JPH07106234A - 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
- Publication number
- JPH07106234A JPH07106234A JP25165493A JP25165493A JPH07106234A JP H07106234 A JPH07106234 A JP H07106234A JP 25165493 A JP25165493 A JP 25165493A JP 25165493 A JP25165493 A JP 25165493A JP H07106234 A JPH07106234 A JP H07106234A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist film
- resist
- chemically amplified
- acid generator
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レジストパターンを良好な形状および寸法精
度で形成することができるレジストパターンの形成方法
を得る。 【構成】 半導体基板１上に酸発生剤９を所定の濃度含
む第１の溶液を塗布して第１のレジスト膜１０を形成す
る工程と、第１の溶液より低濃度の酸発生剤を含む第２
の溶液を第１のレジスト膜１０上に塗布して第２のレジ
スト膜１１を形成する工程と、所定の温度でベーキング
を行い第１のレジスト膜１０中の酸発生剤９を第２のレ
ジスト膜１１中に熱拡散させて化学増幅型レジスト膜１
２を形成する工程とを含有する。
度で形成することができるレジストパターンの形成方法
を得る。 【構成】 半導体基板１上に酸発生剤９を所定の濃度含
む第１の溶液を塗布して第１のレジスト膜１０を形成す
る工程と、第１の溶液より低濃度の酸発生剤を含む第２
の溶液を第１のレジスト膜１０上に塗布して第２のレジ
スト膜１１を形成する工程と、所定の温度でベーキング
を行い第１のレジスト膜１０中の酸発生剤９を第２のレ
ジスト膜１１中に熱拡散させて化学増幅型レジスト膜１
２を形成する工程とを含有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、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に係り、特にレジ
ストパターンの形状の改善および寸法精度の向上に関す
るものである。
を用いたレジストパターンの形成方法に係り、特にレジ
ストパターンの形状の改善および寸法精度の向上に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】６４ＭＤＲＡＭ以降のデバイス製造プロ
セスには、クオーターミクロンリソグラフィ技術の開発
が必要となっている。現在エキシマレーザ光等のｄｅｅ
ｐＵＶ光を用いたリソグラフィでは、光化学反応により
分解して酸を発生する酸発生剤、ｄｅｅｐＵＶ光に対す
る吸収が小さく且つ酸触媒反応により分解する基を有
し、ソフトベーキングによりアルカリ現像液に対する溶
解性が増大するベース樹脂、および溶解抑制剤から成る
３成分化学増幅ポジ型レジスト、又は、溶解抑制剤を含
まずに上記酸発生剤およびベース樹脂から成る２成分化
学増幅ポジ型レジストが用いられている。
セスには、クオーターミクロンリソグラフィ技術の開発
が必要となっている。現在エキシマレーザ光等のｄｅｅ
ｐＵＶ光を用いたリソグラフィでは、光化学反応により
分解して酸を発生する酸発生剤、ｄｅｅｐＵＶ光に対す
る吸収が小さく且つ酸触媒反応により分解する基を有
し、ソフトベーキングによりアルカリ現像液に対する溶
解性が増大するベース樹脂、および溶解抑制剤から成る
３成分化学増幅ポジ型レジスト、又は、溶解抑制剤を含
まずに上記酸発生剤およびベース樹脂から成る２成分化
学増幅ポジ型レジストが用いられている。
【０００３】図１１は例えばSPIE Vol.1086 Advances i
n Resist Technology and ProcessingVI(1989)に発表さ
れた２成分化学増幅ポジ型レジストを示すもので、図１
１（Ａ）はベース樹脂として用いられるｔ−ＢＯＣ化し
たポリ−Ｐ−ヒドロキシスチレン、図１１（Ｂ）は酸発
生剤の一例としてのトリフェニルスルフォニウムヘキサ
フルオロアンチモネートの構造式をそれぞれ示し、図１
１（Ａ）中ｎは重合度を表す自然数である。
n Resist Technology and ProcessingVI(1989)に発表さ
れた２成分化学増幅ポジ型レジストを示すもので、図１
１（Ａ）はベース樹脂として用いられるｔ−ＢＯＣ化し
たポリ−Ｐ−ヒドロキシスチレン、図１１（Ｂ）は酸発
生剤の一例としてのトリフェニルスルフォニウムヘキサ
フルオロアンチモネートの構造式をそれぞれ示し、図１
１（Ａ）中ｎは重合度を表す自然数である。
【０００４】図１２はエキシマレーザリソグラフィによ
る従来の化学増幅型レジストを用いたレジストパターン
の形成方法の工程を示す模式図である。従来のレジスト
パターンの形成方法は、図１２（Ａ）に示すように、ま
ず半導体基板１上に厚さ１．０〜１．５μｍ程度のエキ
シマレーザリソグラフィ用化学増幅ポジ型レジストをス
ピンコートし、８０℃〜１３０℃程度のソフトベークを
行うことにより化学増幅ポジ型レジスト膜２を形成す
る。
る従来の化学増幅型レジストを用いたレジストパターン
の形成方法の工程を示す模式図である。従来のレジスト
