JP3091886B2 - 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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- JP3091886B2 JP3091886B2 JP18649991A JP18649991A JP3091886B2 JP 3091886 B2 JP3091886 B2 JP 3091886B2 JP 18649991 A JP18649991 A JP 18649991A JP 18649991 A JP18649991 A JP 18649991A JP 3091886 B2 JP3091886 B2 JP 3091886B2
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- Japan
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- resist
- photoresist
- light
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】フォトリソグラフィーを用いた半
導体装置に関する。
導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフォトリソグラフィー工程を以下
に示す。図２（ａ）のように、所望の下地基板１の上
に、例えば、ポジ型フォトレジスト４を塗布し、縮小露
光装置等で、マスク上の所望のパターンを露光する。次
に現像を行うことにより、図２（ｂ）のようなレジスト
パターンを得ることができる。このフォトレジストパタ
ーンをマスクにし、インプラ工程、または、エッチング
工程等を行うことにより、半導体装置を製造していた。
に示す。図２（ａ）のように、所望の下地基板１の上
に、例えば、ポジ型フォトレジスト４を塗布し、縮小露
光装置等で、マスク上の所望のパターンを露光する。次
に現像を行うことにより、図２（ｂ）のようなレジスト
パターンを得ることができる。このフォトレジストパタ
ーンをマスクにし、インプラ工程、または、エッチング
工程等を行うことにより、半導体装置を製造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】より細い線幅を解像し
ようとすると、より入射光量の多い高ＮＡの露光機を用
いなければならなくなり、露光波長レベルのピッチの線
幅は、解像することができなかった。
ようとすると、より入射光量の多い高ＮＡの露光機を用
いなければならなくなり、露光波長レベルのピッチの線
幅は、解像することができなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明においては、下地基板に下層レジストを形
成後、所定の厚みの上層レジストを形成し、上層のフォ
トレジストを所定のパターンに露光現像した後、下層レ
ジストを露光現像する。
に、この発明においては、下地基板に下層レジストを形
成後、所定の厚みの上層レジストを形成し、上層のフォ
トレジストを所定のパターンに露光現像した後、下層レ
ジストを露光現像する。
【０００５】
【作用】上記のように製造すれば、下層レジスト露光時
において、上層レジストのある部分と無い部分とで、下
層レジストへの入射時の光の位相が変化することから、
上層レジストパターンエッジ部で光が干渉することによ
り、上層パターンエッジ部下には光が注入されないの
で、現像時に上層パターンエッジ部周辺下においては、
下層レジストが残り、それ以外はレジストが除去され
る。この後、下層レジストパターンに従って下地基板を
エッチングすれば、上層レジストを持ってエッチングし
た場合に比べ、より微細なパターンが形成される。
において、上層レジストのある部分と無い部分とで、下
層レジストへの入射時の光の位相が変化することから、
上層レジストパターンエッジ部で光が干渉することによ
り、上層パターンエッジ部下には光が注入されないの
で、現像時に上層パターンエッジ部周辺下においては、
下層レジストが残り、それ以外はレジストが除去され
る。この後、下層レジストパターンに従って下地基板を
エッチングすれば、上層レジストを持ってエッチングし
た場合に比べ、より微細なパターンが形成される。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１（ａ）に示すように、所望の下地の上に２
種の紫外線感光性樹脂、すなわちフォトレジストを、２
層にコートする。このとき、上層のフォトレジストと下
層のフォトレジストは、別の溶剤を用いたものを用い、
しかも上層のフォトレジストはポジ形フォトレジストと
する。
明する。図１（ａ）に示すように、所望の下地の上に２
種の紫外線感光性樹脂、すなわちフォトレジストを、２
層にコートする。このとき、上層のフォトレジストと下
層のフォトレジストは、別の溶剤を用いたものを用い、
しかも上層のフォトレジストはポジ形フォトレジストと
する。
