JPH05341536A - 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Info
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- JPH05341536A JPH05341536A JP15257992A JP15257992A JPH05341536A JP H05341536 A JPH05341536 A JP H05341536A JP 15257992 A JP15257992 A JP 15257992A JP 15257992 A JP15257992 A JP 15257992A JP H05341536 A JPH05341536 A JP H05341536A
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な形状のレジストパターンが得られる、
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
を提供する。 【構成】 レジスト膜表面あるいはレジスト膜と基板の
界面付近の塩基性物質を除去するため、基板表面、ある
いはレジスト膜表面に酸処理、プロトン照射処理、塩基
性試薬処理等を施す。 【効果】 酸性物質との中和作用等により塩基性物質が
除去され、化学増幅型レジスト中の酸発生剤から発生さ
れるＨ+ の死活を防ぐことができ、その結果、良好な形
状のレジストパターンが得られる。
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
を提供する。 【構成】 レジスト膜表面あるいはレジスト膜と基板の
界面付近の塩基性物質を除去するため、基板表面、ある
いはレジスト膜表面に酸処理、プロトン照射処理、塩基
性試薬処理等を施す。 【効果】 酸性物質との中和作用等により塩基性物質が
除去され、化学増幅型レジスト中の酸発生剤から発生さ
れるＨ+ の死活を防ぐことができ、その結果、良好な形
状のレジストパターンが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係わり、特にレジストパターンの形成方法に関する。
に係わり、特にレジストパターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造においては、半導体等の
被処理基板上に微細なパターンを形成し、このパターン
をマスクとして該被処理基板をエッチングする方法がと
られる。このパターンの形成工程は、通常次のような構
成となっている。すなわち、まず半導体等の被処理基板
上に樹脂および感光剤を含む溶液を塗布し、これを乾燥
してレジスト膜（感光性樹脂膜）を形成する。次いで該
レジスト膜に対し選択的に光等のエネルギー線を照射す
る露光処理を行ない、その後現像処理によって基板上に
レジストパターンを形成する。このレジストパターンの
形成に際しては、露光光に対する感度およびドライエッ
チング耐性に優れたフェノール系樹脂を用いるレジスト
が多用される。
被処理基板上に微細なパターンを形成し、このパターン
をマスクとして該被処理基板をエッチングする方法がと
られる。このパターンの形成工程は、通常次のような構
成となっている。すなわち、まず半導体等の被処理基板
上に樹脂および感光剤を含む溶液を塗布し、これを乾燥
してレジスト膜（感光性樹脂膜）を形成する。次いで該
レジスト膜に対し選択的に光等のエネルギー線を照射す
る露光処理を行ない、その後現像処理によって基板上に
レジストパターンを形成する。このレジストパターンの
形成に際しては、露光光に対する感度およびドライエッ
チング耐性に優れたフェノール系樹脂を用いるレジスト
が多用される。
【０００３】ところで現在、集積回路の集積度は２〜３
年で４倍というスピードで高集積化しているが、これに
伴ない、回路素子のパターン寸法も年々微細化し、しか
もその寸法精度の厳密なコントロールが必要になってき
ている。現在はフェノール系樹脂のレジストとして、例
えばノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合物から
成るポジ型レジストがよく用いられるが、高い解像性の
要求と感度向上の面から最近では酸の触媒反応を利用す
る化学増幅レジストへの期待が強くなってきている。こ
の化学増幅型レジスト材料は、ポジ型レジストでは溶解
抑止剤を導入した樹脂と光酸発生剤（ＰＡＧ：フォトア
ッシドジェネレーター）から構成される。このレジスト
に露光を行うとＰＡＧから酸が発生し、この酸がレジス
ト中に拡散して溶解抑止剤に触媒として作用し樹脂から
これを解離される。この結果露光部は現像液に対して可
溶性となるため、ポジパターンを形成する。一方ネガ型
レジストでは樹脂と架橋剤とＰＡＧから構成され、ＰＡ
Ｇからの酸が架橋剤に触媒として作用しこの中に活性点
を作り出す。この活性点を介して樹脂の架橋が進み、そ
の結果架橋された領域は現像液に対し難溶性となるため
ネガパターンを形成する。
年で４倍というスピードで高集積化しているが、これに
伴ない、回路素子のパターン寸法も年々微細化し、しか
もその寸法精度の厳密なコントロールが必要になってき
ている。現在はフェノール系樹脂のレジストとして、例
えばノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合物から
成るポジ型レジストがよく用いられるが、高い解像性の
要求と感度向上の面から最近では酸の触媒反応を利用す
る化学増幅レジストへの期待が強くなってきている。こ
の化学増幅型レジスト材料は、ポジ型レジストでは溶解
抑止剤を導入した樹脂と光酸発生剤（ＰＡＧ：フォトア
