JP2000284503A - フォトレジスト膜現像液およびそれを用いた現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高解像性を有し、矩形性に富んだ寸法精度の
よいフォトレジストパターンを形成することが可能なフ
ォトレジスト膜現像液および現像方法の提供。 【解決手段】 テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
を主成分とする半導体装置製造用のフォトレジスト膜用
現像液にポリヒドロキシスチレンまたはアクリル酸系樹
脂を添加することを特徴とするフォトレジスト用現像液
およびそれを用いた現像方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置製造用の
フォトレジスト膜現像液およびそれを用いた現像方法に
関する。

【０００２】

【従来技術】近年、半導体集積回路の高集積化および微
細化に伴い、リソグラフィ技術においても、露光光源が
ｉ線（３６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザ（２４８
ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、電子
線、Ｘ線と、短波長化が進められている。それに伴い、
レジストの性能も、高透過性、高解像性、高感度が要求
されるようになり、その為、触媒反応を利用した化学増
幅型レジストが注目されている。

【０００３】化学増幅型レジストは、ベース樹脂と酸発
生剤（ＰＡＧ）からなり、３成分系の場合は溶解阻害剤
や架橋剤などが含まれている。化学増幅型レジストは、
光化学反応により触媒作用のある物質である酸あるいは
塩基を生成させ、引き続き行う露光後ベーク（ＰＥＢ：
poat exposure baking）中に、この物質と生成高分子中
の官能基あるいは官能物質を反応させ、この反応に伴い
発現する物性反応を利用しレジストパターンの形成を行
うものである。

【０００４】代表的な化学増幅ポジ型レジストの反応例
を図５に示す。図５（ａ）に示すように、露光により酸
発生剤（ＰＡＧ）から発生した酸は触媒として働き、図
５（ｂ）に示す１つのターシャリ−ブトキシカルボニル
（ｔ−ＢＯＣ）基を脱離させ、アルカリ現像液に可溶な
ポリヒドロキシスチレン（以下ＰＨＳまたはＰＨＳ樹脂
と略称する）とする。このため、露光部分のアルカリ現
像液に対する溶解速度が増加し除去され、ポジ型のレジ
ストパターンが形成される。酸発生反応は１つの光子
（電子）の作用により最大１つの反応しか起きないが、
ｔ−ＢＯＣ分解反応では、分解反応後も酸が存在し、よ
り多くの反応に寄与できる。この為、化学増幅型レジス
トと呼ばれている。

【０００５】このようなレジストを用いたパターン形成
プロセスを図４（ａ）〜（ｄ）に示す。

【０００６】図４（ａ）に示すように、半導体基板１１
の表面を蒸気圧の高い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疎水化処理を
行い、回転塗布法を用いてレジスト１２を半導体基板１
１上に塗布する。塗布後、残留溶媒を揮発させるため
に、１００℃前後の温度で６０〜１２０秒程度プリベー
クする。

【０００７】次に、図４（ｂ）に示すように、紫外線や
電子線またはＸ線などの露光光１３を用いた装置により
露光し、１００℃前後の温度で６０〜１２０秒程度露光
後ベーク（ＰＥＢ）を行い、熱エネルギーを与え露光に
よってレジスト１２膜中に生じた酸を触媒として反応さ
せる。

【０００８】次に、図４（ｃ）に示すように、現像液４
４を半導体基板１１上に盛り、３０〜１２０秒程度静止
して現像を行う。これにより、紫外線、電子線、Ｘ線等
を吸収し、化学的に変化したレジスト１２の露光部と化
学的に変化のない未露光部との現像液に対する溶解速度
の差を利用し、不要部分を溶出することにより、レジス
トパターン１２を形成する。この後、純水を用いたリン
ス液により、レジスト１２中の従来の現像液４４を洗浄
し、レジスト１２の現像溶解反応を停止させる。 次
に、図４（ｄ）に示すように、１００〜１１０℃の温度
で６０〜２４０秒ほどベークし、リンス乾燥を行い、レ
ジストパターン１２を形成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
法において、図１（ｂ）に示すような従来のテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド（以下ＴＭＡＨと略称す
る）の、例えば２．３８ｗｔ％水溶液単体（もしくは界
面活性剤、親水性の有機溶媒を添加したＴＭＡＨ２．３
８ｗｔ％水溶液）の現像液４４では、図４（ｄ）に示す
ように、レジストパターン１２の矩形性が損なわれた
り、高解像度化が困難であったり、寸法精度が低下した
りすることを問題とするものである。

