JP2000112150A - パターン形成されたレジスト膜の処理方法 - Google Patents
パターン形成されたレジスト膜の処理方法Info
- Publication number
- JP2000112150A JP2000112150A JP28397798A JP28397798A JP2000112150A JP 2000112150 A JP2000112150 A JP 2000112150A JP 28397798 A JP28397798 A JP 28397798A JP 28397798 A JP28397798 A JP 28397798A JP 2000112150 A JP2000112150 A JP 2000112150A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- water
- resist pattern
- film
- treating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温にしてもパターン形状が変化することを
抑えた、パターン形成されたレジスト膜の処理方法を提
供する。 【解決手段】 溶解阻止剤を含有する化学増幅型レジス
トからなるパターンレジスト膜１１Ａに、水溶性架橋剤
を塗布して所定時間接触させて、水溶性架橋剤をレジス
トパターン膜１１Ａの上層及び側層に浸入させ、更に、
残留している水溶性架橋剤を水洗により除去する。次い
で、第１の所定条件で基板を熱処理して、浸入した水溶
性架橋剤とレジストパターン膜を構成する樹脂とにより
熱架橋反応を生じさせて、レジストパターン膜１１Ａの
上層及び側層を硬化させ、エッチング耐性の高い熱架橋
層１６を形成する。更に、第１の所定条件より温度の高
い第２の所定条件で基板を熱処理して、レジストパター
ン膜の上層及び側層に含まれる溶解阻止剤を熱分解し
て、エッチング耐性及び耐熱性の高い層１７を形成す
る。
抑えた、パターン形成されたレジスト膜の処理方法を提
供する。 【解決手段】 溶解阻止剤を含有する化学増幅型レジス
トからなるパターンレジスト膜１１Ａに、水溶性架橋剤
を塗布して所定時間接触させて、水溶性架橋剤をレジス
トパターン膜１１Ａの上層及び側層に浸入させ、更に、
残留している水溶性架橋剤を水洗により除去する。次い
で、第１の所定条件で基板を熱処理して、浸入した水溶
性架橋剤とレジストパターン膜を構成する樹脂とにより
熱架橋反応を生じさせて、レジストパターン膜１１Ａの
上層及び側層を硬化させ、エッチング耐性の高い熱架橋
層１６を形成する。更に、第１の所定条件より温度の高
い第２の所定条件で基板を熱処理して、レジストパター
ン膜の上層及び側層に含まれる溶解阻止剤を熱分解し
て、エッチング耐性及び耐熱性の高い層１７を形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成され
たレジスト膜の処理方法に関し、更に詳しくは、高温に
してもパターン形状が変化することを抑えた、パターン
形成されたレジスト膜の処理方法に関するものである。
たレジスト膜の処理方法に関し、更に詳しくは、高温に
してもパターン形状が変化することを抑えた、パターン
形成されたレジスト膜の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体集積回路（ＬＳＩ）の高集
積化に伴い、高解像のレジストパターンを形成すること
が要求され、これに伴い、高感度、高解像性で且つドラ
イエッチング耐性に優れているレジスト材料が要求され
ている。現在広く使用されているノボラック樹脂をベー
スとしたフォトレジストは、露光光源による光がｉ線
（波長３６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザ光（波長
２４８ｎｍ）へと短波長になるに伴い、光透過性の観点
で難点が生じ、使用することが困難になっている。この
ため、触媒反応を利用した化学増幅型レジスト（化学増
幅系レジスト）が注目され、プロセスへの適用が鋭意検
討されている。また、化学増幅系レジストは、遠紫外線
のみならず、電子線やＸ線等のリソグラフィーのレジス
ト材料としても有望である。以下、図面を参照し、例を
挙げて従来のレジストパターン形成方法を説明する。
積化に伴い、高解像のレジストパターンを形成すること
が要求され、これに伴い、高感度、高解像性で且つドラ
イエッチング耐性に優れているレジスト材料が要求され
ている。現在広く使用されているノボラック樹脂をベー
スとしたフォトレジストは、露光光源による光がｉ線
（波長３６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザ光（波長
２４８ｎｍ）へと短波長になるに伴い、光透過性の観点
で難点が生じ、使用することが困難になっている。この
ため、触媒反応を利用した化学増幅型レジスト（化学増
幅系レジスト）が注目され、プロセスへの適用が鋭意検
討されている。また、化学増幅系レジストは、遠紫外線
のみならず、電子線やＸ線等のリソグラフィーのレジス
ト材料としても有望である。以下、図面を参照し、例を
挙げて従来のレジストパターン形成方法を説明する。