ッシドジェネレーター）から構成される。このレジスト
に露光を行うとＰＡＧから酸が発生し、この酸がレジス
ト中に拡散して溶解抑止剤に触媒として作用し樹脂から
これを解離される。この結果露光部は現像液に対して可
溶性となるため、ポジパターンを形成する。一方ネガ型
レジストでは樹脂と架橋剤とＰＡＧから構成され、ＰＡ
Ｇからの酸が架橋剤に触媒として作用しこの中に活性点
を作り出す。この活性点を介して樹脂の架橋が進み、そ
の結果架橋された領域は現像液に対し難溶性となるため
ネガパターンを形成する。
【０００４】この化学増幅型レジストでは、露光により
発生する酸の量が露光量には余り依存しないので、露光
量の小さい部分でも反応が進む。従って従来の露光量に
大きく依存してパターンが形成されてしまう非化学増幅
タイプのポジ型レジスト材料と比較すると、側壁の垂直
性が良く寸法精度の優れたパターンを形成し易いという
利点がある。
発生する酸の量が露光量には余り依存しないので、露光
量の小さい部分でも反応が進む。従って従来の露光量に
大きく依存してパターンが形成されてしまう非化学増幅
タイプのポジ型レジスト材料と比較すると、側壁の垂直
性が良く寸法精度の優れたパターンを形成し易いという
利点がある。
【０００５】しかしながらこのような化学増幅型レジス
トは高感度である反面、周辺環境に対してきわめて敏感
で雰囲気の影響を強く受けると言う問題があった。特に
大気中に微量の塩基性物質、たとえばアミン等が存在す
ると、露光部で発生した酸が失活してその触媒としての
効力を失うため、大気に直接触れるレジスト膜表面近傍
にのみ難溶化層ができ、結果として図１０に示すよう
に、基板８１上にひさしのついたレジストパターン８２
が形成されてしまう。
トは高感度である反面、周辺環境に対してきわめて敏感
で雰囲気の影響を強く受けると言う問題があった。特に
大気中に微量の塩基性物質、たとえばアミン等が存在す
ると、露光部で発生した酸が失活してその触媒としての
効力を失うため、大気に直接触れるレジスト膜表面近傍
にのみ難溶化層ができ、結果として図１０に示すよう
に、基板８１上にひさしのついたレジストパターン８２
が形成されてしまう。
【０００６】また、例えば春季第５１回応用物理学関係
連合講演会２８ａ−ＰＣ−１１においてスピンオングラ
ス層上での化学増幅型レジストのパターンニングについ
て報告されているように、基板表面にＯＨ基のような酸
触媒に対する触媒毒（中和作用により酸を失活させる）
の働きをするものが多数存在する場合、レジスト膜中を
拡散して基板界面に到達したプロトンが基板表面で失活
してしまい、そのような基板においてはあたかも基板表
面において露光量が不足しているのと同様、ネガ型の化
学増幅型レジストにおいてはプロファイルがその根本で
急激に細り極端な場合レジストパターンが倒れてしま
う。またポジ型の化学増幅型レジストでは逆に基板界面
で裾を引く形状となり微細なパターンはまったく解像し
なくなってしまう。特に、配線の層間絶縁膜に用いられ
るホウ燐珪酸ガラス薄膜（ＢＰＳＧ膜）上でパターン形
成を行う場合、基板とレジストの界面付近のレジスト膜
中に現像液に対する難溶化層が形成され、解像性が損な
われるという現像が報告されている。これは、ＢＰＳＧ
膜内のＢ又はＰが大気中のＨ2 Ｏと反応して、Ｈ3 ＰＯ
3 又はＨ3 ＢＯ3 となり、これらの酸が大気中の塩基性
物質と反応するために、ＢＰＳＧ膜上に塩基性物質が吸
着し、レジストとの界面付近で酸触媒に対する触媒毒と
して働くためである。
連合講演会２８ａ−ＰＣ−１１においてスピンオングラ
ス層上での化学増幅型レジストのパターンニングについ
て報告されているように、基板表面にＯＨ基のような酸
触媒に対する触媒毒（中和作用により酸を失活させる）
の働きをするものが多数存在する場合、レジスト膜中を
拡散して基板界面に到達したプロトンが基板表面で失活
してしまい、そのような基板においてはあたかも基板表
面において露光量が不足しているのと同様、ネガ型の化
学増幅型レジストにおいてはプロファイルがその根本で
急激に細り極端な場合レジストパターンが倒れてしま
う。またポジ型の化学増幅型レジストでは逆に基板界面
で裾を引く形状となり微細なパターンはまったく解像し
なくなってしまう。特に、配線の層間絶縁膜に用いられ
るホウ燐珪酸ガラス薄膜（ＢＰＳＧ膜）上でパターン形
成を行う場合、基板とレジストの界面付近のレジスト膜
中に現像液に対する難溶化層が形成され、解像性が損な
われるという現像が報告されている。これは、ＢＰＳＧ
膜内のＢ又はＰが大気中のＨ2 Ｏと反応して、Ｈ3 ＰＯ
3 又はＨ3 ＢＯ3 となり、これらの酸が大気中の塩基性
物質と反応するために、ＢＰＳＧ膜上に塩基性物質が吸
着し、レジストとの界面付近で酸触媒に対する触媒毒と
して働くためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した様に、化学増
幅型レジストを用いたパターニングプロセスにおいて、
レジスト膜表面又は基板表面に酸触媒に対する触媒毒の
働きをする塩基性物質が存在する場合、レジスト膜表面
又は基板とレジスト膜の界面付近でのレジストパターン
が異常な形状を示すという問題があった。
幅型レジストを用いたパターニングプロセスにおいて、
レジスト膜表面又は基板表面に酸触媒に対する触媒毒の
働きをする塩基性物質が存在する場合、レジスト膜表面
又は基板とレジスト膜の界面付近でのレジストパターン
が異常な形状を示すという問題があった。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、良好なパターン形状が
得られる化学増幅型レジストを用いたレジストパターン
の形成方法を提供することにある。
あり、その目的とするところは、良好なパターン形状が