パターンの形成方法は、図１２（Ａ）に示すように、ま
ず半導体基板１上に厚さ１．０〜１．５μｍ程度のエキ
シマレーザリソグラフィ用化学増幅ポジ型レジストをス
ピンコートし、８０℃〜１３０℃程度のソフトベークを
行うことにより化学増幅ポジ型レジスト膜２を形成す
る。
【０００５】次いで、図１２（Ｂ）に示すように、この
化学増幅ポジ型レジスト膜２上に、エキシマレーザ光等
のｄｅｅｐＵＶ光３をレチクル４を介して所定のパター
ンで照射して露光部６を形成し、化学増幅ポジ型レジス
トのｔ−ＢＯＣ化したベース樹脂の脱ｔ−ＢＯＣ化を触
媒するプロトン酸５を発生させる。次いで、露光後６０
℃〜１００℃の温度で１〜２分間ベークを行うことによ
り、露光部６においてプロトン酸５によりベース樹脂の
ｔ−ＢＯＣ化反応を起こさせ、図１２（Ｃ）に示すよう
に、アルカリ現像液に対する溶解性が増大した酸触媒反
応部７を適当な濃度のアルカリ現像液によって溶出さ
せ、図１２（Ｄ）に示すようにレジストパターン８を形
成する。
化学増幅ポジ型レジスト膜２上に、エキシマレーザ光等
のｄｅｅｐＵＶ光３をレチクル４を介して所定のパター
ンで照射して露光部６を形成し、化学増幅ポジ型レジス
トのｔ−ＢＯＣ化したベース樹脂の脱ｔ−ＢＯＣ化を触
媒するプロトン酸５を発生させる。次いで、露光後６０
℃〜１００℃の温度で１〜２分間ベークを行うことによ
り、露光部６においてプロトン酸５によりベース樹脂の
ｔ−ＢＯＣ化反応を起こさせ、図１２（Ｃ）に示すよう
に、アルカリ現像液に対する溶解性が増大した酸触媒反
応部７を適当な濃度のアルカリ現像液によって溶出さ
せ、図１２（Ｄ）に示すようにレジストパターン８を形
成する。
【０００６】なお、図１３は図１２で説明したレジスト
パターン８の形成過程における酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反
応のスキームを表すもので、図１３（Ａ）はエキシマレ
ーザの光のｄｅｅｐＵＶ光３の照射により発生するプロ
トン酸５（ＨＸ）によるｔ−ＢＯＣ化したベース樹脂の
酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反応の式を示し、図１３（Ｂ）は
この反応による化学増幅ポジ型レジスト膜２の、露光部
６と未露光部とのアルカリ現像液に対する溶解性の差を
示す特性図である。
パターン８の形成過程における酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反
応のスキームを表すもので、図１３（Ａ）はエキシマレ
ーザの光のｄｅｅｐＵＶ光３の照射により発生するプロ
トン酸５（ＨＸ）によるｔ−ＢＯＣ化したベース樹脂の
酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反応の式を示し、図１３（Ｂ）は
この反応による化学増幅ポジ型レジスト膜２の、露光部
６と未露光部とのアルカリ現像液に対する溶解性の差を
示す特性図である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の化学増幅型レジ
ストを用いたレジストパターンは以上のような方法で形
成されているので、酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化を起こさせる
ために酸発生剤を必要とするが、この酸発生剤はｄｅｅ
ｐＵＶ光の吸収性が強く、また、フォトブリーチング性
を有していないため、レジスト膜の表面に比べて基板側
では光強度が低下し、反応を触媒する酸濃度が基板側で
は低下するため、レジストパターンプロファイルが、ポ
ジ型レジストの場合は図１２（Ｄ）に示すように順テー
パ状に、また、ネガ型レジストの場合は逆テーパ状にそ
れぞれ劣化し、形状および寸法精度の良好なレジストパ
ターンを得ることが困難であるという問題点があった。
ストを用いたレジストパターンは以上のような方法で形
成されているので、酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化を起こさせる
ために酸発生剤を必要とするが、この酸発生剤はｄｅｅ
ｐＵＶ光の吸収性が強く、また、フォトブリーチング性
を有していないため、レジスト膜の表面に比べて基板側
では光強度が低下し、反応を触媒する酸濃度が基板側で
は低下するため、レジストパターンプロファイルが、ポ
ジ型レジストの場合は図１２（Ｄ）に示すように順テー
パ状に、また、ネガ型レジストの場合は逆テーパ状にそ
れぞれ劣化し、形状および寸法精度の良好なレジストパ
ターンを得ることが困難であるという問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、化学増幅型レジストを用いたレ
ジストパターンを良好な形状および寸法精度で形成する
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る。
ためになされたもので、化学増幅型レジストを用いたレ
ジストパターンを良好な形状および寸法精度で形成する
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る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るレジストパターンの形成方法は、半導体基板上に酸発
生剤を所定の濃度含む第１の溶液を塗布して第１のレジ
スト膜を形成する工程と、第１の溶液より低濃度の酸発
