JP2543195B2 - 微細レジストパタ―ンの形成方法 - Google Patents
微細レジストパタ―ンの形成方法Info
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体デバイス製造等におけるホトリソグラ
フィー技術に関するものである。さらに詳しくは、ホト
リソグラフィーにおける微細レジストパターン形成に関
するものである。近年、半導体デバイス製造技術の発展
に伴い、ホトリソグラフィー技術も0.5ミクロンオーダ
ーの加工技術を要望されるようになってきている。この
0.5μｍのオーダーを突破する技術として、装置面で
は、従来ステッパーの短波長化，高NA化，エキシマレー
ザーステッパー,X線ステッパー，あるいは直描型電子ビ
ーム露光装置が開発されつつある。
フィー技術に関するものである。さらに詳しくは、ホト
リソグラフィーにおける微細レジストパターン形成に関
するものである。近年、半導体デバイス製造技術の発展
に伴い、ホトリソグラフィー技術も0.5ミクロンオーダ
ーの加工技術を要望されるようになってきている。この
0.5μｍのオーダーを突破する技術として、装置面で
は、従来ステッパーの短波長化，高NA化，エキシマレー
ザーステッパー,X線ステッパー，あるいは直描型電子ビ
ーム露光装置が開発されつつある。
発明が解決しようとする課題 ところが、従来ステッパーの高NA（レンズの開口数）
化，短波長化にも限界があり、Ｘ線ステッパーではマス
ク製作がむつかしく、電子ビーム露光ではスループット
が低い等の理由で、今のところ、エキシマーステッパが
最も有望視されている。ところが、エキシマーステッパ
ーでも問題が無いわけではない。すなわち、次のレーリ
ーの式（１）で表わされるように R:解像度,k:定数0.8〜0.6 λ：露光波長,NA:レンズの開口数 同一波長で解像度を良くしようとすれば、NAを大きく
しなければならないが、NAを大きくすると式（２）に示
されるように焦点深度（F.D）が浅くなる欠点がある。
化，短波長化にも限界があり、Ｘ線ステッパーではマス
ク製作がむつかしく、電子ビーム露光ではスループット
が低い等の理由で、今のところ、エキシマーステッパが
最も有望視されている。ところが、エキシマーステッパ
ーでも問題が無いわけではない。すなわち、次のレーリ
ーの式（１）で表わされるように R:解像度,k:定数0.8〜0.6 λ：露光波長,NA:レンズの開口数 同一波長で解像度を良くしようとすれば、NAを大きく
しなければならないが、NAを大きくすると式（２）に示
されるように焦点深度（F.D）が浅くなる欠点がある。
一方、レジストプロセス技術においても数々の方法が
提案され試みられている。例えば、多層レジスト（ML
R）法，反射コーティング（ARC）法，コントラストエン
ハンス（CEL）法，ポータプルコンフォーマプル（PCM）
法，イメージリバーサル（IR）法等がある。いずれの方
法もホトプロセスにおける焦点深度劣化をカバーする効
果はあるが、プロセスが複雑であったり、焦点深度拡大
効果が小さい等の問題があり、あまり実用的でなかっ
た。すなわち、従来のレジストプロセス技術では、エキ
シマーステッパーにおける短波長化，高NA化に伴う焦点
深度劣化に十分対処できるものではなかった。また、本
発明者である小川一文は、特願昭62−53302号で、レジ
ストの表面に第１のエネルギービームを選択照射して露
光層を形成し、この表面露光層に第２のエネルギービー
ムを吸収する物質（染料）を付着させ、全面を第２のエ
ネルギービームで露光して表面層部分でこの第２のエネ
ルギービームを吸収し、レジストを現像して表面露光層
の形成されていないレジスト部分を除去する方法を提案
した。しかしながら、この特願昭62−53302号ではノボ
ラック系樹脂にナフトキノンジアジド系の感光剤を混合
したレジストを用いる例が開示されている。しかしなが
ら、ここで開示されたレジストでは、感光剤が混合され
ているため、第１のエネルギービームで露光後、インデ
ンカルボン酸が生じ染色は可能となるが、アルカリ性染
料で染色すると感光剤が溶け出し、表面が荒れるとい問
題が生じることが判明した。ころしたレジストの表面荒
れは、微細レジストパターン形成にとって不都合とな
る。
提案され試みられている。例えば、多層レジスト（ML
R）法，反射コーティング（ARC）法，コントラストエン
ハンス（CEL）法，ポータプルコンフォーマプル（PCM）
法，イメージリバーサル（IR）法等がある。いずれの方
法もホトプロセスにおける焦点深度劣化をカバーする効
果はあるが、プロセスが複雑であったり、焦点深度拡大
効果が小さい等の問題があり、あまり実用的でなかっ