【００１０】これは、レジスト膜１２の従来の現像液４
４に対する溶解速度、特にレジストパターン残し部（ポ
ジ型レジストでは未露光部、ネガ型レジストでは露光
部）の溶解速度である最小溶解速度（Ｒｍｉｎ）が大き
く、レジストパターン抜き部（ポジ型レジストでは露光
部、ネガ型レジストでは未露光部）の溶解速度の最大溶
解速度（Ｒｍａｘ）との比である溶解コントラストＲ
（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が大きくできないためであ
る。

【００１１】図２（ａ）に、従来の現像液４４を用いた
場合にみられるポジ型レジストの溶解速度曲線２４を示
す。縦軸は溶解速度の対数、横軸は露光量である。露光
量が増加し、ある値（最適露光量）を超えると、ポジ型
レジストの溶解速度は桁の単位で増大する。この時、最
小溶解速度（Ｒｍｉｎ）２５は未露光部の溶解速度、最
大溶解速度（Ｒｍａｘ）２６は露光部の溶解速度に相当
し、溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が大
きくできないと、レジストパターン１２の矩形性が損な
われたり、高解像度化が困難であったり、寸法精度が低
下したりする。レジストパターン残し部（ポジ型レジス
トでは未露光部、ネガ型レジストでは露光部）の溶解速
度Ｒｍｉｎ（最小溶解速度）が大きくなるのは、レジス
トパターン残し部の溶解反応がある程度起こっているか
らである。

【００１２】図５（ｂ）に示した代表的な化学増幅ポジ
型レジストを例にとると、図５（ｂ）に示した構造式に
見られるように、レジスト１２は、もともと構成樹脂と
してＰＨＳのようなアルカリ現像液に可溶な部分を持っ
ている。図１（ｂ）に示した従来のＴＭＡＨ２．３８ｗ
ｔ％水溶液単体（もしくは界面活性剤、親水性の有機溶
剤を添加したＴＭＡＨ２．３８ｗｔ％水溶液）の従来の
現像液４４を用いた場合、レジスト１２中のＰＨＳのよ
うなアルカリ現像液に可溶な部分の溶解反応は、溶解平
衡反応に到達するまで進行する。したがって、未露光部
の溶解反応がある程度起こり、最小溶解速度（Ｒｍｉ
ｎ）２５が最大溶解速度（Ｒｍａｘ）２６に対してある
程度大きな値を持ち、溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ
／Ｒｍｉｎ）が大きくできない。

【００１３】また、従来の現像液４４を用いた現像方法
においては、従来の現像液４４のレジスト膜１２への濡
れ性が重要であると考えられており、レジスト膜１２の
溶解速度をコントロールし、従来の現像液４４に対する
溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）を向上さ
せることは着目されていない。

【００１４】例えば、特開平３−８７８３８号公報に記
載されているアルカリ可溶樹脂（ＴＭＡＨ２．３８ｗｔ
％水溶液に対し０．３重量％）と有機系還元性化合物
（ＴＭＡＨ２．３８ｗｔ％水溶液に対し０．００５〜
１．０重量％）を添加した現像液４４およびそれを用い
た現像方法では、従来の現像液４４のレジスト膜１２へ
の濡れ性は向上し、現像不良の改善等には有用である
が、濡れ性が向上した結果、レジストパターン残し部
（ポジ型レジストでは未露光部、ネガ型レジストでは露
光部）の溶解速度Ｒｍｉｎ（最小溶解速度）が大きくな
り、溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が大
きくできない。

