JP2001023893A - フォトレジストパターンの形成方法 - Google Patents

フォトレジストパターンの形成方法

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JP2001023893A JP11198138A JP19813899A JP2001023893A JP 2001023893 A JP2001023893 A JP 2001023893A JP 11198138 A JP11198138 A JP 11198138A JP 19813899 A JP19813899 A JP 19813899A JP 2001023893 A JP2001023893 A JP 2001023893A
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photoresist film
surfactant
forming
film
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Masaharu Takizawa
正晴 瀧澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学増幅系フォトレジストの保護率を高めて
も現像欠陥の発生を抑制させる。 【解決手段】 開示されているフォトレジストパターン
の形成方法は、化学増幅系フォトレジストからなるフォ
トレジスト膜１２を半導体基板１１上に塗布した後に、
フォトレジスト膜１２内の保護基の離脱反応を促進する
ためのＰＥＢ処理より前の段階で、フォトレジスト膜１
２上に親水基を含有する界面活性剤の水溶液を塗布して
界面活性剤層１８を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォトレジスト
パターンの形成方法に係り、詳しくは、ＤＲＡＭ等の半
導体デバイスの製造方法に適用して好ましい、化学増幅
系フォトレジストを用いるフォトレジストパターンの形
成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ（大規模集積回路）で代表される
半導体装置の製造では、半導体基板上に形成した酸化シ
リコン膜、窒化シリコン膜等の絶縁膜、又はアルミニウ
ム合金膜、銅合金膜等の導電膜を含む各種薄膜を所望の
形状にパターニングするために、フォトリソグラフィ技
術が欠かせない。このフォトリソグラフィ技術では、従
来から、紫外線に感光するフォトレジストを用いて薄膜
上に塗布してフォトレジスト膜を形成した後、このフォ
トレジスト膜にマスクパターンを介して紫外線を照射
（露光）して、紫外線照射領域を可溶化（ポジ型）、あ
るいは紫外線非照射領域を可溶化（ネガ型）に変質させ
ることが行われている。そして、次に、フォトレジスト
膜を現像処理して可溶化領域を溶剤により部分的に除去
してレジストパターンを形成した後、このレジストパタ
ーンをマスクとして薄膜を選択的にエッチングさせて、
薄膜をパターニングするようにしている。
【０００３】ここで、上述のフォトレジストの材料とし
ては一般に、従来から、ポジ型のノボラック系フォトレ
ジストが用いられている。ポジ型のフォトレジストはネ
ガ型のそれに比較して解像度が優れている特長を有して
いるので、この種のフォトレジストはほとんどポジ型が
用いられている。一方、フォトレジストの露光光源とし
ては、高圧水銀灯を用いてこれから発生されるｇ線（波
長が略４３６ｎｍ）、ｉ線（波長が略３６５ｎｍ）等の
紫外線が利用されている。
【０００４】ところで、ＬＳＩの集積化の向上につれ
て、より微細加工が可能なフォトリソグラフィ技術が要
求されるようになり、これに伴ってフォトレジストの露
光光源は、高解像度が得られるより短い波長の紫外線を
用いる方向に向かっている。この結果、上述のｉ線より
波長の短い遠紫外線を発生するエキシマレーザを光源
（例えば、ＫｒＦ（フッ化クリプトン）をレーザ媒質と
して用いた場合、波長が略２４８ｎｍ）として用いるフ
