JPH0511458A - 現像液及び現像方法 - Google Patents

現像液及び現像方法

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JPH0511458A JP18814991A JP18814991A JPH0511458A JP H0511458 A JPH0511458 A JP H0511458A JP 18814991 A JP18814991 A JP 18814991A JP 18814991 A JP18814991 A JP 18814991A JP H0511458 A JPH0511458 A JP H0511458A
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトレジストの超微細パターンを歩どまり
良く形成することが可能で、現像後の超純水洗浄により
ウエハー上の現像液成分を完全に除去できる現像液及び
現像方法を提供することを目的とする。 【構成】 界面活性剤とアルカリ水溶液とからなるフォ
トレジスト用現像液において、現像液がH22を含むこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リソグラフィーで用い
られるレジストの現像液に係わり、更に詳しくは超LS
I製造プロセスで用いられる微細パターン形成用のレジ
スト現像液及び現像方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術を半導体製造プロセスを例に
とり説明する。
【0003】LSI製造プロセスにおいて、素子の高集
積化及びウエハーの大口径化がますます進むに伴い、リ
ソグラフィープロセスが一層重要視されている。
【0004】リソグラフィープロセスでは、フォトレジ
ストをスピンコートした後、マスクで所定のパターンに
露光し、続いて現像液で現像することにより所定の形状
のレジストパターンを形成する。微細パターン用レジス
トとしては、一般にポシ型レジストが用いられ、現像液
にはアルカリ性現像液が用いられる。
【0005】ここで、パターン形状が高集積化に伴い更
に微細化してくると、現像液がレジストに濡れ難くなり
除去すべきパターン内にレジストが残る等パターン形成
にバラツキが現れ、微細パターンを高い歩どまりで形成
することが難かしくなった。特に8インチ径のウエハー
の場合、ウエハー全体にわたってバラツキのないレジス
トパターンを形成することは極めて困難である。更に、
現像液がシリコンウエハ表面に接触すると、液がアルカ
リ性のためシリコンがエッチングされウエハー表面に微
小な凹凸が発生する。また、ウエハ上に酸化膜が形成さ
れていても超LSIで要求される薄い酸化膜では現像液
により酸化膜の全体または一部が溶解し、続いて上記し
たようにシリコンがエッチングされるという問題があ
る。本発明者は現像液に適切な界面活性剤を加えること
により以上の問題を解決し、8インチ以上の大口径ウエ
ハーでもレジスト微細パターンを歩どまり良く形成する
ことが可能となった。
【0006】しかし研究を進める過程で、上記の界面活
性剤がシリコン表面に吸着し、超純水のリンス洗浄を行
ってもとりきれず、最終的に素子の特性を低下させるこ
とが分かった。そこで本発明者は、ウエハー上に吸着し
た界面活性剤を除去する方法として、現像後のレジスト
パターンのついたシリコンウエハをPt(例えばメッシ
ュ)を入れた30%H22溶液の中に浸漬し、界面活性
剤を除去する方法を発明した。
【0007】現像後のウエハーをPt/H22液に浸漬
するこの方法により、シリコンに吸着した界面活性剤を
完全に除去することが可能となり、そして高性能なデバ
イスを作製することが可能となった。この方法は界面活
性剤を除去する方法として非常に優れた方法ではある
が、Ptの入ったH22の槽にウエハに浸漬する工程が
加わりリソグラフィー工程が複雑になり、また、H22
の劣化やウエハ搬送系の腐食等の問題がある。また、レ
ジストパターンが劣化する場合もあり、更に長期間使用
するとPtのパーティクルがシリコンウエハ上に付着
し、素子のライフタイム特性等を劣化させるという問題
がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上の状況に鑑み、本
発明はフォトレジストの超微細パターンを歩どまり良く
形成することが可能で、現像後の超純水洗浄によりウエ
ハー上の現像液成分を完全に除去できる現像液及び現像
方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の要旨は、
界面活性剤とアルカリ水溶液とからなるフォトレジスト
用現像液において、前記現像液がH22を含むことを特
徴とする現像液に存在する。
【0010】第2の要旨は、 第1の要旨の現像液を用
い、基体上のフォトレジストをパターニングすることを
特徴とする現像方法に存在する。
【0011】
【作用】以下に本発明の作用を説明する。
【0012】本発明における現像液は、アルカリ性現像
剤に界面活性剤、H22を混合して得られる。この液に
露光後のフォトレジストを浸漬あるいはスピン現像して
レジストパターンを形成する。
【0013】アルカリ現像剤は、例えば、KOH,Na
OH等の無機アルカリあるいは例えばコリン、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)等の
有機アルカリの水溶液が用いられるが、無機アルカリは
残存するとウエハーにとって極めて有害な不純物となる
ので有機アルカリが好ましく、取扱性からTMAHがよ
り好ましい。一般的には、東京応化工業製NWD−3,
