JPH06267838A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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- JPH06267838A JPH06267838A JP5039993A JP5039993A JPH06267838A JP H06267838 A JPH06267838 A JP H06267838A JP 5039993 A JP5039993 A JP 5039993A JP 5039993 A JP5039993 A JP 5039993A JP H06267838 A JPH06267838 A JP H06267838A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 化学増幅系レジストで問題となっていたレジ
スト表面難溶化層の影響を防止し、設計パターンに忠実
なレジストパターンを形成する方法を提供するものであ
る。 【構成】 化学増幅系ポジ型レジストを使用したときに
形成される表面難溶化層を、レジスト表面を酸性雰囲気
にさらすことにより現像液に溶解しやすくさせる。この
ことから、レジスト全面を表面より一定深さまで溶解す
ることで設計寸法に対し高精度なレジストパターンを形
成することができる。 【効果】 化学増幅系ポジ型レジストを使用したときに
形成される表面難溶化層を、レジスト表面を酸性雰囲気
にさらすことにより現像液に溶解しやすくさせる。この
ことから、レジスト全面を表面より一定深さまで溶解す
ることで設計寸法に対し高精度なレジストパターンを形
成することができる。
スト表面難溶化層の影響を防止し、設計パターンに忠実
なレジストパターンを形成する方法を提供するものであ
る。 【構成】 化学増幅系ポジ型レジストを使用したときに
形成される表面難溶化層を、レジスト表面を酸性雰囲気
にさらすことにより現像液に溶解しやすくさせる。この
ことから、レジスト全面を表面より一定深さまで溶解す
ることで設計寸法に対し高精度なレジストパターンを形
成することができる。 【効果】 化学増幅系ポジ型レジストを使用したときに
形成される表面難溶化層を、レジスト表面を酸性雰囲気
にさらすことにより現像液に溶解しやすくさせる。この
ことから、レジスト全面を表面より一定深さまで溶解す
ることで設計寸法に対し高精度なレジストパターンを形
成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は感光性レジストを用い
て、例えばウェハまたはフォトマスク上にパターンを設
計寸法に対し忠実に形成させる方法に関するものであ
る。
て、例えばウェハまたはフォトマスク上にパターンを設
計寸法に対し忠実に形成させる方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、加工寸法の微細化が進むにつれ、
レジスト材料も大きな進歩を遂げてきた。中でも化学増
幅系レジストと呼ばれるレジストは、露光時に酸を発生
し、この酸の触媒作用を利用してレジストの反応を促進
させている。（参考：レジスト材料・プロセス技術，１
０４〜１１２頁，技術情報協会，１９９１，東京）この
化学増幅系レジストは従来型レジストに比べて高い感度
を有するという特長があるが、問題点としては特にポジ
型レジストの問題に限っていえば、表面難溶化層の形成
が挙げられる。ここで、図５に沿って化学増幅系ポジ型
レジストを使用し、現像まで行なったときの従来の工程
を説明する。
レジスト材料も大きな進歩を遂げてきた。中でも化学増
幅系レジストと呼ばれるレジストは、露光時に酸を発生
し、この酸の触媒作用を利用してレジストの反応を促進
させている。（参考：レジスト材料・プロセス技術，１
０４〜１１２頁，技術情報協会，１９９１，東京）この
化学増幅系レジストは従来型レジストに比べて高い感度
を有するという特長があるが、問題点としては特にポジ
型レジストの問題に限っていえば、表面難溶化層の形成
が挙げられる。ここで、図５に沿って化学増幅系ポジ型
レジストを使用し、現像まで行なったときの従来の工程
を説明する。
【０００３】シリコン基板１上に高分子溶解阻害剤であ
るテトラヒドロピラニル化ポリ（ｐ−ビニルフェノー
ル）（ＴＨＰ−Ｍ）と、酸発生剤であるトリ（メタンス
ルホニルオキシ）ベンゼン（ＭｅＳＢ）と、ノボラック
樹脂の三成分から成る化学増幅系ポジ型レジストを０．
３５μｍの厚さに回転塗布し、１２５℃、２分間のプリ
ベーク処理を行ない、レジスト層２とした（図６
（ａ））。
るテトラヒドロピラニル化ポリ（ｐ−ビニルフェノー
ル）（ＴＨＰ−Ｍ）と、酸発生剤であるトリ（メタンス
ルホニルオキシ）ベンゼン（ＭｅＳＢ）と、ノボラック
樹脂の三成分から成る化学増幅系ポジ型レジストを０．
３５μｍの厚さに回転塗布し、１２５℃、２分間のプリ
ベーク処理を行ない、レジスト層２とした（図６
（ａ））。
【０００４】つぎに、ＫｒＦエキシマレーザー４を５０
ｍＪ／ｃｍ２の照射量で選択的に露光を行ない、レジス
トが露光された部分に酸を発生させた（図６（ｂ））。
