JP2012071516A - レジストパターンの形成方法およびそれを利用した基板の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】化学増幅型のレジスト材料の基板1への塗布、露光および現像の各工程を経て、アスペクト比ARが1.5以上の所定のレジストパターンをレジスト材料からなるレジスト膜2に形成するレジストパターン形成方法において、基板1とレジスト膜2との密着性を向上せしめる密着処理を制御して、レジスト膜2の残膜3の厚さが1nm以上かつ1.83×AR+1.73nm以下となるように制御する。
【選択図】図1
Description
しかし、上記原盤の基となる基板上にレジスト膜を形成し、レジスト膜に所定のパターンを電子線描画し、現像する工程において、上記のような狭ピッチ化に伴う現像液のキャピラリー応力の増大や、基板とレジスト膜との接触面積の減少により、レジストパターン倒れの問題が顕在化してきている。
化学増幅型のレジスト材料の基板への塗布、露光および現像の各工程を経て、アスペクト比ARが1.5以上の所定のレジストパターンをレジスト材料からなるレジスト膜に形成するレジストパターン形成方法において、
基板とレジスト膜との密着性を向上せしめる密着処理を制御して、レジスト膜の残膜の厚さが1nm以上かつ1.83×AR+1.73nm以下となるように制御することを特徴とするものである。本明細書において、ARは、レジストパターンのアスペクト比を表す。
アミノ系シランカップリング剤の希釈溶液を塗布して上記密着処理を実施することが好ましい。
上記に記載のレジストパターン形成方法により、所定のレジストパターンを有するレジスト膜を基板上に形成し、
レジスト膜の残膜を除去し、
その後、レジスト膜をマスクとしてエッチングを行うことにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成することを特徴とするものである。
本実施形態のレジストパターン形成方法は、レジスト膜2の残膜3の厚さが1nm以上かつ1.83×AR+1.73nm以下となるように濃度が制御された、密着処理剤を含有する希釈溶液を用意し、当該希釈溶液を基板1上に塗布して密着処理を実施し、密着処理を施した基板表面に化学増幅型のレジスト材料を塗布してレジスト膜2を形成し、アスペクト比ARが1.5以上の所定のレジストパターンに対応して、基板1上のレジスト膜2を電子線描画により露光し、そして現像液によりレジスト膜2を現像する工程からなる。
本発明では、密着処理を制御することにより、レジスト膜の残膜の厚さが1nm以上かつ1.83×AR+1.73nm以下となるように設計される。してたがって、上記のような厚さを持つ残膜の存在により、現像工程における現像液等の処理液が基板とレジスト膜との間に浸入することを抑制することができる。さらに、このような残膜は、レジストパターン凸部を横から支える支えとしても機能する。この結果、このような所定の厚さを有する残膜の存在により、アスペクト比が大きい、すなわち基板との接触面積が減少し処理液のキャピラリー応力の影響を受けやすいパターン凸部のパターン倒れを抑制することができる。
次に、本発明の基板の加工方法の実施形態について説明する。本実施形態では、前述したレジストパターン形成方法を用いて基板の加工を行う。
下記に示す樹脂(A〜Cグループ)、酸発生剤(PAグループ)および架橋剤としての塩基性有機物(AMグループ)のそれぞれから適宜組み合わせて、レジスト組成物を作製した。作製したレジスト組成物とその組み合わせは表1の通りである。作製したレジスト組成物のそれぞれに対して下記に示す密着処理剤がパターン倒れ抑制効果を示すか否かを評価した。
まず、密着処理剤として上記KBE9103を用い、これをPGMEで濃度0.1wt%に希釈して希釈溶液を作製した。そして、この希釈溶液を用いて熱酸化膜(50nm)付のSi基板の当該熱酸化膜上に密着処理を実施した。密着処理は、希釈溶液を熱酸化膜上にスピンコートで塗布した後、PGMEをさらにスピンコートして熱酸化膜上を洗い流し、120℃で15分間加熱することにより実施した。
密着処理剤としてZ6094を用いた点以外は実施例1−1と同様の評価を行った。
密着処理剤としてZ6026を用いた点以外は実施例1−1と同様の評価を行った。
密着処理剤としてKBM573を用いた点以外は実施例1−1と同様の評価を行った。
密着処理剤としてKBE9007を用いた点以外は実施例1−1と同様の評価を行った。
密着処理剤としてKBM403を用いた点以外は実施例1−1と同様の評価を行った。
密着処理剤としてKBE585を用いた点以外は実施例1−1と同様の評価を行った。
