JPH0695397A - 化学増幅レジストパターンの形成方法 - Google Patents
化学増幅レジストパターンの形成方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体装置のパターン形成の際に使用される化
学増幅レジストのパターンの形成方法に関し、化学増幅
レジストのパターン形状の精度を良くし、解像性を向上
すること。 【構成】基板１の上、又は該基板１の上に形成された膜
２の上に化学増幅レジスト３を塗布する工程と、非晶性
ポリオレフィン類よりなる皮膜５を前記化学増幅レジス
トの上に塗布した後に、加熱処理する工程と、電離放射
線を前記皮膜５に透過させて前記化学増幅レジスト３を
露光し、潜像パターンを形成する工程と、前記皮膜５を
除去した後に、前記化学増幅レジスト３を現像して潜像
パターンを顕像化する工程とを含む。
学増幅レジストのパターンの形成方法に関し、化学増幅
レジストのパターン形状の精度を良くし、解像性を向上
すること。 【構成】基板１の上、又は該基板１の上に形成された膜
２の上に化学増幅レジスト３を塗布する工程と、非晶性
ポリオレフィン類よりなる皮膜５を前記化学増幅レジス
トの上に塗布した後に、加熱処理する工程と、電離放射
線を前記皮膜５に透過させて前記化学増幅レジスト３を
露光し、潜像パターンを形成する工程と、前記皮膜５を
除去した後に、前記化学増幅レジスト３を現像して潜像
パターンを顕像化する工程とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学増幅レジストパタ
ーンの形成方法に関し、より詳しくは、ＬＳＩ、ＶＬＳ
Ｉ等の半導体装置のパターン形成の際に使用される化学
増幅レジストのパターンの形成方法に関する。
ーンの形成方法に関し、より詳しくは、ＬＳＩ、ＶＬＳ
Ｉ等の半導体装置のパターン形成の際に使用される化学
増幅レジストのパターンの形成方法に関する。
【０００２】半導体集積回路の微細化に伴い、それらの
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、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、化学増幅レジストが注目されている。
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、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、化学増幅レジストが注目されている。
【０００３】
【従来の技術】半導体膜、金属膜等をパターニングする
場合には、その膜の上にスピンコーティング法によりレ
ジストを塗布し、電離放射線を用いて露光を行い、つい
でレジストをアルカリ系溶液により現像してパターンを
形成した後に、レジストパターンから露出した領域の半
導体膜、金属膜等をエッチングしてパターン化するよう
にしている。
場合には、その膜の上にスピンコーティング法によりレ
ジストを塗布し、電離放射線を用いて露光を行い、つい
でレジストをアルカリ系溶液により現像してパターンを
形成した後に、レジストパターンから露出した領域の半
導体膜、金属膜等をエッチングしてパターン化するよう
にしている。
【０００４】なお、電離放射線は、可視光、紫外線、Ｘ
線等の電磁波、若しくは、電子線やイオン線等の粒子線
を意味し、粒子線を用いて露光する場合は、レチクルを
用いないのが一般的である。
線等の電磁波、若しくは、電子線やイオン線等の粒子線
を意味し、粒子線を用いて露光する場合は、レチクルを
用いないのが一般的である。
【０００５】ところで、ポジ型のレジストの材料として
は、例えばポリマーであるノボラックにジアゾナフトキ
ノン系の感光剤を多量に加えて分子間結合させ、これに
よって、ノボラックのアルカリ可溶性を抑制したものが
使用されている。このレジストに、ｉ線やｇ線を照射す
ると、ジアゾナフトキノンの構造が変化してノボラック
との分子間結合が解け、ノボラックの可溶性が現れるこ
とになる。
は、例えばポリマーであるノボラックにジアゾナフトキ
ノン系の感光剤を多量に加えて分子間結合させ、これに
よって、ノボラックのアルカリ可溶性を抑制したものが
使用されている。このレジストに、ｉ線やｇ線を照射す
ると、ジアゾナフトキノンの構造が変化してノボラック
との分子間結合が解け、ノボラックの可溶性が現れるこ
とになる。
【０００６】しかし、このようなレジストによれば、感
光剤による光吸収が多く、その吸収は露光波長が短くな
るにつれて顕著になるので、図３(a) に示すように、レ
ジストＲの下部に光が到達し難くなり、パターン精度が
低下することになる。
光剤による光吸収が多く、その吸収は露光波長が短くな
るにつれて顕著になるので、図３(a) に示すように、レ
ジストＲの下部に光が到達し難くなり、パターン精度が
低下することになる。
【０００７】これに対して、化学増幅レジストは、電離
放射線が照射された部分に酸が発生してアルカリ可溶な
状態になるものであり、そのポジ型材料としては、例え
ば、アルカリ可溶なポリマー（基材樹脂）に、アルカリ
可溶性を抑制するためのＤＩ（disolution inhibitor）
と、電離放射線の照射により酸（Ｈ+ ）を発生するＰＡ
Ｇ（photo-acid-generator）とを混合させたものがあ
る。これによれば、電離放射線照射によりＰＡＧからＨ
+ を発生させ、その酸によりＤＩを分解してアルカリ可
溶の状態に変化することになる。
放射線が照射された部分に酸が発生してアルカリ可溶な
状態になるものであり、そのポジ型材料としては、例え
ば、アルカリ可溶なポリマー（基材樹脂）に、アルカリ
可溶性を抑制するためのＤＩ（disolution inhibitor）
と、電離放射線の照射により酸（Ｈ+ ）を発生するＰＡ
Ｇ（photo-acid-generator）とを混合させたものがあ
る。これによれば、電離放射線照射によりＰＡＧからＨ
+ を発生させ、その酸によりＤＩを分解してアルカリ可
溶の状態に変化することになる。
【０００８】なお、ネガ型の場合には、ＤＩの代わりに
