JP3307709B2 - Method of forming resist pattern - Google Patents

Method of forming resist pattern

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レジストパターンの形
成方法に関し、より詳細には、パターン形状が改善さ
れ、高解像度化することができ、更には安定したレジス
トパターンを形成しうるレジストパターンの形成方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a resist pattern, and more particularly, to a method of forming a resist pattern capable of improving a pattern shape, increasing resolution, and forming a stable resist pattern. It relates to a forming method.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
集積回路は集積化が進んでLSIよりVLSIが実用化
されている。VLSIは、導体配線や電極等の微細化に
より実現されたものであり、現在では、最小パターンが
1μm未満(サブミクロン)のものまで実用化されてい
る。微細化に伴い、レジストパターンを形成する際の露
光に使用される光線は、従来用いられていた紫外線から
短波長に移行し、遠紫外線、電子線、X線等の放射線が
用いられるようになった。
2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits have been increasingly integrated and VLSIs have been put into practical use rather than LSIs. The VLSI is realized by miniaturization of a conductor wiring, an electrode, and the like. At present, a VLSI having a minimum pattern of less than 1 μm (submicron) is in practical use. With miniaturization, the light beam used for exposure when forming a resist pattern shifts from a conventionally used ultraviolet ray to a short wavelength, and radiation such as far ultraviolet rays, an electron beam, and X-rays is used. Was.

【0003】しかしながら、露光に用いられる高圧水銀
ランプの出力は、遠紫外光に移行するとかなり低下する
という問題がある。そこで、この問題に対応するため
に、紫外域における最も強力なコヒーレント光源である
エキシマレーザー光を使用する検討が行われている。一
方、材料面においては、化学増感型レジストを用いるこ
とによって高感度化が達成できるようになった。
However, there is a problem that the output of a high-pressure mercury lamp used for exposure is considerably reduced when the output is shifted to far ultraviolet light. Therefore, in order to cope with this problem, studies have been made to use excimer laser light, which is the most powerful coherent light source in the ultraviolet region. On the other hand, in terms of material, high sensitivity can be achieved by using a chemically sensitized resist.

【0004】化学増感型レジストは、レジスト中に露光
により酸を発生する光酸発生剤を添加して感度を増強す
るもので、従来のレジストと同様ポジ型、ネガ型両方へ
の応用が可能である。光酸発生剤としては、ジアリール
ヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩又はそれ
らの誘導体等が知られている。
A chemically sensitized resist increases the sensitivity by adding a photoacid generator that generates an acid upon exposure to the resist, and can be applied to both a positive type and a negative type like conventional resists. It is. As the photoacid generator, diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, derivatives thereof, and the like are known.

【0005】ポジタイプの化学増感型レジストとして
は、ポリマーに光酸発生剤を混合したレジストが用いら
れ、そのレジストを露光(光照射)すると、露光により
光酸発生剤から発生するブレンステッド酸が触媒となっ
て、ポリマーに脱離反応あるいは加水分解反応を連鎖的
に生じさせ、ポリマーに親水基が形成されて露光部がア
ルカリ現像液に対して可溶となり、ポジ型レジストが形
成される。
As a positive type chemically sensitized resist, a resist obtained by mixing a polymer with a photoacid generator is used. When the resist is exposed to light (irradiation with light), Bronsted acid generated from the photoacid generator upon exposure is exposed. By acting as a catalyst, a elimination reaction or a hydrolysis reaction is caused in the polymer in a chain, and a hydrophilic group is formed in the polymer, so that the exposed portion becomes soluble in an alkali developing solution, and a positive resist is formed.

【0006】ネガタイプの化学増感型レジストとして
は、ポリマーに光酸発生剤及び架橋剤を混合したレジス
トが用いられ、そのレジストを露光(光照射)すると、
露光により光酸発生剤から発生するブレンステッド酸が
触媒となって、架橋剤が分解され、この架橋剤によって
ポリマー同士が架橋して高分子化されて露光部がアルカ
リ現像液に対して不溶となり、ネガ型レジストが形成さ
れる。
As the negative type chemically sensitized resist, a resist obtained by mixing a photoacid generator and a crosslinking agent with a polymer is used. When the resist is exposed (irradiated with light),
The Brønsted acid generated from the photoacid generator upon exposure acts as a catalyst to decompose the cross-linking agent, and the cross-linking agent cross-links the polymers to form a polymer, making the exposed part insoluble in the alkaline developer. , A negative resist is formed.

【0007】しかしながら、ポジタイプの化学増感型レ
ジストにおいては、露光により光酸発生剤が分解して、
図4、Iに示すようにレジスト表面付近での酸濃度が高
くなり、レジストの透明度を向上させる内部漂白効果が
期待できない。そのために、これを現像すると図4、J
に示すような順テーパ型のパターン形状となってしま
い、高解像度化することができない。また、露光により
生じた酸が不安定であるために、露光した後、露光後ベ
ークまで放置することによりその放置時間の間に感度が
変化し、更には、レジスト表面にアルカリ現像液に対し
て難溶な層が形成されてしまうという問題がある。
However, in a positive type chemically sensitized resist, the photoacid generator is decomposed by exposure,
As shown in FIGS. 4 and I, the acid concentration near the resist surface increases, and the internal bleaching effect for improving the transparency of the resist cannot be expected. For this reason, when this is developed, FIG. 4, J
As a result, the pattern shape becomes a forward taper type as shown in FIG. In addition, since the acid generated by exposure is unstable, after exposure, the sensitivity changes during the exposure time by leaving it to bake after exposure. There is a problem that a hardly soluble layer is formed.

【0008】一方、ネガタイプの化学増感型レジストに
おいては、露光により光酸発生剤が分解して、図4、K
に示すようにレジスト表面付近での酸濃度が高くなり、
レジストの透明度を向上させる内部漂白効果が期待でき
ない。そのために、これを現像すると図4、Lに示すよ
うな逆テーパ型のパターン形状となってしまい、高解像
度化することができない。また、露光により生じた酸が
不安定であるために、酸が未露光部に拡散し、図4、M
に示すようなブリッジングが形成されてしまうという問
題がある。
On the other hand, in the case of a negative type chemically sensitized resist, the photoacid generator is decomposed by exposure to light, and FIG.
As shown in the figure, the acid concentration near the resist surface increases,
No internal bleaching effect to improve the transparency of the resist can be expected. Therefore, when this is developed, it becomes an inverted tapered pattern shape as shown in FIG. 4 and L, and it is not possible to increase the resolution. Further, since the acid generated by the exposure is unstable, the acid diffuses into the unexposed area, and FIG.
There is a problem that bridging as shown in (1) is formed.

【0009】上記のように、化学増感型レジストは、高
解像度化することができず、パターン形成工程に不安定
要因があり、実用化の妨げとなっている。そこで、高解
像度化及びパターン形成工程の安定化が望まれている。
この発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたもの
であり、パターン形状が改善され、高解像度化すること
ができ、更には安定したレジストパターンを形成しうる
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。
As described above, the resolution of the chemically sensitized resist cannot be increased, and there is an unstable factor in the pattern forming process, which hinders practical use. Therefore, it is desired to increase the resolution and stabilize the pattern forming process.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method of forming a resist pattern in which a pattern shape is improved, resolution can be increased, and a stable resist pattern can be formed. It is intended to be.

