば、図2の(A)及び(B)に示される
ように、シリコン基板1上にポジ型レジスト2を塗布し
た後、ホトマスク3を介して通常どうりたった1回の露
光を行い(図2の(A)参照)、続いてたった1回の現
像を行うことによってレジストパターン2aを形成して
いる(図2の(B)参照)。このため、露光時に光(紫
外線)4がレジストの深部まで入らず、アスペクト比に
捕らわれない場合でも高々70μmの深さまでの露光が
限界であった。一方、アスペクト比を考慮した場合に
は、幅が約3μmに対し深さ(高さ)が22μmで、ア
スペクト比は7.3であった。
【0006】さらに、通常1回の塗布で形成された約2
0μmの膜厚を有するレジスト膜を露光後の現像によっ
てその表面から底面までを通して溶解させるためには、
従来約10分程度の時間を要していた。従って、レジス
ト膜の膜厚が厚くなればなるほど現像に要する時間も長
くなる。レジスト膜をこのような長時間にわたって現像
液に触れさせると、未露光部分も現像液に侵蝕されるよ
うになり、レジストパターンの形成に大変な悪影響を及
ぼすことになる。
0μmの膜厚を有するレジスト膜を露光後の現像によっ
てその表面から底面までを通して溶解させるためには、
従来約10分程度の時間を要していた。従って、レジス
ト膜の膜厚が厚くなればなるほど現像に要する時間も長
くなる。レジスト膜をこのような長時間にわたって現像
液に触れさせると、未露光部分も現像液に侵蝕されるよ
うになり、レジストパターンの形成に大変な悪影響を及
ぼすことになる。
【0007】本発明は従来技術における上記問題点を解
決するために為されたもので、その目的とするところ
は、従来と全く同じ装置を用いて100μm以上の高さ
(深さ)と高アスペクト比とを有するレジストパターン
を容易にかつ短時間で形成することができるポジ型レジ
ストパターン形成方法を提供することにある。
決するために為されたもので、その目的とするところ
は、従来と全く同じ装置を用いて100μm以上の高さ
(深さ)と高アスペクト比とを有するレジストパターン
を容易にかつ短時間で形成することができるポジ型レジ
ストパターン形成方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の主なる態様によれば、ポジ型レジストを複
数回重ね塗りすることによって基板上に100μm以上
の膜厚を有するレジスト膜を形成することと、該レジス
ト膜の固化及び基板への密着性向上のためにレジスト膜
にプリベイクを施すことと、固化したレジスト膜に露光
及び現像からなる処理パターンを複数回繰り返して行う
ことの各ステップからなることを特徴とする高アスペク
ト比を有するレジストパターン形成方法が提供される。
に、本発明の主なる態様によれば、ポジ型レジストを複
数回重ね塗りすることによって基板上に100μm以上
の膜厚を有するレジスト膜を形成することと、該レジス
ト膜の固化及び基板への密着性向上のためにレジスト膜
にプリベイクを施すことと、固化したレジスト膜に露光
及び現像からなる処理パターンを複数回繰り返して行う
ことの各ステップからなることを特徴とする高アスペク
ト比を有するレジストパターン形成方法が提供される。
【0009】本発明の第2態様によれば、上記第1態様
に記載のレジスト膜の形成が、所定量のポジ型レジスト
液を基板の上面に滴下することと、前記レジスト液が基
板の上面全体に拡張されるように回転塗布機を用いて前
記基板を比較的低い回転数で数秒間予備回転させること
と、その後さらにレジスト液が所定の厚さになるように
回転塗布機を用いて前記基板を比較的高い回転数で所定
時間本回転させることと、塗布されたレジスト液を軟硬
化させるために所定温度で所定時間加熱すること、の各
ステップを含む1回の塗布を複数回繰り返すことを特徴
とする高アスペクト比を有するレジストパターン形成方
法が提供される。
に記載のレジスト膜の形成が、所定量のポジ型レジスト
液を基板の上面に滴下することと、前記レジスト液が基
板の上面全体に拡張されるように回転塗布機を用いて前
記基板を比較的低い回転数で数秒間予備回転させること
と、その後さらにレジスト液が所定の厚さになるように
回転塗布機を用いて前記基板を比較的高い回転数で所定
時間本回転させることと、塗布されたレジスト液を軟硬
化させるために所定温度で所定時間加熱すること、の各
ステップを含む1回の塗布を複数回繰り返すことを特徴
とする高アスペクト比を有するレジストパターン形成方
法が提供される。
【0010】上記主なる態様に記載の処理パターンにお
ける露光強度は900ミリジュール/cm2 以下であ
り、また現像時間は2分以内である。
ける露光強度は900ミリジュール/cm2 以下であ
り、また現像時間は2分以内である。
【0011】また、上記第2態様に記載の予備回転は5
00rpmで5秒間なされ、本回転は2000rpmで
20秒間なされる。
00rpmで5秒間なされ、本回転は2000rpmで
20秒間なされる。
【0012】さらに、第2態様に記載のレジスト液の軟
硬化のための加熱は60℃で10分間行われる。
硬化のための加熱は60℃で10分間行われる。
【0013】
【作用】本発明によれば、基板上に所定の膜厚が得られ
るまでポジ型レジストが複数回塗布され、その後に該ポ
ジ型レジスト膜の所定箇所が表面から底部に至るまで除
去された高アスペクト比を有するレジストパターンが形
成されるように、露光及び現像処理が複数回繰り返して
