JPH09213603A - Method of forming resist pattern - Google Patents
Method of forming resist patternInfo
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- JPH09213603A JPH09213603A JP8014064A JP1406496A JPH09213603A JP H09213603 A JPH09213603 A JP H09213603A JP 8014064 A JP8014064 A JP 8014064A JP 1406496 A JP1406496 A JP 1406496A JP H09213603 A JPH09213603 A JP H09213603A
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- resist
- pattern
- organic amine
- forming
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- Pending
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、レジストパターンを形成する上で、
レジストを膨潤させることによってパターンの微細化を
行うことを目的としている。
【解決手段】レジストパターンを基板上に形成する方法
において、基板上にレジストを塗布する工程と、レジス
トを露光する工程と、レジストを現像する工程と、レジ
ストを有機アミンと結合させる工程とを有する。本発明
によれば、レジスト形状劣化を起こすことなく、またパ
ターン密度に依存しないように、パターンの微細化を図
ることができる。
(57) Abstract: In forming a resist pattern, the present invention provides:
The purpose is to make the pattern finer by swelling the resist. A method for forming a resist pattern on a substrate includes a step of applying a resist on the substrate, a step of exposing the resist, a step of developing the resist, and a step of combining the resist with an organic amine. . According to the present invention, it is possible to miniaturize a pattern without causing deterioration of the resist shape and independent of the pattern density.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レジストパターン
の形成方法に関し、特に、半導体基板のような被加工基
板上にエッチングマスク、イオン注入マスク等として用
いられる、フォトレジストからなる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 for forming a resist pattern, and more particularly to a method for forming a pattern made of a photoresist which is used as an etching mask, an ion implantation mask or the like on a substrate to be processed such as a semiconductor substrate. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のレジストパターン形成方法では、
基板上にレジスト層を塗布した後、g線(波長436n
m)、i線(波長365nm)あるいはKrFエキシマ
レーザ(波長248nm)を用いた露光装置により露光
を行い、その後、アルカリ水溶液で現像を行う方法が用
いられてきた。このような従来の方法において、解像度
Rと焦点深度DOFは、露光波長をλ、露光レンズの開
口数をNAとして次式で与えられる。2. Description of the Related Art In a conventional resist pattern forming method,
After applying the resist layer on the substrate, g-line (wavelength 436n
m), i-line (wavelength 365 nm) or KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is used to perform exposure, and then a method of developing with an alkaline aqueous solution has been used. In such a conventional method, the resolution R and the depth of focus DOF are given by the following expressions, where λ is the exposure wavelength and NA is the numerical aperture of the exposure lens.
【0003】 [0003]
【0004】従って、解像度を高めるためには、露光波
長を短波長化し、レンズのNAを大きくすれば良いこと
になる。実際に、現在までパターンの微細化はこの短波
長化と高NA化によって達成されてきた。しかしなが
ら、短波長化および高NAは、解像度の向上と同時にD
OFの減少を招くことになる。Therefore, in order to increase the resolution, it is sufficient to shorten the exposure wavelength and increase the NA of the lens. Actually, until now, the miniaturization of patterns has been achieved by shortening the wavelength and increasing the NA. However, the shortening of wavelength and the increase in NA can improve the resolution and D
This leads to a decrease in OF.
【0005】現在、半導体デバイスにおいては、その集
積度が年々高まるのに伴い、回路パターンの微細化が一
層進められており、解像度およびDOFの両立が難しい
状況になってきている。そのため、従来のパターン形成
の限界を超えたパターン形成方法が求められてきてい
る。At present, in semiconductor devices, as the degree of integration increases year by year, the circuit pattern is further miniaturized, and it is becoming difficult to achieve both resolution and DOF at the same time. Therefore, there is a demand for a pattern forming method that exceeds the limit of conventional pattern formation.
【0006】そのような方法の一つとして、特開平4−
364021に示されているように、レジストパターン
を形成した後、レジストの軟化点温度の前後に加熱する
工程を有することによってレジストを膨潤させ、パター
ンを微細化する方法が提案されている。As one of such methods, Japanese Laid-Open Patent Publication No.
