JP3128335B2

JP3128335B2 - パターン形成方法

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Publication number: JP3128335B2
Application number: JP04190996A
Authority: JP
Inventors: 廉伸大西; 剛柴田; 英志塩原; 隆洋池田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH0635206A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の微細加工
に適用されるパターン形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体集積回路をはじめとす
る各種の電子部品の製造工程では、リソグラフィを含む
微細加工技術が採用されている。この技術は、具体的に
は、以下の如きプロセスとして実施されている。即ち、
まず、シリコン単結晶ウェハ等の表面に各種の金属酸化
膜や金属膜が形成されてなる基板上に、レジスト膜を形
成する。次に、このレジスト膜の所定領域を選択的に露
光した後、ベーキング、現像処理、およびリンス処理を
行うことによって、レジスト膜の露光領域を、選択的に
除去または残存させて所望のレジストパターンを形成す
る。続いて、このレジストパターンを耐エッチングマス
クとして、基板表面（金属酸化膜、金属膜等）をエッチ
ングすることにより、所望の形状のライン、スペース、
およびコンタクトホール等を形成する。

【０００３】近年、電子部品の高密度化に伴う高密度集
積化を図るために、上述した技術において、レジストパ
ターンの超微細化が求められている。かかる要望に対
し、優れたレジストコントラストを得られる材料とし
て、酸を触媒とした化学増幅型レジストが提案されてい
る。この化学増幅型レジストとして、具体的には、露光
により酸を発生する化合物（以下、光酸発生剤と記す）
と、酸によって分解し得る疎水性基を有し、分解後に親
水性基を生じる化合物とを含有する感光性組成物、およ
び露光により酸を発生する化合物と、ポリマーと、架橋
剤とを含有する感光性組成物が挙げられる。これらのう
ち、前者は、露光領域において、発生した酸の作用によ
って第二成分が親水性基を生じ、当該露光領域が現像液
に対して可溶化するポジ型レジストである。一方、後者
は、露光領域において、発生した酸の作用によって架橋
剤がポリマーを架橋してその分子量を高めるため、当該
露光領域が現像液に対して不溶化するネガ型レジストで
ある。これらレジストでは、光酸発生剤は、触媒として
機能するため、微量で他成分に対して作用し、微細なパ
ターンの形成に寄与することが可能である。

【０００４】しかしながら、化学増幅型レジストを用
い、上述した従来のプロセスに従ってパターンを形成し
た場合、レジスト膜の露光領域において光酸発生剤より
発生する酸が微量であるため、周囲の環境、特に下地の
基板から影響を受け易く、安定して微細なパターンを形
成することができない。即ち、レジスト膜形成以前に基
板上に不可避的に存在する不純物が、レジスト膜中を拡
散したり、また基板との界面において光酸発生剤より発
生した酸を吸着してこの酸を失活させることにより、レ
ジスト膜の溶解性の変化が疎外され、形成されるパター
ンの形状が損われる。

【０００５】図２に、従来のプロセスに従い、化学増幅
型レジストを用いて形成されたパターンの断面形状の具
体例を示す。同図において、基板２１上に形成されたレ
ジストパターン２２の断面には裾引きが生じており、所
望の幅を有するラインおよびスペースが解像されていな
い。これは、以下の理由に因ると推定される。

【０００６】一般に、ポジ型の化学増幅型レジストで
は、露光領域において強酸の存在下で親水性基が発生す
る。しかし、当該露光領域では、基板上に不可避的に存
在するアミン等の塩基性不純物が酸を失活させるため、
親水性基の発生が抑制され、現像液に対する溶解性が不
充分になる。よって、当該レジストの露光領域は、特に
基板との界面付近において、現像処理時に幾分溶解せず
に残存するため、図２の如く断面に裾引きが生じ、所望
の幅を有するラインおよびスペースが解像されない。