ｍＪ／ｃｍ２の照射量で選択的に露光を行ない、レジス
トが露光された部分に酸を発生させた（図６（ｂ））。
【０００５】その後、露光後ベークを１１０℃、２分行
ない、レジスト内部に選択的に酸を発生させた部分の高
分子溶解阻害剤ＴＨＰ−Ｍを分解し溶解阻害効果を消滅
させた（図６（ｃ））。
ない、レジスト内部に選択的に酸を発生させた部分の高
分子溶解阻害剤ＴＨＰ−Ｍを分解し溶解阻害効果を消滅
させた（図６（ｃ））。
【０００６】さらに、テトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸漬し、現像
処理を行ないレジストパターン７を形成した。このとき
得られたパターン断面を観察した結果以下のようになっ
た。すなわちレジスト表面に表面難溶化層１７が形成さ
れると、表面難溶化層とその下の層とで溶解速度に差が
生じ、図６（ｄ）のようにパターン上部がいわゆるＴト
ップ形状に解像されてしまう。このためパターンの寸法
変動が大きく設計寸法に対し忠実にパターン形成するこ
とが困難だった。
ロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸漬し、現像
処理を行ないレジストパターン７を形成した。このとき
得られたパターン断面を観察した結果以下のようになっ
た。すなわちレジスト表面に表面難溶化層１７が形成さ
れると、表面難溶化層とその下の層とで溶解速度に差が
生じ、図６（ｄ）のようにパターン上部がいわゆるＴト
ップ形状に解像されてしまう。このためパターンの寸法
変動が大きく設計寸法に対し忠実にパターン形成するこ
とが困難だった。
【０００７】このように表面難溶化層が形成される理由
として、一つにはレジスト表面の雰囲気による影響が考
えられる。例えば、プリベーク後のレジストをある雰囲
気下で露光、露光後ベーク、現像処理を行なうと、レジ
スト表面からある一定の深さに溶解されにくい部分がで
き、その下の部分だけがパターン化されてしまう。この
原因として、レジスト表面に触れている雰囲気中の物質
が付着拡散することにより、露光時に発生する酸と打ち
消しあい、レジスト表面のみ溶解されずに残ってしまう
と考えられている。（高道、他５名、第３９回応用物理
学関係連合講演会講演予稿集、１９９２、春季、Ｎｏ
２、５７６頁）また、レジストの塗布、現像の過程にお
いて表面近傍の酸発生剤がレジスト外に蒸発することに
より、レジスト膜中の酸がレジスト深さ方向に濃度分布
を生じることによっても形成されてしまう。
として、一つにはレジスト表面の雰囲気による影響が考
えられる。例えば、プリベーク後のレジストをある雰囲
気下で露光、露光後ベーク、現像処理を行なうと、レジ
スト表面からある一定の深さに溶解されにくい部分がで
き、その下の部分だけがパターン化されてしまう。この
原因として、レジスト表面に触れている雰囲気中の物質
が付着拡散することにより、露光時に発生する酸と打ち
消しあい、レジスト表面のみ溶解されずに残ってしまう
と考えられている。（高道、他５名、第３９回応用物理
学関係連合講演会講演予稿集、１９９２、春季、Ｎｏ
２、５７６頁）また、レジストの塗布、現像の過程にお
いて表面近傍の酸発生剤がレジスト外に蒸発することに
より、レジスト膜中の酸がレジスト深さ方向に濃度分布
を生じることによっても形成されてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記表面難溶化層の形
成を防ぐ方法として、塗布したレジスト表面上にカバー
膜を塗布しレジスト表面の雰囲気からの影響を遮断する
方法が報告されている。（山東、他４名、第５３回応用
物理学会学術講演会講演予稿集、１９９２、秋季、Ｎｏ
２、５０４頁）この方法を用いることにより表面難溶化
層の発生をかなり抑えることはできた。しかし、表面難
溶化層の形成を完全に無くすことはできなかった。
成を防ぐ方法として、塗布したレジスト表面上にカバー
膜を塗布しレジスト表面の雰囲気からの影響を遮断する
方法が報告されている。（山東、他４名、第５３回応用
物理学会学術講演会講演予稿集、１９９２、秋季、Ｎｏ
２、５０４頁）この方法を用いることにより表面難溶化
層の発生をかなり抑えることはできた。しかし、表面難
溶化層の形成を完全に無くすことはできなかった。
【０００９】本発明の目的は、従来化学増幅系レジスト
で問題となっていたレジスト表面難溶化層の影響を防止
し、設計パターンに忠実なレジストパターンを形成する
方法を提供するものである。
で問題となっていたレジスト表面難溶化層の影響を防止
し、設計パターンに忠実なレジストパターンを形成する
方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、被加工基板
上にレジストを塗布、プリベーク、露光、露光後ベー
ク、現像の各処理を行なう化学増幅系ポジ型レジストの
処理方法において、露光後ベーク処理の前にレジスト表
面を酸性雰囲気にさらす工程を追加し、現像工程におい
てレジスト全面を表面より一定深さまで溶解することに
より達成される。このレジストを酸性雰囲気にさらす工
程は、レジストを塗布した後露光後ベーク処理までの間