As shown in 364021, there has been proposed a method of swelling a resist by forming a resist pattern and then heating before and after the softening point temperature of the resist to make the pattern finer.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来技術の
第1の問題点は、加熱によってレジストを膨潤させる場
合、レジスト形状が劣化することである。その理由は、
レジストを膨潤させるには、軟化点温度までレジストを
加熱する必要があるが、軟化点温度を越えるとレジスト
がリフローを起こすことにある。However, the first problem of the prior art is that the resist shape deteriorates when the resist is swollen by heating. The reason is,
In order to swell the resist, it is necessary to heat the resist to the softening point temperature, but if the softening point temperature is exceeded, the resist may reflow.
【0008】また、第2の問題点は、加熱によってパタ
ーンの微細化を行った場合、パターンの密度によって縮
小される寸法が変化するため、パターンによっては仕上
がりの寸法が設計値通りにならなくなることである。そ
の理由は、パターンの微細化をリフローによって行って
いることにある。A second problem is that when a pattern is miniaturized by heating, the dimension to be reduced changes depending on the density of the pattern, so that the finished dimension may not be the designed value depending on the pattern. Is. The reason is that the pattern is miniaturized by reflow.
【0009】本発明の目的は、レジスト形状劣化を起こ
すことなく、またパターン密度に依存しないように、パ
ターンの微細化を図った形成方法を提供することであ
る。An object of the present invention is to provide a forming method in which a pattern is miniaturized without causing resist shape deterioration and not depending on the pattern density.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、レジストパタ
ーンを基板上に形成する方法において、基板上にレジス
トを塗布する工程と、レジストを露光する工程と、レジ
ストを現像する工程と、レジストと有機アミンを結合さ
せる工程を有することを特徴としている。レジストと有
機アミンを結合させる工程中に加熱してもよい。有機ア
ミンとしては、ジ−t−ブチルアミン、ジシクロヘキシ
アミンなどを用いることができる。The present invention relates to a method of forming a resist pattern on a substrate, which comprises a step of applying a resist on the substrate, a step of exposing the resist, a step of developing the resist, and a resist. It is characterized by having a step of binding an organic amine. You may heat during the process of couple | bonding a resist and an organic amine. As the organic amine, di-t-butylamine, dicyclohexamine, or the like can be used.
【0011】上記のパターン形成方法によれば、有機ア
ミン雰囲気中にレジストパターンを置くことによって、
有機アミンとレジストの樹脂が結合し、有機アミンがレ
ジスト中に取り込まれていくため、レジストパターンが
膨潤を起こす。その結果、レジストパターンのスペース
部分を微細化することができる。ここで、有機アミン雰
囲気に置く際に加熱をすることによって、有機アミンと
レジスト樹脂との結合反応が加速され、よりパターンを
微細化することができる。この方法によれば、加熱時の
温度をレジストの軟化点温度以下に抑えることによっ
て、レジスト形状が劣化しないようにすることができ
る。また、リフローを利用した膨潤ではないので、パタ
ーンの縮小がパターン密度に依存しなくなる。According to the above pattern forming method, by placing the resist pattern in an organic amine atmosphere,
Since the organic amine and the resin of the resist are bound to each other and the organic amine is taken into the resist, the resist pattern swells. As a result, the space portion of the resist pattern can be miniaturized. Here, by heating when placing in an organic amine atmosphere, the binding reaction between the organic amine and the resist resin is accelerated, and the pattern can be made finer. According to this method, it is possible to prevent the resist shape from deteriorating by suppressing the temperature during heating to the softening point temperature of the resist or lower. Further, since the swelling is not performed by using the reflow, the pattern reduction does not depend on the pattern density.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。図1(a)〜(c)は、本発明の
第1の実施の形態のレジストパターン形成工程を示す断
面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A to 1C are cross-sectional views showing a resist pattern forming process according to the first embodiment of the present invention.
