JPH05109697A - 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Info
- Publication number
- JPH05109697A JPH05109697A JP3272493A JP27249391A JPH05109697A JP H05109697 A JPH05109697 A JP H05109697A JP 3272493 A JP3272493 A JP 3272493A JP 27249391 A JP27249391 A JP 27249391A JP H05109697 A JPH05109697 A JP H05109697A
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- JP
- Japan
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- resist
- compound
- resist pattern
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- Withdrawn
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レジストパターン形成方法に関
し、化学増幅型レジストを加熱処理する際、酸触媒の拡
散を抑制することができ、解像性を向上させることがで
きるレジストパターン形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 電離放射線の照射により酸を発生する化合物
または酸の発生を促進する化合物を含有するポジ型また
はネガ型のレジスト組成物を用い、該レジスト組成物を
電離放射線で照射した後に加熱処理を施し、次いで、現
像を行うことによってレジストパターンを形成する方法
において、該加熱処理時間を１秒以上30秒以下にするよ
うに構成する。
し、化学増幅型レジストを加熱処理する際、酸触媒の拡
散を抑制することができ、解像性を向上させることがで
きるレジストパターン形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 電離放射線の照射により酸を発生する化合物
または酸の発生を促進する化合物を含有するポジ型また
はネガ型のレジスト組成物を用い、該レジスト組成物を
電離放射線で照射した後に加熱処理を施し、次いで、現
像を行うことによってレジストパターンを形成する方法
において、該加熱処理時間を１秒以上30秒以下にするよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学増幅型レジストを
用いたレジストパターン形成方法に係り、ＬＳＩ、ＶＬ
ＳＩ等の半導体装置のレジストパターン形成方法に適用
することができ、特に、酸触媒の拡散を抑制して解像性
を向上させることができるレジストパターン形成方法に
関する。
用いたレジストパターン形成方法に係り、ＬＳＩ、ＶＬ
ＳＩ等の半導体装置のレジストパターン形成方法に適用
することができ、特に、酸触媒の拡散を抑制して解像性
を向上させることができるレジストパターン形成方法に
関する。
【０００２】半導体集積回路の微細化に伴い、各種パタ
ーンを形成する際に不可欠なレジスト材料にも厳しい性
能が要求されている。近年、解像性、感度及びドライエ
ッチング耐性の全ての要求に応えるべく開発された材料
として、化学増幅型レジストが注目されている。
ーンを形成する際に不可欠なレジスト材料にも厳しい性
能が要求されている。近年、解像性、感度及びドライエ
ッチング耐性の全ての要求に応えるべく開発された材料
として、化学増幅型レジストが注目されている。
【０００３】
【従来の技術】化学増幅型レジストには幾つかのタイプ
が存在するが、ネガ型の化学増幅型レジストには例え
ば、アルカリ可溶性の基材樹脂、架橋材、酸発生剤及び
溶剤とから構成されるものがある。このネガ型化学増幅
型レジストのパターン形成方法は、まず、ネガ型化学増
幅型レジストを通常のスピン塗布によって塗布した後、
レチクルを介してパターン露光する。このパターン露光
時、電離放射線で照射された部分のみに酸が発生する。
次いで、パターン露光されたレジストを加熱処理する。
この加熱処理により架橋剤が発生した酸により活性化さ
れるとともに、基材樹脂が不溶化される。そして、加熱
処理されたレジストを現像することによりネガ型のレジ
ストパターンを形成する。
が存在するが、ネガ型の化学増幅型レジストには例え
ば、アルカリ可溶性の基材樹脂、架橋材、酸発生剤及び
溶剤とから構成されるものがある。このネガ型化学増幅
型レジストのパターン形成方法は、まず、ネガ型化学増
幅型レジストを通常のスピン塗布によって塗布した後、
レチクルを介してパターン露光する。このパターン露光
時、電離放射線で照射された部分のみに酸が発生する。
次いで、パターン露光されたレジストを加熱処理する。
この加熱処理により架橋剤が発生した酸により活性化さ
れるとともに、基材樹脂が不溶化される。そして、加熱
処理されたレジストを現像することによりネガ型のレジ
ストパターンを形成する。
【０００４】この従来のレジストパターン形成方法で
は、発生した酸が触媒として多くの架橋剤を活性化する
ため、高感度を実現することができるとともに、化学増
幅型でない公知のレジストに比較して感光剤による吸収