密着処理剤としてKBM803を用いた点以外は実施例1−1と同様の評価を行った。
密着処理剤としてHMDSを用い、150℃で1分間Vaper処理を行うことにより、熱酸化膜(50nm)付のSi基板の当該熱酸化膜上に密着処理を行った。
その後、レジストパターンの形成およびパターン倒れ抑制効果の評価については、実施例1−1と同様に行った。
実施例1−1から1−8および比較例1の結果は下記の表3のようになった。
上記表1に示したレジスト組成物のそれぞれに対して密着処理剤の希釈溶液の濃度を変えて、パターン倒れ抑制効果の有無を評価した。また、希釈溶液のそれぞれの濃度において残膜の厚さを測定した。さらに、RIE(反応性イオンエッチング)による基板加工工程後の基板のパターンの形成性を評価した。使用した密着処理材は、Z6094である。
まず、密着処理剤として上記Z6094を用い、これをPGMEで濃度0.01wt%に希釈して希釈溶液を作製した。そして、この希釈溶液を用いて実施例1−1と同様に、熱酸化膜(50nm)付のSi基板の当該熱酸化膜上に密着処理を実施した。
希釈溶液中のZ6094の濃度が0.03wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が0.05wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が0.08wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が0.1wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が0.25wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が0.5wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が1.0wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が2.0wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が3.0wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が4.0wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
希釈溶液中のZ6094の濃度が5.0wt%である点以外は実施例2−1と同様の評価を行った。
密着処理剤として上記HMDSを用いた。レジストパターンの形成およびパターン倒れ抑制効果の検討については、比較例1の結果を援用する。
実施例2−1から2−12および比較例2の結果は下記の表4のようになった。
2 レジスト膜
3 残膜
5 レジスト材料
6 シランカップリング剤
h レジスト膜厚
w パターン凸部の幅
Claims (5)
- 化学増幅型のレジスト材料の基板への塗布、露光および現像の各工程を経て、アスペクト比ARが1.5以上の所定のレジストパターンを前記レジスト材料からなるレジスト膜に形成するレジストパターン形成方法において、
前記基板と前記レジスト膜との密着性を向上せしめる密着処理を制御して、前記レジスト膜の残膜の厚さが1nm以上かつ1.83×AR+1.73nm以下となるように制御することを特徴とするレジストパターン形成方法。 - 前記密着処理に用いる密着処理剤として、アミノ基を有するアミノ系シランカップリング剤を用い、
前記アミノ系シランカップリング剤の希釈溶液を塗布して前記密着処理を実施することを特徴とする請求項1に記載のレジストパターン形成方法。 - 前記希釈溶液における前記アミノ系シランカップリング剤の濃度を制御して、前記密着処理を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のレジストパターン形成方法。
- 前記残膜の厚さを、1〜4nmとすることを特徴とする請求項1から3いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
- 請求項1から4いずれかに記載のレジストパターン形成方法により、所定のレジストパターンを有するレジスト膜を基板上に形成し、
前記レジスト膜の残膜を除去し、
その後、前記レジスト膜をマスクとしてエッチングを行うことにより、前記レジストパターンに対応した凹凸パターンを前記基板上に形成することを特徴とする基板の加工方法。
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