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JPH0844070A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JPH0844070A
JPH0844070A JP6176733A JP17673394A JPH0844070A JP H0844070 A JPH0844070 A JP H0844070A JP 6176733 A JP6176733 A JP 6176733A JP 17673394 A JP17673394 A JP 17673394A JP H0844070 A JPH0844070 A JP H0844070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
chemically amplified
solvent
baking
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP6176733A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Misawa
寛人 三沢
Hitoshi Tsuji
均 辻
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6176733A priority Critical patent/JPH0844070A/en
Publication of JPH0844070A publication Critical patent/JPH0844070A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、化学増幅系レジストを用いたサブク
ォータミクロン以下のレベルでのレジストパターンの形
成方法において、レジストパターンの断面形状を垂直に
形成できるようにすることを最も主要な特徴とする。 【構成】たとえば、基板11上に化学増幅系ポジ型レジ
スト12を塗布し、これに露光スレッショールドレベル
に達しないエネルギのレーザ光13を照射して、全面を
露光する。そして、このレジスト12と基板11との界
面付近で起こるプロトンH+ の消失反応を終了させた
後、さらに化学増幅系ポジ型レジスト14を塗布し、こ
れに電子ビーム15を照射して所望のレジストパターン
を露光する。これにより、現像後の、レジスト開口部1
7の底部での裾引き現象の発生を回避する構成となって
いる。
(57) [Summary] [Object] The present invention provides a method for forming a resist pattern at a level of sub-quarter micron or less using a chemically amplified resist so that the cross-sectional shape of the resist pattern can be formed vertically. The most main feature. [Structure] For example, a chemically amplified positive type resist 12 is applied onto a substrate 11, and a laser beam 13 having energy not reaching an exposure threshold level is applied to the substrate 11 to expose the entire surface. Then, after the elimination reaction of the proton H + that occurs near the interface between the resist 12 and the substrate 11 is terminated, a chemically amplified positive type resist 14 is further applied, and the electron beam 15 is applied to this to apply a desired resist. Expose the pattern. Thereby, the resist opening 1 after development
It is configured to avoid the occurrence of the trailing phenomenon at the bottom of No. 7.

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、たとえば半導体装置
の製造方法に関するもので、特に化学増幅系レジストを
用いたサブクォータミクロン以下のレベルでのレジスト
パターンの形成に使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, for example, and is particularly used for forming a resist pattern at a level of sub-quarter micron or less using a chemically amplified resist.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、サブクォータミクロン以下のレベ
ルでのレジストパターンの形成には、樹脂、酸発生剤お
よび溶媒の3成分系からなる化学増幅系レジストが用い
られている。この、化学増幅系レジストを用いたパター
ンの形成は、たとえば基板上へのレジストの塗布、ベー
ク、電子ビームなどの光による所望のパターンの露光、
露光後ベーク、および現像からなる複数の工程により行
われる。
2. Description of the Related Art Recently, a chemically amplified resist composed of a three-component system of a resin, an acid generator and a solvent has been used for forming a resist pattern at a level of sub-quarter micron or less. The formation of the pattern using the chemically amplified resist is, for example, coating the resist on the substrate, baking, exposing the desired pattern with light such as an electron beam,
It is performed by a plurality of steps including post-exposure bake and development.

【0003】すなわち、この方法は、たとえば図3に示
すように、GaAs基板やカーボン膜基板などの基板1
上に塗布され、ベークされた化学増幅系レジスト2に電
子ビーム3などの光をあてて所望のパターンを露光す
る。そして、その露光によって、レジスト2中の酸発生
剤より発生するプロトンH+ を拡散、増幅させ、さらに
ベークした後、アルカリ現像液を用いて現像する。これ
により、サブクォータミクロン以下のレベルのレジスト
パターンの形成を可能とするものである。
That is, as shown in FIG. 3, this method is applied to a substrate 1 such as a GaAs substrate or a carbon film substrate.
A desired pattern is exposed by irradiating light such as an electron beam 3 on the chemically amplified resist 2 coated and baked on the above. Then, by the exposure, the proton H + generated from the acid generator in the resist 2 is diffused and amplified, further baked, and then developed using an alkali developing solution. This makes it possible to form a resist pattern at a level of sub-quarter micron or less.