であればよく、いくつかの可能な工程を示すことができ
る。例えば、レジスト塗布後のプリベーク工程と露光工
程との間に酸性雰囲気にさらすことができる。あるいは
露光後ベークの直前に追加することも可能である。
上にレジストを塗布、プリベーク、露光、露光後ベー
ク、現像の各処理を行なう化学増幅系ポジ型レジストの
処理方法において、露光後ベーク処理の前にレジスト表
面を酸性雰囲気にさらす工程を追加し、現像工程におい
てレジスト全面を表面より一定深さまで溶解することに
より達成される。このレジストを酸性雰囲気にさらす工
程は、レジストを塗布した後露光後ベーク処理までの間
であればよく、いくつかの可能な工程を示すことができ
る。例えば、レジスト塗布後のプリベーク工程と露光工
程との間に酸性雰囲気にさらすことができる。あるいは
露光後ベークの直前に追加することも可能である。
【００１１】
【作用】前述した酸性雰囲気にさらす工程で、レジスト
表面から酸を拡散させてレジスト表面近傍の欠乏した酸
を補充することができるため、露光後ベーク工程でレジ
スト表面に酸触媒による反応が均一に起き、ポジ型レジ
ストではレジスト表面が現像液に対して溶解しやすくな
る。レジストを酸性雰囲気にさらす工程の効果は表面よ
り０．０２５μｍ〜０．１μｍ程度に限られるためレジ
スト内部では露光部のみに酸が発生しており、露光後ベ
ーク工程では露光部のみが現像液に対して溶解しやすく
なる。この結果従来化学増幅系ポジ型レジストで問題で
あった表面難溶化層の発生を防止し、高精度なレジスト
パターンが形成できる。
表面から酸を拡散させてレジスト表面近傍の欠乏した酸
を補充することができるため、露光後ベーク工程でレジ
スト表面に酸触媒による反応が均一に起き、ポジ型レジ
ストではレジスト表面が現像液に対して溶解しやすくな
る。レジストを酸性雰囲気にさらす工程の効果は表面よ
り０．０２５μｍ〜０．１μｍ程度に限られるためレジ
スト内部では露光部のみに酸が発生しており、露光後ベ
ーク工程では露光部のみが現像液に対して溶解しやすく
なる。この結果従来化学増幅系ポジ型レジストで問題で
あった表面難溶化層の発生を防止し、高精度なレジスト
パターンが形成できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
るが、以下の実施例は本発明の範囲を制限するものでは
ない。
るが、以下の実施例は本発明の範囲を制限するものでは
ない。
【００１３】実施例１ 単層レジスト構造を用いたパターン形成に本発明を適用
した場合について説明する（図１）。
した場合について説明する（図１）。
【００１４】まず、シリコン基板１上に高分子溶解阻害
剤であるテトラヒドロピラニル化ポリ（ｐ−ビニルフェ
ノール）（ＴＨＰ−Ｍ）と、酸発生剤であるトリ（メタ
ンスルホニルオキシ）ベンゼン（ＭｅＳＢ）と、ノボラ
ック樹脂の三成分から成る化学増幅系ポジ型レジストを
０．３５μｍの厚さに回転塗布し、１２５℃、２分間の
プリベーク処理を行ないレジスト層２とした（図１
（ａ））。
剤であるテトラヒドロピラニル化ポリ（ｐ−ビニルフェ
ノール）（ＴＨＰ−Ｍ）と、酸発生剤であるトリ（メタ
ンスルホニルオキシ）ベンゼン（ＭｅＳＢ）と、ノボラ
ック樹脂の三成分から成る化学増幅系ポジ型レジストを
０．３５μｍの厚さに回転塗布し、１２５℃、２分間の
プリベーク処理を行ないレジスト層２とした（図１
（ａ））。
【００１５】次に、レジスト層２の塗布されたシリコン
基板１をレジスト表面近傍の欠乏した酸を補充させるこ
とを目的とし、酢酸を純水で１０％に希釈した液をレジ
スト層上に回転塗布することにより酸補充層３を得た
（図１（ｂ））。
基板１をレジスト表面近傍の欠乏した酸を補充させるこ
とを目的とし、酢酸を純水で１０％に希釈した液をレジ
スト層上に回転塗布することにより酸補充層３を得た
（図１（ｂ））。
【００１６】その後、ＫｒＦエキシマレーザー４を５０
ｍＪ／ｃｍ２の照射量で選択的に露光を行ない、レジス
ト内部の露光された部分に酸５を発生させた（図１
（ｃ））。
ｍＪ／ｃｍ２の照射量で選択的に露光を行ない、レジス
ト内部の露光された部分に酸５を発生させた（図１
（ｃ））。
【００１７】次に、露光後ベークを１１０℃、２分行な
い、レジスト表面の酸補充層３と、レジスト内部の選択
的に酸を発生させた部分の高分子溶解阻害剤ＴＨＰ−Ｍ
を分解し溶解阻害効果を消滅させた（図１（ｄ））。
い、レジスト表面の酸補充層３と、レジスト内部の選択
的に酸を発生させた部分の高分子溶解阻害剤ＴＨＰ−Ｍ
を分解し溶解阻害効果を消滅させた（図１（ｄ））。
【００１８】さらに、前記試料をテトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸
漬し現像処理を行なった。このときレジスト表面の酸補
充層３は現像液に溶解され、均一溶解層８の下に形成さ
れたレジストパターン７を得た（図１（ｅ））。
ウムハイドロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸
漬し現像処理を行なった。このときレジスト表面の酸補
充層３は現像液に溶解され、均一溶解層８の下に形成さ
