JPH0683073A - 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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- JPH0683073A JPH0683073A JP4236890A JP23689092A JPH0683073A JP H0683073 A JPH0683073 A JP H0683073A JP 4236890 A JP4236890 A JP 4236890A JP 23689092 A JP23689092 A JP 23689092A JP H0683073 A JPH0683073 A JP H0683073A
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- Japan
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポジ型、ネガ型のレジストからそれぞれの反
転した画像を形成する。 【構成】 基板上に塗布したレジストを電離放射線によ
ってパターンの露光後に、露光によって発生したレジス
ト中の酸を、常圧あるいは減圧下でのアルカリ性雰囲気
中への暴露、アルカリ性溶液への浸漬、もしくはアルカ
リ性溶液の塗布によって中和処理の後に、電離放射線に
よって全面露光した後に現像することによって反転した
レジストパターンを形成する。 【効果】 ポジ型、ネガ型のいずれかのレジストからポ
ジ、ネガの任意のパターンの形成が可能となる。
転した画像を形成する。 【構成】 基板上に塗布したレジストを電離放射線によ
ってパターンの露光後に、露光によって発生したレジス
ト中の酸を、常圧あるいは減圧下でのアルカリ性雰囲気
中への暴露、アルカリ性溶液への浸漬、もしくはアルカ
リ性溶液の塗布によって中和処理の後に、電離放射線に
よって全面露光した後に現像することによって反転した
レジストパターンを形成する。 【効果】 ポジ型、ネガ型のいずれかのレジストからポ
ジ、ネガの任意のパターンの形成が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高
密度集積回路の製造に用いられるレジストパターンを形
成する方法に係り、特に高精度なレジストパターンの形
成方法に関する。
密度集積回路の製造に用いられるレジストパターンを形
成する方法に係り、特に高精度なレジストパターンの形
成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、シリコンウエハ等の基板上にレジストを塗布
し、ステッパー等により所望のパターンを露光した後、
現像、エッチング等のいわゆるリソグラフィー工程を繰
り返すことにより製造されている。
回路は、シリコンウエハ等の基板上にレジストを塗布
し、ステッパー等により所望のパターンを露光した後、
現像、エッチング等のいわゆるリソグラフィー工程を繰
り返すことにより製造されている。
【０００３】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレジストは、半導体集積回路の高性能化、高集積化に
伴ってますます高精度化が要求される傾向にあり、例え
ば代表的なＬＳＩであるＤＲＡＭを例にとると、１Ｍビ
ットＤＲＡＭで１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭで０．
８μｍ、１６ＭビットＤＲＡＭで０．６μｍ、６４Ｍビ
ットＤＲＡＭで０．３５μｍとますます微細化が要求さ
れ、様々なレジストが活発に研究されている。
るレジストは、半導体集積回路の高性能化、高集積化に
伴ってますます高精度化が要求される傾向にあり、例え
ば代表的なＬＳＩであるＤＲＡＭを例にとると、１Ｍビ
ットＤＲＡＭで１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭで０．
８μｍ、１６ＭビットＤＲＡＭで０．６μｍ、６４Ｍビ
ットＤＲＡＭで０．３５μｍとますます微細化が要求さ
れ、様々なレジストが活発に研究されている。
【０００４】一般に高エネルギーの線源を用いる超微細
リソグラフィーに使用するレジスト材料には次のような
特性が要求される。 （イ）高感度であること。 （ロ）高解像度であること。 （ハ）均質な薄膜の形成が可能であること。 （ニ）高密度の微細パターン化に必須のドライエッチン
グを適用するため耐ドライエッチング性に優れること。 （ホ）現像性が優れること。
リソグラフィーに使用するレジスト材料には次のような
特性が要求される。 （イ）高感度であること。 （ロ）高解像度であること。 （ハ）均質な薄膜の形成が可能であること。 （ニ）高密度の微細パターン化に必須のドライエッチン
グを適用するため耐ドライエッチング性に優れること。 （ホ）現像性が優れること。
【０００５】従来、上述した目的で用いるレジストとし
ては、数多くのものが開発されており、これらは、電離
放射線の照射により化学反応を起こして照射部が可溶化
するポジ型と、電離放射線の照射によって架橋反応を起
