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JPH05291303A - Formation of negative resist pattern - Google Patents

Formation of negative resist pattern

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Publication number
JPH05291303A
JPH05291303A JP4087324A JP8732492A JPH05291303A JP H05291303 A JPH05291303 A JP H05291303A JP 4087324 A JP4087324 A JP 4087324A JP 8732492 A JP8732492 A JP 8732492A JP H05291303 A JPH05291303 A JP H05291303A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
groove pattern
forming
pattern
resist
Prior art date
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Application number
JP4087324A
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Japanese (ja)
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JP3131016B2 (en
Inventor
Hideyuki Jinbo
秀之 神保
Yoshiyuki Kawazu
佳幸 河津
Yoshio Yamashita
吉雄 山下
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP04087324A priority Critical patent/JP3131016B2/en
Publication of JPH05291303A publication Critical patent/JPH05291303A/en
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Publication of JP3131016B2 publication Critical patent/JP3131016B2/en
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a negative resist pattern for forming a high-productivity T-shaped gate electrode pattern by means of an inexpensive equipment for high-speed operation of a gallium arsenide (GaAs) IC. CONSTITUTION:A first recess pattern 54 is formed in a negative resist layer 52 by photolithography. In order to prevent the mixing with resist to be applied in the next process, a mixing prevention layer 56 is formed. Negative resist is applied again onto the mixing prevention layer 56 as an upper-layer resist layer 60 and then a third recess pattern 62 is formed by photolithography. By washing away with water the mixing prevention layer 56 which is exposed at the bottom of the third recess pattern 62, the first, the second, and the third recesses are caused to communicate with each other to form a head-heavy resist pattern 64.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子のゲート
電極を形成するためのネガ型レジストパターンの形成方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a negative resist pattern for forming a gate electrode of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近来、ガリウム砒素(GaAs)ICな
どにおいて高速化のために、ゲート長の微細化が進めら
れている。しかし、ゲート長が細くなると、その分抵抗
が大きくなるという問題があった。これを解決するため
に、文献:『A novelelectron bea
m exposure technique for
0.1μm T−shaped gate fabri
cation 』N.Samoto etal.,J.
Vac.Sci. Technol.B8(6)No
v./Dec.1990.,pp1335に、ゲート長
方向に沿ってとって示した断面がT字型をしたゲート電
極が開示されている。図6にこの電極構造を模式的に斜
視図で示してある。このゲート電極構造では、ゲート長
Lを短く、ゲート幅Mを大きくするようにした結果、ゲ
ート電極の下層部が狭く、上層部が膨大化したT字型の
構造をしている。このような型のゲート電極には、T字
型の他に、Γ(ガンマ)型、マシュルーム型などと呼ば
れるものがある。
2. Description of the Related Art In recent years, in gallium arsenide (GaAs) ICs and the like, miniaturization of the gate length has been advanced in order to increase the speed. However, there is a problem in that the resistance increases as the gate length decreases. In order to solve this, the literature: “A novelelectron bea
m exposure technique for
0.1 μm T-shaped gate fabric
Cation ”N.N. Samoto et al. , J.
Vac. Sci. Technol. B8 (6) No
v. / Dec. 1990. , Pp 1335 discloses a gate electrode having a T-shaped cross section taken along the gate length direction. FIG. 6 schematically shows this electrode structure in a perspective view. In this gate electrode structure, the gate length L is made short and the gate width M is made large, resulting in a T-shaped structure in which the lower layer portion of the gate electrode is narrow and the upper layer portion is enlarged. In addition to the T-shaped type, gate electrodes of this type include those called Γ (gamma) type and mushroom type.

【0003】この型のゲート電極の作成方法として、上
記の文献では次のような方法を開示している。
As a method for forming this type of gate electrode, the above-mentioned document discloses the following method.

【0004】すなわち、図7に示すように、下地10上
に0.25μm厚で、下層レジスト層12の低分子量の
PMMA(ポリメチルメタクリレート)をコーティング
し、次に1μm厚で上層レジスト層14の高分子量のP
MMAをコーティングする(図7の(A))。
That is, as shown in FIG. 7, a lower molecular weight PMMA (polymethylmethacrylate) of the lower resist layer 12 is coated on the underlayer 10 to a thickness of 0.25 μm, and then the upper resist layer 14 is coated to a thickness of 1 μm. High molecular weight P
Coating with MMA ((A) of FIG. 7).

【0005】次に電子ビームで上層レジスト層14のみ
を感光するような露光量で露光した後、現像することに
より、ゲート電極の上層部を画成する溝18を形成する
(図7の(B))。
Next, by exposing the upper resist layer 14 with an electron beam in such an amount that the upper resist layer 14 alone is exposed, the groove 18 which defines the upper layer portion of the gate electrode is formed by developing (see (B in FIG. 7). )).

【0006】次に、下層レジスト層12を、同様に電子
ビームで露光し、その後現像してゲート電極の下層部を
画成する溝20を形成する(図7の(C))。
Next, the lower resist layer 12 is similarly exposed with an electron beam and then developed to form a groove 20 defining the lower layer portion of the gate electrode (FIG. 7C).

【0007】最後に、これら溝20および18を埋め込
むように金属を蒸着して金属層22を形成する(図8の
(A))。その後リフトオフにより上層レジスト層14
およびその上の金属層の不要部分を剥離し、よって所望
のゲートパターン24(下層部24aおよび上層部24
bで示してある。)を得る(図8の(B))。
Finally, metal is deposited to fill the grooves 20 and 18 to form a metal layer 22 (FIG. 8A). After that, the upper resist layer 14 is lifted off.
And an unnecessary portion of the metal layer on it are peeled off, so that the desired gate pattern 24 (lower layer portion 24a and upper layer portion 24
It is indicated by b. ) Is obtained ((B) of FIG. 8).

【0008】このようにして、ゲート長を決める下層部
24aと、下層部のゲート長より大きい長さを有する上
層部24bとからなるゲート電極24が得られる。
In this way, the gate electrode 24 including the lower layer portion 24a for determining the gate length and the upper layer portion 24b having a length larger than the gate length of the lower layer portion is obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電子ビームによる露光法は、装置が高価でしかも生産性
が低い問題がある。
However, the above-mentioned electron beam exposure method has a problem that the apparatus is expensive and the productivity is low.

