JPH11153871A - レジストパターン形成方法及び半導体基板 - Google Patents
レジストパターン形成方法及び半導体基板Info
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- JPH11153871A JPH11153871A JP9334816A JP33481697A JPH11153871A JP H11153871 A JPH11153871 A JP H11153871A JP 9334816 A JP9334816 A JP 9334816A JP 33481697 A JP33481697 A JP 33481697A JP H11153871 A JPH11153871 A JP H11153871A
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- Japan
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- resist
- film
- pattern
- semiconductor substrate
- soluble resin
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- Pending
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学増幅系ポジ型レジストパターンのＴ型形
状を完全に解消して、矩形なレジストパターンを得るこ
とができ、これにより解像度、焦点深度、寸法精度等の
向上を図る。 【解決手段】 酸発生剤を含む化学増幅糸ポジ型レジス
トのフォトレジスト膜１０２が形成された半導体基板１
０１に、所望の半導体集積回路パターンを描いたマスク
またはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅ
ｘｐｏｓｕｒｅｂａｋｅ）処理後、現像液を用いて現像
し、フォトレジストパターン１０５を形成するレジスト
パターンの形成方法において、フォトレジスト膜１０２
上に、光酸発生剤を含有する水溶性樹脂膜１０３を形成
する。
状を完全に解消して、矩形なレジストパターンを得るこ
とができ、これにより解像度、焦点深度、寸法精度等の
向上を図る。 【解決手段】 酸発生剤を含む化学増幅糸ポジ型レジス
トのフォトレジスト膜１０２が形成された半導体基板１
０１に、所望の半導体集積回路パターンを描いたマスク
またはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅ
ｘｐｏｓｕｒｅｂａｋｅ）処理後、現像液を用いて現像
し、フォトレジストパターン１０５を形成するレジスト
パターンの形成方法において、フォトレジスト膜１０２
上に、光酸発生剤を含有する水溶性樹脂膜１０３を形成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に形
成されたフォトレジスト膜を所望の半導体集積回路マス
クまたはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ処理後、現像
液を用いて現像し、フォトレジストパターンを形成する
際に、特に化学増幅系ポジ型レジストを用いるレジスト
パターンの形成方法及び半導体基板に関する。
成されたフォトレジスト膜を所望の半導体集積回路マス
クまたはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ処理後、現像
液を用いて現像し、フォトレジストパターンを形成する
際に、特に化学増幅系ポジ型レジストを用いるレジスト
パターンの形成方法及び半導体基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光リソグラフイ技術では、その露
光光にｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）を用い
たもので、そのレジストとしては、ベース樹脂にノポラ
ック樹脂を用い、感光剤にナフトキノンジアジドを用い
た溶解抑止型ポジ型レジストが主流であった。
光光にｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）を用い
たもので、そのレジストとしては、ベース樹脂にノポラ
ック樹脂を用い、感光剤にナフトキノンジアジドを用い
た溶解抑止型ポジ型レジストが主流であった。
【０００３】しかし、より微細化に有利な速紫外光であ
るエキシマレーザ光（２４８ｎｍ、１９３ｎｍ等）を用
いたリソグラフイが必要となり、そのレジストとして