【０００７】下層レジストの露光時、上層フォトレジス
トを通過した光と、露光雰囲気（例えば大気等）を通過
した光とでは、屈折率の差より位相差が生じる。この位
相差は、ｋ’λ−ｋλで表わされる。（ここでｋは、大
気中における波数であり、ｋ’は上層フォトレジスト膜
中の波数である。）この位相差をπとするため、 ｋ’λ−ｋλ＝ｋ（αλ−λ）＝（Ｒ＋０．５）λ … Ｒ：任意の整数 α：上層レジストの露光雰囲気に対する屈折率 λ：下層レジストを露光するときの波長 を満たすように定数ｋ＝（Ｒ＋０．５）／（α−１）と
設定すると、所望の上層フォトレジストの膜厚Ｔは、 Ｔ＝ｋλ＝｛（Ｒ＋０．５）／（α−１）｝λ … と表すことができる。
トを通過した光と、露光雰囲気（例えば大気等）を通過
した光とでは、屈折率の差より位相差が生じる。この位
相差は、ｋ’λ−ｋλで表わされる。（ここでｋは、大
気中における波数であり、ｋ’は上層フォトレジスト膜
中の波数である。）この位相差をπとするため、 ｋ’λ−ｋλ＝ｋ（αλ−λ）＝（Ｒ＋０．５）λ … Ｒ：任意の整数 α：上層レジストの露光雰囲気に対する屈折率 λ：下層レジストを露光するときの波長 を満たすように定数ｋ＝（Ｒ＋０．５）／（α−１）と
設定すると、所望の上層フォトレジストの膜厚Ｔは、 Ｔ＝ｋλ＝｛（Ｒ＋０．５）／（α−１）｝λ … と表すことができる。
【０００８】また、上層のフォトレジストは、透過性及
び上層露光時の解像及び下層露光時の焦点深度等の理由
により、薄い方が望ましい。また、一般的にフォトレジ
ストの屈折率αは、１＜αであるため、Ｒ＝０のとき、
上層フォトレジストの膜厚は、最も薄くすることが可能
であり、そのときの膜厚をＴｏとすると、 Ｔｏ＝λ／｛２（α−１）｝ となる。
び上層露光時の解像及び下層露光時の焦点深度等の理由
により、薄い方が望ましい。また、一般的にフォトレジ
ストの屈折率αは、１＜αであるため、Ｒ＝０のとき、
上層フォトレジストの膜厚は、最も薄くすることが可能
であり、そのときの膜厚をＴｏとすると、 Ｔｏ＝λ／｛２（α−１）｝ となる。
【０００９】上記式を満たすような膜厚、例えばＴｏ
に上層フォトレジストをコートし、所望のパターンを上
層フォトレジストに露光し現像する。このとき、上層の
フォトレジストと下層のフォトレジストとは、溶剤が異
なっているため、下層のレジストは、上層レジストの現
像液では不溶であるため、現像後の形状は、図１（ｂ）
に示すような形状となる。
に上層フォトレジストをコートし、所望のパターンを上
層フォトレジストに露光し現像する。このとき、上層の
フォトレジストと下層のフォトレジストとは、溶剤が異
なっているため、下層のレジストは、上層レジストの現
像液では不溶であるため、現像後の形状は、図１（ｂ）
に示すような形状となる。
【００１０】次に、波長λで全面を露光する。すると、
上層のレジストには全面に、波長λの紫外光が注入され
るが、下層のレジストは上層にレジストのあるところ
と、無いところとでは、πだけ位相がずれるため、上層
フォトレジストのエッジ部の下には、光の干渉により光
が注入されない。ここで、上層レジスト用の現像液で現
像すると、上層フォトレジストは、全面に紫外光が入っ
ているため全て取れる。
上層のレジストには全面に、波長λの紫外光が注入され
るが、下層のレジストは上層にレジストのあるところ
と、無いところとでは、πだけ位相がずれるため、上層
フォトレジストのエッジ部の下には、光の干渉により光
が注入されない。ここで、上層レジスト用の現像液で現
像すると、上層フォトレジストは、全面に紫外光が入っ
ているため全て取れる。
【００１１】次に下層フォトレジスト用の現像液で現像
すると、下層レジストが例えばポジ形フォトレジストの
ときは、光波が注入されなかった上層レジストのエッジ
部下とその周辺はレジストが残り、それ以外の光波が注
入された場所は、レジストが現像により溶解しなくな
る。従って、図１（ｃ）のような微細なパターンが形成
できる。
すると、下層レジストが例えばポジ形フォトレジストの
ときは、光波が注入されなかった上層レジストのエッジ
部下とその周辺はレジストが残り、それ以外の光波が注
入された場所は、レジストが現像により溶解しなくな
る。従って、図１（ｃ）のような微細なパターンが形成
できる。
【００１２】また、下層レジストがネガ形フォトレジス
トのときには、光波が十分に注入された部分は、レジス
トのパターンが形成され、上層レジストのエッジ部の下
は、光波が十分に注入されず、レジストがなくなる。従
って図１（ｃ)'のような微細パターンが形成できる。
トのときには、光波が十分に注入された部分は、レジス
トのパターンが形成され、上層レジストのエッジ部の下
は、光波が十分に注入されず、レジストがなくなる。従
って図１（ｃ)'のような微細パターンが形成できる。
【００１３】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、上層
のフォトレジストを用い、位相をシフトさせ下層のフォ
トレジストを露光するため、光の波長程度の非常に微細
なフォトレジストパターンを形成することが可能であ