【0004】しかしながら、上記した従来の、化学増幅
系レジスト2を用いたパターンの形成においては、基板
1上へのパターン形成の際に、電子ビーム3などで露光
することによって、その露光領域4にて、レジスト2中
の酸発生剤から発生したプロトンH+ が、レジスト2と
基板1との界面付近にて消失するという現象が起こる。
これは、基板1の表面に付着する空気中のアンモニアな
どの塩基性物質とプロトンH+ とが反応するためと考え
られている。
However, in the conventional pattern formation using the chemically amplified resist 2 described above, when the pattern is formed on the substrate 1, the exposure region 4 is exposed by exposing it with the electron beam 3 or the like. As a result, the phenomenon that the proton H + generated from the acid generator in the resist 2 disappears near the interface between the resist 2 and the substrate 1.
It is considered that this is because a basic substance such as ammonia in the air attached to the surface of the substrate 1 reacts with the proton H + .

【0005】このため、電子ビーム3などの照射部を開
口するポジ型レジストの場合には、プロトンH+ が消失
した部分のレジスト2は現像によっても除去されずに残
り、レジスト開口部5の底部6でレジスト2が裾を引い
た形状となる(同図(c)参照)。
Therefore, in the case of a positive type resist having an opening for irradiation with the electron beam 3 or the like, the resist 2 at the portion where the proton H + has disappeared remains without being removed by the development and remains at the bottom of the resist opening 5. At 6 the resist 2 has a skirted shape (see FIG. 7C).

【0006】逆に、電子ビーム3などの照射部以外を開
口するネガ型レジストの場合には、プロトンH+ の拡
散、増幅によりレジスト2はアルカリ不溶となる(ネガ
型レジストはプロトンH+ の消失した部分が現像によっ
て除去される)ため、たとえば図4に示すように、レジ
スト開口部7の底部8でレジスト2がくい込んだ形状と
なる。
[0006] Conversely, in the case of a negative resist for exposing the non-irradiated portions of the electron beam 3, protons H + diffusion, the resist 2 by amplification becomes alkali-insoluble (negative resist loss of protons H + Since the developed portion is removed by the development), for example, as shown in FIG. 4, the resist 2 has a shape in which the bottom portion 8 of the resist opening 7 bites.

【0007】このように、従来の方法にあっては、レジ
ストパターンを断面形状が垂直となるように形成するこ
とができず、たとえば上記レジスト開口部5と次工程で
のエッチングなどにより形成される開口9との間に、大
きなパターン寸法変換差(a−b)を引き起こすという
不具合があった。
As described above, in the conventional method, the resist pattern cannot be formed to have a vertical cross-sectional shape, and is formed by, for example, the resist opening 5 and etching in the next step. There is a problem that a large pattern size conversion difference (ab) is caused between the opening 9 and the opening 9.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、レジストパターンの断面形状が垂直となる
ように形成するのが難しいため、次工程でのエッチング
などによるパターン寸法変換差が大きくなるなどの問題
があった。
As described above, conventionally, it is difficult to form the resist pattern so that the cross-sectional shape of the resist pattern becomes vertical, so that the pattern size conversion difference due to etching in the next step becomes large. There was such a problem.

