JP2003195521A - フォトレジストパターンの形成方法及び半導体素子 - Google Patents
フォトレジストパターンの形成方法及び半導体素子Info
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被エッチング層に形成されたフォトレジスト
パターンの崩壊を防ぐ。 【解決手段】 被エッチング層の上部（１）にフォトレ
ジスト物質（７）を塗布する前にＲｅｌａｃｓ物質
（５）を先ず塗布する。ここで、ＲｅｌａｃｓはResist
Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shri
nkの略称である。Ｒｅｌａｃｓ物質（５）の上にフォト
レジスト物質（７）を塗布したあと加熱する。このこと
で、フォトレジスト物質（７）とＲｅｌａｃｓ物質
（５）の界面で架橋反応が発生する。よって、フォトレ
ジスト物質（７）が被エッチング層（１）の上部に堅固
に固定される。こうして現像工程等でパターンが容易に
崩壊することを防ぐことができる。
パターンの崩壊を防ぐ。 【解決手段】 被エッチング層の上部（１）にフォトレ
ジスト物質（７）を塗布する前にＲｅｌａｃｓ物質
（５）を先ず塗布する。ここで、ＲｅｌａｃｓはResist
Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shri
nkの略称である。Ｒｅｌａｃｓ物質（５）の上にフォト
レジスト物質（７）を塗布したあと加熱する。このこと
で、フォトレジスト物質（７）とＲｅｌａｃｓ物質
（５）の界面で架橋反応が発生する。よって、フォトレ
ジスト物質（７）が被エッチング層（１）の上部に堅固
に固定される。こうして現像工程等でパターンが容易に
崩壊することを防ぐことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｒｅｌａｃｓ（Re
sist Enhancement Lithography Assisted by Chemical
Shrink）物質を利用してパターン崩壊を防ぐ方法に関
し、より詳しくは、被エッチング層上部にフォトレジス
ト物質を塗布する前にＲｅｌａｃｓ物質を先ず塗布し、
その上にフォトレジスト物質を塗布したあと加熱するこ
とにより、パターンの崩壊を防ぐことができるフォトレ
ジストパターンの形成方法及びこの形成方法により製造
される半導体素子に関する。
sist Enhancement Lithography Assisted by Chemical
Shrink）物質を利用してパターン崩壊を防ぐ方法に関
し、より詳しくは、被エッチング層上部にフォトレジス
ト物質を塗布する前にＲｅｌａｃｓ物質を先ず塗布し、
その上にフォトレジスト物質を塗布したあと加熱するこ
とにより、パターンの崩壊を防ぐことができるフォトレ
ジストパターンの形成方法及びこの形成方法により製造
される半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ディバイスが次第に微細化するに
従いフォトレジストのコーティング厚さも共に減少する
傾向にあり、さらに、フォトレジストのコーティング厚
さの減少により後続工程のエッチング工程で被エッチン
グ層を効果的に除去できなくなり、回路の形成が不可能
になるという問題点がある。これに対する解決策として
新たなエッチング工程を開発するか、又はハードマスク
工程を追加して導入することができるが、このような解
決策は生産コストを高めるという問題点を引き起こし、
縦横比（aspect ratio；フォトレジストの厚さ、すなわ
ち、形成されたパターンの高さ／線幅）を高めるとパタ
ーン崩壊の問題が発生する。
従いフォトレジストのコーティング厚さも共に減少する
傾向にあり、さらに、フォトレジストのコーティング厚
さの減少により後続工程のエッチング工程で被エッチン
グ層を効果的に除去できなくなり、回路の形成が不可能
になるという問題点がある。これに対する解決策として
新たなエッチング工程を開発するか、又はハードマスク
工程を追加して導入することができるが、このような解
決策は生産コストを高めるという問題点を引き起こし、
縦横比（aspect ratio；フォトレジストの厚さ、すなわ
ち、形成されたパターンの高さ／線幅）を高めるとパタ
ーン崩壊の問題が発生する。
【０００３】一方、一般のリソグラフィー工程によりフ
ォトレジストパターンを形成した後は、半導体基板をス
ピンさせながらスピン装置の上部から超純水（deionize
d water）を噴射させて半導体基板を洗浄する過程を経
るが、この過程で超純水の表面張力が高いためパターン
が崩壊するという問題点が発生する。このため超純水の
表面張力を減少させるべく、超純水に添加剤又は界面活
性剤を添加してフォトレジストパターンの崩壊を改善さ
せようと努力してきたが、これは現在既存の中央供給式
超純水の供給体系に照らして見る場合、新たな超純水の
供給ラインを造らなければならないという問題点を抱え