る。上層レジストは、下層レジストにより平坦化された
上に、薄くコートしてあるため、露光時、焦点深度が得
にくい露光装置でも露光することが可能であり、また、
全面露光時は平行な短波長光線であれば、高ＮＡのレン
ズを介した光を使用しなくてもよいため、全体として段
差部等でも非常に微細なフォトレジストパターンを形成
することが可能である。また、短波長紫外線に対して透
過率の高いレジストを用いることにより、高ＮＡレンズ
が作成困難な波長帯でも、平行光線さえ作成できれば、
光波の干渉により光強度のコントラストを作るため、波
長よりも細い線幅またはスペースのパターニングを行う
ことが可能であるという効果がある。
のフォトレジストを用い、位相をシフトさせ下層のフォ
トレジストを露光するため、光の波長程度の非常に微細
なフォトレジストパターンを形成することが可能であ
る。上層レジストは、下層レジストにより平坦化された
上に、薄くコートしてあるため、露光時、焦点深度が得
にくい露光装置でも露光することが可能であり、また、
全面露光時は平行な短波長光線であれば、高ＮＡのレン
ズを介した光を使用しなくてもよいため、全体として段
差部等でも非常に微細なフォトレジストパターンを形成
することが可能である。また、短波長紫外線に対して透
過率の高いレジストを用いることにより、高ＮＡレンズ
が作成困難な波長帯でも、平行光線さえ作成できれば、
光波の干渉により光強度のコントラストを作るため、波
長よりも細い線幅またはスペースのパターニングを行う
ことが可能であるという効果がある。
【図１】 （ａ）〜（ｄ）はレジストパターンの形成方
法を示す工程順断面図である
法を示す工程順断面図である
【図２】（ａ），（ｂ）は従来のレジストパターンの形
成方法を示す工程順断面図である。
成方法を示す工程順断面図である。
１ 下地基板 ２ 下層フォトレジスト ３ 上層フォトレジスト ４ ポジ形フォトレジスト
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に、下層にネガ型又はポジ
型の第１のフォトレジストを塗布する工程と、上層に下
層と異なった溶剤で且つ透過性のあるポジ型の第２のレ
ジストを所定の膜厚に塗布する工程と、上層の前記第２
のレジストに所定の形状を露光現像する工程と、全面を
短波長の平行光線で露光する工程と、下層の前記第１の
レジストを現像する工程とからなり、前記上層の第２の
レジストの膜厚は、下層の第１のレジストの露光時、上
層の第２のレジストがある部分とない部分とで、下層レ
ジストへの入射時の光の位相が半波長の奇数倍ずれるよ
うな厚みであることを特徴とするフォトリソグラフィー
を用いたレジスとパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18649991A JP3091886B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18649991A JP3091886B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613309A JPH0613309A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3091886B2 true JP3091886B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=16189563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18649991A Expired - Lifetime JP3091886B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3091886B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4899871B2 (ja) * | 2007-01-09 | 2012-03-21 | 凸版印刷株式会社 | レジストパターン形成方法及び電子素子の製造方法並びに半導体集積回路の製造方法 |
| JP5330205B2 (ja) * | 2009-11-26 | 2013-10-30 | 株式会社東芝 | 露光方法 |
| JP5479070B2 (ja) * | 2009-12-17 | 2014-04-23 | 株式会社東芝 | 光学像強度算出方法、パターン生成方法、半導体装置の製造方法および光学像強度分布算出プログラム |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18649991A patent/JP3091886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0613309A (ja) | 1994-01-21 |
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