【0010】本発明によれば、基板に、光酸発生剤と任
意に架橋剤を含有するポジ又はネガ型の化学増感型レジ
ストを塗布し、該レジストをプリベークした後、露光前
に、基板を酸クエンチング化合物のガス雰囲気下で処理
し、前記レジストを露光し、ポジ型レジストにおいては
露光された部分のレジストを、ネガ型レジストにおいて
は未露光部分のレジストを、現像液によって現像するレ
ジストパターンの形成方法が提供される。
According to the present invention, a positive or negative type chemically sensitized resist containing a photoacid generator and optionally a crosslinking agent is applied to a substrate, the resist is prebaked, and the substrate is exposed before exposure. Is treated in a gas atmosphere of an acid quenching compound to expose the resist, the exposed resist in the case of a positive resist, the unexposed portion of the resist in the case of a negative resist, a resist developed with a developing solution A method for forming a pattern is provided.

【0011】この発明において用いられる基板として
は、一般に半導体装置を製造する際に使用される基板で
あれば、特に限定されるものではなく、シリコン基板や
化合物半導体を用いることができる。化合物半導体基板
としては、例えばGaAs、AlGaAs、InAlA
s、InGaAs、InGaAsP又はInP等の基板
を用いることができる。
The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substrate generally used in manufacturing a semiconductor device, and a silicon substrate or a compound semiconductor can be used. As the compound semiconductor substrate, for example, GaAs, AlGaAs, InAlA
A substrate such as s, InGaAs, InGaAsP, or InP can be used.

【0012】この発明におけるポジタイプの化学増感型
レジストは、ベースポリマー、光酸発生剤、溶解阻止剤
及び溶媒によって構成される。しかしながら、溶解阻止
剤を用いない場合でもレジストとして機能することがで
き、ベースポリマー、光酸発生剤及び溶媒によってこの
発明におけるポジタイプの化学増感型レジストを構成す
ることもできる。
The positive type chemically sensitized resist of the present invention comprises a base polymer, a photoacid generator, a dissolution inhibitor and a solvent. However, even if a dissolution inhibitor is not used, it can function as a resist, and the positive type chemically sensitized resist of the present invention can be constituted by a base polymer, a photoacid generator and a solvent.

【0013】この発明で使用するベースポリマー、光酸
発生剤、溶解阻止剤及び溶媒としては、一般に化学増感
型レジストを構成するために用いられるポリマー、光酸
発生剤、溶解阻止剤及び溶媒を適用することができる。
ベースポリマーとしては、例えばアルカリ現像液に対す
る溶解速度を減少させるために、その水酸基を置換基で
ブロックしたノボラック系のポリマー等があげられる。
ノボラック系のポリマーの水酸基をブロックするために
導入される置換基としては、例えばt−ブトキシカルボ
ニル基、t−ブトキシカルボニルメチル基、トリメチル
シリル基等があげられ、そのノボラック系ポリマーに対
する置換率は、10〜15%が適切であり、11〜14
%が好ましい。
The base polymer, photoacid generator, dissolution inhibitor and solvent used in the present invention include polymers, photoacid generators, dissolution inhibitors and solvents which are generally used for forming chemically sensitized resists. Can be applied.
Examples of the base polymer include a novolak polymer in which the hydroxyl group is blocked with a substituent in order to reduce the dissolution rate in an alkali developer.
Examples of the substituent introduced to block the hydroxyl group of the novolak polymer include a t-butoxycarbonyl group, a t-butoxycarbonylmethyl group, a trimethylsilyl group and the like. ~ 15% is appropriate and 11-14
% Is preferred.

【0014】また、ベースポリマーの分子量は使用する
現像液及びその現像液の濃度によって適宜選択される。
例えば、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド(TMAH)現像液を用いる場合、平
均分子量が約1万以下のベースポリマーを使用すると、
その現像液に対する溶解速度が100nm/秒以上にな
り、現像工程が安定しないため適切でない。2.38重
量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド現
像液を用いる場合には、ベースポリマーの平均分子量は
約1〜2万が適切である。しかしながら、1.90重量
%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド現像
液を用いる場合には、平均分子量が約1万以下のベース
ポリマーを使用することができる。この場合、およそ6
0秒の現像時間でパターンを形成することができ、現像
工程が安定する。
The molecular weight of the base polymer is appropriately selected depending on the developer used and the concentration of the developer.
For example, when a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) developer is used, when a base polymer having an average molecular weight of about 10,000 or less is used,
The dissolution rate in the developer becomes 100 nm / sec or more, which is not appropriate because the developing process is not stable. When a 2.38% by weight tetramethylammonium hydroxide developer is used, the average molecular weight of the base polymer is suitably about 10,000 to 20,000. However, when a 1.90% by weight tetramethylammonium hydroxide developer is used, a base polymer having an average molecular weight of about 10,000 or less can be used. In this case, about 6
A pattern can be formed in a development time of 0 second, and the development process is stabilized.

【0015】光酸発生剤としては、例えばトリフェニル
スルホニウム系又はジフェニルヨードニウム系の化合物
等があげられる。トリフェニルスルホニウム系の化合物
としては、例えばトリフェニルスルホニウムトリフルオ
ロメタンスルホネート(Ph 3−SCF3SO3)やそのフ
ェニル基にメチル基、メトキシ基、チオフェニル基、t
−ブチル基等の置換基を導入した化合物、Ph3−SP
5、Ph3−SSbF5、Ph3−SAsF5、Ph3−S
BF4等があげられ、ジフェニルヨードニウム系の化合
物としては、Ph2−IPF5、Ph2−ISbF5、Ph
2−IAsF5等があげられる。
As the photoacid generator, for example, triphenyl
Sulfonium or diphenyliodonium compounds
And the like. Triphenylsulfonium compounds
Is, for example, triphenylsulfonium trifluoro
Methanesulfonate (Ph Three-SCFThreeSOThree) And its
Phenyl, methyl, methoxy, thiophenyl, t
-A compound into which a substituent such as a butyl group is introduced, PhThree−SP
FFive, PhThree-SSbFFive, PhThree-SAsFFive, PhThree-S
BFFourDiphenyliodonium compounds
The thing is PhTwo-IPFFive, PhTwo-ISbFFive, Ph
Two-IAsFFiveAnd the like.

【0016】溶解阻止剤としては、例えば、シャープ
(株)社製のt−ブトキシカルボニル化ビスフェノール
A等の芳香族カルボン酸エステル等があげられる。ま
た、上記レジストの構成成分として溶解阻止剤を含有し
ない場合でもレジストとして機能することができるが、
その場合、膜減り無しの解像度の限界は0.32μm
l:1ライン/スペースとなり、わずかに解像度が悪く
なる。
Examples of the dissolution inhibitor include aromatic carboxylic esters such as t-butoxycarbonylated bisphenol A manufactured by Sharp Corporation. In addition, even if the resist does not contain a dissolution inhibitor as a component of the resist, it can function as a resist,
In that case, the resolution limit without film loss is 0.32 μm
l: 1 line / space, slightly lower resolution.

【0017】溶媒としては、例えばメトキシイソプロパ
ノール、エトキシイソプロパノール、ジグライム、乳酸
エチル等があげられる。上記ポジタイプの化学増感型レ
ジストを構成するベースポリマー、光酸発生剤及び溶解
阻止剤の組成比(重量百分率)としては、10〜20:
0.2〜1.2:0〜4が適切であり、14〜17:
0.4〜0.8:3.0〜3.2が好ましく、溶媒にて
総重量百分率100に合わせる。
Examples of the solvent include methoxyisopropanol, ethoxyisopropanol, diglyme, ethyl lactate and the like. The composition ratio (weight percentage) of the base polymer, photoacid generator and dissolution inhibitor constituting the positive type chemically sensitized resist is 10 to 20:
0.2 to 1.2: 0 to 4 are suitable, and 14 to 17:
0.4-0.8: 3.0-3.2 is preferable, and the total weight percentage is adjusted to 100 with a solvent.

