JP2000131854A - 化学増幅レジストのパタン形成方法 - Google Patents
化学増幅レジストのパタン形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、露光雰囲気中に生成した酸の触媒
反応に起因した、パタン形状の不具合発生を抑制できる
化学増幅レジストのパタン形成方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る第一の化学増幅レジストの
パタン形成方法は、基板上に、酸発生剤を含有する化学
増幅レジストを塗布する工程ａ、前記工程ａを終えた基
板に対して第一の熱処理をする工程ｂ、前記工程ｂを終
えた基板に対して高エネルギー線を照射して露光をする
工程ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理
をする工程ｄ、及び、前記工程ｄを終えた基板に対し
て、アルカリ性水溶液で前記化学増幅レジストの現像処
理をする工程ｅ、からなる化学増幅レジストのパタン形
成方法において、前記工程ａ、前記工程ｂ又は前記工程
ｃのいずれか１つの工程の後に、基板上に配された化学
増幅レジストを塩基性物質に曝露する工程を具備したこ
とを特徴とする。
反応に起因した、パタン形状の不具合発生を抑制できる
化学増幅レジストのパタン形成方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る第一の化学増幅レジストの
パタン形成方法は、基板上に、酸発生剤を含有する化学
増幅レジストを塗布する工程ａ、前記工程ａを終えた基
板に対して第一の熱処理をする工程ｂ、前記工程ｂを終
えた基板に対して高エネルギー線を照射して露光をする
工程ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理
をする工程ｄ、及び、前記工程ｄを終えた基板に対し
て、アルカリ性水溶液で前記化学増幅レジストの現像処
理をする工程ｅ、からなる化学増幅レジストのパタン形
成方法において、前記工程ａ、前記工程ｂ又は前記工程
ｃのいずれか１つの工程の後に、基板上に配された化学
増幅レジストを塩基性物質に曝露する工程を具備したこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学増幅レジスト
のパタン形成方法に係る。より詳細には、露光雰囲気で
ある空気中に生成した酸の触媒反応に起因した、パタン
形状における不具合発生を抑制できる、化学増幅レジス
トのパタン形成方法に関する。
のパタン形成方法に係る。より詳細には、露光雰囲気で
ある空気中に生成した酸の触媒反応に起因した、パタン
形状における不具合発生を抑制できる、化学増幅レジス
トのパタン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子やメモリ素子等の高集
積化が目覚ましい速度で実現されている。この高集積化
を技術的に支えているのは、これらの素子に対応するレ
ジストのパタンをシリコン等からなる被露光基板に転写
するリソグラフィ技術の進歩である。
積化が目覚ましい速度で実現されている。この高集積化
を技術的に支えているのは、これらの素子に対応するレ
ジストのパタンをシリコン等からなる被露光基板に転写
するリソグラフィ技術の進歩である。
【０００３】図３は、従来のレジストのパタン形成方法
を示すフローチャートの一例である。すなわち、従来法
は、基板上にレジストを塗布する工程（レジスト膜塗布
と記載）、レジストが塗布された基板を加熱処理する工
程（プリベイクと記載）、プリベイクを終えた基板上の
レジストを露光する工程（露光と記載）、露光後の化学
増幅過程として、露光後現像前に基板を加熱処理する工
程（ＰＥＢと記載）、ＰＥＢを終えた基板上のレジスト
を現像処理する工程（現像と記載）から構成される。
を示すフローチャートの一例である。すなわち、従来法
は、基板上にレジストを塗布する工程（レジスト膜塗布
と記載）、レジストが塗布された基板を加熱処理する工
程（プリベイクと記載）、プリベイクを終えた基板上の
レジストを露光する工程（露光と記載）、露光後の化学
増幅過程として、露光後現像前に基板を加熱処理する工
程（ＰＥＢと記載）、ＰＥＢを終えた基板上のレジスト
を現像処理する工程（現像と記載）から構成される。
【０００４】上記従来法では、工業用として、紫外線を
光源とした光リソグラフィが主に用いられており、この
光源の波長を、超高圧水銀灯のｇ線４３６ｎｍ、ｉ線３
６５ｎｍ、ＫｒＦエキシマレーザーの２４８ｎｍ、と短
くすることにより解像性の向上を図ってきた。将来は、
さらに波長の短い光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦ
エキシマレーザーや波長１ｎｍ程度の軟Ｘ線を用いたリ
ソグラフィ技術の利用が予測されている。
光源とした光リソグラフィが主に用いられており、この
光源の波長を、超高圧水銀灯のｇ線４３６ｎｍ、ｉ線３
６５ｎｍ、ＫｒＦエキシマレーザーの２４８ｎｍ、と短
くすることにより解像性の向上を図ってきた。将来は、
さらに波長の短い光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦ
エキシマレーザーや波長１ｎｍ程度の軟Ｘ線を用いたリ
ソグラフィ技術の利用が予測されている。
【０００５】このような高エネルギー線を用いたリソグ