た。すなわち、従来のレジストプロセス技術では、エキ
シマーステッパーにおける短波長化，高NA化に伴う焦点
深度劣化に十分対処できるものではなかった。また、本
発明者である小川一文は、特願昭62−53302号で、レジ
ストの表面に第１のエネルギービームを選択照射して露
光層を形成し、この表面露光層に第２のエネルギービー
ムを吸収する物質（染料）を付着させ、全面を第２のエ
ネルギービームで露光して表面層部分でこの第２のエネ
ルギービームを吸収し、レジストを現像して表面露光層
の形成されていないレジスト部分を除去する方法を提案
した。しかしながら、この特願昭62−53302号ではノボ
ラック系樹脂にナフトキノンジアジド系の感光剤を混合
したレジストを用いる例が開示されている。しかしなが
ら、ここで開示されたレジストでは、感光剤が混合され
ているため、第１のエネルギービームで露光後、インデ
ンカルボン酸が生じ染色は可能となるが、アルカリ性染
料で染色すると感光剤が溶け出し、表面が荒れるとい問
題が生じることが判明した。ころしたレジストの表面荒
れは、微細レジストパターン形成にとって不都合とな
る。
本発明は、以上述べたような従来レジストプロセスの
欠点が鑑み開発されたホトレジストプロセス等のパター
ン形成に関するものであり、エキシマーステッパーの如
き焦点深度の浅い露光装置の性能を十分発揮できるレジ
ストプロセス技術を提供しようとするものである。さら
にまた、本発明は、単層のレジストを用いて、あたかも
微細パターン形成に有利な２層コートレジストの機能を
発揮する方法を提供することを目的とする。そして、本
発明は、レジスト表面への露光，染色等を行ってもレジ
スト表面の荒れが生じず、微細で高精度なレジストパタ
ーンの形成を可能とするより改良された方法を提供する
ことを目的とする。
欠点が鑑み開発されたホトレジストプロセス等のパター
ン形成に関するものであり、エキシマーステッパーの如
き焦点深度の浅い露光装置の性能を十分発揮できるレジ
ストプロセス技術を提供しようとするものである。さら
にまた、本発明は、単層のレジストを用いて、あたかも
微細パターン形成に有利な２層コートレジストの機能を
発揮する方法を提供することを目的とする。そして、本
発明は、レジスト表面への露光，染色等を行ってもレジ
スト表面の荒れが生じず、微細で高精度なレジストパタ
ーンの形成を可能とするより改良された方法を提供する
ことを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明はレジストのベースポリマーに、第１のエネル
ギービームに感応してアミノ基あるいはスルホン酸基に
変化する感応基が化学結合されているものを用いる。す
なわち、本発明は、半導体等の基板上に、第１のエネル
ギービームに感応してアミノ基またはスルホン酸基に変
化する感応基がベースポリマーに化学結合するレジスト
を塗布する工程と、前記レジストの表面近傍を前記第１
のエネルギービームで選択的に露光して前記表面近傍に
表面露光層を形成する工程と、前記レジストの表面露光
層に選択的に第２のエネルギービームを吸収する物質を
付着する工程と、前記第２のエネルギービームを前記レ
ジスト全面に照射し、前記表面露光層で前記第２のエネ
ルギービームを吸収し、前記表面露光層の形成されてい
ない前記レジスト部分を露光する工程と、前記露光され
たレジスト部分を現像除去して前記レジストのパターン
を形成する微細レジストパターン形成方法を提供するも
のである。
ギービームに感応してアミノ基あるいはスルホン酸基に
変化する感応基が化学結合されているものを用いる。す
なわち、本発明は、半導体等の基板上に、第１のエネル
ギービームに感応してアミノ基またはスルホン酸基に変
化する感応基がベースポリマーに化学結合するレジスト
を塗布する工程と、前記レジストの表面近傍を前記第１
のエネルギービームで選択的に露光して前記表面近傍に
表面露光層を形成する工程と、前記レジストの表面露光
層に選択的に第２のエネルギービームを吸収する物質を
付着する工程と、前記第２のエネルギービームを前記レ
ジスト全面に照射し、前記表面露光層で前記第２のエネ
ルギービームを吸収し、前記表面露光層の形成されてい
ない前記レジスト部分を露光する工程と、前記露光され
たレジスト部分を現像除去して前記レジストのパターン
を形成する微細レジストパターン形成方法を提供するも
のである。
たとえば、本発明のパターン形成方法は、半導体等の
基板上に、第１のエネルギービームに感応してアミノ基
あるいはスルホン酸基に変化する感応基が化学結合され
ているベースポリマーと感光剤を含むレジスト， 例えば 基あるいは 基を含むポリマーを塗布し、 前記レジストの表面近傍のみを前記第１のエネルギー