生剤を含む第２の溶液を第１のレジスト膜上に塗布して
第２のレジスト膜を形成する工程と、所定の温度でベー
キングを行い第１のレジスト膜中の酸発生剤を第２のレ
ジスト膜中に熱拡散させて化学増幅型レジスト膜を形成
する工程とを含有するものである。
るレジストパターンの形成方法は、半導体基板上に酸発
生剤を所定の濃度含む第１の溶液を塗布して第１のレジ
スト膜を形成する工程と、第１の溶液より低濃度の酸発
生剤を含む第２の溶液を第１のレジスト膜上に塗布して
第２のレジスト膜を形成する工程と、所定の温度でベー
キングを行い第１のレジスト膜中の酸発生剤を第２のレ
ジスト膜中に熱拡散させて化学増幅型レジスト膜を形成
する工程とを含有するものである。
【００１０】又、この発明の請求項２に係るレジストパ
ターンの形成方法は、含まれる酸発生剤の濃度を漸次減
少させながら溶液を半導体基板上に塗布して化学増幅型
レジスト膜を形成する工程を含有するものである。
ターンの形成方法は、含まれる酸発生剤の濃度を漸次減
少させながら溶液を半導体基板上に塗布して化学増幅型
レジスト膜を形成する工程を含有するものである。
【００１１】又、この発明の請求項３に係るレジストパ
ターンの形成方法は、ベースレジンが溶解されたレジス
ト溶液に、酸発生剤が溶解されたレジスト溶液を吐出量
が順次減少するようにマスフローコントローラにより所
望の割合に混合させながら半導体基板上に塗布するよう
にしたものである。
ターンの形成方法は、ベースレジンが溶解されたレジス
ト溶液に、酸発生剤が溶解されたレジスト溶液を吐出量
が順次減少するようにマスフローコントローラにより所
望の割合に混合させながら半導体基板上に塗布するよう
にしたものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項１におけるレジストパターン
の形成方法は、半導体基板上に酸発生剤を所定の濃度含
む第１のレジスト膜を形成した後、その上から酸発生剤
を上記所定の濃度より低い濃度含む第２のレジスト膜を
重ねて形成することにより、酸発生剤の濃度を、化学増
幅型レジスト膜の膜厚方向に半導体基板側で高く、また
表面側で低くなるように変化させる。
の形成方法は、半導体基板上に酸発生剤を所定の濃度含
む第１のレジスト膜を形成した後、その上から酸発生剤
を上記所定の濃度より低い濃度含む第２のレジスト膜を
重ねて形成することにより、酸発生剤の濃度を、化学増
幅型レジスト膜の膜厚方向に半導体基板側で高く、また
表面側で低くなるように変化させる。
【００１３】又、この発明の請求項２におけるレジスト
パターンの形成方法は、含まれる酸発生剤の濃度を漸次
減少させながら溶液を半導体基板上に塗布して化学増幅
型レジスト膜を形成することにより、酸発生剤の濃度
を、化学増幅型レジスト膜の膜厚方向に半導体基板側か
ら漸次低くなるように変化させる。
パターンの形成方法は、含まれる酸発生剤の濃度を漸次
減少させながら溶液を半導体基板上に塗布して化学増幅
型レジスト膜を形成することにより、酸発生剤の濃度
を、化学増幅型レジスト膜の膜厚方向に半導体基板側か
ら漸次低くなるように変化させる。
【００１４】又、この発明の請求項３におけるレジスト
パターンの形成方法は、ベースレジンが溶解されたレジ
スト溶液に、酸発生剤が溶解されたレジスト溶液を吐出
量が順次減少するようにマスフローコントローラにより
所望の割合に混合させながら半導体基板上に塗布するこ
とにより、酸発生剤の濃度を、化学増幅型レジスト膜の
膜厚方向に半導体基板側から所望の勾配で漸次低くなる
ように変化させる。
パターンの形成方法は、ベースレジンが溶解されたレジ
スト溶液に、酸発生剤が溶解されたレジスト溶液を吐出
量が順次減少するようにマスフローコントローラにより
所望の割合に混合させながら半導体基板上に塗布するこ
とにより、酸発生剤の濃度を、化学増幅型レジスト膜の
膜厚方向に半導体基板側から所望の勾配で漸次低くなる
ように変化させる。
【００１５】
実施例１．以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの発明の実施例１における化学増幅型レ
ジストを用いたレジストパターンの形成方法の工程を示
す模式図である。この発明の実施例１におけるレジスト
パターンの形成方法は、まず図１（Ａ）に示すように、
半導体基板１上に例えば図２（Ａ）に一例を示す化学増
幅ポジ型レジストのベースレジンとして用いられるｔ−
ＢＯＣ化したポリ−Ｐ−ヒドロキシスチレンに、酸発生
剤９としてトリフェニルスルホニウムトリフレートを含
んだ酸発生濃度の高い溶液をスピンコートし、厚さ０．
７μｍ〜１．２μｍ程度の第１のレジスト膜１０を形成
する。
する。図１はこの発明の実施例１における化学増幅型レ
ジストを用いたレジストパターンの形成方法の工程を示
す模式図である。この発明の実施例１におけるレジスト
パターンの形成方法は、まず図１（Ａ）に示すように、
半導体基板１上に例えば図２（Ａ）に一例を示す化学増
幅ポジ型レジストのベースレジンとして用いられるｔ−
ＢＯＣ化したポリ−Ｐ−ヒドロキシスチレンに、酸発生
剤９としてトリフェニルスルホニウムトリフレートを含
んだ酸発生濃度の高い溶液をスピンコートし、厚さ０．
７μｍ〜１．２μｍ程度の第１のレジスト膜１０を形成
する。
【００１６】次いで図１（Ｂ）に示すように、この第１
のレジスト膜１０上に、第１のレジスト膜１０より酸発
生濃度が低いか、または、例えば図２（Ｂ）に一例を示
す酸発生剤を全く含まない化学増幅ポジ型レジストのベ