れたレジストパターン７を得た（図１（ｅ））。
【００１９】ここで本実施例１のレジスト表面に酸補充
層３を形成したときと、従来の露光方法により表面難溶
化層１７が形成されたときの溶解速度を比較したグラフ
を図２に示す。図２より従来の露光方法の場合はレジス
ト表面の酸が欠乏していることから表面難溶化層１７が
形成されているため、現像を開始してもすぐに溶解され
ていない事がわかる。そのためレジストが溶解されるま
でに３分３０秒要していた。それに対し、実施例１では
レジスト表面に酸補充層３があるため現像直後から溶解
が開始されていることがわかる。このことから図２のレ
ジスト溶解過程の差９は表面難溶化層１７の形成により
おきていることがわかる。実施例１ではレジスト表面の
酸補充層３も溶解されることから、現像後のレジスト残
膜量を測定したところ本実施例により０．０５μｍ膜減
りしていた。以上本実施例により形成されたレジストパ
ターンには表面難溶化層は形成されていなかった。
層３を形成したときと、従来の露光方法により表面難溶
化層１７が形成されたときの溶解速度を比較したグラフ
を図２に示す。図２より従来の露光方法の場合はレジス
ト表面の酸が欠乏していることから表面難溶化層１７が
形成されているため、現像を開始してもすぐに溶解され
ていない事がわかる。そのためレジストが溶解されるま
でに３分３０秒要していた。それに対し、実施例１では
レジスト表面に酸補充層３があるため現像直後から溶解
が開始されていることがわかる。このことから図２のレ
ジスト溶解過程の差９は表面難溶化層１７の形成により
おきていることがわかる。実施例１ではレジスト表面の
酸補充層３も溶解されることから、現像後のレジスト残
膜量を測定したところ本実施例により０．０５μｍ膜減
りしていた。以上本実施例により形成されたレジストパ
ターンには表面難溶化層は形成されていなかった。
【００２０】実施例２ 図３、図４は本発明を位相シフトマスクの製作に適用し
た例を示すものである。さらにレジスト表面に酸補充層
３を設ける方法と露光方法が異なる実施例をも示すもの
である。
た例を示すものである。さらにレジスト表面に酸補充層
３を設ける方法と露光方法が異なる実施例をも示すもの
である。
【００２１】位相シフト法はマスクの開口部の１つおき
にシフターと呼ばれる光の位相を１８０°反転させるこ
とで解像度と焦点深度を向上させる方法でこれからの半
導体高集積化にはかかせないプロセスである。位相シフ
ト法の原理及びマスクの製作方法は例えば電気化学及び
工業物理化学Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．４，３３０頁から３
３５頁（１９９０年）長谷川他、「位相シフト法による
Ｓｕｂμｍリソグラフィー」に記載がある。この方法に
おいてはシフター材料として透明絶縁物を用いるために
従来のマスク作成の際問題とならなかった基板帯電現象
の問題が発生する。
にシフターと呼ばれる光の位相を１８０°反転させるこ
とで解像度と焦点深度を向上させる方法でこれからの半
導体高集積化にはかかせないプロセスである。位相シフ
ト法の原理及びマスクの製作方法は例えば電気化学及び
工業物理化学Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．４，３３０頁から３
３５頁（１９９０年）長谷川他、「位相シフト法による
Ｓｕｂμｍリソグラフィー」に記載がある。この方法に
おいてはシフター材料として透明絶縁物を用いるために
従来のマスク作成の際問題とならなかった基板帯電現象
の問題が発生する。
【００２２】図３（ａ）に記載の構造は、通常のクロム
マスク基板の構造を示している。図３（ａ）より石英ガ
ラス基板１０の上には金属クロム層１１が被着されてい
ることがわかる。
マスク基板の構造を示している。図３（ａ）より石英ガ
ラス基板１０の上には金属クロム層１１が被着されてい
ることがわかる。
【００２３】前記クロムマスク基板上に高分子溶解阻害
剤であるテトラヒドロピラニル化ポリ（ｐ−ビニルフェ
ノール）（ＴＨＰ−Ｍ）と、酸発生剤であるトリ（メタ
ンスルホニルオキシ）ベンゼン（ＭｅＳＢ）と、ノボラ
ック樹脂の三成分から成る化学増幅系ポジ型レジストを
０．４μｍの厚さに回転塗布し、１２５℃、５分間のプ
リベーク処理を行ないレジスト層２とした。尚、ベーク
時間は基板の熱容量を考慮し２分から５分とした。その
後レジスト層２の表面近傍の欠乏した酸を補充させるこ
とを目的とし、レジスト表面を酸性雰囲気にさらす工程
を、水溶性有機酸を含有するエスペイサー１００（昭和
電工社商品名）１３を回転塗布することにより行なっ
た。このためレジスト表面上には酸補充層３が形成され
た。前記エスペイサー１００は導電性材料でもあるため
帯電防止膜としての効果も期待できる。この時の塗布膜
厚は、０．０５μｍであった（図３（ｂ））。
剤であるテトラヒドロピラニル化ポリ（ｐ−ビニルフェ
ノール）（ＴＨＰ−Ｍ）と、酸発生剤であるトリ（メタ
ンスルホニルオキシ）ベンゼン（ＭｅＳＢ）と、ノボラ
ック樹脂の三成分から成る化学増幅系ポジ型レジストを
０．４μｍの厚さに回転塗布し、１２５℃、５分間のプ