ている。このような理由でフォトレジストの基板に対す
る接着力を向上させるため多くの努力を傾けてきたが、
著しい結果を得ていない。
ォトレジストパターンを形成した後は、半導体基板をス
ピンさせながらスピン装置の上部から超純水（deionize
d water）を噴射させて半導体基板を洗浄する過程を経
るが、この過程で超純水の表面張力が高いためパターン
が崩壊するという問題点が発生する。このため超純水の
表面張力を減少させるべく、超純水に添加剤又は界面活
性剤を添加してフォトレジストパターンの崩壊を改善さ
せようと努力してきたが、これは現在既存の中央供給式
超純水の供給体系に照らして見る場合、新たな超純水の
供給ラインを造らなければならないという問題点を抱え
ている。このような理由でフォトレジストの基板に対す
る接着力を向上させるため多くの努力を傾けてきたが、
著しい結果を得ていない。
【０００４】フォトレジストパターンの崩壊は、形成さ
れたフォトレジストパターンの高さが臨界高さを超えた
とき、毛細管力（capillary force）がフォトレジスト
自体の弾性力を凌ぐことになりパターンが崩壊すること
になるのである（図４参照）。したがって、フォトレジ
スト内部の弾性を増加させるか、又はフォトレジスト自
体の表面張力を減少させて被エッチング層とフォトレジ
ストとの間の付着力を高めることによりパターンの崩壊
を防ぐことができる。
れたフォトレジストパターンの高さが臨界高さを超えた
とき、毛細管力（capillary force）がフォトレジスト
自体の弾性力を凌ぐことになりパターンが崩壊すること
になるのである（図４参照）。したがって、フォトレジ
スト内部の弾性を増加させるか、又はフォトレジスト自
体の表面張力を減少させて被エッチング層とフォトレジ
ストとの間の付着力を高めることによりパターンの崩壊
を防ぐことができる。
【０００５】従来の場合、微細な線幅を有するパターン
を形成するためＲｅｌａｃｓ物質を導入したことがあ
る。例えば、パターニングされたフォトレジスト層の上
部にＲｅｌａｃｓ物質を形成し、前記フォトレジストパ
ターンの側壁にのみＲｅｌａｃｓ物質が残るようにした
後、前記フォトレジストパターンを除去することによ
り、残留のＲｅｌａｃｓ物質だけでピッチ（pitch）を
増加させて微細パターンを形成する方法が開示されてい
る。（例えば特許文献１） さらに、工程マージンのためＲｅｌａｃｓ物質を導入し
たことがある。（例えば特許文献２）
を形成するためＲｅｌａｃｓ物質を導入したことがあ
る。例えば、パターニングされたフォトレジスト層の上
部にＲｅｌａｃｓ物質を形成し、前記フォトレジストパ
ターンの側壁にのみＲｅｌａｃｓ物質が残るようにした
後、前記フォトレジストパターンを除去することによ
り、残留のＲｅｌａｃｓ物質だけでピッチ（pitch）を
増加させて微細パターンを形成する方法が開示されてい
る。（例えば特許文献１） さらに、工程マージンのためＲｅｌａｃｓ物質を導入し
たことがある。（例えば特許文献２）
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６３８３９５２号明細書（第
３頁、第４図）
３頁、第４図）
【特許文献２】特開２０００−２２８５０３号公報（第
７頁、第６図）
７頁、第６図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特許文献１の場合は露
光源の解像度を超える微細パターンを形成するためのも
のであるだけで、このような方法によってもフォトレジ
ストパターンの微細化に伴うパターン崩壊現象を改善す
ることができない。特許文献２の場合ではキャパシタ
（capacitor）の容量確保のための微細コンタクトホー
ルの形成工程で、複雑な工程フローのためのマージンを
確保するため高価の高精度半導体製造装置の代りに、同
一のマスクを再使用しながらエッチング工程の前にパタ
ーニングされたフォトレジスト層の側面に、数回の写真
エッチング工程でもマージンを形成することができるよ
うＲｅｌａｃｓ層を形成する簡単な工程段階を含み、低
い工程費用で優れたマージンを有するキャパシタを製造
するためのものであるだけで、このような方法によりフ
ォトレジストパターンの微細化に伴うパターン崩壊現象
を改善することはできない。
光源の解像度を超える微細パターンを形成するためのも
のであるだけで、このような方法によってもフォトレジ
ストパターンの微細化に伴うパターン崩壊現象を改善す
ることができない。特許文献２の場合ではキャパシタ
（capacitor）の容量確保のための微細コンタクトホー
ルの形成工程で、複雑な工程フローのためのマージンを
確保するため高価の高精度半導体製造装置の代りに、同
一のマスクを再使用しながらエッチング工程の前にパタ
ーニングされたフォトレジスト層の側面に、数回の写真
エッチング工程でもマージンを形成することができるよ
うＲｅｌａｃｓ層を形成する簡単な工程段階を含み、低
い工程費用で優れたマージンを有するキャパシタを製造