ースレジンとして用いられるｔ−ＢＯＣ化したポリ−Ｐ
−ヒドロキシスチレンをスピンコートし、厚さ０．２μ
ｍ〜０．５μｍ程度の第２のレジスト膜１１を形成す
る。次いで、これら両レジスト膜１０、１１が形成され
ると、８０℃〜１３０℃程度のソフトベークを行って溶
媒を蒸発させるとともに、図１（Ｃ）中矢印で示すよう
に第１のレジスト膜１０中の酸発生剤９を第２のレジス
ト膜１１中に熱拡散させ化学増幅型レジスト膜１２を形
成する。そして、この熱拡散により、図３に実線で示す
ようにｄｅｅｐＵＶ光吸収の強い酸発生剤９の濃度が、
図中破線で示す通常の方法で塗布した場合と異なり、半
導体基板１側で高くレジスト膜の表面側で低くなる。
のレジスト膜１０上に、第１のレジスト膜１０より酸発
生濃度が低いか、または、例えば図２（Ｂ）に一例を示
す酸発生剤を全く含まない化学増幅ポジ型レジストのベ
ースレジンとして用いられるｔ−ＢＯＣ化したポリ−Ｐ
−ヒドロキシスチレンをスピンコートし、厚さ０．２μ
ｍ〜０．５μｍ程度の第２のレジスト膜１１を形成す
る。次いで、これら両レジスト膜１０、１１が形成され
ると、８０℃〜１３０℃程度のソフトベークを行って溶
媒を蒸発させるとともに、図１（Ｃ）中矢印で示すよう
に第１のレジスト膜１０中の酸発生剤９を第２のレジス
ト膜１１中に熱拡散させ化学増幅型レジスト膜１２を形
成する。そして、この熱拡散により、図３に実線で示す
ようにｄｅｅｐＵＶ光吸収の強い酸発生剤９の濃度が、
図中破線で示す通常の方法で塗布した場合と異なり、半
導体基板１側で高くレジスト膜の表面側で低くなる。
【００１７】次いで図１（Ｄ）に示すように、化学増幅
型レジスト膜１２の表面からエキシマレーザ光等のｄｅ
ｅｐＵＶ光３を、レチクル４を介して所定のパターンで
照射して露光部１３を形成し、この露光部１３内にｔ−
ＢＯＣ化したベース樹脂の脱ｔ−ＢＯＣ化を触媒するプ
ロトン酸１４を発生させる。この時発生するプロトン酸
１４の分布は、酸発生剤９の濃度と照射されるｄｅｅｐ
ＵＶ光３の強度とが、化学増幅型レジスト膜１２の膜厚
方向に逆比例して分布されるので、図４に実線で示すよ
うに図中破線で示す通常の場合と比較して均一化されて
いる。
型レジスト膜１２の表面からエキシマレーザ光等のｄｅ
ｅｐＵＶ光３を、レチクル４を介して所定のパターンで
照射して露光部１３を形成し、この露光部１３内にｔ−
ＢＯＣ化したベース樹脂の脱ｔ−ＢＯＣ化を触媒するプ
ロトン酸１４を発生させる。この時発生するプロトン酸
１４の分布は、酸発生剤９の濃度と照射されるｄｅｅｐ
ＵＶ光３の強度とが、化学増幅型レジスト膜１２の膜厚
方向に逆比例して分布されるので、図４に実線で示すよ
うに図中破線で示す通常の場合と比較して均一化されて
いる。
【００１８】次いで図１（Ｅ）に示すように、６０℃〜
１００℃程度の温度で１〜２分間ベークを行うことによ
り、露光部１３で選択的にベース樹脂の酸触媒脱ｔ−Ｂ
ＯＣ化反応を起こさせ、アルカリ現像液に対する溶解性
を増大させて、酸触媒反応部１５を形成した後、図１
（Ｆ）に示すように、酸触媒反応部１５を適当な濃度の
アルカリ現像液によって溶出させ、レジストパターン１
６を形成する。
１００℃程度の温度で１〜２分間ベークを行うことによ
り、露光部１３で選択的にベース樹脂の酸触媒脱ｔ−Ｂ
ＯＣ化反応を起こさせ、アルカリ現像液に対する溶解性
を増大させて、酸触媒反応部１５を形成した後、図１
（Ｆ）に示すように、酸触媒反応部１５を適当な濃度の
アルカリ現像液によって溶出させ、レジストパターン１
６を形成する。
【００１９】上記実施例１によれば、酸発生剤９の濃度
を化学増幅型レジスト膜１２の基板側から表面側に向け
て低下させ、照射されるｄｅｅｐＵＶ光３の強度と逆比
例するようにしているので、ｄｅｅｐＵＶ光３の照射に
より発生するプロトン酸１４の分布が、化学増幅型レジ
スト膜１２の膜厚方向に均一化され、酸触媒脱ｔ−ＢＯ
Ｃ化反応により増大するアルカリ現像液に対する溶解性
も、膜厚方向に均一化されるため、レジストパターン１
６のプロファイルは、ポジ型レジストを用いた場合は図
５（Ａ）に示すように、又、ネガ型レジストを用いた場
合は図５（Ｂ）に示すようにそれぞれ形状および寸法精
度が改善される。
を化学増幅型レジスト膜１２の基板側から表面側に向け
て低下させ、照射されるｄｅｅｐＵＶ光３の強度と逆比
例するようにしているので、ｄｅｅｐＵＶ光３の照射に
より発生するプロトン酸１４の分布が、化学増幅型レジ
スト膜１２の膜厚方向に均一化され、酸触媒脱ｔ−ＢＯ
Ｃ化反応により増大するアルカリ現像液に対する溶解性
も、膜厚方向に均一化されるため、レジストパターン１
６のプロファイルは、ポジ型レジストを用いた場合は図
５（Ａ）に示すように、又、ネガ型レジストを用いた場
合は図５（Ｂ）に示すようにそれぞれ形状および寸法精
度が改善される。
【００２０】実施例２．図６はこの発明の実施例２にお
けるレジストパターンの形成方法が適用されるレジスト
処理装置の概略構成を示す図である。図において、１７
は例えば図７（Ａ）に示すｔ−ＢＯＣ化したポリ−Ｐ−
ヒドロキシスチレン等のベースレジンが溶解されたレジ
スト溶液、１８は例えば図７（Ｂ）に示すトリフェニル
スルフォニウムトリフレート等の酸発生剤が溶解された
レジスト溶液、１９はレジストノズル、２０はレジスト
溶液１７をフィルタ２１を介してレジストノズル１９側
に送出するポンプ、２２は光ファイバ２３を介してレジ
ストノズル１９から吐出される溶液中を導かれ、露光波
長とは異なり酸発生剤に特有なｄｅｅｐＵＶ光２４を計