ラフィのパタン形成材料としては、化学増幅レジストが
有望視されている。化学増幅レジストからなる膜にパタ
ンを形成する場合、主に露光によりレジスト中に発生す
る酸の触媒反応に伴って生じる膜の溶解速度変化を利用
している。
ラフィのパタン形成材料としては、化学増幅レジストが
有望視されている。化学増幅レジストからなる膜にパタ
ンを形成する場合、主に露光によりレジスト中に発生す
る酸の触媒反応に伴って生じる膜の溶解速度変化を利用
している。
【０００６】ところで、光源としてＡｒＦエキシマレー
ザーやＸ線を用いたリソグラフィでは、光源のフォトン
のエネルギーが６ｅＶ以上と大きいため、露光雰囲気中
の不純物やガスを励起またはイオン化し、これらの化学
反応を促進する。その結果、硫酸、硝酸、塩酸が発生
し、これが水分とともに酸イオンに解離する。この酸イ
オンが被露光基板に塗布された化学増幅レジストに進入
すると、これらのレジストの反応原理である酸の触媒反
応と同等の働きをするため、レジストに余分な感光を引
き起こし、露光パタンの品質を低下させるという問題が
出てきた。
ザーやＸ線を用いたリソグラフィでは、光源のフォトン
のエネルギーが６ｅＶ以上と大きいため、露光雰囲気中
の不純物やガスを励起またはイオン化し、これらの化学
反応を促進する。その結果、硫酸、硝酸、塩酸が発生
し、これが水分とともに酸イオンに解離する。この酸イ
オンが被露光基板に塗布された化学増幅レジストに進入
すると、これらのレジストの反応原理である酸の触媒反
応と同等の働きをするため、レジストに余分な感光を引
き起こし、露光パタンの品質を低下させるという問題が
出てきた。
【０００７】すなわち、従来の化学増幅レジストを用い
たパタン形成方法では、露光後の化学増幅過程（通常は
露光後現像前の熱処理を指す）において、ポジ型レジス
トの場合は分解反応が、ネガ型レジストの場合は架橋反
応が行われているが、露光工程から次の熱処理工程まで
の間、基板を放置している際に、露光雰囲気である空気
中に発生した酸によりレジスト表面付近で触媒反応が促
進され、その結果、ネガ型レジスト表面に難溶化層が形
成されるとパタン形状は、図４（ａ）に示すようなオー
バーハング形状になりやすい傾向にあった。このオーバ
ーハング形状は、パタン寸法制御を難しくし、ドライエ
ッチングを用いた基板加工に際しても、寸法制御性を損
ねる要因となる。一方、ポジ型レジストでは表面の膜減
りと角落ちが生じ、図４（ｂ）に示すような形状とな
り、パタン寸法制御性を損ねる問題があった。ここで、
図４において、１は基板、２はレジストパタンである。
たパタン形成方法では、露光後の化学増幅過程（通常は
露光後現像前の熱処理を指す）において、ポジ型レジス
トの場合は分解反応が、ネガ型レジストの場合は架橋反
応が行われているが、露光工程から次の熱処理工程まで
の間、基板を放置している際に、露光雰囲気である空気
中に発生した酸によりレジスト表面付近で触媒反応が促
進され、その結果、ネガ型レジスト表面に難溶化層が形
成されるとパタン形状は、図４（ａ）に示すようなオー
バーハング形状になりやすい傾向にあった。このオーバ
ーハング形状は、パタン寸法制御を難しくし、ドライエ
ッチングを用いた基板加工に際しても、寸法制御性を損
ねる要因となる。一方、ポジ型レジストでは表面の膜減
りと角落ちが生じ、図４（ｂ）に示すような形状とな
り、パタン寸法制御性を損ねる問題があった。ここで、
図４において、１は基板、２はレジストパタンである。
【０００８】上述したレジスト表面付近で生じる触媒反
応はほとんど規則性に欠けるため、従来法の露光処理で
は、ショット毎にパタンプロファイルが異なるといった
不具合もあった。
応はほとんど規則性に欠けるため、従来法の露光処理で
は、ショット毎にパタンプロファイルが異なるといった
不具合もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、露光雰囲気
である空気中に生成した酸の触媒反応に起因した、パタ
ン形状における不具合発生を抑制できる、化学増幅レジ
ストのパタン形成方法を提供することを目的とする。
である空気中に生成した酸の触媒反応に起因した、パタ
ン形状における不具合発生を抑制できる、化学増幅レジ
ストのパタン形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【問題を解決するための手段】本発明に係る第一の化学
増幅レジストのパタン形成方法は、基板上に、酸発生剤
を含有する化学増幅レジストを塗布する工程ａ、前記工
程ａを終えた基板に対して第一の熱処理をする工程ｂ、
前記工程ｂを終えた基板に対して高エネルギー線を照射
して露光をする工程ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対し
て第二の熱処理をする工程ｄ、及び、前記工程ｄを終え
た基板に対して、アルカリ性水溶液で前記化学増幅レジ
ストの現像処理をする工程ｅ、からなる化学増幅レジス
トのパタン形成方法において、前記工程ａ、前記工程ｂ
又は前記工程ｃのいずれか１つの工程の後に、基板上に
配された化学増幅レジストを塩基性物質に曝露する工程
を具備したことを特徴とする。
増幅レジストのパタン形成方法は、基板上に、酸発生剤
を含有する化学増幅レジストを塗布する工程ａ、前記工
程ａを終えた基板に対して第一の熱処理をする工程ｂ、
前記工程ｂを終えた基板に対して高エネルギー線を照射