【0010】この発明の目的は、ガリウム砒素(GaA
s)ICなどにおいて高速化のために、安価な装置を用
いて、しかも生産性の高い方法により、下層部よりも上
層部の方が膨大している構造のゲート電極を形成するた
めのネガ型レジストパターンの形成方法を提供すること
にある。
An object of the present invention is gallium arsenide (GaA).
s) A negative type for forming a gate electrode having a structure in which the upper layer portion is larger than the lower layer portion by using an inexpensive device for high speed in an IC or the like and by a method with high productivity It is to provide a method for forming a resist pattern.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明によれば、ゲート長を決める下層部と、こ
の下層部のゲート長より大きい長さを有する上層部とか
らなるゲート電極を形成するためのネガ型レジストパタ
ーンを形成するに当たり、(a)半導体下地上に、位相
シフタ法を用いて、前記下層部を画成するための第1溝
パターンを有する下層レジスト層を形成する工程と、
(b)該下層レジスト層上に前記第1溝パターンと連通
する第2溝パターンを有するミキシング防止層を形成す
る工程と、(c)該ミキシング防止層上に、前記第1溝
パターンよりも前記ゲート長方向の長さが大きくて、前
記第2溝パターンと連通し、しかも該第2溝パターンと
相俟って前記上層部を画成するための第3溝パターンを
有する上層レジスト層を形成する工程とを含むことを特
徴とする。
In order to achieve this object, according to the present invention, a gate electrode comprising a lower layer portion for determining the gate length and an upper layer portion having a length larger than the gate length of the lower layer portion. In forming a negative resist pattern for forming the lower resist layer, (a) a lower resist layer having a first groove pattern for defining the lower layer portion is formed on a semiconductor substrate by using a phase shifter method. Process,
(B) forming a mixing prevention layer having a second groove pattern communicating with the first groove pattern on the lower resist layer, and (c) forming the mixing prevention layer on the mixing prevention layer more than the first groove pattern. Forming an upper resist layer having a large length in the gate length direction, communicating with the second groove pattern, and having a third groove pattern for defining the upper layer portion in cooperation with the second groove pattern; And a step of performing.

【0012】また、この発明によれば、ゲート長を決め
る下層部と、この下層部のゲート長より大きい長さを有
する上層部とからなるゲート電極を形成するためのネガ
型レジストパターンを形成するに当たり、(a)半導体
下地上に、位相シフタ法を用いて、前記下層部を画成す
るための第1溝パターンを有する下層レジスト層を形成
する工程と、(b)該下層レジスト層を含む前記半導体
下地上に、表面が平坦となるようにミキシング防止層を
形成する工程と、(c)該ミキシング防止層上に、溝底
部が前記第1溝パターンのゲート長方向の長さよりも大
きくて、前記上層部の少なくとも一部分を画成するため
の第3溝パターンを有する上層レジスト層を形成する工
程と、(d)該第3溝パターンに露出している前記ミキ
シング防止層の部分を除去して該ミキシング防止層に第
2溝パターンを形成するとともに、前記第1溝パターン
中の前記ミキシング防止層の部分も除去して、前記第
1、第2および第3溝パターンを以て前記ゲート電極を
画成するためのゲート溝パターンを形成する工程とを含
ませてもよい。
Further, according to the present invention, a negative type resist pattern for forming a gate electrode composed of a lower layer portion for determining the gate length and an upper layer portion having a length larger than the gate length of the lower layer portion is formed. First, (a) a step of forming a lower resist layer having a first groove pattern for defining the lower layer portion on a semiconductor underlayer by using a phase shifter method, and (b) including the lower resist layer Forming a mixing prevention layer on the semiconductor underlayer so that the surface is flat; and (c) forming a groove bottom on the mixing prevention layer with a length larger than a length of the first groove pattern in the gate length direction. Forming an upper resist layer having a third groove pattern for defining at least a part of the upper layer portion, and (d) a portion of the mixing prevention layer exposed in the third groove pattern. To form a second groove pattern in the mixing prevention layer, and also remove a portion of the mixing prevention layer in the first groove pattern to form the gate with the first, second and third groove patterns. Forming a gate groove pattern for defining an electrode.

【0013】さらに、この発明によれば、またゲート長
を決める下層部と、この下層部のゲート長より大きい長
さを有する上層部とからなるゲート電極を形成するため
のネガ型レジストパターンを形成するに当たり、(a)
下地基板上に形成した下層レジスト層に対し、位相シフ
タ法を用いて、露光部と非露光部とを形成し、(b)露
光済みの前記下層レジスト層上にミキシング防止層を形
成する工程と、(c)該ミキシング防止層上に、溝底部
が前記非露光部のゲート長方向の長さよりも大きくて前
記上層部の少なくとも一部分を画成するための第3溝パ
ターンを有する上層レジスト層を形成する工程と、
(d)該第3溝パターンに露出している前記ミキシング
防止層の部分を除去して第2溝パターンを形成する工程
と、(e)該第2溝パターンに露出していない前記非露
光部分を除去して第1溝パターンを形成し、よって第
1、第2および第3溝パターンを以て前記ゲート電極を
画成するためのゲート溝パターンを形成する工程とを含
ませてもよい。
Further, according to the present invention, a negative resist pattern for forming a gate electrode composed of a lower layer portion for determining the gate length and an upper layer portion having a length larger than the gate length of the lower layer portion is formed. (A)
A step of forming an exposed portion and a non-exposed portion on the lower resist layer formed on the base substrate by using a phase shifter method, and (b) forming a mixing prevention layer on the exposed lower resist layer. (C) an upper resist layer having a third groove pattern on the anti-mixing layer, the groove bottom being larger than the length of the non-exposed portion in the gate length direction and defining at least a part of the upper layer. Forming process,
(D) removing the portion of the mixing prevention layer exposed in the third groove pattern to form a second groove pattern, and (e) the unexposed portion not exposed in the second groove pattern. May be removed to form a first groove pattern, thus forming a gate groove pattern for defining the gate electrode with the first, second and third groove patterns.

【0014】[0014]

【作用】この発明の構成によれば、ネガ型レジストで、
下層レジスト層を形成し、位相シフタ法を利用して露光
した後、現像することによってゲート電極の下層部を画
成する第1溝パターンを形成する。そして、この現像の
前または後工程として次工程で塗布するネガ型レジスト
とのミキシングを防止するために中間層をミキシング防
止層として設ける。その上に上層として再度ネガ型レジ
ストを形成して、通常の露光マスクを用いてこれを露光
した後、現像することによって、ゲート電極の上部層を
画成する第3溝パターンを形成する。そして、ミキシン
グ防止層を第1溝パターン形成の現像前に設けた場合に
は第3溝パターンに露出しているミキシング防止層部分
を除去し、次いで下層レジスト層の非露光部分を除去し
て、第2溝パターンを形成する。
According to the structure of the present invention, the negative resist is
A lower resist layer is formed, exposed using a phase shifter method, and then developed to form a first groove pattern defining a lower layer portion of the gate electrode. An intermediate layer is provided as a mixing prevention layer in order to prevent mixing with a negative resist applied in the next step before or after this development. A negative resist is again formed thereon as an upper layer, and this is exposed using a normal exposure mask, and then developed to form a third groove pattern defining the upper layer of the gate electrode. When the mixing prevention layer is provided before the development of the first groove pattern formation, the mixing prevention layer portion exposed in the third groove pattern is removed, and then the non-exposed portion of the lower resist layer is removed, A second groove pattern is formed.