【０００３】図２及び図３に、それぞれ、代表的な化学
増幅系ポジ型レジストの反応式を示す。図２に示すよう
に、露光により酸発生剤（ＰＡＧ）から酸が発生する。
この酸は、図３に示すように、熱（図３の△）が与えら
れると触媒として作用して、溶解阻止剤であるターシャ
リーブトキシカルボニル（ｔ−ＢＯＣ：ｔ−ｂｕｔｏｘ
ｙｃａｒｂｏｎｙｌ）基を次々と脱離させる反応を起こ
す。生成したポリヒドロキシスチレンは、アルカリ現像
液に溶解するため、ポジ型のレジストパターンが得られ
る。この化学増幅系レジストの出現によって、例えば、
ＫｒＦエキシマレーザー光によるパターニングにおいて
も高解像度、高感度で、且つ、矩形のレジスト形状を有
するレジストパターンが得られる。以下、図４を用い、
例を挙げて、これら化学増幅系ポジ型レジストを用いた
従来のレジストパターン形成方法を説明する。
増幅系ポジ型レジストの反応式を示す。図２に示すよう
に、露光により酸発生剤（ＰＡＧ）から酸が発生する。
この酸は、図３に示すように、熱（図３の△）が与えら
れると触媒として作用して、溶解阻止剤であるターシャ
リーブトキシカルボニル（ｔ−ＢＯＣ：ｔ−ｂｕｔｏｘ
ｙｃａｒｂｏｎｙｌ）基を次々と脱離させる反応を起こ
す。生成したポリヒドロキシスチレンは、アルカリ現像
液に溶解するため、ポジ型のレジストパターンが得られ
る。この化学増幅系レジストの出現によって、例えば、
ＫｒＦエキシマレーザー光によるパターニングにおいて
も高解像度、高感度で、且つ、矩形のレジスト形状を有
するレジストパターンが得られる。以下、図４を用い、
例を挙げて、これら化学増幅系ポジ型レジストを用いた
従来のレジストパターン形成方法を説明する。
【０００４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来
のレジストパターン形成方法を示す工程毎の基板断面図
である。従来、先ず、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｓ）などのシランカップリング剤によって半導体基板１
０（以下、単に基板１０という）の表面処理を行う。続
いて、回転塗布法を用いて、ＰＨＳ（ポリヒドロキシス
チレン）樹脂と酸発生剤と溶解阻止剤とからなる化学増
幅系ポジ型レジストを基板１０の上に塗布する。ＰＨＳ
樹脂は、ｔ−ＢＯＣ（ターシャリーブトキシカルボニ
ル）基や、アセタール系の溶解阻止基などに４０％〜６
０％程度保護されている樹脂である。次いで、９０℃か
ら１１０℃の間でプリベークを行い、膜厚ｔが０．７μ
ｍから１．０μｍ程度のレジスト膜１１を形成する（図
４（ａ）参照）。
のレジストパターン形成方法を示す工程毎の基板断面図
である。従来、先ず、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｓ）などのシランカップリング剤によって半導体基板１
０（以下、単に基板１０という）の表面処理を行う。続
いて、回転塗布法を用いて、ＰＨＳ（ポリヒドロキシス
チレン）樹脂と酸発生剤と溶解阻止剤とからなる化学増
幅系ポジ型レジストを基板１０の上に塗布する。ＰＨＳ
樹脂は、ｔ−ＢＯＣ（ターシャリーブトキシカルボニ
ル）基や、アセタール系の溶解阻止基などに４０％〜６
０％程度保護されている樹脂である。次いで、９０℃か
ら１１０℃の間でプリベークを行い、膜厚ｔが０．７μ
ｍから１．０μｍ程度のレジスト膜１１を形成する（図
４（ａ）参照）。
【０００５】次に、紫外線や電子線またはＸ線１２など
の光を発する露光装置を用いて露光し、露光後ベーク
（ＰＥＢ）を９０℃から１２０℃の間で行うことにより
熱エネルギーを与え、露光によってレジスト膜中に生じ
た酸を触媒として反応させる。次に、有機アルカリ水溶
液、例えば２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液を現像液として
基板上に盛り、６０〜１２０秒の間静止させて現像を行
い、最後にリンスおよび乾燥を行うことにより、図４
（ｂ）に示すように、パターン形成されたレジスト膜
（以下、レジストパターン膜という）１１Ａが形成され
る。
の光を発する露光装置を用いて露光し、露光後ベーク
（ＰＥＢ）を９０℃から１２０℃の間で行うことにより
熱エネルギーを与え、露光によってレジスト膜中に生じ
た酸を触媒として反応させる。次に、有機アルカリ水溶
液、例えば２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液を現像液として
基板上に盛り、６０〜１２０秒の間静止させて現像を行
い、最後にリンスおよび乾燥を行うことにより、図４
（ｂ）に示すように、パターン形成されたレジスト膜
（以下、レジストパターン膜という）１１Ａが形成され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、化学増幅系
レジストの耐熱性は、一般的に、レジストを構成するベ
ース樹脂の耐熱性よりも低いことが知られている。具体
的には、ベース樹脂の耐熱温度は１５０℃から１７０℃
近くあるものの、レジストの耐熱温度は１００℃から１
１０℃程度しかない。このため、以下の問題が生じてい
た。第１に、レジストパターン膜を焼結するリソグラフ