【００１５】化学増幅型レジストを用いたＫｒＦエキシ
マレーザ（２４８ｎｍ）以降のリソグラフィー技術で
は、設計ルール０．２μｍ以下の半導体装置を製造する
ため、従来よりはるかに高解像性を有し、矩形性に富ん
だ寸法精度のよいフォトレジストパターンを形成するこ
とが求められている。したがって、従来の現像液４４の
レジスト膜１２への濡れ性はもちろん重要であるが、レ
ジスト膜１２の現像液４４に対する溶解コントラストＲ
（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）を向上させることが必須であ
る。

【００１６】本発明は、以上の問題点を解決するため、
高解像性を有し、矩形性に富んだ寸法精度のよいフォト
レジストパターンを形成するフォトレジスト膜現像液を
提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち、第１の本発明
は、フォトレジスト膜現像液であるテトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液に、使用レジスト樹脂の一部
または全部を構成するアルカリ可溶部樹脂を５〜１５重
量％濃度となるように添加したことを特徴とするフォト
レジスト膜現像液を提供するものである。

【００１８】また、第２の本発明は、フォトレジスト膜
現像液であるテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液に、使用レジスト樹脂の一部または全部を構成する
アルカリ可溶部樹脂を５〜１５重量％濃度となるように
添加したフォトレジスト膜現像液を用いて被露光基板に
対して現像処理することを特徴とする現像方法を提供す
るものである。

【００１９】上記した本発明において、アルカリ可溶部
樹脂の添加量は、それぞれ８〜１２重量％濃度となるよ
うに添加することがより好ましい。

【００２０】また、上記した使用レジスト樹脂の一部を
構成するアルカリ可溶部樹脂は、アルカリ可溶樹脂Ａと
アルカリ不可溶樹脂Ｂとの共重合体樹脂より構成される
ポジ型レジストのアルカリ可溶樹脂Ａまたはアルカリ可
溶樹脂Ａ’と架橋剤Ｃより構成されるネガ型レジストの
アルカリ可溶樹脂Ａ’であることが、より一般的であ
る。

【００２１】上記において、使用レジスト樹脂が図１
（ｃ）’の場合、使用レジスト樹脂の一部または全部を
構成するアルカリ可溶部樹脂がＰＨＳ樹脂であることま
たは使用レジスト樹脂が図１（ｄ）’の場合、使用レジ
スト樹脂の一部または全部を構成するアルカリ可溶部樹
脂がアクリル酸系樹脂であることが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の半導体装置製造用のフォ
トレジスト膜現像液において、主成分として含有される
ＴＭＡＨとしては、通常用いられるものが適用可能であ
る。フォトレジスト膜現像液中のＴＭＡＨの濃度は１〜
１０重量％、好ましくは１．５〜５重量％、より一般的
には２．３８重量％水溶液として用いられる。

【００２３】本発明のフォトレジスト膜現像液に添加さ
れるＰＨＳ樹脂としては、図１（ｃ）に示す構造単位か
らなり、通常５，０００〜１５，０００、より一般的に
は１０，０００程度の平均分子量を有するＰＨＳ樹脂が
好ましいものとして利用される。

【００２４】また、同様の目的で添加されるアクリル酸
系樹脂としては、図１（ｄ）に示す構造単位からなり、
アクリル酸エステル類またはメタクリル酸エステル類の
重合体で、Ｒはメチル、エチル、ブチルまたは２エチル
ヘキシル等のアクリル酸系樹脂が好ましいものとして利
用される。

【００２５】これらのＰＨＳ樹脂およびアクリル酸系樹
脂の使用量は、ＴＭＡＨ水溶液において通常５〜１５重
量％、好ましくは８〜１２重量％の濃度となるように添
加することが好ましい。

【００２６】本発明のフォトレジスト膜現像液において
は、通常このような現像液に添加される陽イオン性界面
活性剤、非イオン性界面活性剤を併用しても良く、また
膜残渣や表面剥離、泡立ちを防止するための界面活性
剤、親水性溶剤、消泡剤等と組合せて用いることもでき
る。

