JPH0697065A - 微細レジストパターンの形成方法 - Google Patents
微細レジストパターンの形成方法Info
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- JPH0697065A JPH0697065A JP4248035A JP24803592A JPH0697065A JP H0697065 A JPH0697065 A JP H0697065A JP 4248035 A JP4248035 A JP 4248035A JP 24803592 A JP24803592 A JP 24803592A JP H0697065 A JPH0697065 A JP H0697065A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、場所によりレジスト膜厚が異なっ
ても、パターニングの寸法精度を向上させることができ
るように改良された、コントラストエンハンスメント層
を用いる微細レジストパターンの形成方法を得ることを
最も主要な特徴とする。 【構成】 基板４の上にレジスト１を塗布する。レジス
ト１の上に、屈折率が１．４以下に調整された、コント
ラストエンハンスメント層６とレジスト１とのミキシン
クを防止するための中間層２０を形成する。中間層２０
の上に、コントラストエンハンスメント層６を形成す
る。コントラストエンハンスメント層６の上方からレジ
スト１に向けて、光を選択的に照射する。コントラスト
エンハンスメント層６と中間層２０を除去する。レジス
ト１を現像する。
ても、パターニングの寸法精度を向上させることができ
るように改良された、コントラストエンハンスメント層
を用いる微細レジストパターンの形成方法を得ることを
最も主要な特徴とする。 【構成】 基板４の上にレジスト１を塗布する。レジス
ト１の上に、屈折率が１．４以下に調整された、コント
ラストエンハンスメント層６とレジスト１とのミキシン
クを防止するための中間層２０を形成する。中間層２０
の上に、コントラストエンハンスメント層６を形成す
る。コントラストエンハンスメント層６の上方からレジ
スト１に向けて、光を選択的に照射する。コントラスト
エンハンスメント層６と中間層２０を除去する。レジス
ト１を現像する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に微細レジスト
パターンの形成方法に関するものであり、より特定的に
は、コントラストエンハンスメント層を用いて高解像度
の微細レジストパターンを形成する方法に関する。
パターンの形成方法に関するものであり、より特定的に
は、コントラストエンハンスメント層を用いて高解像度
の微細レジストパターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、微細レジストパターンを形成す
るための従来のフォトリソグラフィの順序の各工程にお
ける基板の断面図である。
るための従来のフォトリソグラフィの順序の各工程にお
ける基板の断面図である。
【０００３】図６（ａ）を参照して、基板４の上に、ポ
ジ型フォトレジスト１を塗布する。図６（ｂ）を参照し
て、マスク５を用いて、ポジ型フォトレジスト１に、光
を選択的に照射する。図６（ｃ）を参照して、ポジ型フ
ォトレジスト１を現像する。この方法によると、図６
（ｃ）に示すように、コントラストが悪く、解像度が悪
いという問題点があった。
ジ型フォトレジスト１を塗布する。図６（ｂ）を参照し
て、マスク５を用いて、ポジ型フォトレジスト１に、光
を選択的に照射する。図６（ｃ）を参照して、ポジ型フ
ォトレジスト１を現像する。この方法によると、図６
（ｃ）に示すように、コントラストが悪く、解像度が悪
いという問題点があった。
【０００４】上述のような問題点を解決するために、Ｃ
ＥＬ技術（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ
Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｙ）が開発された。
ＥＬ技術（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ
Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｙ）が開発された。
【０００５】図７は、従来のＣＥＬ技術の順序の各工程
における基板の断面図である。図７（ａ）を参照して、
基板４の上にポジ型フォトレジスト１を塗布する。
における基板の断面図である。図７（ａ）を参照して、
基板４の上にポジ型フォトレジスト１を塗布する。
【０００６】図７（ｂ）を参照して、ポジ型フォトレジ
スト１の上に、中間層２を形成する。中間層２の上に、
コントラストエンハンスメント層（以下、ＣＥＬとい
う）６を形成する。中間層２は、ＣＥＬ６とポジ型フォ
トレジスト１とのミキシングを防止するためのものであ
る。特開平２−２１２８５１号公報にも開示されいてる
ように、ＣＥＬ６は、露光前には露光波長に対する吸収
が大きいが、露光されるに伴って次第に吸収が小さくな
る、すなわち、光の透過率が高くなる材料（光消色性色
素成分と称する）を含有する層である。光消色性色素成