ＣＬ（crosslinker)を使用することになる。この場合、
ＰＡＧはポリマーを１００とすると２〜５の量で足りる
ので、これによる電離放射線の吸収が少なく、しかも、
発生した酸は加熱により触媒として多くのポリマーを可
溶化するので、高感度が実現できる。
ＣＬ（crosslinker)を使用することになる。この場合、
ＰＡＧはポリマーを１００とすると２〜５の量で足りる
ので、これによる電離放射線の吸収が少なく、しかも、
発生した酸は加熱により触媒として多くのポリマーを可
溶化するので、高感度が実現できる。
【０００９】このような化学増幅レジストをパターニン
グする場合には、まず、半導体膜、金属膜等の上に化学
増幅レジストを塗布してから、第一の加熱処理（prebak
e)を施し、電離放射線を用いて露光を行うと、電離放射
線の照射された部分のみに酸が発生する。
グする場合には、まず、半導体膜、金属膜等の上に化学
増幅レジストを塗布してから、第一の加熱処理（prebak
e)を施し、電離放射線を用いて露光を行うと、電離放射
線の照射された部分のみに酸が発生する。
【００１０】そして、露光後に第二の加熱処理（post e
xposure bake）を行うと、化学増幅レジスト内の酸は、
触媒として多くのポリマーを可溶化するため、高感度が
実現できる。そして、その加熱処理後に化学増幅レジス
トを現像することになる。
xposure bake）を行うと、化学増幅レジスト内の酸は、
触媒として多くのポリマーを可溶化するため、高感度が
実現できる。そして、その加熱処理後に化学増幅レジス
トを現像することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このパ
ターン形成方法においては、電離放射線照射や第二の加
熱処理の際に、雰囲気中の不純物、例えばアミン等の影
響により化学増幅レジストの表面付近が不溶化し易くな
り、電離放射線の照射された領域の断面形状をみると、
図３(b) に示すように、レジストＲの表面の層が溝Ｍ側
に庇状に張り出したり、或いは図３(c) のように全くパ
ターン形成ができなくなるといった問題がある。なお、
図３(c) のような場合は、ネガ型、ポジ型にかかわらず
にパターン形成が難しくなる。
ターン形成方法においては、電離放射線照射や第二の加
熱処理の際に、雰囲気中の不純物、例えばアミン等の影
響により化学増幅レジストの表面付近が不溶化し易くな
り、電離放射線の照射された領域の断面形状をみると、
図３(b) に示すように、レジストＲの表面の層が溝Ｍ側
に庇状に張り出したり、或いは図３(c) のように全くパ
ターン形成ができなくなるといった問題がある。なお、
図３(c) のような場合は、ネガ型、ポジ型にかかわらず
にパターン形成が難しくなる。
【００１２】これに対しては、ポジ型化学増幅レジスト
の表面に皮膜を形成して雰囲気から遮断することが提案
されている。その材料としてはポリメチルシルセスキオ
キサンが提案されている。しかし、この材料によれば、
合成の安定性が良くないので、露光精度が十分に上がら
ないといったきらいがある。
の表面に皮膜を形成して雰囲気から遮断することが提案
されている。その材料としてはポリメチルシルセスキオ
キサンが提案されている。しかし、この材料によれば、
合成の安定性が良くないので、露光精度が十分に上がら
ないといったきらいがある。
【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、化学増幅レジストのパターン形状の精度
を良くし、解像性を向上することができるレジストパタ
ーンの形成方法を提供することを目的とする。
ものであって、化学増幅レジストのパターン形状の精度
を良くし、解像性を向上することができるレジストパタ
ーンの形成方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、基板１の上、又は該基板１の上に形成
された膜２の上に化学増幅レジスト３を塗布する工程
と、非晶性ポリオレフィン類よりなる皮膜５を前記化学
増幅レジストの上に塗布した後に、加熱処理する工程
と、前記皮膜５を透過する電離放射線を用いて前記化学
増幅レジスト３を露光し、潜像パターンを形成する工程
と、前記皮膜５を除去した後に、前記化学増幅レジスト
３を現像して潜像パターンを顕像化する工程とを含むこ
とを特徴とする化学増幅レジストパターンの形成方法に
より達成する。
例示するように、基板１の上、又は該基板１の上に形成
された膜２の上に化学増幅レジスト３を塗布する工程
と、非晶性ポリオレフィン類よりなる皮膜５を前記化学
増幅レジストの上に塗布した後に、加熱処理する工程
と、前記皮膜５を透過する電離放射線を用いて前記化学
増幅レジスト３を露光し、潜像パターンを形成する工程
と、前記皮膜５を除去した後に、前記化学増幅レジスト
３を現像して潜像パターンを顕像化する工程とを含むこ
とを特徴とする化学増幅レジストパターンの形成方法に
より達成する。
【００１５】または、前記潜像パターンを形成した後
か、前記皮膜５を除去した後のいずれかに加熱処理を行
う工程を有することを特徴とする化学増幅レジストパタ
ーンの形成方法によって達成する。
か、前記皮膜５を除去した後のいずれかに加熱処理を行
う工程を有することを特徴とする化学増幅レジストパタ
ーンの形成方法によって達成する。
【００１６】または、非晶性ポリオレフィン類は、アル
ケン類、シクロアルケン類、パーフルオロアルケン類、
パーフルオロシクロアルケン類、アルカジエン類、シク
ロアルカジエン類、パーフルオロアルカジエン類若しく
はパーフルオロシクロアルカジエン類のいずれかの重合
体或いは共重合体、又は、該重合体或いは該共重合体の
水素添加物、ハロゲン化物若しくはシアノ化物のいずれ
か、又は、シクロアルケン類の開環重合体の水素添加
物、シクロアルケン類とアルケン類の付加重合体、若し
くは、シクロアルケン類とα−オレフィン類の付加重合
体のいずれかであることを特徴とする化学増幅レジスト
パターンの形成方法によって達成する。
ケン類、シクロアルケン類、パーフルオロアルケン類、
パーフルオロシクロアルケン類、アルカジエン類、シク