ォトリソグラフィ技術が実現されてきている。
【０００５】しかしながら、上述のようなＫｒＦエキシ
マレーザ光源によって前述のノボラック系フォトレジス
トを露光した場合、ノボラック系フォトレジストは光吸
収が大きい性質を有しているので、良好なレジストパタ
ーンを得るのが困難になる。それゆえ、上述のような遠
紫外線が得られる光源と組み合わせて、より微細加工が
可能なフォトリソグラフィ技術を実現し得るフォトレジ
ストとして、例えば特公平２−２７６６０号公報に記載
されているような化学増幅系フォトレジストが提供され
るに至っている。
【０００６】化学増幅系フォトレジストは、上記公報に
記載されているように、酸触媒反応を応用したフォトレ
ジストに係り、所定の部位に保護基が結合した状態では
アルカリ不溶化となり、保護基が離脱した状態ではアル
カリ可溶化となるポリヒドロキシスチレン（ＰＨＳ：Po
lyhydroxystyrene）等のベース樹脂と、光が当たると水
素イオン（酸）を発生する光酸発生剤と、性能調整のた
めの微量の添加物と、スピナ塗布法のための有機溶剤と
から概略なっている。
【０００７】この化学増幅系フォトレジストを、半導体
基板上に塗布し乾燥固化した後、得られた半導体基板上
のフォトレジスト膜にエキシマレーザを光源とする遠紫
外線を照射すると、光酸発生剤から化学増幅の開始種と
なる水素イオンが発生する。この水素イオンが、露光後
に実施される熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）過
程で、ベース樹脂に結合している保護基と置換し、保護
基が離脱することで、アルカリ不溶化の状態のフォトレ
ジストを、アルカリ可溶化の状態に変化させると共に、
この際、副次的に水素イオンが発生するため、連鎖反応
的にベース樹脂から保護基を離脱させる反応が進行す
る。この反応は、酸触媒増感反応と呼ばれ、この酸触媒
増感反応により、このフォトレジストの溶解選択性が増
大するため、高感度の感光特性を実現できることとな
る。それゆえ、露光後、このフォトレジストをアルカリ
性現像液で現像すれば、所望の微細なレジストパターン
を得ることができる。
【０００８】図９は、上述の化学増幅系フォトレジスト
を用いた、従来のフォトレジストパターンの形成方法を
工程順に示す工程図である。以下、同図を参照して、同
フォトレジストパターンの形成方法について工程順に説
明する。まず、図９の工程（ａ）に示すように、フォト
レジストの密着性を高めるため、フォトレジストパター
ンを形成すべき所望の薄膜が形成された半導体基板の表
面を疎水化処理した後、工程（ｂ）に示すように、半導
体基板上に回転塗布法により、例えば化１に示すような
三元共重合体構造を持つ高分子化合物からなるベース樹
脂と、化２に示すような構造の光酸発生剤とを含有する
化学増幅系フォトレジスからなるポジ型フォトレジスト
を、回転塗布してフォトレジスト膜を形成する。
【０００９】
【化１】
【００１０】
【化２】
【００１１】次に、図９の工程（ｃ）に示すように、フ
ォトレジスト膜をプリベークしてフォトレジスト膜内の
溶剤を除去する。次に、工程（ｄ）に示すように、半導
体基板を常温まで冷却した後、工程（ｅ）に示すよう
に、例えばＫｒＦエキシマレーザ光源を用いて、所望の
パターンが描かれたマスクパターンを介してフォトレジ
スト膜に遠紫外線を照射して露光する。次に、工程
（ｆ）に示すように、フォトレジスト膜内の保護基の離
脱反応（酸触媒増感反応）を促進するため、フォトレジ
スト膜にＰＥＢ処理を施す。
【００１２】次に、図９の工程（ｇ）に示すように、再
び半導体基板を常温まで冷却した後、工程（ｈ）に示す
ように、フォトレジスト膜をアルカリ現像液で現像処理
してレジストパターンを形成する。次に、工程（ｉ）に
示すように、レジストパターンを構成しているフォトレ
ジスト膜を、ポストベークして現像処理による水分を除
去する。続いて、上述のレジストパターンをマスクとし
て半導体基板上の薄膜を選択的にエッチングすることに
より、薄膜をパターニングする。
