JP3363079B2 - レジストパターン形成方法 - Google Patents

レジストパターン形成方法

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JP3363079B2 JP30592197A JP30592197A JP3363079B2 JP 3363079 B2 JP3363079 B2 JP 3363079B2 JP 30592197 A JP30592197 A JP 30592197A JP 30592197 A JP30592197 A JP 30592197A JP 3363079 B2 JP3363079 B2 JP 3363079B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レジストに対し多
重露光を行ってパターンを形成するレジストパターン形
成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】微細なレジストパターンを形成するため
に電子ビームを用いて露光(EB露光)が行われてい
る。実際の半導体装置の場合、レジストに形成されるパ
ターン幅は複数であるので、電子ビームだけで露光を行
うと時間がかかり、コストが増大する。そのため、光露
光とEB露光とを組み合わせて露光を行い、露光時間を
短縮させる多重露光が提案されている。
【0003】多重露光を行う際、特開平5−82407
号に開示されているように、アライメントマークを形成
しなくても、2回目以降の露光はその露光の1つ前の露
光の潜像を用いてアライメントを行って、露光すること
ができる。
【0004】また、光露光後にEB露光を行う多重露光
の場合、EB露光の際に、電子ビームによってレジスト
をチャージアップさせると、光露光した際のレジスト中
の潜像を見ることをみることができるため、この潜像を
用いてアライメントを行うことが可能である。
【0005】しかしながら、上記のアライメントに潜像
を用いるパターン形成方法は、潜像であるため明確な像
は得られにくくてアライメントが困難であるという問題
があった。またさらに、光露光の潜像を用いてEB露光
のアライメントを行う場合、潜像を見ることができるの
はチャージアップしている間の短い時間であるため、ア
ライメントを行うのに充分な時間が得られにくいという
問題があった。従って、アライメントを正確に行うこと
ができないので、正確なパターンを形成することができ
なかった。
【0006】また、第1の露光後、途中まで現像を行っ
て形成されたパターンを用いてアライメントを行う技術
が提案されている。しかし、完全には現像されていない
ので、アライメントに用いるパターンは不明確である。
従って、依然として正確なアライメントを行うことが困
難であるという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の多重露光では、2回目の露光前のアライメントが不正
確で、2回目の露光の際に正確な位置で露光を行うこと
ができないため、正確なパターンを形成することができ
ないという問題があった。
【0008】本発明の目的は、多重露光において、2回
目の露光の際に正確なアライメントを行うことが可能
で、正確なパターンを形成し得るパターン形成方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】[構成]本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。 (1) 本発明(請求項1)のレジストパターン形成方
法は、基体上にポジ型のレジストを形成する工程と、前
記レジストの第1の露光領域に対して露光を行う工程
と、前記レジストの現像を完全に行い、該レジストに第
1のパターンを形成する工程と、前記レジストの表面に
シリル化層を形成する工程と、第1のパターンを用い
て、アライメント調整を行う工程と、前記レジストの第
2の露光領域に対して露光を行い、前記シリル化層を脱
シリル化する工程と、前記シリル化層をマスクとして前
記レジストに対してドライ・エッチングを行い、該レジ
ストに第2のパターンを形成する工程とを含むことを特
徴とする。 (2) 本発明(請求項2)のレジストパターン形成方
法は、基体上にポジ型のレジストを形成する工程と、前
記レジストの第1の露光領域に対して露光を行う工程
と、前記レジストの現像を完全に行い、該レジストに第
1のパターンを形成する工程と、第1のパターンを用い
て、アライメント調整を行う工程と、前記レジストの第
2の露光領域に対して露光を行う工程と、前記レジスト
に対してシリル化を行い、該レジストの第2の露光領域
以外の表面にシリル化層を形成する工程と、前記シリル
化層をマスクとして、前記レジストに対してドライ・エ
ッチングを行い、第2のパターンを形成する工程とを含
むことを特徴とする。
【0010】[作用]本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。第1のパターン形成工程で、レ
ジストを完全に現像し完全なパターンを形成すること
で、明確なパターンが得られ、且つ第2のパターンを形