【０００７】また、ネガ型の化学増幅型レジストでは、
露光領域において弱酸によってポリマーの架橋反応が進
行する。しかし、基板上に不可避的に存在する酸性の不
純物の影響で、特にレジスト膜の基板との界面付近にお
いて架橋反応が尚一層進行し、現像液に対する溶解性が
過度に抑制される。よって、当該レジストの露光領域で
は、基板との界面付近において、現像後の残存量がより
大きく、図２の如く断面に裾引きが生じ、所望の幅を有
するラインおよびスペースが解像されない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたのもので、その課題とするところは、
化学増幅型レジストによる微細パターンの形成方法であ
って、下地基板の影響が低減され、断面矩形であり且つ
高解像度のパターンを安定して形成することができる方
法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明のパター
ン形成方法は、基板上に、炭素の含有率が２０重量％か
ら１００重量％の保護膜を膜厚５０から１００００オン
グストロームの範囲で形成する工程と、前記保護膜上
に、（ａ）露光により酸を発生する化合物（光酸発生
剤）、および酸によって分解し得る疎水性基を有し、分
解後に親水性基を生じる化合物を含有する感光性組成
物、または（ｂ）露光により酸を発生する化合物（光酸
発生剤）、ポリマー、および酸の作用によって該ポリマ
ーを架橋させ得る架橋剤を含有する感光性組成物を主成
分とする樹脂膜を形成する工程と、前記樹脂膜の所定の
領域を選択的に露光する工程と、前記露光後の樹脂膜を
所定の温度でベーキングする工程と、前記ベーキング後
の樹脂膜を現像処理し、該樹脂膜の露光された領域を選
択的に除去または残存させる工程とを具備する。

【００１０】本発明の方法によれば、基板と樹脂膜（レ
ジスト膜）との間に、炭素含有率が２０重量％から１０
０重量％で、膜厚５０から１００００Åの保護膜を介在
させたことにより、基板上に不可避的に存在する塩基性
不純物および／または酸性不純物の樹脂膜への拡散およ
び影響等が低減される。また、この保護膜によって、樹
脂膜の露光領域で光酸発生剤から発生した酸が、逆に基
板側へ吸着および拡散することも防止される。よって、
樹脂膜の露光領域では、光酸発生剤より発生した酸が、
感光性組成物（化学増幅型レジスト）の他の成分に対し
て、失活することなく効率よく働き、その現像液に対す
る溶解性の変化が適切に進行する。こうして、断面矩形
の高解像度を有するレジストパターンを形成することが
できる。

【００１１】更に、本発明の方法では、炭素を含有する
保護膜を用いることによって、基板（保護膜）に対する
樹脂膜の密着性が向上し、現像工程における膜の剥離等
が防止される。よって、従来レジスト膜形成前に行われ
ていた、基板表面に対する密着促進処理を行う必要がな
くなり、パターン形成のプロセスが簡易になる。以下、
図１（Ａ）〜（Ｇ）を参照して本発明のパターン形成方
法の一例を詳述する。まず、基板１１上に炭素を一成分
として含有する保護膜１２を形成する（図１（Ａ）図
示）。

【００１２】この炭素を含有する保護膜およびその形成
方法については、特に限定されるものではないが、例え
ば、スパッタ法、ＣＶＤ法によって形成される炭素膜、
炭素微粒子を高分子材料からなるマトリックスに分散さ
せ、これを塗布することによって形成される炭素微粒子
含有膜等が挙げられる。

【００１３】当該保護膜における炭素の含有率は、好ま
しくは、約２０重量〜１００重量％の範囲に設定され得
る。もし、２０重量％未満であると、下地基板からの不
純物による影響を充分に防止することが困難になり、ま
た、レジスト膜と炭素を含有する保護膜との密着性が低
下する。更に、続くパターン形成工程において、保護膜
のエッチング耐性が低下し、その結果、下地基板のエッ
チング精度が低下することがある。

