JPH0481765A - 化学増幅型レジストのパターン形成方法 - Google Patents
化学増幅型レジストのパターン形成方法Info
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- JPH0481765A JPH0481765A JP2195212A JP19521290A JPH0481765A JP H0481765 A JPH0481765 A JP H0481765A JP 2195212 A JP2195212 A JP 2195212A JP 19521290 A JP19521290 A JP 19521290A JP H0481765 A JPH0481765 A JP H0481765A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/70466—Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体装置のリソグラフィープロセスに用い
られる化学増幅型レジストのパターン形成方法に関する
。
られる化学増幅型レジストのパターン形成方法に関する
。
［発明の概要］
本発明は、基板上に塗布した化学増幅型レジストに選択
的な第１の露光を施して、該レジスト表面を選択的に、
化学的に活性化させ、次に、前記活性化させた部分に化
学染料を選択的に反応させた後、全面的な第２の露光を
施すことにより、レジストパターンの形状を改善し得る
ようにしたものである。
的な第１の露光を施して、該レジスト表面を選択的に、
化学的に活性化させ、次に、前記活性化させた部分に化
学染料を選択的に反応させた後、全面的な第２の露光を
施すことにより、レジストパターンの形状を改善し得る
ようにしたものである。
［従来の技術］
近年、高解像度を有するレジストの開発か盛んに行なわ
れており、化学増幅型レジストと称される高感度レジス
トの開発が達成されている。
れており、化学増幅型レジストと称される高感度レジス
トの開発が達成されている。
この化学増幅型レジストは、オニウム塩系等の酸発生剤
に光照射した際に発生する酸によって誘起される硬化反
応又は分解反応を利用したものである。また、かかる化
学増幅型レジストの詳細としては、クレゾール系、ポリ
ヒドロキシレン系樹脂で成るベースポリマーに、メラミ
ン系誘導体（メチロール体）やポリハロゲン化物等の架
橋剤や酸発生剤を加えたものであって、露光で発生した
酸を露光後のベーク（ＦＥＢ）で反応させ、ポジ型では
レジストの可溶化を、ネガ型では不溶化を行なうように
なっている。
に光照射した際に発生する酸によって誘起される硬化反
応又は分解反応を利用したものである。また、かかる化
学増幅型レジストの詳細としては、クレゾール系、ポリ
ヒドロキシレン系樹脂で成るベースポリマーに、メラミ
ン系誘導体（メチロール体）やポリハロゲン化物等の架
橋剤や酸発生剤を加えたものであって、露光で発生した
酸を露光後のベーク（ＦＥＢ）で反応させ、ポジ型では
レジストの可溶化を、ネガ型では不溶化を行なうように
なっている。
第３図Ａ〜第３図Ｃは、ポジ型の化学増幅型レノストを
用いてレジストパターンを形成する方法を示している。
用いてレジストパターンを形成する方法を示している。
この方法は、先ず第３図へに示すように、半導体基板Ｉ
Ｏの上にポジ型の化学増幅型レジスト】】を塗布する。
Ｏの上にポジ型の化学増幅型レジスト】】を塗布する。
次に、第３図Ｂに示すように、所定パターンのマスク１
２を用いて選択的に露光を行なって露光部１１ａを形成
する。この際、光の照射を受けたレジスト内では酸発生
剤より酸が発生する。次に、露光後のベーク（ＦＥＢ）
を行なって、酸によって可溶化反応を起させる。さらに
、アルカリ現像を行なって、第３図Ｃに示すようなレジ
ストパターンＩｌｂが形成される。
２を用いて選択的に露光を行なって露光部１１ａを形成
する。この際、光の照射を受けたレジスト内では酸発生
剤より酸が発生する。次に、露光後のベーク（ＦＥＢ）
を行なって、酸によって可溶化反応を起させる。さらに
、アルカリ現像を行なって、第３図Ｃに示すようなレジ
ストパターンＩｌｂが形成される。
第４図Ａ〜第４図Ｃは、ネガ型の化学増幅型レジストを
用いてレジストパターンを形成する方法を示している。
用いてレジストパターンを形成する方法を示している。
この方法は、先ず第４図Ａに示すように、半導体基板ｌ
Ｏの上にネガ型の化学増幅型レジストＩ３を塗布した後
、第４図Ｂに示すように所定パターンのマスク１４を用
いて選択的に露光を行なって露光部１３Ａを形成する。
Ｏの上にネガ型の化学増幅型レジストＩ３を塗布した後
、第４図Ｂに示すように所定パターンのマスク１４を用
いて選択的に露光を行なって露光部１３Ａを形成する。
この際、光の照射を受けた露光部１３Ａ内では、酸発生