行われる。
るまでポジ型レジストが複数回塗布され、その後に該ポ
ジ型レジスト膜の所定箇所が表面から底部に至るまで除
去された高アスペクト比を有するレジストパターンが形
成されるように、露光及び現像処理が複数回繰り返して
行われる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例が添付の図面(図
1)に関連して説明される。
1)に関連して説明される。
【0015】まず、図1の(a)を参照すれば、シリコ
ン基板1上に一例としてヘキスト社製のポジ型レジスト
(AZ4903)が図示しない回転塗布機(スピンコー
トまたはスピナー)を用いて5回にわたって重ね塗りさ
れ、約100μmの厚さのレジスト膜2が形成された。
なお、1回の塗布による成膜は次のようになされた。す
なわち、所定量のレジスト液がシリコン基板1の上面に
滴下された後、回転塗布機にて500rpmで5秒間回
転を与えて、レジスト液をシリコン基板1の上面全体に
万べんなく拡張させた状態から、回転塗布機の回転を2
000rpmに上げて20秒間保持した。その後、次の
レジスト液塗布のために60℃で10分間加熱してレジ
スト膜2を少し硬化(軟硬化)させた。
ン基板1上に一例としてヘキスト社製のポジ型レジスト
(AZ4903)が図示しない回転塗布機(スピンコー
トまたはスピナー)を用いて5回にわたって重ね塗りさ
れ、約100μmの厚さのレジスト膜2が形成された。
なお、1回の塗布による成膜は次のようになされた。す
なわち、所定量のレジスト液がシリコン基板1の上面に
滴下された後、回転塗布機にて500rpmで5秒間回
転を与えて、レジスト液をシリコン基板1の上面全体に
万べんなく拡張させた状態から、回転塗布機の回転を2
000rpmに上げて20秒間保持した。その後、次の
レジスト液塗布のために60℃で10分間加熱してレジ
スト膜2を少し硬化(軟硬化)させた。
【0016】所定の厚さ(約100μm)のレジスト膜
2がシリコン基板1上に形成されたならば、レジスト膜
2を固化させると共に、レジスト膜2とシリコン基板1
との密着性を向上させるためにレジスト膜2を60℃の
温度で2時間加熱するプリベイク処理を行った。
2がシリコン基板1上に形成されたならば、レジスト膜
2を固化させると共に、レジスト膜2とシリコン基板1
との密着性を向上させるためにレジスト膜2を60℃の
温度で2時間加熱するプリベイク処理を行った。
【0017】次に、シリコン基板1上に成膜されたレジ
スト膜2に対し、ホトマスク3を介してほぼ900ミリ
ジュール/cm2 の強度を有する光(紫外線)4を照射
することによって1回目の露光が行われた。
スト膜2に対し、ホトマスク3を介してほぼ900ミリ
ジュール/cm2 の強度を有する光(紫外線)4を照射
することによって1回目の露光が行われた。
【0018】続いて、AZ400K液と純水とを1:4
で混合した現像液を用いて上記1回目の露光を施したレ
ジスト膜2に1回目の現像処理を2分間施した。
で混合した現像液を用いて上記1回目の露光を施したレ
ジスト膜2に1回目の現像処理を2分間施した。
【0019】上記第1回目の露光と現像の処理パターン
によって、高さ(深さ)18.8μmのレジストパター
ンが形成された。
によって、高さ(深さ)18.8μmのレジストパター
ンが形成された。
【0020】さらに、第1回目の処理パターンと同じ条
件で第2回目、第3回目、第4回目の処理パターンが図
1の(c)及び(d)、(e)及び(f)、(g)及び
(h)にそれぞれ示されるように繰り返し施された。な
お、第2回目以降の処理パターンは第1回目の処理パタ
ーンと同様なので、重複を避けるためにそれらの説明は
省略する。
件で第2回目、第3回目、第4回目の処理パターンが図
1の(c)及び(d)、(e)及び(f)、(g)及び
(h)にそれぞれ示されるように繰り返し施された。な
お、第2回目以降の処理パターンは第1回目の処理パタ
ーンと同様なので、重複を避けるためにそれらの説明は
省略する。
【0021】合計4回の処理パターンを繰り返し施すこ
とによって、シリコン基板上面1aを底面とする溝5を
両側に形成した104.5μmの高さを有するレジスト
パターン2がシリコン基板1上に形成された。
とによって、シリコン基板上面1aを底面とする溝5を
両側に形成した104.5μmの高さを有するレジスト
パターン2がシリコン基板1上に形成された。
【0022】上記第1〜第4回目の処理パターンによる
処理結果が次の表1に示される。
処理結果が次の表1に示される。
【0023】
【表1】 なお、露光に用いた光の強度を500ミリジュール/c
m2 に落としても、殆ど変わらない結果が得られた。
m2 に落としても、殆ど変わらない結果が得られた。
【0024】また、一般の半導体製造において行われる
レジストパターンのポストベイクは本発明では行われな
い。なぜなら、本発明によって形成されたレジストパタ
ーンは極めて高いアスペクト比を有しているので、ポス
トベイクにより内部応力が発生してレジストパターンが
割れたり崩れたりする恐れがあるからである。
レジストパターンのポストベイクは本発明では行われな
い。なぜなら、本発明によって形成されたレジストパタ
ーンは極めて高いアスペクト比を有しているので、ポス
トベイクにより内部応力が発生してレジストパターンが
割れたり崩れたりする恐れがあるからである。
【0025】次に、上述の本発明の実施例に対する比較