【0015】或いはまた、ミキシング防止層を第1溝パ
ターン形成の現像後に設けた場合には、第3溝パターン
に露出しているミキシング防止層を除去することによ
り、第2溝パターンを形成するとともに、第1溝パター
ンを回復させる。これにより、第1、第2および第3溝
パターンが連通して形成されてゲート電極を画成するゲ
ート溝パターンを有するネガ型レジストパターンが形成
される。
Alternatively, when the mixing prevention layer is provided after the development for forming the first groove pattern, the second groove pattern is formed by removing the mixing prevention layer exposed in the third groove pattern. , Recover the first groove pattern. As a result, a negative resist pattern having a gate groove pattern which is formed by communicating the first, second and third groove patterns and defines a gate electrode is formed.

【0016】このように、この発明によれば、2層のネ
ガ型レジスト層を形成し、その間に両ネガ型レジスト層
のミキシング防止層を設ける。そして下層レジスト層を
位相シフタ法を用いたホトリソグラフィー工程によりゲ
ート電極の下層部を画成する微細溝パターンに形成し、
また上層レジスト層を通常の露光法を用いたホトリソグ
ラフィー工程により、ゲート電極の膨大した上層部を画
成する溝パターンを形成する。従って、この発明の方法
によれば安価な装置を用いてスループットを高めること
ができる。
As described above, according to the present invention, two negative resist layers are formed, and the mixing prevention layers for both negative resist layers are provided between them. Then, the lower resist layer is formed into a fine groove pattern defining the lower layer portion of the gate electrode by a photolithography process using a phase shifter method,
The upper resist layer is subjected to a photolithography process using an ordinary exposure method to form a groove pattern defining an enormous upper layer portion of the gate electrode. Therefore, according to the method of the present invention, the throughput can be increased by using an inexpensive device.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
つき説明する。尚、図は、この発明が理解出来る程度
に、各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概略的
に示してあるにすぎない。また、以下の実施例は単なる
好適例にすぎず、従って、この実施例で説明する数値
的、材料その他の条件は、単なる例示にすぎず、これら
例示した条件に何ら限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings merely schematically show the shapes, sizes, and arrangement relationships of the respective constituent components to the extent that the present invention can be understood. Further, the following examples are merely preferable examples, and therefore, numerical, material and other conditions described in this example are merely examples and are not limited to these exemplified conditions.

【0018】<実施例1>図1は、この発明のネガ型レ
ジストパターン形成方法の基本的実施例を説明するため
の図であり、図1の(A)は、この発明の形成方法によ
り得られた、ゲート電極形成のためのレジストパターン
の断面図である。
<Embodiment 1> FIG. 1 is a diagram for explaining a basic embodiment of a negative resist pattern forming method of the present invention. FIG. 1A shows a method obtained by the forming method of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of a resist pattern for forming a gate electrode, which is formed.

【0019】図1の(B)は、図1の(A)に示したレ
ジストパターンを用いて形成した頭部が膨大したゲート
電極、例えば、T型ゲート電極を示す断面図である。
FIG. 1B is a cross-sectional view showing a gate electrode having an enormous head formed by using the resist pattern shown in FIG. 1A, for example, a T-type gate electrode.

【0020】まず、下地として半導体基板50を用意
し、この一つの主表面上にネガ型レジスト層を塗布形成
する。次に、このレジスト層に対して、位相シフタ法を
用いて露光を行ない、露光部分と非露光部分とを形成す
る。その後現像してこのレジスト層にゲート電極の下層
部を画成するための第1溝パターン54を設けて下層レ
ジスト層52を形成する。この場合、レジスト層の材料
は、ネガ型レジスト材料であれば何でもよい。また、上
述した第1溝パターン54を形成するための現像は、ネ
ガ型レジスト層の露光に続けて行っても良いし、或い
は、この発明のネガ型レジストパターンの形成工程の最
終工程で行っても良く。設計に応じた好適な段階で行え
ば良い。
First, a semiconductor substrate 50 is prepared as a base, and a negative resist layer is formed by coating on this one main surface. Next, this resist layer is exposed using a phase shifter method to form an exposed portion and a non-exposed portion. Then, the resist layer is developed to provide a first groove pattern 54 for defining a lower layer portion of the gate electrode in this resist layer to form a lower resist layer 52. In this case, the material of the resist layer may be any negative resist material. Further, the development for forming the first groove pattern 54 described above may be performed subsequent to the exposure of the negative resist layer, or may be performed in the final step of the step of forming the negative resist pattern of the present invention. Also good. It may be performed at a suitable stage according to the design.

【0021】次に、この下層レジスト層52上に、この
層52のレジストと後工程で形成する上層レジスト層の
レジストとの混合を防止するためのミキシング防止層5
6を設ける。このミキシング防止層56は、第1溝パタ
ーン54と連通する第2溝パターン58を有している。
この第2溝パターン58の、ゲート長方向の長さを第1
溝パターン54の長さ以上とする。このミキシング防止
層56を形成するためには、先ず、ミキシングを防止す
る適当な材料を塗布して上面が平坦面となるような膜
(図示せず)を形成する。下層レジスト層52に既に第
1溝パターン54が形成されている場合には、この第1
溝パターン54を埋め込むように、この膜を形成する。
その後、この上側に、上層レジスト層を形成した後に、
適当なエッチング工程または剥離工程を用いて、第2溝
パターン58を形成すればよい。
Next, on the lower resist layer 52, a mixing prevention layer 5 for preventing the resist of the layer 52 and the resist of the upper resist layer formed in a later step from being mixed.
6 is provided. The mixing prevention layer 56 has a second groove pattern 58 communicating with the first groove pattern 54.
The length of the second groove pattern 58 in the gate length direction is set to the first length.
The groove pattern 54 has a length equal to or greater than the length. In order to form the mixing prevention layer 56, first, a suitable material for preventing mixing is applied to form a film (not shown) having a flat upper surface. If the first groove pattern 54 is already formed in the lower resist layer 52,
This film is formed so as to fill the groove pattern 54.
After that, after forming the upper resist layer on the upper side,
The second groove pattern 58 may be formed by using an appropriate etching process or peeling process.

