JPH0990621A - レジスト組成物、同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
レジスト組成物、同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバイスの製造方法Info
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- JPH0990621A JPH0990621A JP7243374A JP24337495A JPH0990621A JP H0990621 A JPH0990621 A JP H0990621A JP 7243374 A JP7243374 A JP 7243374A JP 24337495 A JP24337495 A JP 24337495A JP H0990621 A JPH0990621 A JP H0990621A
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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
- G03F7/004—Photosensitive materials
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- G03F7/004—Photosensitive materials
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- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体デバイス製造分野などで用いられ、エ
ッチング操作が簡単なレジスト、および同レジストを用
いた微細パターンの製造方法を提供する。 【解決手段】 遠紫外光の照射により酸を生成する光酸
発生剤と、酸の存在により発色してｉ線の透過度を低下
させるｐＨ指示薬と、ナフトキノンジアジドと、ノボラ
ック樹脂とからなるレジスト膜１２を基体４上に積層す
る。レジスト膜１２の一部に遠紫外光１０を照射する
と、光酸発生剤が酸を生成してｐＨ指示薬を発色させ、
レジスト膜の表面にｉ線の透過率低下部分１１を作る
（図３（Ａ））。部分１１をマスクとして利用してｉ線
１４を照射（図３（Ｂ））後、アルカリ溶液でエッチン
グして現像パターン１３を得る（図３（Ｃ））。
ッチング操作が簡単なレジスト、および同レジストを用
いた微細パターンの製造方法を提供する。 【解決手段】 遠紫外光の照射により酸を生成する光酸
発生剤と、酸の存在により発色してｉ線の透過度を低下
させるｐＨ指示薬と、ナフトキノンジアジドと、ノボラ
ック樹脂とからなるレジスト膜１２を基体４上に積層す
る。レジスト膜１２の一部に遠紫外光１０を照射する
と、光酸発生剤が酸を生成してｐＨ指示薬を発色させ、
レジスト膜の表面にｉ線の透過率低下部分１１を作る
（図３（Ａ））。部分１１をマスクとして利用してｉ線
１４を照射（図３（Ｂ））後、アルカリ溶液でエッチン
グして現像パターン１３を得る（図３（Ｃ））。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レジスト組成物、
同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバ
イスの製造方法に関する。
同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバ
イスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体デバイスの製造工程におけ
る微細パターンの形成方法（例えばSilicon-added bila
yer resist (SABRE) System,w.c.McColgine, et, al, S
PIE. vol.920, pp.260-267 (1988)）について図１
（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。
る微細パターンの形成方法（例えばSilicon-added bila
yer resist (SABRE) System,w.c.McColgine, et, al, S
PIE. vol.920, pp.260-267 (1988)）について図１
（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。
【０００３】まず１（Ａ）に示すように、半導体基板４
上に下層レジスト層３（例えばポリイミド系レジスト）
を塗布し、続いてその上層に例えばｉ線感光レジストを
塗布して上層レジスト層２を形成する。次に、例えばｉ
線の波長（３６５ｎｍ）を有する紫外光により、所望の
マスクを介してｉ線１を露光する。続いて現像すること
によって上層にレジストの現像パターン５を形成する
（図１（Ｂ））。次に図１（Ｃ）に示すように、シリル
化剤６（例えばヘキサメチルジシラザンなど）の蒸気を
基板を加熱しながら接触させることにより現像パターン
５のシリル化を行うと、シリル化が可能な上層の現像パ
ターン５のみがシリル化され、レジスト膜表層部にシリ
ル化層７が形成される。次に図１（Ｄ）に示すように、
シリル化層７をエッチングマスクとしてＯ2 反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）によるドライエッチングを行う
ことにより、微細パターンの形成を行うものである。な
お、８は酸素プラズマ、９は酸素プラズマ８によって生
成したＳｉＯ2 である。
上に下層レジスト層３（例えばポリイミド系レジスト）
を塗布し、続いてその上層に例えばｉ線感光レジストを
塗布して上層レジスト層２を形成する。次に、例えばｉ
線の波長（３６５ｎｍ）を有する紫外光により、所望の
マスクを介してｉ線１を露光する。続いて現像すること
によって上層にレジストの現像パターン５を形成する
（図１（Ｂ））。次に図１（Ｃ）に示すように、シリル
化剤６（例えばヘキサメチルジシラザンなど）の蒸気を
基板を加熱しながら接触させることにより現像パターン
５のシリル化を行うと、シリル化が可能な上層の現像パ
ターン５のみがシリル化され、レジスト膜表層部にシリ