して露光をする工程ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対し
て第二の熱処理をする工程ｄ、及び、前記工程ｄを終え
た基板に対して、アルカリ性水溶液で前記化学増幅レジ
ストの現像処理をする工程ｅ、からなる化学増幅レジス
トのパタン形成方法において、前記工程ａ、前記工程ｂ
又は前記工程ｃのいずれか１つの工程の後に、基板上に
配された化学増幅レジストを塩基性物質に曝露する工程
を具備したことを特徴とする。
【００１１】本発明に係る第二の化学増幅レジストのパ
タン形成方法は、基板上に、酸発生剤を含有する化学増
幅レジストを塗布する工程ａ、前記工程ａを終えた基板
に対して第一の熱処理をする工程ｂ、前記工程ｂを終え
た基板に対して高エネルギー線を照射して露光をする工
程ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理を
する工程ｄ、及び、前記工程ｄを終えた基板に対して、
アルカリ性水溶液で前記化学増幅レジストの現像処理を
する工程ｅ、からなる化学増幅レジストのパタン形成方
法において、前記工程ｂ、前記工程ｃ又は前記工程ｄの
いずれか１つの工程の中で、基板上に配された化学増幅
レジストを塩基性物質に曝露する処理を同時に行うこと
を特徴とする。
タン形成方法は、基板上に、酸発生剤を含有する化学増
幅レジストを塗布する工程ａ、前記工程ａを終えた基板
に対して第一の熱処理をする工程ｂ、前記工程ｂを終え
た基板に対して高エネルギー線を照射して露光をする工
程ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理を
する工程ｄ、及び、前記工程ｄを終えた基板に対して、
アルカリ性水溶液で前記化学増幅レジストの現像処理を
する工程ｅ、からなる化学増幅レジストのパタン形成方
法において、前記工程ｂ、前記工程ｃ又は前記工程ｄの
いずれか１つの工程の中で、基板上に配された化学増幅
レジストを塩基性物質に曝露する処理を同時に行うこと
を特徴とする。
【００１２】すなわち、本発明は、基板上に配された化
学増幅レジストを塩基性物質に曝露する処理を、特定の
工程後あるいは特定の工程中に行うことを特徴としてい
る。
学増幅レジストを塩基性物質に曝露する処理を、特定の
工程後あるいは特定の工程中に行うことを特徴としてい
る。
【００１３】このような塩基性物質による処理を行う
と、基板上に塗布されたレジストの表面付近に存在する
塩基性物質が、空気中で発生しレジスト中に侵入した酸
と結合することによりレジスト表面での触媒作用を消滅
させる。その結果、空気中に発生した酸に起因したかぶ
り露光による、レジスト膜の難溶化または膜減りを防ぐ
ことができる。つまり、本発明に係る方法によれば、基
板上に塗布されたレジストの表面付近に塩基性物質を浸
透させることにより、ネガ型レジスト表面にはアルカリ
可溶化層を、ポジ型レジスト表面にはアルカリ難溶化層
を形成することができる。ゆえに、本発明では、従来法
に比べて、ネガ型レジストにおける表面難溶化層又はポ
ジ型レジストにおける膜減り層の発生が著しく抑制でき
るので、図２に示すように、良好なパタン形状が得られ
る。
と、基板上に塗布されたレジストの表面付近に存在する
塩基性物質が、空気中で発生しレジスト中に侵入した酸
と結合することによりレジスト表面での触媒作用を消滅
させる。その結果、空気中に発生した酸に起因したかぶ
り露光による、レジスト膜の難溶化または膜減りを防ぐ
ことができる。つまり、本発明に係る方法によれば、基
板上に塗布されたレジストの表面付近に塩基性物質を浸
透させることにより、ネガ型レジスト表面にはアルカリ
可溶化層を、ポジ型レジスト表面にはアルカリ難溶化層
を形成することができる。ゆえに、本発明では、従来法
に比べて、ネガ型レジストにおける表面難溶化層又はポ
ジ型レジストにおける膜減り層の発生が著しく抑制でき
るので、図２に示すように、良好なパタン形状が得られ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、基板上に配された化学
増幅レジストを塩基性物質に曝露する処理を、特定の工
程後あるいは特定の工程中に行うことにより、レジスト
表面付近に塩基性物質を浸透させる。これにより、塩基
性物質が空気中で発生しレジスト中に侵入した酸と結合
し、レジスト表面での触媒作用を消滅させる。その結
果、空気中に発生した酸に起因したかぶり露光による、
レジスト膜の難溶化または膜減りを防ぐことができる。
増幅レジストを塩基性物質に曝露する処理を、特定の工
程後あるいは特定の工程中に行うことにより、レジスト
表面付近に塩基性物質を浸透させる。これにより、塩基
性物質が空気中で発生しレジスト中に侵入した酸と結合
し、レジスト表面での触媒作用を消滅させる。その結
果、空気中に発生した酸に起因したかぶり露光による、
レジスト膜の難溶化または膜減りを防ぐことができる。
【００１５】つまり、本発明によれば、従来の化学増幅
レジストによるパタン形状の不具合、すなわち、ネガ型
レジストの場合に生じるオーバーハング状［図４
（ａ）］やポジ型レジストの場合に生じる膜減りと角落
ち［図４（ｂ）］、の発生を防止できる。従って、本発
明の方法によれば、図２に示すように良好なパタン形状
を作製できる。
レジストによるパタン形状の不具合、すなわち、ネガ型
レジストの場合に生じるオーバーハング状［図４
（ａ）］やポジ型レジストの場合に生じる膜減りと角落