剤より酸が発生する。次に、ＦＥＢを行なって、萌記酸
によって架橋反応（不溶化反応）を起させる。さらに、
アルカリ現像を行なって、第４図Ｃに示すようなレジス
トパターンＩ ５（１３Ａ）が形成される。
剤より酸が発生する。次に、ＦＥＢを行なって、萌記酸
によって架橋反応（不溶化反応）を起させる。さらに、
アルカリ現像を行なって、第４図Ｃに示すようなレジス
トパターンＩ ５（１３Ａ）が形成される。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、このような化学増幅型レジストを用いた
パターン形成方法においては、化学増幅型レジストを露
光光、例えばＡｒＦレーザ（１９３ｎ ｍ ）で露光し
た場合、レジストの光吸収か著しく、良好な形状のパタ
ーンを得ることが困難であった。
パターン形成方法においては、化学増幅型レジストを露
光光、例えばＡｒＦレーザ（１９３ｎ ｍ ）で露光し
た場合、レジストの光吸収か著しく、良好な形状のパタ
ーンを得ることが困難であった。
即ち、化学増幅型レジストにおいて充分な透過率が得ら
れず、このため、第３図Ｂ及び第４図Ｂに示すように、
露光部１１ａ及び１３Ａ内において発生する酸の濃度分
布（図中点で示す）が上部で高く下部に向けて低くなる
。斯る状態でＦＥＢを経て現像を行なった場合、第３図
Ｃ及び第４図Ｃに示すように、パターンの断面形状がチ
ーｐ＜ （又は逆テーバ）形状となり、パターン幅が変
動する問題点があった。
れず、このため、第３図Ｂ及び第４図Ｂに示すように、
露光部１１ａ及び１３Ａ内において発生する酸の濃度分
布（図中点で示す）が上部で高く下部に向けて低くなる
。斯る状態でＦＥＢを経て現像を行なった場合、第３図
Ｃ及び第４図Ｃに示すように、パターンの断面形状がチ
ーｐ＜ （又は逆テーバ）形状となり、パターン幅が変
動する問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、レジストパターンの形状を改善する化
学増幅型レジストのパターン形成方法を得んとするもの
である。
たものであって、レジストパターンの形状を改善する化
学増幅型レジストのパターン形成方法を得んとするもの
である。
的に反応して染料が定着する。そして、第２の露光によ
って全面露光を行なうことにより、前記染料定着部をマ
スクとして化学増幅型レジストと選択的に露光すること
が可能となる。このため、化学増幅型レジスト表面に化
学染料を選択的に定着させる工程を備えるだけで良好な
パターン形成が可能となる。
って全面露光を行なうことにより、前記染料定着部をマ
スクとして化学増幅型レジストと選択的に露光すること
が可能となる。このため、化学増幅型レジスト表面に化
学染料を選択的に定着させる工程を備えるだけで良好な
パターン形成が可能となる。
［課題を解決するための手段］
そこで、本発明は、基板上に塗布した化学増幅型レジス
トに選択的な第１の露光を施して、該レジスト表面を選
択的に、化学的に活性化させ、次に、前記活性化させた
部分に化学染料を選択的に反応させた後、全面的な第２
の露光を施すことを、その解決法としている。
トに選択的な第１の露光を施して、該レジスト表面を選
択的に、化学的に活性化させ、次に、前記活性化させた
部分に化学染料を選択的に反応させた後、全面的な第２
の露光を施すことを、その解決法としている。
［作用］
第１の露光により化学増幅型レジストの表面は選択的に
化学的に活性化される。かかる活性化された該レジスト
の表面部分には、化学染料が選択［実施例］ 以下、本発明に係る化学増幅型レジストのパターン形成
方法の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
化学的に活性化される。かかる活性化された該レジスト
の表面部分には、化学染料が選択［実施例］ 以下、本発明に係る化学増幅型レジストのパターン形成
方法の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
（第１実施例）
第１図Ａ〜第１図りは、本発明をポジ型の化学増幅型レ
ジストに適用した第１実施例を示している。
ジストに適用した第１実施例を示している。
本実施例において用いられる化学増幅型レジストは、フ
ェノール性ＯＨ基を保護したアルカリ可で表わされるト
リメチルシリルフェノールのポリマーに、オニウム系の
酸発生剤を加えたものを用いる。
ェノール性ＯＨ基を保護したアルカリ可で表わされるト
リメチルシリルフェノールのポリマーに、オニウム系の
酸発生剤を加えたものを用いる。
本実施例は、先ず第１図Ａに示すように、半導体基板！
の上に化学増幅型レジスト２Ａを塗布し、マスク３を用
いてＡｒＦレーザ光（１９３ｎｍ）で第１の露光を行な
う。この露光によって、化学増幅型レジスト２Ａの表面
部では、光反応によって発生した酸触媒で、保護基の脱
