JPH03142918A

JPH03142918A - レジストパターン形成方法

Info

Publication number: JPH03142918A
Application number: JP27990089A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Watanabe; 尚志渡辺
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-18

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）本発明は半導体基板上のレジストパターンの形成方法に
関するものである。

（従来の技術）半導体素子の高密度化が進むにつれて、リングラフィ工
程の微細化、高精度化が要求されている。

高い生産性を保ちながら、微細化を実現する方法として
高感度で高解像度を有するレジストの開発が進められて
いる。近年、高感度で高解像度のレジストとして、アル
カリ可溶性樹脂に溶解抑制剤と酸発生剤を加えた３成分
系のレジストが開発され、実用化の検討が進められてい
る。このレジストは露光により酸発生剤から生じた酸の
触媒反応により、溶解抑制剤を変化させアルカリ水溶液
（現像液）への溶解性を変化させるものである。したが
って、この型のレジストの現像液としてはテトラメチル
アンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液な
どの有機アルカリ水溶液が用いられる。この型のレジス
トは紫外線だけでなく。

Ｘａ、電子線に対しても高い感度と高い解像性をもって
いる。

（発明が解決しようとするｍｊ！ｇ）上記従来のアルカリ可溶性樹脂に溶解抑制剤と酸発生剤
を加えた３成分系のレジストは高い感度と解像度を有し
ている。しかし、半導体素子の微細化、複雑化にともな
って半導体基板上の段差が大きくなるため厚いレジスト
膜を用いて、微細なレジストパターンを形成する必要が
ある。このような場合、レジストパターンがテーパーを
もちパターンを解像できないことが問題となっている。

また、所定パターンを紫外線を用いて露光する場合には
下地基板からの紫外線の反射により、やはり解像度が低
下するという問題を有している。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の問題を解決するものであり、レジストパ
ターン形成方法はアルカリ可溶性樹脂と溶解抑制剤と酸
発生剤を含むレジストにたい・し。

所定パターンの露光の前あるいは後に紫外線全面照射を
行なうというものである。

（作　用）この方法を用いることにより厚いレジスト膜を用いた場
合にも良好なレジストパターンを形成することができる
。

（実施例）第１図は本発明の第１の実施例におけるレジストパター
ンの形成方法によりレジストパターンが形成される過程
の工程断面を示すものである。第１図において、１はＳ
ｉ基板、２はレジスト（１）、３は電子ビーム、４は遠
紫外線、５はレジストパターンである。

次に、レジストパターンの形成工程について説明する。

まず、第１図（ａ）に示すようにＳｉ基板１上に、アル
カリ可溶性樹脂に溶解抑制剤と酸発生剤からなるレジス
ト（１）２を２１Ｍの厚さに塗布し、７５℃の温度で３
０分間熱処理を施す、ここで用いたレジストは、アルカ
リ可溶性樹脂としてボラック系樹脂を、溶解制御剤とし
てメラミン化合物を、酸発生剤としてビフェニール化合
物を用いた３成分を混合したものである。ついで、この
レジスト膜に第１図（ｂ）に示すように、７μＣ／ｄの
露光量で電子線露光の処理を施す、続いて、第１図（ｃ
）に示すように、低圧水銀ランプ（中心波長２ＳＯｎｍ
）の遠紫外線を露光量２０ｍＪ／ａ＆で全面露光し、そ
の後、レジスト膜を１０５℃で２分間ホットプレートを
用いて熱処理を行なう、最後にテトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液（２，３８％
）を用いてスプレィ現像を行なうことにより、レジスト
膜中の未露光部分のみを溶解させることにより第１図（
ｄ）に示すレジストパターン５を形成する。以上の過程
を経てレジスト膜厚２μでほぼ垂直な側壁を持つ０，８
．ラインアンドスペースパターンが形成できた。一方、
遠紫外線全面照射を行なわない場合には、膜厚を２Ｉｒ
ｍとするとレジストパターンは三角形となり十分には解
像しなかった。

第２図は本発明の一実施例における遠紫外線照射法を用
いて現像を行なった場合の感度曲線を示したものである
。第２図には比較のために、遠紫外線照射を行なわない
場合の感度曲線も併せて示した。遠紫外線照射を行なう
ことにより、レジスト感度が５．６μＣ／ａ＃から３．
４μＣ／ｃｒｌに向上しており、露光部のレジストの膜
ベリもほとんど無くなっている。また、レジストの解像
度を表わすコントラスト値（感度曲線の傾き）も向上し
ていることが解る。