ロアルカジエン類、パーフルオロアルカジエン類若しく
はパーフルオロシクロアルカジエン類のいずれかの重合
体或いは共重合体、又は、該重合体或いは該共重合体の
水素添加物、ハロゲン化物若しくはシアノ化物のいずれ
か、又は、シクロアルケン類の開環重合体の水素添加
物、シクロアルケン類とアルケン類の付加重合体、若し
くは、シクロアルケン類とα−オレフィン類の付加重合
体のいずれかであることを特徴とする化学増幅レジスト
パターンの形成方法によって達成する。
【００１７】
【作 用】本発明によれば、化学増幅レジスト３を塗布
した後に、非晶性ポリオレフィン類よりなる皮膜５を形
成するようにしている。
した後に、非晶性ポリオレフィン類よりなる皮膜５を形
成するようにしている。
【００１８】非晶性ポリオレフィン類は、化学増幅レジ
スト３と雰囲気とを遮断する目的で使用し、露光波長に
対する透明度が高く、撥水性を有し、皮膜形成能に優
れ、雰囲気中に含まれる不純物を透過させない。しか
も、化学的に安定であり、しかも、雰囲気中のアミン等
とも反応しないので、塗布から露光に至るまで変化する
ことがなく、露光パターンの精度を低下させることはな
い。
スト３と雰囲気とを遮断する目的で使用し、露光波長に
対する透明度が高く、撥水性を有し、皮膜形成能に優
れ、雰囲気中に含まれる不純物を透過させない。しか
も、化学的に安定であり、しかも、雰囲気中のアミン等
とも反応しないので、塗布から露光に至るまで変化する
ことがなく、露光パターンの精度を低下させることはな
い。
【００１９】しかも、電離放射線の照射や加熱処理中に
レジストや雰囲気に影響されることはなく、レジスト表
面の難溶性は低減される。非晶性ポリオレフィン類は、
ポリオレフィン類の非晶性物質であれば特に限定される
ものではなく、各種の物質を適用できる。
レジストや雰囲気に影響されることはなく、レジスト表
面の難溶性は低減される。非晶性ポリオレフィン類は、
ポリオレフィン類の非晶性物質であれば特に限定される
ものではなく、各種の物質を適用できる。
【００２０】例えば、アルケン類、シクロアルケン類、
パーフルオロアルケン類、パーフルオロシクロアルケン
類、アルカジエン類、シクロアルカジエン類、パーフル
オロアルカジエン類、或いはパーフルオロシクロアルカ
ジエン類の重合体或いは共重合体、又は、それらの水素
添加物、ハロゲン化物、シアノ化物などがある。
パーフルオロアルケン類、パーフルオロシクロアルケン
類、アルカジエン類、シクロアルカジエン類、パーフル
オロアルカジエン類、或いはパーフルオロシクロアルカ
ジエン類の重合体或いは共重合体、又は、それらの水素
添加物、ハロゲン化物、シアノ化物などがある。
【００２１】さらに、好ましくは、シクロアルケン類の
開環重合体の水素添加物、シクロアルケン類とアルケン
類の付加重合体、又はシクロアルケン類とα−オレフィ
ン類の付加重合体がある。
開環重合体の水素添加物、シクロアルケン類とアルケン
類の付加重合体、又はシクロアルケン類とα−オレフィ
ン類の付加重合体がある。
【００２２】これらの化合物よりなる皮膜５は、塗布性
能に優れ、紫外線に対する透過率が約１μｍの膜厚に対
して９５％以上であり、吸水率は０．０１％以下と低
く、また、汎用の溶剤により除去することが可能であ
り、化学増幅レジスト３の保護膜として有利である。
能に優れ、紫外線に対する透過率が約１μｍの膜厚に対
して９５％以上であり、吸水率は０．０１％以下と低
く、また、汎用の溶剤により除去することが可能であ
り、化学増幅レジスト３の保護膜として有利である。
【００２３】一方、非晶性ポリオレフィン類を剥離する
方法は、特に限定されるないが、汎用溶剤等で容易に除
去できることが好ましく、各種の物質が適用できる。そ
の溶剤として、例えば、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサ
ン、ｎ─ヘプタン、メチルシクロヘキサン、ｎ−オクタ
ン、イソオクタン、ｎ−デカン、デカリン、リグロイン
等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ジエチル
ベンゼン等の芳香族炭化水素類、又は、四塩化炭素、ク
ロロホルム、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジク
ロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、又は、テトラ
ヒドロフラン、エチルエーテル、ブチルエーテル、アニ
ソール、イソプロピルエーテル等のエーテル類、又は、
パーフロロペンタン、パーフロロヘキサン、トリパーフ
ロロブチルアミン等のフッ化炭素系化合物類がある。な
お、これらの溶剤は単独でも混合系でも用いることがで
きる。
方法は、特に限定されるないが、汎用溶剤等で容易に除
去できることが好ましく、各種の物質が適用できる。そ
の溶剤として、例えば、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサ
ン、ｎ─ヘプタン、メチルシクロヘキサン、ｎ−オクタ
ン、イソオクタン、ｎ−デカン、デカリン、リグロイン
等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ジエチル
ベンゼン等の芳香族炭化水素類、又は、四塩化炭素、ク
ロロホルム、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジク
ロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、又は、テトラ
ヒドロフラン、エチルエーテル、ブチルエーテル、アニ
ソール、イソプロピルエーテル等のエーテル類、又は、
パーフロロペンタン、パーフロロヘキサン、トリパーフ
ロロブチルアミン等のフッ化炭素系化合物類がある。な
お、これらの溶剤は単独でも混合系でも用いることがで
きる。
【００２４】ここで、化学増幅レジスト３の例を挙げる
と、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と、電離放射性の照射により酸を