測することにより、溶液中に含まれる酸発生剤の量を検
出するセンサ、２５はこのセンサ２２の検出結果に対応
して、所望の量のレジスト溶液１８をフィルタ２６を介
してレジストノズル１９に導出するマスフローコントロ
ーラである。
けるレジストパターンの形成方法が適用されるレジスト
処理装置の概略構成を示す図である。図において、１７
は例えば図７（Ａ）に示すｔ−ＢＯＣ化したポリ−Ｐ−
ヒドロキシスチレン等のベースレジンが溶解されたレジ
スト溶液、１８は例えば図７（Ｂ）に示すトリフェニル
スルフォニウムトリフレート等の酸発生剤が溶解された
レジスト溶液、１９はレジストノズル、２０はレジスト
溶液１７をフィルタ２１を介してレジストノズル１９側
に送出するポンプ、２２は光ファイバ２３を介してレジ
ストノズル１９から吐出される溶液中を導かれ、露光波
長とは異なり酸発生剤に特有なｄｅｅｐＵＶ光２４を計
測することにより、溶液中に含まれる酸発生剤の量を検
出するセンサ、２５はこのセンサ２２の検出結果に対応
して、所望の量のレジスト溶液１８をフィルタ２６を介
してレジストノズル１９に導出するマスフローコントロ
ーラである。
【００２１】次に、上記のように構成されるレジスト処
理装置を用いて形成されるレジストパターンの形成方法
を図８に基づいて説明する。まず、図８（Ａ）に示すよ
うに半導体基板１上にレジスト溶液を、含まれる酸発生
剤２７の濃度を漸次減少させながらスピンコートする。
なお、濃度は、図６において、レジストノズル１９から
吐出されるレジスト溶液に含まれる酸発生剤２７の量を
センサ２２によって検出しながら、マスフローコントロ
ーラ２５によりレジスト溶液１７に、レジスト溶液１８
を所望の割合で混合することにより制御される。
理装置を用いて形成されるレジストパターンの形成方法
を図８に基づいて説明する。まず、図８（Ａ）に示すよ
うに半導体基板１上にレジスト溶液を、含まれる酸発生
剤２７の濃度を漸次減少させながらスピンコートする。
なお、濃度は、図６において、レジストノズル１９から
吐出されるレジスト溶液に含まれる酸発生剤２７の量を
センサ２２によって検出しながら、マスフローコントロ
ーラ２５によりレジスト溶液１７に、レジスト溶液１８
を所望の割合で混合することにより制御される。
【００２２】そして、８０℃〜１３０℃程度のソフトベ
ークを行って化学増幅型レジスト膜２８を形成する。こ
の時、化学増幅型レジスト膜２８中の酸発生剤９の濃度
は、図９に実線で示すように、図中破線で示す通常の方
法で塗布した場合と異なり、半導体基板１側で高く膜の
表面側で低くなっている。
ークを行って化学増幅型レジスト膜２８を形成する。こ
の時、化学増幅型レジスト膜２８中の酸発生剤９の濃度
は、図９に実線で示すように、図中破線で示す通常の方
法で塗布した場合と異なり、半導体基板１側で高く膜の
表面側で低くなっている。
【００２３】次いで図８（Ｂ）に示すように、化学増幅
型レジスト膜２８の表面からエキシマレーザ光等のｄｅ
ｅｐＵＶ光３を、レチクル４を介して所定のパターンで
照射して露光部２９を形成し、この露光部２９内にｔ−
ＢＯＣ化したベース樹脂の脱ｔ−ＢＯＣ化を触媒するプ
ロトン酸３０を発生させる。この時発生するプロトン酸
３０の分布は、酸発生剤２７の濃度と照射されるｄｅｅ
ｐＵＶ光３の強度とが、化学増幅型レジスト膜２８の膜
厚方向に逆比例して分布されるので、図１０に実線で示
すように図中破線で示す通常の場合と比較して均一化さ
れている。
型レジスト膜２８の表面からエキシマレーザ光等のｄｅ
ｅｐＵＶ光３を、レチクル４を介して所定のパターンで
照射して露光部２９を形成し、この露光部２９内にｔ−
ＢＯＣ化したベース樹脂の脱ｔ−ＢＯＣ化を触媒するプ
ロトン酸３０を発生させる。この時発生するプロトン酸
３０の分布は、酸発生剤２７の濃度と照射されるｄｅｅ
ｐＵＶ光３の強度とが、化学増幅型レジスト膜２８の膜
厚方向に逆比例して分布されるので、図１０に実線で示
すように図中破線で示す通常の場合と比較して均一化さ
れている。
【００２４】次いで図８（Ｃ）に示すように、６０℃〜
１００℃程度の温度で１〜２分間ベークを行うことによ
り、露光部２９で選択的にベース樹脂の酸触媒脱ｔ−Ｂ
ＯＣ化反応を起こさせ、アルカリ現像液に対する溶解性
を増大させて、酸触媒反応部３１を形成した後、図８
（Ｄ）に示すように、酸触媒反応部３１を適当な濃度の
アルカリ現像液によって溶出させ、レジストパターン３
２を形成する。
１００℃程度の温度で１〜２分間ベークを行うことによ
り、露光部２９で選択的にベース樹脂の酸触媒脱ｔ−Ｂ
ＯＣ化反応を起こさせ、アルカリ現像液に対する溶解性
を増大させて、酸触媒反応部３１を形成した後、図８
（Ｄ）に示すように、酸触媒反応部３１を適当な濃度の
アルカリ現像液によって溶出させ、レジストパターン３
２を形成する。
【００２５】上記実施例２によれば、実施例１の場合と
同様に酸発生剤２７の濃度を化学増幅型レジスト膜２８
の基板側から表面側に向けて低下させ、照射されるｄｅ
ｅｐＵＶ光３の強度と逆比例するようにしているので、
ｄｅｅｐＵＶ光３の照射により発生するプロトン酸３０
の分布が、化学増幅型レジスト膜２８の膜厚方向に均一
化され、酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反応により増大するアル
カリ現像液に対する溶解性も、膜厚方向に均一化される
ため、レジストパターン３２のプロファイルは、ポジ型
レジストを用いた場合は図５（Ａ）に示すように、又、
ネガ型レジストを用いた場合は図５（Ｂ）に示すように
