JP2000311854A - フォトレジストパターン形成方法及び半導体素子 - Google Patents
フォトレジストパターン形成方法及び半導体素子Info
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- H—ELECTRICITY
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高濃度のアミンが存在する雰囲気下で優れたフ
ォトレジストパターンを得ることができるフォトレジス
トパターン形成方法及び、半導体素子を提供する。 【解決手段】スピン塗布される感光剤の温度を３０℃以
上まで上昇させて塗布することにより、露光後熱処理が
遅延されたり高濃度のアミンが存在する雰囲気において
も良好なパターンを形成する。したがって、簡単な工程
でアミンによるパターン不良を防止し、アミン除去のた
めの別途の設備が不要であり、工程収率が向上する。
ォトレジストパターンを得ることができるフォトレジス
トパターン形成方法及び、半導体素子を提供する。 【解決手段】スピン塗布される感光剤の温度を３０℃以
上まで上昇させて塗布することにより、露光後熱処理が
遅延されたり高濃度のアミンが存在する雰囲気において
も良好なパターンを形成する。したがって、簡単な工程
でアミンによるパターン不良を防止し、アミン除去のた
めの別途の設備が不要であり、工程収率が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の微細
フォトレジストパターン形成方法に関し、特に感光膜塗
布時の簡単な温度操作で露光後遅延（post exposure de
lay）に対する耐性を向上させ、工程収率及び素子動作
の信頼性を向上させることができる半導体素子の微細フ
ォトレジストパターン形成方法に関するものである。
フォトレジストパターン形成方法に関し、特に感光膜塗
布時の簡単な温度操作で露光後遅延（post exposure de
lay）に対する耐性を向上させ、工程収率及び素子動作
の信頼性を向上させることができる半導体素子の微細フ
ォトレジストパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造の微細加工工程で高感度を達
成するため、近来は化学増幅型遠紫外線（ＤＵＶ；Deep
Ultra Violet）フォトレジストが脚光を浴びており、
その組成は光酸発生剤（photoacid generator）と酸に
敏感に反応する構造のマトリックス高分子及び溶媒を配
合して製造する。
成するため、近来は化学増幅型遠紫外線（ＤＵＶ；Deep
Ultra Violet）フォトレジストが脚光を浴びており、
その組成は光酸発生剤（photoacid generator）と酸に
敏感に反応する構造のマトリックス高分子及び溶媒を配
合して製造する。
【０００３】このようなフォトレジストの作用機転は、
非露光領域がパターンとなるポジティブフォトレジスト
の場合、光酸発生剤が光源から紫外線光を受けると酸を
発生させ、このように発生した酸によりマトリックス高
分子の主鎖又は側鎖が反応して分解されたり高分子の極
性が大きく変化し、現像液により溶解される。一方、光
を受けなかった部分は本来の構造をそのまま有するた
め、現像液に溶解されなくなる。このようにして、マス
クの像を基板上に陽画像で残すことができる。また、露
光領域がパターンとなるネガティブフォトレジストの場
合は、光酸発生剤が光源から紫外線光を受けると酸を発
生させ、このように発生した酸によりマトリックス高分
子の主鎖、又は側鎖と架橋剤が反応して架橋結合が発生
し、光を受けた部分が現像液に溶解されなくなる。この
ようにしてマスクの像を基板上に陰画像で残すことがで
きる。このようなリソグラフィー工程では、解像度は光
源の波長に依存し光源の波長が小さくなるほど微細パタ
ーンを形成することができる。
非露光領域がパターンとなるポジティブフォトレジスト
の場合、光酸発生剤が光源から紫外線光を受けると酸を
発生させ、このように発生した酸によりマトリックス高
分子の主鎖又は側鎖が反応して分解されたり高分子の極
性が大きく変化し、現像液により溶解される。一方、光
を受けなかった部分は本来の構造をそのまま有するた
め、現像液に溶解されなくなる。このようにして、マス
クの像を基板上に陽画像で残すことができる。また、露
光領域がパターンとなるネガティブフォトレジストの場
合は、光酸発生剤が光源から紫外線光を受けると酸を発
生させ、このように発生した酸によりマトリックス高分
子の主鎖、又は側鎖と架橋剤が反応して架橋結合が発生
し、光を受けた部分が現像液に溶解されなくなる。この
ようにしてマスクの像を基板上に陰画像で残すことがで
きる。このようなリソグラフィー工程では、解像度は光
源の波長に依存し光源の波長が小さくなるほど微細パタ