発生する化合物又は酸の発生を促進する化合物（酸発生
剤）と、溶剤とを主に含有してなり、必要に応じて、
界面活性剤、保存安定剤、ストリエーション防止剤等の
付加的機能を向上させる添加剤を含むレジスト組成や、
又は、アルカリ可溶のフェノール性樹脂と、酸発生
剤に作用してアルカリに不溶化する機能を有し、かつ酸
の存在下でその機能を失う化合物と、酸発生剤と、
溶剤とを主に含有してなり、必要に応じて、界面活性
剤、保存安定剤、ストリエーション防止剤等の付加的機
能を向上させる添加剤を含んでなるものがある。
と、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と、電離放射性の照射により酸を
発生する化合物又は酸の発生を促進する化合物（酸発生
剤）と、溶剤とを主に含有してなり、必要に応じて、
界面活性剤、保存安定剤、ストリエーション防止剤等の
付加的機能を向上させる添加剤を含むレジスト組成や、
又は、アルカリ可溶のフェノール性樹脂と、酸発生
剤に作用してアルカリに不溶化する機能を有し、かつ酸
の存在下でその機能を失う化合物と、酸発生剤と、
溶剤とを主に含有してなり、必要に応じて、界面活性
剤、保存安定剤、ストリエーション防止剤等の付加的機
能を向上させる添加剤を含んでなるものがある。
【００２５】ところで、化学増幅レジスト３の塗布後で
あって皮膜５を形成する前には、加熱処理を施してもよ
いし、しなくてもよい。なお、上記した物質中で“パ
ー”で表したものは、芳香族のベンゼン環の水素を全て
別な元素と置換したことを表し、例えばパーフロロペン
タンは、その水素をフッ素で置換した1,2,3,4,5,6-シロ
フロロペンタンを示している。
あって皮膜５を形成する前には、加熱処理を施してもよ
いし、しなくてもよい。なお、上記した物質中で“パ
ー”で表したものは、芳香族のベンゼン環の水素を全て
別な元素と置換したことを表し、例えばパーフロロペン
タンは、その水素をフッ素で置換した1,2,3,4,5,6-シロ
フロロペンタンを示している。
【００２６】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例を示す断面図である。
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例を示す断面図である。
【００２７】まず、図１(a) に示すように、シリコン基
板１に積層された半導体や金属等の下地膜２の上に、ポ
ジ型の化学増幅レジスト３を約0.７μｍの厚さにスピン
塗布し、ついで、図１(b) に示すように、ホットプレー
ト４上で９０℃、９０秒間のプリベークを行う。
板１に積層された半導体や金属等の下地膜２の上に、ポ
ジ型の化学増幅レジスト３を約0.７μｍの厚さにスピン
塗布し、ついで、図１(b) に示すように、ホットプレー
ト４上で９０℃、９０秒間のプリベークを行う。
【００２８】なお、ポジ型化学増幅レジスト３の材料と
しては、ポリビニルフェノールの水酸基の４０％をt-
ブトキシカルボニロキシ化した化合物と、トリフェニ
ルスルホニウムトリフレートと、乳酸エチルを主に含
有したものを使用する。
しては、ポリビニルフェノールの水酸基の４０％をt-
ブトキシカルボニロキシ化した化合物と、トリフェニ
ルスルホニウムトリフレートと、乳酸エチルを主に含
有したものを使用する。
【００２９】次に、図１(c) に示すように、メチルテト
ラシクロドデセンとメチルノルボルネンの共重合体の水
素添加物よりなる皮膜５を、化学増幅レジスト３の上に
約1.０μｍの厚さにスピン塗布する。
ラシクロドデセンとメチルノルボルネンの共重合体の水
素添加物よりなる皮膜５を、化学増幅レジスト３の上に
約1.０μｍの厚さにスピン塗布する。
【００３０】この後に、図１(d) に示すように、ホット
プレート４上で、９０℃、９０秒間のプリベークを行
う。この後に、図１(e) に示すように、レチクル（不図
示）を使用して波長２４８nmのKrF レーザ光を用いて化
学増幅レジスト３を露光し、潜像パターンを形成する。
それから、直ちにホットプレート４上で９０℃、６０秒
間の加熱処理を行う（図１(f))。その露光に至るまで皮
膜５は安定であり、露光に支障を来すことはない。
プレート４上で、９０℃、９０秒間のプリベークを行
う。この後に、図１(e) に示すように、レチクル（不図
示）を使用して波長２４８nmのKrF レーザ光を用いて化
学増幅レジスト３を露光し、潜像パターンを形成する。
それから、直ちにホットプレート４上で９０℃、６０秒
間の加熱処理を行う（図１(f))。その露光に至るまで皮
膜５は安定であり、露光に支障を来すことはない。
【００３１】次に、図１(g) に示すように、皮膜５をキ
シレンにより剥離し、ついで、２．３８％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
液により６０秒間のパドル現像を行い、潜像パターンを
顕像化した（図１(h))。
シレンにより剥離し、ついで、２．３８％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
液により６０秒間のパドル現像を行い、潜像パターンを
顕像化した（図１(h))。
【００３２】そのサンプルの断面を観察すると、図１
(h) に示すようにパターニングされた溝６には庇が残っ
ておらず、化学増幅レジスト３の表面難溶化層は目立た
なかった。
(h) に示すようにパターニングされた溝６には庇が残っ
ておらず、化学増幅レジスト３の表面難溶化層は目立た
なかった。
【００３３】なお、以上のような化学増幅レジスト３の
パターニングを終えた後に、露出した下地膜２をエッチ
ングにより除去しすることになる。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図２は、本発明の第２実施例を示す断面図である。
パターニングを終えた後に、露出した下地膜２をエッチ
ングにより除去しすることになる。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 図２は、本発明の第２実施例を示す断面図である。