は、従来のｇ線、ｉ線用では光吸収が大さすぎ、良好な
レジストパターンが得られず、また感度も大幅に低下す
るという状況であった。
るエキシマレーザ光（２４８ｎｍ、１９３ｎｍ等）を用
いたリソグラフイが必要となり、そのレジストとして
は、従来のｇ線、ｉ線用では光吸収が大さすぎ、良好な
レジストパターンが得られず、また感度も大幅に低下す
るという状況であった。
【０００４】しかし、光酸発生剤から発生する酸触媒の
増感反応を利用した化学増幅系レジストが考案され（Ｉ
ｔｏ ａｎｄ Ｗｉｌｓｏｎ，１９８２ Ｓｙｍｐｏｓ
ｉｕｍ ｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏ１ｏｇｙ）、短
波長リソグラフイ用レジスト、また高感度が要求される
電子線リソグラフイ用レジストとして、主流になりつつ
ある。
増感反応を利用した化学増幅系レジストが考案され（Ｉ
ｔｏ ａｎｄ Ｗｉｌｓｏｎ，１９８２ Ｓｙｍｐｏｓ
ｉｕｍ ｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏ１ｏｇｙ）、短
波長リソグラフイ用レジスト、また高感度が要求される
電子線リソグラフイ用レジストとして、主流になりつつ
ある。
【０００５】しかし、化学増幅系レジスト、特にポジ型
レジストでは、露光によって発生した酸が、レジスト膜
表面領域において揮発、あるいは空気中の塩基（例えば
アンモニア、Ｎ−メチルピロリドン等）で中和されて失
活し、後のＰＥＢ処理で可溶化反応が進行しないため、
図３に示すように表面難溶化層が発生し、そのため現像
後得られるレジストパターンがＴ型形状になり、解像
度、焦点深度、また寸法精度が損なわれるという問題点
がある。この図３において、３０１はウエハー、３０２
はレジスト膜、３０４は遠紫外光、３０５はレジストパ
ターンを示している。
レジストでは、露光によって発生した酸が、レジスト膜
表面領域において揮発、あるいは空気中の塩基（例えば
アンモニア、Ｎ−メチルピロリドン等）で中和されて失
活し、後のＰＥＢ処理で可溶化反応が進行しないため、
図３に示すように表面難溶化層が発生し、そのため現像
後得られるレジストパターンがＴ型形状になり、解像
度、焦点深度、また寸法精度が損なわれるという問題点
がある。この図３において、３０１はウエハー、３０２
はレジスト膜、３０４は遠紫外光、３０５はレジストパ
ターンを示している。
【０００６】この問題点を解決する手段として、従来よ
りいくつかの方法が提案されており、例えば、形成され
た表面難溶化層を薄く取り除く方法（特開平４−２２１
９５１）、またレジスト表面に保護膜を形成し、酸失活
を防止する方法（特開平４−２０４８４８）等が挙げら
れる。中でも、図２に示すように、レジスト上に水溶性
高分子樹脂膜を形成する方法が従来より主に用いられて
いた。この図２において、２０１はウエハー、２０２は
レジスト膜、２０３は水溶性樹脂膜、２０４は遠紫外
光、２０５はレジストパターンを示している。
りいくつかの方法が提案されており、例えば、形成され
た表面難溶化層を薄く取り除く方法（特開平４−２２１
９５１）、またレジスト表面に保護膜を形成し、酸失活
を防止する方法（特開平４−２０４８４８）等が挙げら
れる。中でも、図２に示すように、レジスト上に水溶性
高分子樹脂膜を形成する方法が従来より主に用いられて
いた。この図２において、２０１はウエハー、２０２は
レジスト膜、２０３は水溶性樹脂膜、２０４は遠紫外
光、２０５はレジストパターンを示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のレジス
ト上に水溶性樹脂膜を形成する方法では、レジスト表面
での酸失活の防止に村してはその効果は不十分で、表面
難溶化層の形成を完全に防止することができず、現像後
のレジストパターン形状は、Ｔ型形状になりやすいとい
う問題がある。
ト上に水溶性樹脂膜を形成する方法では、レジスト表面
での酸失活の防止に村してはその効果は不十分で、表面
難溶化層の形成を完全に防止することができず、現像後
のレジストパターン形状は、Ｔ型形状になりやすいとい
う問題がある。
【０００８】特に、微細パターン形成に関しては、この
ような表面難溶化層に起因するレジストパターンの形状
劣化、解像性、焦点深度、寸法精度の劣化は致命的であ
る。
ような表面難溶化層に起因するレジストパターンの形状
劣化、解像性、焦点深度、寸法精度の劣化は致命的であ
る。
【０００９】よって、本発明では、化学増幅系ポジ型レ
ジストパターンのＴ型形状を完全に解消して、矩形なレ
ジストパターンを得ることができ、これにより解像度、
焦点深度、寸法精度等の向上を図ることができる技術を
提供する。
ジストパターンのＴ型形状を完全に解消して、矩形なレ