ィー最終工程すなわちポストベークの温度を１１０℃以
下にしなければならないことである。これ以上の温度で
ポストベークすると、レジストパターン膜が耐熱性不足
による熱だれ等の形状変化を起こし、矩形形状を維持で
きなくなる。第２に、次工程として行うドライエッチン
グやイオンインプランテーションなどの工程では、処理
温度が１００℃以上になることがあり、その際、レジス
トパターン膜が熱により形状変化を起こすと共に、エッ
チング前後でパターンの寸法が異なることである。すな
わち、リソグラフィーによりレジストパターンを高精度
で形成しても実際のデバイスパターンには有効に反映さ
れなく、デバイス不良が起こる。
レジストの耐熱性は、一般的に、レジストを構成するベ
ース樹脂の耐熱性よりも低いことが知られている。具体
的には、ベース樹脂の耐熱温度は１５０℃から１７０℃
近くあるものの、レジストの耐熱温度は１００℃から１
１０℃程度しかない。このため、以下の問題が生じてい
た。第１に、レジストパターン膜を焼結するリソグラフ
ィー最終工程すなわちポストベークの温度を１１０℃以
下にしなければならないことである。これ以上の温度で
ポストベークすると、レジストパターン膜が耐熱性不足
による熱だれ等の形状変化を起こし、矩形形状を維持で
きなくなる。第２に、次工程として行うドライエッチン
グやイオンインプランテーションなどの工程では、処理
温度が１００℃以上になることがあり、その際、レジス
トパターン膜が熱により形状変化を起こすと共に、エッ
チング前後でパターンの寸法が異なることである。すな
わち、リソグラフィーによりレジストパターンを高精度
で形成しても実際のデバイスパターンには有効に反映さ
れなく、デバイス不良が起こる。
【０００７】化学増幅系レジストの耐熱性が低い原因
は、樹脂を保護している溶解阻止剤にあることが報告さ
れている。これを改善するため、レジストパターンを形
成した後に遠紫外線を照射させ、溶解阻止剤を分解しＰ
ＨＳに変換させて耐熱性を上げるＵＶキュアが提案され
ている。図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、このＵＶ
キュアを図４（ｂ）に示した基板に行った際の工程毎の
基板断面図である。しかし、この方法では、レジストの
遠紫外線の透過率が高いためレジストパターン膜の内部
にまで溶解阻止剤の分解反応が生じ、レジストの体積縮
小によるレジストパターンの著しい形状劣化が起こり、
この結果、パターンの寸法変動という別の問題が発生す
る。例えば、レジストパターン膜１１Ａに遠紫外線１８
（図５（ａ）参照）を照射してなる耐熱性膜２０（図５
（ｂ）参照）は、上部の幅Ｂ’が下部の幅Ｂに比べて著
しく小さい。
は、樹脂を保護している溶解阻止剤にあることが報告さ
れている。これを改善するため、レジストパターンを形
成した後に遠紫外線を照射させ、溶解阻止剤を分解しＰ
ＨＳに変換させて耐熱性を上げるＵＶキュアが提案され
ている。図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、このＵＶ
キュアを図４（ｂ）に示した基板に行った際の工程毎の
基板断面図である。しかし、この方法では、レジストの
遠紫外線の透過率が高いためレジストパターン膜の内部
にまで溶解阻止剤の分解反応が生じ、レジストの体積縮
小によるレジストパターンの著しい形状劣化が起こり、
この結果、パターンの寸法変動という別の問題が発生す
る。例えば、レジストパターン膜１１Ａに遠紫外線１８
（図５（ａ）参照）を照射してなる耐熱性膜２０（図５
（ｂ）参照）は、上部の幅Ｂ’が下部の幅Ｂに比べて著
しく小さい。
【０００８】以上のような事情に照らして、本発明の目
的は、高温にしてもパターン形状が変化することを抑え
た、パターン形成されたレジスト膜の処理方法を提供す
ることである。
的は、高温にしてもパターン形状が変化することを抑え
た、パターン形成されたレジスト膜の処理方法を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、レジストパターン膜の表層すなわち上層及び側層
を硬化させ、更に、溶解阻止剤のうちレジストパターン
膜の表層すなわち上層及び側層に含まれる溶解阻止剤の
みを熱分解する方法を見い出し、本発明を完成するに至
った。
結果、レジストパターン膜の表層すなわち上層及び側層
を硬化させ、更に、溶解阻止剤のうちレジストパターン
膜の表層すなわち上層及び側層に含まれる溶解阻止剤の
みを熱分解する方法を見い出し、本発明を完成するに至
った。
【００１０】上記目的を達成するために、本発明に係る
パターン形成されたレジスト膜の処理方法は、溶解阻止
剤を含有する化学増幅型レジストからなり、基板上に成
膜され更にパターン形成されたレジスト膜（以下、レジ
ストパターン膜という）を処理する方法であって、レジ
ストパターン膜に水溶性架橋剤を塗布して所定時間接触
させて、水溶性架橋剤をレジストパターン膜の上層及び
側層に浸入させ、更に、残留している水溶性架橋剤を水
洗により除去する工程と、第１の所定条件で基板を熱処
理して、浸入した水溶性架橋剤とレジストパターン膜と
により熱架橋反応を生じさせて、レジストパターン膜の
上層及び側層を硬化させる工程（熱架橋反応工程）と、