【００１３】ところで、化学増幅系フォトレジストを用
いてフォトレジストパターンを形成する場合、最近の半
導体装置では製造歩留まりを向上させるために、焦点深
度Ｓを略０．７μｍ以上に設定することが要件となって
いる。ここで、焦点深度Ｓは用いるフォトレジストの保
護率Ｃに依存し、この保護率Ｃは、前述の化１におい
て、繰り返し単位の存在個数比ｘ、ｙ、ｚの大小関係に
より決定され、次のように表される。 保護率Ｃ＝（（ｘ＋ｙ）／（ｘ＋ｙ＋ｚ））×１００
（％）
【００１４】図１２は、焦点深度Ｓ（縦軸）と保護率Ｃ
（横軸）との関係を説明する図である。但し、０．２μ
ｍφのコンタクトホールを有するフォトレジストパター
ンを形成した例について示している。同図から明らかな
ように、焦点深度Ｓは、保護率Ｃが略４２％の範囲内で
は直線的に比例して増加するが、保護率Ｃが略４２％を
越えると徐々に飽和してくる傾向にある。そして、上述
したような０．７μｍ以上の焦点深度Ｓを得るには、保
護率Ｃを略４０％以上に高めることが必要になる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
のフォトレジストパターンの形成方法では、保護率を高
めた化学増幅系フォトレジストを用いると現像欠陥が増
加する、という問題がある。すなわち、前述したように
焦点深度Ｓを略０．７μｍ以上に設定すべく、保護率Ｃ
を略４２％以上に高めた化学増幅系フォトレジストを用
いて露光、現像処理を行ってフォトレジストパターンを
形成すると、現像時に多くの欠陥が発生するようにな
る。図１０はその様子を説明する図で、現像欠陥の個数
Ｎ（縦軸）と保護率Ｃとの関係を示している。同図から
明らかなように、現像欠陥の個数Ｎは、保護率Ｃが略３
８％を越えると急激に増加してくるようになり、１００
０個近くまで増加するようになる。このように多くの現
像欠陥の個数Ｎが存在するものはすべてパターン不良に
なる。
【００１６】したがって、従来においては、図１２から
明らかなように、保護率Ｃが略３８％以下に対応した略
０．４５μｍ以下の焦点深度Ｓしか得られないことにな
リ、製造歩留まりの低下が避けられなかった。図１１
は、従来の欠点をさらに詳細に示す図で、レジストパタ
ーン寸法（横軸）と焦点位置（縦軸）との関係を示し、
一例として０．２μｍφのコンタクトホールを形成する
例で説明している。破線Ｌ１、Ｌ２の範囲Ｍは目的のコ
ンタクトホールの許容範囲を示している。同図は、焦点
位置０を中心にして、０．３μｍの焦点深度Ｓしか得ら
れないことを示している。
【００１７】従来において、保護率を高めると現像欠陥
が増加する理由は、従来のフォトレジストパターンの形
成方法で用いられていた化学増幅系フォトレジストは疎
水性が高いので、現像時に現像溶解成分がフォトレジス
ト膜に再付着するためであると考えられる。
【００１８】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、化学増幅系フォトレジストの保護率を高めても
現像欠陥の発生を抑制させることができるようにしたフ
ォトレジストパターンの形成方法を提供することを目的
としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、光酸発生剤を含有してなる
化学増幅系フォトレジストを基板上に塗布してフォトレ
ジスト膜を形成する塗布工程と、該塗布工程にて塗布形
成された上記フォトレジスト膜に対して所定のパターニ
ング露光を施す露光工程と、所定の温度環境下で、上記
フォトレジスト膜の全領域のうち上記露光された領域内
の酸触媒増感反応を促進させるべくＰＥＢ処理（露光後
熱処理）を施すＰＥＢ処理工程と、該ＰＥＢ処理工程を
済ませた上記フォトレジスト膜を現像して、所望の形状
のフォトレジストパターンを得る現像工程とを含んでな
るフォトレジストパターンの形成方法であって、上記フ
ォトレジスト膜の塗布形成後、上記ＰＥＢ処理前に、上
記フォトレジスト膜の上に、疎水基と親水基とを含有し
てなる欠陥防止剤を塗布することを特徴としている。