それぞれ形状および寸法精度が改善される。
同様に酸発生剤２７の濃度を化学増幅型レジスト膜２８
の基板側から表面側に向けて低下させ、照射されるｄｅ
ｅｐＵＶ光３の強度と逆比例するようにしているので、
ｄｅｅｐＵＶ光３の照射により発生するプロトン酸３０
の分布が、化学増幅型レジスト膜２８の膜厚方向に均一
化され、酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反応により増大するアル
カリ現像液に対する溶解性も、膜厚方向に均一化される
ため、レジストパターン３２のプロファイルは、ポジ型
レジストを用いた場合は図５（Ａ）に示すように、又、
ネガ型レジストを用いた場合は図５（Ｂ）に示すように
それぞれ形状および寸法精度が改善される。
【００２６】実施例３．なお、上記各実施例１、２で
は、２成分化学増幅型レジストを用いた場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、３成分化学
増幅型レジストを用いた場合に適用しても同様の効果を
発揮できることは言うまでもない。
は、２成分化学増幅型レジストを用いた場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、３成分化学
増幅型レジストを用いた場合に適用しても同様の効果を
発揮できることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば半導体基板上に酸発生剤を所定の濃度含む第１の溶
液を塗布して第１のレジスト膜を形成する工程と、第１
の溶液より低濃度の酸発生剤を含む第２の溶液を第１の
レジスト膜上に塗布して第２のレジスト膜を形成する工
程と、所定の温度でベーキングを行い第１のレジスト膜
中の酸発生剤を第２のレジスト膜中に熱拡散させて化学
増幅型レジスト膜を形成する工程とを含有したので、レ
ジストパターンを良好な形状および寸法精度で形成する
ことが可能なレジストパターンの形成方法を提供するこ
とができる。
れば半導体基板上に酸発生剤を所定の濃度含む第１の溶
液を塗布して第１のレジスト膜を形成する工程と、第１
の溶液より低濃度の酸発生剤を含む第２の溶液を第１の
レジスト膜上に塗布して第２のレジスト膜を形成する工
程と、所定の温度でベーキングを行い第１のレジスト膜
中の酸発生剤を第２のレジスト膜中に熱拡散させて化学
増幅型レジスト膜を形成する工程とを含有したので、レ
ジストパターンを良好な形状および寸法精度で形成する
ことが可能なレジストパターンの形成方法を提供するこ
とができる。
【００２８】又、この発明の請求項２によれば、含まれ
る酸発生剤の濃度を漸次減少させながら溶液を半導体基
板上に塗布して化学増幅型レジスト膜を形成する工程を
含有したので、レジストパターンを良好な形状および寸
法精度で形成することが可能なレジストパターンの形成
方法を提供することができる。
る酸発生剤の濃度を漸次減少させながら溶液を半導体基
板上に塗布して化学増幅型レジスト膜を形成する工程を
含有したので、レジストパターンを良好な形状および寸
法精度で形成することが可能なレジストパターンの形成
方法を提供することができる。
【００２９】又、この発明の請求項３によれば、ベース
レジンが溶解されたレジスト溶液に、酸発生剤が溶解さ
れたレジスト溶液を吐出量が順次減少するようにマスフ
ローコントローラにより所望の割合に混合させながら半
導体基板上に塗布するようにしたので、レジストパター
ンを良好な形状および寸法精度で形成することが可能な
ことは勿論のこと、形状および寸法精度をより細かく制
御することが可能なレジストパターンの形成方法を提供
することができる。
レジンが溶解されたレジスト溶液に、酸発生剤が溶解さ
れたレジスト溶液を吐出量が順次減少するようにマスフ
ローコントローラにより所望の割合に混合させながら半
導体基板上に塗布するようにしたので、レジストパター
ンを良好な形状および寸法精度で形成することが可能な
ことは勿論のこと、形状および寸法精度をより細かく制
御することが可能なレジストパターンの形成方法を提供
することができる。
【図１】この発明の実施例１におけ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の工程を示す模
式図である。
トを用いたレジストパターンの形成方法の工程を示す模
式図である。
【図２】図１におけるレジストパターンの形成に用いら
れる化学増幅型レジストの構造式を示す図である。
れる化学増幅型レジストの構造式を示す図である。
【図３】図１に示すレジストパターンの形成過程におけ
る化学増幅型レジスト膜中に含まれる酸発生剤のレジス
ト膜厚方向の濃度分布を示す図である。
る化学増幅型レジスト膜中に含まれる酸発生剤のレジス
ト膜厚方向の濃度分布を示す図である。
【図４】図３に示す状態の化学増幅型レジスト膜中に、
ｄｅｅｐＵＶ露光により発生するプロトン酸のレジスト
膜厚方向の濃度分布を示す図である。
ｄｅｅｐＵＶ露光により発生するプロトン酸のレジスト
膜厚方向の濃度分布を示す図である。
【図５】図１におけるレジストパターンの形成方法によ
り、形状および寸法精度の良好なレジストパターンが形
成されることを示す模式図である。
り、形状および寸法精度の良好なレジストパターンが形
成されることを示す模式図である。
【図６】この発明の実施例２におけるレジストパターン
の形成方法が適用されるレジスト処理装置の概略構成を
示す図である。
の形成方法が適用されるレジスト処理装置の概略構成を