例を表2に示す。
例を表2に示す。
【0026】
【表2】 上記の表2から明らかなように、比較例では共にシリコ
ン基板上に約100μmの厚さにレジスト膜を形成した
A及びBの2つの試料に対して、まず実施例と同様な条
件で露光と現像の処理パターンを施した。その結果、両
試料共に、18.8μmの高さを有するレジストパター
ンが形成された。
ン基板上に約100μmの厚さにレジスト膜を形成した
A及びBの2つの試料に対して、まず実施例と同様な条
件で露光と現像の処理パターンを施した。その結果、両
試料共に、18.8μmの高さを有するレジストパター
ンが形成された。
【0027】続いて、A及びBの各試料に露光を施さず
に現像だけを再び施した。その結果、試料Aではレジス
トパターンの高さが23.9μmとなり、また試料Bで
は24.5μmとなった。これは、1回目の現像で完全
に除去されなかった分の露光済みレジストが2回目の現
像で除去されたことを示している。
に現像だけを再び施した。その結果、試料Aではレジス
トパターンの高さが23.9μmとなり、また試料Bで
は24.5μmとなった。これは、1回目の現像で完全
に除去されなかった分の露光済みレジストが2回目の現
像で除去されたことを示している。
【0028】さらに、A及びBの両試料に、再び1回目
と同様の条件で露光及び現像の処理パターンを施したと
ころ、試料A及びB共にレジストパターンの高さが約2
0数μm増大して表2に示す高さになった。
と同様の条件で露光及び現像の処理パターンを施したと
ころ、試料A及びB共にレジストパターンの高さが約2
0数μm増大して表2に示す高さになった。
【0029】以上から明らかなように、露光及び現像の
処理パターンを繰り返し施すことによって、従来不可能
とされた100μm以上の高さを有するレジストパター
ンが何ら亀裂を発生させることなく容易に形成され得
る。
処理パターンを繰り返し施すことによって、従来不可能
とされた100μm以上の高さを有するレジストパター
ンが何ら亀裂を発生させることなく容易に形成され得
る。
【0030】さらに、通常1回の塗布で形成された約2
0μmの膜厚を有するレジスト膜を露光後の現像によっ
てその表面から底面までを通して溶解させるためには、
従来約10分程度の時間を要していた。従って、100
μmの膜厚を有するレジスト膜を現像するには単純に計
算しても50分を要することになる。レジスト膜をこの
ような長時間にわたって現像液に触れさせると、未露光
部分も現像液に侵蝕されるようになり、レジストパター
ンの形成が不可能になったり、たとえ形成されたとして
も強度的にも形状的にも使い物にならないレジストパタ
ーンになる。
0μmの膜厚を有するレジスト膜を露光後の現像によっ
てその表面から底面までを通して溶解させるためには、
従来約10分程度の時間を要していた。従って、100
μmの膜厚を有するレジスト膜を現像するには単純に計
算しても50分を要することになる。レジスト膜をこの
ような長時間にわたって現像液に触れさせると、未露光
部分も現像液に侵蝕されるようになり、レジストパター
ンの形成が不可能になったり、たとえ形成されたとして
も強度的にも形状的にも使い物にならないレジストパタ
ーンになる。
【0031】本発明では、露光及び現像の処理パターン
を複数回にわたって繰り返すことにより、1回の現像時
間を2分間という比較的短時間に短縮することができ
た。これにより、100μm以上の高さ(厚さ)のレジ
ストパターンの形成に要する時間も著しく短縮すること
ができた。以上の説明は単に本発明の好適な実施例の例
証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。本発明に関する更に多くの変形例や改造例が本発明
の範囲を逸脱することなく当該技術の熟達者にとってみ
れば容易に思い当たるであろう。
を複数回にわたって繰り返すことにより、1回の現像時
間を2分間という比較的短時間に短縮することができ
た。これにより、100μm以上の高さ(厚さ)のレジ
ストパターンの形成に要する時間も著しく短縮すること
ができた。以上の説明は単に本発明の好適な実施例の例
証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。本発明に関する更に多くの変形例や改造例が本発明
の範囲を逸脱することなく当該技術の熟達者にとってみ
れば容易に思い当たるであろう。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、100μm以上の膜厚
で基板上に形成されたポジ型レジスト膜に露光及び現像
の処理パターンを複数回繰り返して行うようにしたの
で、100μm以上の深さと高アスペクト比とを有する
レジストパターンを容易にかつ短時間で形成することが
できる。
で基板上に形成されたポジ型レジスト膜に露光及び現像
の処理パターンを複数回繰り返して行うようにしたの
で、100μm以上の深さと高アスペクト比とを有する
レジストパターンを容易にかつ短時間で形成することが
できる。
【図1】本発明の一実施例を(a)から(h)までの断
面図で順次示す処理フローである。
面図で順次示す処理フローである。
【図2】従来例を(A)及び(B)までの断面図で順次
示す処理フローである。
示す処理フローである。