ーンを形成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、フォトレジス
トは優れたエッチング耐性と耐熱性及び接着性が求めら
れ、その他にもArF感光膜として用いられるフォトレジ
ストは、2.38wt%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド（ＴＭＡＨ）水溶液に現像可能なものが好ましい。し
かし、これら全ての性質を満たす重合体を合成すること
は非常に困難である。例えば、主鎖がポリアクリレート
(polyacrylate)系である重合体の合成は容易であるが、
エッチング耐性の確保及び現像工程に問題がある。この
ようなエッチング耐性は主鎖（main chain）、或いは側
鎖（side chain）に脂肪族環単量体（alicyclic unit）
を投入することにより増加させることができるが、これ
は実際の半導体製造工程でさらに他の問題を発生させ
た。即ち、露光後遅延（post exposure delay）現象が
ある場合、露光により発生した酸が大気中のアミン（am
ine contamination）と反応して消滅することにより、
現像時に露光部位の表面が溶解せず微細パターンを得る
ことができないか、或いはT−topが発生する等の問題点
が露出した。このような現象は特に、大気中（environm
ent）のアミン濃度が３０ppb以上である場合にはさらに
著しく現れるため、工程時に大気のアミン量を極少化す
る対策が求められた。
トは優れたエッチング耐性と耐熱性及び接着性が求めら
れ、その他にもArF感光膜として用いられるフォトレジ
ストは、2.38wt%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド（ＴＭＡＨ）水溶液に現像可能なものが好ましい。し
かし、これら全ての性質を満たす重合体を合成すること
は非常に困難である。例えば、主鎖がポリアクリレート
(polyacrylate)系である重合体の合成は容易であるが、
エッチング耐性の確保及び現像工程に問題がある。この
ようなエッチング耐性は主鎖（main chain）、或いは側
鎖（side chain）に脂肪族環単量体（alicyclic unit）
を投入することにより増加させることができるが、これ
は実際の半導体製造工程でさらに他の問題を発生させ
た。即ち、露光後遅延（post exposure delay）現象が
ある場合、露光により発生した酸が大気中のアミン（am
ine contamination）と反応して消滅することにより、
現像時に露光部位の表面が溶解せず微細パターンを得る
ことができないか、或いはT−topが発生する等の問題点
が露出した。このような現象は特に、大気中（environm
ent）のアミン濃度が３０ppb以上である場合にはさらに
著しく現れるため、工程時に大気のアミン量を極少化す
る対策が求められた。
【０００５】このような現象を克服するため、感光剤
にアミンを投入する方法と、スウィート光酸発生剤
（sweet photoacid generator）を用いる方法（Frank H
oulihan et al.，Journal of photopolymer science an
d technology，volume 11，number 3，1998，419〜430p
age）、或いは感光剤の樹脂自体を改良する方法（J．
Byers et al.，Journal of photopolymer science and
technology，volume 11，number 3，1998，465〜474pag
e）等が用いられた。しかし、このような方法等は外部
大気のアミン濃度が少なくとも５ppb以下であってこそ
効果を有するものであるため、大気中のアミン濃度を制
御するために別途の追加工程が求められ、これは工程費
用の上昇をもたらした。
にアミンを投入する方法と、スウィート光酸発生剤
（sweet photoacid generator）を用いる方法（Frank H
oulihan et al.，Journal of photopolymer science an
d technology，volume 11，number 3，1998，419〜430p
age）、或いは感光剤の樹脂自体を改良する方法（J．
Byers et al.，Journal of photopolymer science and
technology，volume 11，number 3，1998，465〜474pag
e）等が用いられた。しかし、このような方法等は外部
大気のアミン濃度が少なくとも５ppb以下であってこそ
効果を有するものであるため、大気中のアミン濃度を制
御するために別途の追加工程が求められ、これは工程費
用の上昇をもたらした。
【０００６】本発明は、前述の従来の問題を解決するた
め、高濃度のアミンが存在する雰囲気下でも優れたフォ
トレジストパターンを得ることができるフォトレジスト