ビームで選択的に露光して表面近傍に表面露光層を形成
し、表面露光層に選択的に第２のエネルギービームを吸
収する物質染料等を付着し前記第２のエネルギービーム
で前記レジスト全面を露光し、前記露光されたレジスト
を現像してパターンを形成し、第１のエネルギービーム
で露光したパターンのネガ型パターンを得るものであ
る。
基板上に、第１のエネルギービームに感応してアミノ基
あるいはスルホン酸基に変化する感応基が化学結合され
ているベースポリマーと感光剤を含むレジスト， 例えば 基あるいは 基を含むポリマーを塗布し、 前記レジストの表面近傍のみを前記第１のエネルギー
ビームで選択的に露光して表面近傍に表面露光層を形成
し、表面露光層に選択的に第２のエネルギービームを吸
収する物質染料等を付着し前記第２のエネルギービーム
で前記レジスト全面を露光し、前記露光されたレジスト
を現像してパターンを形成し、第１のエネルギービーム
で露光したパターンのネガ型パターンを得るものであ
る。
作用 本発明のレジストプロセスは、MLR,CEL,PCM,IR法等の
全ての良い点のみを利用したレジストプロセスを可能と
するものである。すなわち、第１次のエネルギービーム
露光はたとえば上述したポジレジストの表面近傍のみを
使用し、選択的にdeep UV光（例えばkrFエキシマー光;2
43nm）で露光し、前記レジストの表面近傍のみを変性す
る。次に、前記変性された部分を第２次のエネルギービ
ーム露光の光を吸収する化学物質例えば染料等で選択的
に染色する。続いて、第２次のエネルギービームとして
ポジレジストに対し透過性の良い光例えばUV光で全面を
露光し、すでに染色されている部分のみを残してポジレ
ジストを現像除去することを特徴とする。つまり、本発
明のレジストパターン形成方法を用いれば、ポジレジス
トの表面近傍のごく薄い部分のみが第１の露光で選択的
に露光されるため、MLRの長所に取り入れたことにな
る。また、選択的に露光された部分を染色することによ
り、表面染色部がマスクとなる。したがって、CELプロ
セスにおける密着マスク効果（レジスト上に密着してマ
スクが形成されることにより解像度が同上する）が発揮
される。さらに、選択的に光吸収パターンをレジスト上
に形成することでPCMの長所も取り入れたことになる。
さらにまた。第２次全面露光により、ポジレジストパタ
ーンを形成することにより、IR法の効果も取り入れるこ
とができる。さらに本発明は、レジストとしてベースポ
リマー内にアミノ基またはスルホンサン基に変化する感
応基が化学結合されているものを用いるため、着色すな
わち染色性にすぐれ、染色時に染色基が溶出することが
なく、また表面荒れも生じることがなく、確実に微細な
レジストパターンを実現することが可能となる。従っ
て、前述した特願昭62−53302号で提案されたレジスト
パターン形成方法（Dye Image Reversal:ダイ，イーメ
ージ リバーサル）法（DIR法）において、本発明は超
微細なレジストパターン形成例えば、0.5μｍパターン
以下のレベルで効果大なるものがある。
全ての良い点のみを利用したレジストプロセスを可能と
するものである。すなわち、第１次のエネルギービーム
露光はたとえば上述したポジレジストの表面近傍のみを
使用し、選択的にdeep UV光（例えばkrFエキシマー光;2
43nm）で露光し、前記レジストの表面近傍のみを変性す
る。次に、前記変性された部分を第２次のエネルギービ
ーム露光の光を吸収する化学物質例えば染料等で選択的
に染色する。続いて、第２次のエネルギービームとして
ポジレジストに対し透過性の良い光例えばUV光で全面を
露光し、すでに染色されている部分のみを残してポジレ
ジストを現像除去することを特徴とする。つまり、本発
明のレジストパターン形成方法を用いれば、ポジレジス
トの表面近傍のごく薄い部分のみが第１の露光で選択的
に露光されるため、MLRの長所に取り入れたことにな
る。また、選択的に露光された部分を染色することによ
り、表面染色部がマスクとなる。したがって、CELプロ
セスにおける密着マスク効果（レジスト上に密着してマ
スクが形成されることにより解像度が同上する）が発揮
される。さらに、選択的に光吸収パターンをレジスト上
に形成することでPCMの長所も取り入れたことになる。
さらにまた。第２次全面露光により、ポジレジストパタ
ーンを形成することにより、IR法の効果も取り入れるこ
とができる。さらに本発明は、レジストとしてベースポ
リマー内にアミノ基またはスルホンサン基に変化する感
応基が化学結合されているものを用いるため、着色すな
わち染色性にすぐれ、染色時に染色基が溶出することが
なく、また表面荒れも生じることがなく、確実に微細な