【0022】そして、ミキシング防止層56上に、上層
レジスト層60を形成する。この上層レジスト層60
は、ゲート電極の上層部を画成するための第3溝パター
ン62を備えている。この第3溝パターン62のゲート
長方向に沿う長さを第1溝パターン54の長さよりも大
きくする。この上層レジスト層60を形成するには、ミ
キシング防止材料で膜を形成した後に、この膜の上面に
ネガ型レジスト材料を塗布して、レジスト層をいったん
形成する。しかる後、このレジスト層のうち、第1溝パ
ターンの上方部分を、この第1溝パターンのゲート長方
向に沿う長さよりも広い範囲に亙って遮光して露光す
る。その後、このレジスト層を現像して第3溝パターン
62を形成する。
Then, an upper resist layer 60 is formed on the mixing prevention layer 56. This upper resist layer 60
Has a third groove pattern 62 for defining an upper layer portion of the gate electrode. The length of the third groove pattern 62 along the gate length direction is made larger than the length of the first groove pattern 54. To form the upper resist layer 60, after forming a film of a mixing prevention material, a negative resist material is applied on the upper surface of this film to once form a resist layer. After that, in the resist layer, the upper portion of the first groove pattern is exposed to light over a range wider than the length of the first groove pattern along the gate length direction. Then, the resist layer is developed to form the third groove pattern 62.

【0023】第3溝パターン62の形成後、この溝62
に露出しているミキシング防止層56をエッチング除去
または剥離して第2溝パターン58を形成する。その
後、既に第1溝パターン54が形成されていて、この溝
54にミキシング防止材料が埋め込んでいる場合には、
上述のエッチング除去または剥離で同時にミキシング防
止材料を除去して第1溝パターン54を回復させる。或
いはまた、この第1溝パターン54が非露光状態のまま
残っている場合には、第2溝パターン58を形成した後
に、この非露光部分の現像処理により第1溝パターン5
4を形成する。このようにして、最終的に図1の(A)
に示すようなネガ型レジストパターンを半導体基板50
上に形成することができる。
After forming the third groove pattern 62, the groove 62 is formed.
The second groove pattern 58 is formed by etching away or peeling off the mixing prevention layer 56 exposed to the outside. After that, when the first groove pattern 54 is already formed and the mixing prevention material is embedded in the groove 54,
At the same time, the anti-mixing material is removed by the above etching removal or peeling to restore the first groove pattern 54. Alternatively, when the first groove pattern 54 remains in the unexposed state, the second groove pattern 58 is formed and then the first groove pattern 5 is formed by developing the unexposed portion.
4 is formed. Thus, finally (A) of FIG.
The negative resist pattern as shown in FIG.
Can be formed on.

【0024】図1の(A)のネガ型レジストパターン6
4上に設計に応じた適当なゲート金属材料を用いて蒸着
を行った後、上層レジスト層60および下層レジスト層
52を、リフトオフ法を用いて除去することにより、ゲ
ート電極68を得る。このゲート電極68は、下層部6
8aと上層部68bとからなっている(図1の
(B))。
The negative resist pattern 6 of FIG. 1A.
4 is vapor-deposited using an appropriate gate metal material according to the design, and then the upper resist layer 60 and the lower resist layer 52 are removed by a lift-off method to obtain the gate electrode 68. The gate electrode 68 has a lower layer portion 6
8a and the upper layer portion 68b (FIG. 1 (B)).

【0025】このように、この発明によれば、2回のホ
トリソグラフィ工程と、1回のミキシング防止層形成工
程と、このミキシング防止層のエッチング除去工程とに
よって、所要の溝パターンを有するネガ型レジストパタ
ーンを形成できる。従って、安価な装置を用い、しかも
生産性よくネガ型レジストパターンを形成できる。
As described above, according to the present invention, a negative pattern having a required groove pattern is formed by two photolithography steps, one mixing prevention layer forming step, and this mixing prevention layer etching removal step. A resist pattern can be formed. Therefore, a negative resist pattern can be formed with good productivity using an inexpensive apparatus.

【0026】<実施例2>次に、この発明の第2実施例
につき、より具体的に説明する。図2の(A)〜(D)
および図3の(A)〜(C)は、この第2実施例の説明
に供する工程図である。各図は、主要工程段階で得られ
た構造体をゲート長方向に沿って切って示した断面で表
してある。
<Second Embodiment> Next, the second embodiment of the present invention will be described more specifically. 2A to 2D
And (A)-(C) of FIG. 3 are process drawings for explaining the second embodiment. Each drawing shows a cross section of the structure obtained in the main process step taken along the gate length direction.

【0027】先ず、半導体下地としてGaAs基板50
を用意し、これにウエハアライメントマークを作成する
(図示せず)。
First, a GaAs substrate 50 is used as a semiconductor base.
And prepare a wafer alignment mark (not shown).

【0028】次に、この基板50上に、位相シフタ法に
よって、ゲート電極の下部を画成するための第1溝パタ
ーン54を下層レジスト層52に形成する。このため、
第1レジスト層70を約0.3μm厚でコーティングす
る。この第1レジスト層70のネガ型レジスト材料とし
ては、例えば、FSMR(FSMRは冨士薬品工業株式
会社の商品名である)を用いる。次に、この構造体をホ
ットプレートで70℃で140秒間ベークを行って図2
の(A)に示すような構造体を得る。
Next, a first groove pattern 54 for defining the lower part of the gate electrode is formed on the lower resist layer 52 on the substrate 50 by the phase shifter method. For this reason,
The first resist layer 70 is coated to a thickness of about 0.3 μm. As the negative resist material for the first resist layer 70, for example, FSMR (FSMR is a trade name of Fuji Chemical Industry Co., Ltd.) is used. Next, this structure was baked on a hot plate at 70 ° C. for 140 seconds to obtain the structure shown in FIG.
A structure as shown in (A) is obtained.

【0029】次に、べーク済みの第1層レジスト層70
を有する基板50をステッパ(縮小投影露光装置)RA
101−VL (日立製作所製)にセットする。このス
テッパに用いる露光用マスクとして、位相差マスクを用
いる。特にこの実施例では、位相差マスクのシフタのエ
ッジを利用して第1レジスト層70に遮光パターン、す
なわち非露光部(未露光部ともいう)を形成するのが好
適である。この方法によれば、微細な遮光パターンを得
ることができるからである。次に、この実施例では、第
1レジスト層70に対し0.5秒間露光した後、FSM
R現像液でレジストの現像を行って、非露光部を除去す
る。この結果、第1レジスト層70に第1溝パターン5
4が形成され、下層レジスト層52を得る。この第1溝
パターン54をウエルとも称する。基板50上に下層レ
ジスト層52を備えた構造体を図2の(B)に示してあ
る。
Next, the baked first layer resist layer 70 is formed.
Substrate 50 having a stepper (reduction projection exposure apparatus) RA
101-VL (manufactured by Hitachi Ltd.). A retardation mask is used as an exposure mask used for this stepper. Particularly in this embodiment, it is preferable to form the light-shielding pattern, that is, the non-exposed portion (also referred to as the unexposed portion) on the first resist layer 70 by utilizing the edge of the shifter of the retardation mask. This is because according to this method, a fine light-shielding pattern can be obtained. Next, in this embodiment, after exposing the first resist layer 70 for 0.5 seconds, the FSM
The resist is developed with an R developing solution to remove the non-exposed portion. As a result, the first groove pattern 5 is formed on the first resist layer 70.
4 is formed, and the lower resist layer 52 is obtained. This first groove pattern 54 is also called a well. A structure having a lower resist layer 52 on a substrate 50 is shown in FIG.