ち［図４（ｂ）］、の発生を防止できる。従って、本発
明の方法によれば、図２に示すように良好なパタン形状
を作製できる。
【００１６】上記特定の工程後とは、基板上に、酸発生
剤を含有する化学増幅レジストを塗布する工程ａの後、
前記工程ａを終えた基板に対して第一の熱処理をする工
程ｂの後、前記工程ｂを終えた基板に対して高エネルギ
ー線を照射して露光をする工程ｃの後を指す。また、特
定の工程中とは、前記工程ａを終えた基板に対して第一
の熱処理をする工程ｂの中、前記工程ｂを終えた基板に
対して高エネルギー線を照射して露光をする工程ｃの
中、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理をす
る工程ｄの中を指す。
剤を含有する化学増幅レジストを塗布する工程ａの後、
前記工程ａを終えた基板に対して第一の熱処理をする工
程ｂの後、前記工程ｂを終えた基板に対して高エネルギ
ー線を照射して露光をする工程ｃの後を指す。また、特
定の工程中とは、前記工程ａを終えた基板に対して第一
の熱処理をする工程ｂの中、前記工程ｂを終えた基板に
対して高エネルギー線を照射して露光をする工程ｃの
中、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理をす
る工程ｄの中を指す。
【００１７】図１は、本発明に係る化学増幅レジストの
パタン形成方法を示すフローチャートである。図１の
（Ａ）〜（Ｃ）は、上記特定の工程後に、基板上に配さ
れた化学増幅レジストを塩基性物質に曝露する場合を示
す。すなわち、図１（Ａ）は工程ａ（レジスト膜塗布と
記載）の後に、図１（Ｂ）は工程ｂ（プリベイクと記
載）の後に、図１（Ｃ）は工程ｃ（露光と記載）の後
に、塩基性物質曝露を行う場合を示す。また、図１の
（Ｄ）〜（Ｆ）は、上記特定の工程中に、基板上に配さ
れた化学増幅レジストを塩基性物質に曝露する場合を示
す。すなわち、図１（Ｄ）は工程ｂ（プリベイクと記
載）の中で、図１（Ｅ）は工程ｃ（露光と記載）の中
で、図１（Ｆ）は工程ｄ（ＰＥＢと記載）の中で、塩基
性物質曝露を同時に行う場合を示す。
パタン形成方法を示すフローチャートである。図１の
（Ａ）〜（Ｃ）は、上記特定の工程後に、基板上に配さ
れた化学増幅レジストを塩基性物質に曝露する場合を示
す。すなわち、図１（Ａ）は工程ａ（レジスト膜塗布と
記載）の後に、図１（Ｂ）は工程ｂ（プリベイクと記
載）の後に、図１（Ｃ）は工程ｃ（露光と記載）の後
に、塩基性物質曝露を行う場合を示す。また、図１の
（Ｄ）〜（Ｆ）は、上記特定の工程中に、基板上に配さ
れた化学増幅レジストを塩基性物質に曝露する場合を示
す。すなわち、図１（Ｄ）は工程ｂ（プリベイクと記
載）の中で、図１（Ｅ）は工程ｃ（露光と記載）の中
で、図１（Ｆ）は工程ｄ（ＰＥＢと記載）の中で、塩基
性物質曝露を同時に行う場合を示す。
【００１８】本発明に係る方法で用いる塩基性物質とし
ては、例えば、アンモニア、ヘキサメチルジシラザン、
アニリン、Ｎ−メチルピロリドン、アセトアミド等が好
適に用いられる。
ては、例えば、アンモニア、ヘキサメチルジシラザン、
アニリン、Ｎ−メチルピロリドン、アセトアミド等が好
適に用いられる。
【００１９】以下では、本発明に係る化学増幅レジスト
のパタン形成方法について、図面に基づき実施形態の一
例を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定され
るものではない。
のパタン形成方法について、図面に基づき実施形態の一
例を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定され
るものではない。
【００２０】（第一の実施の形態）本例では、図１
（Ａ）に示す方法、すなわち、工程ａ（レジスト膜塗布
と記載）の後に、塩基性物質曝露を行う場合について、
作製手順に従い説明する。
（Ａ）に示す方法、すなわち、工程ａ（レジスト膜塗布
と記載）の後に、塩基性物質曝露を行う場合について、
作製手順に従い説明する。
【００２１】（１）まず、ポリヒドロキシスチレン（８
０重量部）、ヘキサメトキシメチルメラミン（１５重量
部）及びトリス（トリクロロメチル）トリアジン（５重
量部）の３成分を含むジエチレングリコールジメチルエ
ーテル２５％溶液からなるレジストを、シリコン基板に
スピン塗布した［工程ａ（レジスト膜塗布）］。但し、
ここで用いた「重量部」という単位は、「重量％」と同
じ意味である。
０重量部）、ヘキサメトキシメチルメラミン（１５重量
部）及びトリス（トリクロロメチル）トリアジン（５重
量部）の３成分を含むジエチレングリコールジメチルエ
ーテル２５％溶液からなるレジストを、シリコン基板に
スピン塗布した［工程ａ（レジスト膜塗布）］。但し、
ここで用いた「重量部」という単位は、「重量％」と同
じ意味である。
【００２２】（２）次いで、レジストが塗布された基板
を、塩基性物質であるヘキサメチルジシラザンの蒸気を
含む７０℃の空気中に２０分間暴露した［塩基性物質曝
露］。
を、塩基性物質であるヘキサメチルジシラザンの蒸気を
含む７０℃の空気中に２０分間暴露した［塩基性物質曝
露］。
【００２３】（３）その後、基板をホットプレート上に
配置し、１００℃で６０秒間、第一の加熱処理をした
［工程ｂ（プリベイク）］。加熱後のレジスト膜厚は１
μｍであった。
配置し、１００℃で６０秒間、第一の加熱処理をした