ル化層７が形成される。次に図１（Ｄ）に示すように、
シリル化層７をエッチングマスクとしてＯ2 反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）によるドライエッチングを行う
ことにより、微細パターンの形成を行うものである。な
お、８は酸素プラズマ、９は酸素プラズマ８によって生
成したＳｉＯ2 である。
【０００４】しかしながら、上層に形成された現像パタ
ーンを下層に転写するためには、下層レジスト層のドラ
イエッチングが必要不可欠である。このため、専用の有
機膜エッチャー、および、複雑な条件出し（例えば、面
内均一性の向上、選択比の向上など）が必要であるとい
う問題点がある。
ーンを下層に転写するためには、下層レジスト層のドラ
イエッチングが必要不可欠である。このため、専用の有
機膜エッチャー、および、複雑な条件出し（例えば、面
内均一性の向上、選択比の向上など）が必要であるとい
う問題点がある。
【０００５】特に、専用の有機膜エッチャーに関して
は、上層の微細な現像パターンを厚い（約１．５μｍ）
下層レジスト層に転写する際には、通常の有機膜エッチ
ャーでは、垂直にパターンを形成することが困難である
という問題点があった。また、条件出しにおいても、ガ
ス種、複数のガスの選択および混合比、圧力、温度、Ｒ
ｆバイアス、引きだし電圧のバイアス、Ｒｆ周波数など
の条件の最適化などの複雑な条件出しが要求されるとい
う問題がある。
は、上層の微細な現像パターンを厚い（約１．５μｍ）
下層レジスト層に転写する際には、通常の有機膜エッチ
ャーでは、垂直にパターンを形成することが困難である
という問題点があった。また、条件出しにおいても、ガ
ス種、複数のガスの選択および混合比、圧力、温度、Ｒ
ｆバイアス、引きだし電圧のバイアス、Ｒｆ周波数など
の条件の最適化などの複雑な条件出しが要求されるとい
う問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、その目的とするところは、上記問題
を解決したレジスト組成物、同組成物を用いるパターン
形成方法、および同組成物を用いる半導体デバイスの製
造方法を提供することにある。
みなされたもので、その目的とするところは、上記問題
を解決したレジスト組成物、同組成物を用いるパターン
形成方法、および同組成物を用いる半導体デバイスの製
造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、露光されることにより、露光波長以外の
波長域の透過率が低下することを特徴とするレジスト組
成物、および遠紫外光で露光されることによりｉ線に対
する透過率が低下することを特徴とするレジスト組成物
を提案するもので、上記レジスト組成物が、遠紫外光で
露光されることにより酸を発生する光酸発生剤を含むこ
と、酸の存在によりｉ線波長域を吸収帯として発色する
ｐＨ指示薬を含むこと、ノボラック樹脂およびナフトキ
ノンジアジドを含むことを包含する。
に、本発明は、露光されることにより、露光波長以外の
波長域の透過率が低下することを特徴とするレジスト組
成物、および遠紫外光で露光されることによりｉ線に対
する透過率が低下することを特徴とするレジスト組成物
を提案するもので、上記レジスト組成物が、遠紫外光で
露光されることにより酸を発生する光酸発生剤を含むこ
と、酸の存在によりｉ線波長域を吸収帯として発色する
ｐＨ指示薬を含むこと、ノボラック樹脂およびナフトキ
ノンジアジドを含むことを包含する。
【０００８】また本発明は、遠紫外光が照射されること
により酸を生成する光酸発生剤と、前記生成する酸の存
在によりｉ線波長域を吸収帯として発色するｐＨ指示薬
と、ナフトキノンジアジドと、ノボラック樹脂とからな
ることを特徴とするレジスト組成物である。
により酸を生成する光酸発生剤と、前記生成する酸の存
在によりｉ線波長域を吸収帯として発色するｐＨ指示薬
と、ナフトキノンジアジドと、ノボラック樹脂とからな
ることを特徴とするレジスト組成物である。
【０００９】さらに本発明は、遠紫外光で露光されるこ
とによりｉ線に対する透過率が低下するレジスト組成物
の所定部位に遠紫外光で露光して所定部のｉ線に対する
透過率を低下させた後、ｉ線で露光し、次いで現像する
ことを特徴とするパターン形成方法で、遠紫外光で露光
されることによりｉ線に対する透過率が低下するレジス
ト組成物が遠紫外光が照射されることにより酸を生成す
る光酸発生剤と、前記生成する酸の存在によりｉ線波長
域を吸収体として発色するｐＨ指示薬と、ナフトキノン
ジアジドと、ノボラック樹脂とからなることを含む。
とによりｉ線に対する透過率が低下するレジスト組成物
の所定部位に遠紫外光で露光して所定部のｉ線に対する
透過率を低下させた後、ｉ線で露光し、次いで現像する
ことを特徴とするパターン形成方法で、遠紫外光で露光
されることによりｉ線に対する透過率が低下するレジス
ト組成物が遠紫外光が照射されることにより酸を生成す
る光酸発生剤と、前記生成する酸の存在によりｉ線波長
域を吸収体として発色するｐＨ指示薬と、ナフトキノン
ジアジドと、ノボラック樹脂とからなることを含む。
【００１０】またさらに本発明は、露光されることによ
り、露光波長以外の波長域の透過率が低下するレジスト
組成物を基体の一面に塗布してレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜の所定部を遠紫外光で露光してレ
ジスト膜の所定部表面側の透過率を低下させる工程と、
前記透過率を低下させた部分をマスクとしてｉ線により
前記レジストを露光する工程と、現像する工程とを有す
ることを特徴とする半導体デバイスの製造方法で、露光
されることにより、露光波長以外の波長域の透過率が低
下するレジスト組成物が遠紫外光が照射されることによ
り酸を生成する光酸発生剤と、前記生成する酸の存在に
よりｉ線波長域を吸収帯として発色するｐＨ指示薬と、
ナフトキノンジアジドと、ノボラック樹脂とからなるこ
と、レジスト膜が単層で形成されていること、遠紫外光
で露光したときの透過率低下がｉ線波長域で起きるもの
であること、現像する工程が湿式現像によって行われる
ものであることを含む。
り、露光波長以外の波長域の透過率が低下するレジスト