こし照射部が不溶化するネガ型とに分類される。これら
のうち、ポジ型は、一般に現像液の適性範囲が狭く、ま
た耐ドライエッチング性が弱いという欠点を有してい
る。これに対し、ネガ型レジストは、これらの点におい
て、ポジ型よりは優れているものが多い。
ては、数多くのものが開発されており、これらは、電離
放射線の照射により化学反応を起こして照射部が可溶化
するポジ型と、電離放射線の照射によって架橋反応を起
こし照射部が不溶化するネガ型とに分類される。これら
のうち、ポジ型は、一般に現像液の適性範囲が狭く、ま
た耐ドライエッチング性が弱いという欠点を有してい
る。これに対し、ネガ型レジストは、これらの点におい
て、ポジ型よりは優れているものが多い。
【０００６】従来、開発されている電子線レジストにつ
いて例をあげると、ネガ型レジストにはＣＭＳ、ＰＧＭ
Ａ等がある。このレジストは、側鎖にエポキシ基の様な
重合性官能基を有し、電子線の照射により架橋反応し、
分子量が増大し、現像液に不溶化するというものであ
る。また、ポジ型レジストにはＰＢＳ、ＥＢＲ−９等が
あり、これらのレジストは、電子線の照射により、ポリ
マーの主鎖が切断し、分子量が減少し現像液に可溶化す
るというものである。
いて例をあげると、ネガ型レジストにはＣＭＳ、ＰＧＭ
Ａ等がある。このレジストは、側鎖にエポキシ基の様な
重合性官能基を有し、電子線の照射により架橋反応し、
分子量が増大し、現像液に不溶化するというものであ
る。また、ポジ型レジストにはＰＢＳ、ＥＢＲ−９等が
あり、これらのレジストは、電子線の照射により、ポリ
マーの主鎖が切断し、分子量が減少し現像液に可溶化す
るというものである。
【０００７】また最近、高感度、高解像度、ドライエッ
チング耐性に優れた化学増幅系レジストが開発された。
このレジストは電離放射線の照射により酸発生剤からハ
ロゲン酸のような酸が発生し、それが架橋反応（ネガ
型）あるいは分解反応（ポジ型）の触媒として作用する
ため、高感度、高解像度が得られることが知られてい
る。
チング耐性に優れた化学増幅系レジストが開発された。
このレジストは電離放射線の照射により酸発生剤からハ
ロゲン酸のような酸が発生し、それが架橋反応（ネガ
型）あるいは分解反応（ポジ型）の触媒として作用する
ため、高感度、高解像度が得られることが知られてい
る。
【０００８】図２に化学増幅系ネガ型レジストのパター
ン形成工程を示す。まず、はじめに酸発生剤、架橋剤、
ノボラック樹脂の三成分から成る化学増幅系ネガ型レジ
スト２１を基板２２上に塗布する（Ａ）。次に電子線等
の電離放射線２３で露光し（Ｂ）、ホットプレートまた
はオーブン等で加熱処理（Ｃ）した後、現像しパターン
２４を形成する（Ｄ）。
ン形成工程を示す。まず、はじめに酸発生剤、架橋剤、
ノボラック樹脂の三成分から成る化学増幅系ネガ型レジ
スト２１を基板２２上に塗布する（Ａ）。次に電子線等
の電離放射線２３で露光し（Ｂ）、ホットプレートまた
はオーブン等で加熱処理（Ｃ）した後、現像しパターン
２４を形成する（Ｄ）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】集積回路製造の際の光
リソグラフィーにおけるパターン加工用レジストにおい
てはポジ型のレジストのみで十分であるが、フォトマス
ク等の製造に用いられる電子線リソグラフィーにおいて
は描画されるべきパターンの種類に応じてレジストをポ
ジ型とネガ型と使い分けたほうが有利である。つまりク
ロム等の薄膜をガラス基板上に形成したフォトマスクを
電子線描画によってレジストパターンを形成する場合に
は、クロム等の薄膜の残留する部分が多く、除去される
部分が少ないパターンはポジ型レジストを用いた方が露
光時間が短い。逆に残留する部分が少なく、除去される
部分が多いパターンはネガ型レジストを用いた方が露光
時間は短い。通常このようなレジストは２種類必要であ
り、それぞれ専用のレジストおよびレジストの処理工程
を用いている。ここでポジ、ネガ両方のパターンが得ら
れるレジストがあれば１種類のレジストのみで済み、処
理工程も短縮できる。
リソグラフィーにおけるパターン加工用レジストにおい
てはポジ型のレジストのみで十分であるが、フォトマス
ク等の製造に用いられる電子線リソグラフィーにおいて
は描画されるべきパターンの種類に応じてレジストをポ
ジ型とネガ型と使い分けたほうが有利である。つまりク
ロム等の薄膜をガラス基板上に形成したフォトマスクを
電子線描画によってレジストパターンを形成する場合に
は、クロム等の薄膜の残留する部分が多く、除去される
部分が少ないパターンはポジ型レジストを用いた方が露
光時間が短い。逆に残留する部分が少なく、除去される
部分が多いパターンはネガ型レジストを用いた方が露光
時間は短い。通常このようなレジストは２種類必要であ
り、それぞれ専用のレジストおよびレジストの処理工程
を用いている。ここでポジ、ネガ両方のパターンが得ら
れるレジストがあれば１種類のレジストのみで済み、処
理工程も短縮できる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した、従来