するためのものであるだけで、このような方法によりフ
ォトレジストパターンの微細化に伴うパターン崩壊現象
を改善することはできない。
【０００８】本発明の目的は、Ｒｅｌａｃｓ物質を利用
してフォトレジストパターンの崩壊を防ぐフォトレジス
トパターンの形成方法を提供することにある。
してフォトレジストパターンの崩壊を防ぐフォトレジス
トパターンの形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被エッチング層に対するフォトレジストパターンの
形成方法であって、（ａ）被エッチング層の上部に乱反
射防止膜を塗布する段階、（ｂ）前記乱反射防止膜の上
部にＲｅｌａｃｓ物質を塗布する段階、（ｃ）前記Ｒｅ
ｌａｃｓ物質の上部にフォトレジスト膜を形成して加熱
する段階、及び（ｄ）前記フォトレジスト膜を選択的に
露光及び現像する段階を含むことを特徴とする。
は、被エッチング層に対するフォトレジストパターンの
形成方法であって、（ａ）被エッチング層の上部に乱反
射防止膜を塗布する段階、（ｂ）前記乱反射防止膜の上
部にＲｅｌａｃｓ物質を塗布する段階、（ｃ）前記Ｒｅ
ｌａｃｓ物質の上部にフォトレジスト膜を形成して加熱
する段階、及び（ｄ）前記フォトレジスト膜を選択的に
露光及び現像する段階を含むことを特徴とする。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記
（ｃ）段階の加熱温度は、１５０〜２５０℃であること
を特徴とする。
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記
（ｃ）段階の加熱温度は、１５０〜２５０℃であること
を特徴とする。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記フ
ォトレジスト膜に用いられるフォトレジスト重合体は、
（i）アクリレート系重合体、（ii）シクロオレフィン
系単量体等と無水マレイン酸の共重合体（ＣＯＭＡ型重
合体）、及び（iii）前記（i）と（ii）の混合重合体で
なる群から選択されることを特徴とする。
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記フ
ォトレジスト膜に用いられるフォトレジスト重合体は、
（i）アクリレート系重合体、（ii）シクロオレフィン
系単量体等と無水マレイン酸の共重合体（ＣＯＭＡ型重
合体）、及び（iii）前記（i）と（ii）の混合重合体で
なる群から選択されることを特徴とする。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記フ
ォトレジスト重合体は、下記式（１）〜（２）のうち少
なくとも１以上の重合反復単位を含むことを特徴とす
る。
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記フ
ォトレジスト重合体は、下記式（１）〜（２）のうち少
なくとも１以上の重合反復単位を含むことを特徴とす
る。
【化３】
【化４】
前記式で、Ａ2及びＢ2は、それぞれＣＨ2、ＣＨ2Ｃ
Ｈ2、酸素又は硫黄であり、ｋは、０〜５の中から選択
される整数であり、Ｘ1、Ｙ1、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ
水素、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたアル
キル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたエス
テル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたケト
ン、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたカルボ
ン酸、又は炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換された
アセタールであり、このとき、Ｘ1とＹ1のうち少なくと
も１以上は酸に敏感な保護基であり、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及
びＲ6は、それぞれ水素又はＣＨ3であり、Ｒ7は、酸に
敏感な保護基である。
Ｈ2、酸素又は硫黄であり、ｋは、０〜５の中から選択
される整数であり、Ｘ1、Ｙ1、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ
水素、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたアル
キル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたエス
テル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたケト
ン、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたカルボ
ン酸、又は炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換された
アセタールであり、このとき、Ｘ1とＹ1のうち少なくと
も１以上は酸に敏感な保護基であり、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及
びＲ6は、それぞれ水素又はＣＨ3であり、Ｒ7は、酸に
敏感な保護基である。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記露
光工程の露光源は、ＫｒＦレーザー、ＡｒＦレーザー、
ＶＵＶ、ＥＵＶ、電子線、Ｘ線及びイオンビームでなる
群から選択されることを特徴とする。
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記露
光工程の露光源は、ＫｒＦレーザー、ＡｒＦレーザー、
ＶＵＶ、ＥＵＶ、電子線、Ｘ線及びイオンビームでなる
群から選択されることを特徴とする。
【００１４】請求項６に記載の発明は、半導体素子であ
って、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のフォ
トレジストパターンの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〜請求項５のいずれか一項に記載のフォ
トレジストパターンの形成方法により製造されることを
特徴とする。
【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記Ｒ
ｅｌａｃｓ物質は、酸により前記乱反射防止膜及び前記
フォトレジスト膜とそれぞれ架橋反応を起こす物質であ
ることを特徴とする。
のフォトレジストパターンの形成方法であって、前記Ｒ
ｅｌａｃｓ物質は、酸により前記乱反射防止膜及び前記
フォトレジスト膜とそれぞれ架橋反応を起こす物質であ
ることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明では、被エッチング層の上
部にフォトレジスト物質を塗布する前にＲｅｌａｃｓ物
質を先ず塗布し、その上にフォトレジスト物質を塗布し
たあと加熱することによりパターンの崩壊を防ぐことが
できるフォトレジストパターンの形成方法を提供する。
前記Ｒｅｌａｃｓ物質は、酸により乱反射防止膜及びフ
ォトレジスト膜とそれぞれ架橋反応を起こす化合物又は
組成物という意味であり、クラリアント（Clariant）社
でライセンスを有して商品化している物質で、主にコン
タクトホールの大きさを縮小させる工程に用いられてい
る（Laura J. Peters、「Resist Join the Sub-λ Revo
lution」、 Semiconductor International、Sep. 199
9；Toshiyuki Toyoshima、「0.1μm Level contact hol
e pattern formation with KrF lithography by Resist
Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shri
nk」、IEEE、1998）。本発明では、このようなＲｅｌａ
ｃｓ物質を利用してフォトレジストパターンのエッチン
グ特性を向上させようとする。
部にフォトレジスト物質を塗布する前にＲｅｌａｃｓ物
質を先ず塗布し、その上にフォトレジスト物質を塗布し
たあと加熱することによりパターンの崩壊を防ぐことが
できるフォトレジストパターンの形成方法を提供する。
前記Ｒｅｌａｃｓ物質は、酸により乱反射防止膜及びフ
ォトレジスト膜とそれぞれ架橋反応を起こす化合物又は
組成物という意味であり、クラリアント（Clariant）社
でライセンスを有して商品化している物質で、主にコン
タクトホールの大きさを縮小させる工程に用いられてい
る（Laura J. Peters、「Resist Join the Sub-λ Revo
lution」、 Semiconductor International、Sep. 199
9；Toshiyuki Toyoshima、「0.1μm Level contact hol
e pattern formation with KrF lithography by Resist
Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shri
nk」、IEEE、1998）。本発明では、このようなＲｅｌａ
ｃｓ物質を利用してフォトレジストパターンのエッチン
グ特性を向上させようとする。
【００１７】以下、本発明を詳しく説明する。本発明で
は、Ｒｅｌａｃｓ物質を利用してフォトレジストパター
ンの崩壊を防ぐ方法を提供するが、具体的に、（ａ）被
エッチング層の上部に乱反射防止膜を塗布する段階、
（ｂ）前記乱反射防止膜の上部にＲｅｌａｃｓ物質を塗
布する段階、（ｃ）前記Ｒｅｌａｃｓ物質の上部にフォ
