JPH02297557A

JPH02297557A - レジストパターンの形成方法

Info

Publication number: JPH02297557A
Application number: JP11924289A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kishimura; 眞治岸村; Akiyoshi Fukui; 福井　明美
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-12-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、半導体集積回路の製造に通用されるレジス
トパターンの形成方法に関し、さらに詳しくは、特に超
微細パターンを高開度で形成するのに好適なレジストパ
ターンの形成方法の改良に係るものである。

（従来の技術〕第３図ないし第５図は従来例によるこの種のレジストパ
ターンの形成方法を示すもので、第３図（ａ）　、　（
ｂ）　、　（ｃ）は同上レジストパターンの形成工程を
順次に示す断面模式図、第４図および７４５図はパター
ニングされたレジストパターンの形状を示すそれぞれに
断面説明図である。

第３図において、従来のレジストパターンの形成方法は
、まず、被加工基板１Ｆにアルカリ可溶性樹脂を含むポ
ジ型フォトレジスト２を所定の膜厚に塗布し、かつプリ
ベーク処理した後（同第３図（ａ））、所定の回路パタ
ーンを形成したマスク３を介して照射光４により露光さ
せ、ついで５アルカリ水溶液による現像処理により、未
露光部５を除いて照射光４で可溶化された露光部６を溶
解除去しく同図（ｂ））、このようにして未露光部５に
対応した部分にレジストパターン７を形成するのである
（同図（Ｃ））。

こ）で、前記光照射４による露光処理をなす工程におい
て、例えば、レンズの開口数（Ｎ、Ａ、）が０．４２で
、かつｇ−線波長を有する光源を用いた縮少投影露光装
置により、照射光４による露光をなしてパターン転写し
た場合、第４図または第５図に見られるようなレジスト
パターン７が形成されることになる。

すなわち７転写パターンが、例えば、　ＩＡｌｍのライ
ン・アンド・スペースの如く解像限界に対して余裕度の
大きいときには、第４図のように未露光部５．つまり、
得られるレジストパターン７の断面形状が、矩形状をし
た所期通りの断面のパターン形状７ａになるのであるが
、これに反して、例えば、０．５５μｍのライン・アン
ド・スペースの如く解像限界に対して余裕度の小さいと
きには、第５図のように未露光部５であるレジストパタ
ーン７の断面形状か、表面部側で狭く底面部側で広くな
った。いわゆる膜ぺりした三角形状の断面のパターン形
状７ａになる。

（発明が解決しようとする課題〕前記したように従来のポジ型フォトレジストを用いるレ
ジストパターンの形成方法においては、サブミクロンパ
ターンにおけるライン・アンド・スペースの解像限界が
あって、この解像限界に対して余裕度の小さい回路パタ
ーンを転写した場合には、レジストパターンが所期通り
の矩形状による断面形状とはならずに、前記した第５図
のように三角形状を堅して底面部側の周囲裾部分の膜厚
が薄くなり、このようなパターン形状７ａのレジストパ
ターンをマスクに用いて、以後のエツチング加工で下地
膜、こさでは、被加工基板１をエツチング加工すると、
このマスクとしてのパターン形状７ａでの底面部側の膜
厚が薄くなった周囲裾部分も共にエツチングされてしま
い、加エバターンを手法制御性よく高精度に形成するこ
とが困難になる。

そこで、サブミクロンパターンにおいても充分な解像度
を有し、断面形状を所期通りの矩形状を有するパターン
形状に形成し得るようにしたレジストパターンの形成方
法の出現が強く望まれている。しかし、このような解像
度特性を充分に満足させると共に、実用上適度な感度９
ならびに、未露光部での所定値以上の残膜率を有してい
て、しかも、定常波に対する影響を受けにくいと云うそ
の他の特性をも兼ね備えた高性能なフォトレジストがな
く、この点がより以上のパターンの微細化への障害にな
っていた。

この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、ポジ型フォ
トレジストを用いるレジストパターンの形成方法におい
て、より以上に超微細化された所期通りの矩形状断面に
よるレジストパターンを寸法制御性よく高精度に形成し
得るよ、うにした、この種のレジストパターンの形成方
法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

１笹記目的を達成するために、この発明に係るレジスト
パターンの形成方法は、ポジ型フォトレジストの塗布後
、露光処理に先立って、このポジ型フォトレジストの表
面をシリル化処理し、現像のためのアルカリ水溶液に対
して難溶性にすることで、従来のレジストパターンが有
する特性をいささかも低減させずに、所期通りの矩形状
の断面形状による超微細化されたレジストパターンを寸
法制御性よく高精度に形成し得るようにしたものである
。

