JP2006163212A - リソグラフィー用リンス液及びそれを用いたレジストパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 水溶性含窒素複素環化合物を含有する水性溶液からなるリソグラフィー用リンス液であって、
(A)基板上にホトレジスト膜を設ける工程、
(B)該ホトレジスト膜に対しマスクパターンを介して選択的に露光処理する工程、
(C)露光後加熱処理する工程、
(D)アルカリ現像する工程、
及び
(E)前記したリソグラフィー用リンス液で処理する工程を行うことによりレジストパターンを形成する。
【選択図】 なし
Description
(A)基板上にホトレジスト膜を設ける工程、
(B)該ホトレジスト膜に対しマスクパターンを介して選択的に露光処理する工程、
(C)露光後加熱処理する工程、
(D)アルカリ現像する工程、
及び
(E)前記したリソグラフィー用リンス液で処理する工程
を順次施すことを特徴とするレジストパターン形成方法を提供するものである。
本発明のリソグラフィー用リンス液には、水溶性含窒素複素環化合物を含有させることが必要であるが、この水溶性含窒素複素環としては、例えば、一般式
で表わされる化合物、例えばピロール、チアゾール、オキサゾール、イミダゾリン、イミダゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ピペラジン、インドール、イソインドール、キノリン、トリアゾール及びそれらの部分水素化物の中から選ばれた少なくとも1種の化合物が好ましい。
これらの水溶性含窒素複素環化合物は、単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの単独重合体又は共重合体の質量平均分子量としては、500〜1,500,000、好ましくは1,000〜50,000の範囲が適当である。
(A)基板上にホトレジスト膜を設ける工程、
(B)該ホトレジスト膜に対しマスクパターンを介して選択的に露光処理する工程、
(C)露光後加熱(PEB)処理する工程、
(D)アルカリ現像する工程
及び
(E)上記のリソグラフィー用リンス液により処理する工程
を順次行う。
基板材料としては、通常シリコンウェーハが用いられるが、そのほかアルミニウム、チタン−タングステン合金、アルミニウム−ケイ素合金、アルミニウム−銅−ケイ素合金、酸化ケイ素、窒化ケイ素など半導体デバイス用基板として知られているものの中から任意に選んで用いることができる。
このアルカリ現像の現像液としては、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、好ましくはテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液が用いられる。この濃度としては、1〜5質量%、好ましくは2〜3質量%の範囲が選ばれるが、最適濃度は2.38質量%付近である。処理温度としては、通常室温例えば10〜30℃の範囲の温度、特に23℃が用いられる。
すなわち、フッ素含有含窒素複素環化合物を含むリソグラフィー用リンス液でリンスした場合、後続の純水によるリンス液で処理すると、水切れ、すなわち水の振り切りがよくなる。そして、このリンス液におけるフッ素含有含窒素複素環化合物の含有量をある程度多くすると、他の水溶性含窒素複素環化合物を用いた場合の振り切り時間10秒程度に比べ、約1/3の3秒程度に短縮可能である。
通常、レジストパターンを形成する場合には、レジスト組成物中のアルカリ不溶成分がアルカリ現像後の水リンス時に析出し、レジストパターン形成後のホトレジスト膜表面に付着することがディフェクトの原因の1つになっているが、本発明方法においては、現像後に本発明リソグラフィー用リンス液で処理することにより、レジストパターン表面に親水性の特性を付与することにより、レジスト中のアルカリ溶解物がレジストパターン表面に再付着することを抑止することができ、再付着系のディフェクトが特に減少するものと推測される。
なお、各例中の物性値は、次の方法により測定したものである。
表面欠陥観察装置[ケー・エル・エー(KLA)テンコール社製、製品名「KLA−2351」]を用いてそれぞれのリンス液試料によりリンス処理したレジストパターンについて、ディフェクト数(A)を計測し、純水のみでリンス処理した場合のディフェクト数(B)に対する百分率(%)、すなわち(A/B)×100として表わした。
8インチシリコンウェーハにポジ型レジスト(東京応化工業社製、製品名「TARF−P6111」)を1800Å厚で塗布し、これを露光することなく、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(液温23℃)で60秒間処理したのち、その表面に供試用リンス液を2000rpmで6秒塗布し、さらに純水を500rpmで3秒塗布して試料を作成し、1000rpmで完全に振り切るまでの時間を秒で表わした。
シリコン基板上に、幅130nmのラインを形成させ、測長SEM(日立ハイテクノロジー社製、製品名「S−9200」)を用いて1〜30回繰り返して照射したときのライン幅を測定した。
このようにして得たホトレジスト膜に対して、露光装置(ニコン社製、製品名「Nikon NSR−S302A」)を用い、130nmラインアンドスペースのマスクパターンを介して露光処理したのち、130℃で90秒加熱処理した。
次いで、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて23℃で60秒の現像処理することにより130nmラインアンドスペースのレジストパターンを形成した。
このようにして得たレジストパターンのディフェクト数を、表面欠陥観察装置[ケー・エル・エー(KLA)テンコール社製、製品名「KLA−2351」]を用いて計測したところ、そのディフェクト数減少比は、約6%であった。
このホトレジスト膜が形成された基板に対して、NikonS302A(ニコン社製)を用いて193nmの露光光をもって露光処理を行い、続いて130℃において90秒加熱処理した。
露光終了後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて23℃で60秒の現像処理を行った。
このようにしてリンス処理したレジストパターンの物性を表1に示す。
Claims (12)
- 水溶性含窒素複素環化合物を含有する水性溶液からなるリソグラフィー用リンス液。
- 水溶性含窒素複素環化合物が、ピロール、チアゾール、オキサゾール、イミダゾリン、イミダゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ピペラジン、インドール、イソインドール、キノリン、トリアゾール及びそれらの部分水素化物の中から選ばれた少なくとも1種である請求項2記載のリソグラフィー用リンス液。
- 水溶性含窒素複素環化合物がハロゲン原子、水酸基又はアミノ基で環置換されている請求項3記載のリソグラフィー用リンス液。
- 水溶性含窒素複素環化合物の含有量がリソグラフィー用リンス液の全質量に基づき0.1ppmないし10質量%である請求項1ないし4のいずれかに記載のリソグラフィー用リンス液。
- 溶媒が水と水混和性有機溶剤との混合溶媒である請求項1ないし5のいずれかに記載のリソグラフィー用リンス液。
- 水混和性有機溶剤がアルコール系又はグリコール系有機溶剤である請求項6記載のリソグラフィー用リンス液。
- 水混和性有機溶剤の混合割合が水の質量に基づき0.01〜10質量%である請求項6又は7記載のリソグラフィー用リンス液。
- さらに水溶性樹脂を含有する請求項1ないし8のいずれかに記載のリソグラフィー用リンス液。
- 水溶性樹脂の含有量がリソグラフィー用リンス液の全質量に基づき、0.1ppm〜10質量%である請求項9記載のリソグラフィー用リンス液。
- (A)基板上にホトレジスト膜を設ける工程、
(B)該ホトレジスト膜に対しマスクパターンを介して選択的に露光処理する工程、
(C)露光後加熱処理する工程、
(D)アルカリ現像する工程、
及び
(E)請求項1ないし10のいずれかに記載のリソグラフィー用リンス液で処理する工程
を順次施すことを特徴とするレジストパターン形成方法。 - さらに(F)純水を用いてリンス処理する請求項11記載のレジストパターン形成方法。
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