【００１４】また、当該保護膜の膜厚は、好ましくは、
約５０〜１００００オングストローム（以下Ａと記す）
の範囲に設定され得る。もし、膜厚が５０Ａ未満であれ
ば、下地基板からの不純物による影響を充分に防止する
ことが困難になる場合がある。また、１００００Ａを超
えると、寸法精度良く、炭素を含有する保護膜をエッチ
ング加工することが困難になる場合がある。

【００１５】一方、本発明で使用される基板としては、
半導体基板、回路基板等として用いられるものであれば
特に限定されない。具体例としては、ＳｉＯ₂膜、ＢＰ
ＳＧ膜のような酸化膜、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏのような金属
膜、窒化チタン、窒化シリコンのような窒化膜等が表面
に形成された基板が挙げられる。

【００１６】次に、保護膜１２上に前記感光性組成物
（ａ）または（ｂ）を主成分として含有する溶液を塗布
し、好ましくは所定の温度でプリベーク処理を行って、
樹脂膜、即ち、レジスト膜１３を形成する（図１（Ｂ）
図示）。

【００１７】この工程において使用される組成物（ａ）
は、ポジ型の化学増幅型レジストに相当し、また、組成
物（ｂ）はネガ型の化学増幅型レジストに相当する。前
記ポジ型レジストである組成物（ａ）の具体例として
は、米国特許第４，４９１，６２８号に開示されたポリ
（p-ヒドロキシ -α- メチルスチレン）の水酸基をtert
- ブトキシカルボニルメチル基でブロックしてなるポリ
マー、および光酸発生剤としてオニウム塩を含有する組
成物、更に上記２成分に加え、アルカリ可溶性重合体を
含有する組成物等が挙げられる。また、前記ネガ型レジ
ストである組成物（ｂ）の具体例としては、ソリッド・
ステート・テクノロジーＶｏｌ．３２（９）（１９８
９）、１０５〜１１２頁に記載（J.Lingnau,R.Dammel,
J.Theisら）の、光酸発生剤としてs-トリアジン誘導
体、架橋剤としてメラミン誘導体、およびポリマーとし
てノボラック樹脂を含有する組成物等が挙げられ、更
に、入手可能なものとしてＸＰ−８９１３１（商品名：
シップレー社製）が挙げられる。尚、必要に応じて、こ
のレジスト膜上に、外界からの影響を遮断する目的で、
反射防止膜、または各種の保護膜を形成することもでき
る。

【００１８】次に、レジスト膜１３の所定の領域１４を
選択的に露光（矢印）する（図１（Ｃ）図示）。このと
き、露光領域１４において、光酸発生剤が酸を発生す
る。尚、同図において１５は未露光領域に相当する。

【００１９】この露光工程は、例えば、水銀ランプのｇ
線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（同３６５ｎｍ）、Ｄｅｅ
ｐＵＶ光（同２５０ｎｍ付近）、ＫｒＦエキシマレーザ
光（同２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（同１９
３ｎｍ）、電子線、Ｘ線、イオンビーム等を線源とし、
レジスト膜１３上に、所望のパターン形状を有するマス
クを介して露光する、またはビームを走査させながら直
接照射することにより行われる。

【００２０】更に、露光後のレジスト膜１３に対し、所
定の温度でベーキングを行うことによって、露光により
発生した酸による反応を進行させレジスト膜の露光領域
１４に潜像を形成させる（図示せず）。即ち、レジスト
膜１３が組成物（ａ）を主成分とする場合、露光領域１
４では、酸が触媒となって、酸によって分解し得る疎水
性基を有する化合物が、当該疎水性基の分解により親水
性基を生じる。一方、レジスト膜１３が組成物（ｂ）を
主成分とする場合、露光領域１４では、酸が触媒となっ
て、架橋剤がポリマーを架橋させ、分子量が増大する。
尚、このベーキング後、レジスト膜の表面を、Ｓｉ化合
物によって処理し、選択的にＳｉ化合物を吸着させても
よい。

