JPH04342260A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents

レジストパターンの形成方法

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Publication number
JPH04342260A
JPH04342260A JP11445991A JP11445991A JPH04342260A JP H04342260 A JPH04342260 A JP H04342260A JP 11445991 A JP11445991 A JP 11445991A JP 11445991 A JP11445991 A JP 11445991A JP H04342260 A JPH04342260 A JP H04342260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
pattern
baking
polymer
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11445991A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroko Nakamura
裕子 中村
Koji Nozaki
耕司 野崎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04342260A publication Critical patent/JPH04342260A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は解像性の優れたレジスト
パターンの形成方法に関する。半導体集積回路は集積化
が進んでLSI やVLSIが実用化されているが、こ
れは導体線路や電極などの微細化により実現されたもの
であり、現在では最少パターン幅が1μm 未満(サブ
ミクロン)のものまで実用化されている。
【0002】そして、微細なレジストパターンを形成す
る露光光源として当初は紫外線が用いられていたが、波
長による制限から、光も短波長へ移行し遠紫外線を用い
て露光が行われるようになりつゝある。
【0003】こゝで、遠紫外線を出す光源としては高圧
水銀ランプやエキシマレーザなどがあるが、高圧水銀ラ
ンプの出力は遠紫外光の波長領域ではかなり低下すると
云う問題がある。
【0004】そこで、出力の大きいエキシマレーザ光(
例えば、使用ガスとしてKrF を用いる場合の波長は
248nm)を用いて検討が進められている。然し、こ
のような遠紫外線を用いて露光を行うと従来のレジスト
では光の吸収が強すぎ解像性が低下するので使用できな
い。
【0005】そこで、かゝる波長において感度と解像性
に優れたレジストの実用化が進められている。
【0006】
【従来の技術】従来のノボラック樹脂をベースとするレ
ジストに代えて、レジストの高感度化と高解像性を実現
する方法として露光により酸を発生する光酸発生剤(P
hoto Acid Generator略称PAG)
を使用する方法がIBM社より提示されている。(特願
平2−27660)この方法は、ポリマーに光酸発生剤
を混合し、光照射を行うものであって、光照射により光
酸発生剤から発生するブレンステッド酸が露光後に行わ
れるポストベーク(加熱)により触媒としてポリマーに
作用し、官能基を変化させて脱離反応を連鎖的に生じさ
せると共に極性を変化させ、これによりアルカリ現像を
可能とし高解像性を実現している。
【0007】そして、これは化学増感型レジストとして
知られている。この種のレジストは酸触媒によって変化
する官能基が含まれていればよく、短波長で吸収が小さ
い材料を選択できる。
【0008】また、官能基が変化するとき酸を再生する
増幅型であることから高感度化が期待できる。こゝで、
光酸発生剤としては、トリアリールスルフォニウム塩,
ジアリ−ルヨードニウム塩,2,6−ジニトロベンジル
−p− トルエンスルホネート, α−p− トルエン
スルフォニルオキシアセトフェノンなどが用いられてい
る。
【0009】然し、このような化学増感型レジストを用
いてレジストパターンの形成を行うと膨潤のないパター
ンが得られるものゝ、しばしば上部にひさし(庇)状の
突出部ができると云う問題がある。
【0010】図2はこの処理工程を説明する断面図であ
って、被処理基板1の上に化学増感型レジスト2を塗布
し、プレベークして乾燥させた後に遠紫外線3を選択露
光する。( 以上同図A) 次に、ポストベークを行って露光部4の極性を変化させ
てアルカリ現像が可能な状態にする。(以上同図B)次
に、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドのよ
うなアルカリ溶液に浸漬して現像すると、レジストパタ
ーン6が形成されるものゝ、上部に庇状突出部5をもっ
たものが生じ易い。(以上同図C) そして、この場合に庇状突出部5の幅が不同で再現性が
ないことからレジストパターン6の形状精度を低下させ
ている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】化学増感型レジストは
短波長領域で吸収の少ないレジストを実現することがで
き、またアルカリ現像ができることから膨潤がなく、精
度のよいパターン形成が可能である。
【0012】然し、現像に当たってレジストパターンの
上部に庇状突出部を生じ易く、この大きさが不同である
ことからパターン精度を低下させている。そこで、庇状
突出部のないレジストパターンを形成することが課題で
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題は溶剤に溶解
した化学増感型レジストを被処理基板上に塗布し、プレ
ベークしてレジスト膜を形成した後、このレジスト膜を
選択露光し、ポストベークを行った後にアルカリ現像し
てレジストパターンを形成する処理工程において、プリ
ベークを60℃以下の低温で行うことを特徴としてレジ
ストパターンの形成方法を構成することにより解決する
ことができる。