組成物を基体の一面に塗布してレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜の所定部を遠紫外光で露光してレ
ジスト膜の所定部表面側の透過率を低下させる工程と、
前記透過率を低下させた部分をマスクとしてｉ線により
前記レジストを露光する工程と、現像する工程とを有す
ることを特徴とする半導体デバイスの製造方法で、露光
されることにより、露光波長以外の波長域の透過率が低
下するレジスト組成物が遠紫外光が照射されることによ
り酸を生成する光酸発生剤と、前記生成する酸の存在に
よりｉ線波長域を吸収帯として発色するｐＨ指示薬と、
ナフトキノンジアジドと、ノボラック樹脂とからなるこ
と、レジスト膜が単層で形成されていること、遠紫外光
で露光したときの透過率低下がｉ線波長域で起きるもの
であること、現像する工程が湿式現像によって行われる
ものであることを含む。
【００１１】また本発明は、露光によりｉ線に対し透過
率の変化するレジスト組成物を基体上に塗布した後、該
レジスト組成物の所望領域を露光して透過率の変化した
領域を形成し、次いで、該透過率の変化した領域を利用
してｉ線を露光した後現像して所望のパターンを形成す
ることを特徴とするパターン形成方法であり、基体が半
導体基板であることを含む。
率の変化するレジスト組成物を基体上に塗布した後、該
レジスト組成物の所望領域を露光して透過率の変化した
領域を形成し、次いで、該透過率の変化した領域を利用
してｉ線を露光した後現像して所望のパターンを形成す
ることを特徴とするパターン形成方法であり、基体が半
導体基板であることを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の特徴の一つは、基体の一
面をレジスト組成物で塗布する工程と、前記レジスト膜
の所定部を選択的にＫｒＦやＡｒＦなどの遠紫外光で露
光してレジスト膜の表面側の透過率を低下させる工程
と、前記選択的に透過率を低下させたレジスト膜の表面
側の部分をマスクとして用いて、ｉ線により前記レジス
トのマスクされていない部分を選択的に露光する工程
と、現像する工程とを有する半導体デバイスの製造方法
にある。
面をレジスト組成物で塗布する工程と、前記レジスト膜
の所定部を選択的にＫｒＦやＡｒＦなどの遠紫外光で露
光してレジスト膜の表面側の透過率を低下させる工程
と、前記選択的に透過率を低下させたレジスト膜の表面
側の部分をマスクとして用いて、ｉ線により前記レジス
トのマスクされていない部分を選択的に露光する工程
と、現像する工程とを有する半導体デバイスの製造方法
にある。
【００１３】これにより、ドライエッチングを用いずに
高アスペクト比のパターンを得ることができる。また、
レジスト膜が単層であるため工程が簡単である。
高アスペクト比のパターンを得ることができる。また、
レジスト膜が単層であるため工程が簡単である。
【００１４】また、本発明の特徴は、ＫｒＦやＡｒＦ、
エキシマレーザなどの遠紫外光でレジスト膜が露光され
ることによりｉ線に対する透過率は低下するが、このと
きは現像液に対する溶解性が変化しないこと、およびｉ
線で露光されることにより現像液に対する溶解性が変化
するレジスト組成物にある。該レジスト組成物は、光酸
発生剤、酸の存在によりｉ線波長域を吸収帯として発色
するｐＨ指示薬、ノボラックおよびナフトキノンジアジ
ドから構成される。
エキシマレーザなどの遠紫外光でレジスト膜が露光され
ることによりｉ線に対する透過率は低下するが、このと
きは現像液に対する溶解性が変化しないこと、およびｉ
線で露光されることにより現像液に対する溶解性が変化
するレジスト組成物にある。該レジスト組成物は、光酸
発生剤、酸の存在によりｉ線波長域を吸収帯として発色
するｐＨ指示薬、ノボラックおよびナフトキノンジアジ
ドから構成される。
【００１５】該レジスト組成物に含まれる光酸発生剤は
化学増幅型レジストの構成物質の一つであり、ＫｒＦや
ＡｒＦ、エキシマレーザなどの遠紫外光露光によって酸
を発生するものである。光酸発生剤としてはフェニルジ
アゾニウム塩、ジフェニルヨードニウム塩、トリフェニ
ルスルホニウム塩、トリフェニルセレノニウム塩、スル
ホン酸エステル、ｏ−ニトロベンジルスルホネートなど
が挙げられる。
化学増幅型レジストの構成物質の一つであり、ＫｒＦや
ＡｒＦ、エキシマレーザなどの遠紫外光露光によって酸
を発生するものである。光酸発生剤としてはフェニルジ
アゾニウム塩、ジフェニルヨードニウム塩、トリフェニ
ルスルホニウム塩、トリフェニルセレノニウム塩、スル
ホン酸エステル、ｏ−ニトロベンジルスルホネートなど
が挙げられる。
【００１６】光酸発生剤の配合量は、レジスト組成物全
重量の３〜１５重量％が好ましく、特に３〜７重量％が
望ましい。
重量の３〜１５重量％が好ましく、特に３〜７重量％が
望ましい。
【００１７】該レジスト組成物には、酸の存在下でｉ線
領域の吸収が増加するようなｐＨ指示薬を混入してお
く。ＫｒＦやＡｒＦなどのエキシマレーザ露光によって
光酸発生剤から酸が発生し、ｐＨ指示薬の吸収帯がシフ
トし、ｉ線の透過率が低下するものである。このような
ｐＨ指示薬として、ブロモクロロフェノールブルー、ブ
ロモクレゾールグリーン、ブロモクレゾールパープル、
ブロモフェノールブルー、２，４−ジニトロフェノー
ル、２，５−ジニトロフェノール、２，６−ジニトロフ
ェノール、メチルオレンジ、メチルバイオレットＢ、ｏ
−ニトロフェノール、ｐ−ニトロフェノール、クロロフ
ェノールレッド、ブロモチモールブルーなどが使用でき
る。
領域の吸収が増加するようなｐＨ指示薬を混入してお
く。ＫｒＦやＡｒＦなどのエキシマレーザ露光によって
光酸発生剤から酸が発生し、ｐＨ指示薬の吸収帯がシフ
トし、ｉ線の透過率が低下するものである。このような
ｐＨ指示薬として、ブロモクロロフェノールブルー、ブ
ロモクレゾールグリーン、ブロモクレゾールパープル、
ブロモフェノールブルー、２，４−ジニトロフェノー
ル、２，５−ジニトロフェノール、２，６−ジニトロフ
ェノール、メチルオレンジ、メチルバイオレットＢ、ｏ
−ニトロフェノール、ｐ−ニトロフェノール、クロロフ
ェノールレッド、ブロモチモールブルーなどが使用でき
る。
【００１８】ｐＨ指示薬の配合量は、レジスト組成物全
重量の２〜１０重量％が好ましく、特に３〜５重量％が
より好ましい。