得られる化学増幅型レジストを用いたレジストパターン
の形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明では、基体上に光酸発生剤を含むレジス
ト膜を形成する工程と、このレジスト膜表面に酸処理を
施す工程と、このレジスト膜を選択的に露光する工程
と、このレジスト膜を現像する工程とを含むレジストパ
ターンの形成方法を提供することを特徴とする。
に、第１の発明では、基体上に光酸発生剤を含むレジス
ト膜を形成する工程と、このレジスト膜表面に酸処理を
施す工程と、このレジスト膜を選択的に露光する工程
と、このレジスト膜を現像する工程とを含むレジストパ
ターンの形成方法を提供することを特徴とする。
【００１０】第２の発明では、基体表面を活性粒子で処
理する工程と、前記基体上に光酸発生剤を含むレジスト
膜を形成する工程と、このレジスト膜を選択的に露光す
る工程と、このレジスト膜を現像する工程とを含むレジ
ストパターンの形成方法を提供することを特徴とする。
理する工程と、前記基体上に光酸発生剤を含むレジスト
膜を形成する工程と、このレジスト膜を選択的に露光す
る工程と、このレジスト膜を現像する工程とを含むレジ
ストパターンの形成方法を提供することを特徴とする。
【００１１】また、第３の発明では、基体表面を塩基性
試薬又は酸性試薬で処理する工程と、前記基体上に光酸
発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、このレジス
ト膜を選択的に露光する工程と、このレジスト膜を現像
する工程とを含むレジストパターンの形成方法を提供す
ることを特徴とする。
試薬又は酸性試薬で処理する工程と、前記基体上に光酸
発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、このレジス
ト膜を選択的に露光する工程と、このレジスト膜を現像
する工程とを含むレジストパターンの形成方法を提供す
ることを特徴とする。
【００１２】
【作用】第１の発明では、基体上に形成されたレジスト
膜の露光を行う前に、このレジスト膜の表面に酸処理を
施すため、大気中に存在する微量の塩基性物質がこの酸
処理で用いる酸性物質で中和され、雰囲気の影響を遮断
することができる。
膜の露光を行う前に、このレジスト膜の表面に酸処理を
施すため、大気中に存在する微量の塩基性物質がこの酸
処理で用いる酸性物質で中和され、雰囲気の影響を遮断
することができる。
【００１３】第２の発明では、基体表面を酸素プラズマ
等の活性粒子で処理することにより、この基体表面に存
在するアミン、水酸基等の塩基性物質を物理的エネルギ
ーにより除去することができ、その結果レジスト中の光
酸発生剤から発生するＨ+ の死活を防ぐことができる。
さらにこの活性粒子がＨ+ である場合、中和作用によ
り、これら塩基性物質を除去することができる。また、
前記基体表面が比較的粗な金属及び金属化合物等のスパ
ッタ膜である場合、このスパッタ膜中へのＨ+ の吸着、
拡散により、レジストとスパッタ膜との界面で起こるＨ
+ の濃度減少も、スパッタ膜中にＨ+ が補充されるた
め、防ぐことができる。
等の活性粒子で処理することにより、この基体表面に存
在するアミン、水酸基等の塩基性物質を物理的エネルギ
ーにより除去することができ、その結果レジスト中の光
酸発生剤から発生するＨ+ の死活を防ぐことができる。
さらにこの活性粒子がＨ+ である場合、中和作用によ
り、これら塩基性物質を除去することができる。また、
前記基体表面が比較的粗な金属及び金属化合物等のスパ
ッタ膜である場合、このスパッタ膜中へのＨ+ の吸着、
拡散により、レジストとスパッタ膜との界面で起こるＨ
+ の濃度減少も、スパッタ膜中にＨ+ が補充されるた
め、防ぐことができる。
【００１４】第３の発明では、基体表面を塩基性試薬又
は酸性試薬で処理するため、中和反応により、基体表面
のＨ3 ＰＯ3 、Ｈ3 ＢＯ3 等の酸又はアミン、水酸基等
の塩基性物質を除去し、レジスト中の光酸発生剤から発
生するＨ+ の死活を防ぐことができる。
は酸性試薬で処理するため、中和反応により、基体表面
のＨ3 ＰＯ3 、Ｈ3 ＢＯ3 等の酸又はアミン、水酸基等
の塩基性物質を除去し、レジスト中の光酸発生剤から発
生するＨ+ の死活を防ぐことができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明のレジストパターンの形成方法
について、図面を参照しながら詳細に説明する。 （実施例１）図１乃至図２は本発明のパターン形成方法
の第１の実施例を示す工程断面図である。
について、図面を参照しながら詳細に説明する。 （実施例１）図１乃至図２は本発明のパターン形成方法
の第１の実施例を示す工程断面図である。
【００１６】まず、シリコン基板１上にスルホニウム塩
系の光酸発生剤とポリ−ｐ−ヒドロキシスチレンのエス
テル化合物を含む溶液を回転塗布し、１００℃のホット
プレート上で２分間ベークして膜圧１．０μｍのレジス
ト膜２を形成する（図１（ａ））。
系の光酸発生剤とポリ−ｐ−ヒドロキシスチレンのエス
テル化合物を含む溶液を回転塗布し、１００℃のホット
プレート上で２分間ベークして膜圧１．０μｍのレジス
ト膜２を形成する（図１（ａ））。
【００１７】次に前記レジスト膜２の表面を０．１Ｍの
酢酸水溶液で覆い、この状態で５０秒間放置した後、ス
ピンドライ法で乾燥せしめることにより、前記レジスト
膜２の表面に酢酸分子３を物理吸着させる（図１
（ｂ））。
酢酸水溶液で覆い、この状態で５０秒間放置した後、ス
ピンドライ法で乾燥せしめることにより、前記レジスト
膜２の表面に酢酸分子３を物理吸着させる（図１
（ｂ））。