パターン形成方法及び、半導体素子を提供することを目
的とする。
め、高濃度のアミンが存在する雰囲気下でも優れたフォ
トレジストパターンを得ることができるフォトレジスト
パターン形成方法及び、半導体素子を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は露光後遅延
に強い感光剤を製造する方法に対し重点的に研究した結
果、感光剤の塗布工程で温度を上昇させる簡単な操作で
露光後遅延に対する耐性の強い感光剤を作ることができ
るという驚くべき事実を知り本発明を完成した。
に強い感光剤を製造する方法に対し重点的に研究した結
果、感光剤の塗布工程で温度を上昇させる簡単な操作で
露光後遅延に対する耐性の強い感光剤を作ることができ
るという驚くべき事実を知り本発明を完成した。
【０００８】すなわち、本発明の請求項１に記載の発明
は、（ａ）感光剤を半導体基板上部に塗布して感光膜を
形成する段階と、（ｂ）露光装置を利用して前記感光膜
を露光する段階と、（ｃ）前記結果物を現像する段階を
含むフォトレジストパターン形成方法において、前記感
光剤を塗布するとき、感光剤の温度を常温以上に上昇さ
せ基板に塗布することを特徴とするフォトレジストパタ
ーン形成方法である。
は、（ａ）感光剤を半導体基板上部に塗布して感光膜を
形成する段階と、（ｂ）露光装置を利用して前記感光膜
を露光する段階と、（ｃ）前記結果物を現像する段階を
含むフォトレジストパターン形成方法において、前記感
光剤を塗布するとき、感光剤の温度を常温以上に上昇さ
せ基板に塗布することを特徴とするフォトレジストパタ
ーン形成方法である。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、感光剤を塗布
するとき、感光剤の温度は３０〜８０℃であることを特
徴とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、感光剤を塗布
するとき、感光剤の温度は３０〜８０℃であることを特
徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、感光剤を塗布
する前に、感光剤は２０〜２５℃で保管することを特徴
とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、感光剤を塗布
する前に、感光剤は２０〜２５℃で保管することを特徴
とする。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、感光剤は噴射
ノズルに至る途中、加熱手段を利用して３０〜８０℃の
温度で加熱した状態でスピンコーティングされることを
特徴とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、感光剤は噴射
ノズルに至る途中、加熱手段を利用して３０〜８０℃の
温度で加熱した状態でスピンコーティングされることを
特徴とする。
【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、前記（ｂ）段
階の露光前及び／又は露光後に、それぞれベーク工程を
行う段階をさらに含むことを特徴とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、前記（ｂ）段
階の露光前及び／又は露光後に、それぞれベーク工程を
行う段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】請求項６記載の発明は、請求項５記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、前記ベーク工
程は、１０〜２００℃で行われることを特徴とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、前記ベーク工
程は、１０〜２００℃で行われることを特徴とする。
【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、前記露光装置
はArF、KrF及びEUVを含む遠紫外線（DUV；Deep Ultra V
iolet）、Ｅ−ビーム、Ｘ−線及びイオンビームからな
る露光源を用いることを特徴とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、前記露光装置
はArF、KrF及びEUVを含む遠紫外線（DUV；Deep Ultra V
iolet）、Ｅ−ビーム、Ｘ−線及びイオンビームからな
る露光源を用いることを特徴とする。
【００１５】請求項８記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、前記露光工程
は、１〜３０mJ/cm2の露光エネルギーで行われることを