重量の２〜１０重量％が好ましく、特に３〜５重量％が
より好ましい。
【００１９】ノボラック樹脂はｉ線レジスト中のベース
樹脂として一般的に用いられている材料である。また、
ナフトキノンジアジドはｉ線レジスト中の感光剤として
一般的に用いられている材料であり、アルカリ現像液に
対する溶解阻止作用をもっているが、ｉ線で露光するこ
とにより溶解促進作用をもつ物質に変化する。したがっ
て、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジドを含んだ該
レジスト組成物は、ｉ線で露光されることにより現像液
に対する溶解性が増大する。
樹脂として一般的に用いられている材料である。また、
ナフトキノンジアジドはｉ線レジスト中の感光剤として
一般的に用いられている材料であり、アルカリ現像液に
対する溶解阻止作用をもっているが、ｉ線で露光するこ
とにより溶解促進作用をもつ物質に変化する。したがっ
て、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジドを含んだ該
レジスト組成物は、ｉ線で露光されることにより現像液
に対する溶解性が増大する。
【００２０】ナフトキノンジアジドの配合量は、レジス
ト組成物全重量の１５〜４０重量％が好ましく、２０〜
３０重量％がより好ましい。
ト組成物全重量の１５〜４０重量％が好ましく、２０〜
３０重量％がより好ましい。
【００２１】遠紫外線、ｉ線の照射量は、通常のレジス
トにおいて用いられる照射量で、この量は公知のもので
ある。
トにおいて用いられる照射量で、この量は公知のもので
ある。
【００２２】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお、特に記載がない場合は、部は重量基準
である。
説明する。なお、特に記載がない場合は、部は重量基準
である。
【００２３】＜実施例１＞まず、レジスト溶液を調製し
た。光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフ
レートを５部、ｐＨ指示薬としてブロモフェノールブル
ーを５部、ｍ−クレゾールノボラックを１００部、ナフ
トキノンジアジドを５部を、４００部のプロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に
溶解し、レジスト溶液とした。次に石英基板上に上記レ
ジスト溶液を回転塗布し、９０℃で１分間ベーキングし
た。これにより、石英基板上に厚さ１．５μｍのレジス
ト組成物からなるレジスト膜を得た。
た。光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフ
レートを５部、ｐＨ指示薬としてブロモフェノールブル
ーを５部、ｍ−クレゾールノボラックを１００部、ナフ
トキノンジアジドを５部を、４００部のプロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に
溶解し、レジスト溶液とした。次に石英基板上に上記レ
ジスト溶液を回転塗布し、９０℃で１分間ベーキングし
た。これにより、石英基板上に厚さ１．５μｍのレジス
ト組成物からなるレジスト膜を得た。
【００２４】分光光度計でｉ線（３６５ｎｍ）の波長に
おけるレジスト膜の透過率を測定したところ、透過率は
３０％であった。さらに、ＮＡ＝０．４５のＫｒＦエキ
シマレーザステッパにより全面露光した。再び分光光度
計でｉ線（３６５ｎｍ）波長での透過率を測定した。透
過率は５％であった。この結果、露光前の透過率に比べ
て露光後の透過率は低下していることがわかった。よっ
て、露光された領域ではトルフェニルスルホニウムトリ
フレートが反応し、発生した酸によって、ｐＨ指示薬の
吸収帯がシフトし、ｉ線の透過率が低下したことが確認
された。
おけるレジスト膜の透過率を測定したところ、透過率は
３０％であった。さらに、ＮＡ＝０．４５のＫｒＦエキ
シマレーザステッパにより全面露光した。再び分光光度
計でｉ線（３６５ｎｍ）波長での透過率を測定した。透
過率は５％であった。この結果、露光前の透過率に比べ
て露光後の透過率は低下していることがわかった。よっ
て、露光された領域ではトルフェニルスルホニウムトリ
フレートが反応し、発生した酸によって、ｐＨ指示薬の
吸収帯がシフトし、ｉ線の透過率が低下したことが確認
された。
【００２５】＜実施例２＞図２（Ａ）〜（Ｂ）は本実施
例を説明するためのＳｉ基板と基板上のレジストの構成
を示す断面図である。
例を説明するためのＳｉ基板と基板上のレジストの構成
を示す断面図である。
【００２６】まず、図２（Ａ）に示すように、ヘキサメ
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理したＳｉ基板４上に、
実施例１の割合で調整したレジスト溶液を１．５μｍの
膜厚になるように回転塗布し、９０℃で１分間ベーキン
グした。このようにして得たレジスト膜１２の表面の所
定部に、ＮＡ＝０．４５のＫｒＦエキシマレーザステッ
パを用いて遠紫外光１０を照射し、レチクルパターンを
転写した。露光されたレジスト膜１２の所定部表面側で
はトリフェニルスルホニウムトリフレートが反応し、酸
が発生した。この酸によって、ｐＨ指示薬の吸収帯がシ
フトし、ｉ線の透過率が低下した部分１１を形成した。
同時に、露光された領域ではナフトキノンジアジドが感
光し、インデンカルボン酸が生じ、アルカリ可溶性とな
った。次に、２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド（ＴＭＡＨ）で現像すると、図２（Ｂ）に示
すように、透過率が低下した部分１１がエッチングさ
れ、現像パターン１３が観察された。この現像パターン
は基板まで達しておらず、ＫｒＦエキシマレーザに対す
るレジスト膜１２の透過率が低いためレジスト膜の底面
側までは露光されず、表面側のみｉ線波長での透過率が
低下したことがわかった。したがって、ＫｒＦエキシマ
レーザステッパで露光した部分が、上層マスクとして利
用できることが確認された。
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理したＳｉ基板４上に、
実施例１の割合で調整したレジスト溶液を１．５μｍの
膜厚になるように回転塗布し、９０℃で１分間ベーキン