第１の所定条件より温度の高い第２の所定条件で基板を
熱処理して、レジストパターン膜の上層及び側層に含ま
れる溶解阻止剤を熱分解する工程（熱分解工程）とを備
えていることを特徴としている。
パターン形成されたレジスト膜の処理方法は、溶解阻止
剤を含有する化学増幅型レジストからなり、基板上に成
膜され更にパターン形成されたレジスト膜（以下、レジ
ストパターン膜という）を処理する方法であって、レジ
ストパターン膜に水溶性架橋剤を塗布して所定時間接触
させて、水溶性架橋剤をレジストパターン膜の上層及び
側層に浸入させ、更に、残留している水溶性架橋剤を水
洗により除去する工程と、第１の所定条件で基板を熱処
理して、浸入した水溶性架橋剤とレジストパターン膜と
により熱架橋反応を生じさせて、レジストパターン膜の
上層及び側層を硬化させる工程（熱架橋反応工程）と、
第１の所定条件より温度の高い第２の所定条件で基板を
熱処理して、レジストパターン膜の上層及び側層に含ま
れる溶解阻止剤を熱分解する工程（熱分解工程）とを備
えていることを特徴としている。
【００１１】本発明では、熱架橋反応工程によりエッチ
ング耐性を向上させ、熱分解工程により耐熱性を向上さ
せている。これにより、レジストパターン膜とアルミな
どの配線材料とのエッチング選択比を大きくすることが
できるとともに、次工程のドライエッチングやイオンイ
ンプランテーションなどの高温処理を行う際、熱だれ等
によるレジストパターンの形状劣化を抑えることができ
る。よって、良好なデバイスパターン形状を得ることが
できる。また、レジスト膜の薄膜化も可能となるため、
より微細なレジストパターンの形成が可能となる。
ング耐性を向上させ、熱分解工程により耐熱性を向上さ
せている。これにより、レジストパターン膜とアルミな
どの配線材料とのエッチング選択比を大きくすることが
できるとともに、次工程のドライエッチングやイオンイ
ンプランテーションなどの高温処理を行う際、熱だれ等
によるレジストパターンの形状劣化を抑えることができ
る。よって、良好なデバイスパターン形状を得ることが
できる。また、レジスト膜の薄膜化も可能となるため、
より微細なレジストパターンの形成が可能となる。
【００１２】水溶性架橋剤は、一例としてはエポキシ化
合物を含有し、別の一例としてはヘキサメチロールメラ
ミンを含有する。化学増幅型レジストは、例えば、ポリ
ヒドロキシスチレン樹脂と、紫外線の照射により酸を発
生する酸発生剤と、溶解阻止剤とからなる。
合物を含有し、別の一例としてはヘキサメチロールメラ
ミンを含有する。化学増幅型レジストは、例えば、ポリ
ヒドロキシスチレン樹脂と、紫外線の照射により酸を発
生する酸発生剤と、溶解阻止剤とからなる。
【００１３】水溶性架橋剤をレジストパターン膜に接触
させる所定時間は、通常、６０秒から１２０秒の範囲内
である。好適には、第１の所定条件は、熱処理温度が９
０℃から１１０℃の範囲内、熱処理時間が３０秒から１
２０秒の範囲内である。これにより、熱架橋反応工程を
良好に行うことができる。また好適には、第２の所定条
件は、熱処理温度が１３５℃から１５０℃の範囲内、熱
処理時間が１０秒から２０秒の範囲内である。これによ
り、熱分解工程を良好に行うことができる。
させる所定時間は、通常、６０秒から１２０秒の範囲内
である。好適には、第１の所定条件は、熱処理温度が９
０℃から１１０℃の範囲内、熱処理時間が３０秒から１
２０秒の範囲内である。これにより、熱架橋反応工程を
良好に行うことができる。また好適には、第２の所定条
件は、熱処理温度が１３５℃から１５０℃の範囲内、熱
処理時間が１０秒から２０秒の範囲内である。これによ
り、熱分解工程を良好に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより
詳細に説明する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明の一実施形態例である。図１
（ａ）から（ｆ）は、本実施形態例で行うパターン形成
されたレジスト膜の処理方法での工程毎の基板断面図で
ある。本実施形態例では、まず、従来と同様にして、Ｐ
ＨＳ樹脂と酸発生剤と溶解阻止剤とからなる化学増幅系
ポジ型レジストを用いてレジスト膜１１を、０．７μｍ
から１．０μｍ程度の膜厚ｔを有するように基板１０の
上に成膜し（図１（ａ）参照）、続いて、露光、現像、
リンスおよび乾燥を行い、図１（ｂ）に示すようなレジ
ストパターン膜１１Ａを形成する。
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより
詳細に説明する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明の一実施形態例である。図１
（ａ）から（ｆ）は、本実施形態例で行うパターン形成
されたレジスト膜の処理方法での工程毎の基板断面図で
ある。本実施形態例では、まず、従来と同様にして、Ｐ
ＨＳ樹脂と酸発生剤と溶解阻止剤とからなる化学増幅系
ポジ型レジストを用いてレジスト膜１１を、０．７μｍ
から１．０μｍ程度の膜厚ｔを有するように基板１０の
上に成膜し（図１（ａ）参照）、続いて、露光、現像、
リンスおよび乾燥を行い、図１（ｂ）に示すようなレジ
ストパターン膜１１Ａを形成する。