トレジスト膜を形成して加熱する段階、及び（ｄ）前記
フォトレジスト膜を選択的に露光及び現像し、フォトレ
ジスト膜とＲｅｌａｃｓ物質の境界面に架橋結合がなさ
れたパターンを形成する段階を含むフォトレジストパタ
ーンの形成方法を提供する。
は、Ｒｅｌａｃｓ物質を利用してフォトレジストパター
ンの崩壊を防ぐ方法を提供するが、具体的に、（ａ）被
エッチング層の上部に乱反射防止膜を塗布する段階、
（ｂ）前記乱反射防止膜の上部にＲｅｌａｃｓ物質を塗
布する段階、（ｃ）前記Ｒｅｌａｃｓ物質の上部にフォ
トレジスト膜を形成して加熱する段階、及び（ｄ）前記
フォトレジスト膜を選択的に露光及び現像し、フォトレ
ジスト膜とＲｅｌａｃｓ物質の境界面に架橋結合がなさ
れたパターンを形成する段階を含むフォトレジストパタ
ーンの形成方法を提供する。
【００１８】本発明に係るパターン形成工程では先ず、
被エッチング層の上部（１）に乱反射防止膜（Bottom A
ntireflective Coating；以下、「ＢＡＲＣ」と記す）
（３）を塗布した後、その上にＲｅｌａｃｓ物質（５）
を塗布し、その上にフォトレジスト物質（７）を塗布す
る［図１の（ａ）〜（ｃ）参照］。このとき、前記Ｒｅ
ｌａｃｓ物質の塗布厚さは２００〜６００Å、フォトレ
ジスト物質の塗布厚さは２４００〜３５００Åであるの
が好ましい。前記のように、前記フォトレジスト物質
（７）をＲｅｌａｃｓ物質（５）上部に塗布したあと加
熱すると、前記ＢＡＲＣ（３）で酸がＲｅｌａｃｓ物質
（５）の方に拡散しながら、Ｒｅｌａｃｓ物質（５）と
フォトレジスト物質（７）が接触する部分（９）で架橋
反応が発生するが、このような架橋結合はマスク（１
１）を利用した露光工程後に現像工程を行うときパター
ンの崩壊を効果的に防ぐ［図１の（ｄ）〜（ｆ）参
照］。
被エッチング層の上部（１）に乱反射防止膜（Bottom A
ntireflective Coating；以下、「ＢＡＲＣ」と記す）
（３）を塗布した後、その上にＲｅｌａｃｓ物質（５）
を塗布し、その上にフォトレジスト物質（７）を塗布す
る［図１の（ａ）〜（ｃ）参照］。このとき、前記Ｒｅ
ｌａｃｓ物質の塗布厚さは２００〜６００Å、フォトレ
ジスト物質の塗布厚さは２４００〜３５００Åであるの
が好ましい。前記のように、前記フォトレジスト物質
（７）をＲｅｌａｃｓ物質（５）上部に塗布したあと加
熱すると、前記ＢＡＲＣ（３）で酸がＲｅｌａｃｓ物質
（５）の方に拡散しながら、Ｒｅｌａｃｓ物質（５）と
フォトレジスト物質（７）が接触する部分（９）で架橋
反応が発生するが、このような架橋結合はマスク（１
１）を利用した露光工程後に現像工程を行うときパター
ンの崩壊を効果的に防ぐ［図１の（ｄ）〜（ｆ）参
照］。
【００１９】前記架橋反応のポイントをより詳しく説明
すると、加熱によりＢＡＲＣに含まれた熱酸発生剤等の
物質から酸が発生してＢＡＲＣ自体で架橋反応が発生
し、ここで発生した酸がＲｅｌａｃｓ物質の方に拡散し
ながらＢＡＲＣとＲｅｌａｃｓ物質の間に架橋反応が発
生し、Ｒｅｌａｃｓ物質の方に拡散した酸が再びフォト
レジスト物質に拡散しながらＲｅｌａｃｓ物質とフォト
レジスト物質の間に再び架橋反応が発生する。すなわ
ち、被エッチング層の上部に塗布されたＢＡＲＣ、Ｒｅ
ｌａｃｓ物質及びフォトレジスト物質が全て架橋反応に
より堅固に固定されたような効果を表すことができるよ
うになる。一方、前記（ｃ）段階の加熱温度は１５０〜
２５０℃であるのが好ましい。さらに、前記フォトレジ
スト膜を形成するフォトレジスト物質はＡｒＦ用フォト
レジスト、ＫｒＦ用フォトレジスト及びＶＵＶ用フォト
レジストに使用可能なものであれば何れも用いることが
できる。
すると、加熱によりＢＡＲＣに含まれた熱酸発生剤等の
物質から酸が発生してＢＡＲＣ自体で架橋反応が発生
し、ここで発生した酸がＲｅｌａｃｓ物質の方に拡散し
ながらＢＡＲＣとＲｅｌａｃｓ物質の間に架橋反応が発
生し、Ｒｅｌａｃｓ物質の方に拡散した酸が再びフォト
レジスト物質に拡散しながらＲｅｌａｃｓ物質とフォト
レジスト物質の間に再び架橋反応が発生する。すなわ
ち、被エッチング層の上部に塗布されたＢＡＲＣ、Ｒｅ
ｌａｃｓ物質及びフォトレジスト物質が全て架橋反応に
より堅固に固定されたような効果を表すことができるよ
うになる。一方、前記（ｃ）段階の加熱温度は１５０〜
２５０℃であるのが好ましい。さらに、前記フォトレジ
スト膜を形成するフォトレジスト物質はＡｒＦ用フォト
レジスト、ＫｒＦ用フォトレジスト及びＶＵＶ用フォト
レジストに使用可能なものであれば何れも用いることが
できる。
【００２０】具体的に、本発明ではフォトレジスト重合
体として（i）アクリレート系重合体；（ii）シクロオ
レフィン系単量体等と無水マレイン酸の共重合体（ＣＯ
ＭＡ型重合体）；又は（iii）前記（i）及び（ii）の混
合重合体等を用いることができる。このとき、前記ＣＯ
ＭＡ型重合体は溶解抑制部であり、下記式（１）〜
（２）のうち少なくとも１以上の反復単位を含むのが好
ましい。
体として（i）アクリレート系重合体；（ii）シクロオ