【００２１】以上の露光およびベーキングの工程におい
て、保護膜１２は、上述したように、基板１１からレジ
スト膜１３に対する不純物の影響および拡散を防止し、
またレジスト膜１３中の露光領域１４において発生した
酸の基板１１側への吸着および拡散が防止するべく機能
する。

【００２２】続いて、べーキング処理後のレジスト膜１
３を有機溶剤、アルカリ水溶液等の現像液、または反応
性ガス等を用いて現像処理する。この現像処理におい
て、レジスト膜１３が組成物（ａ）を主成分とする場
合、露光領域１４が現像液または反応性ガスに対して選
択的に溶解および除去され、ポジ型のレジストパターン
１６が形成される（図１（Ｄ）図示）。一方、レジスト
膜１３が組成物（ｂ）を主成分とする場合、未露光領域
１５が現像液または反応性ガスに対して選択的に溶解お
よび除去され、露光領域１４が残存し、ネガ型のレジス
トパターン１７が形成される（図１（Ｅ）図示）。尚、
ここで使用される現像液およびガスは、適用される感光
性組成物の種類、即ち、レジスト材料の種類によって適
宜選択され得る。

【００２３】続いて、レジストパターン１６または１７
をマスクとして保護膜１２を選択的に除去し、保護膜パ
ターン１８または１９を形成する（図１（Ｆ）または
（Ｇ）図示）。この工程は、例えば、酸素を含むガスを
用いたリアクティブイオンエッチング法（ＲＩＥ）によ
り行うことができる。

【００２４】上述したような本発明のパターン形成方法
では、炭素を一成分として含有する保護膜の形成後、レ
ジスト膜を形成する前に、当該保護膜表面に対して各種
の処理を施すことによって、上述したような保護膜の機
能をより高め、形成されるパターンの断面形状を改善
し、解像度を更に向上させることができる。

【００２５】この炭素を含有する保護膜の表面処理とし
ては、例えば、保護膜の表面にフッ素原子を導入するこ
と、保護膜を高温（約３００〜１２００℃）でアニール
すること、保護膜を酸性溶液および／または塩基性溶液
で処理すること、保護膜を酸性雰囲気中および／または
塩基性雰囲気中にさらすこと、保護膜上に更に無機材料
からなる第２の保護膜を形成する等が挙げられる。これ
ら処理は、適宜条件を設定して１種または２種以上組み
合わせて行うことが可能である。

【００２６】本発明の方法により形成されたレジストパ
ターンおよび保護膜パターンを耐エッチングマスクとし
て、下地の基板を選択エッチングすることにより、超微
細加工を行うことができる。

【００２７】尚、このような基板のエッチング処理で
は、予めレジストパターンのみを除去し、保護膜パター
ンを単独で耐エッチングマスクとして使用してもよい。
この場合、マスクとなる保護膜パターンの各断面のアス
ペクト比が非常に小さいため、下地基板のエッチング精
度をより向上させることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例に従って更に詳細に説
明する。尚、これら実施例は、本発明の理解を容易にす
る目的で記載されるものであり、本発明を限定するもの
ではない。

【００２９】実施例１膜厚６０００Ａの窒化ケイ素膜上に、スパッタ法により
膜厚１０００Ａの炭素膜を形成した。続いて、この炭素
膜上に、ポリ（p-ビニルフェノール）の水酸基の一部を
tert- ブトキシカルボニルメチル基によりブロックして
なるポリマーおよびトリフェニルスルホニウムトリフレ
ートを含有するポジ型化学増幅型レジストの溶液を塗布
し、ホットプレート上で９０℃９０秒間乾燥させて、膜
厚１μmのレジスト膜を形成した。次に、ＫｒＦエキシ
マレーザを用いた縮小投影露光機により、前記レジスト
膜上に所定のパターンを有するマスクを介して露光（露
光量２０ｍＪ／ｃｍ² ）を行った。続いて、露光後のレ
ジスト膜をホットプレート上で９０℃９０秒間ベーキン
グした。次いで、レジスト膜を濃度２．３８重量％のテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液に９
０秒浸漬させて現像処理し、更に水洗することにより、
レジストパターンを形成した。尚、上記プロセスでは、
炭素膜の表面に対し、レジスト溶液を塗布する前に従来
なされていた密着促進処理を施さなくても、現像処理時
におけるレジスト膜の剥離は発生しなかった。