レジストパターンを実現することが可能となる。従っ
て、前述した特願昭62−53302号で提案されたレジスト
パターン形成方法（Dye Image Reversal:ダイ，イーメ
ージ リバーサル）法（DIR法）において、本発明は超
微細なレジストパターン形成例えば、0.5μｍパターン
以下のレベルで効果大なるものがある。
実施例 以下、本発明のレジストパターン形成方法（DIR法）
の実施例を工程断面図を用いて説明する。まず、第１図
に示すように、任意の基板例えば半導体ウエハーすなわ
ちSiO210/Si（シリコンウエハー上にSiO2膜が形成され
たもの）基板１上に 基を含むベースポリマーとナクトトキノンジアジド基を
含む感光剤 およびベンゾフェノンを含むレジスト２ 例えば m,nは整数（例えば、ｍ＝1,n＝１）で表わされるポリマ
ーと 基を含む感光剤を8:2に混ぜ、ジルロロエタン溶媒に溶
してレジストとしたもの（R1は置換基を表わす）を１〜
２μｍの厚みでコートする。次に、第１次の露光として
deep UV光（遠紫外のたとえばkrFエキシマー光）３を用
いてマスク100を介して選択的に短時間照射し、ポジレ
ジスト２の表面近傍のみを選択的にたとえば１μｍある
いはそれ以下のパターンを露光する（第２図）。このと
き、前述のレジスト２のベースポリマーはdeep UV光を
大部分吸収するため、多少露光過剰になってもレジスト
２は0.1〜0.2μｍ程度の厚さの表面層のみ選択的にパタ
ーン状に露光され表面にのみ極めて薄い露光パターン表
面層20が形成される。従って、この工程で多層レジスト
と同じように、薄いレジストを重ねて塗布し上層レジス
トのみを選択的に露光するのと同じ効果が得られる。す
なわち、焦点深度の浅い高解像度の露光装置を使用でき
（例えば、エキシマレーザステッパーで焦点深度は1.5
μｍくらい）、高解像度でシャープな0.5μｍ以下の幅
の微細パターン20が得られる。次に、前記選択的に露光
されたレジストと表面層パターン20は、ベースポリマー
として 基を含んでおり、露光のみで次の式（４）の光反応が生
じる。
の実施例を工程断面図を用いて説明する。まず、第１図
に示すように、任意の基板例えば半導体ウエハーすなわ
ちSiO210/Si（シリコンウエハー上にSiO2膜が形成され
たもの）基板１上に 基を含むベースポリマーとナクトトキノンジアジド基を
含む感光剤 およびベンゾフェノンを含むレジスト２ 例えば m,nは整数（例えば、ｍ＝1,n＝１）で表わされるポリマ
ーと 基を含む感光剤を8:2に混ぜ、ジルロロエタン溶媒に溶
してレジストとしたもの（R1は置換基を表わす）を１〜
２μｍの厚みでコートする。次に、第１次の露光として
deep UV光（遠紫外のたとえばkrFエキシマー光）３を用
いてマスク100を介して選択的に短時間照射し、ポジレ
ジスト２の表面近傍のみを選択的にたとえば１μｍある
いはそれ以下のパターンを露光する（第２図）。このと
き、前述のレジスト２のベースポリマーはdeep UV光を
大部分吸収するため、多少露光過剰になってもレジスト
２は0.1〜0.2μｍ程度の厚さの表面層のみ選択的にパタ
ーン状に露光され表面にのみ極めて薄い露光パターン表
面層20が形成される。従って、この工程で多層レジスト
と同じように、薄いレジストを重ねて塗布し上層レジス
トのみを選択的に露光するのと同じ効果が得られる。す
なわち、焦点深度の浅い高解像度の露光装置を使用でき
（例えば、エキシマレーザステッパーで焦点深度は1.5
μｍくらい）、高解像度でシャープな0.5μｍ以下の幅
の微細パターン20が得られる。次に、前記選択的に露光
されたレジストと表面層パターン20は、ベースポリマー
として 基を含んでおり、露光のみで次の式（４）の光反応が生
じる。
したがって、この第１次の露光で生じた 基のみを選択的に通常の酸性染料（例えば赤色はBasio
Red,黄色はKayahorl Yellow3RL〔いずれも日本化薬
（株）製〕やchiba chlorance Blue8G〔チバガイニ社
製〕等）でPH5、6,80℃程度で10分間染色して染色層30
を確実かつ容易に形成することができる（第３図）。こ
のとき、赤，黄，青色等の酸性染料は、少くとも365nm
以下の波長の光は大部分吸収する。染色された部分と染
色されない部分の造過率の比は、波長365nmにおいて1/1
0以下が確保された。したがって第２次の露光に、前述
のdeep UV光より長波長でたとえば365nm以下の波長の光
（超高圧水銀ランプのｉ線）４を用いて全面露光すれ
ば、染色層30の部分では光４は吸収されてその下に達せ
ず、レジスト２の染色されていない部分200のみ選択的
に露光される（第４図）。すなわち、この工程で、CEL