のレジストが有する問題点に鑑みてなされたものであ
り、ポジ、ネガ両用の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。本発明者らは、ポジ、ネガ両用
のレジストを得るべく研究した結果、化学増幅型レジス
トを露光後にアルカリで処理することにより発生した酸
を中和し、その後に基板全面を電離放射線で露光するこ
とによりイメージ反転できるポジ、ネガ型両用レジスト
を製造できることを見いだし、かかる知見に基づいて本
発明を完成させたものである。
のレジストが有する問題点に鑑みてなされたものであ
り、ポジ、ネガ両用の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。本発明者らは、ポジ、ネガ両用
のレジストを得るべく研究した結果、化学増幅型レジス
トを露光後にアルカリで処理することにより発生した酸
を中和し、その後に基板全面を電離放射線で露光するこ
とによりイメージ反転できるポジ、ネガ型両用レジスト
を製造できることを見いだし、かかる知見に基づいて本
発明を完成させたものである。
【００１１】すなわち、ネガ型の化学増幅系レジストを
用いて説明するとレジストを塗布後電離放射線にて描画
し露光部の酸発生剤から酸が発生する。次いで、露光後
ベークし、熱架橋反応することによりパターン形成がで
きる。これが通常のネガパターン形成方法であるが、本
発明のレジストパターンの形成方法は、レジストを電離
放射線にて描画し、酸を発生させた後にアンモニア等の
アルカリ性雰囲気にさらし、発生した酸を中和させる。
次に水等でリンスし、余分なアルカリを洗い流す、次に
レジスト全面を電離放射線にて露光すると、最初に電離
放射線で描画したところ以外に酸が発生し、次いで露光
後ベーク行うとその部分が架橋することにより、像を反
転させることができる。
用いて説明するとレジストを塗布後電離放射線にて描画
し露光部の酸発生剤から酸が発生する。次いで、露光後
ベークし、熱架橋反応することによりパターン形成がで
きる。これが通常のネガパターン形成方法であるが、本
発明のレジストパターンの形成方法は、レジストを電離
放射線にて描画し、酸を発生させた後にアンモニア等の
アルカリ性雰囲気にさらし、発生した酸を中和させる。
次に水等でリンスし、余分なアルカリを洗い流す、次に
レジスト全面を電離放射線にて露光すると、最初に電離
放射線で描画したところ以外に酸が発生し、次いで露光
後ベーク行うとその部分が架橋することにより、像を反
転させることができる。
【００１２】ポジ型においても同様であり、酸発生剤か
ら発生した酸をアルカリで中和し、次いで水等でリンス
し、過剰のアルカリを洗い流し、次にレジスト全面を電
離放射線で露光すると、最初に電離放射線で描画したと
ころ以外に酸が発生し、露光後ベークを行うことによっ
て発生した酸によってレジストが現像液に溶解する形態
に変化するので、現像によって反転した像が得られる。
ら発生した酸をアルカリで中和し、次いで水等でリンス
し、過剰のアルカリを洗い流し、次にレジスト全面を電
離放射線で露光すると、最初に電離放射線で描画したと
ころ以外に酸が発生し、露光後ベークを行うことによっ
て発生した酸によってレジストが現像液に溶解する形態
に変化するので、現像によって反転した像が得られる。
【００１３】以下に、本発明のポジ、ネガ両用レジスト
について図面を参照して説明する。図１は化学増幅ネガ
型レジストを使用したパターン形成方法を示す。まずは
じめに、酸発生剤、架橋剤、ノボラック樹脂の三成分か
ら成る化学増幅系ネガ型レジスト１をクロム薄膜２を形
成したガラス基板３上に塗布する（Ａ）。次に電子線等
の電離放射線４で露光し、酸５を発生させる（Ｂ）。次
にアンモニア等のアルカリ性雰囲気６、エタノールアミ
ン等のアミン、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ性の塩
類等のアルカリ性溶液に浸漬、あるいはスピンコート等
による塗布によってレジストを処理し発生した酸を中和
する（Ｃ）。中和処理に使用するアルカリ性の液のｐＨ
は８以上であることが好ましい。
について図面を参照して説明する。図１は化学増幅ネガ
型レジストを使用したパターン形成方法を示す。まずは
じめに、酸発生剤、架橋剤、ノボラック樹脂の三成分か
ら成る化学増幅系ネガ型レジスト１をクロム薄膜２を形
成したガラス基板３上に塗布する（Ａ）。次に電子線等
の電離放射線４で露光し、酸５を発生させる（Ｂ）。次
にアンモニア等のアルカリ性雰囲気６、エタノールアミ
ン等のアミン、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ性の塩
類等のアルカリ性溶液に浸漬、あるいはスピンコート等
による塗布によってレジストを処理し発生した酸を中和
する（Ｃ）。中和処理に使用するアルカリ性の液のｐＨ
は８以上であることが好ましい。
【００１４】その後、水等でレジストからアルカリを除
去した後に基板全面を電離放射線７で露光（Ｄ）する
と、描画部分以外で酸５が発生する。反転露光のための
条件は、酸発生剤の感光基が感光する波長であれば良い