【0030】次に、この下層レジスト層52を含む基板
50上にミキシング防止層56を形成するため、ミキシ
ング防止材としてPVA(ポリビニルアルコール)を
0.05μm程度の厚みにスピンコートする(図2の
(C))。このミキシング防止層56の表面を平坦面に
する。そして、このミキシング防止層56によって、こ
の上に後工程で形成される上層レジスト層と下層レジス
ト層52のそれぞれのレジストの混合を防止することが
できる。この時点では、ミキシング防止層56に対する
剥離は行わない。
Next, in order to form the mixing prevention layer 56 on the substrate 50 including the lower resist layer 52, PVA (polyvinyl alcohol) as a mixing prevention material is spin-coated to a thickness of about 0.05 μm (see FIG. 2). (C)). The surface of the mixing prevention layer 56 is made flat. The mixing prevention layer 56 can prevent the respective resists of the upper layer resist layer and the lower layer resist layer 52, which are formed in a later step, from being mixed with each other. At this point, the mixing prevention layer 56 is not peeled off.

【0031】続いて、このミキシング防止層56の上
に、第2レジスト層72を形成する。この実施例では、
この場合のレジスト材料も上述したFSMRを用い、そ
の層厚を0.5μm程度としてスピンコーティング法に
より形成する。その後、第2レジスト層72を約70℃
で約140秒間ベークする(図2の(D))。
Subsequently, a second resist layer 72 is formed on the mixing prevention layer 56. In this example,
In this case, the resist material is also FSMR described above, and is formed by spin coating with a layer thickness of about 0.5 μm. Then, the second resist layer 72 is heated to about 70 ° C.
And bake for about 140 seconds ((D) of FIG. 2).

【0032】次に、この第2レジスト層72に対し、ゲ
ート電極の上層部の、少なくとも一部分を画成するため
の第3溝パターン62を形成する。そのため、上述した
ステッパと同型のステッパに位相差マスクあるいは通常
の遮光パターンが設けられたマスクを搭載して第2レジ
スト層72に対し0.5秒間露光した後、これを110
℃の温度で約140秒間のベークを行う。
Next, a third groove pattern 62 for defining at least a part of the upper layer portion of the gate electrode is formed in the second resist layer 72. Therefore, after mounting a phase difference mask or a mask provided with a normal light-shielding pattern on a stepper of the same type as the above stepper and exposing the second resist layer 72 for 0.5 seconds, the stepper is exposed to 110
Bake at a temperature of ℃ for about 140 seconds.

【0033】この露光により、第2レジスト層72に
は、非露光部74と露光部76とを形成する。この場
合、非露光部74の、ミキシング防止層56と接する部
分での長さは、ゲート長方向に沿う方向の第1溝パター
ン54の長さよりも長くすると共に、この非露光部74
は、ゲート長方向において、第1溝パターンを完全に覆
うように、露光するのがよい。この露光後の第2レジス
ト層72の状態を図3の(A)に示す。
By this exposure, a non-exposed portion 74 and an exposed portion 76 are formed on the second resist layer 72. In this case, the length of the non-exposed portion 74 in the portion in contact with the mixing prevention layer 56 is made longer than the length of the first groove pattern 54 in the direction along the gate length direction, and the non-exposed portion 74 is also formed.
Is preferably exposed so as to completely cover the first groove pattern in the gate length direction. The state of the second resist layer 72 after this exposure is shown in FIG.

【0034】続いて、FSMR現像液により40秒間、
露光済みの第2レジスト層72を現像し、さらに純水
で、これを30秒間リンスして第3溝パターン62を形
成する(図3の(B))。この第3溝パターン62もウ
エルと称する。このようにして第3溝パターン62が形
成されたレジスト層を上層レジスト層60と称する。
Then, for 40 seconds with FSMR developer,
The exposed second resist layer 72 is developed and further rinsed with pure water for 30 seconds to form a third groove pattern 62 ((B) of FIG. 3). This third groove pattern 62 is also called a well. The resist layer on which the third groove pattern 62 is formed in this way is referred to as an upper resist layer 60.

【0035】次に、この第3溝パターン62に露出して
いるミキシング防止層56の部分を除去する。この除去
は、この実施例では、水洗によって剥離することにより
行う。このとき上層レジスト層60と下層レジスト層5
2との間に挟まれたミキシング防止層56の一部も、僅
かであるが横方向に従って上層レジスト層60の下に食
い込むように除去され、さらに、第1溝パターン54を
埋込んでいるミキシング防止材料も除去される。この除
去により第2溝パターン58が形成される。このように
して第1、第2および第3溝パターン54、58、およ
び62は互いに連通する。そして、この実施例では、こ
の第2溝パターン58もゲート電極の上層部の一部分を
画成する。以上のようにしてゲート溝パターン80を得
る。このゲート溝パターン80を備えるネガ型レジスト
パターンを82で示す(図3の(C))。
Next, the portion of the mixing prevention layer 56 exposed in the third groove pattern 62 is removed. In this embodiment, this removal is performed by peeling by washing with water. At this time, the upper resist layer 60 and the lower resist layer 5
A part of the mixing prevention layer 56 sandwiched between the first and second layers is also slightly removed in a lateral direction so as to bite under the upper resist layer 60, and further, the mixing in which the first groove pattern 54 is embedded. The blocking material is also removed. By this removal, the second groove pattern 58 is formed. In this way, the first, second and third groove patterns 54, 58 and 62 communicate with each other. Further, in this embodiment, the second groove pattern 58 also defines a part of the upper layer portion of the gate electrode. As described above, the gate groove pattern 80 is obtained. A negative resist pattern having the gate groove pattern 80 is shown by 82 ((C) of FIG. 3).