分としては、ジアゾニウム塩、スチルバゾリウム塩、ア
リールニトロソ塩類が知られている。被膜形成成分とし
ては、フェノール系樹脂等が用いられる。
スト１の上に、中間層２を形成する。中間層２の上に、
コントラストエンハンスメント層（以下、ＣＥＬとい
う）６を形成する。中間層２は、ＣＥＬ６とポジ型フォ
トレジスト１とのミキシングを防止するためのものであ
る。特開平２−２１２８５１号公報にも開示されいてる
ように、ＣＥＬ６は、露光前には露光波長に対する吸収
が大きいが、露光されるに伴って次第に吸収が小さくな
る、すなわち、光の透過率が高くなる材料（光消色性色
素成分と称する）を含有する層である。光消色性色素成
分としては、ジアゾニウム塩、スチルバゾリウム塩、ア
リールニトロソ塩類が知られている。被膜形成成分とし
ては、フェノール系樹脂等が用いられる。
【０００７】図７（ｃ）を参照して、マスク５を用い
て、ＣＥＬ６が塗布されたポジ型レジスト１に向けて、
光を選択的に照射する。
て、ＣＥＬ６が塗布されたポジ型レジスト１に向けて、
光を選択的に照射する。
【０００８】図７（ｃ）と（ｄ）を参照して、ＣＥＬ６
と中間層２を、水により、剥離する。その後、ポジ型フ
ォトレジスト１を現像する。この方法によると、ポジ型
フォトレジスト１上に形成されたＣＥＬは露光部分で実
質的に透明となり、ひいては、露光部分と未露光部分と
の間で、コントラストが増強される。ひいては、解像度
のよい微細レジストパターンが得られる。
と中間層２を、水により、剥離する。その後、ポジ型フ
ォトレジスト１を現像する。この方法によると、ポジ型
フォトレジスト１上に形成されたＣＥＬは露光部分で実
質的に透明となり、ひいては、露光部分と未露光部分と
の間で、コントラストが増強される。ひいては、解像度
のよい微細レジストパターンが得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のＣＥＬ技術は、
高解像度の微細レジストパターンを形成することができ
るが、図８を参照して、レジスト膜厚が変動した場合に
は、レジストパターンの寸法がばらつくという問題点が
あった。この現象は、膜内多重反射効果と呼ばれている
ものである。
高解像度の微細レジストパターンを形成することができ
るが、図８を参照して、レジスト膜厚が変動した場合に
は、レジストパターンの寸法がばらつくという問題点が
あった。この現象は、膜内多重反射効果と呼ばれている
ものである。
【００１０】レジスト膜厚が変動する場合の典型的な例
として、図９を参照して、段差４ａを有する基板４の上
にレジスト１を塗布する場合が挙げられる。
として、図９を参照して、段差４ａを有する基板４の上
にレジスト１を塗布する場合が挙げられる。
【００１１】レジスト膜厚が変動すると、レジストパタ
ーンの寸法が変動するのは、ＣＥＬの表面における表面
反射率がレジストの膜厚によって変動することに起因す
る。なぜなら、表面反射率の変動幅は、レジストへの露
光エネルギの変動幅に相当するからである。表面反射率
が大きいとレジストへの露光エネルギは小さくなり、表
面反射率が小さいとレジストへの露光エネルギは大きく
なる。言い換えれば、表面反射率が、レジストの膜厚に
よって変動せず、一定の値になれば、レジストパターン
の寸法は、レジストの膜厚の変動によって変動しない。
ーンの寸法が変動するのは、ＣＥＬの表面における表面
反射率がレジストの膜厚によって変動することに起因す
る。なぜなら、表面反射率の変動幅は、レジストへの露
光エネルギの変動幅に相当するからである。表面反射率
が大きいとレジストへの露光エネルギは小さくなり、表
面反射率が小さいとレジストへの露光エネルギは大きく
なる。言い換えれば、表面反射率が、レジストの膜厚に
よって変動せず、一定の値になれば、レジストパターン
の寸法は、レジストの膜厚の変動によって変動しない。
【００１２】次に、表面反射率の計算方法について説明
する。図１０は、多層膜中における、光の経路を示す図
である。
する。図１０は、多層膜中における、光の経路を示す図
である。
【００１３】図１０を参照して、表面から入射した光
（Ｉｎｉｔｉａｌ）の一部は、各層（ＣＥＬ６，中間層
２，レジスト１，基板４）で反射と屈折を無限回繰返
し、最終的にＣＥＬ６の表面から出ていく。表面反射率
Ｒは、表面から入射した光（Ｉｎｉｔｉａｌ）のエネル
ギ（Ｅ1 ）と、ＣＥＬ６の表面から出てくる無限個の光
を重ね合わせてなるトータルの光のエネルギ（Ｅ2 ）と
の割合Ｅ2 ／Ｅ1 である。
（Ｉｎｉｔｉａｌ）の一部は、各層（ＣＥＬ６，中間層
２，レジスト１，基板４）で反射と屈折を無限回繰返
し、最終的にＣＥＬ６の表面から出ていく。表面反射率
Ｒは、表面から入射した光（Ｉｎｉｔｉａｌ）のエネル
ギ（Ｅ1 ）と、ＣＥＬ６の表面から出てくる無限個の光
を重ね合わせてなるトータルの光のエネルギ（Ｅ2 ）と
の割合Ｅ2 ／Ｅ1 である。
【００１４】多層膜の表面反射率の計算方法は複雑であ
るので、まず、一層膜の表面発射率の計算方法を説明す
る。
るので、まず、一層膜の表面発射率の計算方法を説明す
る。
【００１５】図１１は、シリコン基板の上にレジストが
設けられた場合についての、表面反射率の計算方法を示