リベーク処理を行ないレジスト層２とした。尚、ベーク
時間は基板の熱容量を考慮し２分から５分とした。その
後レジスト層２の表面近傍の欠乏した酸を補充させるこ
とを目的とし、レジスト表面を酸性雰囲気にさらす工程
を、水溶性有機酸を含有するエスペイサー１００（昭和
電工社商品名）１３を回転塗布することにより行なっ
た。このためレジスト表面上には酸補充層３が形成され
た。前記エスペイサー１００は導電性材料でもあるため
帯電防止膜としての効果も期待できる。この時の塗布膜
厚は、０．０５μｍであった（図３（ｂ））。
【００２４】まず、電子線１４を２．０μＣ／ｃｍ２の
照射量で選択的に露光を行ない、レジスト内部の露光さ
れた部分に酸５を発生させた（図３（ｃ））。
照射量で選択的に露光を行ない、レジスト内部の露光さ
れた部分に酸５を発生させた（図３（ｃ））。
【００２５】次に、前記エスペイサー１００１３を流水
中に１分間水洗の後、露光後ベークを１１０℃、５分行
ない、レジスト表面の酸補充層３と、レジスト内部の選
択的に酸を発生させた部分の高分子溶解阻害剤ＴＨＰ−
Ｍを分解し溶解阻害効果を消滅させた（図３（ｄ））。
中に１分間水洗の後、露光後ベークを１１０℃、５分行
ない、レジスト表面の酸補充層３と、レジスト内部の選
択的に酸を発生させた部分の高分子溶解阻害剤ＴＨＰ−
Ｍを分解し溶解阻害効果を消滅させた（図３（ｄ））。
【００２６】前記試料をテトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸漬し現像
処理を行なった。このときレジスト表面の酸補充層３は
現像液に溶解され、均一溶解層８の下に形成されたレジ
ストパターン７を得た（図３（ｅ））。
ドロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸漬し現像
処理を行なった。このときレジスト表面の酸補充層３は
現像液に溶解され、均一溶解層８の下に形成されたレジ
ストパターン７を得た（図３（ｅ））。
【００２７】前記試料のレジストパターン７をマスクと
して金属クロム層１１を選択的に湿式エッチングを行な
った（図３（ｆ））。
して金属クロム層１１を選択的に湿式エッチングを行な
った（図３（ｆ））。
【００２８】前記工程により得られた金属クロム層１１
上全面に位相シフター材料１２（ここではシリコン酸化
膜）を０．４μｍの厚さに被着する。この構造において
は金属クロム層は石英基板上に孤立して存在するため電
子線照射時に基板帯電現象を生じる（図３（ｇ））。
上全面に位相シフター材料１２（ここではシリコン酸化
膜）を０．４μｍの厚さに被着する。この構造において
は金属クロム層は石英基板上に孤立して存在するため電
子線照射時に基板帯電現象を生じる（図３（ｇ））。
【００２９】前記位相シフター材料１２上に前記化学増
幅系ポジ型レジストを０．４μｍの厚さに回転塗布し、
１２５℃、５分間のプリベーク処理を行ないレジスト層
２とした。レジスト層２の表面近傍の欠乏した酸を補充
させることと、電子線照射時に帯電防止膜としての効果
を目的とし、前述したエスペイサー１００１３を回転塗
布することにより行なった。このためレジスト上にはエ
スペイサー１００（帯電防止膜）１３が、レジスト表面
近傍には酸補充層３が形成された。（図４（ａ））。
幅系ポジ型レジストを０．４μｍの厚さに回転塗布し、
１２５℃、５分間のプリベーク処理を行ないレジスト層
２とした。レジスト層２の表面近傍の欠乏した酸を補充
させることと、電子線照射時に帯電防止膜としての効果
を目的とし、前述したエスペイサー１００１３を回転塗
布することにより行なった。このためレジスト上にはエ
スペイサー１００（帯電防止膜）１３が、レジスト表面
近傍には酸補充層３が形成された。（図４（ａ））。
【００３０】シフター材料１２をエッチングすべき領域
に電子線１４を２．０μＣ／ｃｍ２の照射量で選択的に
露光を行ない、レジスト内部の露光された部分に酸５を
発生させた（図４（ｂ））。
に電子線１４を２．０μＣ／ｃｍ２の照射量で選択的に
露光を行ない、レジスト内部の露光された部分に酸５を
発生させた（図４（ｂ））。
【００３１】前記エスペイサー１００１３を流水中に１
分間水洗し除去した後、露光後ベークを１１０℃、５分
行ない、レジスト表面の酸補充層３と、レジスト内部の
選択的に酸を発生させた部分の高分子溶解阻害剤ＴＨＰ
−Ｍを分解し溶解阻害効果を消滅させた（図４
（ｃ））。
分間水洗し除去した後、露光後ベークを１１０℃、５分
行ない、レジスト表面の酸補充層３と、レジスト内部の
選択的に酸を発生させた部分の高分子溶解阻害剤ＴＨＰ
−Ｍを分解し溶解阻害効果を消滅させた（図４
（ｃ））。
【００３２】次に前記試料をテトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸漬し
現像処理を行なった。このときレジスト表面の酸補充層
３は現像液に溶解され、均一溶解層８の下に形成された
レジストパターン７を得た（図４（ｄ））。
ハイドロオキサイドの２．３８％水溶液に２分間浸漬し
現像処理を行なった。このときレジスト表面の酸補充層