【0018】次に、この発明におけるネガタイプの化学
増感型レジストは、ベースポリマー、光酸発生剤、架橋
剤及び溶媒によって構成される。ベースポリマー及び光
酸発生剤の例は、ポジタイプの化学増感型レジストを構
成する場合と同様である。この発明で使用する架橋剤と
しては、一般にネガタイプの化学増感型レジストに使用
される架橋剤を適用することができ、例えばトリアジ
ン、重クロム酸アンモニウム、多官能ジアゾニウム塩、
水溶性ビスアジド化合物等があげられる。
Next, the negative type chemically sensitized resist of the present invention comprises a base polymer, a photoacid generator, a crosslinking agent and a solvent. Examples of the base polymer and the photoacid generator are the same as those for forming a positive type chemically sensitized resist. As the cross-linking agent used in the present invention, a cross-linking agent generally used for a negative type chemically sensitized resist can be used. For example, triazine, ammonium bichromate, a polyfunctional diazonium salt,
And water-soluble bis azide compounds.

【0019】上記ネガタイプの化学増感型レジストを構
成するベースポリマー、光酸発生剤及び架橋剤の組成比
(重量百分率)としては、10〜20:0.2〜1.
2:1〜5が適切であり、14〜17:0.4〜1.
0:1〜3が好ましく、溶媒にて総重量百分率100に
合わせる。この発明におけるポジ又はネガタイプの化学
増感型レジストを塗布する方法としては、一般に用いら
れている塗布方法を適用することができ、例えばスピン
コート法、スプレイ法、気相塗布法等があげられる。化
学増感型レジストの膜厚としては、0.5μm〜2.0
μmが適切である。
The composition ratio (weight percentage) of the base polymer, the photoacid generator and the crosslinking agent constituting the negative type chemically sensitized resist is 10 to 20: 0.2 to 1.
2: 1-5 are suitable, 14-17: 0.4-1.
0: 1 to 3 is preferable, and the total weight percentage is adjusted to 100 with a solvent. As a method of applying a positive or negative type chemically sensitized resist in the present invention, a commonly used application method can be applied, and examples thereof include a spin coating method, a spray method, and a gas phase application method. The thickness of the chemically sensitized resist is 0.5 μm to 2.0 μm.
μm is appropriate.

【0020】また、この発明におけるプリベーク又は露
光後ベークを行う際のプリベーキング及び露光後ベーキ
ングの温度、時間等の条件は、使用するポジ又はネガタ
イプの化学増感型レジストの組成に応じて適宜選択され
る。この発明における露光に使用する光線としては、特
に限定されないが、微細なレジストパターンを形成する
際に用いられる光線を使用した場合、特に効果がある。
つまり、使用する光線としては遠紫外線が好ましく、そ
の際、エキシマレーザー光を使用するのが好ましい。露
光量は、使用するポジ又はネガタイプの化学増感型レジ
ストの組成に応じて適宜選択される。
In the present invention, the conditions such as temperature and time for pre-baking and post-exposure baking in pre-baking and post-exposure baking are appropriately selected according to the composition of the positive or negative type chemically sensitized resist to be used. Is done. The light beam used for exposure in the present invention is not particularly limited, but a light beam used for forming a fine resist pattern is particularly effective.
That is, far ultraviolet rays are preferably used as the light beam, and in this case, it is preferable to use excimer laser light. The exposure amount is appropriately selected according to the composition of the positive or negative type chemically sensitized resist to be used.

【0021】この発明において使用する現像液として
は、一般にレジストパターンを形成する際に用いられる
現像液を適用することができ、例えばテトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド(TMAH)があげられ
る。現像液の濃度は、使用するベースポリマーの分子量
に応じて適宜選択される。この発明においては、基板に
上記ポジ又はネガタイプの化学増感型レジストを塗布
し、基板に塗布された該レジストを、プリベークした
後、酸クエンチング化合物のガス雰囲気下で処理する。
As the developing solution used in the present invention, a developing solution generally used for forming a resist pattern can be used, for example, tetramethylammonium hydroxide (TMAH). The concentration of the developer is appropriately selected according to the molecular weight of the base polymer used. In the present invention, the above-mentioned positive or negative type chemically sensitized resist is applied to a substrate, and the resist applied to the substrate is prebaked and then processed in a gas atmosphere of an acid quenching compound.

【0022】この発明で使用する酸クエンチング化合物
としては、光酸発生剤を分解することのできる化合物及
び/又は露光によって光酸発生剤から発生するブレンス
テッド酸をクエンチングすることのできる化合物であれ
ば何れでもよく、例えばヘキサメチルジシラザン、ヘプ
タメチルジシラザン、ジエチルアミノトリメチルシラ
ン、トリメチルシリルクロライドあるいはトリメチルシ
リルジエチルアミンのようなシリル化合物、又はエチレ
ンジアミンあるいはメチルアミンのようなアミン系化合
物等があげられる。
The acid quenching compound used in the present invention is a compound capable of decomposing a photoacid generator and / or a compound capable of quenching a Bronsted acid generated from a photoacid generator by exposure to light. Any one may be used as long as it is a silyl compound such as hexamethyldisilazane, heptamethyldisilazane, diethylaminotrimethylsilane, trimethylsilyl chloride or trimethylsilyldiethylamine, or an amine compound such as ethylenediamine or methylamine.

【0023】また、この発明において用いられる、ポジ
又はネガタイプの化学増感型レジストが塗布された基板
を、酸クエンチング化合物のガス雰囲気下で処理する装
置としては、酸クエンチング化合物を蒸気化してその飽
和雰囲気を形成し、その飽和雰囲気下に基板を置くこと
ができるような装置であれば何れでもよく、例えば図1
のような装置があげられる。
The apparatus used in the present invention for treating a substrate coated with a positive or negative type chemically sensitized resist under a gas atmosphere of an acid quenching compound may be obtained by vaporizing an acid quenching compound. Any device capable of forming the saturated atmosphere and placing the substrate under the saturated atmosphere may be used.
Such a device is mentioned.

【0024】図1を例にとって、ポジ又はネガタイプの
化学増感型レジストが塗布された基板を、酸クエンチン
グ化合物のガス雰囲気下で処理する工程を説明する。図
1中、1は基板、2は密閉容器、3は排気口、4は酸ク
エンチング化合物、5は酸クエンチング化合物の入った
タンク、6は乾燥窒素である。まず、酸クエンチング化
合物4に、乾燥窒素6をバブリングしながら導入して酸
クエンチング化合物4を蒸気化し、この酸クエンチング
化合物4の蒸気を室温で密閉容器2に導入して酸クエン
チング化合物4の飽和雰囲気を形成する。
The process of treating a substrate coated with a positive or negative type chemically sensitized resist in a gas atmosphere of an acid quenching compound will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is a closed container, 3 is an exhaust port, 4 is an acid quenching compound, 5 is a tank containing an acid quenching compound, and 6 is dry nitrogen. First, the acid quenching compound 4 is vaporized by introducing dry nitrogen 6 into the acid quenching compound 4 while bubbling, and the vapor of the acid quenching compound 4 is introduced into the closed container 2 at room temperature to form the acid quenching compound. 4 to form a saturated atmosphere.