す。図中、ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 は屈折率を表わす。
設けられた場合についての、表面反射率の計算方法を示
す。図中、ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 は屈折率を表わす。
【００１６】表面反射率Ｒは、式（１）で示すような、
ｔ，ｂ，δの関数で表わされる。式中、ｔは、ｎ1 ／ｎ
2 面（レジストのＴｏｐ面）での反射率（Ｆｒｅｓｎｅ
ｌ係数）を表わしており、式（２）で表わされる。ｂ
は、ｎ2 ／ｎ3 面（レジストのＢｏｔｏｍ面）での反射
率（Ｆｒｅｓｎｅｌ係数）を表わしており、式（３）で
表わされる。δは、レジスト中での位相変化を表わして
おり、式（４）で表わされる。
ｔ，ｂ，δの関数で表わされる。式中、ｔは、ｎ1 ／ｎ
2 面（レジストのＴｏｐ面）での反射率（Ｆｒｅｓｎｅ
ｌ係数）を表わしており、式（２）で表わされる。ｂ
は、ｎ2 ／ｎ3 面（レジストのＢｏｔｏｍ面）での反射
率（Ｆｒｅｓｎｅｌ係数）を表わしており、式（３）で
表わされる。δは、レジスト中での位相変化を表わして
おり、式（４）で表わされる。
【００１７】図１２に示す多層膜の表面反射率は、図１
１に示す基本的な考えかたを、適用して求められる。
１に示す基本的な考えかたを、適用して求められる。
【００１８】すなわち、図１２を参照して、多層膜の表
面反射率は、まず、レジストと中間層との界面における
表面反射率（Ｒ1 ）を計算し、次にこの表面反射率Ｒ1
を基に中間層とＣＥＬの界面における表面反射率
（Ｒ2 ）を計算し、最後に、表面反射率Ｒ2 を基にＣＥ
Ｌの表面における表面反射率（Ｒt o t a l ）を計算す
ることによって求められる。
面反射率は、まず、レジストと中間層との界面における
表面反射率（Ｒ1 ）を計算し、次にこの表面反射率Ｒ1
を基に中間層とＣＥＬの界面における表面反射率
（Ｒ2 ）を計算し、最後に、表面反射率Ｒ2 を基にＣＥ
Ｌの表面における表面反射率（Ｒt o t a l ）を計算す
ることによって求められる。
【００１９】次に、具体例を挙げて、多層膜の表面反射
率を計算する方法を説明する。多層膜の表面反射率を計
算する場合に、中間層およびＣＥＬ材の、それぞれの膜
厚と屈折率を定める必要がある。理論上、これらの他の
選択には、自由度がある。
率を計算する方法を説明する。多層膜の表面反射率を計
算する場合に、中間層およびＣＥＬ材の、それぞれの膜
厚と屈折率を定める必要がある。理論上、これらの他の
選択には、自由度がある。
【００２０】ＣＥＬ材には、光退色性という特徴を付与
しなければならないので、その材料は限定される。その
結果、ＣＥＬ材の屈折率の選択の自由度は固定され、一
般的には、１．７程度である。
しなければならないので、その材料は限定される。その
結果、ＣＥＬ材の屈折率の選択の自由度は固定され、一
般的には、１．７程度である。
【００２１】したがって、自由度は、中間層の屈折率と
膜厚、およびＣＥＬ材の膜厚の３種類になる。
膜厚、およびＣＥＬ材の膜厚の３種類になる。
【００２２】図１３に、一例として、中間層の屈折率が
１．５、中間層の膜厚が１０００Å、ＣＥＬ材の膜厚が
１５００Å（屈折率は１．６６）という多層膜構造にお
いて、レジスト膜厚が変動したときの、表面反射率の変
動の計算値を示す。図１３において、横軸はレジストの
膜厚であり、縦軸は表面反射率である。図１３中、Ｓ．
Ｗ．Ｈ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｈｅｉｇｈｔ）
は、表面反射率の振幅を表わしている。
１．５、中間層の膜厚が１０００Å、ＣＥＬ材の膜厚が
１５００Å（屈折率は１．６６）という多層膜構造にお
いて、レジスト膜厚が変動したときの、表面反射率の変
動の計算値を示す。図１３において、横軸はレジストの
膜厚であり、縦軸は表面反射率である。図１３中、Ｓ．
Ｗ．Ｈ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｈｅｉｇｈｔ）
は、表面反射率の振幅を表わしている。
【００２３】Ｓ．Ｗ．Ｈ値は、図１３に示すような、レ
ジスト膜厚と表面反射率の関係図から、その振幅を求め
ることにより得られる。Ｓ．Ｗ．Ｈが大きいということ
は、表面反射率の変動が大きいということを示してい
る。Ｓ．Ｗ．Ｈが小さいということは、表面反射率の変
動が小さいということを示している。表面反射率の変動
が小さいということは、レジストの膜厚が変動しても表
面反射率がほぼ一定の値に維持される、ということを示
し、ひいては、レジストパターンの寸法がレジストの膜
厚によって変動しにくくなることを示す。
ジスト膜厚と表面反射率の関係図から、その振幅を求め
ることにより得られる。Ｓ．Ｗ．Ｈが大きいということ
は、表面反射率の変動が大きいということを示してい
る。Ｓ．Ｗ．Ｈが小さいということは、表面反射率の変
動が小さいということを示している。表面反射率の変動
が小さいということは、レジストの膜厚が変動しても表
面反射率がほぼ一定の値に維持される、ということを示
し、ひいては、レジストパターンの寸法がレジストの膜
厚によって変動しにくくなることを示す。
【００２４】この発明の目的は、以上のような計算方法