３は現像液に溶解され、均一溶解層８の下に形成された
レジストパターン７を得た（図４（ｄ））。
【００３３】前記試料のレジストパターン７をマスクと
して位相シフター材料１２を選択的に湿式エッチングを
行ない、必要な位相シフター１５のパターンを得た（図
４（ｅ））。
して位相シフター材料１２を選択的に湿式エッチングを
行ない、必要な位相シフター１５のパターンを得た（図
４（ｅ））。
【００３４】ここで本実施例２の各工程における処理条
件を変化させたときの現像後のレジスト残膜量と処理条
件との関係を図５に示す。図５（ａ）は、レジスト塗布
膜厚０．３５μｍで露光後ベーク温度を１２０℃、２分
一定のときの現像後の未露光部のレジスト残膜量のプリ
ベーク温度依存性、図５（ｂ）は、レジスト塗布膜厚
０．３７μｍでプリベーク温度を１２５℃、２分一定の
ときの現像後の未露光部のレジスト残膜量の露光後ベー
ク温度依存性をそれぞれ示す。図５（ａ）ではプリベー
ク温度が高くなるにつれて残膜量が増加している。図５
（ｂ）に示す通り、本実施例で採用したベーク条件を使
用すると約０．０２５μｍ膜減りすることがわかる。ま
た、エスペイサー１００１３を使用したときの膜減り量
は、実験結果からベーク温度に依存し再現性よく制御で
きた。以上本実施例において形成されたレジストパター
ン７上に表面難溶化層１７は形成されていなかった。ま
た、石英基板１０上の孤立した金属クロムパターン１１
の上で電子線描画を行なっても帯電現象によるパターン
の位置ずれは生じなかった。
件を変化させたときの現像後のレジスト残膜量と処理条
件との関係を図５に示す。図５（ａ）は、レジスト塗布
膜厚０．３５μｍで露光後ベーク温度を１２０℃、２分
一定のときの現像後の未露光部のレジスト残膜量のプリ
ベーク温度依存性、図５（ｂ）は、レジスト塗布膜厚
０．３７μｍでプリベーク温度を１２５℃、２分一定の
ときの現像後の未露光部のレジスト残膜量の露光後ベー
ク温度依存性をそれぞれ示す。図５（ａ）ではプリベー
ク温度が高くなるにつれて残膜量が増加している。図５
（ｂ）に示す通り、本実施例で採用したベーク条件を使
用すると約０．０２５μｍ膜減りすることがわかる。ま
た、エスペイサー１００１３を使用したときの膜減り量
は、実験結果からベーク温度に依存し再現性よく制御で
きた。以上本実施例において形成されたレジストパター
ン７上に表面難溶化層１７は形成されていなかった。ま
た、石英基板１０上の孤立した金属クロムパターン１１
の上で電子線描画を行なっても帯電現象によるパターン
の位置ずれは生じなかった。
【００３５】本実施例では、レジスト表面を酸性雰囲気
にさらす工程をレジスト塗布後のプリベーク工程と露光
工程との間に行なったときの例を挙げたが、酸性雰囲気
にさらす工程は、レジストを塗布した後から露光後ベー
ク処理までの間であればいつでもよく、いくつかの可能
な工程を示すことができる。例えば、レジスト塗布後の
プリベーク工程と露光工程との間にレジスト表面を酸蒸
気雰囲気中に放置し酸補充層３とすることができる。あ
るいはエスペイサー１００１３を使用するときは露光後
ベーク前までにレジスト表面に塗布した後、エスペイサ
ー１００１３を除去し、現像処理することも可能であ
る。
にさらす工程をレジスト塗布後のプリベーク工程と露光
工程との間に行なったときの例を挙げたが、酸性雰囲気
にさらす工程は、レジストを塗布した後から露光後ベー
ク処理までの間であればいつでもよく、いくつかの可能
な工程を示すことができる。例えば、レジスト塗布後の
プリベーク工程と露光工程との間にレジスト表面を酸蒸
気雰囲気中に放置し酸補充層３とすることができる。あ
るいはエスペイサー１００１３を使用するときは露光後
ベーク前までにレジスト表面に塗布した後、エスペイサ
ー１００１３を除去し、現像処理することも可能であ
る。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明のレジストパ
ターンの形成方法によれば、基板帯電現象防止効果の他
に、化学増幅系ポジ型レジストを使用したときに形成さ
れる表面難溶化層を、レジスト表面を酸性雰囲気にさら
すことにより現像液に溶解しやすくさせる。このことか
ら、レジスト全面を表面より一定深さまで溶解すること
で設計寸法に対し高精度なレジストパターンを形成する
ことができる。
ターンの形成方法によれば、基板帯電現象防止効果の他
に、化学増幅系ポジ型レジストを使用したときに形成さ
れる表面難溶化層を、レジスト表面を酸性雰囲気にさら
すことにより現像液に溶解しやすくさせる。このことか
ら、レジスト全面を表面より一定深さまで溶解すること
で設計寸法に対し高精度なレジストパターンを形成する
ことができる。
【００３７】本発明の方法では、（１）酸性材料に酢
酸、エスペイサー１００を使用したが代わりに他の酸が
含まれているものを用いることも可能である。（２）本
発明では露光に先立ちレジスト表面に酸性雰囲気にさら
す工程を行なったが、化学増幅系ポジ型レジストの塗布
から露光後ベークの間ではどこで塗布及び除去しても構
わない。（３）エスペイサー１００の他の利用法として
は、導電性であることから電子線描画にも帯電防止膜と