【００１５】次いで、エポキシ化合物を用いた水溶性架
橋剤１３を基板上に盛り、６０秒から１２０秒の間、基
板を静止させる。これにより、図１（ｃ）の矢印１４で
示すように、レジストパターン膜１１Ａの表層、すなわ
ち上層及び側層に水溶性架橋剤が浸入する。更に、処理
温度を９０℃から１００℃の間にして、６０秒間、加熱
器（ホットプレート）１５内にこの基板を入れて第１の
熱処理を行う（図１（ｄ）参照）。この結果、浸入した
水溶性架橋剤、及び、加熱器から与えられる熱エネルギ
ーにより、レジストパターン膜１１Ａの表層に含まれる
ベース樹脂に熱架橋反応が生じ、表層は、硬化してエッ
チング耐性の高い熱架橋層１６となる。
橋剤１３を基板上に盛り、６０秒から１２０秒の間、基
板を静止させる。これにより、図１（ｃ）の矢印１４で
示すように、レジストパターン膜１１Ａの表層、すなわ
ち上層及び側層に水溶性架橋剤が浸入する。更に、処理
温度を９０℃から１００℃の間にして、６０秒間、加熱
器（ホットプレート）１５内にこの基板を入れて第１の
熱処理を行う（図１（ｄ）参照）。この結果、浸入した
水溶性架橋剤、及び、加熱器から与えられる熱エネルギ
ーにより、レジストパターン膜１１Ａの表層に含まれる
ベース樹脂に熱架橋反応が生じ、表層は、硬化してエッ
チング耐性の高い熱架橋層１６となる。
【００１６】次いで、処理温度を１３５℃から１５０℃
の高温にして、同様に加熱器（ホットプレート）１５を
用いて第２の熱処理を行う。この時の処理時間は１５秒
以下とする。これにより、レジストパターン膜１１Ａを
構成する樹脂を保護している溶解阻止剤のうち、レジス
トパターン膜１１Ａの表層に含まれる溶解阻止剤のみを
熱分解、すなわちｔ−ＢＯＣ基を熱分解する。これによ
り、エッチング耐性及び耐熱性の高い層１７が外側に形
成される（図１（ｅ）参照）。加熱器１５から取り出し
た基板（図１（ｆ）参照）は、この後、このレジストパ
ターン膜をマスクとして用いてプラズマエッチングやイ
オンインプランテーション等の処理を行っても、層１７
の幅Ｂ1 は処理前後で変化せず、熱だれ等によるレジス
トパターン膜の形状劣化が生じることはない。従って、
良好なデバイスパターンが得られる。
の高温にして、同様に加熱器（ホットプレート）１５を
用いて第２の熱処理を行う。この時の処理時間は１５秒
以下とする。これにより、レジストパターン膜１１Ａを
構成する樹脂を保護している溶解阻止剤のうち、レジス
トパターン膜１１Ａの表層に含まれる溶解阻止剤のみを
熱分解、すなわちｔ−ＢＯＣ基を熱分解する。これによ
り、エッチング耐性及び耐熱性の高い層１７が外側に形
成される（図１（ｅ）参照）。加熱器１５から取り出し
た基板（図１（ｆ）参照）は、この後、このレジストパ
ターン膜をマスクとして用いてプラズマエッチングやイ
オンインプランテーション等の処理を行っても、層１７
の幅Ｂ1 は処理前後で変化せず、熱だれ等によるレジス
トパターン膜の形状劣化が生じることはない。従って、
良好なデバイスパターンが得られる。
【００１７】実施形態例２ 本実施形態例では、実施形態例１と同様にして、化学増
幅系ポジ型レジストからなるレジスト膜を形成し、続い
て、露光、現像、リンスおよび乾燥を行って、レジスト
パターン膜を形成する。次いで、ヘキサメチロールメラ
ミンを用いた水溶性架橋剤を半導体基板上に盛り、６０
秒から１２０秒の間、半導体基板を静止させる。この
後、加熱器（ホットプレート）を用いて、処理温度１０
０℃、処理時間６０秒で第１の熱処理を行う。これによ
り、レジストパターン膜の表層に浸入した水溶性架橋剤
と加熱器から与えられた熱エネルギーとによって熱架橋
反応が起こる。このようにして、ベース樹脂を架橋させ
レジストパターン膜の表層を硬化させることができる。
次に処理温度を１３５℃から１５０℃の高温で同様に加
熱器（ホットプレート）を用いて第２の熱処理を行う。
この時の処理時間は１５秒以下とする。これにより、レ
ジストパターン膜を構成する樹脂を保護している溶解阻
止剤のうち、レジストパターン膜の表層に含まれる溶解
阻止剤のみを熱分解、すなわちｔ−ＢＯＣ基を熱分解す
る。これにより、実施形態例１と同様、エッチング耐性
及び耐熱性の高い層が外側に形成される。この後、この
レジストパターン膜をマスクとして用いてプラズマエッ
チングやイオンインプランテーションを行っても、レジ
ストパターン膜に熱だれ等の形状劣化が起こることはな
く、従って、良好なデバイスパターンが得られる。
幅系ポジ型レジストからなるレジスト膜を形成し、続い
て、露光、現像、リンスおよび乾燥を行って、レジスト
パターン膜を形成する。次いで、ヘキサメチロールメラ
ミンを用いた水溶性架橋剤を半導体基板上に盛り、６０
秒から１２０秒の間、半導体基板を静止させる。この
後、加熱器（ホットプレート）を用いて、処理温度１０
０℃、処理時間６０秒で第１の熱処理を行う。これによ
り、レジストパターン膜の表層に浸入した水溶性架橋剤
と加熱器から与えられた熱エネルギーとによって熱架橋
反応が起こる。このようにして、ベース樹脂を架橋させ
レジストパターン膜の表層を硬化させることができる。
次に処理温度を１３５℃から１５０℃の高温で同様に加
熱器（ホットプレート）を用いて第２の熱処理を行う。
この時の処理時間は１５秒以下とする。これにより、レ
