JP2578930B2 - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JP2578930B2
JP2578930B2 JP63205136A JP20513688A JP2578930B2 JP 2578930 B2 JP2578930 B2 JP 2578930B2 JP 63205136 A JP63205136 A JP 63205136A JP 20513688 A JP20513688 A JP 20513688A JP 2578930 B2 JP2578930 B2 JP 2578930B2
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政孝 遠藤
勝 笹子
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体製造等におけるパターン形成方法に
関する。
従来の技術 半導体製造工程の微細化に対応して、パターン形成方
法もさまざまな工夫がなされてきた。ポスト・イクスポ
ージュア・ベーク（PEB）法は、特にパターンの定在波
を消去するという点で、パターン寸法の安定化や素子の
歩留まり向上に寄与する〔たとえば、E.J.Walker,アィ
イーイーイー トランザクション エレクトロン デバ
イス（IEEE Trans.Electron Dev.）ED−22,464（197
5）。〕。
ところが、このようなPEB法は、用いるレジストの膜
厚によっては、パターンの変形が生じるという問題点が
発生した。第２図を用いて、従来のパターン形成方法を
説明する。
基板１上にパターン形成材料２であるTSMR−V1（東京
応化）を1.2μｍ形成し（第２図（Ａ））、マスク４を
介して所望のパターン露光５をｇ線ステッパ（NA0.45）
により行う（第２図（Ｂ））。この後、100℃90秒のPEB
6を行い（第２図（Ｃ））、アルカリ現像液2.38％NMD−
３（東京応化）にて60秒間の現像を行い、パターン2A′
を形成した（第２図（Ｄ））。
発明が解決しようとする課題 パターン2A′は80゜のアスペクト比をもった0.5μｍ
ライン・アンド・スペースパターンではあったが、その
パターン上部にパターンエッヂ部のレジスト残渣が盛り
上がって残るという不良が発生した。このようなPEBに
よる不良パターンは、後のエッチングやイオン注入等の
後工程での寸法変動や形状不良につながり、素子全体の
歩留まり低下の要因となった。このため、このような従
来のパターン形成方法は半導体製造において危惧すべき
問題であった。
本発明は従来のパターン形成方法が有していたパター
ン形状の不良という課題を解決することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は従来技術の有していたパターン形状不良を解
決するために、露光前に水溶性樹脂膜を形成し、その
後、露光・加熱後現像によりパターンを形成することを
特徴とする。
作用 本発明者らは、PEBによるパターンエッヂ部での不良
が水溶性膜の働きにより解消されることを見出した。こ
れは、PEBによるレジスト中の感光体の拡散現像〔たと
えば、E.J.Walker,アィイーイーイー トランザクショ
ン エレクトロン デバイス（IEEE Trans.Electron De
v.）,ED−22,464（1975）．〕がエッヂ部で不均一とな
ることを、本発明のレジスト上部からの膜の働きにより
均一化できたためと考えられる。
なお、本発明に係る水溶性樹脂は、プルラン，ポリビ
ニルアルコール，ポリビニルピロリドン，ポリ（パラ・
スチレンスルホン酸）など、又はこれらの混合体が挙げ
られる。もちろん、本発明はこれらに限定されるもので
はない。
水溶性樹脂材料中に、露光光により光退色する化合物
が含まれていても良く、この場合には、パターンのコン
トラストを向上させる働きも同時に果たすことになる
〔たとえば、M.Sasago et al,プロシーディング オブ
エスピーアィイー（Proc of SPIE）,631,321（198
6）．〕。この光退色する化合物としては、ｉ線光用と
しては、４−モルフォリノベンゼンジアゾニウム塩,4−
アニリノベンゼンジアゾニウム塩,g線光用としては、４
−ジメチルアミノナフタレンジアゾニウム塩などのジア
ゾニウム化合物が挙げられるが、もちろん他のジアゾニ
ウム化合物やニトロン化合物，スチリルピリジン化合物
であっても良く、又、これらに限定されるものではな
い。
実 施 例 （その１） 第１図を用いて本発明の一実施例のパターン形成方法
について説明する。
基板１上にパター形成材料であるTSMR−V1を1.2μｍ
形成し（第１図（Ａ））、この上層にポリビニルピロリ
ドンの膜３を0.2μｍ形成した（第１図（Ｂ））。マス
ク４を介して所望のパターン露光５をｇ線ステッパ（NA
0.45）により行った（第１図（Ｃ））。この後、100℃9
0秒のPEBを行い（第１図（Ｄ））、2.38％NMD−３にて6
0秒の現像を行いパターン2Aを形成した（第１図
（Ｅ））。パターン2Aは82゜のアスペクト比をもった、
しかもエッヂ部での不良のない良好な0.5μｍライン・
アンド・スペースパターンが得られた。なお、水溶性膜
は現像と同時に除去された。
（その２） 水溶性材料として、４−ジメチルアミノナフタレンジ
アゾニウムクロライド塩化亜鉛塩：ポリ（パラ・スチレ
ンスルホン酸）：水＝1:1:20の重量比より成る材料を用
いて、その１と同様の実験を行い、アスペクト比88゜の
欠陥のない0.5μｍライン・アンド・スペースパターン
を得た。
発明の効果 本発明の方法によれば、半導体製造工程における微細
パターンの形成が高アスペクト比でかつ高寸法精度で得
られることから、半導体素子の歩留まりが向上し工業的
価値が非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の一実施例のパターン形
成方法の工程断面図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）は従来のパ
ターン形成方法の工程断面図である。 １……基板、２……パターン形成材料（TSMR−V1）、３
……水溶性膜、４……マスク、５……ｇ線光、６……PE
B（加熱）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−121051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−108334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−133444（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に感光性樹脂を形成する工程と、前
    記感光性樹脂上に水溶性樹脂を塗布する工程と、前記水
    溶性樹脂の形成された前記感光性樹脂を露光する工程
    と、前記露光の後前記水溶性樹脂及び前記感光性樹脂を
    加熱し、その後現像により前記水溶性樹脂を除去すると
    ともに前記感光性樹脂をパターンを形成する工程とを有
    するパターン形成方法。
  2. 【請求項２】水溶性樹脂が光退色性化合物を含有しない
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパター
    ン形成方法。
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