【0009】そこで、この発明は、レジストパターンの
断面形状が垂直となるように形成でき、次工程でのパタ
ーン寸法変換差を小さく抑えることが可能となる半導体
装置の製造方法を提供することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which a resist pattern can be formed so that its cross-sectional shape is vertical and the difference in pattern dimension conversion in the next step can be suppressed to a small value. I am trying.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の半導体装置の製造方法にあっては、基
板上に、第一の溶媒を含む第一の化学増幅系レジストを
塗布し、ベーク後、露光スレッショールドレベル未満の
エネルギの紫外光により全面を露光する第1の工程と、
前記第一のレジスト上に、この第一のレジストとは溶媒
の異なる第二の溶媒を含む第二の化学増幅系レジストを
塗布し、ベーク後、電子ビームにより所望のパターンを
露光する第2の工程と、前記第一,第二の化学増幅系レ
ジストを現像する第3の工程とからなっている。
In order to achieve the above object, in a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a substrate is coated with a first chemically amplified resist containing a first solvent. Then, after baking, the first step of exposing the entire surface with ultraviolet light having energy below the exposure threshold level,
A second chemically amplified resist containing a second solvent different in solvent from the first resist is applied onto the first resist, and after baking, a desired pattern is exposed by an electron beam. And a third step of developing the first and second chemically amplified resists.

【0011】また、この発明の半導体装置の製造方法に
あっては、基板上に、樹脂、酸発生剤および溶媒が乳酸
エチル,MMPシンナのいずれか一方である3成分系か
らなる第一の化学増幅系ポジ型レジストを塗布し、ベー
ク後、波長が250nm以下で、かつ露光スレッショー
ルドレベル未満のエネルギの紫外光により全面を露光、
さらにベークする工程と、前記第一のレジスト上に、樹
脂、酸発生剤および溶媒が乳酸エチル,MMPシンナの
いずれか他方である3成分系からなる第二の化学増幅系
ポジ型レジストを塗布し、ベーク後、電子ビームを照射
して所望のパターンを露光、さらにベークする工程と、
前記第一,第二の化学増幅系ポジ型レジストを現像し、
前記電子ビームの照射部をほぼ垂直に開口する工程とか
らなっている。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first chemistry comprising a resin, an acid generator and a solvent which is one of ethyl lactate and MMP thinner on the substrate is composed of a three-component system. After applying an amplification type positive resist and baking, the entire surface is exposed with ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less and energy below the exposure threshold level,
The step of further baking, and a second chemical amplification type positive resist consisting of a three-component system in which the resin, the acid generator and the solvent are either ethyl lactate or MMP thinner, on the first resist. After baking, a step of irradiating an electron beam to expose a desired pattern and further baking,
Developing the first and second chemically amplified positive resists,
And a step of opening the electron beam irradiation portion substantially vertically.

【0012】さらに、この発明の半導体装置の製造方法
にあっては、基板上に、樹脂、酸発生剤および溶媒が乳
酸エチル,MMPシンナのいずれか一方である3成分系
からなる第一の化学増幅系ネガ型レジストを塗布し、ベ
ーク後、波長が250nm以下で、かつ露光スレッショ
ールドレベル未満のエネルギの紫外光により全面を露
光、さらにベークする工程と、前記第一のレジスト上
に、樹脂、酸発生剤および溶媒が乳酸エチル,MMPシ
ンナのいずれか他方である3成分系からなる第二の化学
増幅系ネガ型レジストを塗布し、ベーク後、電子ビーム
を照射して所望のパターンを露光、さらにベークする工
程と、前記第一,第二の化学増幅系ネガ型レジストを現
像し、前記電子ビームの照射部を残してほぼ垂直に開口
する工程とからなっている。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first chemistry consisting of a three-component system in which the resin, the acid generator and the solvent are either ethyl lactate or MMP thinner on the substrate. After applying an amplification type negative resist and baking, exposing the entire surface with ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less and energy less than the exposure threshold level, and further baking, and a resin on the first resist. , A second chemically amplified negative resist consisting of a three-component system in which the acid generator and solvent are either ethyl lactate or MMP thinner, and after baking, electron beam irradiation is performed to expose the desired pattern. And a further step of baking, and a step of developing the first and second chemically amplified negative type resists and opening substantially vertically while leaving the electron beam irradiation portion. That.