【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記欠陥防止
剤の塗布を、上記露光工程の前の段階で行うことを特徴
としている。
【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記欠陥防止
剤の塗布を、上記露光工程の後の段階で行うことを特徴
としている。
【００２２】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３記載のフォトレジストパターンの形成方法に係り、上
記欠陥防止剤として界面活性剤を用いることを特徴とし
ている。
【００２３】請求項５記載の発明は、請求項４記載のフ
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記界面活性
剤に、フッ化炭素基又はジメチルポリシロキサン基が含
有されていることを特徴としている。
【００２４】また、請求項６記載の発明は、請求項４又
は５記載のフォトレジストパターンの形成方法に係り、
上記界面活性剤を回転塗布法により塗布することを特徴
としている。
【００２５】 請求項７記載の発明は、請求項１乃至６
のいずれか１に記載のフォトレジストパターンの形成方
法に係り、上記化学増幅系フォトレジストは、３８乃至
１００％の保護率を有することを特徴としている。
【００２６】請求項８記載の発明は、請求項７記載のフ
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記化学増幅
系フォトレジストは、三元共重合体構造を持つ高分子化
合物を含有することを特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は実施例を用いて
具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例であるフォトレジストパ
ターンの形成方法を工程順に示す工程図、図２及び図３
は、同フォトレジストパターンの形成方法の主要工程を
具体的に示す図、図４は同フォトレジストパターンの形
成方法による作用を概略的に説明する図、また、図５及
び図６は、同フォトレジストパターンの形成方法によっ
て得られた効果を示す図である。この例のフォトレジス
トパターンの形成方法は、ＤＲＡＭ等の半導体デバイス
の製造方法に適用され、以下、図１〜図６を参照して、
同フォトレジストパターンの形成方法について工程順に
説明する。 まず、図１の工程（ａ）に示すように、フ
ォトレジストの密着性を高めるため、フォトレジストパ
ターンを形成すべき所望の薄膜が形成された半導体基板
をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ:Hexamethyldisil
azane）雰囲気中に晒してその表面を疎水化処理する。
【００２８】次に、図１の工程（ｂ）に示すように、半
導体基板上に回転塗布法により、ポジ型フォトレジスト
を塗布してフォトレジスト膜を形成する。図２は、この
フォトレジスト塗布工程を示す図である。図２に示すよ
うに、レジスト現像装置内の現像槽１５に設けられてモ
ータ１６により回転駆動される支持板１４上に半導体基
板１１を支持させて、ノズル１３から、例えば化１に示
すような三元共重合体構造を持つ高分子化合物からなる
ベース樹脂と、化２に示すような構造の光酸発生剤とを
含有する化学増幅系フォトレジスからなるポジ型フォト
レジストを供給して、モータ１６により２０００〜４０
００ｒｐｍ（revolutions per minute）で回転塗布し
て、膜厚が略５００ｎｍのフォトレジスト膜１２を形成
する。ここで、フォトレジスト膜１２は保護率Ｃが略３
５％以上のものを用いる。
【００２９】次に、図１の工程（ｃ）に示すように、上
述のように塗布されたフォトレジスト膜を、８０〜１３
０℃で、６０〜９０秒間、大気中でプリベークして、フ
ォトレジスト膜１２内の溶剤を除去する。次に、図１の
工程（ｄ）に示すように、半導体基板１１を６０〜９０