［工程ｂ（プリベイク）］。加熱後のレジスト膜厚は１
μｍであった。
【００２４】（４）次に、シンクロトロン放射光の軟Ｘ
線を用いてプロキシミティ露光を行った［工程ｃ（露
光）］。
線を用いてプロキシミティ露光を行った［工程ｃ（露
光）］。
【００２５】（５）露光を終えた基板に対して、１００
℃で２分間、第二の加熱処理をした［工程ｄ（ＰＥ
Ｂ）］。
℃で２分間、第二の加熱処理をした［工程ｄ（ＰＥ
Ｂ）］。
【００２６】（６）最後に、ＰＥＢを終えた基板を、
２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）の水溶液に浸漬させて、６０秒間現像を行
い、水で６０秒間リンスし［工程ｅ（現像）］、本例に
係る試料を作製した。
２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）の水溶液に浸漬させて、６０秒間現像を行
い、水で６０秒間リンスし［工程ｅ（現像）］、本例に
係る試料を作製した。
【００２７】比較試料として、塩基性物質による処理
［上記（２）］を行わない試料を作製した。
［上記（２）］を行わない試料を作製した。
【００２８】本例に係る試料と比較試料におけるレジス
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
【００２９】（第二の実施の形態）本例では、図１
（Ｂ）に示す方法、すなわち、工程ｂ（プリベイクと記
載）の後に、塩基性物質曝露を行う場合について、作製
手順に従い説明する。
（Ｂ）に示す方法、すなわち、工程ｂ（プリベイクと記
載）の後に、塩基性物質曝露を行う場合について、作製
手順に従い説明する。
【００３０】（１）まず、ポリヒドロキシスチレン（８
０重量部）、ヘキサメトキシメチルメラミン（１５重量
部）及びトリス（トリクロロメチル）トリアジン（５重
量部）の３成分を含むジエチレングリコールジメチルエ
ーテル２５％溶液からなるレジストを、シリコン基板に
スピン塗布した［工程ａ（レジスト膜塗布）］。
０重量部）、ヘキサメトキシメチルメラミン（１５重量
部）及びトリス（トリクロロメチル）トリアジン（５重
量部）の３成分を含むジエチレングリコールジメチルエ
ーテル２５％溶液からなるレジストを、シリコン基板に
スピン塗布した［工程ａ（レジスト膜塗布）］。
【００３１】（２）次いで、基板をホットプレート上に
配置し、１００℃で６０秒間、第一の加熱処理をした
［工程ｂ（プリベイク）］。
配置し、１００℃で６０秒間、第一の加熱処理をした
［工程ｂ（プリベイク）］。
【００３２】（３）その後、加熱処理を終えた基板を、
塩基性物質であるヘキサメチルジシラザンの蒸気を含む
７０℃の空気中に２分間暴露した［塩基性物質曝露］。
塩基性物質であるヘキサメチルジシラザンの蒸気を含む
７０℃の空気中に２分間暴露した［塩基性物質曝露］。
【００３３】（４）次に、シンクロトロン放射光の軟Ｘ
線を用いてプロキシミティ露光を行った［工程ｃ（露
光）］。
線を用いてプロキシミティ露光を行った［工程ｃ（露
光）］。
【００３４】（５）露光を終えた基板に対して、１００
℃で２分間、第二の加熱処理をした［工程ｄ（ＰＥ
Ｂ）］。
℃で２分間、第二の加熱処理をした［工程ｄ（ＰＥ
Ｂ）］。
【００３５】（６）最後に、ＰＥＢを終えた基板を、
２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）の水溶液に浸漬させて、６０秒間現像を行
い、水で６０秒間リンスし［工程ｅ（現像）］、本例に
係る試料を作製した。
２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）の水溶液に浸漬させて、６０秒間現像を行
い、水で６０秒間リンスし［工程ｅ（現像）］、本例に
係る試料を作製した。
【００３６】比較試料として、塩基性物質による処理
［上記（３）］を行わない試料を作製した。
［上記（３）］を行わない試料を作製した。
【００３７】本例に係る試料と比較試料におけるレジス
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
【００３８】（第三の実施の形態）本例では、図１
（Ｃ）に示す方法、すなわち、工程ｃ（露光と記載）の
後に、塩基性物質曝露を行う場合について、作製手順に
従い説明する。
（Ｃ）に示す方法、すなわち、工程ｃ（露光と記載）の
後に、塩基性物質曝露を行う場合について、作製手順に
従い説明する。
【００３９】（１）まず、ポリヒドロキシスチレン（８
０重量部）、ヘキサメトキシメチルメラミン（１５重量
部）及びトリス（トリクロロメチル）トリアジン（５重
量部）の３成分を含むジエチレングリコールジメチルエ
ーテル２５％溶液からなるレジストを、シリコン基板に
スピン塗布した［工程ａ（レジスト膜塗布）］。
０重量部）、ヘキサメトキシメチルメラミン（１５重量
部）及びトリス（トリクロロメチル）トリアジン（５重
量部）の３成分を含むジエチレングリコールジメチルエ
ーテル２５％溶液からなるレジストを、シリコン基板に
スピン塗布した［工程ａ（レジスト膜塗布）］。
【００４０】（２）次いで、基板をホットプレート上に
配置し、１００℃で６０秒間、第一の加熱処理をした
［工程ｂ（プリベイク）］。
配置し、１００℃で６０秒間、第一の加熱処理をした
［工程ｂ（プリベイク）］。
【００４１】（３）その後、シンクロトロン放射光の軟
Ｘ線を用いてプロキシミティ露光を行った［工程ｃ（露