示す図である。
【図７】図６における２種類のレジスト溶液の構造式を
示す図である。
示す図である。
【図８】この発明の実施例２におけるレジストパターン
の形成方法の工程を示す模式図である。
の形成方法の工程を示す模式図である。
【図９】図８に示すレジストパターンの形成過程におけ
る化学増幅型レジスト膜中に含まれる酸発生剤のレジス
ト膜厚方向の濃度分布を示す図である。
る化学増幅型レジスト膜中に含まれる酸発生剤のレジス
ト膜厚方向の濃度分布を示す図である。
【図１０】図９に示す状態の化学増幅型レジスト膜中
に、ｄｅｅｐＵＶ露光により発生するプロトン酸のレジ
スト膜厚方向の濃度分布を示す図である。
に、ｄｅｅｐＵＶ露光により発生するプロトン酸のレジ
スト膜厚方向の濃度分布を示す図である。
【図１１】従来の２成分化学増幅ポジ型レジストの構造
式を示す図である。
式を示す図である。
【図１２】従来の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の工程を示す模式図である。
パターンの形成方法の工程を示す模式図である。
【図１３】図１２におけるレジストパターンの形成過程
における酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反応のスキームを表すも
ので、図１３（Ａ）はエキシマレーザの光のｄｅｅｐＵ
Ｖ光の照射により発生するプロトン酸５（ＨＸ）による
ｔ−ＢＯＣ化したベース樹脂の酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反
応の式を示す図、図１３（Ｂ）はこの反応による化学増
幅ポジ型レジスト膜の、露光部と未露光部とのアルカリ
現像液に対する溶解性の差を示す特性図である。
における酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反応のスキームを表すも
ので、図１３（Ａ）はエキシマレーザの光のｄｅｅｐＵ
Ｖ光の照射により発生するプロトン酸５（ＨＸ）による
ｔ−ＢＯＣ化したベース樹脂の酸触媒脱ｔ−ＢＯＣ化反
応の式を示す図、図１３（Ｂ）はこの反応による化学増
幅ポジ型レジスト膜の、露光部と未露光部とのアルカリ
現像液に対する溶解性の差を示す特性図である。
１ 半導体基板 ２、１２、２８ 化学増幅型レジスト膜 ３ ｄｅｅｐＵＶ光 ４ レチクル ５、１４、３０ プロトン酸 ６、１３、２９ 露光部 ７、１５、３１ 酸触媒反応部 ８、１６、３２ レジストパターン ９、２７ 酸発生剤 １０ 第１のレジスト膜 １１ 第２のレジスト膜 ２５ マスフローコントローラ
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に酸発生剤を所定の濃度含
む第１の溶液を塗布して第１のレジスト膜を形成する工
程と、上記第１の溶液より低濃度の酸発生剤を含む第２
の溶液を上記第１のレジスト膜上に塗布して第２のレジ
スト膜を形成する工程と、所定の温度でベーキングを行
い上記第１のレジスト膜中の酸発生剤を上記第２のレジ
スト膜中に熱拡散させて化学増幅型レジスト膜を形成す
る工程と、上記化学増幅型レジスト膜上にマスクを介し
てｄｅｅｐＵＶ光を照射し所定のパターンに露光する工
程と、露光後の所定の温度でベーキングを行い上記化学
増幅型レジスト膜の露光された部分のアルカリ現像液に
対する溶解性を増大させる工程と、所定の濃度のアルカ
リ現像液により上記化学増幅型レジスト膜の露光された
部分を溶出させ所望のレジストパターンを形成する工程
とを含有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】 含まれる酸発生剤の濃度を漸次減少させ
ながら溶液を半導体基板上に塗布して化学増幅型レジス
ト膜を形成する工程と、上記化学増幅型レジスト膜上に
マスクを介してｄｅｅｐＵＶ光を照射し所定のパターン
に露光する工程と、所定の温度でベーキングを行い上記
化学増幅型レジスト膜の露光された部分のアルカリ現像
液に対する溶解性を増大させる工程と、所定の濃度のア
ルカリ現像液により上記化学増幅型レジスト膜の露光さ
れた部分を溶出させ所望のレジストパターンを形成する
工程とを含有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３】 化学増幅型レジスト膜を形成する工程
は、ベースレジン等が溶解されたレジスト溶液に、酸発
生剤が溶解されたレジスト溶液を吐出量が順次減少する
ようにマスフローコントローラにより所望の割合に混合
させながら半導体基板上に塗布するようにしたことを特
徴とする請求項２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 |
|---|---|---|---|
| JP25165493A JPH07106234A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25165493A JPH07106234A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106234A true JPH07106234A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17226040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25165493A Pending JPH07106234A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106234A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8420299B2 (en) | 2008-08-06 | 2013-04-16 | Tdk Corporation | Forming method of resist pattern and manufacturing method of thin-film magnetic head |