ジストパターンを得ることができ、これにより解像度、
焦点深度、寸法精度等の向上を図ることができる技術を
提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、酸発生剤を含む化学増幅系ポジ型レジ
ストフォトレジスト膜上に光酸発生剤を含有する上層水
溶性樹脂膜を形成し、その上層水溶性樹脂膜によって、
フォトレジスト膜表面で失活した酸を補償し、表面難溶
化層の形成を抑制する方法とした。また、本発明では、
酸発生剤を含む化学増幅糸ポジ型レジストのフォトレジ
スト膜が形成された半導体基板に、所望の半導体集積回
路パターンを描いたマスクまたはレチクルを通して露光
し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）
処理後、現像液を用いて現像し、フォトレジストパター
ンを形成するレジストパターンの形成方法において、フ
ォトレジスト膜上に、光酸発生剤を含有する水溶性樹脂
膜を形成する方法を採用した。その場合、光酸発生剤を
含有する水溶性樹脂膜の上からパターン露光することが
できる。また、本発明では、表面にレジストパターンを
形成するための半導体基板であって、ウエハーと、その
ウエハー上に形成したレジスト膜と、そのレジスト膜上
に形成した水溶性樹脂膜とを含み、その水溶性樹脂膜は
光酸発生剤を含有している構成とした。その場合、レジ
スト膜としては、酸発生剤を含む化学増幅系ポジ型レジ
スト膜であることが大変好適である。また、レジスト膜
としては、フォトレジスト膜として用いることもでき
る。
め、本発明では、酸発生剤を含む化学増幅系ポジ型レジ
ストフォトレジスト膜上に光酸発生剤を含有する上層水
溶性樹脂膜を形成し、その上層水溶性樹脂膜によって、
フォトレジスト膜表面で失活した酸を補償し、表面難溶
化層の形成を抑制する方法とした。また、本発明では、
酸発生剤を含む化学増幅糸ポジ型レジストのフォトレジ
スト膜が形成された半導体基板に、所望の半導体集積回
路パターンを描いたマスクまたはレチクルを通して露光
し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）
処理後、現像液を用いて現像し、フォトレジストパター
ンを形成するレジストパターンの形成方法において、フ
ォトレジスト膜上に、光酸発生剤を含有する水溶性樹脂
膜を形成する方法を採用した。その場合、光酸発生剤を
含有する水溶性樹脂膜の上からパターン露光することが
できる。また、本発明では、表面にレジストパターンを
形成するための半導体基板であって、ウエハーと、その
ウエハー上に形成したレジスト膜と、そのレジスト膜上
に形成した水溶性樹脂膜とを含み、その水溶性樹脂膜は
光酸発生剤を含有している構成とした。その場合、レジ
スト膜としては、酸発生剤を含む化学増幅系ポジ型レジ
スト膜であることが大変好適である。また、レジスト膜
としては、フォトレジスト膜として用いることもでき
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本
発明の実施の形態に係るレジストパターン形成方法を説
明する工程図である。
て図面を参照して説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本
発明の実施の形態に係るレジストパターン形成方法を説
明する工程図である。
【００１２】本実施の形態では、化学増幅系ポジ型レジ
ストの表面難溶化層を解消するために、その原因である
レジスト表面で失活した酸を、光酸発生剤を含有する上
層水溶性樹脂膜にて補償し、表面難溶化層の形成を抑制
するようにしている。
ストの表面難溶化層を解消するために、その原因である
レジスト表面で失活した酸を、光酸発生剤を含有する上
層水溶性樹脂膜にて補償し、表面難溶化層の形成を抑制
するようにしている。
【００１３】図１（ａ）は、ウェハー１０１上に形成さ
れた化学増幅系ポジ型レジスト膜（レジスト）１０２を
示している。図１（ｂ）は、レジスト１０２上に、光酸
発生剤を含有する水溶性樹脂膜１０３を形成し、所望の
半導体集積回路パターンを描いたマスクまたはレチクル
（何れも図示せず）を通して遠紫外光１０４により露光
している状態を示している。
れた化学増幅系ポジ型レジスト膜（レジスト）１０２を
示している。図１（ｂ）は、レジスト１０２上に、光酸
発生剤を含有する水溶性樹脂膜１０３を形成し、所望の
半導体集積回路パターンを描いたマスクまたはレチクル
（何れも図示せず）を通して遠紫外光１０４により露光
している状態を示している。
【００１４】光酸発生剤としては、トリフェニルサルフ
ォニウム=トリフレート等が用いられる。そして、水溶