【0013】[0013]

【作用】この発明は、上記した手段により、化学増幅系
レジストの感光に寄与するプロトンH+ を消失させるよ
うな基板上でのレジストパターンの形成において、レジ
ストと基板との間でのプロトンH+ の消失反応を防止す
ることが可能となるため、現像後の、レジスト開口部の
底部での裾引き現象(ポジ型レジスト)やくい込み現象
(ネガ型レジスト)の発生を回避できるようになるもの
である。
According to the present invention, when the resist pattern is formed on the substrate by the above-mentioned means so as to eliminate the proton H + that contributes to the photosensitivity of the chemically amplified resist, the proton H + between the resist and the substrate is formed. It is possible to prevent the occurrence of the trailing phenomenon (positive type resist) and the biting phenomenon (negative type resist) at the bottom of the resist opening after development. is there.

【0014】[0014]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、本発明にかかる化学増幅系ポ
ジ型レジストを用いたパターンの形成方法について示す
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method for forming a pattern using a chemically amplified positive resist according to the present invention.

【0015】まず、GaAs基板やカーボン膜基板など
の基板11上に、たとえば化学増幅系レジスト(第一の
化学増幅系レジスト)12が膜厚100nmで塗布され
る。化学増幅系レジスト12としては、たとえば樹脂と
酸発生剤と溶媒(第一の溶媒)とからなり、上記溶媒が
乳酸エチルである3成分系の化学増幅系ポジ型レジスト
が用いられる。
First, for example, a chemically amplified resist (first chemically amplified resist) 12 having a film thickness of 100 nm is applied onto a substrate 11 such as a GaAs substrate or a carbon film substrate. As the chemically amplified resist 12, for example, a three-component chemically amplified positive resist composed of a resin, an acid generator and a solvent (first solvent), wherein the solvent is ethyl lactate is used.

【0016】この化学増幅系ポジ型レジスト12は、た
とえば100℃で、約90秒間ベークされる(以上、同
図(a))。次いで、化学増幅系ポジ型レジスト12の
全面に対し、たとえばKγFエキシマレーザステッパ
(図示していない)からのレーザ光13が照射され、一
様に露光される。このとき、上記レジスト12が露光ス
レッショールドレベルに達しないエネルギ、たとえば5
0mJ/cm2 のエネルギで露光が行われる。
The chemically amplified positive type resist 12 is baked at, for example, 100 ° C. for about 90 seconds (the above (a) in the figure). Then, the entire surface of the chemically amplified positive type resist 12 is irradiated with a laser beam 13 from, for example, a KγF excimer laser stepper (not shown) and uniformly exposed. At this time, the energy at which the resist 12 does not reach the exposure threshold level, for example, 5
Exposure is performed with an energy of 0 mJ / cm 2 .

【0017】すなわち、化学増幅系ポジ型レジスト12
は、後の現像処理によっても現像されないレーザ光量に
より露光される。そして、この露光の後に、さらに化学
増幅系ポジ型レジスト12は、たとえば90℃で、約9
0秒間ベークされる(以上、同図(b))。
That is, the chemically amplified positive type resist 12
Is exposed by the amount of laser light that is not developed by the subsequent development processing. Then, after this exposure, the chemically amplified positive resist 12 is further heated to about 9 ° C. at about 9 ° C., for example.
It is baked for 0 seconds (above, the same figure (b)).

【0018】この際、上記露光によって化学増幅系ポジ
型レジスト12中の酸発生剤より発生するプロトンH+
の大部分は、基板11とレジスト12との間で消失する
現象が起こる。
At this time, the proton H + generated from the acid generator in the chemically amplified positive resist 12 by the above exposure.
In most of the cases, the phenomenon of disappearance occurs between the substrate 11 and the resist 12.