【0025】次に、この酸クエンチング化合物4の飽和
雰囲気が形成された室温状態の密閉容器2にポジ又はネ
ガタイプの化学増感型レジストが塗布された基板1を放
置することによって、酸クエンチング化合物4のガス雰
囲気下での処理を行う。放置する時間(酸クエンチング
化合物4のガス雰囲気下での処理を行う時間)及びその
際の温度(処理温度)は、酸クエンチング化合物4のガ
ス雰囲気下での処理工程が行われる順番、及び使用する
化学増感型レジストの組成と使用する酸クエンチング化
合物の組み合わせに応じて適宜選択される。
Next, the substrate 1 coated with the positive or negative type chemically sensitized resist is allowed to stand in a closed container 2 at room temperature in which a saturated atmosphere of the acid quenching compound 4 is formed. Compound 4 is treated in a gas atmosphere. The standing time (time during which the treatment of the acid quenching compound 4 is performed in a gas atmosphere) and the temperature (treatment temperature) at that time are in the order in which the treatment steps are performed under the gas atmosphere of the acid quenching compound 4, and It is appropriately selected according to the combination of the composition of the chemically sensitized resist used and the acid quenching compound used.

【0026】例えば、ベースポリマーとしてp−t−ブ
トキシカルボニルヒドロキシスチレン(t−ブトキシカ
ルボニル化率:13%、平均分子量:約1.3万)を1
6重量%、光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウム
トリフルオロメタンスルホネートを0.8重量%、溶解
阻止剤としてシャープ(株)社製のt−ブトキシカルボ
ニル化ビスフェノールAを3.2重量%含有するポジタ
イプの化学増感型レジストを用いることができる。処理
温度は室温が適切であり、23〜30℃が好ましい。
For example, pt-butoxycarbonylhydroxystyrene (t-butoxycarbonylation ratio: 13%, average molecular weight: about 13,000) is used as a base polymer.
A positive type containing 6% by weight, 0.8% by weight of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate as a photoacid generator, and 3.2% by weight of t-butoxycarbonylated bisphenol A manufactured by Sharp Corporation as a dissolution inhibitor. A chemically sensitized resist can be used. The treatment temperature is suitably room temperature, preferably 23 to 30 ° C.

【0027】その後、密閉容器2から基板1を取り出
し、露光を行う。
Thereafter, the substrate 1 is taken out of the sealed container 2 and exposed.

【0028】[0028]

【作用】この発明によれば、プリベークした後に、ポジ
又はネガタイプの化学増感型レジストが塗布された基板
を、酸クエンチング化合物のガス雰囲気下で処理するこ
とにより、そのレジスト中に含まれる光酸発生剤が、酸
クエンチング化合物と反応して分解し、失活する。酸ク
エンチング化合物のガス雰囲気下で処理されたポジ又は
ネガタイプの化学増感型レジスト表面の光酸発生剤が分
解することによって、そのレジスト表面の光酸発生剤の
濃度が低くなり、レジスト表面でのブレンステッド酸の
発生が低く抑えられる。
According to the present invention, after prebaking, the substrate coated with the positive or negative type chemically sensitized resist is treated in a gas atmosphere of an acid quenching compound so that the light contained in the resist is reduced. The acid generator reacts with the acid quenching compound to decompose and deactivate. The photoacid generator on the surface of the positive or negative type chemically sensitized resist treated under the gas atmosphere of the acid quenching compound is decomposed, so that the concentration of the photoacid generator on the resist surface decreases, and the resist surface has The generation of Bronsted acid is suppressed to a low level.

【0029】[0029]

【0030】従って、ポジ又はネガタイプの化学増感型
レジストを、プリベークした後に酸クエンチング化合物
のガス雰囲気下で処理することにより、レジストの表面
付近と基板付近のブレンステッド酸の濃度勾配がなくな
り、ポジ型レジストにおいてはアルカリ現像液に溶解す
る部分、ネガ型レジストにおいてはアルカリ現像液に溶
解しない部分の形状が良好となり、レジストパターンの
形状が向上し、それによって、高解像度化される。
Therefore, by treating the positive or negative type chemically sensitized resist in a gas atmosphere of an acid quenching compound after prebaking, the concentration gradient of Bronsted acid near the surface of the resist and near the substrate is eliminated. In the case of a positive resist, the shape of a portion which dissolves in an alkali developing solution is improved, and in the case of a negative resist, the shape of a portion which does not dissolve in an alkali developing solution is improved.

【0031】[0031]

【実施例】この発明を以下の実施例で詳細に説明する
が、この発明は、これに限定されない。また、以下の実
施例で使用する百分率(%)は、特別に定義されない限
り、重量百分率(重量%)を意味する。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Also, percentages (%) used in the following examples mean percentages by weight (% by weight) unless otherwise defined.

【0032】実施例1 ベースポリマーとしてp−t−ブトキシカルボニルヒド
ロキシスチレン(t−ブトキシカルボニル化率:13
%、平均分子量:約1.3万)を16%、光酸発生剤と
してトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスル
ホネートを0.8%、溶解阻止剤としてシャープ(株)
社製のt−ブトキシカルボニル化ビスフェノールAを
3.2%含有するメトキシイソプロパノール溶液を調整
し、ポジタイプの化学増感型レジストとした。
Example 1 As a base polymer, pt-butoxycarbonylhydroxystyrene (t-butoxycarbonylation ratio: 13)
%, Average molecular weight: about 13,000), 16% as a photoacid generator, 0.8% as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and Sharp Corporation as a dissolution inhibitor.
A methoxyisopropanol solution containing 3.2% of t-butoxycarbonylated bisphenol A manufactured by Co., Ltd. was prepared to obtain a positive type chemically sensitized resist.

【0033】この溶液を、予め120℃で40秒間ヘキ
サメチルジシラザンの蒸気で脱水ベーク及び疏水化処理
を施した6インチのシリコン基板上に、3000rpm
の回転数でスピンコート法によって塗布し、100℃の
ホットプレート上で120秒間プリベークして、1μm
の膜厚のレジスト膜を形成した。次に、酸クエンチング
化合物としてヘキサメチルジシラザンを用い、図1に示
す装置を用いて、上記レジストが塗布されたシリコン基
板をヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下で処理し
た。
This solution was placed on a 6-inch silicon substrate which had been previously subjected to dehydration baking and hydrophobic treatment with hexamethyldisilazane vapor at 120 ° C. for 40 seconds at 3000 rpm.
Spin coating method at a rotation speed of, and prebaked on a hot plate at 100 ° C for 120 seconds to obtain 1 μm
Then, a resist film having a thickness of 5 mm was formed. Next, using hexamethyldisilazane as an acid quenching compound, the silicon substrate coated with the resist was treated in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane using the apparatus shown in FIG.

【0034】まず、ヘキサメチルジシラザン4に、乾燥
窒素6をバブリングしながら導入してヘキサメチルジシ
ラザン4を蒸気化し、このヘキサメチルジシラザン4の
蒸気を、室温で密閉容器2に導入してヘキサメチルジシ
ラザン4の飽和雰囲気を形成した。その後、このヘキサ
メチルジシラザン4の飽和雰囲気が形成された密閉容器
2を24℃に保持し、24℃に保持された密閉容器2に
上記レジストが塗布されたシリコン基板1を5秒間放置
することによって、ヘキサメチルジシラザン4のガス雰
囲気下での処理を行った。
First, hexamethyldisilazane 4 is vaporized by bubbling dry nitrogen 6 into hexamethyldisilazane 4, and the vapor of hexamethyldisilazane 4 is introduced into closed vessel 2 at room temperature. A saturated atmosphere of hexamethyldisilazane 4 was formed. Thereafter, the sealed container 2 in which the saturated atmosphere of hexamethyldisilazane 4 is formed is kept at 24 ° C., and the silicon substrate 1 coated with the resist is left in the sealed container 2 kept at 24 ° C. for 5 seconds. Thus, the treatment was performed in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane 4.