すなわち、この発明は５被加工基板上にノボラック樹脂
、ポリヒドロキシスチレンなどのアルカリ１丁溶性樹脂
を含むポジ型フォトレジストを塗布し、かつ加熱処理し
てフォトレジスト膜を形成する工程と、前記加熱処理さ
れたフォトレジスト膜を含む被加工基板を真空オープン
内に装入して、フォトレジスト膜の表面をヘキサメチル
ジシラザン、トリメチルシリルジメチルアミンなどのシ
リル化剤により、所定の温度、減圧下で所定時間シリル
化処理する工程と、表面シリル化処理されたフォトレジ
スト膜に、所望のマスクを介し光照射してレジストパタ
ーンを露光する工程と、露光されたフォトレジスト膜を
アルカリ水溶液により現像処理する工程とを、少なくと
も含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法で
ある。

〔作　　　用〕

従って、この発明方法においては、ポジ型フォトレジス
トの塗布後、露光処理に先立ち、このポジ型フォトレジ
ストの表面をシリル化処理して、現像のためのアルカリ
水溶液に対して難溶性にしたので、所望のマスクを介し
た光照射による露光処理後、未露光部に関しては、アル
カリ水溶液に対する溶解速度が低下して、膜ベリが低減
され、また、露光部においては、表面部側で溶解速度が
低下し、かつ基板側での照射光の吸収量の少ない部分の
溶解速度との差が小さく、あるいは、基板側での溶解速
度が速くなることから、その解像度が充分に向上されて
、より一層の超微細化パターンの形成が可能になり、現
像処理後にあっては、矩形状をした良好な断面形状のレ
ジストパターンを形成し得るのである。

（実　施　例〕以Ｆ、この発明に係るレジストパターンの形成方法の一
実施例につき、第１図および第２図を参照して詳細に説
明する。

第１図（ａ）ないしく「）はこの実施例を適用したレジ
ストパターンの形成工程を順次に示す断面模式図であり
、また、第２図は同上方法によってパターニングされた
レジストパターンの形状を示す断面説明図である。

第１図において、この実施例によるレジストパターンの
形成方法は、まず、シリコン基板などの被加工基板１１
Ｆにあって、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン
などのアルカリ可溶性樹脂を含むポジ型フォトレジスト
、例えば、ノボラック樹脂からなる三菱化成■製の“Ｍ
ＣＰＲ−２０００８”を所定の膜厚に塗布し、かつホッ
トプレート上で、１００℃、７０′間、乾燥処理して塗
布膜厚１．１６μｌのフォトレジスト膜１２を得る（同
第１図（ａ））。また、この実施例では、前記フォトレ
ジスト膜１２トに、ヘキサメチルジシラザン（以下、Ｈ
ＭＤＳと略す）または、トリメチルシリルジメチルアミ
ン（以下、ＴＭＳＤＡ）などのシリル化剤１３を通量塗
布した後（同図（ｂ））、これを真空オープン１４内に
装入して、フォトレジスト膜１２でのシリル化剤、この
場合、ＨＭＤＳ　１３を塗布した表面を、この真空オー
プン１４中で、８０℃、　１００Ｔｏｏｒの減圧下、３
０間、ＨＭＤＳ蒸％１５によってシリル化処理する（同
図（Ｃ））。

続いて、所定の回路パターンを形成したマスク１６を介
して、レンズの開口数（Ｎ、Ａ、）が０．４２の縮少！
２影露光装置により、ｇ−線（４：１６ｎ■）による照
射光１７を前記ＨＭＤＳによって表面処理されたフォト
レジスト１ｉ１２に照射して露光させ（同図（ｄ））、
かつその後、ホットプレート１８上で、１００℃、７０
２間、加熱（Ｐｏｓｔ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｂａｋｅ）
処理してから、さらに、テトラメチルアンモニウムヒド
ロキシト水溶液（２，３８ｗｔ％）により　５０″間パ
ドル現像処理し、かつ水によりリンスを行なって、フォ
トレジスト膜１２の未露光ｆｆ５１９を除き、照射光１
７で可溶化された露光部２０を溶解除去するのであり（
同図（Ｃ））、このようにして未露光部１９に対応した
部分に、所期通りに矩形状断面をしたレジストパターン
２１を形成するのである（同図（ｆ））。

従って、この実施例方法では、アルカリ可溶性樹脂を含
むポジ型フォトレジストの塗布後、露光処理に先立ち、
このポジ型フォトレジストの表面をＨＭＤＳ、または、
ＴＭＳＤＡなどのシリル化剤の塗布、ないしは蒸気に曝
してシリル化処理することにより、このシリル化処理さ
れたフォトレジスト＠２の表面部を、現像液としてのア
ルカリ水溶液に対して難溶性にしたので、所望のマスク
１６を介した照射光１７による露光処理後、未露光部１
９に関しては、アルカリ水溶液に対する溶解速度が低下
して、膜ヘリが低減され、また、露光部２０においては
、表面部側で溶解速度が低下し、かつ基板側での照射光
の吸収量の少ない部分の溶解速度との差が小さく、ある
いは、基板側での溶解速度が速くなることから、その解
像度が充分に向上されて、超微細化パターンの形成が可
能になるもので、その後の現像処理時にあっては、矩形
状をした良好な断面形状によるレジストパターン２１を
形成し得るのである。

こ１で、首記実施例方法によって、ｏ、５５μｍのライ
ン・アンド・スペースパターンをバターニング形成した
場合でのレジストパターンの断面形状を第２図に拡大し
て示すが、葭記した如〈従来例方法の場合、この０．５
５μｌのライン・アンド・スペースでは、これが解像眼
前であって断面三角形状のレジストパターンしか得られ
なかったのに、この実施例では、より一層微細化された
所期通りの矩形状断面によるレジストパターンを寸法制
御性よく高精度に形成し得たのである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明方法によれば、アルカリ
可溶性樹脂を含むポジ型フォトレジストを塗布してフォ
トレジスト膜を形成した後、その露光処理に先立って、
この７オトレジスト膜の表面をシリル化剤の塗布、ない
しは蒸気に曝してシリル化処理し、現像液としてのアル
カリ水溶液に対して難溶性にしたので、所望のマスクを
介した光！！＜１射による露光処理後には、未露光部で
のアルカリ水溶液に対する溶解速度が低下して、その膜
ベリが効果的に低減されると共に、露光部では、表面部
側の溶解速度が低下し、かつ基板側における照射光の吸
収頃の少ない部分での溶解速度との差が小さく、あるい
は、基板側での溶解速度が速くなることから、結果的に
は、露光に際しての解像度を格段に向トできて、より一
層の超微細化パターンの形成か可能になるもので、現像
処理後には、所期通りの矩形状をした良好な断面形状の
レジストパターンを寸法制御性よく高精度に形成し得る
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしくｆ）はこの発明に係るレジストパ
ターンの形成方法の一実施例を工程順に示す断面模式図
、第２図は同上方法によってバターニングされたレジス
トパターン形状を拡大して示す断面説明図であり、また
、第３図（ａ）ないしくＣ）は従来例によるレジストパ
ターンの形成方法を工程順に示す断面模式図、第４図お
よび第５図は同上方法によってバターニングされたレジ
ストパターン形状の各別個を拡大して示すそれぞれに断
面説明図である。１１・・・・被加工基板、１２・・・・フォトレジスト
膜、１３・・・・シリル化剤、１４・・・・真空オープ
ン、１５・・・・シリル他剤蒸気、１６・・・・マスク
、１７・・・・照射光、１８・・・・ホットプレート１
９・・・・未露光部、２０・・・・露光部、２１・・・
・レジストパターン。代理人　　　大　　　岩　　　増　　雄第１図第２図第３図第４図手続補正書Ｃ組驚２平成　１年１１　イ９ｓンン゛み）へ゛ダーン／１升ＩＮ８爪３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志　岐　
守　哉４４代理人５、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容（１）明細書８頁１８行の「１００℃」を「８０℃」と
補正する。（２）同書９頁８行の「３０　　間」を「３０分間」と
補正する。（３）同書９頁１６行の「１００℃、７０”間」を「１
２０℃、　９０”間」と補正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

　被加工基板上にノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチ
レンなどのアルカリ可溶性樹脂を含むポジ型フォトレジ
ストを塗布し、かつ加熱処理してフォトレジスト膜を形
成する工程と、前記加熱処理されたフォトレジスト膜を
含む被加工基板を真空オープン内に装入して、フォトレ
ジスト膜の表面をヘキサメチルジシラザン、トリメチル
シリルジメチルアミンなどのシリル化剤により、所定の
温度、減圧下で所定時間シリル化処理する工程と、表面
シリル化処理されたフォトレジスト膜に、所望のマスク
を介し光照射してレジストパターンを露光する工程と、
露光されたフォトレジスト膜をアルカリ水溶液により現
像処理する工程とを、少なくとも含むことを特徴とする
レジストパターンの形成方法。