【００３０】こうして得られたパターンを走査型電子顕
微鏡により観察した。この結果、線幅が０．２５μm で
あり、断面矩形の高精度のパターンが形成されているこ
とが判った。

【００３１】尚、上記プロセスに続いて、線幅０．２５
μm のレジストパターンをマスクとして、酸素ガスを用
いたＲＩＥにより、下地の炭素膜をエッチングしたとこ
ろ、優れた寸法精度をもって炭素膜パターンを形成する
ことができた。

【００３２】更に、レジストパターンおよび炭素膜パタ
ーンをマスクとして、ＣＦ₄等のフッ素系ガスを用いた
ＲＩＥにより、下地の窒化ケイ素膜をエッチングしたと
ころ、優れた寸法精度をもって当該膜を微細加工するこ
とができた。

【００３３】また、前記窒化ケイ素膜のエッチングに先
立って、レジストパターンを除去し、炭素膜パターンの
みをマスクとして、当該エッチングを行ったところ、更
に寸法精度よく窒化ケイ素膜の微細加工を行うことがで
きた。

【００３４】実施例２窒化ケイ素膜の代りに膜厚６０００ＡのＢＰＳＧ膜を用
いることを除いて、実施例１と同様の方法および条件に
従って、レジストパターンを形成した。得られたパター
ンを走査型電子顕微鏡により観察した。この結果、線幅
が０．２５μmであり、断面矩形の高精度のパターンが
形成されていることが判った。

【００３５】実施例３窒化ケイ素膜上にスパッタ法により炭素膜を形成したこ
とに代り、窒化ケイ素膜上に粒径１７ｎｍの炭素微粒子
を４０重量％含有するポリマー溶液を塗布し、炭素含有
膜を形成することを除いて、実施例１と同様の方法およ
び条件に従って、レジストパターンを形成した。得られ
たパターンを走査型電子顕微鏡により観察した。この結
果、線幅が０．２５μm であり、断面矩形の高精度のパ
ターンが形成されていることが判った。

【００３６】実施例４ポジ型レジストの代りにネガ型化学増幅型レジストＸＰ
−８９１３１（商品名：シップレー社製）を用いること
を除いて、実施例１と同様の方法および条件に従って、
レジストパターンを形成した。得られたパターンを走査
型電子顕微鏡により観察した。この結果、線幅が０．２
５μm であり、断面矩形の高精度のパターンが形成され
ていることが判った。

【００３７】比較例膜厚６０００ＡのＢＰＳＧ膜上に、ポリ（p-ビニルフェ
ノール）の水酸基の一部をtert- ブトキシカルボニルメ
チル基によりブロックしてなるポリマーおよびトリフェ
ニルスルホニウムトリフレートを含有するポジ型化学増
幅型レジストの溶液を塗布し、ホットプレート上で９０
℃９０秒間乾燥させて、膜厚１μm のレジスト膜を形成
した。次に、ＫｒＦエキシマレーザを用いた縮小投影露
光機により、前記レジスト膜上に所定のパターンを有す
るマスクを介して露光（露光量２０ｍＪ／ｃｍ² ）を行
った。続いて、露光後のレジスト膜をホットプレート上
で９０℃９０秒間ベーキングした。次いで、レジスト膜
を濃度２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド水溶液に９０秒浸漬させて現像処理し、
更に水洗することにより、レジストパターンを形成し
た。