第３図は本発明の第２の実施例におけるレジストパター
ンの形成方法によりレジストパターンが形成される過程
の工程断面を示すものである。第３図において、３は電
子ビーム、４は遠紫外線、５はレジストパターン、６は
石英基板、７はクロム（Ｃｒ）薄膜、８はレジスト（２
）である。

次に、レジストパターンの形成工程について説明する。

まず、第３図（ａ）に示すように石英基板６上にＣｒ薄
膜７をＯ８ｌμを蒸着した基板の表面上に、アルカリ可
溶性樹脂に溶解抑制剤とＳｉ生剤からなるレジスト（２
）８を０．５戸の厚さに塗布し、７５℃の温度で３０分
間熱処理を施す。ここで用いたレジストは、アルカリ可
溶性樹脂としてビニルフェノール樹脂を、溶解制御剤と
してアセタル化合物を、酸発生剤としてオニウム塩を用
いた３成分を混合したものである。このレジストは電子
線、Ｘ＃Ｉに対してポジ形の感度を持つ、ついで、この
レジスト膜に第３図（ｂ）に示すように、１２０℃に加
熱しながら全面紫外線照射を行なう、＃外線の照射エネ
ルギーは１５＋ｍＪ／ａ＃とした。ついで、８μＣ／ａ
Ｊの露光量で所定のパターンの電子線露光処理を施す、
この後、レジスト膜をイソブチルアルコール（ＩＢＡ）
溶液に３分間浸漬することにより、レジスト膜の露光部
分のみを溶解させる。

なお、上記実施例では、スプレィ現像のデイツプ現像法
の場合について示したが、この例に限られるものでなく
、パドル現像法を用いることも可能である。

また、上記実施例ではレジスト中に含まれる、アルカリ
可溶性樹脂としてノボラック樹脂とビニルフェノール樹
脂を用いたが、この例に限られるものでなくスチレン系
の樹脂を用いることも可能である。

さらに、上記実施例ではレジスト中に含まれる。

溶解制御剤としてメラミン化合物とアセタル化合物を用
いたが、この例に限られるものでなく、アミノ樹脂、エ
ポキシ樹脂、あるいはオルトエステル化合物、アミドア
セタル化合物を用いることも可能である。

レジスト中に含まれる、酸発生剤としてビフェニール化
合物とオニウム塩を用いたが、この例に限られるもので
なく、芳香族ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨード
ニウム塩アミノ樹脂、エポキシ樹脂、あるいはオルトエ
ステル化合物、アミドアセタル化合物を用いることも可
能である。

さらに、上記実施例では、所定パターンの露光には電子
ビームを用いる場合について示したが、この例に限られ
るものでなく、イオンビームまたはＸ線または紫外線を
用いることも可能である。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように１本発明のレジストパタ
ーンの形成方法を用いれば、厚いレジスト膜を用いた場
合にも良好なレジストパターンを形成することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレジストパターン形成方法の第１の実
施例を示す工程断面図、第２図は本発明のパターン形成
方法を用いた場合のレジストの感度曲線、第３図は本発
明のレジストパターン形成方法の第２の実施例を示す工
程断面図である。１　・・・　Ｓｉ基板、　２　・・・　レジスト（１）
、３・・・電子ビーム、　４　・・・遠紫外線。５　・・・　レジストパターン、　６　・・・石英基板
、　７・・・クロム（Ｃｒ）薄膜、　８・・・レジスト
（２）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルカリ可溶性樹脂と溶解抑制剤と酸発生剤を含
むレジストを荷電ビーム（イオン、電子）またはＸ線ま
たは紫外線により所定パターンを露光し、その後に紫外
線全面照射を行なうことを特徴とするレジストパターン
形成方法。
（２）アルカリ可溶、性樹脂と溶解抑制剤と酸発生剤を
含むレジストを紫外線全面照射を行なった後に荷電ビー
ム（イオン、電子）またはＸ線または紫外線により所定
パターンを露光することを特徴とするレジストパターン
形成方法。