特徴とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、前記露光工程
は、１〜３０mJ/cm2の露光エネルギーで行われることを
特徴とする。
【００１６】請求項９記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法であって、前記現像工程
を、アルカリ現像液を用いて行うことを特徴とする。
ォトレジストパターン形成方法であって、前記現像工程
を、アルカリ現像液を用いて行うことを特徴とする。
【００１７】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
フォトレジストパターン形成方法であって、前記アルカ
リ現像液は2.38wt%、又は2.5wt%のＴＭＡＨ（テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド）水溶液であることを特
徴とする。
フォトレジストパターン形成方法であって、前記アルカ
リ現像液は2.38wt%、又は2.5wt%のＴＭＡＨ（テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド）水溶液であることを特
徴とする。
【００１８】請求項１１記載の発明は、請求項１記載の
フォトレジストパターン形成方法であって、前記感光剤
は脂肪族環単量体（alicyclic unit）でのみ構成された
フォトレジスト重合体を含むことを特徴とする。
フォトレジストパターン形成方法であって、前記感光剤
は脂肪族環単量体（alicyclic unit）でのみ構成された
フォトレジスト重合体を含むことを特徴とする。
【００１９】請求項１２記載の発明は、半導体素子であ
って、請求項１記載のフォトレジストパターン形成方法
により製造されることを特徴とする。
って、請求項１記載のフォトレジストパターン形成方法
により製造されることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明では、（ａ）感光剤を半導
体基板上部に塗布して感光膜を形成する段階と、（ｂ）
露光装置を利用して前記感光膜を露光する段階と、
（ｃ）前記結果物を現像する段階を含むフォトレジスト
パターン形成方法において、前記感光剤を塗布すると
き、感光剤の温度を常温以上に上昇させ塗布することに
より、露光後遅延に影響を受けず優れたフォトレジスト
パターンを形成する方法を提供する。
体基板上部に塗布して感光膜を形成する段階と、（ｂ）
露光装置を利用して前記感光膜を露光する段階と、
（ｃ）前記結果物を現像する段階を含むフォトレジスト
パターン形成方法において、前記感光剤を塗布すると
き、感光剤の温度を常温以上に上昇させ塗布することに
より、露光後遅延に影響を受けず優れたフォトレジスト
パターンを形成する方法を提供する。
【００２１】一般に感光剤は２０〜２５℃の温度、即ち
常温で保管するが、本発明では感光剤を塗布するため噴
射ノズルに移動させる途中に加熱手段を利用し、３０〜
８０℃の温度で加熱した状態でスピンコーティングする
簡単な操作により感光剤の露光後遅延に関する耐性を強
化することができる。前記パターン形成過程において、
（ｂ）段階の露光前及び／又は露光後にそれぞれベーク
工程を行う段階をさらに含むことができるが、このよう
なベーク工程は１０〜２００℃で行われるのが好まし
い。
常温で保管するが、本発明では感光剤を塗布するため噴
射ノズルに移動させる途中に加熱手段を利用し、３０〜
８０℃の温度で加熱した状態でスピンコーティングする
簡単な操作により感光剤の露光後遅延に関する耐性を強
化することができる。前記パターン形成過程において、
（ｂ）段階の露光前及び／又は露光後にそれぞれベーク
工程を行う段階をさらに含むことができるが、このよう
なベーク工程は１０〜２００℃で行われるのが好まし
い。
【００２２】なお、露光工程で用いられる光源にはAr
F、KrF及びＥＵＶを含む遠紫外線（ＤＵＶ；Deep Ultra
Violet）、Ｅ−ビーム、Ｘ線、又はイオンビーム等を
用い、１〜３０mJ/cm2の露光エネルギーで露光工程を行
う。前記現像工程はアルカリ現像液を用いて行われる
が、このとき、前記アルカリ現像液は2.38wt%又は2.5wt
%のＴＭＡＨ水溶液であるのが好ましい。本発明ではさ
らに、前記パターン形成方法を用いて製造された半導体
素子を提供する。
F、KrF及びＥＵＶを含む遠紫外線（ＤＵＶ；Deep Ultra
Violet）、Ｅ−ビーム、Ｘ線、又はイオンビーム等を
用い、１〜３０mJ/cm2の露光エネルギーで露光工程を行
う。前記現像工程はアルカリ現像液を用いて行われる
が、このとき、前記アルカリ現像液は2.38wt%又は2.5wt
%のＴＭＡＨ水溶液であるのが好ましい。本発明ではさ
らに、前記パターン形成方法を用いて製造された半導体
素子を提供する。
【００２３】
【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明をより