グした。このようにして得たレジスト膜１２の表面の所
定部に、ＮＡ＝０．４５のＫｒＦエキシマレーザステッ
パを用いて遠紫外光１０を照射し、レチクルパターンを
転写した。露光されたレジスト膜１２の所定部表面側で
はトリフェニルスルホニウムトリフレートが反応し、酸
が発生した。この酸によって、ｐＨ指示薬の吸収帯がシ
フトし、ｉ線の透過率が低下した部分１１を形成した。
同時に、露光された領域ではナフトキノンジアジドが感
光し、インデンカルボン酸が生じ、アルカリ可溶性とな
った。次に、２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド（ＴＭＡＨ）で現像すると、図２（Ｂ）に示
すように、透過率が低下した部分１１がエッチングさ
れ、現像パターン１３が観察された。この現像パターン
は基板まで達しておらず、ＫｒＦエキシマレーザに対す
るレジスト膜１２の透過率が低いためレジスト膜の底面
側までは露光されず、表面側のみｉ線波長での透過率が
低下したことがわかった。したがって、ＫｒＦエキシマ
レーザステッパで露光した部分が、上層マスクとして利
用できることが確認された。
【００２７】＜実施例３＞図３（Ａ）〜（Ｃ）は本実施
例を説明するためのＳｉ基板と基板上のレジストの構成
を示す断面図である。
例を説明するためのＳｉ基板と基板上のレジストの構成
を示す断面図である。
【００２８】まず、図３（Ａ）に示すように、ヘキサメ
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理したＳｉ基板４上に、
実施例１の割合で調整したレジスト溶液を１．５μｍの
膜厚になるように回転塗布し、９０℃で１分間ベーキン
グした。このようにして得たレジスト膜１２の表面の所
定部に、ＮＡ＝０．４５のＫｒＦエキシマレーザステッ
パを用いて遠紫外光１０を照射し、レチクルパターンを
転写した。露光されたレジスト膜１２の所定部表面側で
はトリフェニルスルホニウムトリフレートが反応し、酸
が発生した。この酸によって、ｐＨ指示薬の吸収帯がシ
フトし、ｉ線の透過率が低下した部分１１を形成した。
ただし、ＫｒＦエキシマレーザに対するレジスト膜の透
過率が低いため、レジスト膜１２底面側までは露光され
ず、表面側のみがｉ線に対する透過率が低下した。した
がって、ＫｒＦエキシマレーザステッパで露光すること
によりｉ線の透過率が低下した部分１１が、上層マスク
となった。
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理したＳｉ基板４上に、
実施例１の割合で調整したレジスト溶液を１．５μｍの
膜厚になるように回転塗布し、９０℃で１分間ベーキン
グした。このようにして得たレジスト膜１２の表面の所
定部に、ＮＡ＝０．４５のＫｒＦエキシマレーザステッ
パを用いて遠紫外光１０を照射し、レチクルパターンを
転写した。露光されたレジスト膜１２の所定部表面側で
はトリフェニルスルホニウムトリフレートが反応し、酸
が発生した。この酸によって、ｐＨ指示薬の吸収帯がシ
フトし、ｉ線の透過率が低下した部分１１を形成した。
ただし、ＫｒＦエキシマレーザに対するレジスト膜の透
過率が低いため、レジスト膜１２底面側までは露光され
ず、表面側のみがｉ線に対する透過率が低下した。した
がって、ＫｒＦエキシマレーザステッパで露光すること
によりｉ線の透過率が低下した部分１１が、上層マスク
となった。
【００２９】次に図３（Ｂ）に示すように、ＮＡ＝０．
６のｉ線ステッパで全面露光を行った。ＫｒＦエキシマ
レーザステッパで露光された部分が上層マスクとなるた
め、ＫｒＦエキシマレーザで露光されていない部分がｉ
線１５で露光された。ｉ線１５の露光により、アルカリ
現像液に対する溶解阻止作用をもっていたナフトキノン
ジアジドが、溶解促進作用をもつインデンカルボン酸に
変化し、現像液に対する溶解性が増大したｉ線感光部１
５が形成された。ｉ線で露光後、１００℃で２分間露光
後熱処理を行った。
６のｉ線ステッパで全面露光を行った。ＫｒＦエキシマ
レーザステッパで露光された部分が上層マスクとなるた
め、ＫｒＦエキシマレーザで露光されていない部分がｉ
線１５で露光された。ｉ線１５の露光により、アルカリ
現像液に対する溶解阻止作用をもっていたナフトキノン
ジアジドが、溶解促進作用をもつインデンカルボン酸に
変化し、現像液に対する溶解性が増大したｉ線感光部１
５が形成された。ｉ線で露光後、１００℃で２分間露光
後熱処理を行った。
【００３０】さらに、図３（Ｃ）に示すように、２．３
８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡ
Ｈ）で現像すると、ｉ線感光部１５が溶解し、現像パタ
ーン１３を得た。このものは０．２５μｍライン＆スペ
ースを形状よく解像したものであった。
８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡ
Ｈ）で現像すると、ｉ線感光部１５が溶解し、現像パタ
ーン１３を得た。このものは０．２５μｍライン＆スペ
ースを形状よく解像したものであった。
【００３１】＜実施例４＞次に、半導体デバイスの製造
方法の実施例を説明する。図４は半導体デバイス（ＩＣ
やＬＳＩなどの半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣ
ＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン、マイクロオプ
ティクスなど）の製造フローを示すフローチャートであ
る。
方法の実施例を説明する。図４は半導体デバイス（ＩＣ
やＬＳＩなどの半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣ
ＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン、マイクロオプ
ティクスなど）の製造フローを示すフローチャートであ
る。
【００３２】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスク構造体を製造す
る。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンなど
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハ
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク構造
体とウエハを用いて、フォトリソグラフィ技術によって
ウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組
み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって製造さ
れたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、ア
ッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケ
ージング工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスク構造体を製造す
る。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンなど
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハ
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク構造
体とウエハを用いて、フォトリソグラフィ技術によって
ウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組
み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって製造さ
れたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、ア
ッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケ
ージング工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００３３】図５は上記ステップ４のウエハプロセスの
詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ
の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエ
ハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）
ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ
１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込
む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤
を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明したエ
キシマ露光方法によってマスクの回路パターンをウエハ
に焼き付け露光する。ステップ１７（現像）では露光し
たウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では
現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１
９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となっ
たレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。
詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ
の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエ
ハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）
ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ
１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込
む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤
を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明したエ
キシマ露光方法によってマスクの回路パターンをウエハ
に焼き付け露光する。ステップ１７（現像）では露光し
たウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では
現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１
９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となっ
たレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行
うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成
される。
【００３４】上記ウエハプロセスに本発明の製造方法を
用いれば、従来の製造が難しかった高集積度の半導体デ
バイスを製造することができる。
用いれば、従来の製造が難しかった高集積度の半導体デ
バイスを製造することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
表面解像の現像方法として従来の技術では専用のドライ
エッチャーが必要であったのに対し、通常の湿式現像機
を用いればよいことから、専用装置を新たに必要としな
い。また、従来の技術では、ドライエッチンの際、複雑
な条件出しが必要であったが、本発明においては、通常
の現像プロセスのままであるため、条件出しの必要はな
くなるという効果がある。
表面解像の現像方法として従来の技術では専用のドライ
エッチャーが必要であったのに対し、通常の湿式現像機
を用いればよいことから、専用装置を新たに必要としな
い。また、従来の技術では、ドライエッチンの際、複雑