レフィン系単量体等と無水マレイン酸の共重合体（ＣＯ
ＭＡ型重合体）；又は（iii）前記（i）及び（ii）の混
合重合体等を用いることができる。このとき、前記ＣＯ
ＭＡ型重合体は溶解抑制部であり、下記式（１）〜
（２）のうち少なくとも１以上の反復単位を含むのが好
ましい。
【化５】
【化６】
前記式で、Ａ2及びＢ2は、それぞれＣＨ2、ＣＨ2Ｃ
Ｈ2、酸素又は硫黄であり、ｋは、０〜５の中から選択
される整数であり、Ｘ1、Ｙ1、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ
水素、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたアル
キル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたエス
テル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたケト
ン、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたカルボ
ン酸、又は炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換された
アセタールであり、このとき、Ｘ1とＹ1のうち少なくと
も１以上は酸に敏感な保護基（acid labile protecting
group）であり、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ水
素又はＣＨ3であり、Ｒ7は、酸に敏感な保護基である。
さらに、前記露光工程の露光源はＫｒＦレーザー、Ａｒ
Ｆレーザー、ＶＵＶ、ＥＵＶ、電子線、Ｘ線又はイオン
ビーム等を用いることができる。
Ｈ2、酸素又は硫黄であり、ｋは、０〜５の中から選択
される整数であり、Ｘ1、Ｙ1、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ
水素、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたアル
キル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたエス
テル、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたケト
ン、炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたカルボ
ン酸、又は炭素数１〜１０の側鎖或いは主鎖置換された
アセタールであり、このとき、Ｘ1とＹ1のうち少なくと
も１以上は酸に敏感な保護基（acid labile protecting
group）であり、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ水
素又はＣＨ3であり、Ｒ7は、酸に敏感な保護基である。
さらに、前記露光工程の露光源はＫｒＦレーザー、Ａｒ
Ｆレーザー、ＶＵＶ、ＥＵＶ、電子線、Ｘ線又はイオン
ビーム等を用いることができる。
【００２１】本発明ではさらに、前記パターンの形成方
法により製造された半導体素子を提供する。以下、本発
明を実施例に基づき詳しく説明する。但し、実施例は発
明を例示するものであるだけで、本発明が下記の実施例
により限定されるものではない。
法により製造された半導体素子を提供する。以下、本発
明を実施例に基づき詳しく説明する。但し、実施例は発
明を例示するものであるだけで、本発明が下記の実施例
により限定されるものではない。
【００２２】実施例１．Ｒｅｌａｃｓ物質を利用した微
細パターンの形成（１） ウェーハに乱反射防止膜を３９０Åの厚さで塗布した
後、Ｒｅｌａｃｓ物質を３００Åの厚さで塗布した。そ
の上にメタクリレート系のＡｒＦ用感光剤であるクラリ
アント（Clariant）社のＡＸ１０２０Ｐを２８００Åで
塗布し、１２０℃／６０ｓで加熱した後、ＡｒＦ用露光
装備で露光した。露光後に１２０℃／９０ｓで再び加熱
して現像し、パターンの崩壊が発生しない１００ｎｍ
Ｌ／Ｓパターンを得た（図２参照）。
細パターンの形成（１） ウェーハに乱反射防止膜を３９０Åの厚さで塗布した
後、Ｒｅｌａｃｓ物質を３００Åの厚さで塗布した。そ
の上にメタクリレート系のＡｒＦ用感光剤であるクラリ
アント（Clariant）社のＡＸ１０２０Ｐを２８００Åで
塗布し、１２０℃／６０ｓで加熱した後、ＡｒＦ用露光
装備で露光した。露光後に１２０℃／９０ｓで再び加熱
して現像し、パターンの崩壊が発生しない１００ｎｍ
Ｌ／Ｓパターンを得た（図２参照）。
【００２３】実施例２．Ｒｅｌａｃｓ物質を利用した微
細パターンの形成（２） Ｒｅｌａｃｓ物質を２００Å、感光剤を３５００Åの厚
さに塗布することを除いては、前記実施例１と同様の方
法で１００ｎｍ Ｌ／Ｓパターンを得た（図３参照）。
細パターンの形成（２） Ｒｅｌａｃｓ物質を２００Å、感光剤を３５００Åの厚
さに塗布することを除いては、前記実施例１と同様の方