【0035】ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下で
処理した後、遠紫外線(248nmのKrFエキシマレ
ーザー光)で開口数NA=0.45のステッパと組み合
わせて、露光量60mJ/cm2 の照射を行い、80℃
で60秒間露光後ベークを行った。露光後ベークを行っ
た後、東京応化工業(株)社製のNMD−W現像液
〔2.38%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド(TMAH)現像液〕を用いて現像を行い、ポジ
型レジストパターンを形成した。
After treatment in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane, irradiation with far ultraviolet rays (KrF excimer laser light of 248 nm) in combination with a stepper having a numerical aperture NA = 0.45 was performed at an exposure amount of 60 mJ / cm 2. , 80 ° C
Baking was performed after exposure for 60 seconds. After baking after exposure, development was performed using an NMD-W developer [2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) developer] manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. to obtain a positive resist pattern. Was formed.

【0036】その結果を図2及び図3に示す。図2は、
残膜率と露光量の関係を示すグラフであり、このグラフ
からレジストのコントラストを示すγ値を求めることが
できる。図3は、0.35μml:1ライン/スペース
のパターン形状を示した図である。
The results are shown in FIG. 2 and FIG. FIG.
6 is a graph showing a relationship between a remaining film ratio and an exposure amount, and from this graph, a γ value indicating a contrast of a resist can be obtained. FIG. 3 is a diagram showing a pattern shape of 0.35 μml: 1 line / space.

【0037】この実施例においては、図2、Aで示され
るレジストのコントラストγ値は、5.0であった。膜
減りなく解像することができる限界は0.30μml:
1ライン/スペースであり、0.35μml:1ライン
/スペースのパターン形状は、図3、Cで示されるよう
な85度の傾斜を持ったものとなった。これは、基板上
に2mm長さのライン/スペースパターンを形成させ、
ライン/スペース方向に基板及びパターンを割り、その
切断面に金を蒸着させて電子顕微鏡写真を撮ってその写
真を観察することにより確認した。また、0.35μm
l:1ライン/スペースのフォーカスマージンは1.0
μmであった。これは、基板上に形成されたライン/ス
ペースパターンを電子顕微鏡で観察することによって測
定したライン寸法が、0.35+/−0.035μmに
なるフォーカス幅である。コンタクトホールについて
は、0.32μmまで解像することができた。これは、
基板上にコンタクトホールを形成させ、そのパターンを
電子顕微鏡で観察することによって確認した。
In this embodiment, the contrast γ value of the resist shown in FIG. 2A was 5.0. The limit that can be resolved without reducing the film thickness is 0.30 μml:
1 line / space, and the pattern shape of 0.35 μm: 1 line / space had an inclination of 85 degrees as shown in FIG. 3C. This allows a 2mm long line / space pattern to be formed on the substrate,
The substrate and the pattern were divided in the line / space direction, gold was deposited on the cut surface, an electron micrograph was taken, and the photograph was observed and observed. 0.35 μm
l: Focus margin of 1 line / space is 1.0
μm. This is the focus width at which the line dimension measured by observing the line / space pattern formed on the substrate with an electron microscope is 0.35 +/− 0.035 μm. The contact hole could be resolved to 0.32 μm. this is,
A contact hole was formed on the substrate, and the pattern was confirmed by observing the pattern with an electron microscope.

【0038】更に、上記と同様にしてレジスト膜を形成
し、ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下での処理を
行って露光した後、露光後ベークを行うまで1時間放置
した。しかしながら、放置することによって、感度変化
に伴うパターン寸法の太り等は起こらなかった。
Further, a resist film was formed in the same manner as described above, exposed to light by performing a treatment in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane, and then left for 1 hour before baking after exposure. However, the pattern size did not increase due to the change in sensitivity due to the standing.

【0039】参考例2 実施例1で使用したレジストと同じ組成のレジストを使
用し、ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下での処理
を露光後ベークする前に行い、そのヘキサメチルジシラ
ザンのガス雰囲気下での処理時間を2.5秒間とし、露
光時に露光量が70mJ/cm2 の照射を行う以外は実
施例1と同じ工程を繰り返すことによって、ポジ型レジ
ストパターンを形成した。
REFERENCE EXAMPLE 2 A resist having the same composition as the resist used in Example 1 was subjected to a treatment in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane before baking after exposure, and a gas atmosphere of hexamethyldisilazane was used. A positive resist pattern was formed by repeating the same steps as in Example 1 except that the lower processing time was set to 2.5 seconds and the irradiation was performed with an exposure amount of 70 mJ / cm 2 during exposure.

【0040】その結果を図3に示す。この実施例におい
ては、レジストのコントラストγ値は6.5であった。
膜減りなく解像することができる限界は、0.25μm
l:1ライン/スペースであり、0.35μml:1ラ
イン/スペースのパターン形状は、図3、Cで示される
ような85度の傾斜を持ったものとなった。また、0.
30μml:1ライン/スペースのフォーカスマージン
は1.0μmであった。コンタクトホールについては、
0.30μmまで解像することができた。これらは、実
施例1と同じ方法によって確認した。
FIG. 3 shows the results. In this example, the contrast γ value of the resist was 6.5.
The limit that can be resolved without film loss is 0.25 μm
1: 1 line / space, and the pattern shape of 0.35 μml: 1 line / space had an inclination of 85 degrees as shown in FIG. 3C. Also, 0.
30 μml: the focus margin of one line / space was 1.0 μm. For contact holes,
Resolution was possible down to 0.30 μm. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0041】更に、上記と同様にしてレジスト膜を形成
し、ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下での処理を
行って露光した後、露光後ベークを行うまで2時間放置
した。しかしながら、放置することによって、感度変化
に伴うパターン寸法の太り等は起こらなかった。
Further, a resist film was formed in the same manner as above, exposed to light by performing a treatment in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane, and allowed to stand for 2 hours before baking after exposure. However, the pattern size did not increase due to the change in sensitivity due to the standing.

【0042】実施例3 ベースポリマーとしてp−ヒドロキシスチレン(平均分
子量:約1.3万)を16%、光酸発生剤としてトリフ
ェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネートを
0.8%、架橋剤としてトリアジンを2.0%含有する
メトキシイソプロパノール溶液を調整し、ネガタイプの
化学増感型レジストとした。
Example 3 16% of p-hydroxystyrene (average molecular weight: about 13,000) as a base polymer, 0.8% of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate as a photoacid generator, and 2 parts of triazine as a crosslinking agent A methoxyisopropanol solution containing 0.0% was prepared to obtain a negative type chemically sensitized resist.