詳しく説明する。本発明者等は、露光後遅延（post exp
osure delay）に強い感光剤を製造する方法に対し重点
的に研究した結果、感光剤高分子の３次構造を変化させ
れば露光後遅延に対する耐性の強い感光剤を作ることが
できるという事実を知った。
詳しく説明する。本発明者等は、露光後遅延（post exp
osure delay）に強い感光剤を製造する方法に対し重点
的に研究した結果、感光剤高分子の３次構造を変化させ
れば露光後遅延に対する耐性の強い感光剤を作ることが
できるという事実を知った。
【００２４】一般に、脂肪族環単量体が多く導入された
樹脂等をウェーハ上にコーティングさせると、分子等の
間に空いた空間（空隙）が多く生じる。このような空隙
等は露光により発生した酸を感光膜上に排出し易くし、
さらに露光により発生した酸を無くすアミンの浸透を容
易にする。したがって、露光後遅延が発生すれば外部ア
ミンが光源により発生した酸を中和させ、さらに現像直
前に酸の拡散のため高温で焼成する（bake）とき酸が蒸
発して、化学増幅の役割を行うことができず、微細パタ
ーン形成を不可能にする。したがって、このような問題
を解決するため高分子間の空隙を減少させる方法が最も
重要である。このため、本発明者等は感光剤塗布時の感
光剤の温度を上昇させた。感光剤の温度を上昇させる
と、フォトレジスト高分子の構造は剛性棒型（rigid ro
d）、楕円型、或いは螺旋型（helix）の構造を有するこ
とになり、このような構造は応力を与える方向に対し水
平に向かうことになる。したがって、フォトレジスト組
成物の温度を高めると、フォトレジスト組成物を基板に
さらに薄く、空き間なく塗布することができる。これに
よりフォトレジスト組成物内に高分子間の空隙が減少す
るため、露光後遅延のある場合にも優れたフォトレジス
トパターンが得られることを確認した。
樹脂等をウェーハ上にコーティングさせると、分子等の
間に空いた空間（空隙）が多く生じる。このような空隙
等は露光により発生した酸を感光膜上に排出し易くし、
さらに露光により発生した酸を無くすアミンの浸透を容
易にする。したがって、露光後遅延が発生すれば外部ア
ミンが光源により発生した酸を中和させ、さらに現像直
前に酸の拡散のため高温で焼成する（bake）とき酸が蒸
発して、化学増幅の役割を行うことができず、微細パタ
ーン形成を不可能にする。したがって、このような問題
を解決するため高分子間の空隙を減少させる方法が最も
重要である。このため、本発明者等は感光剤塗布時の感
光剤の温度を上昇させた。感光剤の温度を上昇させる
と、フォトレジスト高分子の構造は剛性棒型（rigid ro
d）、楕円型、或いは螺旋型（helix）の構造を有するこ
とになり、このような構造は応力を与える方向に対し水
平に向かうことになる。したがって、フォトレジスト組
成物の温度を高めると、フォトレジスト組成物を基板に
さらに薄く、空き間なく塗布することができる。これに
よりフォトレジスト組成物内に高分子間の空隙が減少す
るため、露光後遅延のある場合にも優れたフォトレジス
トパターンが得られることを確認した。
【００２５】以下、本発明を下記比較例及び実施例によ
り詳しく説明する。下記の実験は全て３５ppbのアミン
で汚染されている条件の下で行った。
り詳しく説明する。下記の実験は全て３５ppbのアミン
で汚染されている条件の下で行った。
【００２６】＜比較例１＞下記式（１）の脂肪族環単量
体でのみ構成された樹脂１gと、光酸発生剤であるトリ
フェニルスルホニウムトリフレート（triphenyl sulfon
ium triflate）0.012gとを、プロピレングリコールメチ
ルエーテルアセテート（propylene glycolmethyl ether
acetate）溶媒７gに溶解して感光剤を製造した。
体でのみ構成された樹脂１gと、光酸発生剤であるトリ
フェニルスルホニウムトリフレート（triphenyl sulfon
ium triflate）0.012gとを、プロピレングリコールメチ
ルエーテルアセテート（propylene glycolmethyl ether
acetate）溶媒７gに溶解して感光剤を製造した。
【化１】 前記式で、ａ，ｂ，ｃ，ｄは重合比を表す数値である。
その後、前記感光剤をヘキサメチルジシラザン（hexame
thyldisilazane；ＨＭＤＳ）で前処理されたウェーハ上
に、感光剤温度を２３℃に維持する通常の方法でスピン
コーティングしてから、１５０℃で９０秒間ソフトベー
ク（soft bake）した。次いで、ArF露光装備を利用して
１０mJ/cm2から２９mJ/cm2まで１mJ/cm2ずつ露光量を増
加させていきながら２０個のダイ（Die）を順次露光し
た後、ウェーハを１０分間遅延させた。その後、前記ウ
ェーハを、１４０℃で９０秒間露光後熱処理（post exp