法で１００ｎｍ Ｌ／Ｓパターンを得た（図３参照）。
【００２４】比較例
Ｒｅｌａｃｓ物質を塗布しないことを除いては、前記実
施例１と同様の方法で行った結果パターンが崩壊した
（図４参照）。
施例１と同様の方法で行った結果パターンが崩壊した
（図４参照）。
【００２５】
【発明の効果】上述のように、本発明ではＲｅｌａｃｓ
物質をフォトレジスト物質の下部に塗布してフォトレジ
ストと直接架橋反応を発生させることにより、現像時に
発生するパターン崩壊を効果的に防ぐことができる。さ
らに、これによりパターンの縦横比を増加させることが
できるので、素子の高集積化に寄与することができる。
物質をフォトレジスト物質の下部に塗布してフォトレジ
ストと直接架橋反応を発生させることにより、現像時に
発生するパターン崩壊を効果的に防ぐことができる。さ
らに、これによりパターンの縦横比を増加させることが
できるので、素子の高集積化に寄与することができる。
【図１】本発明に係るフォトレジストパターンの形成方
法を示す概要図である。
法を示す概要図である。
【図２】実施例１から得たパターン写真である。
【図３】実施例２から得たパターン写真である。
【図４】比較例から得たパターン写真である。
１ 被エッチング層の上部
３ 乱反射防止膜
５ Ｒｅｌａｃｓ物質
７ フォトレジスト物質
９ Ｒｅｌａｃｓ物質（５）とフォトレジスト物質
（７）が接触する部分 １１ マスク
（７）が接触する部分 １１ マスク
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 李 晟求
大韓民国ソウル市松坡区可楽洞 錦湖アパ
ート106−705
Ｆターム(参考） 2H025 AB16 AC04 AC05 AC06 AC08
AD01 AD03 BG00 DA40 FA01
FA03 FA12 FA17
2H096 AA25 BA20 CA05 CA06 DA01
EA03 EA04 EA05 EA06 EA07
FA01 JA02 JA03
5F046 JA22 PA01
Claims (7)
- 【請求項１】被エッチング層に対するフォトレジストパ
ターンの形成方法であって、 （ａ）被エッチング層の上部に乱反射防止膜を塗布する
段階、 （ｂ）前記乱反射防止膜の上部にＲｅｌａｃｓ物質を塗
布する段階、 （ｃ）前記Ｒｅｌａｃｓ物質の上部にフォトレジスト膜
を形成して加熱する段階、及び （ｄ）前記フォトレジスト膜を選択的に露光及び現像す
る段階を含むことを特徴とするフォトレジストパターン
の形成方法。 - 【請求項２】前記（ｃ）段階の加熱温度は、１５０〜２
５０℃であることを特徴とする請求項１に記載のフォト
レジストパターンの形成方法。 - 【請求項３】前記フォトレジスト膜に用いられるフォト
レジスト重合体は、（i）アクリレート系重合体、（i
i）シクロオレフィン系単量体等と無水マレイン酸との
共重合体（ＣＯＭＡ型重合体）、及び（iii）前記（i）
と（ii）の混合重合体でなる群から選択されることを特
徴とする請求項１に記載のフォトレジストパターンの形
成方法。 - 【請求項４】前記フォトレジスト重合体は、下記式
（１）〜（２）のうち少なくとも１以上の重合反復単位
を含むことを特徴とする請求項３に記載のフォトレジス
トパターンの形成方法。 【化１】 【化２】 前記式で、 Ａ2及びＢ2は、それぞれＣＨ2、ＣＨ2ＣＨ2、酸素又は
硫黄であり、 ｋは、０〜５の中から選択される整数であり、 Ｘ1、Ｙ1、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ水素、炭素数１〜１
０の側鎖或いは主鎖置換されたアルキル、炭素数１〜１
０の側鎖或いは主鎖置換されたエステル、炭素数１〜１
０の側鎖或いは主鎖置換されたケトン、炭素数１〜１０
の側鎖或いは主鎖置換されたカルボン酸、又は炭素数１
〜１０の側鎖或いは主鎖置換されたアセタールであり、 このとき、Ｘ1とＹ1のうち少なくとも１以上は酸に敏感
な保護基であり、 Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、それぞれ水素又はＣＨ3であ
り、 Ｒ7は、酸に敏感な保護基である。 - 【請求項５】前記露光工程の露光源は、ＫｒＦレーザ
ー、ＡｒＦレーザー、ＶＵＶ、ＥＵＶ、電子線、Ｘ線及
びイオンビームでなる群から選択されることを特徴とす
る請求項１に記載のフォトレジストパターンの形成方
法。 - 【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載
のフォトレジストパターンの形成方法により製造される
半導体素子。 - 【請求項７】前記Ｒｅｌａｃｓ物質は、酸により前記乱
反射防止膜及び前記フォトレジスト膜とそれぞれ架橋反
応を起こす物質であることを特徴とする請求項１に記載