ジストパターン膜を構成する樹脂を保護している溶解阻
止剤のうち、レジストパターン膜の表層に含まれる溶解
阻止剤のみを熱分解、すなわちｔ−ＢＯＣ基を熱分解す
る。これにより、実施形態例１と同様、エッチング耐性
及び耐熱性の高い層が外側に形成される。この後、この
レジストパターン膜をマスクとして用いてプラズマエッ
チングやイオンインプランテーションを行っても、レジ
ストパターン膜に熱だれ等の形状劣化が起こることはな
く、従って、良好なデバイスパターンが得られる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、水溶性架橋剤をレジス
トパターン膜の上層及び側層に浸入させる工程と、浸入
した水溶性架橋剤とレジストパターン膜とにより熱架橋
反応を生じさせて、レジストパターン膜の上層及び側層
を硬化させる工程と、レジストパターン膜の上層及び側
層に含まれる溶解阻止剤を熱分解する工程とを備えてい
る。これにより、レジストパターン膜の上層及び側層の
エッチング耐性及び耐熱性を向上させることができる。
従って、レジストパターン膜のエッチレートを下げるこ
とができ、アルミなどの配線材料とのエッチング選択比
を大きくすることが可能となる。しかも、この後、ドラ
イエッチングやイオンインプランテーションなどの高温
処理を行う際、レジストパターン膜に熱だれなどが生じ
ることを抑えることができるので、良好なデバイスパタ
ーン形状が得られる。更に、レジスト膜厚の薄膜化が可
能になるため、より微細なレジストパターンの形成が可
能になる。
トパターン膜の上層及び側層に浸入させる工程と、浸入
した水溶性架橋剤とレジストパターン膜とにより熱架橋
反応を生じさせて、レジストパターン膜の上層及び側層
を硬化させる工程と、レジストパターン膜の上層及び側
層に含まれる溶解阻止剤を熱分解する工程とを備えてい
る。これにより、レジストパターン膜の上層及び側層の
エッチング耐性及び耐熱性を向上させることができる。
従って、レジストパターン膜のエッチレートを下げるこ
とができ、アルミなどの配線材料とのエッチング選択比
を大きくすることが可能となる。しかも、この後、ドラ
イエッチングやイオンインプランテーションなどの高温
処理を行う際、レジストパターン膜に熱だれなどが生じ
ることを抑えることができるので、良好なデバイスパタ
ーン形状が得られる。更に、レジスト膜厚の薄膜化が可
能になるため、より微細なレジストパターンの形成が可
能になる。
【図１】図１（ａ）から（ｆ）は、実施形態例１で行う
パターン形成されたレジスト膜の処理方法での工程毎の
基板断面図である。
パターン形成されたレジスト膜の処理方法での工程毎の
基板断面図である。
【図２】化学増幅系ポジ型レジストの反応式である。
【図３】化学増幅系ポジ型レジストの反応式である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来のレ
ジストパターン形成方法を示す工程毎の基板断面図であ
る。
ジストパターン形成方法を示す工程毎の基板断面図であ
る。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来のＵ
Ｖキュアを図４（ｂ）に示した基板に行った際の工程毎
の基板断面図である。
Ｖキュアを図４（ｂ）に示した基板に行った際の工程毎
の基板断面図である。
１０ 半導体基板（基板） １１ レジスト膜 １１Ａ レジストパターン膜 １２ 紫外線や電子線またはＸ線 １３ 水溶性架橋剤 １４ 矢印 １５ 加熱器（ホットプレート） １６ 熱架橋層 １７ 層 １８ 遠紫外線 ２０ 耐熱性膜
Claims (7)
- 【請求項１】 溶解阻止剤を含有する化学増幅型レジス
トからなり、基板上に成膜され更にパターン形成された
レジスト膜（以下、レジストパターン膜という）を処理
する方法であって、 レジストパターン膜に水溶性架橋剤を塗布して所定時間
接触させて、水溶性架橋剤をレジストパターン膜の上層
及び側層に浸入させ、更に、残留している水溶性架橋剤
を水洗により除去する工程と、 第１の所定条件で基板を熱処理して、浸入した水溶性架
橋剤とレジストパターン膜とにより熱架橋反応を生じさ
せて、レジストパターン膜の上層及び側層を硬化させる
工程と、 第１の所定条件より温度の高い第２の所定条件で基板を
熱処理して、レジストパターン膜の上層及び側層に含ま
れる溶解阻止剤を熱分解する工程とを備えていることを
特徴とするパターン形成されたレジスト膜の処理方法。 - 【請求項２】 水溶性架橋剤が、エポキシ化合物を含有
することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成さ
れたレジスト膜の処理方法。 - 【請求項３】 水溶性架橋剤が、ヘキサメチロールメラ
ミンを含有することを特徴とする請求項１に記載のパタ
ーン形成されたレジスト膜の処理方法。 - 【請求項４】 化学増幅型レジストが、ポリヒドロキシ
スチレン樹脂と、紫外線の照射により酸を発生する酸発
生剤と、溶解阻止剤とからなることを特徴とする請求項
１から３のうち何れか１項に記載のパターン形成された
レジスト膜の処理方法。 - 【請求項５】 水溶性架橋剤をレジストパターン膜に接