【００１８】次いで波長２４８．４ｎｍのＫｒＦエキシ
マレーザを光源とする縮小投影露光装置を用い、マスク
４を介して前記レジスト膜２にパターン露光を行ない、
露光部２ａ、非露光部２ｂを形成する（図２（ａ））。
マレーザを光源とする縮小投影露光装置を用い、マスク
４を介して前記レジスト膜２にパターン露光を行ない、
露光部２ａ、非露光部２ｂを形成する（図２（ａ））。
【００１９】その後、前記シリコン基板１を１１０℃の
ホットプレート上で１分間ベークした後、前記レジスト
膜２を２．３８重量％のテトラメチルアンモニウム水溶
液で８０秒間現像することによりパターン寸法が０．３
μｍのレジストパターンを形成する。ここで使用した前
記レジスト膜２はポジ型であるため、露光された部分２
ａが現像液で溶解し、非露光部２ｂのレジストパターン
が形成される（図２（ｂ））。
ホットプレート上で１分間ベークした後、前記レジスト
膜２を２．３８重量％のテトラメチルアンモニウム水溶
液で８０秒間現像することによりパターン寸法が０．３
μｍのレジストパターンを形成する。ここで使用した前
記レジスト膜２はポジ型であるため、露光された部分２
ａが現像液で溶解し、非露光部２ｂのレジストパターン
が形成される（図２（ｂ））。
【００２０】本実施例では、上述した様に、レジスト膜
表面に酢酸分子を吸着させており、大気中の塩基性物質
はこの酢酸分子により中和される。よって、露光により
レジスト中の光酸発生剤から発生されるＨ+ は大気中の
塩基性物質に死活されることなく、本来の触媒としての
働きを果たすことができ、微細なレジストパターンが寸
法精度よくしかも良好なプロファイルで形成できる。本
実施例を用いた場合、従来方法において見られたような
レジストパターン上部のひさし８２（図１０）は全く認
められなかった。
表面に酢酸分子を吸着させており、大気中の塩基性物質
はこの酢酸分子により中和される。よって、露光により
レジスト中の光酸発生剤から発生されるＨ+ は大気中の
塩基性物質に死活されることなく、本来の触媒としての
働きを果たすことができ、微細なレジストパターンが寸
法精度よくしかも良好なプロファイルで形成できる。本
実施例を用いた場合、従来方法において見られたような
レジストパターン上部のひさし８２（図１０）は全く認
められなかった。
【００２１】なお本実施例においては、パターン露光の
前にレジスト膜表面に含ませる酸性物質として酢酸を用
いるようにしたが、これに限られるものではなく例えば
硫酸、リン酸、シュウ酸等も使用することができる。
前にレジスト膜表面に含ませる酸性物質として酢酸を用
いるようにしたが、これに限られるものではなく例えば
硫酸、リン酸、シュウ酸等も使用することができる。
【００２２】また、レジスト膜表面に酸性物質を含ませ
る方法として、例えば、シリコン基板１をガスの吸気お
よび排気機構を備えた反応容器内に配置し、室温下で３
０秒間酢酸蒸気雰囲気中に暴露することによりレジスト
膜２の表面に酢酸分子３を物理吸着させても良い。
る方法として、例えば、シリコン基板１をガスの吸気お
よび排気機構を備えた反応容器内に配置し、室温下で３
０秒間酢酸蒸気雰囲気中に暴露することによりレジスト
膜２の表面に酢酸分子３を物理吸着させても良い。
【００２３】この場合も、酢酸蒸気以外に、例えば、塩
酸、臭酸等の蒸気を用いても良い。尚、上記の酸性物質
の酸性度が強いと、大気中の塩基性物質を中和した後
も、レジスト全面にＨ+ が残存し、このＨ+ が化学増幅
型レジストの触媒として作用してしまう。本来ならばレ
ジスト膜の露光部のみにＨ+ が発生し、このＨ+ が触媒
として作用した領域でのみレジストが化学反応を起こす
ところを、Ｈ+ がレジスト全面に存在すると、露光によ
る溶解部、非溶解部の選択が不可能となる。よって、上
記酸性物質の酸性度は光酸発生剤から発生する酸の酸性
度よりも弱いことが望ましい。 （実施例２）図３乃至図５は本発明のパターン形成方法
の第２の実施例を示す工程断面図である。まず所定の素
子領域が形成されたシリコン基板３１の表面に、常圧Ｃ
ＶＤ法により膜厚０．８μｍのＢＰＳＧ膜３２を形成す
る（図３（ａ））。
酸、臭酸等の蒸気を用いても良い。尚、上記の酸性物質
の酸性度が強いと、大気中の塩基性物質を中和した後
も、レジスト全面にＨ+ が残存し、このＨ+ が化学増幅
型レジストの触媒として作用してしまう。本来ならばレ
ジスト膜の露光部のみにＨ+ が発生し、このＨ+ が触媒
として作用した領域でのみレジストが化学反応を起こす
ところを、Ｈ+ がレジスト全面に存在すると、露光によ
る溶解部、非溶解部の選択が不可能となる。よって、上
記酸性物質の酸性度は光酸発生剤から発生する酸の酸性
度よりも弱いことが望ましい。 （実施例２）図３乃至図５は本発明のパターン形成方法
の第２の実施例を示す工程断面図である。まず所定の素
子領域が形成されたシリコン基板３１の表面に、常圧Ｃ
ＶＤ法により膜厚０．８μｍのＢＰＳＧ膜３２を形成す
る（図３（ａ））。
【００２４】次にこの基板を酸素流量５００ｓｃｃｍ、
印加電圧（Ｒｆ）５００Ｗ、温度１８０℃の条件でプラ
ズマエッチング装置を用い２０８秒間酸素プラズマ３３
中に曝す（図３（ｂ））。
印加電圧（Ｒｆ）５００Ｗ、温度１８０℃の条件でプラ
ズマエッチング装置を用い２０８秒間酸素プラズマ３３
中に曝す（図３（ｂ））。
【００２５】次にこの基板上に化学増幅型ネガレジスト
をスピンコートし、１２５℃で９０秒間ホットプレート
上で露光前ベークを行い、厚さ１．０μｍのレジスト膜
３４を形成する（図４（ａ））。
をスピンコートし、１２５℃で９０秒間ホットプレート
上で露光前ベークを行い、厚さ１．０μｍのレジスト膜
３４を形成する（図４（ａ））。
【００２６】次いで、波長２４８．４ｎｍのＫｒＦエキ
シマレーザーを光源とする縮小投影露光装置により、Ｂ