秒間冷却して略２３℃の常温まで冷却する。
【００３０】次に、図１の工程（ｅ）に示すように、半
導体基板１１上のフォトレジスト膜１２上に回転塗布法
により、親水基を含有する欠陥防止剤としての界面活性
剤を塗布する。図３は、この界面活性剤塗布工程を示す
図である。図３に示すように、支持板１４上にフォトレ
ジスト膜１２が塗布されている半導体基板１１を支持さ
せて、ノズル１７から、例えば化３に示すような構造の
フッ化炭素基を含有する界面活性剤の水溶液を供給し
て、モータ１６により２０００〜４０００ｒｐｍで回転
塗布して、単分子膜又は多分子膜の界面活性剤層１８を
フォトレジスト膜１２の表面に形成する。これにより、
図４に示すように、フォトレジスト膜１２の表面に界面
活性剤の疎水基１９が付着し、さらに疎水基１９に親水
基２０が付着するようになる。それゆえ、フォトレジス
ト膜１２の表面が親水性に変化されるようになる。した
がって、後述する現像時にフォトレジスト膜１２の表面
への現像溶解成分の再付着が緩和されるので、保護率を
高めても現像欠陥の発生が抑制されるようになる。な
お、図４は疎水基１９及び親水基２０が単分子膜の例で
示している。
【００３１】
【化３】
【００３２】次に、図１の工程（ｆ）に示すように、例
えばＫｒＦエキシマレーザ光源を用いて、フォトレジス
ト膜１２に所望のパターンが描かれたマスクパターンを
介して波長が略１９３ｎｍの遠紫外線を照射して露光す
る。
【００３３】次に、図１の工程（ｇ）に示すように、フ
ォトレジスト膜１２内の保護基の離脱反応を促進するた
めフォトレジスト膜１２に、９０〜１６０℃で、６０〜
９０秒間ＰＥＢ処理を施す。次に、図１の工程（ｈ）に
示すように、半導体基板１１を再び６０〜９０秒間冷却
して略２３℃の常温まで冷却する。
【００３４】次に、図１の工程（ｉ）に示すように、フ
ォトレジスト膜１２を現像処理する。この現像処理は、
アルカリ性現像液として例えばテトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド（ＴＭＡＨ：Tetramethylammoniumhydro
xide）の略２．３８％の水溶液を用いて、半導体基板１
１上にフォトレジスト膜１２に回転塗布して行う。この
現像時に、フォトレジスト膜１２の表面は、前述したよ
うに親水基を含有した界面活性剤層１８が予め塗布形成
されていることにより親水性になっているので、現像溶
解成分の再付着は緩和されるようになる。以上の現像処
理により、フォトレジスト膜１２の可溶化領域はアルカ
リ性現像液により除去されて、前述のマスクパターンに
応じた所望の形状のレジストパターンが形成される。
【００３５】次に、図１の工程（ｊ）に示すように、１
１０〜１２０℃で、１２０〜２４０秒間、レジストパタ
ーンを構成しているフォトレジスト膜１２を、大気中で
ポストベークして現像処理による水分を除去する。続い
て、上述のレジストパターンをマスクとして半導体基板
１１上の薄膜を選択的にエッチングすることにより、薄
膜をパターニングする。
【００３６】図５は、この例により得られた、現像欠陥
の個数Ｎ（縦軸）と保護率Ｃとの関係を示す図である。
同図から明らかなように、現像欠陥の発生Ｎは、保護率
Ｃを略１００％に高めても、ほとんど増加せずに数個以
内の１桁の数に激減している。それゆえ、前述したよう
に、焦点深度Ｓを略０．７μｍ以上に設定したいという
要望を十分に満たすことができるので、半導体装置の製
造歩留まりを向上することができる。すなわち、フォト
レジスト膜１２上に親水基を含有する欠陥防止剤として
の界面活性剤を塗布することにより、現像欠陥の発生を
ほとんどなくすことができるようになる。このように保
護率Ｃを高めても現像欠陥の発生Ｎの発生が激減したの
は、前述したように、フォトレジスト膜１２の塗布後に
このフォトレジスト膜１２の表面に親水基を含有する界
面活性剤の水溶液を塗布して界面活性剤層１８を形成す
ることにより、その親水基をフォトレジスト膜１２に作
用させてフォトレジスト膜１２の表面を親水性に変化さ
せたためである。