【0043】この溶液を、予め120℃で40秒間ヘキ
サメチルジシラザンの蒸気で脱水ベーク及び疏水化処理
を施した6インチのシリコン基板上に、3000rpm
の回転数でスピンコート法によって塗布し、100℃の
ホットプレート上で120秒間プリベークして、1μm
の膜厚のレジスト膜を形成した。次に、酸クエンチング
化合物としてヘキサメチルジシラザンを用い、図1に示
す装置を用いて、実施例1と同様に、上記レジストが塗
布されたシリコン基板をヘキサメチルジシラザンのガス
雰囲気下で処理した。
This solution was placed on a 6-inch silicon substrate which had been previously subjected to dehydration baking and hydrophobic treatment with hexamethyldisilazane vapor at 120 ° C. for 40 seconds at 3000 rpm.
Spin coating method at a rotation speed of, and prebaked on a hot plate at 100 ° C for 120 seconds to obtain 1 μm
Then, a resist film having a thickness of 5 mm was formed. Next, using hexamethyldisilazane as an acid quenching compound, the silicon substrate coated with the resist was treated in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane using the apparatus shown in FIG. did.

【0044】まず、ヘキサメチルジシラザン4に、乾燥
窒素6をバブリングしながら導入してヘキサメチルジシ
ラザン4を蒸気化し、このヘキサメチルジシラザン4の
蒸気を、室温で密閉容器2に導入してヘキサメチルジシ
ラザン4の飽和雰囲気を形成した。その後、このヘキサ
メチルジシラザン4の飽和雰囲気が形成された密閉容器
2を24℃に保持し、24℃に保持された密閉容器2に
上記レジストが塗布されたシリコン基板1を5秒間放置
することによって、ヘキサメチルジシラザン4のガス雰
囲気下での処理を行った。
First, dry nitrogen 6 is introduced into hexamethyldisilazane 4 while bubbling, so that hexamethyldisilazane 4 is vaporized. The vapor of hexamethyldisilazane 4 is introduced into closed vessel 2 at room temperature. A saturated atmosphere of hexamethyldisilazane 4 was formed. Thereafter, the sealed container 2 in which the saturated atmosphere of hexamethyldisilazane 4 is formed is kept at 24 ° C., and the silicon substrate 1 coated with the resist is left in the sealed container 2 kept at 24 ° C. for 5 seconds. Thus, the treatment was performed in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane 4.

【0045】ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下で
処理した後、遠紫外線(248nmのKrFエキシマレ
ーザー光)で開口数NA=0.45のステッパと組み合
わせて、露光量30mJ/cm2 の照射を行い、110
℃で60秒間露光後ベークを行った。露光後ベークを行
った後、東京応化工業(株)社製のNMD−W現像液
〔2.38%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド(TMAH)現像液〕を用いて現像を行い、ネガ
型レジストパターンを形成した。
After treating in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane, irradiation with far ultraviolet rays (KrF excimer laser light of 248 nm) is performed in combination with a stepper having a numerical aperture NA = 0.45 at an exposure amount of 30 mJ / cm 2. , 110
A post-exposure bake was performed at 60 ° C. for 60 seconds. After the post-exposure bake, development was performed using an NMD-W developer [2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) developer] manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. to obtain a negative resist pattern. Was formed.

【0046】その結果を図2及び図3に示す。この実施
例においては、図2、Bで示されるレジストのコントラ
ストγ値は、8.0であった。膜減りなく解像すること
ができる限界は0.30μml:1ライン/スペースで
あり、0.35μml:1ライン/スペースのパターン
形状はネガ型特有の頭がまるまる傾向を示さず、図3、
Gで示されるような90度に切り立ったものとなった。
また、0.35μml:1ライン/スペースのフォーカ
スマージンは1.0μmであった。コンタクトホールに
ついては、0.32μmまで解像することができた。こ
れらは、実施例1と同じ方法によって確認した。
The results are shown in FIGS. 2 and 3. In this example, the contrast γ value of the resist shown in FIG. 2 and B was 8.0. The limit that can be resolved without reducing the film thickness is 0.30 μml: 1 line / space, and the pattern shape of 0.35 μml: 1 line / space does not show the tendency of the negative type head to be rounded.
As shown by G, it became steep at 90 degrees.
Also, the focus margin of 0.35 μml: 1 line / space was 1.0 μm. The contact hole could be resolved to 0.32 μm. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0047】実施例4 また、市販のネガタイプの化学増感型レジストであるX
P89−131〔シプレイ・ファーイースト(株)社
製〕及びTDUR−N7〔東京応化工業(株)社製〕を
用いて、以下に示す条件以外は実施例3と同じ条件で、
かつ同じ工程を繰り返すことにより、ネガ型レジストパ
ターンを形成した。
Example 4 X which is a commercially available negative type chemically sensitized resist
Using P89-131 (manufactured by Shipley Far East Co., Ltd.) and TDUR-N7 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) under the same conditions as in Example 3 except for the following conditions,
By repeating the same steps, a negative resist pattern was formed.

【0048】レジストとしてXP89−131を使用し
た場合、プリベークする際の温度を110℃、プリベー
ク時間を90秒間、現像液をシプレイ・ファーイースト
(株)社製のXP89−114現像液とした。レジスト
としてTDUR−N7を使用した場合、プリベークする
際の温度を120℃、プリベーク時間を90秒間、露光
量を80mJ/cm2 、露光後ベーク時間を90秒間と
した。
When XP89-131 was used as a resist, the developing solution was XP89-114 developed by Shipley Far East Co., Ltd. at a prebaking temperature of 110 ° C. and a prebaking time of 90 seconds. When TDUR-N7 was used as a resist, the pre-baking temperature was 120 ° C., the pre-baking time was 90 seconds, the exposure amount was 80 mJ / cm 2 , and the post-exposure bake time was 90 seconds.

【0049】その結果、レジストとしてXP89−13
1を使用した場合、膜減りなく解像することができる限
界は0.25μml:1ライン/スペースであった。ま
た、0.35μml:1ライン/スペースのフォーカス
マージンは1.2μmであった。コンタクトホールにつ
いては、0.30μmまで解像することができた。ま
た、レジストとしてTDUR−N7を使用した場合、膜
減りなく解像することができる限界は、0.25μm
l:1ライン/スペースであった。また、0.35μm
l:1ライン/スペースのフォーカスマージンは1.4
μmであった。コンタクトホールについては、0.30
μmまで解像することができた。これらは、実施例1と
同じ方法によって確認した。
As a result, XP89-13 was used as a resist.
When 1 was used, the limit at which resolution could be achieved without film loss was 0.25 μml: 1 line / space. Further, the focus margin of 0.35 μm: 1 line / space was 1.2 μm. The contact hole could be resolved to 0.30 μm. When TDUR-N7 is used as a resist, the limit of resolution without loss of film is 0.25 μm
l: 1 line / space. 0.35 μm
l: Focus margin of 1 line / space is 1.4
μm. 0.30 for contact hole
It could be resolved down to μm. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0050】参考例5 実施例3で使用したレジストと同じ組成のレジストを使
用し、ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下での処理
を露光後ベークする前に行い、そのヘキサメチルジシラ
ザンのガス雰囲気下での処理時間を2.5秒間とし、露
光時に露光量が50mJ/cm2 の照射を行う以外は実
施例3と同じ工程を繰り返すことによって、ネガ型レジ
ストパターンを形成した。
Reference Example 5 A resist having the same composition as the resist used in Example 3 was subjected to a treatment in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane before baking after exposure, and the gas atmosphere of hexamethyldisilazane was used. A negative resist pattern was formed by repeating the same steps as in Example 3 except that the lower processing time was set to 2.5 seconds and the irradiation was performed with an exposure amount of 50 mJ / cm 2 during exposure.