【0013】半導体基板1上に、i線用ポジ型レジスト
2(PFI−26,住友化学工業株式会社製)を1.0
μm厚に塗布した後、図1(a)に示したマスク3を用
いて、i線露光装置により露光を行う。次に、110
℃、90秒間の露光後ベークを行った後、2.38%テ
トラメチルアンモニウム水酸化物(TMAH)の現像液
により60秒間現像を行い、レジストパターンを形成す
る(図1(b))。この時のスペース部の幅をW1とす
る。その後、例えばジ−t−ブチルアミンの雰囲気中で
120℃、4分間ベークを行う。その結果、図1(c)
に示したようにレジストのスペース部分の幅がW2とな
り、0.1μm程度縮小したパターンが得られる。On the semiconductor substrate 1, an i-line positive resist 2 (PFI-26, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is used.
After coating to a thickness of μm, the mask 3 shown in FIG. 1A is used to perform exposure using an i-line exposure device. Then 110
After post-exposure bake at 90 ° C. for 90 seconds, development is performed for 60 seconds with a developer of 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to form a resist pattern (FIG. 1 (b)). The width of the space portion at this time is W1. Then, for example, baking is performed at 120 ° C. for 4 minutes in an atmosphere of di-t-butylamine. As a result, FIG. 1 (c)
As shown in FIG. 5, the width of the space portion of the resist becomes W2, and a pattern reduced by about 0.1 μm can be obtained.
【0014】従来の加熱によりレジストを膨潤させる方
法における、現像後と加熱による膨潤後のレジスト形状
をそれぞれ図2(a)、図2(b)に示す。膨潤によ
り、レジストのスペース部は、スペース幅がW1からW
2′に縮小されるものの、リフローによるレジスト上部
の肩落ちも同時に起こってしまう。このように、従来の
方法と比較すると、本発明ではパターン形状劣化を引き
起こすことなくスペース部を縮小することができるとい
う利点を有する。In the conventional method of swelling a resist by heating, the resist shapes after development and after swelling by heating are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. Due to the swelling, the space width of the resist has a space width from W1 to W
Although it is reduced to 2 ', the shoulder drop at the top of the resist due to reflow also occurs at the same time. As described above, in comparison with the conventional method, the present invention has an advantage that the space portion can be reduced without causing deterioration of the pattern shape.
【0015】次に本発明の第2の実施の形態について説
明する。半導体基板上に、KrFエキシマレーザ用ネガ
型レジスト(XP−89131,シプレイ・ファーイー
スト株式会社製)を0.8μm厚に塗布した後、KrF
エキシマレーザで露光を行う。次に140℃、60秒の
露光後ベークを行った後、0.14NのTMAH現像液
により160秒間現像を行いレジストパターンを形成す
る。その後、例えば、10wt%ジシクロヘキシルアミ
ン、3wt%N−メチルピロリドン(NMP)を含むキ
シレン溶媒中に、60℃、3分間、浸水させた後、キシ
レンでリンスを行う。その結果、レジストのスペース部
が0.15μm程度縮小したパターンが得られる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. After applying a negative resist for KrF excimer laser (XP-89131, manufactured by Shipley Far East Co., Ltd.) to a thickness of 0.8 μm on a semiconductor substrate, KrF is used.
Exposing with an excimer laser. Next, after post-exposure bake at 140 ° C. for 60 seconds, the resist pattern is formed by developing with 0.14N TMAH developing solution for 160 seconds. Then, for example, after immersing in a xylene solvent containing 10 wt% dicyclohexylamine and 3 wt% N-methylpyrrolidone (NMP) at 60 ° C. for 3 minutes, rinsing is performed with xylene. As a result, a pattern in which the space portion of the resist is reduced by about 0.15 μm can be obtained.