【0036】最後に、金属蒸着装置EVC−1501
(日電アネルバ社製)内に、半導体下地50上にネガ型
レジストパターン80を備えた構造体をセットし、例え
ば電子ビーム蒸着法によりアルミニウム(Al)を平面
上で約6000A°(オングストローム)厚となるよう
蒸着する。次に、蒸着層(図示せず)が形成された構造
体を、例えばジメチルホルムアミド液内に約10分間浸
漬した後、リフトオフによりゲート電極パターン68を
形成する(図3の(D))。このゲート電極68の下層
部を68aで示し、上層部を68bで示してある。この
ようにして、この発明により形成したネガ型レジストパ
ターンを用いれば、ゲート長方向に沿った方向の断面図
でみて頭部が下部よりも大きくなっているゲート電極を
形成できる。なお、金属の蒸着を行った際、第2溝両サ
イドの僅かな食い込み部までは侵入しない。
Finally, a metal vapor deposition device EVC-1501
A structure having a negative resist pattern 80 is set on a semiconductor underlayer 50 in (manufactured by Nichiden Anelva Co.), and aluminum (Al) is set to a thickness of about 6000 A ° (angstrom) on a plane by, for example, an electron beam evaporation method. Vapor deposition so that Next, the structure body on which the vapor deposition layer (not shown) is formed is immersed in, for example, a dimethylformamide solution for about 10 minutes, and then the gate electrode pattern 68 is formed by lift-off ((D) of FIG. 3). The lower layer portion of the gate electrode 68 is indicated by 68a, and the upper layer portion thereof is indicated by 68b. In this way, by using the negative resist pattern formed according to the present invention, it is possible to form the gate electrode whose head is larger than that of the lower portion when seen in a sectional view along the gate length direction. In addition, when the metal is vapor-deposited, it does not enter even a slight biting portion on both sides of the second groove.

【0037】<実施例3>次に、この発明の第3実施例
につき説明する。図4および図5は、第2実施例と同様
に、T字型ゲート電極を形成するためのネガ型レジスト
パターンの形成工程を説明する図である。各図は、図2
および図3と同様に、ゲート長方向に沿って切って示し
た断面で表してある。
<Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described. 4 and 5 are views for explaining a negative resist pattern forming process for forming a T-shaped gate electrode, similarly to the second embodiment. Each figure is shown in Figure 2.
As in FIG. 3 and FIG. 3, it is represented by a cross section cut along the gate length direction.

【0038】なお、図中、図2および図3で示した構成
成分と同様な構成成分には同一の符号を付して示してあ
る。
In the figure, the same components as those shown in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals.

【0039】先ず、図2の(A)の工程と同様にしてG
aAs基板基板50にウエハアライメントマーク(図示
せず)を作成した後、この基板50に第1レジスト層7
0を形成する。この層70は、FSMR(冨士薬品工業
株式会社製)を0.3μm厚でコーティングし、ホット
プレートで70℃で140秒間ベークを行って形成する
(図4の(A))。
First, in the same manner as in the step of FIG.
After the wafer alignment mark (not shown) is formed on the substrate 50, the first resist layer 7 is formed on the substrate 50.
Form 0. This layer 70 is formed by coating FSMR (manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd.) to a thickness of 0.3 μm and baking it on a hot plate at 70 ° C. for 140 seconds ((A) of FIG. 4).

【0040】次に、前述した図2の(B)の工程と同様
にして、第1レジスト層70を有する基板50をステッ
パRA101−VLII(日立製作所製)にセットして、
位相シフタ法により、露光を行う。この場合にも位相差
マスクを用いる。この場合の露光は、0.5秒間程度行
い、第1レジスト層70に露光部52aと未露光部52
bを形成する(図4の(B))。この露光は、好ましく
は位相差マスクのシフタのエッジを用いて、未露光部の
パターンを形成するのがよい。このようにすると、ゲー
ト長方向の長さが微細な遮光パターンができる。
Then, the substrate 50 having the first resist layer 70 is set on the stepper RA101-VLII (manufactured by Hitachi, Ltd.) in the same manner as in the step of FIG. 2B described above.
Exposure is performed by the phase shifter method. Also in this case, the phase difference mask is used. The exposure in this case is performed for about 0.5 seconds, and the exposed portion 52a and the unexposed portion 52 are formed on the first resist layer 70.
b is formed ((B) of FIG. 4). In this exposure, the pattern of the unexposed portion is preferably formed by using the edge of the shifter of the retardation mask. By doing so, a light shielding pattern having a fine length in the gate length direction can be formed.

【0041】次に、この下地50に次工程で塗布される
第2レジスト層のレジスト材料であるFSMRとのミキ
シングを防止するため、ミキシング防止材としてPVA
(ポリビニルアルコール)を第1レジスト層70上に約
0.05μm厚にスピンコートし、ミキシング防止層5
6を形成する(図4の(C))。
Next, in order to prevent mixing with the FSMR which is the resist material of the second resist layer which is applied to the underlayer 50 in the next step, PVA is used as an anti-mixing material.
(Polyvinyl alcohol) is spin-coated on the first resist layer 70 to a thickness of about 0.05 μm, and the mixing prevention layer 5 is formed.
6 is formed ((C) of FIG. 4).

【0042】続いて、このミキシング防止層56上に第
3溝パターン62を有する上層レジスト層60を形成す
る(図5の(B))。そのため、この実施例では、先
ず、ネガ型レジスト材料としてFSMRをスピンコーテ
ィング法により0.5μm程度の膜厚に塗布して第2レ
ジスト層72を形成する(図4の(D))。続いて、約
70℃で約140秒間、第2レジスト層72をベークし
た後、この第2レジスト層72に対して、図3の(A)
で説明したと同様な手法により、露光を行う。このよう
にして、図5の(A)に示すような構造体を得る。同図
において76は露光部であり、また、74は非露光部
(未露光部ともいう)である。この場合、未露光部74
のミキシング防止層56と接する部分のゲート長方向に
沿う方向の長さは、第1レジスト層52の未露光部52
bの長さよりも長くするとともに、未露光部52bをゲ
ート長方向において完全に覆うような状態で形成するの
がよい。図5の(A)は、そのような状態を示してい
る。
Then, an upper resist layer 60 having a third groove pattern 62 is formed on the mixing prevention layer 56 (FIG. 5B). Therefore, in this embodiment, first, FSMR as a negative resist material is applied by spin coating to a film thickness of about 0.5 μm to form the second resist layer 72 ((D) of FIG. 4). Subsequently, after baking the second resist layer 72 at about 70 ° C. for about 140 seconds, the second resist layer 72 is baked on the second resist layer 72 as shown in FIG.
Exposure is performed by the same method as described in 1. In this way, a structure as shown in FIG. 5A is obtained. In the figure, 76 is an exposed portion, and 74 is a non-exposed portion (also referred to as an unexposed portion). In this case, the unexposed portion 74
The length of the portion of the first resist layer 52 in contact with the mixing prevention layer 56 in the direction along the gate length direction is the unexposed portion 52 of the first resist layer 52.
It is preferable to form the unexposed portion 52b so as to be longer than the length b and completely cover the unexposed portion 52b in the gate length direction. FIG. 5A shows such a state.