【００３４】まず、図２(a) に示すように、シリコン基
板１に積層された半導体や金属等の下地層２の上に、第
１実施例と同じポジ型の化学増幅レジスト３を約０．７
μｍの厚さに塗布した後に、図２(b) に示すように、ホ
ットプレート４上で９０℃、９０秒間のプリベークを行
う。
板１に積層された半導体や金属等の下地層２の上に、第
１実施例と同じポジ型の化学増幅レジスト３を約０．７
μｍの厚さに塗布した後に、図２(b) に示すように、ホ
ットプレート４上で９０℃、９０秒間のプリベークを行
う。
【００３５】ついで、図２(c) に示すように、メチルテ
トラシクロドデセンとメチルノルボルネンの共重合体の
水素添加物よりなる皮膜５を約1.０μｍの厚さに塗布す
る。この後に、図２(d) に示すように、ホットプレート
４上にシリコン基板１を載せて９０℃、９０秒間のプリ
ベークを行う。
トラシクロドデセンとメチルノルボルネンの共重合体の
水素添加物よりなる皮膜５を約1.０μｍの厚さに塗布す
る。この後に、図２(d) に示すように、ホットプレート
４上にシリコン基板１を載せて９０℃、９０秒間のプリ
ベークを行う。
【００３６】次に、図２(e) に示すように、レチクル
（不図示）を使用して波長２４８nmのKrF レーザ光で化
学増幅レジスト３を露光する。この露光後、図２(f) に
示すように、化学増幅レジスト３上の皮膜５をキシレン
により剥離した後に、図２(g)に示すようにホットプレ
ート４上で９０℃、６０秒間の加熱処理をする。
（不図示）を使用して波長２４８nmのKrF レーザ光で化
学増幅レジスト３を露光する。この露光後、図２(f) に
示すように、化学増幅レジスト３上の皮膜５をキシレン
により剥離した後に、図２(g)に示すようにホットプレ
ート４上で９０℃、６０秒間の加熱処理をする。
【００３７】この剥離されるまでの皮膜５は化学的に安
定であり、表面は変化せず、露光の際の支障とはならな
いかった。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液により
６０秒のパドル現像を行った後に（図２(h))、そのサン
プルの断面を観察すると、パターニングされた溝６には
庇が残っておらず、化学増幅レジスト３の表面の難溶化
層は目立たなかった。
定であり、表面は変化せず、露光の際の支障とはならな
いかった。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液により
６０秒のパドル現像を行った後に（図２(h))、そのサン
プルの断面を観察すると、パターニングされた溝６には
庇が残っておらず、化学増幅レジスト３の表面の難溶化
層は目立たなかった。
【００３８】これに対して、皮膜５を設けない従来の方
法によって化学増幅レジスト３をパターニングしたとこ
ろ、次のような結果が得られた。まず、同じ組成成分の
ポジ型化学増幅レジストを同じ厚さに塗布し、ついで、
ホットプレート上で９０℃、９０秒間のプリベークを行
った後に、レチクルを使用してKrF レーザ光で露光す
る。そして、露光直後にホットプレート上で９０℃で９
０秒間の加熱処理を行い、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液
により６０秒のパドル現像を行った。
法によって化学増幅レジスト３をパターニングしたとこ
ろ、次のような結果が得られた。まず、同じ組成成分の
ポジ型化学増幅レジストを同じ厚さに塗布し、ついで、
ホットプレート上で９０℃、９０秒間のプリベークを行
った後に、レチクルを使用してKrF レーザ光で露光す
る。そして、露光直後にホットプレート上で９０℃で９
０秒間の加熱処理を行い、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液
により６０秒のパドル現像を行った。
【００３９】そして、化学増幅レジストの断面を観察し
たところ、そこに形成された溝Ｍには図３(b) に示すよ
うな庇状の逆テーパ部が目立つ程度に存在していた。 （ｃ）本発明の第３実施例の説明 次に、化学増幅レジストのパターニング工程の第３実施
例を説明するが、その工程は、図１に示すと同じように
なるので、その図を参照して説明する。
たところ、そこに形成された溝Ｍには図３(b) に示すよ
うな庇状の逆テーパ部が目立つ程度に存在していた。 （ｃ）本発明の第３実施例の説明 次に、化学増幅レジストのパターニング工程の第３実施
例を説明するが、その工程は、図１に示すと同じように
なるので、その図を参照して説明する。
【００４０】まず、図１(a) に示すように、シリコン基
板１に積層された半導体や金属等の下地膜２の上に、ポ
ジ型化学増幅レジスト３を約０．７μｍの厚さに塗布し
た後に、図１(b) に示すように、ホットプレート４上で
９０℃、９０秒間のプリベークを行う。
板１に積層された半導体や金属等の下地膜２の上に、ポ
ジ型化学増幅レジスト３を約０．７μｍの厚さに塗布し
た後に、図１(b) に示すように、ホットプレート４上で
９０℃、９０秒間のプリベークを行う。
【００４１】このポジ型化学増幅レジスト３は、ポリ
ビニルフェノールの水酸基の４０％をt-ブロキシカルボ
ニロキシ化した化合物と、ｐ─トルエンスルホン酸フ
ェニルエステルと、乳酸エチルを含有した組成物であ
る。
ビニルフェノールの水酸基の４０％をt-ブロキシカルボ
ニロキシ化した化合物と、ｐ─トルエンスルホン酸フ
ェニルエステルと、乳酸エチルを含有した組成物であ
る。
【００４２】この後、図１(c) に示すように、化学増幅
レジスト３の上に、メチルノルボルネンとエチレンの共
重合体よりなる皮膜５を約1.０μｍの厚さに塗布し、こ
の後に、ホットプレート４上で９０℃、９０秒間のプリ
ベークを行う（図１(d))。
レジスト３の上に、メチルノルボルネンとエチレンの共
重合体よりなる皮膜５を約1.０μｍの厚さに塗布し、こ
の後に、ホットプレート４上で９０℃、９０秒間のプリ
ベークを行う（図１(d))。
【００４３】次に、図１(e) に示すように、レチクル
（不図示）を使用してKrF レーザ光で化学増幅レジスト
３を露光した後に、直ちに、ホットプレート４上で１１