【0019】続いて、上記化学増幅系ポジ型レジスト1
2の上に、たとえば溶媒がMMPシンナであり、他は上
記レジスト12と同一の、3成分系からなる化学増幅系
ポジ型レジスト(第二の化学増幅系レジスト)14が膜
厚200nmで塗布される。
Subsequently, the chemically amplified positive type resist 1 described above is used.
A chemically amplified positive resist (second chemically amplified resist) 14 consisting of a three-component system, which is the same as the resist 12 except that the solvent is MMP thinner, is applied on the second layer 2 in a thickness of 200 nm. It

【0020】この化学増幅系ポジ型レジスト14は、た
とえば100℃で、約90秒間ベークされる(以上、同
図(c))。この後、化学増幅系ポジ型レジスト14
に、たとえばスポットビームタイプの電子ビーム(ビー
ム電流100pA、0.2nC/cm)15が照射さ
れ、所望のレジストパターンが露光される。
The chemically amplified positive type resist 14 is baked at, for example, 100 ° C. for about 90 seconds (the above (c) in the figure). After this, a chemically amplified positive resist 14
Then, for example, a spot beam type electron beam (beam current 100 pA, 0.2 nC / cm) 15 is irradiated to expose a desired resist pattern.

【0021】また、この露光の後に、さらに化学増幅系
ポジ型レジスト14は、たとえば90℃で、約90秒間
ベークされる(以上、同図(d))。そして、最後に、
たとえば濃度が0.14Nで、液温が23℃のアルカリ
現像液を用いて、約1分の現像が行われる。この結果、
電子ビーム15の照射された露光領域16におけるレジ
スト12,14が現像液中に溶け出すことにより、レジ
スト開口部17が形成される(同図(e))。このレジ
スト開口部17は、プロトンH+ の拡散、増幅作用によ
り、露光領域16よりも若干大きめに開口される。
After this exposure, the chemically amplified positive type resist 14 is further baked at 90 ° C. for about 90 seconds (the above (d) in the figure). And finally,
For example, development is performed for about 1 minute using an alkaline developer having a concentration of 0.14N and a liquid temperature of 23 ° C. As a result,
The resist openings 14 are formed by the resists 12 and 14 in the exposure region 16 irradiated with the electron beam 15 being dissolved into the developing solution (FIG. 8E). The resist opening 17 is opened slightly larger than the exposed region 16 by the diffusion and amplification effect of the proton H + .

【0022】なお、この場合、上記レジスト12中で発
生したプロトンH+ の、レジスト12と基板11との界
面付近での消失反応はすでに終了している。このため、
上記パターン形成の際に、電子ビーム15の照射された
露光領域16においては、レジスト14中の酸発生剤か
ら発生したプロトンH+ の消失反応は起こらない。
In this case, the disappearance reaction of the proton H + generated in the resist 12 near the interface between the resist 12 and the substrate 11 has already been completed. For this reason,
In the pattern formation, in the exposed region 16 irradiated with the electron beam 15, the disappearance reaction of the proton H + generated from the acid generator in the resist 14 does not occur.

【0023】すなわち、化学増幅系ポジ型レジスト12
に対する全面露光によって、このレジスト12中の酸発
生剤から発生したプロトンH+ との反応により、上記レ
ジスト12と基板11との界面付近における塩基性物質
はすでに存在しない。このため、基板11との界面付近
において、塩基性物質との反応により、レジスト14中
の酸発生剤から発生したプロトンH+ が消失されること
はない。したがって、電子ビーム15の照射部である露
光領域16のレジスト12,14が、レジスト開口部1
7の底部で裾を引いた形状となることなく、レジスト開
口部17の断面形状をほぼ垂直に形成できるものであ
る。
That is, the chemically amplified positive type resist 12
Due to the reaction with the proton H + generated from the acid generator in the resist 12 due to the entire surface exposure to, the basic substance near the interface between the resist 12 and the substrate 11 no longer exists. Therefore, in the vicinity of the interface with the substrate 11, the proton H + generated from the acid generator in the resist 14 is not lost by the reaction with the basic substance. Therefore, the resists 12 and 14 in the exposure region 16 which is the irradiation portion of the electron beam 15 are not covered by the resist opening 1
The cross-sectional shape of the resist opening 17 can be formed almost vertically without the bottom of the bottom 7 having a hem.