【００３７】図６は、この例によって得られた、レジス
トパターン寸法と焦点位置との関係を示す図である。図
１１と比較すれば明らかなように、図６は、焦点位置０
を中心にして、０．７５μｍの焦点深度Ｓが得られるこ
とを示しており、この例が従来例よりも優れていること
を示している。
【００３８】このように、この例の構成によれば、化学
増幅系フォトレジストからなるフォトレジスト膜１２を
半導体基板１１上に塗布した後に、フォトレジスト膜１
２内の保護基の離脱反応を促進するためのＰＥＢ処理よ
り前の段階で、フォトレジスト１２膜上に親水基を含有
する界面活性剤層１８を塗布形成するようにしたので、
フォトレジスト膜の表面を親水性に変化させることがで
きる。したがって、化学増幅系フォトレジストの保護率
を高めても現像欠陥の発生を抑制させることができる。
【００３９】◇第２実施例 図７は、この発明の第２実施例であるフォトレジストパ
ターンの形成方法を工程順に示す工程図である。この例
のフォトレジストパターンの形成方法の構成が、上述し
た第１実施例の構成と大きく異なるところは、界面活性
剤の水溶液の塗布をフォトレジスト膜の露光処理の後の
段階で行うようにした点である。すなわち、図７の工程
（ｂ）において、第１実施例の図１の工程（ｂ）と略同
じ条件でフォトレジスト膜１２を形成し、図７の工程
（ｅ）において、第１実施例の図１の工程（ｆ）と略同
じ条件で露光処理を行った後、図７の工程（ｆ）におい
て、第１実施例の図１の工程（ｅ）と略同じ条件で、親
水基を含有する欠陥防止剤としての界面活性剤の塗布を
行う。
【００４０】すなわち、図７の工程（ｆ）に示すよう
に、露光処理の終了した半導体基板２１を、図８に示し
たような現像槽１５内の支持板１４上に支持させて、ノ
ズル１７から、例えば化３に示すような構造のフッ化炭
素基を含有する界面活性剤の水溶液を供給して、モータ
１６により２０００〜４０００ｒｐｍで回転塗布して、
膜厚が略３０ｎｍの界面活性剤の水溶液をフォトレジス
ト膜１２の表面に塗布して界面活性剤層１８を形成す
る。これにより、第１実施例と同様な原理で、界面活性
剤層１８を構成する親水基が下地のフォトレジスト膜１
２に作用して、このフォトレジスト膜１２の表面を親水
性に変化させるようになる。したがって、この後の工程
（ｉ）の現像時にフォトレジスト膜１２の表面への現像
溶解成分の再付着が緩和されるので、保護率を高めても
現像欠陥の発生が抑制されるようになる。
【００４１】この例によれば、特に、露光処理の後の段
階で界面活性剤の水溶液の塗布を行うことにより、界面
活性剤の水溶液の塗布時に万一欠陥が下地のフォトレジ
スト膜１２の表面に付着されたとしても、この欠陥は露
光処理後に付着されているのでフォトレジスト膜１２の
表面に転写されるおそれがない。したがって、不良のフ
ォトレジストパターンの形成を防止することができるい
う効果が得られる。しかも、そのような欠陥は後の段階
における現象処理で容易に除去することができる。
【００４２】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。加えて、この例の構成によれば、露光処理の影
響を受けないので、不良のフォトレジストパターンの形
成を防止することができる。
【００４３】◇第３実施例 この例の構成は、第１実施例において界面活性剤の水溶
液に含有されるフッ化炭素基の代りに、化４に示すよう
な構造のジメチルポリシロキサン基を用いるようにした
ものである。
【００４４】
【化４】
【００４５】この例においても、フォトレジスト膜１２
の塗布後にこのフォトレジスト膜１２の表面にジメチル
ポリシロキサン基を含有する界面活性剤の水溶液を塗布
して界面活性剤層１８を形成することにより、ジメチル
ポリシロキサン基の親水基をフォトレジスト膜１２に作
用させてフォトレジスト膜１２の表面を親水性に変化さ
せることができる。これ以外は、上述した第１実施例の
構成と略同様である。それゆえ、図７において、図１の
構成部分と対応する各部には、同一の工程名を付してそ
の説明を省略する。