成するためのアライメント調整に十分時間をとることが
でき、正確にアライメントを行うことができる。
【0011】この場合、レジストを完全に現像している
ため、再度の露光,現像を行って第2のパターンを形成
することができない。そこで本発明では、シリル化層を
形成した後に第2の露光領域に対して露光を行う,或い
は第2の露光領域に対して露光を行った後にシリル化層
の形成を行う。
【0012】シリル化層を形成した後に第2の露光を行
った場合、第2の露光領域のシリル化層は脱シリル化さ
れ、第2の露光領域のシリル化層がなくなる。また、第
2の露光領域に対して露光を行った後にシリル化層の形
成を行った場合、第2の露光領域にはシリル化層が形成
されず、第2の露光領域以外の領域のレジスト表面がシ
リル化される。そして、シリル化層をマスクとして、ド
ライ・エッチングを行うことで第2の露光によるパター
ンを形成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。 [第1実施形態]先ず、図1(a)に示すように、レジ
スト塗布装置Mark8(東京エレクトロン社製)を用
いて基板11上に反射防止膜(不図示)DUV18L
(ブリューワーサイエンス社)を回転塗布し、膜厚55
nmの反射防止膜を形成する。次いで、反射防止膜上に
化学増幅型ポジレジストAPEX−E(シプレー社)を
回転塗布し、膜厚0.5μmのレジスト12を形成す
る。
【0014】次いで、基板12を100℃,90秒程度
でベーキングした後、KrFエキシマレーザ露光装置N
SRS201A(ニコン社製)を用いて、露光量20m
JのKrFエキシマレーザをマスク13を介してレジス
ト12に照射し、第1の露光領域14を露光する。
【0015】次いで、図1(c)に示すように、現像装
置Mark8(東京エレクトロン社製)を用いて、現像
液AD10(多摩化学社製)に60秒間浸して完全に現
像を行い、第1の露光領域14のレジスト12を除去
し、第1のパターン21を形成する。
【0016】次いで、図1(d)に示すように、シリル
化装置としてMS200C(ジェネシス社製)を、シリ
ル化剤にジエチルアミノジメチルシランを用いて、80
℃の温度で60秒間加熱してレジスト12の表面に対し
てシリル化を行い、レジスト12の表面にシリル化層1
5を形成する。なお、このとき形成されたシリル化層1
5の厚さは0.1μmであった。
【0017】次いで、図1(e)に示すように、EB露
光装置JBX6000FS(JEOL社製)を用いて、
レーザ露光で形成された第1のパターン21をアライメ
ントマークとして用いてアライメントを行い、第2の露
光領域16に対して10C程度でEB露光する。EB露
光により、シリル化層15の第2の露光領域16でレジ
スト−ジメチルシリル基の結合がはずれて脱シリル化が
起こる。
【0018】次いで、図1(f)に示すように、TCP
9400(ラムリサーチ社製)を用いて、残っているシ
リル化層15をエッチングマスクとして、酸素20sc
cm,ヘリウム50sccm,圧力5mTorr,RF
バイアス100Wの条件で形成された酸素プラズマ雰囲
気17に60秒間さらして、ドライ現像(ドライ・エッ
チング)する。そして、図1(g)に示すように、ドラ
イ現像によってレジスト12の第2の露光領域16が除
去された第2のパターン22を形成する。
【0019】本実施形態によれば、完全に現像を行って
第1のパターンを形成した後、アライメント調整を行う
ことによって、アライメント調整に十分時間をかけて行
うことができる。そして、シリル化層を形成した後、第
2の露光領域を露光して脱シリル化を生じさせることに
よって、第2の露光領域のシリル化層をなくすことがで
きる。そして、ドライエッチングを行うことによって、
第2のパターンを形成することができる。
【0020】本実施形態のように第1番目の露光光源と
してKrFエキシマレーザー光、第2番目の露光光源と
してEBを用いる場合だけに限らず、同一の露光光源を
用いる場合や、2種類以上の露光光源で露光を行う場合
に有効である。露光光は光、EB、に限定するものでは
なく、I線、G線、KrFエキシマレーザー光、ArF
エキシマレーザー光、F2 エキシマレーザー光、X線、
イオンビーム等を用いることが可能である。
【0021】[第2実施形態]先ず、図2(a)〜
(c)に示すように、第1実施形態と同様に、基板11
上に反射防止膜を介してポジ型のレジスト12を形成し
た後、第1の露光領域14の露光、現像を行いレジスト
12に第1のパターン21を形成する。
【0022】次いで、図2(d)に示すように、第1の
パターン21をアライメントマークとして用いてアライ
メントを行った後、EB露光装置JBX6000FS
(JEOL社製)を用いて、第2の露光領域16に対し
露光量3μCにてEB露光を行う(第2の露光)。第2
の露光領域16は、EB露光により第2の露光領域16
のレジスト12中に架橋反応が起こり、後工程のシリル
化の際にシリル化反応が起こりにくくなる。
【0023】次いで、図2(e)に示すように、シリル
化装置にMS200C(ジェネシス社製)を、シリル化
剤にジエチルアミノジメチルシランを用いて、レジスト