【0051】その結果を図3に示す。この実施例におい
ては、レジストのコントラストγ値は、9.5であっ
た。膜減りなく解像することができる限界は0.25μ
ml:1ライン/スペースであり、0.35μml:1
ライン/スペースのパターン形状はネガ型特有の頭がま
るまる傾向を示さず、図3、Gで示されるような90度
に切り立ったものとなった。また、0.30μml:1
ライン/スペースのフォーカスマージンは1.0μmで
あった。コンタクトホールについては、0.30μmま
で解像することができた。これらは、実施例1と同じ方
法によって確認した。
FIG. 3 shows the result. In this example, the contrast γ value of the resist was 9.5. The limit that can be resolved without film loss is 0.25μ
ml: 1 line / space, 0.35 μml: 1
The pattern shape of the line / space did not show the tendency to round the head peculiar to the negative type, but became steep at 90 degrees as shown in FIG. Also, 0.30 μml: 1
The line / space focus margin was 1.0 μm. The contact hole could be resolved to 0.30 μm. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0052】参考例6 また、市販のネガ型化学増感型レジストであるXP89
−131〔シプレイ・ファーイースト(株)社製〕及び
TDUR−N7〔東京応化工業(株)社製〕を用いて、
以下に示す条件以外は参考例5と同じ条件で、かつ同じ
工程を繰り返すことにより、ネガ型レジストパターンを
形成した。
Reference Example 6 A commercially available negative type chemically sensitized resist, XP89
-131 (manufactured by Shipley Far East Co., Ltd.) and TDUR-N7 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)
A negative resist pattern was formed by repeating the same steps under the same conditions as in Reference Example 5 except for the following conditions.

【0053】レジストとしてXP89−131を使用し
た場合、プリベークする際の温度を110℃、プリベー
ク時間を90秒間、ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲
気下での処理時間を5秒間、露光量を40mJ/c
2 、露光後ベーク時間を60秒間、現像液をシプレイ
・ファーイースト(株)社製のXP89−114現像液
とした。レジストとしてTDUR−N7を使用した場
合、プリベークする際の温度を120℃、プリベーク時
間を90秒間、ヘキサメチルジシラザンのガス雰囲気下
での処理時間を5秒間、露光量を90mJ/cm2 、露
光後ベーク時間を90秒間とした。
When XP89-131 is used as the resist, the pre-bake temperature is 110 ° C., the pre-bake time is 90 seconds, the treatment time in a hexamethyldisilazane gas atmosphere is 5 seconds, and the exposure amount is 40 mJ / c.
m 2, post-exposure baking time of 60 seconds, the developing solution and XP89-114 developer Shipley Far East Co., Ltd.. When TDUR-N7 is used as a resist, the pre-baking temperature is 120 ° C., the pre-baking time is 90 seconds, the processing time in a hexamethyldisilazane gas atmosphere is 5 seconds, the exposure amount is 90 mJ / cm 2 , and the exposure is 90 mJ / cm 2 . The post bake time was 90 seconds.

【0054】その結果、レジストとしてXP89−13
1を使用した場合、膜減りなく解像することができる限
界は0.25μml:1ライン/スペースであった。ま
た、0.30μml:1ライン/スペースのフォーカス
マージンは1.0μmであった。コンタクトホールにつ
いては、0.30μmまで解像することができた。ま
た、レジストとしてTDUR−N7を使用した場合、膜
減りなく解像することができる限界は、0.25μm
l:1ライン/スペースであった。また、0.30μm
l:1ライン/スペースのフォーカスマージンは1.0
μmであった。コンタクトホールについては、0.30
μmまで解像することができた。これらは、実施例1と
同じ方法によって確認した。
As a result, XP89-13 was used as a resist.
When 1 was used, the limit at which resolution could be achieved without film loss was 0.25 μml: 1 line / space. The focus margin of 0.30 μml: 1 line / space was 1.0 μm. The contact hole could be resolved to 0.30 μm. When TDUR-N7 is used as a resist, the limit of resolution without loss of film is 0.25 μm
l: 1 line / space. 0.30 μm
l: Focus margin of 1 line / space is 1.0
μm. 0.30 for contact hole
It could be resolved down to μm. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0055】比較例1 実施例1で使用したポジタイプの化学増感型レジストと
同じ組成のレジストを使用し、プリベーク後のヘキサメ
チルジシラザンのガス雰囲気下での処理を行わず、露光
時に露光量が40mJ/cm2 の照射を行う以外は実施
例1と同じ工程を繰り返すことによって、ポジ型レジス
トパターンを形成した。
Comparative Example 1 A resist having the same composition as that of the positive type chemically sensitized resist used in Example 1 was used, and the exposure was not carried out in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane after prebaking. By repeating the same steps as in Example 1 except that the resist was irradiated at 40 mJ / cm 2 , a positive resist pattern was formed.

【0056】その結果を図2及び図3に示す。この比較
例においては、図2、Aで示されるレジストのコントラ
ストγ値は、2.8であった。膜減りなく解像すること
ができる限界は0.32μml:1ライン/スペースで
あり、0.35μml:1ライン/スペースのパターン
形状は、図3、Dで示されるような80度の傾斜を持っ
た順テーパ型となった。また、0.35μml:1ライ
ン/スペースのフォーカスマージンは0.6μmであっ
た。コンタクトホールについては、0.35μmまで解
像することができた。これらは、実施例1と同じ方法に
よって確認された。
The results are shown in FIG. 2 and FIG. In this comparative example, the contrast γ value of the resist shown in FIG. 2A was 2.8. The limit that can be resolved without reducing the film thickness is 0.32 μml: 1 line / space, and the pattern shape of 0.35 μml: 1 line / space has an inclination of 80 degrees as shown in FIG. It became a forward taper type. Further, the focus margin of 0.35 μml: 1 line / space was 0.6 μm. The contact hole could be resolved down to 0.35 μm. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0057】更に、上記のように、ポジタイプの化学増
感型レジストを用いてレジスト膜を形成し、プリベーク
して露光し、その後、露光後ベークを行うまで1時間放
置した。その結果、放置することによって、未露光部に
膜残りが発生した。膜残りなく解像させるためには、4
5mJ/cm2 の照射が必要であった。更に、レジスト
表面付近で難溶化が起こり、図3、E及びFに示すよう
なパターン形状になった。
Further, as described above, a resist film was formed using a positive type chemically sensitized resist, prebaked and exposed, and then allowed to stand for 1 hour before baking after exposure. As a result, a film residue was left in the unexposed area by leaving the film untreated. In order to achieve resolution without remaining film, 4
An irradiation of 5 mJ / cm 2 was required. Further, insolubilization occurred near the resist surface, resulting in a pattern shape as shown in FIGS.

【0058】比較例2 実施例3で使用したネガタイプの化学増感型レジストと
同じ組成のレジストを使用し、プリベーク後のヘキサメ
チルジシラザンのガス雰囲気下での処理を行わず、露光
時に露光量が20mJ/cm2 の照射を行う以外は実施
例3と同じ工程を繰り返すことによって、ネガ型レジス
トパターンを形成した。
Comparative Example 2 A resist having the same composition as that of the negative type chemically sensitized resist used in Example 3 was used, and the exposure was not carried out in a gas atmosphere of hexamethyldisilazane after prebaking. The negative resist pattern was formed by repeating the same steps as in Example 3 except that the irradiation was performed at 20 mJ / cm 2 .