osurebake）し、2.38wt%のＴＭＡＨ水溶液で現像して感
光膜パターンを形成した。上記のような従来技術に係る
半導体素子の微細パターン形成方法では、常温２３℃で
保管する感光剤をその温度のまま基板上に塗布し、後続
工程を進めることになる。しかし、選択露光後に直ちに
露光後熱処理を行うことができず、作業が遅延される場
合には、１０分程度遅延されても作業環境でのアミンの
浸透により、図１に示すように上の部分が厚くなるT−t
op現象が発生するか、パターンが倒れる現象が発生する
問題点がある。
その後、前記感光剤をヘキサメチルジシラザン（hexame
thyldisilazane；ＨＭＤＳ）で前処理されたウェーハ上
に、感光剤温度を２３℃に維持する通常の方法でスピン
コーティングしてから、１５０℃で９０秒間ソフトベー
ク（soft bake）した。次いで、ArF露光装備を利用して
１０mJ/cm2から２９mJ/cm2まで１mJ/cm2ずつ露光量を増
加させていきながら２０個のダイ（Die）を順次露光し
た後、ウェーハを１０分間遅延させた。その後、前記ウ
ェーハを、１４０℃で９０秒間露光後熱処理（post exp
osurebake）し、2.38wt%のＴＭＡＨ水溶液で現像して感
光膜パターンを形成した。上記のような従来技術に係る
半導体素子の微細パターン形成方法では、常温２３℃で
保管する感光剤をその温度のまま基板上に塗布し、後続
工程を進めることになる。しかし、選択露光後に直ちに
露光後熱処理を行うことができず、作業が遅延される場
合には、１０分程度遅延されても作業環境でのアミンの
浸透により、図１に示すように上の部分が厚くなるT−t
op現象が発生するか、パターンが倒れる現象が発生する
問題点がある。
【００２７】＜比較例２＞感光剤塗布時の温度を８２℃
に上昇させたことを除いては前記比較例１と同様の方法
を行った結果、８２℃で感光剤溶媒の揮発性が非常によ
いため、塗布時に針状のディフェクト（defect）が発生
する問題が生じた。
に上昇させたことを除いては前記比較例１と同様の方法
を行った結果、８２℃で感光剤溶媒の揮発性が非常によ
いため、塗布時に針状のディフェクト（defect）が発生
する問題が生じた。
【００２８】＜実施例＞前記式（１）の脂肪族環単量体
でのみ構成された樹脂１gと、光酸発生剤であるトリフ
ェニルスルホニウムトリフレート0.012gとをプロピレン
グリコールメチルエーテルアセテート溶媒７gに溶解し
て感光剤を製造し、ＨＭＤＳで前処理したウェーハを用
意した。その後、２３℃で保管した前記感光剤を噴射ノ
ズルに至る途中、加熱手段を利用して４０℃及び５０℃
で加熱した状態で通常の方法でスピンコーティングして
から、１５０℃で９０秒間ソフトベーク（soft bake）
した。次いで、ArF露光装備を利用して１０mJ/cm2から
２９mJ/cm2までmJ/cm2ずつ露光量を増加させていきなが
ら２０個のダイ（Die）を順次露光した後、ウェーハを
２０分間遅延させた。その後、前記ウェーハを、１４０
℃で９０秒間露光後熱処理（post exposurebake）し、
2.38wt%のＴＭＡＨ水溶液で現像して感光膜パターンを
形成した結果、図２に示すような良好な垂直パターンを
得ることができた。
でのみ構成された樹脂１gと、光酸発生剤であるトリフ
ェニルスルホニウムトリフレート0.012gとをプロピレン
グリコールメチルエーテルアセテート溶媒７gに溶解し
て感光剤を製造し、ＨＭＤＳで前処理したウェーハを用
意した。その後、２３℃で保管した前記感光剤を噴射ノ
ズルに至る途中、加熱手段を利用して４０℃及び５０℃
で加熱した状態で通常の方法でスピンコーティングして
から、１５０℃で９０秒間ソフトベーク（soft bake）
した。次いで、ArF露光装備を利用して１０mJ/cm2から
２９mJ/cm2までmJ/cm2ずつ露光量を増加させていきなが
ら２０個のダイ（Die）を順次露光した後、ウェーハを
２０分間遅延させた。その後、前記ウェーハを、１４０
℃で９０秒間露光後熱処理（post exposurebake）し、
2.38wt%のＴＭＡＨ水溶液で現像して感光膜パターンを
形成した結果、図２に示すような良好な垂直パターンを
得ることができた。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体素子
の微細フォトレジストパターン形成方法は、スピン塗布
される感光膜を保管槽から噴射ノズルへ移動する間に、
３０〜８０℃以上に温度を上昇させて塗布することによ
り、露光後熱処理が遅延されるか高濃度のアミンが存在
する雰囲気下においても良好なパターンを形成すること
ができる。したがって、簡単な工程でアミンによりパタ
ーンが不良化することを防止し、アミン除去のための設
備が不要であり、工程収率が向上する効果がある。
の微細フォトレジストパターン形成方法は、スピン塗布
される感光膜を保管槽から噴射ノズルへ移動する間に、
３０〜８０℃以上に温度を上昇させて塗布することによ