を用いて、膜内多重反射効果を抑えることができるよう
に改良された、コントラストエンハンスメント層を用い
る微細レジストパターンの形成方法を得ることにある。
を用いて、膜内多重反射効果を抑えることができるよう
に改良された、コントラストエンハンスメント層を用い
る微細レジストパターンの形成方法を得ることにある。
【００２５】この発明の他の目的は、レジスト膜厚が異
なっても、レジストパターンの寸法が変動しないように
改良された、コントラストエンハンスメント層を用いる
微細レジストパターンの形成方法を提供することにあ
る。
なっても、レジストパターンの寸法が変動しないように
改良された、コントラストエンハンスメント層を用いる
微細レジストパターンの形成方法を提供することにあ
る。
【００２６】この発明のさらに他の目的は、Ｓ．Ｗ．Ｈ
を従来のリソグラフィーの半分の値にすることができる
ように改良された、コントラストエンハンスメント層を
用いる微細レジストパターンの形成方法を提供すること
にある。
を従来のリソグラフィーの半分の値にすることができる
ように改良された、コントラストエンハンスメント層を
用いる微細レジストパターンの形成方法を提供すること
にある。
【００２７】この発明のさらに他の目的は、Ｓ．Ｗ．Ｈ
を１５％以下にすることができるように改良された、コ
ントラストエンハンスメント層を用いる微細レジストパ
ターンの形成方法を提供することにある。
を１５％以下にすることができるように改良された、コ
ントラストエンハンスメント層を用いる微細レジストパ
ターンの形成方法を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】この発明は、コントラス
トエンハンスメント層を用いて高解像度の微細レジスト
パターンを形成する方法に係るものである。基板の上に
レジストを塗布する。上記レジストの上に、屈折率が
１．４以下に調整された、上記コントラストエンハンス
メント層と上記レジスト層給とのミキシングを防止する
ための中間層を形成する。上記中間層の上に上記コント
ラストエンハンスメント層を形成する。上記コントラス
トエンハンスメント層の上方から上記レジストに向け
て、光を選択的に照射する。上記コントラストエンハン
スメント層および上記中間層を除去する。上記レジスト
を現像する。
トエンハンスメント層を用いて高解像度の微細レジスト
パターンを形成する方法に係るものである。基板の上に
レジストを塗布する。上記レジストの上に、屈折率が
１．４以下に調整された、上記コントラストエンハンス
メント層と上記レジスト層給とのミキシングを防止する
ための中間層を形成する。上記中間層の上に上記コント
ラストエンハンスメント層を形成する。上記コントラス
トエンハンスメント層の上方から上記レジストに向け
て、光を選択的に照射する。上記コントラストエンハン
スメント層および上記中間層を除去する。上記レジスト
を現像する。
【００２９】この発明の好ましい実施態様によれば、上
記中間層の膜厚は３５０Å〜８５０Åにされ、上記コン
トラストエンハンスメント層は、９５０Å〜１２５０Å
の範囲内にある膜厚、またはその整数倍の膜厚にされ
る。
記中間層の膜厚は３５０Å〜８５０Åにされ、上記コン
トラストエンハンスメント層は、９５０Å〜１２５０Å
の範囲内にある膜厚、またはその整数倍の膜厚にされ
る。
【００３０】
【作用】この発明に係る微細レジストパターンの形成方
法によれば、レジストの上に形成する中間層の屈折率を
１．４以下に調整しているので、中間層の膜厚と、ＣＥ
Ｌの膜厚を適切に選ぶことにより、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％
以下にすることができる。
法によれば、レジストの上に形成する中間層の屈折率を
１．４以下に調整しているので、中間層の膜厚と、ＣＥ
Ｌの膜厚を適切に選ぶことにより、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％
以下にすることができる。
【００３１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
る。
【００３２】図１は、この発明の一実施例に係るコント
ラストエンハンスメント層を用いて高解像度の微細レジ
ストパターンを形成する方法の順序の各工程における半
導体装置の部分断面図である。
ラストエンハンスメント層を用いて高解像度の微細レジ
ストパターンを形成する方法の順序の各工程における半
導体装置の部分断面図である。
【００３３】図１（ａ）を参照して、基板４の上にポジ
型フォトレジスト１を形成する。図１（ｂ）を参照し
て、ポジ型フォトレジスト層１の上に、屈折率が１．４
以下に調整された中間層２０を形成する。
型フォトレジスト１を形成する。図１（ｂ）を参照し
て、ポジ型フォトレジスト層１の上に、屈折率が１．４
以下に調整された中間層２０を形成する。
【００３４】中間層２０の屈折率を１．４以下にするこ
と、および以下に述べる数値限定の根拠は、後述する。
中間層２０は、本来、コントラストエンハンスメント層
６とポジ型フォトレジスト１とのミキシングを防止する
ためのものである。中間層２０はポリアクリル酸で形成
されており、屈折率は、フッ素系の界面活性剤で調節さ