のフォトレジストパターンの形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010079351A KR100569536B1 (ko) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | Ｒｅｌａｃｓ 물질을 이용하여 패턴 붕괴를 방지하는 방법 |
| KR2001-79351 | 2001-12-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003195521A true JP2003195521A (ja) | 2003-07-09 |
| JP3835545B2 JP3835545B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=27606980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002360877A Expired - Fee Related JP3835545B2 (ja) | 2001-12-14 | 2002-12-12 | フォトレジストパターンの形成方法及び半導体素子の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6703323B2 (ja) |
| JP (1) | JP3835545B2 (ja) |
| KR (1) | KR100569536B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013072896A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| JP2020030291A (ja) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 東京エレクトロン株式会社 | マスクの形成方法 |
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| US20060096081A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-05-11 | Hitachi Global Storage Technologies | Methods of making magnetic write heads with use of a resist channel shrinking solution having corrosion inhibitors |
| KR100576835B1 (ko) * | 2004-11-27 | 2006-05-10 | 삼성전자주식회사 | 두 번의 포토 공정들 동안 이용되는 포토 마스크들 및그의 사용방법들 |
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| US8796155B2 (en) | 2008-12-04 | 2014-08-05 | Micron Technology, Inc. | Methods of fabricating substrates |
| US8273634B2 (en) * | 2008-12-04 | 2012-09-25 | Micron Technology, Inc. | Methods of fabricating substrates |
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| US8518788B2 (en) | 2010-08-11 | 2013-08-27 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a plurality of capacitors |
| US8455341B2 (en) | 2010-09-02 | 2013-06-04 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming features of integrated circuitry |
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| CN109270790B (zh) * | 2018-08-07 | 2022-09-20 | 珠海雅天科技有限公司 | 一种新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物及其应用 |
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|---|---|---|---|---|
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| KR19990057381A (ko) * | 1997-12-29 | 1999-07-15 | 김영환 | 반도체 소자의 미세패턴 제조방법 |
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