な条件出しが必要であったが、本発明においては、通常
の現像プロセスのままであるため、条件出しの必要はな
くなるという効果がある。
【００３６】また、従来の技術において上層のマスクと
なるシリル化層を形成する際のシリル基の導入は、単純
な物理的拡散であった。本発明においては、レジスト内
部での酸とｐＨ指示薬の化学反応により上層マスクを形
成するため、上層マスクの位置制御性がよくなるという
効果がある。
なるシリル化層を形成する際のシリル基の導入は、単純
な物理的拡散であった。本発明においては、レジスト内
部での酸とｐＨ指示薬の化学反応により上層マスクを形
成するため、上層マスクの位置制御性がよくなるという
効果がある。
【００３７】また、レジスト膜が単層であるため工程が
簡単であり、インターミキシングの問題もない。
簡単であり、インターミキシングの問題もない。
【図１】従来の半導体デバイス製造における微細パター
ンの形成工程（Ａ〜Ｄ）を示すフロー図である。
ンの形成工程（Ａ〜Ｄ）を示すフロー図である。
【図２】本発明の一実施例を示す製造フロー図で
（Ａ），（Ｂ）は各工程を示す。
（Ａ），（Ｂ）は各工程を示す。
【図３】本発明の他の実施例を示す製造フロー図で
（Ａ）〜（Ｃ）は各工程を示す。
（Ａ）〜（Ｃ）は各工程を示す。
【図４】本発明の更に他の実施例を示す半導体デバイス
製造フロー図である。
製造フロー図である。
【図５】図４のウエハプロセスの詳細フロー図である。
１ ｉ線露光 ２ 上層レジスト層 ３ 下層レジスト層 ４ 基体 ５ 現像パターン ６ シリル化剤 ７ シリル化層 ８ 酸素プラズマ ９ ＳｉＯ2 １０ 遠紫外光 １１ ｉ線の透過率が低下した部分 １２ レジスト膜 １３ 現像パターン １４ ｉ線 １５ ｉ線感光部
Claims (15)
- 【請求項１】 露光されることにより、露光波長以外の
波長域の透過率が低下することを特徴とするレジスト組
成物。 - 【請求項２】 遠紫外光で露光されることによりｉ線に
対する透過率が低下することを特徴とするレジスト組成
物。 - 【請求項３】 遠紫外光で露光されることにより酸を発
生する光酸発生剤を含む請求項１又は２に記載のレジス
ト組成物。 - 【請求項４】 酸の存在によりｉ線波長域を吸収帯とし
て発色するｐＨ指示薬を含む請求項１又は２に記載のレ
ジスト組成物。 - 【請求項５】 ノボラック樹脂およびナフトキノンジア
ジドを含む請求項１又は２に記載のレジスト組成物。 - 【請求項６】 遠紫外光が照射されることにより酸を生
成する光酸発生剤と、前記生成する酸の存在によりｉ線
波長域を吸収体として発色するｐＨ指示薬と、ナフトキ
ノンジアジドと、ノボラック樹脂とからなることを特徴
とするレジスト組成物。 - 【請求項７】 遠紫外光で露光されることによりｉ線に
対する透過率が低下するレジスト組成物の所定部位に遠
紫外光で露光して所定部のｉ線に対する透過率を低下さ
せた後、ｉ線で露光し、次いで現像することを特徴とす
るパターン形成方法。 - 【請求項８】 遠紫外光で露光されることによりｉ線に
対する透過率が低下するレジスト組成物が遠紫外光が照
射されることにより酸を生成する光酸発生剤と、前記生
成する酸の存在によりｉ線波長域を吸収帯として発色す
るｐＨ指示薬と、ナフトキノンジアジドと、ノボラック
樹脂とからなる請求項７に記載のパターン形成方法。 - 【請求項９】 露光されることにより、露光波長以外の
波長域の透過率が低下するレジスト組成物を基体の一面
に塗布してレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト
膜の所定部を遠紫外光で露光してレジスト膜の所定部表
面側の透過率を低下させる工程と、前記透過率を低下さ
せた部分をマスクとしてｉ線により前記レジストを露光
する工程と、現像する工程とを有することを特徴とする
半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項１０】 露光されることにより、露光波長以外
の波長域の透過率が低下するレジスト組成物が遠紫外光
が照射されることにより酸を生成する光酸発生剤と、前
記生成する酸の存在によりｉ線波長域を吸収帯として発
色するｐＨ指示薬と、ナフトキノンジアジドと、ノボラ
ック樹脂とからなる請求項９に記載の半導体デバイスの
製造方法。 - 【請求項１１】 レジスト膜が単層で形成されている請
求項９又は１０に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項１２】 遠紫外光で露光したときの透過率低下
がｉ線波長域で起きる請求項９又は１０に記載の半導体
デバイスの製造方法。 - 【請求項１３】 現像する工程が湿式現像によって行わ
れる請求項９又は１０に記載の半導体デバイスの製造方
法。 - 【請求項１４】 露光によりｉ線に対し透過率の変化す
るレジスト組成物を基体上に塗布した後、該レジスト組
成物の所望領域を露光して透過率の変化した領域を形成
し、次いで、該透過率の変化した領域を利用してｉ線を
露光した後現像して所望のパターンを形成することを特
徴とするパターン形成方法。 - 【請求項１５】 基体が半導体基板である請求項１４に
記載のパターン形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243374A JPH0990621A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | レジスト組成物、同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバイスの製造方法 |