触させる所定時間は、６０秒から１２０秒の範囲内であ
ることを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項に
記載のパターン形成されたレジスト膜の処理方法。 - 【請求項６】 第１の所定条件は、熱処理温度が９０℃
から１１０℃の範囲内、熱処理時間が３０秒から１２０
秒の範囲内であることを特徴とする請求項１から５のう
ち何れか１項に記載のパターン形成されたレジスト膜の
処理方法。 - 【請求項７】 第２の所定条件は、熱処理温度が１３５
℃から１５０℃の範囲内、熱処理時間が１０秒から２０
秒の範囲内であることを特徴とする請求項１から６のう
ち何れか１項に記載のパターン形成されたレジスト膜の
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28397798A JP3063745B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | パターン形成されたレジスト膜の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28397798A JP3063745B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | パターン形成されたレジスト膜の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000112150A true JP2000112150A (ja) | 2000-04-21 |
| JP3063745B2 JP3063745B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=17672696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28397798A Expired - Lifetime JP3063745B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | パターン形成されたレジスト膜の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063745B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6635408B2 (en) * | 2000-02-25 | 2003-10-21 | Tdk Corporation | Resist pattern forming method, frame plating method and manufacturing method of thin-film magnetic head |
| US6641984B2 (en) * | 2000-05-16 | 2003-11-04 | Tdk Corporation | Method of frame plating and method of forming magnetic pole of thin-film magnetic head |
| WO2006080428A1 (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | レジストパターン形成方法 |
| JP2009294630A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-12-17 | Fujifilm Corp | レジストパターン形成用表面処理剤および該表面処理剤を用いたレジストパターン形成方法 |
| US8026047B2 (en) * | 2005-01-27 | 2011-09-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Resist pattern forming method, supercritical processing solution for lithography process, and antireflection film forming method |
-
1998
- 1998-10-06 JP JP28397798A patent/JP3063745B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6635408B2 (en) * | 2000-02-25 | 2003-10-21 | Tdk Corporation | Resist pattern forming method, frame plating method and manufacturing method of thin-film magnetic head |
| US6641984B2 (en) * | 2000-05-16 | 2003-11-04 | Tdk Corporation | Method of frame plating and method of forming magnetic pole of thin-film magnetic head |