が低減されて高解像性を実現することができるという利
点を有する。更には、化学増幅型でない公知のレジスト
と同様に基材樹脂としてフェノール性樹脂を使用するこ
とができるため、後続のドライエッチング工程における
耐性も保たれるという利点を有する。
は、発生した酸が触媒として多くの架橋剤を活性化する
ため、高感度を実現することができるとともに、化学増
幅型でない公知のレジストに比較して感光剤による吸収
が低減されて高解像性を実現することができるという利
点を有する。更には、化学増幅型でない公知のレジスト
と同様に基材樹脂としてフェノール性樹脂を使用するこ
とができるため、後続のドライエッチング工程における
耐性も保たれるという利点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のレジストパターン形成方法においては、パター
ン露光後の加熱処理による酸触媒反応を用いているた
め、加熱処理中にレジスト膜内を酸触媒が移動し、未露
光部分にまで酸が拡散してしまい、解像性が劣化してし
まうという問題が生じていた。
た従来のレジストパターン形成方法においては、パター
ン露光後の加熱処理による酸触媒反応を用いているた
め、加熱処理中にレジスト膜内を酸触媒が移動し、未露
光部分にまで酸が拡散してしまい、解像性が劣化してし
まうという問題が生じていた。
【０００６】従来、パターン露光後の加熱処理は60秒乃
至90秒施されていたが、酸の拡散による解像性の劣化は
避けられず、特に加熱処理時間が長くなるにつれて酸の
移動距離が増大し、解像性の劣化は著しくなる。そこ
で、本発明では、化学増幅型レジストを加熱処理する
際、酸触媒の拡散を抑制することができ、解像性を向上
させることができるレジストパターン形成方法を提供す
ることを目的としている。
至90秒施されていたが、酸の拡散による解像性の劣化は
避けられず、特に加熱処理時間が長くなるにつれて酸の
移動距離が増大し、解像性の劣化は著しくなる。そこ
で、本発明では、化学増幅型レジストを加熱処理する
際、酸触媒の拡散を抑制することができ、解像性を向上
させることができるレジストパターン形成方法を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によるレジストパ
ターン形成方法は上記目的達成のため、電離放射線の照
射により酸を発生する化合物を含有するポジ型またはネ
ガ型のレジスト組成物を用い、該レジスト組成物を電離
放射線で照射した後に加熱処理を施し、次いで、現像を
行うことによってレジストパターンを形成する方法にお
いて、該加熱処理時間を１秒以上30秒以下にするもので
ある。
ターン形成方法は上記目的達成のため、電離放射線の照
射により酸を発生する化合物を含有するポジ型またはネ
ガ型のレジスト組成物を用い、該レジスト組成物を電離
放射線で照射した後に加熱処理を施し、次いで、現像を
行うことによってレジストパターンを形成する方法にお
いて、該加熱処理時間を１秒以上30秒以下にするもので
ある。
【０００８】本発明に係るレジスト組成物は、電離放射
線の照射により酸を発生する化合物または酸の発生を促
進する化合物を含有する組成のものであれば何れであっ
てもよい。ネガ型のレジスト組成物には例えば、アル
カリ可溶のフェノール性樹脂、電離放射線の照射によ
り酸を発生する化合物または酸の発生を促進する化合
物、酸の存在下で前記フェノール性樹脂の架橋剤とし
て作用する化合物、溶剤等を主に含有してなるもの等
が挙げられる。また、ポジ型のレジスト組成物には例え
ば、アルカリ可溶のフェノール性樹脂、電離放射線
の照射により酸を発生する化合物または酸の発生を促進
する化合物、前記フェノール性樹脂のアルカリに対す
る溶解性を低減し、かつ、酸の存在下でその効果を失う
化合物、溶剤等を主にしてなるもの、あるいは、酸
の存在下で反応しアルカリ可溶のフェノール性樹脂とな
る化合物、電離放射線の照射により酸を発生する化合
物または酸の発生を促進する化合物、溶剤等を主に含
有してなるもの等が挙げられる。
線の照射により酸を発生する化合物または酸の発生を促
進する化合物を含有する組成のものであれば何れであっ
てもよい。ネガ型のレジスト組成物には例えば、アル
カリ可溶のフェノール性樹脂、電離放射線の照射によ
り酸を発生する化合物または酸の発生を促進する化合
物、酸の存在下で前記フェノール性樹脂の架橋剤とし
て作用する化合物、溶剤等を主に含有してなるもの等
が挙げられる。また、ポジ型のレジスト組成物には例え
ば、アルカリ可溶のフェノール性樹脂、電離放射線
の照射により酸を発生する化合物または酸の発生を促進
する化合物、前記フェノール性樹脂のアルカリに対す
る溶解性を低減し、かつ、酸の存在下でその効果を失う
化合物、溶剤等を主にしてなるもの、あるいは、酸
の存在下で反応しアルカリ可溶のフェノール性樹脂とな
る化合物、電離放射線の照射により酸を発生する化合
物または酸の発生を促進する化合物、溶剤等を主に含
有してなるもの等が挙げられる。
【０００９】本発明において、加熱処理時間の下限を１
秒としたのは、１秒より小さくすると感度が著しく低下
してしまって実用上好ましくないからであり、また、上
限を30秒としたのは、30秒より大きくすると、酸触媒の
拡散が顕著になって解像性が著しく劣化してしまって実
用上好ましくないからである。そして、解像性及び感度
の点で好ましい加熱処理時間の範囲は５秒以上20秒以下
である。