【００３８】こうして得られたパターンを走査型電子顕
微鏡により観察した。この結果、線幅が０．６μm であ
り、図２に示されたような、底部、即ち基板との界面付
近に裾引きのあるパターンが形成されていることが判っ
た。

【００３９】実施例５膜厚６０００Ａの窒化ケイ素膜上に、スパッタ法により
膜厚１０００Ａの炭素膜を形成した。次いで、基板を予
め排気された反応容器内に置いた。この容器に、ＣＦ₄
ガスおよびＯ₂ガスを、各々毎分１００ｃｃおよび５０
ｃｃの流量で送り込み、容器内部の放電管に周波数２．
４５ＧＨｚのマイクロ波を印加して、前記炭素膜の表面
にフッ素原子を導入した。

【００４０】続いて、この炭素膜上に、ポリ（p-ビニル
フェノール）の水酸基の一部をtert- ブトキシカルボニ
ルメチル基によりブロックしてなるポリマーおよびトリ
フェニルスルホニウムトリフレートを含有するポジ型化
学増幅型レジストの溶液を塗布し、ホットプレート上で
９０℃９０秒間乾燥させて、膜厚１μm のレジスト膜を
形成した。次に、ＫｒＦエキシマレーザを用いた縮小投
影露光機により、前記レジスト膜上に所定のパターンを
有するマスクを介して露光（露光量２０ｍＪ／ｃｍ² ）
を行った。続いて、露光後のレジスト膜をホットプレー
ト上で９０℃９０秒間ベーキングした。次いで、レジス
ト膜を濃度２．３８重量％のテトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド水溶液に９０秒浸漬させて現像処理
し、更に水洗することにより、レジストパターンを形成
した。尚、上記プロセスでは、炭素膜の表面に対し、レ
ジスト溶液を塗布する前に従来なされていた密着促進処
理を施さなくても、現像処理時におけるレジスト膜の剥
離は発生しなかった。

【００４１】こうして得られたパターンを走査型電子顕
微鏡により観察した。この結果、線幅が０．２５μm で
あり、図１（Ｄ）に示されたような断面矩形の高精度の
パターンが形成されていることが判った。

【００４２】実施例６膜厚１００００ＡのＢＰＳＧ膜上に、スパッタ法により
膜厚４００Ａの炭素膜を形成した。次いで、この炭素膜
を、４００℃で５分間、アルゴンガス雰囲気中でアニー
ルした。

【００４３】続いて、露光用のマスクを特定のものを使
用することを除き、実施例５と同様の方法および条件に
従って、レジスト膜の形成、露光、ベーキング、および
現像処理等を行い、レジストパターン（ホールパター
ン）を形成した。得られたパターンを走査型電子顕微鏡
により観察した。この結果、ホール径が０．３μm であ
り、図１（Ｄ）に示されたような断面矩形の高精度のパ
ターンが形成されていることが判った。

【００４４】尚、本実施例ではスパッタ法により炭素膜
を形成した後、アニールを行ったが、スパッタにより炭
素膜を形成しながら基板を高温で加熱することにより、
アニールを施すこともできる。

【００４５】実施例７膜厚１００００ＡのＢＰＳＧ膜上に、スパッタ法により
膜厚４００Ａの炭素膜を形成した。次いで、この炭素膜
を、濃度５重量％の塩酸水溶液中で１０分間処理した
後、純水により洗浄した。更に、濃度２．３８重量％の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で５分間
処理した後、再び純水により洗浄した。

【００４６】続いて、露光用のマスクを特定のものを使
用することを除き、実施例５と同様の方法および条件に
従って、レジスト膜の形成、露光、ベーキング、および
現像処理等を行い、レジストパターン（ホールパター
ン）を形成した。得られたパターンを走査型電子顕微鏡
により観察した。この結果、ホール径が０．３μm であ
り、図１（Ｄ）に示されたような断面矩形の高精度のパ
ターンが形成されていることが判った。