光）］。
Ｘ線を用いてプロキシミティ露光を行った［工程ｃ（露
光）］。
【００４２】（４）次に、加熱処理を終えた基板を、塩
基性物質であるヘキサメチルジシラザンの蒸気を含む７
０℃の空気中に２分間暴露した［塩基性物質曝露］。
基性物質であるヘキサメチルジシラザンの蒸気を含む７
０℃の空気中に２分間暴露した［塩基性物質曝露］。
【００４３】（５）塩基性物質曝露を終えた基板に対し
て、１００℃で２分間、第二の加熱処理をした［工程ｄ
（ＰＥＢ）］。
て、１００℃で２分間、第二の加熱処理をした［工程ｄ
（ＰＥＢ）］。
【００４４】（６）最後に、ＰＥＢを終えた基板を、
２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）の水溶液に浸漬させて、６０秒間現像を行
い、水で６０秒間リンスし［工程ｅ（現像）］、本例に
係る試料を作製した。
２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）の水溶液に浸漬させて、６０秒間現像を行
い、水で６０秒間リンスし［工程ｅ（現像）］、本例に
係る試料を作製した。
【００４５】比較試料として、塩基性物質による処理
［上記（４）］を行わない試料を作製した。
［上記（４）］を行わない試料を作製した。
【００４６】本例に係る試料と比較試料におけるレジス
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
【００４７】（第四の実施の形態）本例では、第一乃至
第三の実施形態において、シンクロトロン放射光の軟Ｘ
線に代えてＫｒＦエキシマレーザーを用いた遠紫外線露
光を行った点が第一乃至第三の実施形態と異なる。他の
点は第一乃至第三の実施形態と同様として、第一乃至第
三の実施形態のフロチャートに従い試料を作製した。比
較試料として、塩基性物質による処理を行わない試料を
作製した。
第三の実施形態において、シンクロトロン放射光の軟Ｘ
線に代えてＫｒＦエキシマレーザーを用いた遠紫外線露
光を行った点が第一乃至第三の実施形態と異なる。他の
点は第一乃至第三の実施形態と同様として、第一乃至第
三の実施形態のフロチャートに従い試料を作製した。比
較試料として、塩基性物質による処理を行わない試料を
作製した。
【００４８】本例に係る試料と比較試料におけるレジス
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
【００４９】（第五の実施の形態）本例では、第一乃至
第三の実施形態において、シンクロトロン放射光の軟Ｘ
線に代えてＡｒＦエキシマレーザーを用いた遠紫外線露
光を行った点が第一乃至第三の実施形態と異なる。他の
点は第一乃至第三の実施形態と同様として、第一乃至第
三の実施形態のフロチャートに従い試料を作製した。比
較試料として、塩基性物質による処理を行わない試料を
作製した。
第三の実施形態において、シンクロトロン放射光の軟Ｘ
線に代えてＡｒＦエキシマレーザーを用いた遠紫外線露
光を行った点が第一乃至第三の実施形態と異なる。他の
点は第一乃至第三の実施形態と同様として、第一乃至第
三の実施形態のフロチャートに従い試料を作製した。比
較試料として、塩基性物質による処理を行わない試料を
作製した。
【００５０】本例に係る試料と比較試料におけるレジス
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
【００５１】（第六の実施の形態）本例では、第一乃至
第五の実施形態における塩基性物質曝露として、ヘキサ
メチルジシラザンの蒸気を含む７０℃の空気中に曝露す
る代わりに、アニリンの蒸気を含む２３℃の空気中に５
分間曝露した点が第一乃至第五の実施形態と異なる。他
の点は第一乃至第五の実施形態と同様として、第一乃至
第五の実施形態のフロチャートに従い試料を作製した。
比較試料として、塩基性物質による処理を行わない試料
を作製した。
第五の実施形態における塩基性物質曝露として、ヘキサ
メチルジシラザンの蒸気を含む７０℃の空気中に曝露す
る代わりに、アニリンの蒸気を含む２３℃の空気中に５
分間曝露した点が第一乃至第五の実施形態と異なる。他
の点は第一乃至第五の実施形態と同様として、第一乃至
第五の実施形態のフロチャートに従い試料を作製した。
比較試料として、塩基性物質による処理を行わない試料
を作製した。
【００５２】本例に係る試料と比較試料におけるレジス
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
【００５３】（第七の実施の形態）本例では、図１
（Ｄ）〜（Ｆ）に示す方法、すなわち、工程ｂ（プリベ
イクと記載）の中で、工程ｃ（露光と記載）の中で、或
いは工程ｄ（ＰＥＢと記載）の中で、同時に塩基性物質
曝露を行った場合について述べる。
（Ｄ）〜（Ｆ）に示す方法、すなわち、工程ｂ（プリベ
イクと記載）の中で、工程ｃ（露光と記載）の中で、或
いは工程ｄ（ＰＥＢと記載）の中で、同時に塩基性物質
曝露を行った場合について述べる。
【００５４】上記以外の各工程の処理条件は、第一の実
施形態に係るフォローチャート［図１（Ａ）］から塩基
性物質暴露の工程を省いたものと同様とし、試料を作製
した。
施形態に係るフォローチャート［図１（Ａ）］から塩基
性物質暴露の工程を省いたものと同様とし、試料を作製
した。
【００５５】比較試料として、工程ｂ（プリベイクと記
載）の中で、工程ｃ（露光と記載）の中で、或いは工程