【0024】上記したように、化学増幅系レジストの感
光に寄与するプロトンH+ を消失させるような基板上で
のレジストパターンの形成において、レジストと基板と
の間でのプロトンH+ の消失反応を防止できるようにし
ている。
As described above, in the formation of the resist pattern on the substrate that eliminates the proton H + that contributes to the photosensitivity of the chemically amplified resist, the reaction for eliminating the proton H + between the resist and the substrate is performed. I am trying to prevent it.

【0025】すなわち、レジストを2層に分け、まず、
下層のレジストでプロトンH+ を発生させてレジストと
基板との界面付近で起こるプロトンH+ の消失反応を終
了させた後、上層への露光、つまりレジストパターンの
形成を行うようにしている。これにより、上層のレジス
トで発生するプロトンH+ が消失するのを防止すること
が可能となる。したがって、化学増幅系レジストを用い
たサブクォータミクロン以下のレベルでのレジストパタ
ーンの形成において、ポジ型レジストを用いた場合に
は、現像後の、レジスト開口部の底部での裾引き現象の
発生を回避でき、レジストパターンの断面形状が垂直と
なるように形成できるようになるため、次工程のエッチ
ング工程などでのパターン寸法変換差を小さく抑えるこ
とが可能となるものである。
That is, the resist is divided into two layers, and first,
After the proton H + is generated in the lower layer resist to terminate the reaction of disappearing the proton H + which occurs near the interface between the resist and the substrate, the upper layer is exposed, that is, the resist pattern is formed. This makes it possible to prevent the disappearance of the proton H + generated in the upper resist layer. Therefore, when forming a resist pattern at a level of sub-quarter micron or less using a chemically amplified resist, when a positive resist is used, the trailing phenomenon at the bottom of the resist opening after development may occur. This can be avoided and the resist pattern can be formed so that its cross-sectional shape becomes vertical, so that it is possible to suppress the pattern dimension conversion difference in the next etching step or the like.

【0026】しかも、化学増幅系ポジ型レジスト12,
14にそれぞれ乳酸エチル,MMPシンナを溶媒として
用いているため、外部環境に対し、悪影響をおよぼすこ
とがない。
Moreover, the chemically amplified positive resist 12,
Since ethyl lactate and MMP thinner are used as solvents in 14 respectively, there is no adverse effect on the external environment.

【0027】なお、上記実施例においては、化学増幅系
ポジ型レジスト12の溶媒として乳酸エチルを、化学増
幅系ポジ型レジスト14の溶媒としてMMPシンナを用
いた場合について説明したが、これに限らず、たとえば
化学増幅系ポジ型レジスト12の溶媒としてMMPシン
ナを、化学増幅系ポジ型レジスト14の溶媒として乳酸
エチルを用いた場合にも、上記実施例と同様の効果が得
られる。
In the above embodiment, the case where ethyl lactate was used as the solvent for the chemically amplified positive resist 12 and MMP thinner was used as the solvent for the chemically amplified positive resist 14 was described, but the present invention is not limited to this. For example, even when MMP thinner is used as the solvent of the chemically amplified positive resist 12 and ethyl lactate is used as the solvent of the chemically amplified positive resist 14, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0028】また、ポジ型レジストを用いた場合に限ら
ず、たとえばネガ型レジストを用いても、同様に実施す
ることができる。図2は、化学増幅系ネガ型レジストを
用いた場合のレジストパターンの形成方法について示す
ものである。
Further, the present invention is not limited to the case of using the positive type resist, and the same operation can be performed by using the negative type resist, for example. FIG. 2 shows a method of forming a resist pattern when a chemically amplified negative resist is used.

【0029】この場合、上記実施例と同様に、まず、露
光スレッショールドレベルに達しないエネルギのレーザ
光13を照射して、下層のネガ型レジスト21と基板1
1との界面付近で起こるプロトンH+ の消失反応を終了
させた後、電子ビーム15を照射して、上層のネガ型レ
ジスト22を所望のレジストパターンにより露光するこ
とで、現像後の、レジスト開口部23の底部でのくい込
み現象の発生を回避できるようになる。
In this case, similarly to the above-described embodiment, first, the laser light 13 having the energy not reaching the exposure threshold level is irradiated to the lower negative resist 21 and the substrate 1.
After the disappearance reaction of the proton H + that occurs near the interface with 1 is terminated, the electron beam 15 is irradiated to expose the negative resist 22 in the upper layer with a desired resist pattern, whereby the resist opening after development is opened. It becomes possible to avoid the occurrence of the bite phenomenon at the bottom of the portion 23.