【００２７】次に、図１および図２を用いて、本発明の
１つの具体例として、現像液にＰＨＳ樹脂を添加する例
を説明する。

【００２８】フォトレジスト膜現像液として、図１
（ｃ）に示すような、レジスト構成樹脂のアルカリ可溶
部ＰＨＳ樹脂入りＴＭＡＨ水溶液：例えば２．３８ｗｔ
％を用いた場合、レジストパターン残し部（ポジ型レジ
ストでは未露光部、ネガ型レジストでは露光部）の溶解
速度Ｒｍｉｎが減少し、レジストパターン抜き部（ポジ
型レジストでは露光部、ネガ型レジストでは未露光部）
の溶解速度Ｒｍａｘがほとんど影響を受けないため、結
果として溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）
が向上する。

【００２９】図２（ａ）に、図１（ｃ）に示すような、
レジスト構成樹脂のアルカリ可溶部ＰＨＳ樹脂入りＴＭ
ＡＨ水溶液：例えば２．３８ｗｔ％を用いた場合にみら
れるポジ型レジストの溶解速度曲線２１を示す。縦軸は
溶解速度の対数、横軸は露光量である。露光量が増加
し、ある値（最適露光量）を超えると、ポジ型レジスト
の溶解速度は桁の単位で増大する。この時、最小溶解速
度（Ｒｍｉｎ）２２は未露光部の溶解速度、最大溶解速
度（Ｒｍａｘ）２３は露光部の溶解速度に相当し、溶解
コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が大きいと、
高解像性を有し、矩形性に富んだ寸法精度のよいフォト
レジストパターンを形成する事ができる。

【００３０】レジスト構成樹脂のアルカリ可溶部ＰＨＳ
樹脂入りＴＭＡＨ２．３８ｗｔ％水溶液の現像液を用い
た場合は、図１（ｂ）に示した従来のＴＭＡＨ２．３８
ｗｔ％水溶液単体（もしくは界面活性剤、親水性の有機
溶媒を添加したＴＭＡＨ２．３８ｗｔ％水溶液）の現像
液を用いた場合に比べて、最小溶解速度（Ｒｍｉｎ）２
２が減少し、最大溶解速度（Ｒｍａｘ）２３がほとんど
変化しないため、結果として溶解コントラストＲ（＝Ｒ
ｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が向上する。

【００３１】レジストパターン残し部（ポジ型レジスト
未露光部、ネガ型レジストでは露光部）の溶解速度Ｒｍ
ｉｎ（最小溶解速度）が減少するのは、レジストパター
ン残し部（ポジ型レジストでは未露光部、ネガ型レジス
トでは露光部）の溶解反応が、従来の現像液を用いた場
合に比べて、進行しないことに起因する。

【００３２】図５（ｂ）に示した代表的な化学増幅ポジ
型レジストの例をとって説明すると、図５（ｂ）に示し
た構造式に見られるように、レジストは、もともと構成
樹脂としてＰＨＳのようなアルカリ現像液に可溶な部分
を持っている。この場合、レジストは、図１（ｃ）’に
代表されるような構造式を持ち、図１（ｃ）に示すよう
な、レジスト構成樹脂のアルカリ可溶部であるＰＨＳ樹
脂を入れたＴＭＡＨ２．３８ｗｔ％水溶液の現像液を用
いると、従来の現像液を用いた場合に比べて、レジスト
中のＰＨＳのようなアルカリ現像液に可溶な部分の溶解
反応はあまり進行しないうちに溶解平衡に到着する。し
たがって、未露光部の溶解反応があまり進行せず、最小
溶解速度（Ｒｍｉｎ）２２が減少する。一方、露光部の
溶解反応は、ＴＭＡＨ２．３８ｗｔ％水溶液に対し１０
重量％程度のＰＨＳの添加量ではほとんど影響を受けな
いため、最大溶解速度（Ｒｍａｘ）２３はほとんど変化
せず、結果として溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒ
ｍｉｎ）が向上するのである。

【００３３】また、図２（ｂ）に示すように、レジスト
構成樹脂のアルカリ可溶部樹脂ＰＨＳの添加量が、ＴＭ
ＡＨ２．３８ｗｔ％水溶液に対し１０重量％程度の時、
溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が最大に
なる。これは、ＰＨＳの添加量が５重量％に満たない場
合は、溶解曲線２８に示すように最小溶解速度（Ｒｍｉ
ｎ）の減少が顕著に見られず、一方ＰＨＳの添加量が１
５重量％を超える場合は、溶解曲線２７に示すように最
大溶解速度（Ｒｍａｘ）の減少が顕著になるからであ
る。