秒としたのは、１秒より小さくすると感度が著しく低下
してしまって実用上好ましくないからであり、また、上
限を30秒としたのは、30秒より大きくすると、酸触媒の
拡散が顕著になって解像性が著しく劣化してしまって実
用上好ましくないからである。そして、解像性及び感度
の点で好ましい加熱処理時間の範囲は５秒以上20秒以下
である。
【００１０】本発明に係る電離放射線の照射により酸を
発生する化合物または酸の発生を促進する化合物には、
例えばＰｈ2 Ｉ+ ＳｂＦ6 - 、Ｐｈ3 + ＳｂＦ6 -等の
オニウム塩、（Ｐｈ2 Ｉ+ ）2 ＣＯ3 2-、（Ｐｈ
3 Ｓ+ ）2 ＣＯ3 2-等の炭酸イオン含有塩、Ｐｈ2 Ｉ+
ＨＣＯ3 - 、Ｐｈ3 Ｓ+ ＨＣＯ3 - 等の炭酸水素イオン
含有塩、クロロメチル基を有するトリアジン化合物やそ
の他の有機ハロゲン化物、オルトニトロンベンジルアル
コールスルホン酸エステル等のトシレート系の化合物等
が挙げられる。
発生する化合物または酸の発生を促進する化合物には、
例えばＰｈ2 Ｉ+ ＳｂＦ6 - 、Ｐｈ3 + ＳｂＦ6 -等の
オニウム塩、（Ｐｈ2 Ｉ+ ）2 ＣＯ3 2-、（Ｐｈ
3 Ｓ+ ）2 ＣＯ3 2-等の炭酸イオン含有塩、Ｐｈ2 Ｉ+
ＨＣＯ3 - 、Ｐｈ3 Ｓ+ ＨＣＯ3 - 等の炭酸水素イオン
含有塩、クロロメチル基を有するトリアジン化合物やそ
の他の有機ハロゲン化物、オルトニトロンベンジルアル
コールスルホン酸エステル等のトシレート系の化合物等
が挙げられる。
【００１１】本発明に係る電離放射線とは、可視光、紫
外光、Ｘ線等の電磁波、電子線、イオン線等の粒子線を
意味し、また、本発明に係る酸はブレンシュテッド酸の
みならずルイス酸も含む。本発明に係る加熱処理には、
コンタクトベーク及びプロキシミティベークが挙げられ
るが、好ましくはプロキシミティベークであり、この場
合、コンタクトベークで行う場合よりも塵等の付着を生
じ難くして行うことができ好ましい。
外光、Ｘ線等の電磁波、電子線、イオン線等の粒子線を
意味し、また、本発明に係る酸はブレンシュテッド酸の
みならずルイス酸も含む。本発明に係る加熱処理には、
コンタクトベーク及びプロキシミティベークが挙げられ
るが、好ましくはプロキシミティベークであり、この場
合、コンタクトベークで行う場合よりも塵等の付着を生
じ難くして行うことができ好ましい。
【００１２】
【作用】本発明では、電離放射線照射後の加熱処理時間
を１秒以上30秒以下で行うようにして、従来の60秒〜90
秒で行う場合よりも加熱処理時間を短縮したため、酸触
媒の拡散を抑制することができる。このため、解像性に
優れたレジストパターンを形成することができる。
を１秒以上30秒以下で行うようにして、従来の60秒〜90
秒で行う場合よりも加熱処理時間を短縮したため、酸触
媒の拡散を抑制することができる。このため、解像性に
優れたレジストパターンを形成することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比しなが
ら説明する。まず、比較例を説明する。 （比較例）シリコン基板上にネガ型化学増幅型レジスト
（シプレー社製；サンプル名ＸＰ８８４３）を約 0.7μ
ｍ厚に塗布し、ホットプレート上で90℃、60秒の加熱処
理を施した後、波長 248nmのレーザ光でパターン露光し
た。次いで、パターン露光後直ちにホットプレート上で
130℃、60秒の加熱処理 (プロキシミティベーク（0.5m
m) ）を行った。そして、0.14ＮのＴＭＡＨ（テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液で90秒の
パドル現像を行ったところ、 0.4μｍのラインとスペー
スパターンとが１対１に解像する露光量を20mJ／cm2 と
高感度化させることができたが、ホールパターンの解像
を0.45μｍまでしか行うことができず、 0.4μｍのホー
ルパターンを解像することができなかった。
ら説明する。まず、比較例を説明する。 （比較例）シリコン基板上にネガ型化学増幅型レジスト
（シプレー社製；サンプル名ＸＰ８８４３）を約 0.7μ
ｍ厚に塗布し、ホットプレート上で90℃、60秒の加熱処
理を施した後、波長 248nmのレーザ光でパターン露光し
た。次いで、パターン露光後直ちにホットプレート上で
130℃、60秒の加熱処理 (プロキシミティベーク（0.5m
m) ）を行った。そして、0.14ＮのＴＭＡＨ（テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液で90秒の
パドル現像を行ったところ、 0.4μｍのラインとスペー
スパターンとが１対１に解像する露光量を20mJ／cm2 と
高感度化させることができたが、ホールパターンの解像
を0.45μｍまでしか行うことができず、 0.4μｍのホー
ルパターンを解像することができなかった。
【００１４】これに対して本発明では、 0.4μｍのライ
ンとスペースパターンが１対１に解像する露光量70mJ／
cm2 において、 0.4μｍのホールパターンを解像するこ
とができた。以下、具体的に本発明の実施例を説明す
る。 (実施例)シリコン基板上にネガ型化学増幅型レジスト
（シプレー社製；サンプル名ＸＰ８８４３）を約 0.7μ
ｍ厚に塗布し、ホットプレート上で90℃、60秒の加熱処
理を施した後、波長 248nmのレーザ光でパターン露光し
た。次いで、パターン露光後直ちにホットプレート上で