【００４６】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。
【００４７】◇第４実施例 この例の構成は、第２実施例において界面活性剤の水溶
液に含有されるフッ化炭素基の代りに、前述の化４に示
すような構造のジメチルポリシロキサン基を用いるよう
にしたものである。この例においても、フォトレジスト
膜１２の塗布後で露光処理後にこのフォトレジスト膜１
２の表面にジメチルポリシロキサン基を含有する界面活
性剤の水溶液を塗布して界面活性剤層１８を形成するこ
とにより、ジメチルポリシロキサン基の親水基をフォト
レジスト膜１２に作用させてフォトレジスト膜１２の表
面を親水性に変化させることができる。
【００４８】このように、この例の構成によっても、第
２実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。
【００４９】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、化学増幅
系フォトレジストを用いたフォトレジストパターンの形
成は、半導体基板を対象とする例に限らずに、フォトマ
スク基板等の他の基板を対象とする場合にも適用するこ
とができる。また、界面活性剤としてはフッ化炭素基、
ジメチルポリシロキサン基を含有する界面活性剤面に限
らず、次に示すような多くの他の界面活性剤を用いるこ
とができる。なお、Ｒは各種アルキル基を示している。
【００５０】（１）陰イオン性（アニオン）界面活性剤
【００５１】
【化５】
【００５２】
【化６】
【００５３】
【化７】
【００５４】
【化８】
【００５５】
【化９】
【００５６】
【化１０】
【００５７】
【化１１】
【００５８】
【化１２】
【００５９】
【化１３】
【００６０】（２）陽イオン性（カチオン）界面活性剤
【００６１】
【化１４】
【００６２】
【化１５】
【００６３】
【化１６】
【００６４】
【化１７】
【００６５】
【化１８】
【００６６】
【化１９】
【００６７】（３）両性界面活性剤
【００６８】
【化２０】
【００６９】
【化２１】
【００７０】
【化２２】
【００７１】（４）非イオン性界面活性剤
【００７２】
【化２３】
【００７３】
【化２４】
【００７４】
【化２５】
【００７５】
【化２６】
【００７６】
【化２７】
【００７７】
【化２８】
【００７８】また、化学増幅系フォトレジストは例示し
たものに限らずに、現像欠陥が発生する略３８％以上の
保護率を有する材料であれば同様に用いることができ、
また、化学増幅系フォトレジストはポジ型に限らずに、
ネガ型にも適用することができる。また、フォトレジス
ト膜の回転塗布法、界面活性剤の水溶液の回転塗布法、
プリベーク、ＰＥＢ処理、ポストベーク等における温
度、時間等の条件は一例を示したものであり、用途、目
的等によって変更することができる。
【００７９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のフォト
レジストパターンの形成方法によれば、化学増幅系フォ
トレジストからなるフォトレジスト膜を基板上に塗布し
た後に、フォトレジスト膜内の保護基の離脱反応を促進
するためのＰＥＢ処理より前の段階で、フォトレジスト
膜上に親水基を含有する界面活性剤の水溶液を塗布する
ようにしたので、フォトレジスト膜の表面を親水性に変
化させることができる。また、この発明の別のフォトレ
ジストパターンの形成方法によれば、化学増幅系フォト
レジストからなるフォトレジスト膜を基板上に塗布した
後に、露光処理の後の段階でかつＰＥＢ処理より前の段
階で、フォトレジスト膜上に親水基を含有する界面活性
剤の水溶液を塗布するようにしたので、フォトレジスト
膜の表面を親水性に変化させることができる。したがっ
て、化学増幅系フォトレジストの保護率を高めても現像
欠陥の発生を抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例であるフォトレジストパ