ｄ（ＰＥＢと記載）の中で、同時に塩基性物質による処
理を行わない試料を作製した。
載）の中で、工程ｃ（露光と記載）の中で、或いは工程
ｄ（ＰＥＢと記載）の中で、同時に塩基性物質による処
理を行わない試料を作製した。
【００５６】本例に係る試料と比較試料におけるレジス
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
トのパタン形状を調べた結果、比較試料に比べて本例に
係る試料は、パタン断面の改善とウエハ面内でのパタン
品質の均一性およびウエハ間での再現性の向上が認めら
れた。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る化学
増幅レジストのパタン形成方法では、光源から被露光基
板までの露光する光の通過経路となる露光雰囲気におい
て、露光雰囲気中のガスおよび不純物が励起またはイオ
ン化されて発生する励起物、イオン化物、それらの化学
反応で生成される硫酸、硝酸、塩酸、これらが解離して
発生する酸が、被露光基板上に設けたレジス表面に付着
しても、この付着した酸を塩基性物質で中和する工程を
備えたことにより、従来法において付着した酸が原因と
なり生じていたレジストの余分なかぶり露光を無くすこ
とができる。
増幅レジストのパタン形成方法では、光源から被露光基
板までの露光する光の通過経路となる露光雰囲気におい
て、露光雰囲気中のガスおよび不純物が励起またはイオ
ン化されて発生する励起物、イオン化物、それらの化学
反応で生成される硫酸、硝酸、塩酸、これらが解離して
発生する酸が、被露光基板上に設けたレジス表面に付着
しても、この付着した酸を塩基性物質で中和する工程を
備えたことにより、従来法において付着した酸が原因と
なり生じていたレジストの余分なかぶり露光を無くすこ
とができる。
【００５８】従って、本発明によれば、例えばウェハか
らなる基板面内でのパタン品質（寸法、形状）の均一性
および基板間での再現性に優れた、化学増幅レジストの
パタン形成方法を提供できる。
らなる基板面内でのパタン品質（寸法、形状）の均一性
および基板間での再現性に優れた、化学増幅レジストの
パタン形成方法を提供できる。
【図１】本発明に係る化学増幅レジストのパタン形成方
法を示すフローチャートである。
法を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係るレジストパタンの一例を示す模式
的な断面図である。
的な断面図である。
【図３】従来のレジストのパタン形成方法を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】従来法によるレジストパタンの一例を示す模式
的な断面図であり、（ａ）はネガ型レジストを用いた場
合を、（ｂ）はポジ型レジストを用いた場合を示す。
的な断面図であり、（ａ）はネガ型レジストを用いた場
合を、（ｂ）はポジ型レジストを用いた場合を示す。
１ 基板、 ２ レジストパタン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６８ Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AA03 AB16 AC01 AC08 AD03 BE00 BE10 FA01 FA03 FA12 FA17 2H096 AA25 BA11 DA01 EA03 EA05 EA27 FA03 FA04 GA08 5F046 DA27 KA10 LA19
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に、酸発生剤を含有する化学増幅
レジストを塗布する工程ａ、前記工程ａを終えた基板に
対して第一の熱処理をする工程ｂ、前記工程ｂを終えた
基板に対して高エネルギー線を照射して露光をする工程
ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理をす
る工程ｄ、及び、前記工程ｄを終えた基板に対して、ア
ルカリ性水溶液で前記化学増幅レジストの現像処理をす
る工程ｅ、からなる化学増幅レジストのパタン形成方法
において、 前記工程ａ、前記工程ｂ又は前記工程ｃのいずれか１つ
の工程の後に、基板上に配された化学増幅レジストを塩
基性物質に曝露する工程を具備したことを特徴とする化
学増幅レジストのパタン形成方法。 - 【請求項２】 基板上に、酸発生剤を含有する化学増幅
レジストを塗布する工程ａ、前記工程ａを終えた基板に
対して第一の熱処理をする工程ｂ、前記工程ｂを終えた
基板に対して高エネルギー線を照射して露光をする工程
ｃ、前記工程ｃを終えた基板に対して第二の熱処理をす
る工程ｄ、及び、前記工程ｄを終えた基板に対して、ア
ルカリ性水溶液で前記化学増幅レジストの現像処理をす
る工程ｅ、からなる化学増幅レジストのパタン形成方法
において、 前記工程ｂ、前記工程ｃ又は前記工程ｄのいずれか１つ
の工程の中で、基板上に配された化学増幅レジストを塩
基性物質に曝露する処理を同時に行うことを特徴とする