【００３４】図３（ａ）〜（ｄ）に、レジストのパター
ン形成を示す。

【００３５】図３（ａ）に示すように、半導体基板１１
の表面を蒸気圧の高い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疎水化処理を
行い、回転塗布法を用いてレジスト１２を半導体基板１
１上に塗布する。塗布後、残留溶媒を揮発させるため
に、１００℃前後の温度で９０秒程度プリベークする。
次に、図３（ｂ）に示すように、紫外線や電子線または
Ｘ線などの露光光源１３を用いた装置により露光し、１
００℃前後の温度で９０秒程度露光後ベーク（ＰＥＢ）
を行い、熱エネルギーを与え露光によってレジスト１２
膜中に生じた酸を触媒として反応させる。

【００３６】次に、図３（ｃ）に示すように、樹脂入り
現像液１４を半導体基板１１上に盛り、６０秒程度の間
静止して現像を行う。これにより、紫外線、電子線、Ｘ
線等を吸収し、化学的に変化したレジスト１２の露光部
と化学的に変化のない未露光部との現像液に対する溶解
速度の差を利用し、不要部分を溶出してレジストパター
ン１２を形成する。この後、純水を用いたリンス液によ
り、レジスト１２中の樹脂入り現像液１４を洗浄し、レ
ジスト１２の現像溶解反応を停止させる。

【００３７】次に、図３（ｄ）に示すように、１００〜
１１０℃の温度で１２０秒ほどベークし、リンス乾燥を
行い、レジストパターン１２を形成する。

【００３８】このとき、図３（ｃ）において、樹脂入り
現像液１４は、図１（ａ）に示すような、レジスト構成
樹脂のアルカリ可溶部樹脂入りＴＭＡＨ水溶液：例えば
２．３８ｗｔ％とすると、図３（ｄ）に示すように、高
解像性を有し、矩形性に富んだ寸法精度のよいフォトレ
ジストパターン１２を形成することができる。

【００３９】次に、本発明の他の具体例として、現像液
にアクリル酸系樹脂を添加する例を示す。

【００４０】フォトレジスト膜現像液として、図１
（ｄ）に示すような構成式を持つアクリル酸系樹脂（Ｒ
＝アルキル基）入りＴＭＡＨ水溶液（一般に２．３８ｗ
ｔ％）を用いた場合、レジストパターン残し部（ポジ型
レジストでは未露光部、ネガ型レジストでは露光部）の
溶解速度Ｒｍｉｎが減少し、レジストパターン抜き部
（ポジ型レジストでは露光部、ネガ型レジストでは未露
光部）の溶解速度Ｒｍａｘがほとんど影響を受けないた
め、結果として溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍ
ｉｎ）が向上する。

【００４１】レジストが、図１（ｄ）’に示すような構
造式である場合、アクリル酸系樹脂入りＴＭＡＨ２．３
８ｗｔ％水溶液の現像液を用いると、従来の現像液を用
いた場合に比べて、レジスト構成樹脂のアルカリ現像液
に可溶なアクリル酸系樹脂部の溶解反応があまり進行し
ないうちに溶解平衡に到達する。したがって、レジスト
パターン残し部（ポジ型レジストでは未露光部、ネガ型
レジストでは露光部）の溶解反応があまり進行せず、最
小溶解速度（Ｒｍｉｎ）が減少する。一方、レジストパ
ターン抜き部（ポジ型レジストでは露光部、ネガ型レジ
ストでは未露光部）の溶解反応は、ＴＭＡＨ２．３８ｗ
ｔ％水溶液に対し１０重量％程度のアクリル酸の添加量
ではほとんど影響を受けないため、最大溶解速度（Ｒｍ
ａｘ）はほとんど変化せず、結果として溶解コントラス
トＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が向上するのである。

【００４２】前記の具体例と同様に、半導体基板１１の
表面を蒸気圧の高い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疎水化処理を
行い、回転塗布法を用いてレジスト１２を半導体基板１
１上に塗布する。塗布後、残留溶媒を揮発させるため
に、１００℃前後の温度で９０秒程度プリベークする。