法とPCM法とIR法の３つの効果が一度に取り入れられた
ことになる。なお、このとき、本発明の方法に用いるレ
ジストでは、krFエキシマレーザ光に感応してアミノ基
あるいはスルホン酸基に変化する感光基が直接ベースポ
リマー内に化学結合されているため、染色等の着色時全
く感光物質が溶出することがなく極めてシャープなレジ
ストパターンが得られる。最後に、アルカリ性のレジス
ト現像液で現像することにより染色されていない部分20
0のみを除去すれば、IR法と同じくマスクパターンと反
対の0.5μｍ程度のラインアンドスペースを有する高解
像レジストパターン５が得られた（第５図）。
Red,黄色はKayahorl Yellow3RL〔いずれも日本化薬
（株）製〕やchiba chlorance Blue8G〔チバガイニ社
製〕等）でPH5、6,80℃程度で10分間染色して染色層30
を確実かつ容易に形成することができる（第３図）。こ
のとき、赤，黄，青色等の酸性染料は、少くとも365nm
以下の波長の光は大部分吸収する。染色された部分と染
色されない部分の造過率の比は、波長365nmにおいて1/1
0以下が確保された。したがって第２次の露光に、前述
のdeep UV光より長波長でたとえば365nm以下の波長の光
（超高圧水銀ランプのｉ線）４を用いて全面露光すれ
ば、染色層30の部分では光４は吸収されてその下に達せ
ず、レジスト２の染色されていない部分200のみ選択的
に露光される（第４図）。すなわち、この工程で、CEL
法とPCM法とIR法の３つの効果が一度に取り入れられた
ことになる。なお、このとき、本発明の方法に用いるレ
ジストでは、krFエキシマレーザ光に感応してアミノ基
あるいはスルホン酸基に変化する感光基が直接ベースポ
リマー内に化学結合されているため、染色等の着色時全
く感光物質が溶出することがなく極めてシャープなレジ
ストパターンが得られる。最後に、アルカリ性のレジス
ト現像液で現像することにより染色されていない部分20
0のみを除去すれば、IR法と同じくマスクパターンと反
対の0.5μｍ程度のラインアンドスペースを有する高解
像レジストパターン５が得られた（第５図）。
なお、以上の実施例においては、露光前のベースポリ
マーのスペクトルが第６図a,また30秒露光後chiba chlo
rane Blue8Gで染色したもののスペクトルが第６図ｂに
示すような分光特性のため、第１次露光の光としてkrF
エキシマー光、第２次露光にUV光（ｉ線）を用いる例を
示したが、感光材の選択によっては、第１次と第２次の
光として同じ波長の光を用いることも可能である。ま
た、パターンの染色に酸性染料を用いたが、第２次露光
の光を吸収し、選択的に露光パターン部に付着させるこ
とができる物質であれば染料に限定されることがないこ
とは明らかである。例えば、第１次露光に光を用い、染
料の代りに重金属（PbやAu等）を含む試薬を反応させた
後第２次露光にSOR光等のＸ線を用いることも可能であ
る。さらに、露光された部分のみ選択的に染色する例を
示したが、逆に、露光された部分以外を染色する方法を
用いても、パターンが逆転することを除き、同じ効果が
得られることは明らかである。また、第１に次の露光の
光としてエキシマレーザ光に限らず、Ｘ線，電子ビー
ム，イオンビーム等も使用可能であるとともに、第２次
の露光の光としてはｇ線に限らず、ｉ線，可視光，軟Ｘ
線等が使用できる。
マーのスペクトルが第６図a,また30秒露光後chiba chlo
rane Blue8Gで染色したもののスペクトルが第６図ｂに
示すような分光特性のため、第１次露光の光としてkrF
エキシマー光、第２次露光にUV光（ｉ線）を用いる例を
示したが、感光材の選択によっては、第１次と第２次の
光として同じ波長の光を用いることも可能である。ま
た、パターンの染色に酸性染料を用いたが、第２次露光
の光を吸収し、選択的に露光パターン部に付着させるこ
とができる物質であれば染料に限定されることがないこ
とは明らかである。例えば、第１次露光に光を用い、染
料の代りに重金属（PbやAu等）を含む試薬を反応させた
後第２次露光にSOR光等のＸ線を用いることも可能であ
る。さらに、露光された部分のみ選択的に染色する例を
示したが、逆に、露光された部分以外を染色する方法を
用いても、パターンが逆転することを除き、同じ効果が
得られることは明らかである。また、第１に次の露光の
光としてエキシマレーザ光に限らず、Ｘ線，電子ビー
ム，イオンビーム等も使用可能であるとともに、第２次
の露光の光としてはｇ線に限らず、ｉ線，可視光，軟Ｘ
線等が使用できる。
実施例２ 上記実施例１において、光照射によりアミノ基を生じ