ＰＳＧ膜３２上のレジスト膜３４にマスク３５を介して
パターン露光を行い、露光部３４ａ及び非露光部３４ｂ
を形成する（図４（ｂ））。この時エネルギー強度は３
０ｍＪ／ｃｍ2 とする。
シマレーザーを光源とする縮小投影露光装置により、Ｂ
ＰＳＧ膜３２上のレジスト膜３４にマスク３５を介して
パターン露光を行い、露光部３４ａ及び非露光部３４ｂ
を形成する（図４（ｂ））。この時エネルギー強度は３
０ｍＪ／ｃｍ2 とする。
【００２７】その後ホットプレート上で１２５℃で９０
秒間ポストエクスポージャーベークを行い、このポスト
エクスポージャーベーク終了後、２３℃に冷却し、１．
１５重量％のテトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水
溶液に９０秒間浸漬し現像を行う。前記レジスト膜３４
はネガ型レジストであるので、非露光部３４ｂが溶解
し、露光部３４ａのレジストパターンが得られる（図
５）。本実施例では上述した様に、基板表面を酸素プラ
ズマ中に曝すことにより、基板表面の塩基性物質を物理
的に除去している。よって露光によりレジスト中の光酸
発生剤から発生されるＨ+ は基板表面の塩基性物質に死
活されることなく、本来の触媒としての働きを果たすこ
とができ、この結果、垂直な側壁角を持つ良好なプロフ
ァイルのレジストパターンが得られる。
秒間ポストエクスポージャーベークを行い、このポスト
エクスポージャーベーク終了後、２３℃に冷却し、１．
１５重量％のテトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水
溶液に９０秒間浸漬し現像を行う。前記レジスト膜３４
はネガ型レジストであるので、非露光部３４ｂが溶解
し、露光部３４ａのレジストパターンが得られる（図
５）。本実施例では上述した様に、基板表面を酸素プラ
ズマ中に曝すことにより、基板表面の塩基性物質を物理
的に除去している。よって露光によりレジスト中の光酸
発生剤から発生されるＨ+ は基板表面の塩基性物質に死
活されることなく、本来の触媒としての働きを果たすこ
とができ、この結果、垂直な側壁角を持つ良好なプロフ
ァイルのレジストパターンが得られる。
【００２８】尚、ＢＰＳＧ膜３２を酸素プラズマに曝さ
ず、この工程以外は上記工程と同様の処理を行ったとこ
ろ、得られたパターンは側壁角が小さく、ＢＰＳＧ膜３
２とレジスト膜３４の界面付近のレジスト膜中に厚さ
０．１μｍの現像されない層が形成されていた。 （実施例３）
ず、この工程以外は上記工程と同様の処理を行ったとこ
ろ、得られたパターンは側壁角が小さく、ＢＰＳＧ膜３
２とレジスト膜３４の界面付近のレジスト膜中に厚さ
０．１μｍの現像されない層が形成されていた。 （実施例３）
【００２９】まず、前記実施例２と同様に、所定の素子
領域が形成されたシリコン基板３１の表面に、常圧ＣＶ
Ｄ法により膜厚０．８μｍのＢＰＳＧ膜３２を形成する
（図３（ａ））。次に、このＢＰＳＧ膜３２を２．３８
重量％のＴＭＡＨ水溶液３６で１０分間覆った後、純水
リンスを行い、更にスピンドライを行う（図６）。
領域が形成されたシリコン基板３１の表面に、常圧ＣＶ
Ｄ法により膜厚０．８μｍのＢＰＳＧ膜３２を形成する
（図３（ａ））。次に、このＢＰＳＧ膜３２を２．３８
重量％のＴＭＡＨ水溶液３６で１０分間覆った後、純水
リンスを行い、更にスピンドライを行う（図６）。
【００３０】その後、化学増幅型ネガレジストをスピン
コートし、１２５℃で９０秒間ホットプレート上で露光
前ベークを行い、厚さ１．０μｍのレジスト膜３４を形
成する（図４（ａ））。
コートし、１２５℃で９０秒間ホットプレート上で露光
前ベークを行い、厚さ１．０μｍのレジスト膜３４を形
成する（図４（ａ））。
【００３１】次いで、波長２４８．４ｎｍのＫｒＦエキ
シマレーザーを光源とする縮小投影露光装置により、Ｂ
ＰＳＧ膜３２上のレジスト膜３４にマスク３５を介して
パターン露光を行い、露光部３４ａ及び非露光部３４ｂ
を形成する（図４（ｂ））。この時エネルギー強度は３
０ｍＪ／ｃｍ2 とする。
シマレーザーを光源とする縮小投影露光装置により、Ｂ
ＰＳＧ膜３２上のレジスト膜３４にマスク３５を介して
パターン露光を行い、露光部３４ａ及び非露光部３４ｂ
を形成する（図４（ｂ））。この時エネルギー強度は３
０ｍＪ／ｃｍ2 とする。
【００３２】その後ホットプレート上で１２５℃で９０
秒間ポストエクスポージャーベークを行い、このポスト
エクスポージャーベーク終了後、２３℃に冷却し、１．
１５重量％のＴＭＡＨ水溶液に９０秒間浸漬し現像す
る。前記レジスト膜３４はネガ型レジストなので、非露
光部３４ｂが溶解し、露光部３４ａのレジストパターン
が得られる（図５）。本実施例においては、ＢＰＳＧ膜
中のＢ又はＰがＨ2 Ｏと反応して生じるＨ3 ＢＯ3 又は
Ｈ3 ＰＯ3 等の酸をＴＭＡＨ水溶液で除去することによ
り、これらの酸によりＢＰＳＧ膜上に大気中の塩基性物
質が引き寄せられ、レジスト中のＨ+ を死活させること
を防ぐことができる。この結果、垂直な側壁角を持つ良
好なプロファイルのレジストパターンが得られる。
秒間ポストエクスポージャーベークを行い、このポスト
エクスポージャーベーク終了後、２３℃に冷却し、１．
１５重量％のＴＭＡＨ水溶液に９０秒間浸漬し現像す
る。前記レジスト膜３４はネガ型レジストなので、非露
光部３４ｂが溶解し、露光部３４ａのレジストパターン
が得られる（図５）。本実施例においては、ＢＰＳＧ膜
中のＢ又はＰがＨ2 Ｏと反応して生じるＨ3 ＢＯ3 又は
Ｈ3 ＰＯ3 等の酸をＴＭＡＨ水溶液で除去することによ
り、これらの酸によりＢＰＳＧ膜上に大気中の塩基性物
質が引き寄せられ、レジスト中のＨ+ を死活させること