れている。中間層２０の膜厚は、３５０Å〜８５０Åで
あるのが好ましい。
と、および以下に述べる数値限定の根拠は、後述する。
中間層２０は、本来、コントラストエンハンスメント層
６とポジ型フォトレジスト１とのミキシングを防止する
ためのものである。中間層２０はポリアクリル酸で形成
されており、屈折率は、フッ素系の界面活性剤で調節さ
れている。中間層２０の膜厚は、３５０Å〜８５０Åで
あるのが好ましい。
【００３５】中間層２０の上に、コントラストエンハン
スメント層６を形成する。コントラストエンハンスメン
ト層６は、９５０Å〜１２５０Åの範囲内にある膜厚、
またはその整数倍の膜厚にされるのが好ましい。
スメント層６を形成する。コントラストエンハンスメン
ト層６は、９５０Å〜１２５０Åの範囲内にある膜厚、
またはその整数倍の膜厚にされるのが好ましい。
【００３６】中間層の膜厚が４００±５０Åのとき、コ
ントラストエンハンスメント層６を１２００±５０Åの
膜厚または、その整数倍の膜厚にすると、後述するよう
に、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることができる。
ントラストエンハンスメント層６を１２００±５０Åの
膜厚または、その整数倍の膜厚にすると、後述するよう
に、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることができる。
【００３７】中間層２０の膜厚が６００±５０Åのと
き、上記ＣＥＬ６は１１００±５０Åの膜厚、またはそ
の整数倍の膜厚にすると、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にす
ることができる。
き、上記ＣＥＬ６は１１００±５０Åの膜厚、またはそ
の整数倍の膜厚にすると、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にす
ることができる。
【００３８】中間層２０の膜厚が８００±５０Åのと
き、ＣＥＬ６を、１０００±５０Åの膜厚、またはその
整数倍の膜厚にするとき、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にす
ることができる。
き、ＣＥＬ６を、１０００±５０Åの膜厚、またはその
整数倍の膜厚にするとき、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にす
ることができる。
【００３９】図１（ｃ）を参照して、マスク５を用い
て、ＣＥＬ６の上方からポジ型フォトレジスト１に向け
て、光を選択的に照射する。
て、ＣＥＬ６の上方からポジ型フォトレジスト１に向け
て、光を選択的に照射する。
【００４０】図１（ｃ）と（ｄ）を参照して、ＣＥＬ６
と中間層２０を、水によって剥離する。
と中間層２０を、水によって剥離する。
【００４１】図１（ｄ）を参照して、ボジ型フォトレジ
スト１を現像する。この方法によると、後述するよう
に、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下（図６に示す従来のレジス
トだけを用いるリソグラフィ法では、Ｓ．Ｗ．Ｈは２８
％である）にすることができるので、表面反射率の変動
を小さくすることができる。表面反射率の変動が小さい
ということは、レジスト膜厚が変動しても表面反射率が
ほぼ一定の値に維持されるということを示し、ひいて
は、レジストパターンの寸法がレジストの膜厚の変動に
よって変動しにくくなるということを示す。したがっ
て、場所により、レジスト膜厚が異なっても、パターニ
ングの寸法精度を向上させることができる。
スト１を現像する。この方法によると、後述するよう
に、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下（図６に示す従来のレジス
トだけを用いるリソグラフィ法では、Ｓ．Ｗ．Ｈは２８
％である）にすることができるので、表面反射率の変動
を小さくすることができる。表面反射率の変動が小さい
ということは、レジスト膜厚が変動しても表面反射率が
ほぼ一定の値に維持されるということを示し、ひいて
は、レジストパターンの寸法がレジストの膜厚の変動に
よって変動しにくくなるということを示す。したがっ
て、場所により、レジスト膜厚が異なっても、パターニ
ングの寸法精度を向上させることができる。
【００４２】図２は、中間層の屈折率を１．５にし、中
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。図２を参照して、中間層の屈折率を１．５にする
と、中間層およびＣＥＬの膜厚をいかなる値に選んで
も、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることができないこと
が明らかとなった。
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。図２を参照して、中間層の屈折率を１．５にする
と、中間層およびＣＥＬの膜厚をいかなる値に選んで
も、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることができないこと
が明らかとなった。