るベースポリマーを用いる代わりにベースポリマーとし
て光照射によりスルホン酸基を生じるベースポリマー， 例えば （m,nは整数、例えば、ｍ＝1,n＝１）で表されるベース
ポリマーとナフトキノンジアジド基ｗ含む感光剤を用い
れば、 基が遠紫外光照射により−SO3H基（スルホンサン基）と に分解されるので、このスルホン酸基をフクシンやオー
ラミン等のアルカリ染料でPH9,80℃程度で10分間程度染
色することにより同様のプロセスが使用可能であった。
るベースポリマーを用いる代わりにベースポリマーとし
て光照射によりスルホン酸基を生じるベースポリマー， 例えば （m,nは整数、例えば、ｍ＝1,n＝１）で表されるベース
ポリマーとナフトキノンジアジド基ｗ含む感光剤を用い
れば、 基が遠紫外光照射により−SO3H基（スルホンサン基）と に分解されるので、このスルホン酸基をフクシンやオー
ラミン等のアルカリ染料でPH9,80℃程度で10分間程度染
色することにより同様のプロセスが使用可能であった。
発明の効果 本発明の方法では、パターン状の第１次の露光には、
レジスト表面部のみしか使用しないため、露光装置が高
NA化、短波長化され焦点深度が浅くなっても、十分使用
可能となり、装置解像度を完全に発揮できる効果があ
る。すなわち、従来の多層レジストプロセス（MLR法）
に比べ、コート工程が一面で済む。さらに、レジスト除
去は１回の現像のみですむため、工程は大幅に簡略化さ
れる。また、従来のイメージリバーサルプロセス（IR）
法に比べ熱処理工程が不要なため、プロセス安定性が良
い。さらにまた、コントラストエンハンス法（CEL法）
のごとく、レジスト上面に光漂白膜がないため、露光時
間は大幅に短縮され、コントラストも十分得られ、塗布
工程も一回で済む。さらにまた、反射防止コーティング
法（ARC法）に比べ、レジスト表面付近のみしか露光さ
れず、パターン露光光はレジスト下部まで到達しないの
で、基板面よりの反射がなくパターン解像度が大幅に向
上できる。さらに、ポータブルコンフォーマブル（PC
M）法に比べ２層コートすることなく、レジスト表面に
高いコントラストのパターン状の光吸収層を形成できる
ので、レジストパターンの解像度を大幅に向上できる。
また、感光基は、直接ベースポリマー内に化学結合され
ているため、染色学の着色時に全く溶出することがな
く、レジストパターンの表面荒れが生じず、高精度な微
細レジストパターンの形成に好都合である等々の効果が
ある。
レジスト表面部のみしか使用しないため、露光装置が高
NA化、短波長化され焦点深度が浅くなっても、十分使用
可能となり、装置解像度を完全に発揮できる効果があ
る。すなわち、従来の多層レジストプロセス（MLR法）
に比べ、コート工程が一面で済む。さらに、レジスト除
去は１回の現像のみですむため、工程は大幅に簡略化さ
れる。また、従来のイメージリバーサルプロセス（IR）
法に比べ熱処理工程が不要なため、プロセス安定性が良
い。さらにまた、コントラストエンハンス法（CEL法）
のごとく、レジスト上面に光漂白膜がないため、露光時
間は大幅に短縮され、コントラストも十分得られ、塗布
工程も一回で済む。さらにまた、反射防止コーティング
法（ARC法）に比べ、レジスト表面付近のみしか露光さ
れず、パターン露光光はレジスト下部まで到達しないの
で、基板面よりの反射がなくパターン解像度が大幅に向
上できる。さらに、ポータブルコンフォーマブル（PC
M）法に比べ２層コートすることなく、レジスト表面に
高いコントラストのパターン状の光吸収層を形成できる
ので、レジストパターンの解像度を大幅に向上できる。
また、感光基は、直接ベースポリマー内に化学結合され
ているため、染色学の着色時に全く溶出することがな
く、レジストパターンの表面荒れが生じず、高精度な微
細レジストパターンの形成に好都合である等々の効果が
ある。
以上述べてきたように、本発明のレジストパターン形
成方法は、従来のレジストプロセス技術に比べて大幅な
改良を行うことなく、焦点深度の浅い露光装置例えばエ
キシマーステッパーやＸ線ステッパーのような装置に適
要して十分高い解像度が得られる特長がある。従って今
後、半導性デパイスの微細化が進展する過程で、ホトリ
ソグラフィー技術の向上に効果大なるものである。
成方法は、従来のレジストプロセス技術に比べて大幅な
改良を行うことなく、焦点深度の浅い露光装置例えばエ
キシマーステッパーやＸ線ステッパーのような装置に適
要して十分高い解像度が得られる特長がある。従って今
後、半導性デパイスの微細化が進展する過程で、ホトリ
ソグラフィー技術の向上に効果大なるものである。
第１図〜第５図は本発明の一実施例のレジストプロセス
を説明するための工程断面図、第６図は本発明の一実施