ので、一般のエキシマレーザ用化学増幅レジストを使用
した場合、電子線、エキシマレーザ、遠紫外線などを使
用することができる。露光量は８〜３００ｍＪ／ｃｍ2
とすることが好ましい。
去した後に基板全面を電離放射線７で露光（Ｄ）する
と、描画部分以外で酸５が発生する。反転露光のための
条件は、酸発生剤の感光基が感光する波長であれば良い
ので、一般のエキシマレーザ用化学増幅レジストを使用
した場合、電子線、エキシマレーザ、遠紫外線などを使
用することができる。露光量は８〜３００ｍＪ／ｃｍ2
とすることが好ましい。
【００１５】次いで、ホットプレート等で加熱処理８す
る（Ｅ）。加熱は６０〜１８０℃において、２〜３０分
間行うことが好ましい。次いで、水酸化テトラメチルア
ンモニウム、リン酸ナトリウム等のアルカリで３０秒な
いし１０分間現像５し、像が反転したレジストパターン
９を形成する（Ｆ）。
る（Ｅ）。加熱は６０〜１８０℃において、２〜３０分
間行うことが好ましい。次いで、水酸化テトラメチルア
ンモニウム、リン酸ナトリウム等のアルカリで３０秒な
いし１０分間現像５し、像が反転したレジストパターン
９を形成する（Ｆ）。
【００１６】
【作用】本発明は、微細なパターンが形成可能な化学増
幅型レジストを描画後にアルカリ処理することにより、
形成される像を反転可能としたもので、ネガ型もしくは
ポジ型レジストのいずれかのレジストを使用してパター
ンを形成する際に、ネガ型パターンおよびポジ型パター
ンの両方のパターンを形成することができる。
幅型レジストを描画後にアルカリ処理することにより、
形成される像を反転可能としたもので、ネガ型もしくは
ポジ型レジストのいずれかのレジストを使用してパター
ンを形成する際に、ネガ型パターンおよびポジ型パター
ンの両方のパターンを形成することができる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 実施例１ シプレイ社製化学増幅ネガ型レジストＳＮＲ２４８をク
ロム基板上に塗布し、膜厚６００ｎｍの均一なレジスト
膜を得た。次に、加速電圧２０ｋＶの電子線により露光
量２．５μＣ／ｃｍ2 で描画した後に、１規定のアンモ
ニア水を入れた容器の上部にレジストを液面側として、
アンモニア雰囲気に１０分間さらし、次いで純水でリン
スした。次に、低圧水銀灯で１０分間全面露光し、ホッ
トプレートに載置して１２０℃で５分間加熱処理した。
最後に２．３８％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶
液で２分間現像し、純水で４０秒間リンスすることによ
り、像が反転したポジパターンを形成することができ
た。
ロム基板上に塗布し、膜厚６００ｎｍの均一なレジスト
膜を得た。次に、加速電圧２０ｋＶの電子線により露光
量２．５μＣ／ｃｍ2 で描画した後に、１規定のアンモ
ニア水を入れた容器の上部にレジストを液面側として、
アンモニア雰囲気に１０分間さらし、次いで純水でリン
スした。次に、低圧水銀灯で１０分間全面露光し、ホッ
トプレートに載置して１２０℃で５分間加熱処理した。
最後に２．３８％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶
液で２分間現像し、純水で４０秒間リンスすることによ
り、像が反転したポジパターンを形成することができ
た。
【００１８】
【発明の効果】ポジ型、ネガ型のいずれかのレジストか
ら、ポジ、ネガの両者のパターンを形成が可能であり、
いずれか１種類のレジストを使用してポジ、ネガの両方
のレジストパターンが得られるので、レジストパターン
の処理工程が簡素化される。
ら、ポジ、ネガの両者のパターンを形成が可能であり、
いずれか１種類のレジストを使用してポジ、ネガの両方
のレジストパターンが得られるので、レジストパターン
の処理工程が簡素化される。
【図１】本発明のレジストの形成方法を説明する図。
【図２】化学増幅系ネガ型レジストを使用したレジスト
パターンの形成方法を説明する図である。
パターンの形成方法を説明する図である。
１…化学増幅系ネガ型レジスト、２…クロム薄膜、３…
ガラス基板、４…電離放射線、５…酸、６…アルカリ性
雰囲気、７…電離放射線、８…加熱処理、９…レジスト
パターン、２１…化学増幅系ネガ型レジスト、２２…基
板、２３…電離放射線、２４…パターン
ガラス基板、４…電離放射線、５…酸、６…アルカリ性
雰囲気、７…電離放射線、８…加熱処理、９…レジスト
パターン、２１…化学増幅系ネガ型レジスト、２２…基
板、２３…電離放射線、２４…パターン
Claims (2)
- 【請求項１】 化学増幅系レジストを使用したパターン
の形成方法において、電離放射線によるパターンの露光
後に、露光によって発生したレジスト中の酸をアルカリ
によって中和処理の後に、電離放射線によって全面露光
し、次いで現像する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】 アルカリによる中和処理が、常圧あるい
は減圧下でのアルカリ性雰囲気中での暴露、アルカリ性
溶液への浸漬、もしくはアルカリ性溶液の塗布であるこ