【0043】続いて、図3の(B)で説明したと同様に
して、FSMR現像液により40秒間の第2レジスト層
72の現像を行い、さらに純水で30秒間リンスして第
3溝パターン(ウエルともいう)62を形成する(図5
の(B))。このようにしてゲート電極の上層部の少な
くとも一部分を画成するレジスト溝パターンを有する上
層レジスト層60を得る。
Subsequently, the second resist layer 72 is developed with the FSMR developer for 40 seconds in the same manner as described with reference to FIG. 3B, and further rinsed with pure water for 30 seconds to form the third groove pattern. 62 (also called well) is formed (FIG. 5)
(B)). Thus, the upper resist layer 60 having the resist groove pattern defining at least a part of the upper portion of the gate electrode is obtained.

【0044】次に、この第3溝パターン62に露出した
ミキシング防止層56を水洗によって剥離して第2溝パ
ターン58を形成する。この第2溝パターン58は、第
2実施例で説明したと同様に、横方向に上層レジスト層
60の下側にまで、少し回り込んだ状態として形成され
る。これに続いて、下層レジスト層52の未露光部52
bをFSMR現像液によって除去して第1溝パターン5
4を形成する。その結果、第1、第2および第3溝パタ
ーン54、58および62が連通したゲート溝パターン
80を備えるネガ型レジストパターン82を得る(図5
の(C))。
Next, the mixing prevention layer 56 exposed in the third groove pattern 62 is removed by washing with water to form a second groove pattern 58. Similar to the second embodiment, the second groove pattern 58 is formed so as to slightly extend in the lateral direction to the lower side of the upper resist layer 60. Following this, the unexposed portion 52 of the lower resist layer 52
b is removed by FSMR developer to remove the first groove pattern 5
4 is formed. As a result, a negative resist pattern 82 having a gate groove pattern 80 in which the first, second and third groove patterns 54, 58 and 62 communicate with each other is obtained (FIG. 5).
(C)).

【0045】なお、この実施例の場合も、第2溝パター
ン58はゲート電極の上層部の一部分を画成する。ま
た、第1溝パターン54は、ゲート電極の下層部を画成
する。
Also in this embodiment, the second groove pattern 58 defines a part of the upper layer portion of the gate electrode. Also, the first groove pattern 54 defines a lower layer portion of the gate electrode.

【0046】最後に、第2実施例で説明したと同様な電
子ビーム蒸着法によりアルミニウム(Al)を平面上で
6000A°(オングストローム)厚となるよう蒸着す
る。次に、この蒸着層の下地であるレジスト層60およ
び52をジメチルホルムアミド液に約10分間浸漬した
後、リフトオフにより、下層部68aおよび上層部68
bからなるゲートパターン68を形成する(図5の
(D))。
Finally, aluminum (Al) is vapor-deposited on the plane to a thickness of 6000 A ° (angstrom) by the electron beam vapor deposition method similar to that described in the second embodiment. Next, the resist layers 60 and 52, which are the bases of the vapor-deposited layer, are immersed in a dimethylformamide solution for about 10 minutes and then lifted off to form the lower layer portion 68a and the upper layer portion 68.
A gate pattern 68 of b is formed ((D) of FIG. 5).

【0047】この発明は、上述した実施例にのみ限定さ
れるものでなく、多くの変形または変更を行い得ること
は明らかである。例えば、上述した実施例では、断面形
状がT型のゲート電極を形成するためのネガ型レジスト
パターンの形成方法につき説明したが、頭部が下部より
も大きい、いわゆる膨大頭部を有するゲート電極となる
レジストパターンであれば、この発明を適用できる。ま
た、数値的、材料その他の条件は設計に応じて適当に変
形することが可能である。
It is obvious that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments but many modifications and changes can be made. For example, in the above-mentioned embodiments, the method of forming the negative resist pattern for forming the gate electrode having a T-shaped cross section has been described. The present invention can be applied to any resist pattern. In addition, numerical conditions, materials, and other conditions can be appropriately modified according to the design.

【0048】また、上述した実施例では、エッジを含む
マスクを用いる位相シフタ法について説明したが、設計
に応じて、他の位相シフタ法を用いてもよいことは明ら
かである。
Further, in the above-mentioned embodiment, the phase shifter method using the mask including the edge is explained, but it is obvious that other phase shifter method may be used depending on the design.

【0049】[0049]

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明のネガ型レジストパターンの形成方法によれば、2
回のレジスト塗布、2回の露光法によるホトリソグラフ
ィと、1回のミキシング防止層の形成と、その除去によ
って、所要の溝パターンを有するネガ型レジストパター
ンを従来よりも安価の装置を用いることが可能となり、
しかも生産性も向上する。従って、この発明によれば、
単純な工程によって、0.2μm以下のゲート長を持つ
T字型ゲート電極を容易に形成することができる。
As is apparent from the above description, according to the method of forming a negative resist pattern of the present invention,
By applying the resist twice, by photolithography by the exposure method twice, by forming the mixing prevention layer once, and by removing it, it is possible to use a negative type resist pattern having a required groove pattern using an apparatus which is cheaper than the conventional one. Becomes possible,
Moreover, productivity is also improved. Therefore, according to the present invention,
A T-shaped gate electrode having a gate length of 0.2 μm or less can be easily formed by a simple process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のネガ型レジストパターンの形成方法
の基本的な第1実施例の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic first embodiment of a method for forming a negative resist pattern according to the present invention.

【図2】この発明のネガ型レジストパターンの形成方法
の第2実施例の説明に供する前半の工程図である。
FIG. 2 is a process chart of the first half used for describing a second embodiment of the method for forming a negative resist pattern of the present invention.

【図3】図2の続きの工程図である。FIG. 3 is a process diagram that follows FIG.

【図4】この発明のネガ型レジストパターンの形成方法
の第3実施例の説明に供する前半の工程図である。
FIG. 4 is a process chart of the first half used for describing a third embodiment of the method for forming a negative resist pattern of the present invention.

【図5】図4の続きの工程図である。5 is a process chart that follows FIG. 4. FIG.

【図6】この発明および従来のゲート電極の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the present invention and a conventional gate electrode.

【図7】従来法のゲート電極形成のためのレジストター
ンの形成方法を説明するための、前半の工程図である。
FIG. 7 is a first half process diagram for explaining a conventional method of forming a resist turn for forming a gate electrode.