| US08/715,895 US6331383B1 (en) | 1995-09-21 | 1996-09-19 | Patterning method, and method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243374A JPH0990621A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | レジスト組成物、同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0990621A true JPH0990621A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17102909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243374A Pending JPH0990621A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | レジスト組成物、同組成物を用いるパターン形成方法、および半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6331383B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0990621A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7208260B2 (en) * | 1998-12-31 | 2007-04-24 | Hynix Semiconductor Inc. | Cross-linking monomers for photoresist, and process for preparing photoresist polymers using the same |
| GB0224529D0 (en) * | 2002-10-22 | 2002-11-27 | Isis Innovation | Improvements in or relating to multiple exposures of photosensitive material |
| US9618848B2 (en) * | 2014-02-24 | 2017-04-11 | Tokyo Electron Limited | Methods and techniques to use with photosensitized chemically amplified resist chemicals and processes |
| US10429745B2 (en) | 2016-02-19 | 2019-10-01 | Osaka University | Photo-sensitized chemically amplified resist (PS-CAR) simulation |
| US10048594B2 (en) | 2016-02-19 | 2018-08-14 | Tokyo Electron Limited | Photo-sensitized chemically amplified resist (PS-CAR) model calibration |
| CN109313394B (zh) | 2016-05-13 | 2021-07-02 | 东京毅力科创株式会社 | 使用光敏化学品或光敏化学放大抗蚀剂的临界尺寸控制 |
| KR102177192B1 (ko) | 2016-05-13 | 2020-11-10 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 광 작용제의 사용에 의한 임계 치수 제어 |
| WO2021034567A1 (en) | 2019-08-16 | 2021-02-25 | Tokyo Electron Limited | Method and process for stochastic driven defectivity healing |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2139369B (en) * | 1983-05-06 | 1987-01-21 | Sericol Group Ltd | Photosensitive systems showing visible indication of exposure |
| US5256522A (en) * | 1985-08-12 | 1993-10-26 | Hoechst Celanese Corporation | Image reversal negative working O-naphthoquinone diazide and cross-linking compound containing photoresist process with thermal curing |
| JPS6358440A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 感光性組成物 |
| JP2919142B2 (ja) * | 1990-12-27 | 1999-07-12 | 株式会社東芝 | 感光性組成物およびそれを用いたパターン形成方法 |
| DE4112966A1 (de) * | 1991-04-20 | 1992-10-22 | Hoechst Ag | Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches gemisch und damit hergestelltes strahlungsempfindliches aufzeichnungsmaterial |
| DE4120173A1 (de) * | 1991-06-19 | 1992-12-24 | Hoechst Ag | Positiv arbeitendes strahlungsempfindliches gemisch und damit hergestelltes strahlungsempfindliches aufzeichnungsmaterial |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP7243374A patent/JPH0990621A/ja active Pending
-
1996
- 1996-09-19 US US08/715,895 patent/US6331383B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6331383B1 (en) | 2001-12-18 |
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