【0014】
【作用】本発明は被処理基板上に形成する化学増感型レ
ジストのプレベークを低温で行う点に特徴がある。
【0015】図1は本発明に係るレジストパターンの形
成工程を示すもので、被処理基板1の上に、溶剤を添加
することにより粘度を調整して化学増感型レジスト2を
スピンコート法などにより塗布した後、溶剤除去のため
のプレベークを60℃以下の低温で行う。(以上同図A
)その後は従来の工程と変わることはない。
【0016】すなわち、化学増感型レジスト2に遠紫外
線3を選択露光した後、(以上同図B)ポストベークを
行って、露光部4の極性を変化させてアルカリ現像が可
能な状態にする。(以上同図C) 次に、アルカリ現像を行うことにより庇状突出部のない
レジストパターン7を得るものである。(以上同図D)
こゝで、選択露光した化学増感型レジストをアルカリ現
像する場合に何故に庇状突出部ができるかは完全には解
明されてはいないが、発明者等は空気に触れる表面で光
酸発生剤の性能が低下するためと推測しており、これは
残留溶剤の不均一分布あるいは光照射で発生した酸の濃
度分布の減少によると推定した。
【0017】すなわち、従来100 ℃程度で行われて
いるプリベーク処理によってレジスト塗膜中の溶剤が蒸
発し乾燥が行われるが、この蒸発はレジスト塗膜の表面
から急速に行われるためにレジストの中に溶剤の不均一
分布が生じている。
【0018】こゝで、光酸発生剤による化学増幅反応の
速度はレジスト中に残留している溶剤の量により影響を
受け、乾燥した領域ほど反応速度が低下すると思われる
ことから、発明者等はできる限り低い温度で乾燥し、レ
ジスト膜中における溶剤の濃度分布を均一化することで
解決できると考えた。
【0019】また、このように低温で乾燥を行うと光照
射で発生した酸のレジスト表面からの蒸発も抑制するこ
とができる。そして、実験を繰り返した結果、プリベー
ク温度は60℃以下が適当であることが判った。
【0020】すなわち、60℃以上の温度で行うと、現
像後のレジストパターンにおいて多少なりとも庇状突出
部が発生するのに対し、これ以下の温度でプリベークを
行うと庇状突出部は生じない。
【0021】これらのことから、本発明はレジスト塗布
後のプリベークを作業性の許す限り、60℃以下の低温
で行うことを提案するものである。
【0022】
【実施例】
比較例1:ポリマ−としてポリ−tert−ブチルメタ
クリレート(Poly tert−butylmeth
acryrate)を用い、これに光酸発生剤としてト
リフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
(tri−phenyl sulfonium hex
afluoro antimonate)をポリマーに
対して10重量%加え、濃度が20%のシクロヘキサノ
ン溶液を作り、これをレジストとした。
【0023】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、100 ℃で20分間ベークして厚さが1μ
m のレジスト膜を形成した。次に、KrF エキシマ
ステッパを用いて露光した後、100 ℃,60 秒の
ベークを行い、その後、テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド( 略称TMAH)2.38 %のアル
カリ水溶液を用いて1分間現像した。
【0024】その結果、0.5 μm のパターンが形
成できたに拘らず、パターンの上部が庇状に出張ってい
た。 比較例2:ポリマ−としてポリテトラハイドロピラニル
メタクリレート(Poly tetrahydropy
ranyl methacryrate)を用い、これ
に光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムヘキサフ
ルオロアンチモネートをポリマーに対して5重量%加え
、濃度が15%のシクロヘキサノン溶液を作り、これを
レジストとした。
【0025】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、100 ℃で20分間ベークして厚さが1μ
m のレジスト膜を形成した。次に、KrF エキシマ
ステッパを用いて露光した後、100 ℃,60 秒の
ベークを行い、その後、TMAH 2.38 %のアル
カリ水溶液を用いて1分間現像した。
【0026】その結果、0.5 μm のパターンが形
成できたに拘らず、パターンの上部が庇状に出張ってい
た。 比較例3:ポリマ−としてポリテトラハイドロピラニル
メタクリレートを用い、これに光酸発生剤としてベンゾ
イントシレート(Benzoin tosylate)
をポリマーに対して1重量%加え、濃度が15%のシク
ロヘキサノン溶液を作り、これをレジストとした。
【0027】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、100 ℃で20分間ベークして厚さが1μ
m のレジスト膜を形成した。次に、KrF エキシマ
ステッパを用いて露光した後、100 ℃,60 秒の
ベークを行い、その後、TMAH 2.38 %のアル
カリ水溶液を用いて1分間現像した。
【0028】その結果、0.4 μm のパターンが形
成できたに拘らず、パターンの上部が庇状に出張ってい
た。 実施例1:ポリマ−としてポリ−tert−ブチルメタ
クリレートを用い、これに光酸発生剤としてトリフェニ
ルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートをポリマ
ーに対して10重量%加え、濃度が20%のシクロヘキ
サノン溶液を作り、これをレジストとした。
【0029】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、100 ℃で20分間ベークして厚さが1μ
m のレジスト膜を形成した。次に、KrF エキシマ
ステッパを用いて露光した後、100 ℃,60 秒の
ベークを行い、その後、濃度が2.38%のTMAH溶
液を用いて1分間現像した。
【0030】その結果、上部に庇状の出っ張りのない0