性樹脂としては、レジスト１０２とミキシングしない水
溶性ポリマーであればいかなるものでも用いることがで
きる。また、光酸発生剤の配合割合については、水溶性
樹脂膜１０３の露光部分に発生した酸が、レジスト１０
２表面で失活した酸を補償することができる程度に含有
させていでば十分である。
ォニウム=トリフレート等が用いられる。そして、水溶
性樹脂としては、レジスト１０２とミキシングしない水
溶性ポリマーであればいかなるものでも用いることがで
きる。また、光酸発生剤の配合割合については、水溶性
樹脂膜１０３の露光部分に発生した酸が、レジスト１０
２表面で失活した酸を補償することができる程度に含有
させていでば十分である。
【００１５】図２で示す従来方法のように、ウエハー２
０１上のレジスト２０２上に水溶性樹脂膜３０３を形成
し、レジスト２０２と空気を遮断した場合においても、
露光後ＰＥＢ処理までのひきおさ時間中に生じるレジス
ト２０２表面での酸の失活を完全に防止することは難し
い。
０１上のレジスト２０２上に水溶性樹脂膜３０３を形成
し、レジスト２０２と空気を遮断した場合においても、
露光後ＰＥＢ処理までのひきおさ時間中に生じるレジス
ト２０２表面での酸の失活を完全に防止することは難し
い。
【００１６】しかし、本発明の場合、光酸発生剤を含有
する水溶性樹脂膜１０３の露光部分に発生した酸が、レ
ジスト１０２表面で失活した酸を補償することができ
る。そのため、ＰＥＢ処理、それに続いて現像処理を施
すことにより、図１（ｃ）のような表面難溶化層のない
矩形なレジストパターン１０５を得ることができる。
する水溶性樹脂膜１０３の露光部分に発生した酸が、レ
ジスト１０２表面で失活した酸を補償することができ
る。そのため、ＰＥＢ処理、それに続いて現像処理を施
すことにより、図１（ｃ）のような表面難溶化層のない
矩形なレジストパターン１０５を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明のレジストパ
ターン形成方法は、化学増幅系ポジ型レジストパターン
のＴ型形状を完全に解消することができ、矩形なレジス
トパターンを得ることができる。その結果、解像度、焦
点深度、寸法精度とも格段（１０％以上）の向上を図る
ことができる。
ターン形成方法は、化学増幅系ポジ型レジストパターン
のＴ型形状を完全に解消することができ、矩形なレジス
トパターンを得ることができる。その結果、解像度、焦
点深度、寸法精度とも格段（１０％以上）の向上を図る
ことができる。
【００１８】特に微細パターン形成に対してはその効果
は大きく、矩形のレジストパターンを再現性よく形成す
ることができる。
は大きく、矩形のレジストパターンを再現性よく形成す
ることができる。
【図１】本発明の実施例のレジストパターンの形成方法
を説明する工程図である。
を説明する工程図である。
【図２】従来のレジストパターン形成方法を説明する工
程図である。
程図である。
【図３】従来のレジストパターン形成方法を説明する工
程図である。
程図である。
１０１、２０１、３０１ ウェハー（半導体基板） １０２、２０２、３０２ 化学増幅系ポジ型レジスト
（レジスト膜） １０３ 光酸発生剤を含有する水溶性樹脂膜 ２０３ 従来の水溶性樹脂膜 １０４、２０４、３０４ 遠紫外光 １０５、２０５、３０５ レジストパターン
（レジスト膜） １０３ 光酸発生剤を含有する水溶性樹脂膜 ２０３ 従来の水溶性樹脂膜 １０４、２０４、３０４ 遠紫外光 １０５、２０５、３０５ レジストパターン
Claims (6)
- 【請求項１】 酸発生剤を含む化学増幅系ポジ型レジス
トフォトレジスト膜上に光酸発生剤を含有する上層水溶
性樹脂膜を形成し、その上層水溶性樹脂膜によって、フ
ォトレジスト膜表面で失活した酸を補償し、表面難溶化
層の形成を抑制することを特徴とする、レジストパター
ン形成方法。 - 【請求項２】 酸発生剤を含む化学増幅糸ポジ型レジス
トのフォトレジスト膜が形成された半導体基板に、所望
の半導体集積回路パターンを描いたマスクまたはレチク
ルを通して露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓｕｒ
ｅ ｂａｋｅ）処理後、現像液を用いて現像し、フォト
レジストパターンを形成するレジストパターンの形成方
法において、フォトレジスト膜上に、光酸発生剤を含有
する水溶性樹脂膜を形成することを特徴とするレジスト
パターン形成方法。 - 【請求項３】 前記光酸発生剤を含有する水溶性樹脂膜
の上からパターン露光することを特徴とする、請求項１
又は２記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項４】 表面にレジストパターンを形成するため