【００４３】図３は、中間層の屈折率を１．４にし、中
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。
【００４４】図４は、中間層の屈折率を１．３にし、中
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。
【００４５】図５は、中間層の屈折率を１．２にし、中
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。
間層の膜厚を４００，６００，８００，１０００，１２
００，１４００Åにし、ＣＥＬの膜厚を種々変化させ
て、Ｓ．Ｗ．Ｈを求めた結果をグラフで示したものであ
る。
【００４６】これらの図から明らかなように、中間層の
屈折率が１．２から１．４の範囲では、どの屈折率で
も、中間層の膜厚とＣＥＬの膜厚を、適切に選択すれ
ば、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることかできる。
屈折率が１．２から１．４の範囲では、どの屈折率で
も、中間層の膜厚とＣＥＬの膜厚を、適切に選択すれ
ば、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることかできる。
【００４７】すなわち、中間層の膜厚が４００±５０Å
のとき、ＣＥＬを１２００±５０Åの膜厚またはその整
数倍の膜厚にすると、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にするこ
とができる。
のとき、ＣＥＬを１２００±５０Åの膜厚またはその整
数倍の膜厚にすると、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にするこ
とができる。
【００４８】また、中間層の膜厚が６００±５０Åのと
き、ＣＥＬを１１００±５０Åの膜厚、またはその整数
倍の膜厚にすると、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすること
ができる。
き、ＣＥＬを１１００±５０Åの膜厚、またはその整数
倍の膜厚にすると、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすること
ができる。
【００４９】さらに、中間層の膜厚が８００±５０Åの
とき、ＣＥＬを、１０００±５０Åの膜厚、またはその
整数倍の膜厚にするとき、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にす
ることができる。
とき、ＣＥＬを、１０００±５０Åの膜厚、またはその
整数倍の膜厚にするとき、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にす
ることができる。
【００５０】また、図５から明らかなように、中間層の
屈折率が１．３未満、すなわち１．２の場合、Ｓ．Ｗ．
Ｈを１５％以下にするための、ＣＥＬの膜厚の許容値の
幅は、非常に狭い。すなわち、ＣＥＬの膜厚が許容値か
らわずかにずれただけで、Ｓ．Ｗ．Ｈは２８％（図６に
示す従来の場合）を大きく越える。また、屈折率が１．
３未満の材料は、一般に、存在しない。したがって、中
間層の屈折率は、１．３から１．４の範囲でなければな
らない。
屈折率が１．３未満、すなわち１．２の場合、Ｓ．Ｗ．
Ｈを１５％以下にするための、ＣＥＬの膜厚の許容値の
幅は、非常に狭い。すなわち、ＣＥＬの膜厚が許容値か
らわずかにずれただけで、Ｓ．Ｗ．Ｈは２８％（図６に
示す従来の場合）を大きく越える。また、屈折率が１．
３未満の材料は、一般に、存在しない。したがって、中
間層の屈折率は、１．３から１．４の範囲でなければな
らない。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明に係る、
微細レジストパターンの形成方法によれば、レジストの
上に形成された中間層の屈折率を１．４以下に調節して
いるので、中間層の膜厚と、ＣＥＬの膜厚を適切に選ぶ
ことにより、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることができ
る。Ｓ．Ｗ．Ｈが小さいということは、表面反射率の変
動が小さいということを意味する。表面反射率の変動が
小さいということは、レジストパターンの寸法がレジス
トの膜厚によって変動しにくくなるということを意味す
る。その結果、この方法を用いると、場所によりレジス
ト膜厚が異なっても、パターニングの寸法精度を向上さ
せることができるという効果を奏する。
微細レジストパターンの形成方法によれば、レジストの
上に形成された中間層の屈折率を１．４以下に調節して
いるので、中間層の膜厚と、ＣＥＬの膜厚を適切に選ぶ
ことにより、Ｓ．Ｗ．Ｈを１５％以下にすることができ
る。Ｓ．Ｗ．Ｈが小さいということは、表面反射率の変
動が小さいということを意味する。表面反射率の変動が
小さいということは、レジストパターンの寸法がレジス
トの膜厚によって変動しにくくなるということを意味す
る。その結果、この方法を用いると、場所によりレジス
ト膜厚が異なっても、パターニングの寸法精度を向上さ
せることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例に係るＣＥＬを用いる微細レ
ジストパターンの形成方法の順序の各工程における半導
体装置の部分断面図である。
ジストパターンの形成方法の順序の各工程における半導
体装置の部分断面図である。
【図２】中間層の屈折率を１．５にし、中間層の膜厚を
変えたときの、ＣＥＬの膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図で
ある。
変えたときの、ＣＥＬの膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図で
ある。
【図３】中間層の屈折率を１．４にし、中間層の膜厚を
４００〜１４００Åの範囲で変化させたときの、ＣＥＬ
の膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図である。
４００〜１４００Åの範囲で変化させたときの、ＣＥＬ
の膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図である。
【図４】中間層の屈折率を１．３にし、中間層の膜厚を
４００〜１４００Åの範囲で変化させたときの、ＣＥＬ
の膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図である。
４００〜１４００Åの範囲で変化させたときの、ＣＥＬ
の膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図である。
【図５】中間層の屈折率を１．２にし、中間層の膜厚を
４００〜１４００Åの範囲で変化させたときの、ＣＥＬ
の膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図である。
４００〜１４００Åの範囲で変化させたときの、ＣＥＬ
の膜厚とＳ．Ｗ．Ｈとの関係図である。
【図６】従来の、通常の、フォトリソグラフィ技術の各
工程における半導体装置の部分断面図である。
工程における半導体装置の部分断面図である。
【図７】従来のＣＥＬ技術の各工程における、半導体装
置の部分断面図である。
置の部分断面図である。
【図８】基板上にレジストを塗布して、リソグラフィを
行ない、レジストパターンを形成したときの、レジスト
パターン寸法とレジスト膜厚との関係図である。
行ない、レジストパターンを形成したときの、レジスト
パターン寸法とレジスト膜厚との関係図である。
【図９】段差を有する基板上に塗布されたレジストに光
を照射したときの様子を示した、基板の断面図である。
を照射したときの様子を示した、基板の断面図である。
【図１０】多層膜中における光の経路を示す図である。
【図１１】表面反射率Ｒを計算する方法を示す図であ
る。
る。
【図１２】多層膜の表面反射率を計算する方法を示す図
である。
である。
【図１３】中間層の屈折率を１．５、中間層の膜厚を１
０００Å、ＣＥＬの膜厚を１５００Å（屈折率は１．６
６）にしたときの、レジスト膜厚と表面反射率との関係
図である。
０００Å、ＣＥＬの膜厚を１５００Å（屈折率は１．６
６）にしたときの、レジスト膜厚と表面反射率との関係
図である。
１ レジスト層 ４ 基板 ５ マスク ６ ＣＥＬ ２０ 中間層
Claims (3)
- 【請求項１】 コントラストエンハンスメント層を用い
て、高解像度の微細レジストパターンを形成する方法で
あって、 基板の上にレジストを塗布する工程と、 前記レジストの上に、屈折率が１．４以下に調整され
た、前記コントラストエンハンスメント層と前記レジス
トとのミキシングを防止するための中間層を形成する工
程と、 前記中間層の上に前記コントラストエンハンスメント層
を形成する工程と、 前記コントラストエンハンスメント層の上方から前記レ
ジストに向けて、光を選択的に照射する工程と、 前記コントラストエンハンスメント層および前記中間層
を除去する工程と、 前記レジストを現像する工程と、 を備えた、微細レジストパターンの形成方法。 - 【請求項２】 前記中間層の膜厚は３５０Å〜８５０Å
にされている、請求項１に記載の、微細レジストパター
ンの形成方法。 - 【請求項３】 前記コントラストエンハンスメント層
は、９５０Å〜１２５０Åの範囲内のある膜厚、または
その整数倍の膜厚にされている、請求項２に記載の微細
レジストパターンの形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248035A JPH0697065A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 微細レジストパターンの形成方法 |