【００４７】尚、本実施例では酸性溶液による処理およ
び塩基性溶液による処理を併用したが、実用上は、これ
らのうち一方の溶液処理を行うだけでも充分な効果が得
られる。

【００４８】実施例８膜厚２０００ＡのＷＳｉ膜上に、ＣＶＤ法により膜厚８
００Ａの炭素膜を形成した。次いで、この炭素膜を、５
０℃で３分間塩素系ガス雰囲気中にさらした後、純水を
用いて５分間水洗処理を施した。

【００４９】続いて、露光用のマスクを特定のものを使
用することを除き、実施例５と同様の方法および条件に
従って、レジスト膜の形成、露光、ベーキング、および
現像処理等を行い、レジストパターン（ホールパター
ン）を形成した。得られたパターンを走査型電子顕微鏡
により観察した。この結果、ホール径が０．３μm であ
り、図１（Ｄ）に示されたような断面矩形の高精度のパ
ターンが形成されていることが判った。

【００５０】実施例９膜厚４０００ＡのＡｌ膜上に、スパッタ法により膜厚４
００Ａの炭素膜を形成した。更に、この炭素膜上に、ス
パッタ法によりアモルファスシリコンを５０Ａ堆積させ
た。

【００５１】続いて、露光用のマスクを特定のものを使
用することを除き、実施例５と同様の方法および条件に
従って、レジスト膜の形成、露光、ベーキング、および
現像処理等を行い、レジストパターン（ホールパター
ン）を形成した。得られたパターンを走査型電子顕微鏡
により観察した。この結果、ホール径が０．３μm であ
り、図１（Ｄ）に示されたような断面矩形の高精度のパ
ターンが形成されていることが判った。

【００５２】尚、炭素膜上にアモルファスシリコンを堆
積させた後、更に高温でアニールを施すことにより、続
くレジストパターン形成工程において、下地Ａｌ膜から
の反射光のレジスト膜に対する影響を低減させることが
可能であった。これより、本発明の方法では、炭素膜の
表面処理を行うことにより、Ａｌ膜のような高反射率基
板上にレジストパターンを形成する場合にも、高精度の
パターンを形成できることが示唆される。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
化学増幅型レジストによるパターン形成において、下地
基板の影響が低減することができ、断面矩形であり且つ
高解像度のパターンを安定して形成することができる。
更に、このような高解像度のパターンをマスクとして、
下地基板のエッチングを行うことにより、寸法精度が極
めて優れた超微細加工が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｇ）：本発明によるパターン形成方
法の一例をその工程順に示す断面図。

【図２】従来の方法によって形成されたパターンの形状
を示す断面図。

【符号の説明】

１１，２１…基板、１２…保護膜、１３…レジスト膜、
１４…露光領域、１５…未露光領域、１６，１７，２２
…レジストパターン、１８，１９…保護膜パターン

フロントページの続き (72)発明者池田隆洋神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献特開平３−139650（ＪＰ，Ａ) 特開平１−155625（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−212136（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−31025（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 7/11 G03F 7/038 G03F 7/039 H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、炭素の含有率が２０重量％か
ら１００重量％の保護膜を膜厚５０から１００００オン
グストロームの範囲で形成する工程と、前記保護膜上に（ａ）露光により酸を発生する化合物、および酸によっ
て分解し得る疎水性基を有し、分解後に親水性基を生じ
る化合物を含有する感光性組成物、または（ｂ）露光により酸を発生する化合物、ポリマー、およ
び酸の作用によって該ポリマーを架橋させ得る架橋剤を
含有する感光性組成物、を主成分とする樹脂膜を形成する工程と、前記樹脂膜の所定の領域を選択的に露光する工程と、前記露光後の樹脂膜を所定の温度でベーキングする工程
と、前記ベーキング後の樹脂膜を現像処理し、該樹脂膜の露
光された領域を選択的に除去または残存させる工程とを
具備するパターン形成方法。