の半導体基板であって、ウエハーと、そのウエハー上に
形成したレジスト膜と、そのレジスト膜上に形成した水
溶性樹脂膜とを含み、その水溶性樹脂膜は光酸発生剤を
含有していることを特徴とする、半導体基板。 - 【請求項５】 前記レジスト膜が、酸発生剤を含む化学
増幅系ポジ型レジスト膜であることを特徴とする、請求
項４記載の半導体基板。 - 【請求項６】 前記レジスト膜がフォトレジスト膜であ
ることを特徴とする、請求項４又は５記載の半導体基
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9334816A JPH11153871A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | レジストパターン形成方法及び半導体基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9334816A JPH11153871A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | レジストパターン形成方法及び半導体基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153871A true JPH11153871A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18281545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9334816A Pending JPH11153871A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | レジストパターン形成方法及び半導体基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11153871A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023699A (ja) * | 2004-06-09 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 多層体、レジストパターン形成方法、微細加工パターンを有する装置の製造方法および電子装置 |
| JP2006216928A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Winbond Electron Corp | 液浸リソグラフィ・プロセスとそのプロセス用構造 |
| US7524772B2 (en) | 2003-05-09 | 2009-04-28 | Panasonic Corporation | Pattern formation method |
-
1997
- 1997-11-20 JP JP9334816A patent/JPH11153871A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7524772B2 (en) | 2003-05-09 | 2009-04-28 | Panasonic Corporation | Pattern formation method |
| US8080364B2 (en) | 2003-05-09 | 2011-12-20 | Panasonic Corporation | Pattern formation method |
| JP2006023699A (ja) * | 2004-06-09 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 多層体、レジストパターン形成方法、微細加工パターンを有する装置の製造方法および電子装置 |
| US8313892B2 (en) | 2004-06-09 | 2012-11-20 | Fujitsu Limited | Multi-layer body, method for forming resist pattern, method for manufacturing device having pattern by fine processing and electronic device |
| JP2006216928A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Winbond Electron Corp | 液浸リソグラフィ・プロセスとそのプロセス用構造 |
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