【0059】その結果を図2及び図3に示す。この比較
例においては、図2、Bで示されるレジストのコントラ
ストγ値は、2.4であった。膜減りなく解像すること
ができる限界は0.32μml:1ライン/スペースで
あり、0.35μml:1ライン/スペースのパターン
形状はネガ型特有の頭がまるまる傾向を示し、図3、H
で示されるような98度の逆テーパ型となった。また、
0.35μml:1ライン/スペースのフォーカスマー
ジンは0.6μmであった。コンタクトホールについて
は、0.36μmまで解像することができた。これら
は、実施例1と同じ方法によって確認された。
The results are shown in FIG. 2 and FIG. In this comparative example, the contrast γ value of the resist shown in FIG. 2 and B was 2.4. The limit at which resolution can be achieved without reducing the film thickness is 0.32 μml: 1 line / space, and the pattern shape of 0.35 μml: 1 line / space shows a tendency of the negative type head to be rounded, and FIG.
A 98-degree reverse taper type as shown by the following. Also,
0.35 μml: the focus margin of one line / space was 0.6 μm. The contact hole could be resolved to 0.36 μm. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0060】比較例3 また、市販のネガタイプの化学増感型レジストであるX
P89−131〔シプレイ・ファーイースト(株)社
製〕及びTDUR−N7〔東京応化工業(株)社製〕を
用いて、以下に示す条件以外は比較例2と同じ条件で、
かつ同じ工程を繰り返すことにより、ネガ型レジストパ
ターンを形成した。
Comparative Example 3 A commercially available negative type chemically sensitized resist, X
Using P89-131 (manufactured by Shipley Far East Co., Ltd.) and TDUR-N7 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) under the same conditions as in Comparative Example 2 except for the following conditions,
By repeating the same steps, a negative resist pattern was formed.

【0061】レジストとしてXP89−131を使用し
た場合、プリベークする際の温度を110℃、プリベー
ク時間を90秒間、現像液をシプレイ・ファーイースト
(株)社製のXP89−114現像液とした。レジスト
としてTDUR−N7を使用した場合、プリベークする
際の温度を120℃、プリベーク時間を90秒間、露光
量を80mJ/cm2 、露光後ベーク時間を90秒間と
した。
When XP89-131 was used as the resist, the developing solution was XP89-114 developed by Shipley Far East Co., Ltd. at a prebaking temperature of 110 ° C. and a prebaking time of 90 seconds. When TDUR-N7 was used as a resist, the pre-baking temperature was 120 ° C., the pre-baking time was 90 seconds, the exposure amount was 80 mJ / cm 2 , and the post-exposure bake time was 90 seconds.

【0062】その結果、レジストとしてXP89−13
1を使用した場合、膜減りなく解像することができる限
界は0.28μml:1ライン/スペースであった。ま
た、0.35μml:1ライン/スペースのフォーカス
マージンは0.8μmであった。コンタクトホールにつ
いては、0.35μmまで解像することができた。ま
た、レジストとしてTDUR−N7を使用した場合、膜
減りなく解像することができる限界は0.26μml:
1ライン/スペースであった。また、0.35μml:
1ライン/スペースのフォーカスマージンは0.8μm
であった。コンタクトホールについては、0.35μm
まで解像することができた。これらは、実施例1と同じ
方法によって確認された。
As a result, XP89-13 was used as a resist.
When 1 was used, the limit at which resolution could be achieved without film loss was 0.28 μml: 1 line / space. Also, the focus margin of 0.35 μm: 1 line / space was 0.8 μm. The contact hole could be resolved down to 0.35 μm. When TDUR-N7 is used as a resist, the resolution can be reduced without reducing the film thickness.
1 line / space. 0.35 μml:
Focus margin of 0.8 μm per line / space
Met. 0.35μm for contact hole
Could be resolved. These were confirmed by the same method as in Example 1.

【0063】[0063]

【発明の効果】この発明のレジストパターンの形成方法
によれば、レジストの組成を変えることなくパターン形
状を改善することができ、レジストを高解像度化するこ
とができる。更に、この発明のレジストパターンの形成
方法によれば、安定してレジストパターンを形成するこ
とができる。
According to the method for forming a resist pattern of the present invention, the pattern shape can be improved without changing the composition of the resist, and the resolution of the resist can be increased. Further, according to the method for forming a resist pattern of the present invention, a resist pattern can be formed stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明において用いられる酸クエンチング化
合物での処理を行う装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for performing treatment with an acid quenching compound used in the present invention.

【図2】実施例及び比較例によって得られるレジスト膜
の残膜率と露光量との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a remaining film ratio of a resist film obtained according to an example and a comparative example and an exposure amount.

【図3】実施例及び比較例によって得られるレジスト膜
のパターン形状を示した図である。
FIG. 3 is a view showing a pattern shape of a resist film obtained by an example and a comparative example.

【図4】従来のレジスト膜のパターン形状を示した図で
ある。
FIG. 4 is a view showing a pattern shape of a conventional resist film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板(シリコン基板) 2 密閉容器 3 排気口 4 酸クエンチング化合物(ヘキサメチルジシラザン) 5 酸クエンチング化合物の入ったタンク 6 乾燥窒素 7 レジストパターン 8 露光部 9 ポジタイプの化学増感型レジスト 10 ネガタイプの化学増感型レジスト 11 ブリッジング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate (silicon substrate) 2 Airtight container 3 Exhaust port 4 Acid quenching compound (hexamethyldisilazane) 5 Tank containing acid quenching compound 6 Dry nitrogen 7 Resist pattern 8 Exposure part 9 Positive type chemically sensitized resist 10 Negative type chemically sensitized resist 11 Bridging

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/38 G03F 7/075 H01L 21/027 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03F 7/38 G03F 7/075 H01L 21/027

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板に、光酸発生剤と任意に架橋剤を含
有するポジ又はネガ型の化学増感型レジストを塗布し、
該レジストをプリベークした後、露光前に、基板を酸ク
エンチング化合物のガス雰囲気下で処理し、前記レジス
トを露光し、ポジ型レジストにおいては露光された部分
のレジストを、ネガ型レジストにおいては未露光部分の
レジストを、現像液によって現像することを特徴とする
レジストパターンの形成方法。
A positive or negative type chemically sensitized resist containing a photoacid generator and optionally a crosslinking agent is applied to a substrate,
After pre-baking the resist, before exposure, the substrate is treated in a gas atmosphere of an acid quenching compound to expose the resist, and the exposed portion of the resist is exposed in the case of a positive resist and not exposed in the case of a negative resist. A method for forming a resist pattern, comprising developing a resist in an exposed portion with a developer.
【請求項2】 酸クエンチング化合物が、ヘキサメチル
ジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ジエチルアミノ
トリメチルシラン、トリメチルシリルクロライドもしく
はトリメチルシリルジエチルアミンのようなシリル化合
物、またはエチレンジアミンもしくはメリルアミンのよ
うなアミン系化合物である請求項1に記載のレジストパ
ターンの形成方法。
2. The acid quenching compound is a silyl compound such as hexamethyldisilazane, heptamethyldisilazane, diethylaminotrimethylsilane, trimethylsilyl chloride or trimethylsilyldiethylamine, or an amine compound such as ethylenediamine or merylamine. 2. The method for forming a resist pattern according to item 1.
【請求項3】 ポジ型の化学増感型レジストが、p−t
−ブトキシカルボニルヒドロキシスチレン、トリフェニ
ルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート及びt
−ブトキシカルボニル化ビスフェノールAから構成され
る請求項1に記載のレジストパターンの形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the positive type chemically sensitized resist is pt
-Butoxycarbonylhydroxystyrene, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate and t
2. The method for forming a resist pattern according to claim 1, wherein the resist pattern is made of butoxycarbonylated bisphenol A.
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