【図8】図7の続きの工程図である。8 is a process chart that follows FIG. 7. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:下地(基板) 12:下層レジスト層 14:上層レジスト層 18:上層部溝 20:下層部溝 22:蒸着金属 24:ゲート電極 24a:ゲート電極下部 24b:ゲート電極上部 50:半導体基板 52:下層レジスト層 54:第1溝パターン 56:ミキシング防止層 58:第2溝パターン 60:上層レジスト層 62:第3溝パターン 64:ネガ型レジストパターン 68:ゲート電極 68a:ゲート電極下部 68b:ゲート電極上部 70:第1レジスト層 72:第2レジスト層 74:非露光部 76:露光部 10: Underlayer (substrate) 12: Lower resist layer 14: Upper resist layer 18: Upper groove 20: Lower groove 22: Evaporated metal 24: Gate electrode 24a: Lower gate electrode 24b: Upper gate electrode 50: Semiconductor substrate 52: Lower resist layer 54: First groove pattern 56: Mixing prevention layer 58: Second groove pattern 60: Upper resist layer 62: Third groove pattern 64: Negative resist pattern 68: Gate electrode 68a: Lower gate electrode 68b: Gate electrode Upper part 70: First resist layer 72: Second resist layer 74: Non-exposed part 76: Exposed part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 7352−4M H01L 21/30 311 W 7352−4M 361 U ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/027 7352-4M H01L 21/30 311 W 7352-4M 361 U

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート長を決める下層部と、この下層部
のゲート長より大きい長さを有する上層部とからなるゲ
ート電極を形成するためのネガ型レジストパターンを形
成するに当たり、 (a)半導体下地上に、位相シフタ法を用いて、前記下
層部を画成するための第1溝パターンを有する下層レジ
スト層を形成する工程と、 (b)該下層レジスト層上に前記第1溝パターンと連通
する第2溝パターンを有するミキシング防止層を形成す
る工程と、 (c)該ミキシング防止層上に、前記第1溝パターンよ
りも前記ゲート長方向の長さが大きくて、前記第2溝パ
ターンと連通し、しかも該第2溝パターンと相俟って前
記上層部を画成するための第3溝パターンを有する上層
レジスト層を形成する工程とを含むことを特徴とするネ
ガ型レジストパターンの形成方法。
1. A negative type resist pattern for forming a gate electrode comprising a lower layer portion for determining a gate length and an upper layer portion having a length larger than the gate length of the lower layer portion, wherein Forming a lower resist layer having a first groove pattern for defining the lower layer portion on the lower ground by using a phase shifter method; and (b) forming the first groove pattern on the lower resist layer. Forming a mixing prevention layer having a communicating second groove pattern, and (c) forming a second groove pattern on the mixing prevention layer having a length in the gate length direction larger than that of the first groove pattern. And a step of forming an upper resist layer having a third groove pattern for defining the upper layer portion in combination with the second groove pattern, the negative resist pattern. Forming method.
【請求項2】 ゲート長を決める下層部と、この下層部
のゲート長より大きい長さを有する上層部とからなるゲ
ート電極を形成するためのネガ型レジストパターンを形
成するに当たり、 (a)半導体下地上に、位相シフタ法を用いて、前記下
層部を画成するための第1溝パターンを有する下層レジ
スト層を形成する工程と、 (b)該下層レジスト層を含む前記半導体下地上に、表
面が平坦となるようにミキシング防止層を形成する工程
と、 (c)該ミキシング防止層上に、溝底部が前記第1溝パ
ターンのゲート長方向の長さよりも大きくて、前記上層
部の少なくとも一部分を画成するための第3溝パターン
を有する上層レジスト層を形成する工程と、 (d)該第3溝パターンに露出している前記ミキシング
防止層の部分を除去して該ミキシング防止層に第2溝パ
ターンを形成するとともに、前記第1溝パターン中の前
記ミキシング防止層の部分も除去して、前記第1、第2
および第3溝パターンを以て前記ゲート電極を画成する
ためのゲート溝パターンを形成する工程とを含むことを
特徴とするネガ型レジストパターンの形成方法。
2. A negative type resist pattern for forming a gate electrode comprising a lower layer portion for determining a gate length and an upper layer portion having a length larger than the gate length of the lower layer portion. Forming a lower resist layer having a first groove pattern for defining the lower layer portion on the lower ground by using a phase shifter method, and (b) on the semiconductor underlayer including the lower resist layer, A step of forming an anti-mixing layer so that the surface becomes flat, and (c) a groove bottom portion on the anti-mixing layer is larger than a length of the first groove pattern in the gate length direction, and at least the upper layer portion is formed. Forming an upper resist layer having a third groove pattern for defining a part, and (d) removing the portion of the mixing prevention layer exposed in the third groove pattern to remove the mixture. To form a second groove pattern in grayed prevention layer, wherein also part of the mixing-preventing layer is removed in the first groove pattern in the first, second
And a step of forming a gate groove pattern for defining the gate electrode with a third groove pattern, the method of forming a negative resist pattern.
【請求項3】 ゲート長を決める下層部と、この下層部
のゲート長より大きい長さを有する上層部とからなるゲ
ート電極を形成するためのネガ型レジストパターンを形
成するに当たり、 (a)下地基板上に形成した下層レジスト層に対し、位
相シフタ法を用いて、露光部と非露光部とを形成し、 (b)露光済みの前記下層レジスト層上にミキシング防
止層を形成する工程と、 (c)該ミキシング防止層上に、溝底部が前記非露光部
のゲート長方向の長さよりも大きくて前記上層部の少な
くとも一部分を画成するための第3溝パターンを有する
上層レジスト層を形成する工程と、 (d)該第3溝パターンに露出している前記ミキシング
防止層の部分を除去して第2溝パターンを形成する工程
と、 (e)該第2溝パターンに露出していない前記非露光部
分を除去して第1溝パターンを形成し、よって第1、第
2および第3溝パターンを以て前記ゲート電極を画成す
るためのゲート溝パターンを形成する工程とを含むこと
を特徴とするネガ型レジストパターンの形成方法。
3. A negative resist pattern for forming a gate electrode comprising a lower layer portion for determining a gate length and an upper layer portion having a length larger than the gate length of the lower layer portion, wherein (a) a base Using a phase shifter method for the lower resist layer formed on the substrate to form an exposed portion and a non-exposed portion, and (b) a step of forming a mixing prevention layer on the exposed lower resist layer. (C) An upper resist layer having a third groove pattern for defining at least a part of the upper layer portion having a groove bottom portion larger than the length of the non-exposed portion in the gate length direction is formed on the mixing prevention layer. And (d) removing a portion of the mixing prevention layer exposed in the third groove pattern to form a second groove pattern, and (e) not exposing in the second groove pattern. The above Removing the exposed portion to form a first groove pattern, and thus forming a gate groove pattern for defining the gate electrode with first, second and third groove patterns. Method for forming negative resist pattern.
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