り、露光後熱処理が遅延されるか高濃度のアミンが存在
する雰囲気下においても良好なパターンを形成すること
ができる。したがって、簡単な工程でアミンによりパタ
ーンが不良化することを防止し、アミン除去のための設
備が不要であり、工程収率が向上する効果がある。
【図１】従来技術に係り形成された微細パターンのＳＥ
Ｍ写真である。
Ｍ写真である。
【図２】本発明に係り形成された微細パターンのＳＥＭ
写真である。
写真である。
Claims (12)
- 【請求項１】（ａ）感光剤を半導体基板上部に塗布して
感光膜を形成する段階と、（ｂ）露光装置を利用して前
記感光膜を露光する段階と、（ｃ）前記結果物を現像す
る段階を含むフォトレジストパターン形成方法におい
て、 前記感光剤を塗布するとき、感光剤の温度を常温以上に
上昇させ基板に塗布することを特徴とするフォトレジス
トパターン形成方法。 - 【請求項２】感光剤を塗布するとき、感光剤の温度は３
０〜８０℃であることを特徴とする請求項１記載のフォ
トレジストパターン形成方法。 - 【請求項３】感光剤を塗布する前に、感光剤は２０〜２
５℃で保管することを特徴とする請求項１記載のフォト
レジストパターン形成方法。 - 【請求項４】感光剤は噴射ノズルに至る途中、加熱手段
を利用して３０〜８０℃の温度で加熱した状態でスピン
コーティングされることを特徴とする請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法。 - 【請求項５】前記（ｂ）段階の露光前及び／又は露光後
に、それぞれベーク工程を行う段階をさらに含むことを
特徴とする請求項１記載のフォトレジストパターン形成
方法。 - 【請求項６】前記ベーク工程は、１０〜２００℃で行わ
れることを特徴とする請求項５記載のフォトレジストパ
ターン形成方法。 - 【請求項７】前記露光装置はArF、KrF及びEUVを含む遠
紫外線（DUV；Deep Ultra Violet）、Ｅ−ビーム、Ｘ−
線及びイオンビームからなる露光源を用いることを特徴
とする請求項１記載のフォトレジストパターン形成方
法。 - 【請求項８】前記露光工程は、１〜３０mJ/cm2の露光エ
ネルギーで行われることを特徴とする請求項１記載のフ
ォトレジストパターン形成方法。 - 【請求項９】前記現像工程を、アルカリ現像液を用いて
行うことを特徴とする請求項１記載のフォトレジストパ
ターン形成方法。 - 【請求項１０】前記アルカリ現像液は2.38wt%、又は2.5
wt%のＴＭＡＨ水溶液であることを特徴とする請求項９
記載のフォトレジストパターン形成方法。 - 【請求項１１】前記感光剤は脂肪族環単量体でのみ構成
されたフォトレジスト重合体を含むことを特徴とする請
求項１記載のフォトレジストパターン形成方法。 - 【請求項１２】請求項１記載のフォトレジストパターン
形成方法により製造されることを特徴とする半導体素
子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-0012383A KR100367502B1 (ko) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 반도체소자의 미세패턴 제조방법 |
| KR1999P-12383 | 1999-04-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000311854A true JP2000311854A (ja) | 2000-11-07 |
| JP3883777B2 JP3883777B2 (ja) | 2007-02-21 |
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ID=19579164
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000108608A Expired - Fee Related JP3883777B2 (ja) | 1999-04-08 | 2000-04-10 | フォトレジストパターン形成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6403287B1 (ja) |
| JP (1) | JP3883777B2 (ja) |
| KR (1) | KR100367502B1 (ja) |
| TW (1) | TWI274966B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305697A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Az Electronic Materials Kk | フォトレジストの塗布方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030043724A (ko) * | 2001-11-27 | 2003-06-02 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 반도체 장치 제조 방법 |