離が起こって、フェノール性水酸基が生成される。なお
、図中２ａは、第１の露光部を示している。
の上に化学増幅型レジスト２Ａを塗布し、マスク３を用
いてＡｒＦレーザ光（１９３ｎｍ）で第１の露光を行な
う。この露光によって、化学増幅型レジスト２Ａの表面
部では、光反応によって発生した酸触媒で、保護基の脱
離が起こって、フェノール性水酸基が生成される。なお
、図中２ａは、第１の露光部を示している。
次に、アゾ系の化学染料を、比較的極性の低い溶媒に溶
かした溶液に、化学増幅型レジス）２Ａを浸し、該レジ
スト２表面に染料を定着させる。
かした溶液に、化学増幅型レジス）２Ａを浸し、該レジ
スト２表面に染料を定着させる。
この化学染料は、上記第１の露光工程にて発生したフェ
ノール性水酸基と反応し、第１の露光部２１に選択的に
定着し色素マスク２ｂを形成する（第１図Ｂ）。なお、
アゾ系の化学染料の他に、例えばアントラキノン系、フ
タロシニアン系、酸性型染料を用いてもよく、これら化
学染料における活性基（反応する官能基）は、例えばジ
クロロトリアジニル り口口トリアジニル、トリハロピ
リミジン、ジクロロキノキサリン等である。
ノール性水酸基と反応し、第１の露光部２１に選択的に
定着し色素マスク２ｂを形成する（第１図Ｂ）。なお、
アゾ系の化学染料の他に、例えばアントラキノン系、フ
タロシニアン系、酸性型染料を用いてもよく、これら化
学染料における活性基（反応する官能基）は、例えばジ
クロロトリアジニル り口口トリアジニル、トリハロピ
リミジン、ジクロロキノキサリン等である。
次に、水洗工程を経た後、第１図Ｃに示すように、Ｋｒ
Ｆレーザ光（２４８，４ｎｍ）で全面に第２の露光を施
す。この第２の露光により、ＫｒＦレーザ光は、色素マ
スク２ｂに対して透過性か低いため、色素マスク２ｂ以
外の部分が露光され、同図Ｃに点描で示すような、第２
の露光部が形成される。この第２の露光部は、可溶化す
るため、アルカリ現像により除去され、第１図りに示す
ように、色素マスク２ｂとその下部の未露光部２ｃから
なるレジストパターン４が形成される。
Ｆレーザ光（２４８，４ｎｍ）で全面に第２の露光を施
す。この第２の露光により、ＫｒＦレーザ光は、色素マ
スク２ｂに対して透過性か低いため、色素マスク２ｂ以
外の部分が露光され、同図Ｃに点描で示すような、第２
の露光部が形成される。この第２の露光部は、可溶化す
るため、アルカリ現像により除去され、第１図りに示す
ように、色素マスク２ｂとその下部の未露光部２ｃから
なるレジストパターン４が形成される。
（第２実施例）
第２図Ａ〜第２図りは、本発明の第２実施例を示してい
る。
る。
本実施例は、ネガ型の化学増幅型レジストを用いるもの
であり、例えば、ノボラック系樹脂に架橋剤及び酸発生
剤を加えたものが用いられる。
であり、例えば、ノボラック系樹脂に架橋剤及び酸発生
剤を加えたものが用いられる。
先ず、第２図Ａに示すように、半導体基板１１に化学増
幅型レジスト２Ｂを塗布し、マスク３を用いてＡｒＦレ
ーザ光で第１の露光を施し、第１の露光部（ネガ化され
ている）２ｄを形成する。
幅型レジスト２Ｂを塗布し、マスク３を用いてＡｒＦレ
ーザ光で第１の露光を施し、第１の露光部（ネガ化され
ている）２ｄを形成する。
次に、第２図Ｂに示すように、上記第１実施例と同様の
化学染料を定着させる。本実施例においては、第１の露
光部２ｄはネガ化しているため、未露光部の表面に化学
染料が定着し、色素マスク２ｅとなる。
化学染料を定着させる。本実施例においては、第１の露
光部２ｄはネガ化しているため、未露光部の表面に化学
染料が定着し、色素マスク２ｅとなる。
次に、第２図Ｃに示すように、ＫｒＦレーザ光を全面的
に一括露光（第２の露光）する。このとき、Ｋ ｒ Ｆ
レーザ光は、上記するように色素マスク２ｅに対して透
過性が低いため、色素マスク２ｅ及びその下のレジスト
がアルカリ現像により除去され、第２図りに示すように
、第１の露光部２ｄ及びその下のレジスト２ｆによりレ
ジストパターン５が形成される。
に一括露光（第２の露光）する。このとき、Ｋ ｒ Ｆ
レーザ光は、上記するように色素マスク２ｅに対して透
過性が低いため、色素マスク２ｅ及びその下のレジスト
がアルカリ現像により除去され、第２図りに示すように
、第１の露光部２ｄ及びその下のレジスト２ｆによりレ
ジストパターン５が形成される。
以上、第１及び第２の実施例について説明したが、本発
明は、これらに限られるものではない。
明は、これらに限られるものではない。
例えば、上記両実施例においては、第２の露光にＫ ｒ
Ｆレーザ光を用いたが、Ｄｅｅｐ ＵＶ光で全面露
光してもよい。
Ｆレーザ光を用いたが、Ｄｅｅｐ ＵＶ光で全面露
光してもよい。
また、特に、化学染料は長鎖アルキル等を有し、比較的
極性の低い溶媒に可溶のものが望ましい。