【0030】これにより、レジストパターンの断面形状
が垂直となるように形成でき、次工程のエッチング工程
などでのパターン寸法変換差を小さく抑えることが可能
となるものである。
As a result, the resist pattern can be formed so as to have a vertical cross-sectional shape, and the pattern size conversion difference in the next etching step or the like can be suppressed to a small value.

【0031】この実施例の場合にも、ネガ型レジスト2
1には乳酸エチル,MMPシンナのいずれか一方を、ネ
ガ型レジスト22には乳酸エチル,MMPシンナのいず
れか他方を、それぞれ溶媒として用いることができる。
その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。
Also in the case of this embodiment, the negative resist 2
One of ethyl lactate and MMP thinner can be used as the solvent 1, and the other of ethyl lactate and MMP thinner can be used as the solvent of the negative resist 22.
Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、レジストパターンの断面形状が垂直となるように形
成でき、次工程でのパターン寸法変換差を小さく抑える
ことが可能となる半導体装置の製造方法を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to form the resist pattern so that the cross-sectional shape becomes vertical, and it is possible to suppress the pattern size conversion difference in the next step to be small. Can be provided.

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

【図1】この発明の一実施例にかかる化学増幅系ポジ型
レジストを用いた場合のレジストパターンの形成方法に
ついて示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of forming a resist pattern when a chemically amplified positive resist according to an embodiment of the present invention is used.

【図2】この発明の他の実施例にかかり、化学増幅系ネ
ガ型レジストを用いた場合のレジストパターンの形成方
法について示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a method of forming a resist pattern when a chemically amplified negative resist is used according to another embodiment of the present invention.

【図3】従来技術とその問題点を説明するために示す化
学増幅系ポジ型レジストを用いて形成されるレジストパ
ターンの断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a resist pattern formed using a chemically amplified positive resist shown in order to explain the conventional technique and its problems.

【図4】同じく、化学増幅系ネガ型レジストを用いて形
成されるレジストパターンの断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a resist pattern similarly formed using a chemically amplified negative resist.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…基板、12…化学増幅系ポジ型レジスト(第一の
化学増幅系レジスト)、13…レーザ光、14…化学増
幅系ポジ型レジスト(第二の化学増幅系レジスト)、1
5…電子ビーム、16…露光領域、17,23…レジス
ト開口部、21,22…化学増幅系ネガ型レジスト。
11 ... Substrate, 12 ... Chemically amplified positive resist (first chemically amplified resist), 13 ... Laser light, 14 ... Chemically amplified positive resist (second chemically amplified resist), 1
5 ... Electron beam, 16 ... Exposure area, 17, 23 ... Resist opening, 21, 22 ... Chemical amplification type negative resist.

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 7/20 521 7/30 H01L 21/027 H01L 21/30 573 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location G03F 7/20 521 7/30 H01L 21/027 H01L 21/30 573