０℃、６０秒間の加熱処理を行い、ついで、化学増幅レ
ジスト３上の皮膜５をキシレンにより剥離する（図１
(f),(g))。
（不図示）を使用してKrF レーザ光で化学増幅レジスト
３を露光した後に、直ちに、ホットプレート４上で１１
０℃、６０秒間の加熱処理を行い、ついで、化学増幅レ
ジスト３上の皮膜５をキシレンにより剥離する（図１
(f),(g))。
【００４４】この剥離されるまでの皮膜５は安定であ
り、表面は変化せず、露光の際にも何ら支障とならなか
った。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液により６０
秒のパドル現像を行った。
り、表面は変化せず、露光の際にも何ら支障とならなか
った。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液により６０
秒のパドル現像を行った。
【００４５】そのサンプルの断面を観察すると、図１
(h) に示すようになり、パターニングされた溝６には庇
が残っておらず、表面難溶化層は目立たなかった。 （ｄ）本発明の第４実施例の説明 次に、化学増幅レジストのパターニング工程の第４実施
例を説明するが、その工程は、図２に示すと同じように
なるので、その図を参照して説明する。
(h) に示すようになり、パターニングされた溝６には庇
が残っておらず、表面難溶化層は目立たなかった。 （ｄ）本発明の第４実施例の説明 次に、化学増幅レジストのパターニング工程の第４実施
例を説明するが、その工程は、図２に示すと同じように
なるので、その図を参照して説明する。
【００４６】まず、図２(a) に示すように、シリコン基
板１に積層された半導体や金属等の下地膜２の上に、第
３実施例と同じポジ型化学増幅レジスト３を約０．７μ
ｍの厚さに塗布した後に、図２(b) に示すように、ホッ
トプレート４上で９０℃、９０秒のプリベークを行う。
板１に積層された半導体や金属等の下地膜２の上に、第
３実施例と同じポジ型化学増幅レジスト３を約０．７μ
ｍの厚さに塗布した後に、図２(b) に示すように、ホッ
トプレート４上で９０℃、９０秒のプリベークを行う。
【００４７】この後に、図２(c) に示すように、メチル
ノルボルネンとエチレンの共重合体よりなる皮膜５を約
１．０μｍの厚さに塗布し、この後に、図２(d) に示す
ように、ホットプレート４上で、９０℃、９０秒間のプ
リベークを行う。
ノルボルネンとエチレンの共重合体よりなる皮膜５を約
１．０μｍの厚さに塗布し、この後に、図２(d) に示す
ように、ホットプレート４上で、９０℃、９０秒間のプ
リベークを行う。
【００４８】次に、図２(e) に示すように、レチクル
（不図示）を使用してKrF レーザ光で化学増幅レジスト
３を露光する。ついで、化学増幅レジスト３上の皮膜５
をキシレンにより剥離した直後に（図２(f))、図２(g)
に示すように、ホットプレート４上で、９０℃、６０秒
間の加熱処理を行う。
（不図示）を使用してKrF レーザ光で化学増幅レジスト
３を露光する。ついで、化学増幅レジスト３上の皮膜５
をキシレンにより剥離した直後に（図２(f))、図２(g)
に示すように、ホットプレート４上で、９０℃、６０秒
間の加熱処理を行う。
【００４９】この剥離されるまでの皮膜５は安定であ
り、表面は変化せず、露光の際にも何ら支障とならな
い。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液により６０秒
のパドル現像を行って、化学増幅レジスト３の断面を観
察すると、図２(h) に示すように、パターニングされて
形成された溝６内には庇がなく、その表面難溶化層はな
かった。
り、表面は変化せず、露光の際にも何ら支障とならな
い。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液により６０秒
のパドル現像を行って、化学増幅レジスト３の断面を観
察すると、図２(h) に示すように、パターニングされて
形成された溝６内には庇がなく、その表面難溶化層はな
かった。
【００５０】これに対して、皮膜を設けない従来の方法
によれば、次のような結果が得られた。まず、同じ組成
成分のポジ型化学増幅レジストを同じ厚さに塗布し、つ
いで、ホットプレート上で９０℃、９０秒間のプリベー
クを行った後に、レチクルを使用してKrF レーザ光で露
光する。そして、露光直後にホットプレート上で１１０
℃、６０秒間の加熱処理を行い、２．３８％のＴＭＡＨ
水溶液により６０秒のパドル現像を行った。
によれば、次のような結果が得られた。まず、同じ組成
成分のポジ型化学増幅レジストを同じ厚さに塗布し、つ
いで、ホットプレート上で９０℃、９０秒間のプリベー
クを行った後に、レチクルを使用してKrF レーザ光で露
光する。そして、露光直後にホットプレート上で１１０
℃、６０秒間の加熱処理を行い、２．３８％のＴＭＡＨ
水溶液により６０秒のパドル現像を行った。
【００５１】そして、化学増幅レジストの断面を観察し
たところ、そこに形成された溝には庇状の逆テーパ部が
目立つ程度に存在していた。 （ｅ）本発明の第５実施例の説明 次に、化学増幅レジストのパターニング工程の第５実施
例を説明するが、その工程は、図１に示すと同じように
なるので、その図を参照して説明する。
たところ、そこに形成された溝には庇状の逆テーパ部が
目立つ程度に存在していた。 （ｅ）本発明の第５実施例の説明 次に、化学増幅レジストのパターニング工程の第５実施
例を説明するが、その工程は、図１に示すと同じように
なるので、その図を参照して説明する。
【００５２】まず、シリコン基板１に積層された半導体
や金属等の下地膜２の上に、第１実施例と同じポジ型化
学増幅レジスト３を約０．７μｍの厚さに塗布した後
に、ホットプレート４上で９０℃、９０秒のプリベーク
を行う（図１(a),(b))。
や金属等の下地膜２の上に、第１実施例と同じポジ型化
学増幅レジスト３を約０．７μｍの厚さに塗布した後
に、ホットプレート４上で９０℃、９０秒のプリベーク
を行う（図１(a),(b))。
【００５３】さらに、メチルテトラッシクロドデセンと
メチルノルボルネンの共重合体の水素添加物よりなる皮