| WO2006080428A1 (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | レジストパターン形成方法 |
| JP2006208721A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レジストパターン形成方法 |
| JP4630077B2 (ja) * | 2005-01-27 | 2011-02-09 | 日本電信電話株式会社 | レジストパターン形成方法 |
| US7977036B2 (en) | 2005-01-27 | 2011-07-12 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Resist pattern forming method |
| US8026047B2 (en) * | 2005-01-27 | 2011-09-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Resist pattern forming method, supercritical processing solution for lithography process, and antireflection film forming method |
| JP2009294630A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-12-17 | Fujifilm Corp | レジストパターン形成用表面処理剤および該表面処理剤を用いたレジストパターン形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3063745B2 (ja) | 2000-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4476979B2 (ja) | 半導体基板の液浸リソグラフィ形成方法および半導体ウェハの処理方法 | |
| US7566525B2 (en) | Method for forming an anti-etching shielding layer of resist patterns in semiconductor fabrication | |
| TWI483079B (zh) | Pattern formation method | |
| US6337175B1 (en) | Method for forming resist pattern | |
| KR100555497B1 (ko) | 미세 패턴 형성 방법 | |
| JPH07261393A (ja) | ネガ型レジスト組成物 | |
| JP2009534870A (ja) | パターン内の最小ピッチを短縮させる方法 | |
| JPH07261392A (ja) | 化学増幅レジスト及びこれを用いるレジストパターンの形成方法 | |
| US11061332B2 (en) | Methods for sensitizing photoresist using flood exposures | |
| JP2005519456A (ja) | 二波長を使用した自己整合パターンの形成 | |
| JP3077648B2 (ja) | 化学増幅系レジストのパターン形成方法 | |
| JP3063745B2 (ja) | パターン形成されたレジスト膜の処理方法 | |
| US20050181313A1 (en) | Method for forming openings in a substrate using a packing and unpacking process | |
| JPH1195418A (ja) | フォトレジスト膜及びパターン形成方法 | |
| JPH1145843A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH1055068A (ja) | 高分解能リソグラフィを用いる半導体装置の製造方法及び装置 | |
| JP2001326153A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH0786127A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| KR100451508B1 (ko) | 반도체 소자의 콘택홀 형성방법 | |
| KR960015640B1 (ko) | 포토레지스트 패턴 형성방법 | |
| US7799514B1 (en) | Surface treatment with an acidic composition to prevent substrate and environmental contamination | |
| KR20070051008A (ko) | 포토레지스트 패턴 형성 방법 | |
| US7226718B2 (en) | Non-outgassing low activation energy resist | |
| KR100278915B1 (ko) | 반도체 소자의 감광막 패턴 제조방법 | |
| JPH10207072A (ja) | リソグラフィー方法 |