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、第一の溶媒を含む第一の化学
増幅系レジストを塗布し、ベーク後、露光スレッショー
ルドレベル未満のエネルギの紫外光により全面を露光す
る第1の工程と、 前記第一のレジスト上に、この第一のレジストとは溶媒
の異なる第二の溶媒を含む第二の化学増幅系レジストを
塗布し、ベーク後、電子ビームにより所望のパターンを
露光する第2の工程と、 前記第一,第二の化学増幅系レジストを現像する第3の
工程とからなることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. A first step of coating a first chemically amplified resist containing a first solvent on a substrate, baking, and then exposing the entire surface with ultraviolet light having energy below an exposure threshold level. A second chemically amplified resist containing a second solvent different in solvent from the first resist is applied on the first resist, and after baking, a desired pattern is exposed by an electron beam. And a third step of developing the first and second chemically amplified resists, the method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 前記第一,第二の化学増幅系レジスト
は、樹脂、酸発生剤および溶媒の3成分系からなるポジ
型レジストであることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置の製造方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second chemically amplified resists are positive type resists composed of a three-component system of resin, acid generator and solvent. Production method.
【請求項3】 前記第一,第二の化学増幅系レジスト
は、樹脂、酸発生剤および溶媒の3成分系からなるネガ
型レジストであることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置の製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second chemically amplified resists are negative type resists composed of a three-component system of resin, acid generator and solvent. Production method.
【請求項4】 前記第一の化学増幅系レジストにおける
第一の溶媒は、乳酸エチル,MMPシンナのいずれか一
方であり、前記第二の化学増幅系レジストにおける第二
の溶媒は、乳酸エチル,MMPシンナのいずれか他方で
あることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製
造方法。
4. The first solvent in the first chemically amplified resist is either ethyl lactate or MMP thinner, and the second solvent in the second chemically amplified resist is ethyl lactate. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the MMP thinner is one of the other.
【請求項5】 基板上に、樹脂、酸発生剤および溶媒が
乳酸エチル,MMPシンナのいずれか一方である3成分
系からなる第一の化学増幅系ポジ型レジストを塗布し、
ベーク後、波長が250nm以下で、かつ露光スレッシ
ョールドレベル未満のエネルギの紫外光により全面を露
光、さらにベークする工程と、 前記第一のレジスト上に、樹脂、酸発生剤および溶媒が
乳酸エチル,MMPシンナのいずれか他方である3成分
系からなる第二の化学増幅系ポジ型レジストを塗布し、
ベーク後、電子ビームを照射して所望のパターンを露
光、さらにベークする工程と、 前記第一,第二の化学増幅系ポジ型レジストを現像し、
前記電子ビームの照射部をほぼ垂直に開口する工程とか
らなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A first chemically amplified positive type resist consisting of a three-component system in which a resin, an acid generator and a solvent are either ethyl lactate or MMP thinner is coated on a substrate,
After baking, a step of exposing the entire surface with ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less and energy lower than the exposure threshold level and further baking, a resin, an acid generator and a solvent of ethyl lactate on the first resist. , A second chemically amplified positive resist consisting of a three-component system, which is the other of MMP thinner,
After baking, a step of irradiating an electron beam to expose a desired pattern and further baking, and developing the first and second chemically amplified positive type resists,
And a step of opening the electron beam irradiation portion substantially vertically.
【請求項6】 基板上に、樹脂、酸発生剤および溶媒が
乳酸エチル,MMPシンナのいずれか一方である3成分
系からなる第一の化学増幅系ネガ型レジストを塗布し、
ベーク後、波長が250nm以下で、かつ露光スレッシ
ョールドレベル未満のエネルギの紫外光により全面を露
光、さらにベークする工程と、 前記第一のレジスト上に、樹脂、酸発生剤および溶媒が
乳酸エチル,MMPシンナのいずれか他方である3成分
系からなる第二の化学増幅系ネガ型レジストを塗布し、
ベーク後、電子ビームを照射して所望のパターンを露
光、さらにベークする工程と、 前記第一,第二の化学増幅系ネガ型レジストを現像し、
前記電子ビームの照射部を残してほぼ垂直に開口する工
程とからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A first chemically amplified negative resist consisting of a three-component system in which a resin, an acid generator and a solvent are either ethyl lactate or MMP thinner is coated on a substrate,
After baking, a step of exposing the entire surface with ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less and energy lower than the exposure threshold level and further baking, a resin, an acid generator and a solvent of ethyl lactate on the first resist. , A second chemically amplified negative resist consisting of a three-component system, which is the other of MMP thinner,
After baking, irradiating an electron beam to expose a desired pattern, and further baking, and developing the first and second chemically amplified negative resists,
A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises the step of opening substantially vertically while leaving the electron beam irradiation portion.
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