| US7875415B2 (en) * | 2005-12-30 | 2011-01-25 | Intel Corporation | Helical pixilated photoresist |
| CN110928149B (zh) * | 2018-09-20 | 2024-04-19 | 长鑫存储技术有限公司 | 关键尺寸的控制方法及控制*** |
| US10994300B2 (en) | 2018-11-27 | 2021-05-04 | Service Support Specialties, Inc | Method and/or system for coating a substrate |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59114820A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-03 | Fujitsu Ltd | パタ−ン形成方法 |
| JP3000745B2 (ja) * | 1991-09-19 | 2000-01-17 | 富士通株式会社 | レジスト組成物とレジストパターンの形成方法 |
| JP3115134B2 (ja) * | 1992-11-27 | 2000-12-04 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜処理装置および薄膜処理方法 |
| US6159653A (en) * | 1998-04-14 | 2000-12-12 | Arch Specialty Chemicals, Inc. | Production of acetal derivatized hydroxyl aromatic polymers and their use in radiation sensitive formulations |
| US6174651B1 (en) * | 1999-01-14 | 2001-01-16 | Steag Rtp Systems, Inc. | Method for depositing atomized materials onto a substrate utilizing light exposure for heating |
| US6177238B1 (en) * | 1999-06-04 | 2001-01-23 | Xerox Corporation | Ink jet printheads containing arylene ether alcohol polymers and processes for their formation |
| JP2001068490A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Sony Corp | 回転塗布装置および回転塗布方法 |
-
1999
- 1999-04-08 KR KR10-1999-0012383A patent/KR100367502B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-03-01 TW TW089103557A patent/TWI274966B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-03-10 US US09/524,024 patent/US6403287B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-10 JP JP2000108608A patent/JP3883777B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305697A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Az Electronic Materials Kk | フォトレジストの塗布方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000065754A (ko) | 2000-11-15 |
| US6403287B1 (en) | 2002-06-11 |
| KR100367502B1 (ko) | 2003-01-10 |
| TWI274966B (en) | 2007-03-01 |
| JP3883777B2 (ja) | 2007-02-21 |
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