化学増幅レジストのパタン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30302798A JP2000131854A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 化学増幅レジストのパタン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30302798A JP2000131854A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 化学増幅レジストのパタン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131854A true JP2000131854A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17916060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30302798A Pending JP2000131854A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 化学増幅レジストのパタン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131854A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6855485B2 (en) | 2000-06-27 | 2005-02-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern forming method and apparatus for fabricating semiconductor device |
| KR100537181B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2005-12-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광후 현상 지연에 의한 패턴 불량을 방지할 수 있는포토레지스트 패턴 형성 방법 |
| WO2013051383A1 (ja) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | 東京エレクトロン株式会社 | フォトレジストパターン形成方法及びエッチングマスク形成方法 |
| JP2016161928A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム |
| KR20200033187A (ko) | 2018-09-19 | 2020-03-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 마스크의 형성 방법 |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP30302798A patent/JP2000131854A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100537181B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2005-12-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광후 현상 지연에 의한 패턴 불량을 방지할 수 있는포토레지스트 패턴 형성 방법 |
| US6855485B2 (en) | 2000-06-27 | 2005-02-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern forming method and apparatus for fabricating semiconductor device |
| US6966710B2 (en) | 2000-06-27 | 2005-11-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern forming method and apparatus for fabricating semiconductor device |
| WO2013051383A1 (ja) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | 東京エレクトロン株式会社 | フォトレジストパターン形成方法及びエッチングマスク形成方法 |
| JP2013080169A (ja) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Tokyo Electron Ltd | フォトレジストパターン形成方法及びエッチングマスク形成方法 |
| JP2016161928A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム |
| KR20200033187A (ko) | 2018-09-19 | 2020-03-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 마스크의 형성 방법 |
| US11205571B2 (en) | 2018-09-19 | 2021-12-21 | Tokyo Electron Limited | Mask forming method |
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