| US08/040,195 US5547813A (en) | 1992-09-17 | 1993-03-31 | Method of forming a fine resist pattern of high resolution using a contrast enhancement layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248035A JPH0697065A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 微細レジストパターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697065A true JPH0697065A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17172233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4248035A Pending JPH0697065A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 微細レジストパターンの形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5547813A (ja) |
| JP (1) | JPH0697065A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376890B1 (ko) * | 1999-06-21 | 2003-03-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 레지스트 패턴 형성방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902716A (en) * | 1995-09-05 | 1999-05-11 | Nikon Corporation | Exposure method and apparatus |
| US5945255A (en) * | 1997-06-09 | 1999-08-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Birefringent interlayer for attenuating standing wave photoexposure of a photoresist layer formed over a reflective layer |
| KR100929734B1 (ko) * | 2007-12-24 | 2009-12-03 | 주식회사 동부하이텍 | 반도체 소자의 제조 방법 |
| JP6507239B2 (ja) * | 2015-05-28 | 2019-04-24 | 富士フイルム株式会社 | 回路配線の製造方法、回路配線、入力装置および表示装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4278327A (en) * | 1979-11-26 | 1981-07-14 | Sperry Corporation | Liquid crystal matrices |
| JPS6038821A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Hitachi Ltd | エッチング方法 |
| JPS60149130A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-06 | Hitachi Ltd | パターン検出方法およびそれに用いる反射防止膜用材料 |
| US4663275A (en) * | 1984-09-04 | 1987-05-05 | General Electric Company | Photolithographic method and combination including barrier layer |
| JPH02212851A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | コントラスト増強用の光脱色性層用材料およびそれを用いたパターン形成方法 |
| US5146086A (en) * | 1991-03-19 | 1992-09-08 | Chevron Research And Technology Company | Method and apparatus for imaging porous media and method for fabricating novel optical materials |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4248035A patent/JPH0697065A/ja active Pending
-
1993
- 1993-03-31 US US08/040,195 patent/US5547813A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376890B1 (ko) * | 1999-06-21 | 2003-03-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 레지스트 패턴 형성방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5547813A (en) | 1996-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981201 |