膜４を約１．０μｍの厚さに塗布する（図１(c))。この
後に、ホットプレート４上で、９０℃、９０秒のプリベ
ークを行う（図１(d))。
メチルノルボルネンの共重合体の水素添加物よりなる皮
膜４を約１．０μｍの厚さに塗布する（図１(c))。この
後に、ホットプレート４上で、９０℃、９０秒のプリベ
ークを行う（図１(d))。
【００５４】次に、レチクル（不図示）を使用してKrF
レーザ光で化学増幅レジスト３を露光する（図１(e))。
この露光後、直ちにホットプレート４上で９０℃、６０
秒間の加熱処理を行ってから、化学増幅レジスト３上の
皮膜５をシクロヘキサンにより剥離する（図１(f),
(g))。
レーザ光で化学増幅レジスト３を露光する（図１(e))。
この露光後、直ちにホットプレート４上で９０℃、６０
秒間の加熱処理を行ってから、化学増幅レジスト３上の
皮膜５をシクロヘキサンにより剥離する（図１(f),
(g))。
【００５５】この剥離されるまでの皮膜５は安定であ
り、表面は変化せず、露光の際にも何ら支障とならなか
った。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液によりパド
ル現像を６０秒間行って、そのサンプルの断面を観察す
ると、図１(h) に示すように、パターニングにより形成
された溝６の内側には庇がなく、その表面難溶化層は目
立たなかった。
り、表面は変化せず、露光の際にも何ら支障とならなか
った。ついで、２．３８％のＴＭＡＨ水溶液によりパド
ル現像を６０秒間行って、そのサンプルの断面を観察す
ると、図１(h) に示すように、パターニングにより形成
された溝６の内側には庇がなく、その表面難溶化層は目
立たなかった。
【００５６】なお、上記した実施例では、ポジ型の化学
増幅レジストについて述べたが、ネガ型の化学増幅レジ
ストにも同様に適用できる。
増幅レジストについて述べたが、ネガ型の化学増幅レジ
ストにも同様に適用できる。
【００５７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、化学
増幅レジストを塗布した後に、非晶性ポリオレフィン類
よりなる皮膜を形成するようにしている。
増幅レジストを塗布した後に、非晶性ポリオレフィン類
よりなる皮膜を形成するようにしている。
【００５８】非晶性ポリオレフィン類は、化学増幅レジ
ストと雰囲気とを遮断する目的で使用し、露光波長に対
する透明度が高く、撥水性を有し、皮膜形成能に優れ、
雰囲気中に含まれる不純物を透過させない。しかも、化
学的に安定であり、しかも、雰囲気中のアミン等とも反
応しないので、塗布から露光に至るまで変化することが
なく、露光パターンの精度を低下させることはない。
ストと雰囲気とを遮断する目的で使用し、露光波長に対
する透明度が高く、撥水性を有し、皮膜形成能に優れ、
雰囲気中に含まれる不純物を透過させない。しかも、化
学的に安定であり、しかも、雰囲気中のアミン等とも反
応しないので、塗布から露光に至るまで変化することが
なく、露光パターンの精度を低下させることはない。
【００５９】しかも、電離放射線の照射や加熱処理中に
レジストや雰囲気に影響されることはなく、レジスト表
面の難溶性は低減される。この結果、化学増幅レジスト
のパターン精度を良くし、解像性を向上することができ
る。
レジストや雰囲気に影響されることはなく、レジスト表
面の難溶性は低減される。この結果、化学増幅レジスト
のパターン精度を良くし、解像性を向上することができ
る。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
１ シリコン基板 ２ 下地膜 ３ 化学増幅レジスト ４ ホットプレート ５ 皮膜 ６ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾家 正行 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号 日本ゼオン株式会社研究開発センター内 (72)発明者 田中 秀行 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号 日本ゼオン株式会社研究開発センター内 (72)発明者 阿部 信紀 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号 日本ゼオン株式会社研究開発センター内
Claims (3)
- 【請求項１】基板（１）の上、又は該基板（１）の上に
形成された膜（２）の上に化学増幅レジスト（３）を塗
布する工程と、 非晶性ポリオレフィン類よりなる皮膜（５）を前記化学
増幅レジスト（３）の上に塗布した後に、加熱処理する
工程と、 前記皮膜（５）を透過する電離放射線を用いて前記化学
増幅レジスト（３）を露光し、潜像パターンを形成する
工程と、 前記皮膜（５）を除去した後に、前記化学増幅レジスト
（３）を現像して潜像パターンを顕像化する工程とを含
むことを特徴とする化学増幅レジストパターンの形成方
法。 - 【請求項２】前記潜像パターンを形成した後か、前記皮
膜（５）を除去した後のいずれかに加熱処理を行う工程
を有することを特徴とする請求項１記載の化学増幅レジ
ストパターンの形成方法。 - 【請求項３】前記非晶性ポリオレフィン類は、アルケン
類、シクロアルケン類、パーフルオロアルケン類、パー
フルオロシクロアルケン類、アルカジエン類、シクロア
ルカジエン類、パーフルオロアルカジエン類若しくはパ
ーフルオロシクロアルカジエン類のいずれかの重合体或
いは共重合体、又は、該重合体或いは該共重合体の水素
添加物、ハロゲン化物若しくはシアノ化物のいずれか、
又は、シクロアルケン類の開環重合体の水素添加物、シ
クロアルケン類とアルケン類の付加重合体、若しくは、
シクロアルケン類とα−オレフィン類の付加重合体のい
ずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載の化