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。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04236890A JP3130672B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | フォトマスクパターンの形成方法 |
| US08/099,153 US5380609A (en) | 1992-07-30 | 1993-07-29 | Method for fabricating photomasks having a phase shift layer comprising the use of a positive to negative resist, substrate imaging and heating |
| KR1019930014609A KR100298609B1 (ko) | 1992-07-30 | 1993-07-29 | 위상쉬프트층을갖는포토마스크의제조방법 |
| DE69334347T DE69334347D1 (de) | 1992-07-30 | 1993-07-30 | Verfahren zur Herstellung einer Fotomaske mit einer Phasenschieberschicht |
| EP98120629A EP0907105B1 (en) | 1992-07-30 | 1993-07-30 | Method for fabricating photomasks having a phase shift layer |
| DE69325417T DE69325417T2 (de) | 1992-07-30 | 1993-07-30 | Verfahren zur Herstellung von Photomasken mit einer Phasenverschiebringsschicht |
| EP93112248A EP0581302B1 (en) | 1992-07-30 | 1993-07-30 | Method for fabricating photomasks having a phase shift layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04236890A JP3130672B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | フォトマスクパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0683073A true JPH0683073A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3130672B2 JP3130672B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=17007293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04236890A Expired - Fee Related JP3130672B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-09-04 | フォトマスクパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130672B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100790687B1 (ko) * | 2001-01-15 | 2008-01-02 | 산요덴키가부시키가이샤 | 사진 제판에 의한 패턴 형성 방법 |
| WO2015016089A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法及びそれに用いられる表面処理剤、並びに、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP04236890A patent/JP3130672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100790687B1 (ko) * | 2001-01-15 | 2008-01-02 | 산요덴키가부시키가이샤 | 사진 제판에 의한 패턴 형성 방법 |
| WO2015016089A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法及びそれに用いられる表面処理剤、並びに、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3130672B2 (ja) | 2001-01-31 |
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