を防ぐことができる。この結果、垂直な側壁角を持つ良
好なプロファイルのレジストパターンが得られる。
【００３３】尚、ＢＰＳＧ膜３２を塩基性試薬で処理せ
ず、この工程以外は上記工程と同様の処理を行ったとこ
ろ、得られたパターンは側壁角が小さく、ＢＰＳＧ膜３
２とレジスト膜３４の界面付近のレジスト膜中に厚さ
０．１μｍの現像されない層が形成されていた。
ず、この工程以外は上記工程と同様の処理を行ったとこ
ろ、得られたパターンは側壁角が小さく、ＢＰＳＧ膜３
２とレジスト膜３４の界面付近のレジスト膜中に厚さ
０．１μｍの現像されない層が形成されていた。
【００３４】また、本実施例において、ＢＰＳＧ膜表面
をＴＭＡＨ水溶液で処理する代わりに、酢酸、硫酸等の
酸性溶液又は酸性蒸気等で処理することにより、ＢＰＳ
Ｇ膜表面の塩基性物質を中和作用により除去しても、良
好なレジストパターンが得られる。 （実施例４）図７乃至図９は本発明の第４の実施例を示
す工程断面図である。
をＴＭＡＨ水溶液で処理する代わりに、酢酸、硫酸等の
酸性溶液又は酸性蒸気等で処理することにより、ＢＰＳ
Ｇ膜表面の塩基性物質を中和作用により除去しても、良
好なレジストパターンが得られる。 （実施例４）図７乃至図９は本発明の第４の実施例を示
す工程断面図である。
【００３５】まず、シリコン基板７１上に基板温度２０
０℃、アルゴンガスの圧力０．２５Ｐａで、４０００オ
ングストロームのアルミニウム薄膜７２をスパッタ成膜
する（図７（ａ））。次に、基板全面にドーズ量３×１
０15 atoms／ｃｍ2 、加速電圧１０ｋｅＶで、Ｈ+ ７３
の低エネルギーイオン照射を行なう（図７（ｂ））。
０℃、アルゴンガスの圧力０．２５Ｐａで、４０００オ
ングストロームのアルミニウム薄膜７２をスパッタ成膜
する（図７（ａ））。次に、基板全面にドーズ量３×１
０15 atoms／ｃｍ2 、加速電圧１０ｋｅＶで、Ｈ+ ７３
の低エネルギーイオン照射を行なう（図７（ｂ））。
【００３６】尚、ここで低エネルギーイオン照射を行な
うのは、Ａｌの膜厚によっては高加速度のプロトンがＡ
ｌ層を突き抜けてしまうからである。Ａｌの膜厚の４０
００オングストロームの場合、加速電圧は５０ｋｅＶを
越えない範囲で定めるのが良い。
うのは、Ａｌの膜厚によっては高加速度のプロトンがＡ
ｌ層を突き抜けてしまうからである。Ａｌの膜厚の４０
００オングストロームの場合、加速電圧は５０ｋｅＶを
越えない範囲で定めるのが良い。
【００３７】この基板７１に対し、化学増幅型ネガレジ
ストＸＰ８８４３（シップレー社製）を１．２μｍの厚
さに回転塗布し、ホットプレートにて９０℃で９０秒間
のベーキングを行ない、レジスト溶媒を除去し、レジス
ト層７４を形成する（図８（ａ））。
ストＸＰ８８４３（シップレー社製）を１．２μｍの厚
さに回転塗布し、ホットプレートにて９０℃で９０秒間
のベーキングを行ない、レジスト溶媒を除去し、レジス
ト層７４を形成する（図８（ａ））。
【００３８】次いで、レジスト膜７４にマスク７５を介
して、波長２４８．４ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー光
を光源とする縮小投影露光装置により、露光を行ない、
露光部７４ａ及び非露光部７４ｂを形成する（図８
（ｂ））。
して、波長２４８．４ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー光
を光源とする縮小投影露光装置により、露光を行ない、
露光部７４ａ及び非露光部７４ｂを形成する（図８
（ｂ））。
【００３９】その後再びホットプレートにて１２５℃で
９０秒間のポストエクスポージャーベークを行ない、露
光部７４ａで起こるプロトンを触媒とする樹脂の架橋反
応を促し、露光部７４ａをアルカリ現像液に対し不溶化
する。最後に基板７１に０．１４規定のテトラメチルア
ンモニウム水溶液を用いて、現像処理を施すことによ
り、レジストパターン７４ａを得る（図９）。
９０秒間のポストエクスポージャーベークを行ない、露
光部７４ａで起こるプロトンを触媒とする樹脂の架橋反
応を促し、露光部７４ａをアルカリ現像液に対し不溶化
する。最後に基板７１に０．１４規定のテトラメチルア
ンモニウム水溶液を用いて、現像処理を施すことによ
り、レジストパターン７４ａを得る（図９）。
【００４０】本実施例では、アルミニウム薄膜７２上に
Ｈ+ のイオン照射を行なうことにより、アルミニウム薄
膜表面の塩基性物質を物理的作用及び中和作用の相乗効
果により除去することができる。また、通常、アルミニ
ウム等の金属のスパッタ膜は比較的粗な構造であるた
め、このスパッタ膜中へＨ+ が吸着、拡散し、レジスト
とスパッタ膜の界面ではＨ+ の濃度減少が起こるが、Ｈ
+ のイオン照射により、スパッタ膜中にＨ+ を補充する
ことでこの濃度減少を防ぐことができる。
Ｈ+ のイオン照射を行なうことにより、アルミニウム薄
膜表面の塩基性物質を物理的作用及び中和作用の相乗効
果により除去することができる。また、通常、アルミニ
ウム等の金属のスパッタ膜は比較的粗な構造であるた
め、このスパッタ膜中へＨ+ が吸着、拡散し、レジスト
とスパッタ膜の界面ではＨ+ の濃度減少が起こるが、Ｈ
+ のイオン照射により、スパッタ膜中にＨ+ を補充する
ことでこの濃度減少を防ぐことができる。
【００４１】よって、塩基性物質によるＨ+ の死活又
は、スパッタ膜中へのＨ+ の吸着、拡散等により生じる
レジスト膜内でのＨ+ の分布の乱れが解消され、従来問
題となっていた基板界面付近でのレジストの異常断面形
状を改善することができる。本実施例を用いることによ
り微細なパターンでもレジストの倒れがなくなり、解像
度を向上することができる。尚、本実施例ではスパッタ
により成膜したアルミニウム基板上に本発明を適用した
が、これに限らず種々の方法で成膜した基板に対して適
用できる。
は、スパッタ膜中へのＨ+ の吸着、拡散等により生じる
レジスト膜内でのＨ+ の分布の乱れが解消され、従来問
題となっていた基板界面付近でのレジストの異常断面形
状を改善することができる。本実施例を用いることによ
り微細なパターンでもレジストの倒れがなくなり、解像
度を向上することができる。尚、本実施例ではスパッタ
により成膜したアルミニウム基板上に本発明を適用した
が、これに限らず種々の方法で成膜した基板に対して適
用できる。
【００４２】さらに、基板表面状態の面内分布に応じて
上述の異常断面形状の発生の仕方がウェハー面内で異な
る場合には、異常断面形状の発生が顕著であるようなウ
ェハー面上の特定の領域に限定してＨ+ の低エネルギー
イオン照射を行なうことも可能である。
上述の異常断面形状の発生の仕方がウェハー面内で異な
る場合には、異常断面形状の発生が顕著であるようなウ
ェハー面上の特定の領域に限定してＨ+ の低エネルギー
イオン照射を行なうことも可能である。
【００４３】また、本実施例では行なっていないが、Ｈ
+ の低エネルギーイオン照射の工程の後に高温でアニー
ルを行ないイオン照射によって生じた基板中の結晶欠陥
を除去する工程を加えても良い。
+ の低エネルギーイオン照射の工程の後に高温でアニー
ルを行ないイオン照射によって生じた基板中の結晶欠陥
を除去する工程を加えても良い。
【００４４】以上、第１乃至第４の実施例について説明
したが、本発明においてはこの他に各種の変更が可能で
ある。例えば露光に用いられる光源はＫｒＦエキシマレ
ーザー光に限らず、ｇ線、ｉ線、ｘ線、電子線などの種
々の露光光源に対して用いることができる。また、それ
に伴ないネガ型・ポジ型の種々の化学増幅型レジストを
用いることができる。
したが、本発明においてはこの他に各種の変更が可能で
ある。例えば露光に用いられる光源はＫｒＦエキシマレ
ーザー光に限らず、ｇ線、ｉ線、ｘ線、電子線などの種
々の露光光源に対して用いることができる。また、それ
に伴ないネガ型・ポジ型の種々の化学増幅型レジストを
用いることができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の方法によれ
ば、化学増幅型レジスト中の酸発生剤から発生するＨ+
を死活させる塩基性物質の影響を防ぐことができるた
め、良好な形状のレジストパターンを形成することがで
きる。
ば、化学増幅型レジスト中の酸発生剤から発生するＨ+
を死活させる塩基性物質の影響を防ぐことができるた
め、良好な形状のレジストパターンを形成することがで
きる。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す工程断面図。
【図２】 本発明の第１の実施例を示す工程断面図。
【図３】 本発明の第２の実施例を示す工程断面図。
【図４】 本発明の第２の実施例を示す工程断面図。
【図５】 本発明の第２の実施例を示す工程断面図。
【図６】 本発明の第３の実施例を示す工程断面図。
【図７】 本発明の第４の実施例を示す工程断面図。
【図８】 本発明の第４の実施例を示す工程断面図。
【図９】 本発明の第４の実施例を示す工程断面図。
【図１０】 従来の異常なレジストプロファイルを示す
断面図。
断面図。
１，３１，７１，８１…シリコン基板 ２…ポジレジスト ２ａ，３４ａ，７４ａ…露光部 ２ｂ，３４ｂ，７４ｂ…非露光部 ３…酢酸分子 ４，３５，７５…マスク ３２…ＢＰＳＧ膜 ３３…酸素プラズマ ３４，７４…ネガレジスト ７２…アルミニウム薄膜 ８２…レジストパターン
Claims (8)
- 【請求項１】 基体上に光酸発生剤を含むレジスト膜を
形成する工程と、このレジスト膜表面に酸処理を施す工
程と、このレジスト膜を選択的に露光する工程と、この
レジスト膜を現像する工程とを含むことを特徴とするレ
ジストパターンの形成方法。 - 【請求項２】 前記酸処理は、酸性溶液を接触させる処
理であることを特徴とする請求項１記載のレジストパタ
ーンの形成方法。 - 【請求項３】 前記酸処理は、酸性雰囲気中に暴露する
処理であることを特徴とする請求項１記載のレジストパ
ターンの形成方法。 - 【請求項４】 基体表面を活性粒子で処理する工程と、
前記基体上に光酸発生剤を含むレジスト膜を形成する工
程と、このレジスト膜を選択的に露光する工程と、この
レジスト膜を現像する工程とを含むことを特徴とするレ
ジストパターンの形成方法。 - 【請求項５】 前記活性粒子で処理する工程は、前記基
体を酸素プラズマ中に晒す工程であることを特徴とする
請求項４記載のレジストパターンの形成方法。 - 【請求項６】 前記活性粒子で処理する工程は、前記基
体にプロトンを照射する工程であることを特徴とする請
求項４記載のレジストパターンの形成方法。 - 【請求項７】 基体表面を塩基性試薬又は酸性試薬で処
理する工程と、前記基体上に光酸発生剤を含むレジスト
膜を形成する工程と、このレジスト膜を選択的に露光す
る工程と、このレジスト膜を現像する工程とを含むこと
を特徴とするレジストパターンの形成方法。 - 【請求項８】 前記レジスト膜を選択的に露光する工程
の後に、前記レジスト膜を加熱する工程を行うことを特
徴とする請求項１、４又は７記載のレジストパターンの
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15257992A JPH05341536A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15257992A JPH05341536A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341536A true JPH05341536A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15543554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15257992A Pending JPH05341536A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341536A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08306605A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-22 | Nec Corp | レジストパターンの形成方法 |
| WO2002041081A1 (fr) * | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Clariant International Ltd. | Procede de formation de motif et agent de traitement a utiliser dans ce dernier |
| JP2003229481A (ja) * | 2001-11-27 | 2003-08-15 | Nec Electronics Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2007036296A (ja) * | 2002-03-27 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子デバイスの製造方法 |
| JP2008258562A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成方法 |
| JP2011029662A (ja) * | 2001-11-27 | 2011-02-10 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| WO2014088018A1 (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | 富士フイルム株式会社 | 硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置および有機ｅｌ表示装置 |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP15257992A patent/JPH05341536A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08306605A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-22 | Nec Corp | レジストパターンの形成方法 |
| WO2002041081A1 (fr) * | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Clariant International Ltd. | Procede de formation de motif et agent de traitement a utiliser dans ce dernier |
| US7018785B2 (en) | 2000-11-15 | 2006-03-28 | Az Electronic Materials Usa Corp. | Method for forming pattern and treating agent for use therein |
| KR100825657B1 (ko) * | 2000-11-15 | 2008-04-29 | 에이제토 엘렉토로닉 마티리알즈 가부시키가이샤 | 내식막 패턴의 형성방법 |
| JP2003229481A (ja) * | 2001-11-27 | 2003-08-15 | Nec Electronics Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2011029662A (ja) * | 2001-11-27 | 2011-02-10 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| JP2007036296A (ja) * | 2002-03-27 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子デバイスの製造方法 |
| JP2008258562A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成方法 |
| US8268535B2 (en) | 2007-02-08 | 2012-09-18 | Panasonic Corporation | Pattern formation method |
| WO2014088018A1 (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | 富士フイルム株式会社 | 硬化膜の製造方法、硬化膜、液晶表示装置および有機ｅｌ表示装置 |
| CN104838316A (zh) * | 2012-12-07 | 2015-08-12 | 富士胶片株式会社 | 硬化膜的制造方法、硬化膜、液晶显示装置以及有机el显示装置 |
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