.4 μm のパターンを形成することができた。 実施例2:ポリマ−としてポリ−tert−ブチルメタ
クリレートを用い、これに光酸発生剤としてトリフェニ
ルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートをポリマ
ーに対して10重量%加え、濃度が20%のシクロヘキ
サノン溶液を作り、これをレジストとした。
【0031】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、ベークせずに室内に放置して厚さが1μm 
のレジスト膜を形成した。次に、KrF エキシマステ
ッパを用いて露光した後、100 ℃,60 秒のベー
クを行い、その後、濃度が2.38%のTMAH溶液を
用いて1分間現像した。
【0032】その結果、上部に庇状の出っ張りのない0
.4 μm のパターンを形成することができた。 実施例3:ポリマ−としてポリテトラハイドロピラニル
メタクリレートを用い、これに光酸発生剤としてトリフ
ェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートをポ
リマーに対して5重量%加え、濃度が15%のシクロヘ
キサノン溶液を作り、これをレジストとした。
【0033】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、ベークせずに室温で放置して厚さが1μm 
のレジスト膜を形成した。次に、KrF エキシマステ
ッパを用いて露光した後、100 ℃,60 秒のベー
クを行い、その後、濃度が2.38%のTMAH溶液を
用いて1分間現像した。
【0034】その結果、上部に庇状の出っ張りのない0
.4 μm のパターンを形成することができた。 実施例4:ポリマ−としてポリテトラハイドロピラニル
メタクリレートを用い、これに光酸発生剤としてベンゾ
イントシレートをポリマーに対して1重量%加え、濃度
が15%のシクロヘキサノン溶液を作り、これをレジス
トとした。
【0035】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、100℃で20分間ベークして厚さが1μm
 のレジスト膜を形成した。次に、KrF エキシマス
テッパを用いて露光した後、100 ℃,60 秒のベ
ークを行い、その後、濃度が2.38%のTMAH溶液
を用いて1分間現像した。
【0036】その結果、上部に庇状の出っ張りのない0
.3 μm のパターンを形成することができた。 実施例5:ポリマ−としてポリテトラハイドロピラニル
メタクリレートを用い、これに光酸発生剤としてベンゾ
イントシレートをポリマーに対して1重量%加え、濃度
が15%のシクロヘキサノン溶液を作り、これをレジス
トとした。
【0037】このレジスト液をSi基板上にスピンコー
トした後、ベークせずに放置して厚さが1μm のレジ
スト膜を形成した。次に、KrF エキシマステッパを
用いて露光した後、100 ℃,60 秒のベークを行
い、その後、濃度が2.38%のTMAH溶液を用いて
1分間現像した。
【0038】その結果、上部に庇状の出っ張りのない0
.3 μm のパターンを形成することができた。
【0039】
【発明の効果】本発明の実施により庇状突出部のないレ
ジストパターンの形成が可能となり、これによりサブミ
クロン・パターンを精度よく作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレジストパターンの形成工程を示
す断面図である。
【図2】従来のレジストパターンの形成工程を示す断面
図である。
【符号の説明】
1      被処理基板 2      化学増感型レジスト 3      遠紫外線 4      露光部 5      庇状突出部 6,7  レジストパターン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  溶剤に溶解した化学増感型レジストを
    被処理基板上に塗布し、プレベークしてレジスト膜を形
    成した後、該レジスト膜を選択露光し、ポストベークを
    行った後にアルカリ現像してレジストパターンを形成す
    る処理工程において、前記プリベークを60℃以下の低
    温で行うことを特徴とするレジストパターンの形成方法
JP11445991A 1991-05-20 1991-05-20 レジストパターンの形成方法 Withdrawn JPH04342260A (ja)

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JP11445991A JPH04342260A (ja) 1991-05-20 1991-05-20 レジストパターンの形成方法

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707784A (en) * 1992-09-16 1998-01-13 Fujitsu Ltd. Method of forming chemically amplified resist pattern and manufacturing for semiconductor device by using the chemically amplified resist pattern
JP2007101738A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Dainippon Printing Co Ltd レジスト基板、レジストパターン形成方法及びレジスト基板の保存方法
KR20130030218A (ko) * 2011-09-15 2013-03-26 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 레지스트 패턴 형성 방법
JP2013068840A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd レジスト組成物及びレジストパターン形成方法

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