12に対して80℃60秒間シリル化を行い、シリル化
層15を形成する。このシリル化の際、先の第2の露光
領域16のレジスト12には架橋反応が起こっているの
で、第2の露光領域ではシリル化が生じない。なお、こ
のとき形成されたシリル化層15の厚さは0.1μmで
あった。
【0024】次いで、図2(f)に示すように、TCP
9400(ラムリサーチ社製)を用いて、シリル化層1
5をエッチングマスクとして、酸素20sccm,ヘリ
ウム50sccm,圧力5mTorr,RFバイアス1
00Wの条件で形成された酸素プラズマ雰囲気17に6
0秒間さらして、ドライ現像する。そして、図2(g)
に示すような、ドライ現像によってレジスト12の第2
の露光領域16が除去された第2のパターン22を形成
する。
【0025】本実施形態によれば、完全に現像を行って
第1のパターンを形成した後、アライメント調整を行う
ことによって、アライメント調整に十分時間をかけて行
うことができる。そして、第2の露光領域を露光した
後、シリル化を行うことによって、第2の露光領域以外
にシリル化層を形成することができる。そして、ドライ
エッチングを行うことによって、第2のパターンを形成
することができる。
【0026】第1実施形態と同様に、この実施例のよう
に第1番目の露光光源としてKrFエキシマレーザー
光、第2番目の露光光源としてEBを用いる場合だけに
限らず、同一の露光光源を用いる場合や、2種類以上の
露光光源で露光を行う場合に有効である。
【0027】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、露光光は光、EB、に限定す
るものではなく、I線、G線、KrFエキシマレーザー
光、ArFエキシマレーザー光、F2 エキシマレーザー
光、X線、イオンビーム等を用いることが可能である。
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することが可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
重露光の際に、第1の露光後に現像を行って形成された
パターンを用いて第2のパターン形成のためのアライメ
ントを行うことによって容易にアライメントを行うこと
が可能となる。そして、
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係わるレジストパターンの形成
方法を示す工程断面図。
【図2】第2実施形態に係わるレジストパターンの形成
方法を示す工程断面図。
【符号の説明】
11…基板 12…レジスト 13…マスク 14…第1の露光領域 15…シリル化層 16…第2の露光領域 17…プラズマ雰囲気 21…第1のパターン 22…第2のパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−255737(JP,A) 特開 平3−280061(JP,A) 特開 平2−187766(JP,A) 特開 平8−250395(JP,A) 特開 平3−248414(JP,A) 特開 平2−257140(JP,A) 特開 平2−127645(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基体上にポジ型のレジストを形成する工程
    と、 前記レジストの第1の露光領域に対して露光を行う工程
    と、 前記レジストの現像を完全に行い、該レジストに第1の
    パターンを形成する工程と、 前記レジストの表面にシリル化層を形成する工程と、 第1のパターンを用いて、アライメント調整を行う工程
    と、 前記レジストの第2の露光領域に対して露光を行い、前
    記シリル化層を脱シリル化する工程と、 前記シリル化層をマスクとして前記レジストに対してド
    ライ・エッチングを行い、該レジストに第2のパターン
    を形成する工程とを含むことを特徴とするレジストパタ
    ーン形成方法。
  2. 【請求項2】基体上にポジ型のレジストを形成する工程
    と、 前記レジストの第1の露光領域に対して露光を行う工程
    と、 前記レジストの現像を完全に行い、該レジストに第1の
    パターンを形成する工程と、 第1のパターンを用いて、アライメント調整を行う工程
    と、 前記レジストの第2の露光領域に対して露光を行う工程
    と、 前記レジストに対してシリル化を行い、該レジストの第
    2の露光領域以外の表面にシリル化層を形成する工程
    と、 前記シリル化層をマスクとして、前記レジストに対して
    ドライ・エッチングを行い、第2のパターンを形成する
    工程とを含むことを特徴とするレジストパターン形成方
    法。
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US8632942B2 (en) 2007-06-12 2014-01-21 Fujifilm Corporation Method of forming patterns
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