学増幅レジストパターンの形成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24673492A JP3158710B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 化学増幅レジストパターンの形成方法 |
| KR1019930018615A KR0126246B1 (ko) | 1992-09-16 | 1993-09-16 | 화학 증폭 레지스트 패턴 형성방법 및 그를 사용한 반도체장치의 제조방법 |
| US08/567,210 US5707784A (en) | 1992-09-16 | 1995-12-05 | Method of forming chemically amplified resist pattern and manufacturing for semiconductor device by using the chemically amplified resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24673492A JP3158710B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 化学増幅レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0695397A true JPH0695397A (ja) | 1994-04-08 |
| JP3158710B2 JP3158710B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=17152857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24673492A Expired - Fee Related JP3158710B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 化学増幅レジストパターンの形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5707784A (ja) |
| JP (1) | JP3158710B2 (ja) |
| KR (1) | KR0126246B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008035620A1 (fr) * | 2006-09-20 | 2008-03-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Matériau pour la fabrication d'un film protecteur, procédé de fabrication d'un motif de résine photosensible, et solution de lavage/enlèvement du film protecteur |
| US7608386B2 (en) | 2006-02-16 | 2009-10-27 | Fujitsu Limited | Resist cover film-forming material, process for forming resist pattern, semiconductor device and process for manufacturing the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6407817B1 (en) | 1993-12-20 | 2002-06-18 | Minolta Co., Ltd. | Measuring system with improved method of reading image data of an object |
| US6077643A (en) * | 1997-08-28 | 2000-06-20 | Shipley Company, L.L.C. | Polymers and photoresist compositions |
| JPH1195442A (ja) * | 1997-09-24 | 1999-04-09 | Sharp Corp | フォトレジストパターン形成方法 |
| US6057083A (en) | 1997-11-04 | 2000-05-02 | Shipley Company, L.L.C. | Polymers and photoresist compositions |
| US6165674A (en) * | 1998-01-15 | 2000-12-26 | Shipley Company, L.L.C. | Polymers and photoresist compositions for short wavelength imaging |
| US6818049B1 (en) | 1998-05-05 | 2004-11-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Environmentally preferred fluids and fluid blends |
| US6280519B1 (en) * | 1998-05-05 | 2001-08-28 | Exxon Chemical Patents Inc. | Environmentally preferred fluids and fluid blends |
| JP2000031025A (ja) * | 1998-07-15 | 2000-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | レジストパターンの形成方法 |
| US6303416B1 (en) | 1999-10-07 | 2001-10-16 | International Business Machines Corporation | Method to reduce plasma etch fluting |
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