極性の低い溶媒に可溶のものが望ましい。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明に係る化学増幅
型レジストのパターン形成方法に依れば、化学増幅型レ
ジスト上に別途レジスト層を配することがなく工程が簡
略であり、また化学染料の定着が確実であるためパター
ンの再現性が良好となる効果がある。このため、パター
ン形状が良好となり、パターンの微細化に対処し得る効
果がある。
型レジストのパターン形成方法に依れば、化学増幅型レ
ジスト上に別途レジスト層を配することがなく工程が簡
略であり、また化学染料の定着が確実であるためパター
ンの再現性が良好となる効果がある。このため、パター
ン形状が良好となり、パターンの微細化に対処し得る効
果がある。
第１図Ａ〜第１図りは本発明に係る化学増幅型レジスト
のパターン形成方法の第１実施例（ポジ型）の工程図、
第２図Ａ〜第２図りは同第２実施例の工程図、第３図Ａ
〜第４図Ｃは従来例の工程図である。 ■・・半導体基板（基板）、２Ａ、２Ｂ・・・化学増幅
型レジスト、２ｂ、２ｅ・・・色素マスク、３・・・マ
スフ、４゜ ５・・・レジストパターン。 ｆｆｌ末今１１（ポジ型）の工橿図 第３図Ａ （Ｉ 壷 ★ ◆ 番 壷 壷 壷 ÷ 条 ＋ オ疋来う列（ポジＭｉ） 第３図Ｂ イブミノＰ；イタリ（ｊぐン型） 第３図Ｃ
のパターン形成方法の第１実施例（ポジ型）の工程図、
第２図Ａ〜第２図りは同第２実施例の工程図、第３図Ａ
〜第４図Ｃは従来例の工程図である。 ■・・半導体基板（基板）、２Ａ、２Ｂ・・・化学増幅
型レジスト、２ｂ、２ｅ・・・色素マスク、３・・・マ
スフ、４゜ ５・・・レジストパターン。 ｆｆｌ末今１１（ポジ型）の工橿図 第３図Ａ （Ｉ 壷 ★ ◆ 番 壷 壷 壷 ÷ 条 ＋ オ疋来う列（ポジＭｉ） 第３図Ｂ イブミノＰ；イタリ（ｊぐン型） 第３図Ｃ
Claims (1)
- （１）基板上に塗布した化学増幅型レジストに選択的な
第１の露光を施して、該レジスト表面を選択的に、化学
的に活性化させ、次に、前記活性化させた部分に化学染
料を選択的に反応させた後、全面的な第２の露光を施す
ことを特徴とする化学増幅型レジストのパターン形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195212A JPH0481765A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 化学増幅型レジストのパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195212A JPH0481765A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 化学増幅型レジストのパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481765A true JPH0481765A (ja) | 1992-03-16 |
Family
ID=16337327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195212A Pending JPH0481765A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 化学増幅型レジストのパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0481765A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015125788A1 (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 光増感化学増幅型レジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法、半導体デバイス、リソグラフィ用マスク、並びにナノインプリント用テンプレート |
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1990
- 1990-07-24 JP JP2195212A patent/JPH0481765A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015125788A1 (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 光増感化学増幅型レジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法、半導体デバイス、リソグラフィ用マスク、並びにナノインプリント用テンプレート |
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