130℃、15秒の加熱処理 (プロキシミティベーク (間隔
0.5mm) ）を行った。そして、0.14ＮのＴＭＡＨ水溶液
で90秒のパドル現像を行ったところ、70mJ／cm2の露光
量にて 0.4μｍのラインとスペースパターンとが１対１
に解像でき、しかも、比較例の場合よりも微細な 0.4μ
ｍのホールパターンを解像することができた。また、比
較例ではピボタルシフトが0.10μｍもあったのに対し、
本実施例ではピボタルシフトを0.05μｍにすることがで
き、制御性に優れていることが判った。
ンとスペースパターンが１対１に解像する露光量70mJ／
cm2 において、 0.4μｍのホールパターンを解像するこ
とができた。以下、具体的に本発明の実施例を説明す
る。 (実施例)シリコン基板上にネガ型化学増幅型レジスト
（シプレー社製；サンプル名ＸＰ８８４３）を約 0.7μ
ｍ厚に塗布し、ホットプレート上で90℃、60秒の加熱処
理を施した後、波長 248nmのレーザ光でパターン露光し
た。次いで、パターン露光後直ちにホットプレート上で
130℃、15秒の加熱処理 (プロキシミティベーク (間隔
0.5mm) ）を行った。そして、0.14ＮのＴＭＡＨ水溶液
で90秒のパドル現像を行ったところ、70mJ／cm2の露光
量にて 0.4μｍのラインとスペースパターンとが１対１
に解像でき、しかも、比較例の場合よりも微細な 0.4μ
ｍのホールパターンを解像することができた。また、比
較例ではピボタルシフトが0.10μｍもあったのに対し、
本実施例ではピボタルシフトを0.05μｍにすることがで
き、制御性に優れていることが判った。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、化学増幅型レジストを
加熱処理する際、酸触媒の拡散を抑制することができ、
解像性を向上させることができるという効果がある。
加熱処理する際、酸触媒の拡散を抑制することができ、
解像性を向上させることができるという効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 公久 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番２ 富士通ヴイエルエスアイ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 電離放射線の照射により酸を発生する化
合物または酸の発生を促進する化合物を含有するポジ型
またはネガ型のレジスト組成物を用い、該レジスト組成
物を電離放射線で照射した後に加熱処理を施し、次い
で、現像を行うことによってレジストパターンを形成す
る方法において、 該加熱処理時間を１秒以上30秒以下にすることを特徴と
するレジストパターン形成方法。 - 【請求項２】 前記加熱処理時間が５秒以上20秒以下で
あることを特徴とする請求項１記載のレジストパターン
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272493A JPH05109697A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272493A JPH05109697A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | レジストパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109697A true JPH05109697A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17514686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3272493A Withdrawn JPH05109697A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109697A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210166937A1 (en) * | 2019-12-02 | 2021-06-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor device manufacturing tool |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3272493A patent/JPH05109697A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210166937A1 (en) * | 2019-12-02 | 2021-06-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor device manufacturing tool |
| CN112987515A (zh) * | 2019-12-02 | 2021-06-18 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 制造半导体器件的方法和半导体器件制造工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |