JPH06110210A - フォトレジスト及びこのフォトレジストを用いた半導体装 置の製造方法 - Google Patents
フォトレジスト及びこのフォトレジストを用いた半導体装 置の製造方法Info
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- JPH06110210A JPH06110210A JP3313696A JP31369691A JPH06110210A JP H06110210 A JPH06110210 A JP H06110210A JP 3313696 A JP3313696 A JP 3313696A JP 31369691 A JP31369691 A JP 31369691A JP H06110210 A JPH06110210 A JP H06110210A
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- polymer
- photoresist
- acid
- resist pattern
- gas
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】雰囲気等の外的条件に影響されずに、形状の良
好なレジストパターンを得ることができるフォトレジス
ト、及びこのようなフォトレジストを用いた半導体装置
の製造方法の提供。 【構成】酸により溶解に対する保護基が外される等で現
像液可溶性となる化合物と、活性エネルギー線の照射に
より酸を発生する化合物（光酸発生剤）を含有するフォ
トレジスト組成物上に、ロジン等の酸性ポリマー、ＰＶ
Ａ等の水性ポリマー、ポリラダーシロキサン等のポリシ
ロキサン系ポリマー、フロロカーボン系ポリマー等から
成膜されたガス不透過性ポリマーを形成したフォトレジ
スト、及びこれを用いた半導体装置の製造方法であり、
このフォトレジストよりひだ張りのない良好なレジスト
パターン１が得られる。
好なレジストパターンを得ることができるフォトレジス
ト、及びこのようなフォトレジストを用いた半導体装置
の製造方法の提供。 【構成】酸により溶解に対する保護基が外される等で現
像液可溶性となる化合物と、活性エネルギー線の照射に
より酸を発生する化合物（光酸発生剤）を含有するフォ
トレジスト組成物上に、ロジン等の酸性ポリマー、ＰＶ
Ａ等の水性ポリマー、ポリラダーシロキサン等のポリシ
ロキサン系ポリマー、フロロカーボン系ポリマー等から
成膜されたガス不透過性ポリマーを形成したフォトレジ
スト、及びこれを用いた半導体装置の製造方法であり、
このフォトレジストよりひだ張りのない良好なレジスト
パターン１が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトレジスト及びこ
れを用いた半導体装置の製造方法に関する。本発明は、
例えば、フォトリソグラフィー技術において微細加工を
行うときに利用することができる。
れを用いた半導体装置の製造方法に関する。本発明は、
例えば、フォトリソグラフィー技術において微細加工を
行うときに利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来よりフォトレジストは、数々の分野
に利用されている。例えば、電子材料、特に半導体装置
のフォトリソグラフィー技術に用いるフォトレジストと
して、盛んに利用されている。
に利用されている。例えば、電子材料、特に半導体装置
のフォトリソグラフィー技術に用いるフォトレジストと
して、盛んに利用されている。
【０００３】ところで、例えば半導体集積回路の最小加
工寸法は年々微細化しており、例えば、０．３５μｍの
レベルになろうとしている。これに伴って、フォトリソ
グラフィー工程においても、微細寸法を高精度で制御す
ることが必要になっている。このため、露光波長の短波
長化の試みがなされている。このような状況下で、従来
のｇ線やｉ線のリソグラフィー技術から、より波長の短
い（解像力の高い）ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフ
ィー技術等が注目されている。それは、ＫｒＦエキシマ
レーザーの発振波長が２４８ｎｍと短いので、高解像度
が期待できるからである。
工寸法は年々微細化しており、例えば、０．３５μｍの
レベルになろうとしている。これに伴って、フォトリソ
グラフィー工程においても、微細寸法を高精度で制御す
ることが必要になっている。このため、露光波長の短波
長化の試みがなされている。このような状況下で、従来
のｇ線やｉ線のリソグラフィー技術から、より波長の短
い（解像力の高い）ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフ
ィー技術等が注目されている。それは、ＫｒＦエキシマ
レーザーの発振波長が２４８ｎｍと短いので、高解像度
が期待できるからである。
【０００４】一方、上記リソグラフィー技術の短波長化
に伴い、いわゆる化学増幅型レジストと称される感光性
組成物が注目されている。それは、化学増幅型レジスト
材料は、設計がやりやすく、かつ透明で形状のよいもの
がつくりやすいからである。化学増幅型レジストとは、
光等の活性エネルギー線により生成した物質が次の重合
等の反応を開始させたり、あるいは促進させるなど、何
らかの次の反応への寄与をするレジストを言う。このよ
うな化学増幅型レジストは、一般に、高感度であるにも
かかわらず、高解像度であるという利点をもつ。
に伴い、いわゆる化学増幅型レジストと称される感光性
組成物が注目されている。それは、化学増幅型レジスト
材料は、設計がやりやすく、かつ透明で形状のよいもの
がつくりやすいからである。化学増幅型レジストとは、
光等の活性エネルギー線により生成した物質が次の重合
等の反応を開始させたり、あるいは促進させるなど、何
らかの次の反応への寄与をするレジストを言う。このよ
うな化学増幅型レジストは、一般に、高感度であるにも
かかわらず、高解像度であるという利点をもつ。
【０００５】化学増幅型レジストは、代表的には、光等
の活性エネルギー線により酸を発生するいわゆる光酸発
生剤を用い、ネガ型レジストにあっては一般に発生した
酸が架橋反応等を起こさせてその部分の溶剤（現像剤）
に対する溶解性を低下させるように作用し、ポジ型レジ
ストにあっては一般に発生した酸が樹脂の保護基を外し
て溶解性を高めるように作用するものである。よってネ
ガ型の化学増幅型レジストは通常、ベース樹脂と、光酸
発生剤と、酸により架橋が進行する酸架橋剤の三成分系
から成る。あるいはベース樹脂に他の二成分のいずれか
の機能を果たさせるように官能基を導入して、兼用させ
ることもできる。またポジ型の化学増幅型レジストは通
常、溶解抑止機能をもつ保護基でブロックされた部位を
もつベース樹脂と、光酸発生剤とを含む二成分型のもの
と、溶解抑止剤、光酸発生剤、ベース樹脂から成る三成
分型のものがある。
の活性エネルギー線により酸を発生するいわゆる光酸発
生剤を用い、ネガ型レジストにあっては一般に発生した
酸が架橋反応等を起こさせてその部分の溶剤（現像剤）
に対する溶解性を低下させるように作用し、ポジ型レジ
ストにあっては一般に発生した酸が樹脂の保護基を外し
て溶解性を高めるように作用するものである。よってネ
ガ型の化学増幅型レジストは通常、ベース樹脂と、光酸
発生剤と、酸により架橋が進行する酸架橋剤の三成分系
から成る。あるいはベース樹脂に他の二成分のいずれか
の機能を果たさせるように官能基を導入して、兼用させ
ることもできる。またポジ型の化学増幅型レジストは通
常、溶解抑止機能をもつ保護基でブロックされた部位を
もつベース樹脂と、光酸発生剤とを含む二成分型のもの
と、溶解抑止剤、光酸発生剤、ベース樹脂から成る三成
分型のものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】上述したような化学
増幅型レジストは、雰囲気等、外的条件に影響されやす
いという問題を有する。例えば、ポジ型のレジストは、
雰囲気中の微量成分に影響を受けやすいことが指摘され
ている。特に、雰囲気に微量の有機塩基蒸気（代表的に
はアミンガス）が存在すると、光により発生した酸がそ
の機能を失い、表面の解像性が特に悪くなることが指摘
されている。（ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１４６６Ａｄｖａｎ
ｃｅｓ ｉｎ Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ VIII（１９９１）所収
のＳ．Ａ．Ｍａｃ Ｄｏｎａｌｄ（ＩＢＭ Ａｌｍａｄ
ｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ）らによる“Ａ
ＩＲＢＯＲＮＥ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＮＴＡＭＩＮ
ＡＴＩＯＮ ＯＦ Ａ ＣＨＥＭＩＣＡＬＬＹ ＡＭＰ
ＬＩＦＩＥＤ ＲＥＳＩＳＴ”参照）。
増幅型レジストは、雰囲気等、外的条件に影響されやす
いという問題を有する。例えば、ポジ型のレジストは、
雰囲気中の微量成分に影響を受けやすいことが指摘され
ている。特に、雰囲気に微量の有機塩基蒸気（代表的に
はアミンガス）が存在すると、光により発生した酸がそ
の機能を失い、表面の解像性が特に悪くなることが指摘
されている。（ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１４６６Ａｄｖａｎ
ｃｅｓ ｉｎ Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ VIII（１９９１）所収
のＳ．Ａ．Ｍａｃ Ｄｏｎａｌｄ（ＩＢＭ Ａｌｍａｄ
ｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ）らによる“Ａ
ＩＲＢＯＲＮＥ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＮＴＡＭＩＮ
ＡＴＩＯＮ ＯＦ Ａ ＣＨＥＭＩＣＡＬＬＹ ＡＭＰ
ＬＩＦＩＥＤ ＲＥＳＩＳＴ”参照）。
【０００７】雰囲気中には、例えば半導体ウェハープロ
セス上に要する各種溶剤や処理剤（例えばウェハー表面
処理剤）、あるいは設備に由来して、例えば塗料（配管
等の塗料など）から、アミン等の塩基性ガスが発生して
存在し、これは不可避的に微量成分として雰囲気中に残
る。これによりレジスト表面の解像性が悪化する。この
結果、レジストのひだ張り現象として知られる、レジス
トパターン上部がひさし状に張り出す形状劣化がもたら
される。
セス上に要する各種溶剤や処理剤（例えばウェハー表面
処理剤）、あるいは設備に由来して、例えば塗料（配管
等の塗料など）から、アミン等の塩基性ガスが発生して
存在し、これは不可避的に微量成分として雰囲気中に残
る。これによりレジスト表面の解像性が悪化する。この
結果、レジストのひだ張り現象として知られる、レジス
トパターン上部がひさし状に張り出す形状劣化がもたら
される。
【０００８】
【発明の目的】本発明は上記従来技術の問題点を解決し
ようとするものであり、雰囲気等の外的条件に影響され
ずに、形状の良好なレジストパターンを得ることができ
るフォトレジストを提供することを目的とし、また、こ
のようなフォトレジストを用いた半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
ようとするものであり、雰囲気等の外的条件に影響され
ずに、形状の良好なレジストパターンを得ることができ
るフォトレジストを提供することを目的とし、また、こ
のようなフォトレジストを用いた半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００９】
【問題点を解決するための手段及び作用】本出願の各発
明は、以下の構成とすることによって、上記した目的を
達成したものである。即ち、本出願の請求項１の発明
は、酸により現像液可溶性となる化合物と、活性エネル
ギー線の照射により酸を発生する化合物を含有するフォ
トレジスト組成物上に、ガス不透過性ポリマーを形成し
たことを特徴とするフォトレジストである。
明は、以下の構成とすることによって、上記した目的を
達成したものである。即ち、本出願の請求項１の発明
は、酸により現像液可溶性となる化合物と、活性エネル
ギー線の照射により酸を発生する化合物を含有するフォ
トレジスト組成物上に、ガス不透過性ポリマーを形成し
たことを特徴とするフォトレジストである。
【００１０】本出願の請求項２の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、ガス不透過性水性ポリマーであること
を特徴とする請求項１に記載のフォトレジストである。
過性ポリマーが、ガス不透過性水性ポリマーであること
を特徴とする請求項１に記載のフォトレジストである。
【００１１】本出願の請求項３の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、ガス不透過性酸性ポリマーであること
を特徴とする請求項１に記載のフォトレジストである。
過性ポリマーが、ガス不透過性酸性ポリマーであること
を特徴とする請求項１に記載のフォトレジストである。
【００１２】本出願の請求項４の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、ガス不透過性ポリシロキサン系ポリマ
ーであることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジ
ストである。
過性ポリマーが、ガス不透過性ポリシロキサン系ポリマ
ーであることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジ
ストである。
【００１３】本出願の請求項５の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、フロロカーボン系溶媒に可溶のガス不
透過性ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載
のフォトレジストである。
過性ポリマーが、フロロカーボン系溶媒に可溶のガス不
透過性ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載
のフォトレジストである。
【００１４】本出願の請求項６の発明は、被加工半導体
基板上に請求項１ないし５のいずれかに記載のフォトレ
ジストを形成し、露光後現像してレジストパターンを
得、このレジストパターンにより加工を行う工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
基板上に請求項１ないし５のいずれかに記載のフォトレ
ジストを形成し、露光後現像してレジストパターンを
得、このレジストパターンにより加工を行う工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１５】本発明において、酸により現像液可溶性と
なる化合物としては、酸と反応して、即ち例えば酸によ
り保護基がはずされて、現像液、例えば水性現像液やア
ルカリ現像液に可溶になって、現像可能となる物質を用
いることができる。
なる化合物としては、酸と反応して、即ち例えば酸によ
り保護基がはずされて、現像液、例えば水性現像液やア
ルカリ現像液に可溶になって、現像可能となる物質を用
いることができる。
【００１６】本発明において、活性エネルギー線（本明
細書中、活性エネルギー線とは、可視及び赤外・紫外等
の光のほか、電子線やその他各種放射線を含む概念であ
る）の照射により酸を発生する化合物としては、各種活
性エネルギーに感光して酸を放出するいわゆる光酸発生
剤を用いることができる。
細書中、活性エネルギー線とは、可視及び赤外・紫外等
の光のほか、電子線やその他各種放射線を含む概念であ
る）の照射により酸を発生する化合物としては、各種活
性エネルギーに感光して酸を放出するいわゆる光酸発生
剤を用いることができる。
【００１７】代表的にはレジスト組成物としては、例え
ば、ポジ型の化学増幅型レジストとして、ｔＢＯＣ基で
保護したフェノール性水酸基を、光酸発生剤（主として
オニウム塩、スルホネール、ｏ−ニトロベンジルエーテ
ル類など）で脱保護して、光の照射された部分が溶解す
るようにしたものを用いることができる。
ば、ポジ型の化学増幅型レジストとして、ｔＢＯＣ基で
保護したフェノール性水酸基を、光酸発生剤（主として
オニウム塩、スルホネール、ｏ−ニトロベンジルエーテ
ル類など）で脱保護して、光の照射された部分が溶解す
るようにしたものを用いることができる。
【００１８】本発明において、光酸発生剤としては、各
種のものを使用できる。好ましく使用できる光酸発生剤
を以下に例示する。但し当然のことながら、以下例示に
限定されるものではない。
種のものを使用できる。好ましく使用できる光酸発生剤
を以下に例示する。但し当然のことながら、以下例示に
限定されるものではない。
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【００１９】本出願の請求項１の発明においては、フォ
トレジスト組成物上に、ガス不透過性ポリマーを形成す
る。この結果、仮に雰囲気中にアミン等の塩基性ガスが
微量存在していても、フォトレジスト組成物はこのガス
不透過性ポリマーに保護されて、雰囲気の影響を受ける
ことが防がれる。
トレジスト組成物上に、ガス不透過性ポリマーを形成す
る。この結果、仮に雰囲気中にアミン等の塩基性ガスが
微量存在していても、フォトレジスト組成物はこのガス
不透過性ポリマーに保護されて、雰囲気の影響を受ける
ことが防がれる。
【００２０】本出願の請求項２の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、ガス不透過性水性ポリマーであるもの
である。水性ポリマーとは、水溶液にして成膜可能なも
のを言う。例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、
ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）や、配糖体類（プルラ
ン、その他）などは、ガスを透過しにくい膜を形成でき
るので、好ましく用いることができる。
過性ポリマーが、ガス不透過性水性ポリマーであるもの
である。水性ポリマーとは、水溶液にして成膜可能なも
のを言う。例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、
ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）や、配糖体類（プルラ
ン、その他）などは、ガスを透過しにくい膜を形成でき
るので、好ましく用いることができる。
【００２１】水性ポリマーであるので、除去は容易であ
る。現像時に同時に除去できる。ガス不透過性水性ポリ
マーとして特に好ましいのは、ＰＶＡである。
る。現像時に同時に除去できる。ガス不透過性水性ポリ
マーとして特に好ましいのは、ＰＶＡである。
【００２２】本出願の請求項３の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、ガス不透過性酸性ポリマーであるもの
である。酸性ポリマーによりフォトレジスト組成物を保
護すると、雰囲気中に存在するガスがアミン等の塩基性
ガスであっても、これを中和して、フォトレジスト組成
物に与える影響を防止できる。酸性ポリマーは、これを
低極性溶媒（フォトレジスト組成物と混合しないため
に、低極性の溶媒が好ましい）に溶かし、回転塗布し
て、露光し、露光後ベーク（ＰＥＢ）し、その後アルカ
リ現像する態様で使用できる。酸性ポリマーとしては、
フォトレジスト組成物と反応して保護基をはずすように
作用するものは望ましくない。例えば代表的には、ロジ
ン（主たる成分はａｂｉｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、特に中
国ロジンが好ましい。あるいは、ロジン類に水添したも
の、または変成したものなども好適に用いることができ
る。ロジンを主成分として、キシレン、クロロベンゼ
ン、ヘキサン等の溶媒に溶解して成膜して、好ましく使
用することができる。
過性ポリマーが、ガス不透過性酸性ポリマーであるもの
である。酸性ポリマーによりフォトレジスト組成物を保
護すると、雰囲気中に存在するガスがアミン等の塩基性
ガスであっても、これを中和して、フォトレジスト組成
物に与える影響を防止できる。酸性ポリマーは、これを
低極性溶媒（フォトレジスト組成物と混合しないため
に、低極性の溶媒が好ましい）に溶かし、回転塗布し
て、露光し、露光後ベーク（ＰＥＢ）し、その後アルカ
リ現像する態様で使用できる。酸性ポリマーとしては、
フォトレジスト組成物と反応して保護基をはずすように
作用するものは望ましくない。例えば代表的には、ロジ
ン（主たる成分はａｂｉｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、特に中
国ロジンが好ましい。あるいは、ロジン類に水添したも
の、または変成したものなども好適に用いることができ
る。ロジンを主成分として、キシレン、クロロベンゼ
ン、ヘキサン等の溶媒に溶解して成膜して、好ましく使
用することができる。
【００２３】酸性ポリマーは、現像時において、アルカ
リ現像液を用いて容易に溶解除去される。
リ現像液を用いて容易に溶解除去される。
【００２４】本出願の請求項４の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、ガス不透過性ポリシロキサン系ポリマ
ーであるものである。ポリシロキサン系ポリマーとして
は、ポリラダーシロキサンなどを好ましく用いることが
できる。かかるポリマーをフォトレジスト組成物上に成
膜することにより、雰囲気中の塩基性ガスとの接触をブ
ロックして、悪影響を防止できる。
過性ポリマーが、ガス不透過性ポリシロキサン系ポリマ
ーであるものである。ポリシロキサン系ポリマーとして
は、ポリラダーシロキサンなどを好ましく用いることが
できる。かかるポリマーをフォトレジスト組成物上に成
膜することにより、雰囲気中の塩基性ガスとの接触をブ
ロックして、悪影響を防止できる。
【００２５】本出願の請求項５の発明は、前記ガス不透
過性ポリマーが、フロロカーボン系溶媒に可溶のガス不
透過性ポリマーであるものである。
過性ポリマーが、フロロカーボン系溶媒に可溶のガス不
透過性ポリマーであるものである。
【００２６】このようなポリマーとしては、パーフルオ
ロトリブチルアミン
ロトリブチルアミン
【化６】
【００２７】を溶媒として使用できる下記構造の含フッ
素ポリマーを使用できる。
素ポリマーを使用できる。
【化７】
【００２８】このポリマーは、サイトップ（ＣＹＴＯ
Ｐ）という商品名で、旭硝子（株）より市販されてい
る。
Ｐ）という商品名で、旭硝子（株）より市販されてい
る。
【００２９】また、この種のポリマーとして、特定のフ
ロロカーボン系溶媒に溶解する、いわゆるアモルファス
フッ素樹脂であるテフロンＡＦ（デュポン（株）、商品
名）を用いることができる。
ロロカーボン系溶媒に溶解する、いわゆるアモルファス
フッ素樹脂であるテフロンＡＦ（デュポン（株）、商品
名）を用いることができる。
【００３０】本発明の請求項６の発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に上記したようなフォトレ
ジスト（請求項１ないし５のいずれかに記載のフォトレ
ジスト）を形成し、即ち例えば回転塗布法によってフォ
トレジスト組成物の膜を形成し、好ましくはベーク後、
好ましくは低極性溶媒に前述の如きポリマーを溶解して
回転塗布して、ガス不透過性ポリマーを形成し、露光
し、その後必要に応じてベーキング後、現像してレジス
トパターンを得る形で実施することができる。
の製造方法は、半導体基板上に上記したようなフォトレ
ジスト（請求項１ないし５のいずれかに記載のフォトレ
ジスト）を形成し、即ち例えば回転塗布法によってフォ
トレジスト組成物の膜を形成し、好ましくはベーク後、
好ましくは低極性溶媒に前述の如きポリマーを溶解して
回転塗布して、ガス不透過性ポリマーを形成し、露光
し、その後必要に応じてベーキング後、現像してレジス
トパターンを得る形で実施することができる。
【００３１】本発明によれば、従来の工程に１工程だ
け、即ちガス不透過性ポリマーを形成する工程（例えば
回転塗布工程）を加えるだけで、ひだ張り（ひさし状の
角の出張り）のない、良好な形状のレジストパターニン
グを達成できる。よって、上表面のひだで、ボトムの寸
法が観察できないなどの不都合も生じない。
け、即ちガス不透過性ポリマーを形成する工程（例えば
回転塗布工程）を加えるだけで、ひだ張り（ひさし状の
角の出張り）のない、良好な形状のレジストパターニン
グを達成できる。よって、上表面のひだで、ボトムの寸
法が観察できないなどの不都合も生じない。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を示す。なお
当然のことではあるが、本発明は以下述べる実施例によ
り限定されるものではない。
当然のことではあるが、本発明は以下述べる実施例によ
り限定されるものではない。
【００３３】実施例１ この実施例は、微細なパターンルールの半導体装置製造
の際に、本発明の半導体装置の製造方法を適用したもの
であり、請求項１、特に請求項３のフォトレジストを用
いて、具体化した例である。
の際に、本発明の半導体装置の製造方法を適用したもの
であり、請求項１、特に請求項３のフォトレジストを用
いて、具体化した例である。
【００３４】本実施例は、従来工程に簡単な工程を一つ
加えるだけで、雰囲気に影響されないレジストパターニ
ングを実現したものである。ここでは特に化学増幅ポジ
型レジストを用いてこれを回転塗布、ベークし、その後
に、その上に直接、酸性でかつ、低極性有機溶媒（キシ
レン、クロロベンゼン、ヘキサンなど）に溶解可能なポ
リマーを回転塗布することにより、雰囲気からのアミン
（ＨＭＤＳなどに由来するもの）のレジスト表面への侵
入を防止するように構成した。本実施例では酸性ポリマ
ーとして、ロジンを用いた。これにより形状劣化のな
い、良好なレジストパターンを得るようにしたものであ
る。
加えるだけで、雰囲気に影響されないレジストパターニ
ングを実現したものである。ここでは特に化学増幅ポジ
型レジストを用いてこれを回転塗布、ベークし、その後
に、その上に直接、酸性でかつ、低極性有機溶媒（キシ
レン、クロロベンゼン、ヘキサンなど）に溶解可能なポ
リマーを回転塗布することにより、雰囲気からのアミン
（ＨＭＤＳなどに由来するもの）のレジスト表面への侵
入を防止するように構成した。本実施例では酸性ポリマ
ーとして、ロジンを用いた。これにより形状劣化のな
い、良好なレジストパターンを得るようにしたものであ
る。
【００３５】本実施例では具体的には、２００℃で１分
間ベークしたシリコン半導体ウェハを、１分間２５℃で
ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）で表面処理して、
この上に化学増幅ポジ型レジスト（試作品。ｔＢＯＣで
５０％保護したポリヒドロキシスチレン（分子量６００
０）に、５ｗｔ％の光酸発生剤であるＰｈ3 ＳＰＴＦ
（トリフロロメタンスルホン酸トリフラート）を加え
て、エチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノン混
合溶媒に溶解したもの）を、１μｍの膜厚になるように
回転塗布し、９０℃で９０秒ベークした。
間ベークしたシリコン半導体ウェハを、１分間２５℃で
ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）で表面処理して、
この上に化学増幅ポジ型レジスト（試作品。ｔＢＯＣで
５０％保護したポリヒドロキシスチレン（分子量６００
０）に、５ｗｔ％の光酸発生剤であるＰｈ3 ＳＰＴＦ
（トリフロロメタンスルホン酸トリフラート）を加え
て、エチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノン混
合溶媒に溶解したもの）を、１μｍの膜厚になるように
回転塗布し、９０℃で９０秒ベークした。
【００３６】この上に、キシレン１０ミリリットル（デ
カリンを全く同様に用いてもよい）にＫＲ６１０（超淡
色ロジン。荒川化学製）３ｇを溶解したものを、３００
０ｒｐｍで回転塗布し、０．２μｍのバリア層となるガ
ス不透過性ポリマー膜を設けた。
カリンを全く同様に用いてもよい）にＫＲ６１０（超淡
色ロジン。荒川化学製）３ｇを溶解したものを、３００
０ｒｐｍで回転塗布し、０．２μｍのバリア層となるガ
ス不透過性ポリマー膜を設けた。
【００３７】これを通常の雰囲気中で、ＫｒＦエキシマ
レーザー縮小投影露光装置（ＮＳＲ１５０５Ｄ、ＮＡ：
０．４２、σ：０．５）を用いて、ラインアンドスペー
スパターンを有するクロムレチクルを介して露光を行っ
た。その後、１００℃９０秒ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐ
ｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ。露光後ベーク）した。これを、
アルカリ現像液である１．５％のＴＭＡＨ（テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液にて１分間
ディップ現像し、０．４μｍラインアンドスペースパタ
ーンを得た。なおこの現像時に、ロジンから成るガス不
透過性ポリマー膜は同時に除去された。
レーザー縮小投影露光装置（ＮＳＲ１５０５Ｄ、ＮＡ：
０．４２、σ：０．５）を用いて、ラインアンドスペー
スパターンを有するクロムレチクルを介して露光を行っ
た。その後、１００℃９０秒ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐ
ｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ。露光後ベーク）した。これを、
アルカリ現像液である１．５％のＴＭＡＨ（テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液にて１分間
ディップ現像し、０．４μｍラインアンドスペースパタ
ーンを得た。なおこの現像時に、ロジンから成るガス不
透過性ポリマー膜は同時に除去された。
【００３８】得られたパターンをＳＥＭで断面観察した
ところ、図１に示すようなレジストパターン１が得られ
た。破線で示す理想矩形形状２に対し、表面が０．２μ
ｍ程度膜減りするものの、ひだ張りがない、全体的に良
好な矩形状断面パターンが得られた。ボトムの寸法等も
上面から良好に観察できる好適なパターンであった。な
お図１中、３は基板である（他の各図においても同
じ）。
ところ、図１に示すようなレジストパターン１が得られ
た。破線で示す理想矩形形状２に対し、表面が０．２μ
ｍ程度膜減りするものの、ひだ張りがない、全体的に良
好な矩形状断面パターンが得られた。ボトムの寸法等も
上面から良好に観察できる好適なパターンであった。な
お図１中、３は基板である（他の各図においても同
じ）。
【００３９】比較例１ 酸性ポリマーであるロジンによるガス不透過性ポリマー
膜（バリア層）を設けないほかは、実施例１と全く同様
にして処理した。これにより得たレジストパターンを観
察したところ、図５に示すように、上面にひさし状のひ
だ張り４が生じていた。これは雰囲気に微量に存在する
と思われるアミンの影響と考えられる。図５に示すよう
に角のはえたパターンは、良好なレジストパターンとは
言えず、加工精度の信頼性に問題を生じさせるおそれも
あり、また、ひだ張り４があるため上面からボトムが見
えず、その寸法の観察の支障にもなる。
膜（バリア層）を設けないほかは、実施例１と全く同様
にして処理した。これにより得たレジストパターンを観
察したところ、図５に示すように、上面にひさし状のひ
だ張り４が生じていた。これは雰囲気に微量に存在する
と思われるアミンの影響と考えられる。図５に示すよう
に角のはえたパターンは、良好なレジストパターンとは
言えず、加工精度の信頼性に問題を生じさせるおそれも
あり、また、ひだ張り４があるため上面からボトムが見
えず、その寸法の観察の支障にもなる。
【００４０】実施例２ トリメチルシリル基で５０％保護されたポリヒドロキシ
スチレンを、酸により保護基がはずされる化合物として
用い、その他は実施例１と同様にして、化学増幅ポジ型
レジストを得た。これをフォトレジスト組成物とし、そ
れ以外は全く実施例１と同様にして、レジストパターン
を得た。
スチレンを、酸により保護基がはずされる化合物として
用い、その他は実施例１と同様にして、化学増幅ポジ型
レジストを得た。これをフォトレジスト組成物とし、そ
れ以外は全く実施例１と同様にして、レジストパターン
を得た。
【００４１】本例によって、図２に示すような、良好な
断面形状のレジストパターンが得られた。
断面形状のレジストパターンが得られた。
【００４２】比較例２ 比較例１と同じく、酸性ポリマーであるロジンによるガ
ス不透過性ポリマー膜（パリア層）を設けないほかは、
実施例２と全く同様にして処理した。これにより得たレ
ジストパターンを観察したところ、図６に示すように、
ひだ張り４の生じたレジストパターンであった。
ス不透過性ポリマー膜（パリア層）を設けないほかは、
実施例２と全く同様にして処理した。これにより得たレ
ジストパターンを観察したところ、図６に示すように、
ひだ張り４の生じたレジストパターンであった。
【００４３】実施例３ テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）で６０％保護されたポリ
ヒドロキシスチレンを、酸により保護基がはずされる化
合物として用い、その他は実施例１と同様にして、化学
増幅型ポジレジストを得た。これをフォトレジスト組成
物とし、それ以外は全く実施例１と同様にして、レジス
トパターンを得た。
ヒドロキシスチレンを、酸により保護基がはずされる化
合物として用い、その他は実施例１と同様にして、化学
増幅型ポジレジストを得た。これをフォトレジスト組成
物とし、それ以外は全く実施例１と同様にして、レジス
トパターンを得た。
【００４４】本例によって、図３に示すような、良好な
断面形状のレジストパターンが得られた。
断面形状のレジストパターンが得られた。
【００４５】比較例３ 比較例１と同じく、酸性ポリマーであるロジンによるガ
ス不透過性ポリマー膜（バリア層）を設けないほかは、
実施例３と全く同様にして処理した。これにより得たレ
ジストパターンを観察したところ、図７に示すように、
ひだ張り４の生じたレジストパターンであった。
ス不透過性ポリマー膜（バリア層）を設けないほかは、
実施例３と全く同様にして処理した。これにより得たレ
ジストパターンを観察したところ、図７に示すように、
ひだ張り４の生じたレジストパターンであった。
【００４６】実施例４ 本実施例では、請求項２のフォトレジストを用いて、半
導体装置を製造した。即ち本実施例では、水性ポリマー
であるＰＶＡとして、ＢＣ−５（長瀬産業）を用い、こ
れを水溶液にして６０００ｒｐｍで回転塗布し、０．２
μｍ厚で成膜してバリア層とした。その他は実施例１と
同様にしてレジストパターンを得た。本例でも、ＰＶＡ
から成るガス不透過性膜は現像時に同時に除去された。
導体装置を製造した。即ち本実施例では、水性ポリマー
であるＰＶＡとして、ＢＣ−５（長瀬産業）を用い、こ
れを水溶液にして６０００ｒｐｍで回転塗布し、０．２
μｍ厚で成膜してバリア層とした。その他は実施例１と
同様にしてレジストパターンを得た。本例でも、ＰＶＡ
から成るガス不透過性膜は現像時に同時に除去された。
【００４７】本例によって、図４に示すような、良好な
断面形状のレジストパターンが得られた。
断面形状のレジストパターンが得られた。
【００４８】実施例５ 本実施例では、請求項４のフォトレジストを用いて、半
導体装置を製造した。即ち本実施例では、ポリシロキサ
ンポリマーであるポリラダーシロキサンとしてＴＳＩＲ
１０５（東レダウコーニング社のシリコーン）を用い、
このヘプタン溶液を４０００ｒｐｍで回転塗布し0 ．２
μｍ厚に成膜して、バリア層とした。その他は実施例１
と同様にして、レジストパターンを得た。
導体装置を製造した。即ち本実施例では、ポリシロキサ
ンポリマーであるポリラダーシロキサンとしてＴＳＩＲ
１０５（東レダウコーニング社のシリコーン）を用い、
このヘプタン溶液を４０００ｒｐｍで回転塗布し0 ．２
μｍ厚に成膜して、バリア層とした。その他は実施例１
と同様にして、レジストパターンを得た。
【００４９】本例によって、実施例４と同様図４に示す
ような、良好な断面形状のレジストパターンが得られ
た。
ような、良好な断面形状のレジストパターンが得られ
た。
【００５０】実施例６ 本実施例では、請求項５のフォトレジストを用いて、半
導体装置を製造した。即ち本実施例では、ガス不透過性
膜を形成するポリマーとして、フロロカーボン系溶媒に
可溶のポリマーであるサイトップ（ＣＹＴＯＰ。商品
名。前掲）を用いた。これをパーフルオロトリブチルア
ミン（前掲）に溶解して回転塗布し、成膜して、バリア
層とした。その他は実施例１と同様にして、レジストパ
ターンを得た。
導体装置を製造した。即ち本実施例では、ガス不透過性
膜を形成するポリマーとして、フロロカーボン系溶媒に
可溶のポリマーであるサイトップ（ＣＹＴＯＰ。商品
名。前掲）を用いた。これをパーフルオロトリブチルア
ミン（前掲）に溶解して回転塗布し、成膜して、バリア
層とした。その他は実施例１と同様にして、レジストパ
ターンを得た。
【００５１】本例によって、実施例４と同様図４に示す
ような、良好な断面形状のレジストパターンが得られ
た。
ような、良好な断面形状のレジストパターンが得られ
た。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、雰囲気等の外的条件に
影響されずに、形状の良好なレジストパターンを得るこ
とができるフォトレジストを提供することができ、ま
た、このようなフォトレジストを用いた半導体装置の製
造方法を提供することができる。
影響されずに、形状の良好なレジストパターンを得るこ
とができるフォトレジストを提供することができ、ま
た、このようなフォトレジストを用いた半導体装置の製
造方法を提供することができる。
【図１】実施例１で得られたレジストパターンを示す図
である。
である。
【図２】実施例２で得られたレジストパターンを示す図
である。
である。
【図３】実施例３で得られたレジストパターンを示す図
である。
である。
【図４】実施例４で得られたレジストパターンを示す図
である。
である。
【図５】比較例１で得られたレジストパターンを示す図
である。
である。
【図６】比較例２で得られたレジストパターンを示す図
である。
である。
【図７】比較例３で得られたレジストパターンを示す図
である。
である。
１ レジストパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 21/312 Ａ 7352−4Ｍ
Claims (6)
- 【請求項１】酸により現像液可溶性となる化合物と、活
性エネルギー線の照射により酸を発生する化合物を含有
するフォトレジスト組成物上に、 ガス不透過性ポリマーを形成したことを特徴とするフォ
トレジスト。 - 【請求項２】前記ガス不透過性ポリマーが、ガス不透過
性水性ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載
のフォトレジスト。 - 【請求項３】前記ガス不透過性ポリマーが、ガス不透過
性酸性ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載
のフォトレジスト。 - 【請求項４】前記ガス不透過性ポリマーが、ガス不透過
性ポリシロキサン系ポリマーであることを特徴とする請
求項１に記載のフォトレジスト。 - 【請求項５】前記ガス不透過性ポリマーが、フロロカー
ボン系溶媒に可溶のガス不透過性ポリマーであることを
特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト。 - 【請求項６】被加工半導体基板上に請求項１ないし５の
いずれかに記載のフォトレジストを形成し、露光後現像
してレジストパターンを得、このレジストパターンによ
り加工を行う工程を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313696A JPH06110210A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | フォトレジスト及びこのフォトレジストを用いた半導体装 置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313696A JPH06110210A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | フォトレジスト及びこのフォトレジストを用いた半導体装 置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110210A true JPH06110210A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=18044422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3313696A Pending JPH06110210A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | フォトレジスト及びこのフォトレジストを用いた半導体装 置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06110210A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995030706A1 (en) * | 1994-05-06 | 1995-11-16 | Hoechst Celanese Corporation | PROCESS OF MAKING A STABLE SOLUTION OF POLY(HYDROXYSTYRENE) FUNCTIONALIZED WITH t-BUTYLOXYCARBONYL GROUPS |
| US6136505A (en) * | 1998-06-12 | 2000-10-24 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Liquid coating composition for use in forming antireflective film and photoresist material using said antireflective film |
| US6416930B2 (en) | 2000-03-31 | 2002-07-09 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Composition for lithographic anti-reflection coating, and resist laminate using the same |
| US20090200013A1 (en) * | 2009-04-23 | 2009-08-13 | Bernadette Craster | Well tubular, coating system and method for oilfield applications |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3313696A patent/JPH06110210A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995030706A1 (en) * | 1994-05-06 | 1995-11-16 | Hoechst Celanese Corporation | PROCESS OF MAKING A STABLE SOLUTION OF POLY(HYDROXYSTYRENE) FUNCTIONALIZED WITH t-BUTYLOXYCARBONYL GROUPS |
| US6136505A (en) * | 1998-06-12 | 2000-10-24 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Liquid coating composition for use in forming antireflective film and photoresist material using said antireflective film |
| US6416930B2 (en) | 2000-03-31 | 2002-07-09 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Composition for lithographic anti-reflection coating, and resist laminate using the same |
| US20090200013A1 (en) * | 2009-04-23 | 2009-08-13 | Bernadette Craster | Well tubular, coating system and method for oilfield applications |
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