徳山曹達製SD−1等が用いられる。
【0014】一方フォトレジストとしては、例えばノボ
ラック系のポジ型及びネガ型レジストが用いられ、具体
的には例えば、ポジ型は東京応化工業製OFPR−80
0、TSMR−8900等、ネガ型は東京応化工業製T
HMR−iN100等が挙げられる。
【0015】界面活性剤は、分子量が500〜5000
程度の界面活性剤が好ましい。この範囲の分子量の界面
活性剤は非常に安定で、レジストに対する濡れ性を大き
く改善する。また、微細パターンを信頼性高く形成でき
ると共にアルカリ現像液によるシリコンのエッチングを
より一層抑制することが可能となる。低分子量の界面活
性剤の場合(例えば分子量200〜300程度)は、ア
ルカリ溶液中では界面活性剤としての効果がなく、高性
能素子の微細パターン形成には好ましくない。つまり、
アルカリ現像液には、500以上の界面活性剤が必要で
ある。また分子量が大きすぎると十分溶液に溶解せず析
出してパターン不良を生じる。
【0016】本発明においては、以上の界面活性剤を現
像液全量中100ppm〜1%含有させる。1%以上で
は、泡だち等が起こり、パターンにバラツキが生じるた
め上記範囲とすることが望ましい。
【0017】また、H22濃度は、現像液全量中0.0
01%以上とすることが望ましく、この範囲で界面活性
剤除去効果は一層向上する。
【0018】以上述べたように、界面活性剤を含むアル
カリ現像液にH22を混合させることにより、超純水リ
ンス洗浄によりウエハー上の界面活性剤を完全に除去す
ることが可能となり、しかもレジストの微細パターンを
高精度、高歩どまりで形成することが可能となる。
【0019】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。 (実施例1)本発明の現像液を用いることにより、超純
水リンス洗浄後においてシリコンウエハ上に界面活性剤
が残留しないことを示すために、シリコンウエハを
(a)TMAH2.38%の水溶液、(b)TMAH
2.38%、界面活性剤(分子量2000)250pp
mを含む水溶液、(c)TMAH2.38%,界面活性
剤250ppm及びH220.1%を含む水溶液の現像
液に70秒浸漬し、超純粋リンスを60秒行った。続い
て130℃で30分ベークした後、シリコンウエハの表
面をXPS(X線光電子分光法)により観察した。結果
を図1に示す。
【0020】図1(a)と(b)から明らかなように、
界面活性剤を含む現像液(b)に浸したウエハのXPS
スペクトルには界面活性剤に起因するピークが現れ、シ
リコンウエハ表面に界面活性剤が吸着して純水洗浄では
とれないことを示した。しかし、図1(c)が示すよう
に、H22を含む本発明の現像液(c)を用いた場合に
は界面活性剤のピークは観られず、図1(a)の界面活
性剤を含まない場合と全く同じスペクトルとなった。こ
のことは、本実施例の現像液(c)を用いればシリコン
表面から界面活性剤を除去し得ることを示した。
【0021】また、上記のシリコンウエハの表面粗さR
aをSTM(走査型トンネル顕微鏡)で測定したとこ
ろ、本実施例の現像液(c)は、界面活性剤だけを含む
現像液(b)と同様、界面活性剤を含まない(a)に比
べて表面荒れを大きく防ぐことができた。 (実施例2)次に、8インチ径のベアシリコンウエハ上
にフォトレジストTSMR8900を1μmスピンコー
トし、80℃のプリベーク後,0.6μm幅のパターン
を有するマスクを介在して露光した。これをTMAH
2.38%、H220.1%、界面活性剤(分子量20
00)250ppmを含む現像液(実施例1の現像液
c)を用いて70秒のディッピング現像し、続いて60
秒超純水リンス、130℃のポストベークを行った。
【0022】この様にして得られたレジストパターン
は、H22を含まない現像液(実施例1のb)を用いた
場合と同様なウエハー全体にわたって極めてシャープな
0.6μmのパターンが得られた。
【0023】
【発明の効果】本発明により、即ち界面活性剤を含むア
ルカリ水溶液にH22を加えることにより、フォトレジ
ストの超微細パターンを歩どまり良く形成すると共に、
界面活性剤を純水洗浄で完全に除去できる現像液及び現
像方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】各種現像液浸漬、純水リンス後のシリコンウエ
ハ表面のXPSスペクトル図。 (a)TMAH2.38%の水溶液。 (b)TMAH2.38%、界面活性剤250ppmを
含む水溶液。 (c)TMAH2.38%,界面活性剤250ppm及
びH220.1%を含む水溶液。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 界面活性剤とアルカリ水溶液とからなる
    フォトレジスト用現像液において、前記現像液がH22
    を含むことを特徴とする現像液。
  2. 【請求項2】 前記アルカリ水溶液がテトラメチルアン
    モニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液または
    TMAHを主成分とする水溶液であることを特徴とする
    請求項1記載の現像液。
  3. 【請求項3】 前記界面活性剤の分子量が500〜50
    00であることを特徴とする請求項1または2記載の現
    像液。
  4. 【請求項4】 請求項1及至3のいずれか1項に記載の
    現像液を用い、基体上のフォトレジストをパターニング
    することを特徴とする現像方法。
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