1 シリコン基板 1a シリコン基板上面 2 レジスト膜 2a レジストパターン 3 ホトマスク 4 光 5 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/38 501 H01L 21/30 566 569 F
Claims (6)
- 【請求項1】 ポジ型レジストを複数回重ね塗りするこ
とによって基板上に100μm以上の膜厚を有するレジ
スト膜を形成することと、該レジスト膜の固化及び基板
への密着性向上のためにレジスト膜にプリベイクを施す
ことと、固化したレジスト膜に露光及び現像からなる処
理パターンを複数回繰り返して行うことの各ステップか
らなることを特徴とする高アスペクト比を有するレジス
トパターン形成方法。 - 【請求項2】 前記レジスト膜の形成が、所定量のポジ
型レジスト液を基板の上面に滴下することと、前記レジ
スト液が基板の上面全体に拡張されるように回転塗布機
を用いて前記基板を比較的低い回転数で数秒間予備回転
させることと、その後さらにレジスト液が所定の厚さに
なるように回転塗布機を用いて前記基板を比較的高い回
転数で所定時間本回転させることと、塗布されたレジス
ト液を軟硬化させるために所定温度で所定時間加熱する
こと、の各ステップを含む1回の塗布を複数回繰り返す
ことを特徴とする請求項1記載の高アスペクト比を有す
るレジストパターン形成方法。 - 【請求項3】 前記処理パターンにおける露光強度が9
00ミリジュール/cm2 以下であり、また現像時間が
2分以内であることを特徴とする請求項1記載の高アス
ペクト比を有するレジストパターン形成方法。 - 【請求項4】 前記予備回転が500rpmで5秒間な
されることを特徴とする請求項2記載の高アスペクト比
を有するレジストパターン形成方法。 - 【請求項5】 前記本回転が2000rpmで20秒間
なされることを特徴とする請求項2記載の高アスペクト
比を有するレジストパターン形成方法。 - 【請求項6】 前記レジスト液の軟硬化のための加熱が
60℃で10分間行われることを特徴とする請求項2記
載の高アスペクト比を有するレジストパターン形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6221595A JPH0888159A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 高アスペクト比を有するレジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6221595A JPH0888159A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 高アスペクト比を有するレジストパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888159A true JPH0888159A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16769226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6221595A Withdrawn JPH0888159A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 高アスペクト比を有するレジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0888159A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1440787A3 (en) * | 2003-01-22 | 2012-01-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Three-dimensional structure forming method |
| US11932713B2 (en) * | 2017-12-31 | 2024-03-19 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Monomers, polymers and lithographic compositions comprising same |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP6221595A patent/JPH0888159A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1440787A3 (en) * | 2003-01-22 | 2012-01-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Three-dimensional structure forming method |
| US11932713B2 (en) * | 2017-12-31 | 2024-03-19 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Monomers, polymers and lithographic compositions comprising same |
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