例でレジストに用いたメインポリマーの分光特性を示す
図である。 １……Si基板、２……ポジレジスト、10……SiO2、３…
…deep UV光、20……パターン状に露光された部分。
を説明するための工程断面図、第６図は本発明の一実施
例でレジストに用いたメインポリマーの分光特性を示す
図である。 １……Si基板、２……ポジレジスト、10……SiO2、３…
…deep UV光、20……パターン状に露光された部分。
Claims (8)
- 【請求項１】基板上に、第１のエネルギービームに感応
してアミノ基に変化する感応基がベースポリマーに化学
結合されているレジストを塗布する工程と、前記レジス
トの表面近傍を前記第１のエネルギービームで選択的に
露光して前記レジストの表面近傍に表面露光層を形成す
る工程と、前記レジストの表面露光層に選択的に第２の
エネルギービームを吸収する物質を付着する工程と、前
記第２のエネルギービームを前記レジスト前面に照射
し、前記表面露光層で前記第２のエネルギービームを吸
収し、前記表面露光層の形成されていない前記レジスト
部分を露光する工程と、前記露光されたレジスト部分を
現像除去して前記レジストパターンを形成する工程とを
備えたことを特徴とした微細レジストパターンの形成方
法。 - 【請求項２】レジストが 基を含むポリマーよりなることを特徴とする請求項１記
載の微細レジストパターンの形成方法。 - 【請求項３】基板上に、第１のエネルギービームに感応
してスルホン酸基に変化する感応基がベースポリマーに
化学結合されているレジストを塗布する工程と、前記レ
ジストの表面近傍を前記第１のエネルギービームで選択
的に露光して前記レジストの表面近傍に表面露光層を形
成する工程と、前記レジストの表面露光層に選択的に第
２のエネルギービームを吸収する物質を付着する工程
と、前記第２のエネルギービームを前記レジスト前面に
照射し、前記表面露光層で前記第２のエネルギービーム
を吸収し、前記表面露光層の形成されていない前記レジ
スト部分を露光する工程と、前記露光されたレジスト部
分を現像除去して前記レジストパターンを形成する工程
とを備えたことを特徴とした微細レジストパターンの形
成方法。 - 【請求項４】レジストが 基を含むポリマーよりなることを特徴とする請求項３記
載の微細レジストパターンの形成方法。 - 【請求項５】エネルギービームを吸収する物質が染料で
あることを特徴とした請求項１または３記載の微細レジ
ストパターンの形成方法。 - 【請求項６】第１および第２のエネルギービームが紫外
線であることを特徴とした請求項１または３記載の微細
レジストパターンの形成方法。 - 【請求項７】第１のエネルギービームの波長が第２のエ
ネルギービームの波長より短いことを特徴とした請求項
１または３記載の微細レジストパターンの形成方法。 - 【請求項８】第１のエネルギービームが遠紫外エキシマ
ー光であることを特徴とした請求項１または３記載の微
細レジストパターンの形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-185970 | 1988-07-26 | ||
| JP18597088 | 1988-07-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132446A JPH02132446A (ja) | 1990-05-21 |
| JP2543195B2 true JP2543195B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=16180063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1195101A Expired - Fee Related JP2543195B2 (ja) | 1988-07-26 | 1989-07-26 | 微細レジストパタ―ンの形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5015559A (ja) |
| JP (1) | JP2543195B2 (ja) |
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| EP0525721B1 (en) * | 1991-07-31 | 1996-03-06 | Texas Instruments Incorporated | High resolution lithography method |
| EP0559934A1 (en) * | 1992-03-11 | 1993-09-15 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for deep UV image reversal patterning |
| EP0791856B1 (en) * | 1996-02-26 | 2001-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern forming material and pattern forming method |
| US20050272179A1 (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Andrew Frauenglass | Three-dimensional lithographic fabrication technique |
| JP2006167937A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Toppan Printing Co Ltd | パターン毎に版深が異なる刷版用凹版及びその製造方法 |
| DE102008054219A1 (de) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Organisches strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines organischen strahlungsemittierenden Bauelements |
| JP5132625B2 (ja) * | 2009-04-10 | 2013-01-30 | 株式会社東芝 | パターン形成方法 |
| TWI526456B (zh) * | 2009-10-15 | 2016-03-21 | 住友化學股份有限公司 | 光阻組合物 |
| TWI499863B (zh) * | 2010-01-12 | 2015-09-11 | Sumitomo Chemical Co | 光阻組成物 |
| KR102357133B1 (ko) * | 2014-02-21 | 2022-01-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 광증감 화학 증폭형 레지스트 재료 및 이를 이용한 패턴 형성 방법, 반도체 디바이스, 리소그래피용 마스크와, 나노임프린트용 템플릿 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8413395D0 (en) * | 1984-05-25 | 1984-07-04 | Ciba Geigy Ag | Production of images |
| US4810601A (en) * | 1984-12-07 | 1989-03-07 | International Business Machines Corporation | Top imaged resists |
| NL8500455A (nl) * | 1985-02-18 | 1986-09-16 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een fotolakmasker wordt gevormd met behulp van een twee-laags-laksysteem. |
| JPS62245251A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-26 | Fujitsu Ltd | レジストパタ−ン形成方法 |
| JP2553545B2 (ja) * | 1987-03-09 | 1996-11-13 | 松下電器産業株式会社 | パタ−ン形成方法 |
| JP2653072B2 (ja) * | 1987-12-07 | 1997-09-10 | 松下電器産業株式会社 | パターン形成方法 |
-
1989
- 1989-07-14 US US07/379,864 patent/US5015559A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-26 JP JP1195101A patent/JP2543195B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5015559A (en) | 1991-05-14 |
| JPH02132446A (ja) | 1990-05-21 |
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