【００４３】次に、紫外線や電子線またはＸ線などの露
光光源１３を用いた装置により露光し、１００℃前後の
温度で９０秒程度露光後ベーク（ＰＥＢ）を行い、熱エ
ネルギーを与え、露光によってレジスト１２膜中に生じ
た酸を触媒として反応させる。

【００４４】次に、樹脂入り現像液１４を半導体基板１
１上に盛り、６０秒程度の間静止して現像を行う。これ
により、紫外線、電子線、Ｘ線等を吸収し、化学的に変
化したレジスト１２の露光部と化学的に変化のない未露
光部との現像液に対する溶解速度の差を利用し、不要部
分を溶出してレジストパターン１２を形成する。この
後、純水を用いたリンス液により、レジスト１２中の樹
脂入り現像液１４を洗浄し、レジスト１２の現像溶解反
応を停止させる。

【００４５】次に、１００〜１１０℃の温度で１２０秒
ほどベークし、リンス乾燥を行い、レジストパターン１
２を形成する。

【００４６】このとき、樹脂入り現像液１４は、図１
（ｄ）に示すような構造式を持つアクリル酸入りＴＭＡ
Ｈ水溶液：一般に２．３８ｗｔ％とすると、レジスト膜
１２の溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が
向上し、高解像性を有し、矩形性に富んだ寸法精度のよ
いフォトレジストパターン１２を形成することができ
る。

【００４７】

【実施例】以下実施例および比較例により本発明を更に
説明する。

【００４８】実施例１〜３および比較例１〜３ レジストとしてｔ−ＢＯＣ（ターシャリーブトキシカル
ボニル）保護ポリヒドロキシスチレン樹脂を使用した例
を示す。

【００４９】現像液添加樹脂としては、分子量１０，０
００のＰＨＳ（ポリヒドロキシスチレン）樹脂を使用
し、２、３８ｗｔ％濃度のＴＭＡＨ現像液中に表１に示
す量でそれぞれ添加した。

【００５０】以上の実験条件下で、６インチまたは８イ
ンチウエハー面内に、５０〜１００個の評価用パターン
を形成し、限界解像度と面内の寸法のバラツキを側長す
る。評価用パターンは、１ｃｍ□の１：１のＬ＆Ｓ（ラ
イン＆スペース）で、寸法０．１０〜０．２０μｍで
は、０．０１μｍピッチで、寸法０．２０〜０．５０μ
ｍでは、０．５０μｍピッチで設計されている。溶解速
度は、光干渉効果を利用してレジスト膜厚変化をモニタ
ーするＤＲＭ（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｒａｔｅ Ｍ
ｏｎｉｔｏｒ）にて、露光量（０〜１５０ｍＪ／ｃ
ｍ²）を変化させて測定し、得られた溶解コントラスト
Ｒ、限界解像度および寸法精度δ（寸法ｍａｘ−寸法ｍ
ｉｎ）をそれぞれ表１に示した。

【００５１】なお、現像機は、東京エレクトロン製Ｍａ
ｒｋ８を使用し、露光機はニコン製ＫｒＦ露光機（レン
ズ開口数ＮＡ：０．６、コヒーレンスファクタδ＝０．
７５／０．５（２／３輪帯）を使用し、線幅測長機とし
ては日立製ＳＥＭを使用した。 実施例４〜６および比
較例４〜６レジストとしてトリシクロデシルアクリレー
ト−テトラヒドロピラニル保護メタクリレートメタクリ
ル酸共重合体樹脂を使用した例を示す。

【００５２】現像液添加樹脂としては、分子量１０，０
００のメタクリル例樹脂を使用し、２、３８ｗｔ％濃度
のＴＭＡＨ現像液中に表１に示す量でそれぞれ添加し、
その他の条件は実施例１の記載と同様にした。