して使用可能である。（４）本発明の方法は、化学増幅
系ポジ型レジストを使用するあらゆるリソグラフィープ
ロセスに適用できることはいうまでもない。
酸、エスペイサー１００を使用したが代わりに他の酸が
含まれているものを用いることも可能である。（２）本
発明では露光に先立ちレジスト表面に酸性雰囲気にさら
す工程を行なったが、化学増幅系ポジ型レジストの塗布
から露光後ベークの間ではどこで塗布及び除去しても構
わない。（３）エスペイサー１００の他の利用法として
は、導電性であることから電子線描画にも帯電防止膜と
して使用可能である。（４）本発明の方法は、化学増幅
系ポジ型レジストを使用するあらゆるリソグラフィープ
ロセスに適用できることはいうまでもない。
【図１】本発明の実施例１の説明図。
【図２】本発明の実施例１の効果を説明するグラフ。
【図３】本発明の実施例２の説明図。
【図４】本発明の実施例２の説明図。
【図５】残膜量のベーク温度依存性を示す図。
【図６】従来のパターン形成方法の説明図。
【符号の説明】 １・・・シリコン基板、 ２・・・レジスト層、３
・・・酸補充層、 ４・・・紫外線、５・・・酸
発生領域、 ６・・・溶解阻害剤分解領域、
７・・・レジストパターン、 ８・・・均一溶解層、９
・・・レジスト溶解過程の差、 １０・・・石英ガラス基板、
１１・・・金属クロム層、 １２・・・位相シフター
材料、１３・・・エスペイサー１００、 １４・・・電子
線、１５・・・位相シフター、 １６・・・酸欠乏
部、１７・・・表面難溶化層。
・・・酸補充層、 ４・・・紫外線、５・・・酸
発生領域、 ６・・・溶解阻害剤分解領域、
７・・・レジストパターン、 ８・・・均一溶解層、９
・・・レジスト溶解過程の差、 １０・・・石英ガラス基板、
１１・・・金属クロム層、 １２・・・位相シフター
材料、１３・・・エスペイサー１００、 １４・・・電子
線、１５・・・位相シフター、 １６・・・酸欠乏
部、１７・・・表面難溶化層。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/38 ５０１ 7124−2Ｈ ５１１ 7124−2Ｈ 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ３６１ Ｇ (72)発明者 岡崎 信次 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】被加工基板上にレジストを塗布、プリベー
ク、露光、露光後ベーク、現像の各処理を行なう化学増
幅系ポジ型レジストの処理方法において、該レジスト表
面を酸性雰囲気にさらす工程の後、露光後ベーク処理を
行ない、続く現像工程時にレジスト全面を表面より一定
深さまで溶解する工程を含むことを特徴とするレジスト
パターンの形成方法。 - 【請求項２】特許請求項１記載のレジストパターンの形
成方法において、該レジスト表面を酸性雰囲気にさらす
工程が、酸性材料をレジスト表面に塗布する工程である
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。 - 【請求項３】特許請求項２記載のレジストパターンの形
成方法において、該酸性材料は、水溶性有機酸であるこ
とを特徴とするレジストパターンの形成方法。 - 【請求項４】特許請求項２記載のレジストパターンの形
成方法において、露光に先立ち、該水溶性有機酸塗布を
行ない、露光後ベークの前に該酸性材料を除去すること
を特徴とするレジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039993A JPH06267838A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039993A JPH06267838A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267838A true JPH06267838A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12857799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5039993A Pending JPH06267838A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06267838A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07175226A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-14 | Nec Corp | レジストパターンの形成方法 |
| WO2002041081A1 (fr) * | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Clariant International Ltd. | Procede de formation de motif et agent de traitement a utiliser dans ce dernier |