【0016】以上、第1,第2の実施の形態について説
明してきたが、本発明はこれら実施の形態に限定される
ものではなく、各種変更が可能である。例えば、第1の
実施の形態では有機アミン雰囲気中で加熱しているが、
これは加熱しなくても処理時間を長くすることによって
同様の効果が得られる。また、第1,第2の実施の形態
では、有機アミンとして、ジ−t−ブチルアミン、ジシ
クロヘキシルアミンを用いたが、これ以外の有機アミン
を用いても同様の効果が得られる。また、上記実施の形
態ではi線用ポジ型レジストとKrFエキシマレーザ用
ネガ型レジストを用いたが、これ以外にもポジ型、ネガ
型を問わずg線、ArFエキシマレーザ、電子ビーム、
X線用のレジストが使用可能である。Although the first and second embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various changes can be made. For example, although heating is performed in the organic amine atmosphere in the first embodiment,
The same effect can be obtained by prolonging the treatment time without heating. Further, in the first and second embodiments, di-t-butylamine and dicyclohexylamine are used as the organic amine, but the same effect can be obtained by using other organic amines. Further, in the above-described embodiment, the positive resist for i-line and the negative resist for KrF excimer laser are used. However, in addition to this, positive or negative g-line, ArF excimer laser, electron beam,
A resist for X-ray can be used.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レジスト形状劣化を起こすことなく、またパターン密度
に依存しないように、パターンの微細化を図ることがで
きる。As described above, according to the present invention,
The pattern can be miniaturized without causing the resist shape deterioration and depending on the pattern density.
【0018】[0018]
【図1】(a)〜(c)は本発明の第1の実施の形態に
よるパターン形成工程の説明図である。1A to 1C are explanatory views of a pattern forming process according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(a),(b)は従来の方法によってレジスト
を膨潤させた時のレジスト形状を示す図である。2 (a) and 2 (b) are diagrams showing resist shapes when the resist is swollen by a conventional method.
1 基板 2 レジスト 3 マスク 1 substrate 2 resist 3 mask
Claims (5)
ジストを露光する工程と、レジストを現像する工程と、
レジストを有機アミンと結合させる工程とを有するレジ
ストパターン形成方法。1. A step of applying a resist on a substrate, a step of exposing the resist, a step of developing the resist,
A method of forming a resist pattern, which comprises the step of combining a resist with an organic amine.
ジストを露光する工程と、レジストを現像する工程と、
レジストを有機アミン雰囲気中で加熱する工程とを有す
るレジストパターン形成方法。2. A step of applying a resist on a substrate, a step of exposing the resist, a step of developing the resist,
And a step of heating the resist in an organic amine atmosphere.
ジストを露光する工程と、レジストを現像する工程と、
レジストを有機アミンを含有する有機溶剤に浸水する工
程とを有するレジストパターン形成方法。3. A step of applying a resist on a substrate, a step of exposing the resist, a step of developing the resist,
And a step of immersing the resist in an organic solvent containing an organic amine.
ンであることを特徴とする請求項1記載のレジストパタ
ーン形成方法。4. The resist pattern forming method according to claim 1, wherein the organic amine is di-t-butylamine.
ミンであることを特徴とする請求項2記載のレジストパ
ターン形成方法。5. The method for forming a resist pattern according to claim 2, wherein the organic amine is dicyclohexylamine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8014064A JPH09213603A (en) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | Method of forming resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8014064A JPH09213603A (en) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | Method of forming resist pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213603A true JPH09213603A (en) | 1997-08-15 |
Family
ID=11850670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8014064A Pending JPH09213603A (en) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | Method of forming resist pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213603A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0908786A3 (en) * | 1997-10-03 | 2000-06-28 | Eaton Corporation | Process for reducing shrinkage of features formed in a photoresist by treatment with an amine, an amide or an aldehyde |
| JP2002334830A (en) * | 2000-06-12 | 2002-11-22 | Nec Kagoshima Ltd | Pattern forming method and display device manufacturing method using the same |
| JP2014175411A (en) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Canon Inc | Solid state image pickup device manufacturing method |
| US9806124B2 (en) | 2013-01-16 | 2017-10-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus and method for manufacturing the same |
-
1996
- 1996-01-30 JP JP8014064A patent/JPH09213603A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0908786A3 (en) * | 1997-10-03 | 2000-06-28 | Eaton Corporation | Process for reducing shrinkage of features formed in a photoresist by treatment with an amine, an amide or an aldehyde |
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| US9806124B2 (en) | 2013-01-16 | 2017-10-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus and method for manufacturing the same |
| JP2014175411A (en) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Canon Inc | Solid state image pickup device manufacturing method |
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