【００５３】なお、この実験における露光機としては、
ニコン製ＡｒＦ露光機（レンズ開口数ＮＡ：０、５５、
コヒーレンスファクタδ＝０．７）を使用した。得られ
た測定結果を同様に表１に示した。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【発明の効果】本発明の効果は、高解像性を有し、矩形
性に富んだ寸法精度のよいフォトレジストパターン１２
を形成することが可能となることである。具体的には、
レジスト１２の解像性能が１０％以上向上する。またレ
ジストパターン１２の矩形性が向上するため、レジスト
パターン１２の寸法精度も１０％程度向上することがで
きる。

【００５６】その理由は、樹脂入り現像液１４を用いる
ことにより、レジスト膜１２の、レジストパターン残し
部（ポジ型レジストでは未露光部、ネガ型レジストでは
露光部）の溶解速度Ｒｍｉｎが減少し、レジストパター
ン抜き部（ポジ型レジストでは露光部、ネガ型レジスト
では未露光部）の溶解速度Ｒｍａｘがほとんど影響を受
けないため、結果として溶解コントラストＲ（＝Ｒｍａ
ｘ／Ｒｍｉｎ）が向上するからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のアルカリ可溶（部）樹脂入り
ＴＭＡＨ水溶液の液中構造式を示し、（ｂ）は従来例を
示す。

【図２】ポジ型レジストの溶解速度の露光量依存性を示
す。ａ＝ ，ｂ＝

【図３】本発明による現像液を用いた場合のパターン形
成工程を示す図である。

【図４】従来の現像液を用いたパターン形成工程を示す
図である。

【図５】代表的な化学増幅ポジ型レジストの化学反応を
示す図である。

【符号の説明】

１１ 半導体基板 １２ レジストおよびレジストパターン １３ 露光光 １４ 樹脂（５〜１５重量％）入り現像液 ４４ 従来の現像液 ２１ 本発明の樹脂入り現像液を用いた場合の溶解速
度曲線 ２２ 本発明の樹脂入り現像液を用いた場合の最小溶
解速度 ２３ 本発明の樹脂入り現像液を用いた場合の最大溶
解速度 ２４ 従来の現像液を用いた場合の溶解速度曲線 ２５ 従来の現像液を用いた場合の最小溶解速度 ２６ 従来の現像液を用いた場合の最大溶解速度 ２７ 樹脂入り（１５重量％を超える場合）現像液を
用いた場合の溶解速度曲線 ２８ 樹脂入り（５重量％に満たない場合）現像液を
用いた場合の溶解速度曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AA04 AB16 AC08 AD03 BE00 BE10 CB13 CB17 CB41 CB42 FA12 FA16 FA17 2H096 AA25 BA11 EA03 EA05 FA01 GA09 GA10 5F046 BA03 CA04 HA01 JA04 JA22 LA12 LA18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトレジスト膜現像液であるテトラメ
   チルアンモニウムヒドロキシド水溶液に、使用レジスト
   樹脂の一部または全部を構成するアルカリ可溶部樹脂を
   ５〜１５重量％濃度となるように添加したことを特徴と
   するフォトレジスト膜現像液。
2. 【請求項２】 ８〜１２重量％濃度となるように添加し
   たことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト膜
   現像液。
3. 【請求項３】 使用レジスト樹脂の一部または全部を構
   成するアルカリ可溶樹脂が、ポリヒドロキシスチレン樹
   脂またはアクリル酸系樹脂であることを特徴とする請求
   項１に記載のフォトレジスト膜現像液。
4. 【請求項４】 フォトレジスト膜現像液であるテトラメ
   チルアンモニウムヒドロキシド水溶液に、使用レジスト
   樹脂の一部または全部を構成するアルカリ可溶部樹脂を
   ５〜１５重量％濃度となるように添加したフォトレジス
   ト膜現像液を用いて被露光基板に対して現像処理するこ
   とを特徴とする現像方法。
5. 【請求項５】 ８〜１２重量％濃度となるように添加し
   たことを特徴とする請求項４に記載の現像方法。
6. 【請求項６】 使用レジスト樹脂の一部または全部を構
   成するアルカリ可溶部樹脂が、ポリヒドロキシスチレン
   樹脂またはアクリル酸系樹脂であることを特徴とする請
   求項４記載の現像方法。