| US7427168B2 (en) | 2002-03-01 | 2008-09-23 | Tokyo Electron Limited | Developing method and developing unit |
| JP2010181872A (ja) * | 2009-01-06 | 2010-08-19 | Hoya Corp | フォトマスクの製造方法、パターン転写方法、フォトマスク基板用処理装置、及び薄膜パターニング方法 |
| WO2014088018A1 (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | 富士フイルム株式会社 | 硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置および有機ｅｌ表示装置 |
| KR20160047525A (ko) * | 2013-08-28 | 2016-05-02 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크, 마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법 |
| CN107703718A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种大面积玻璃衬底上倒梯形截面光刻胶掩膜的制备方法 |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP5039993A patent/JPH06267838A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07175226A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-14 | Nec Corp | レジストパターンの形成方法 |
| WO2002041081A1 (fr) * | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Clariant International Ltd. | Procede de formation de motif et agent de traitement a utiliser dans ce dernier |
| US7018785B2 (en) | 2000-11-15 | 2006-03-28 | Az Electronic Materials Usa Corp. | Method for forming pattern and treating agent for use therein |
| US7427168B2 (en) | 2002-03-01 | 2008-09-23 | Tokyo Electron Limited | Developing method and developing unit |
| US7794924B2 (en) | 2002-03-01 | 2010-09-14 | Tokyo Electron Limited | Developing method and developing unit |
| US7857530B2 (en) | 2002-03-01 | 2010-12-28 | Tokyo Electron Limited | Developing method and developing unit |
| US8053180B2 (en) | 2002-03-01 | 2011-11-08 | Tokyo Electron Limited | Developing method and developing unit |
| JP2010181872A (ja) * | 2009-01-06 | 2010-08-19 | Hoya Corp | フォトマスクの製造方法、パターン転写方法、フォトマスク基板用処理装置、及び薄膜パターニング方法 |
| WO2014088018A1 (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | 富士フイルム株式会社 | 硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置および有機ｅｌ表示装置 |
| CN104838316A (zh) * | 2012-12-07 | 2015-08-12 | 富士胶片株式会社 | 硬化膜的制造方法、硬化膜、液晶显示装置以及有机el显示装置 |
| KR20160047525A (ko) * | 2013-08-28 | 2016-05-02 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크, 마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법 |
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