ターンの形成方法を工程順に示す工程図である。
【図２】同フォトレジストパターンの形成方法の主要工
程を具体的に示す図である。
【図３】同フォトレジストパターンの形成方法の主要工
程を具体的に示す図である。
【図４】同フォトレジストパターンの形成方法による作
用を概略的に説明するための図である。
【図５】同フォトレジストパターンの形成方法によって
得られた効果を示す図である。
【図６】同フォトレジストパターンの形成方法によって
得られた効果を示す図である。
【図７】この発明の第２実施例であるフォトレジストパ
ターンの形成方法を工程順に示す工程図である。
【図８】同フォトレジストパターンの形成方法の主要工
程を具体的に示す図である。
【図９】従来のフォトレジストパターンの形成方法を工
程順に示す工程図である。
【図１０】同フォトレジストパターンの形成方法によっ
て発生する欠点を説明する図である。
【図１１】同フォトレジストパターンの形成方法によっ
て発生する欠点を説明する図である。
【図１２】この発明が必要になった背景を説明する図で
ある。
【符号の説明】
１１、２１ 半導体基板 １２ フォトレジスト膜 １３ ノズル（フォトレジスト膜塗布用） １４ 支持板 １５ 現像槽 １６ モータ １７ ノズル（界面活性剤塗布用） １８ 界面活性剤層 １９ 界面活性剤の疎水基 ２０ 界面活性剤の親水基
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６５

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光酸発生剤を含有してなる化学増幅系フ
    ォトレジストを基板上に塗布してフォトレジスト膜を形
    成する塗布工程と、該塗布工程にて塗布形成された前記
    フォトレジスト膜に対して所定のパターニング露光を施
    す露光工程と、所定の温度環境下で、前記フォトレジス
    ト膜の全領域のうち前記露光された領域内の酸触媒増感
    反応を促進させるべくＰＥＢ処理（露光後熱処理）を施
    すＰＥＢ処理工程と、該ＰＥＢ処理工程を済ませた前記
    フォトレジスト膜を現像して、所望の形状のフォトレジ
    ストパターンを得る現像工程とを含んでなるフォトレジ
    ストパターンの形成方法であって、 前記フォトレジスト膜の塗布形成後、前記ＰＥＢ処理前
    に、前記フォトレジスト膜の上に、疎水基と親水基とを
    含有してなる欠陥防止剤を塗布することを特徴とするフ
    ォトレジストパターンの形成方法。
  2. 【請求項２】 前記欠陥防止剤の塗布を、前記露光工程
    の前の段階で行うことを特徴とする請求項１記載のフォ
    トレジストパターンの形成方法。
  3. 【請求項３】 前記欠陥防止剤の塗布を、前記露光工程
    の後の段階で行うことを特徴とする請求項１記載のフォ
    トレジストパターンの形成方法。
  4. 【請求項４】 前記欠陥防止剤として界面活性剤を用い
    ることを特徴とする請求項１、２又は３記載のフォトレ
    ジストパターンの形成方法。
  5. 【請求項５】 前記界面活性剤に、フッ化炭素基又はジ
    メチルポリシロキサン基が含有されていることを特徴と
    する請求項４記載のフォトレジストパターンの形成方
    法。
  6. 【請求項６】 前記界面活性剤を回転塗布法により塗布
    することを特徴とする請求項４又は５記載のフォトレジ
    ストパターンの形成方法。
  7. 【請求項７】 前記化学増幅系フォトレジストは、３８
    乃至１００％の保護率を有することを特徴とする請求項
    １乃至６のいずれか１に記載のフォトレジストパターン
    の形成方法。
  8. 【請求項８】 前記化学増幅系フォトレジストは、三元
    共重合体構造を持つ高分子化合物を含有することを特徴
    とする請求項７記載のフォトレジストパターンの形成方
    法。
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