| JP2013135066A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| JP2016517633A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 蒸着で堆積されたフォトレジスト、及びそのための製造及びリソグラフィシステム |
| JP2016136200A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| US10788744B2 (en) | 2013-03-12 | 2020-09-29 | Applied Materials, Inc. | Extreme ultraviolet lithography mask blank manufacturing system and method of operation therefor |
-
1993
- 1993-10-07 JP JP25165493A patent/JPH07106234A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8420299B2 (en) | 2008-08-06 | 2013-04-16 | Tdk Corporation | Forming method of resist pattern and manufacturing method of thin-film magnetic head |
| JP2013135066A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| US10788744B2 (en) | 2013-03-12 | 2020-09-29 | Applied Materials, Inc. | Extreme ultraviolet lithography mask blank manufacturing system and method of operation therefor |
| JP2016517633A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 蒸着で堆積されたフォトレジスト、及びそのための製造及びリソグラフィシステム |
| JP2016136200A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社東芝 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR970004447B1 (ko) | 반사방지막 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 | |
| JP3835545B2 (ja) | フォトレジストパターンの形成方法及び半導体素子の製造方法 | |
| US8067148B2 (en) | Pattern forming method | |
| US5252435A (en) | Method for forming pattern | |
| JPH07508840A (ja) | ポジ型放射線感応性混合物およびそれを使用して製造した記録材料 | |
| US6340556B1 (en) | Tailoring of linewidth through electron beam post exposure | |
| JPH03223858A (ja) | パターン形成方法 | |
| JPH08262699A (ja) | レジスト組成物、レジスト処理方法及び装置 | |
| US5759748A (en) | Method for forming photoresist pattern | |
| JPH07106234A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| US6171761B1 (en) | Resist pattern forming method utilizing multiple baking and partial development steps | |
| US5300404A (en) | Process for forming a positive pattern through deep ultraviolet exposure, heat treatment and development with TMAH solution containing an alcohol to improve adhesion | |
| US6866986B2 (en) | Method of 193 NM photoresist stabilization by the use of ion implantation | |
| US6331383B1 (en) | Patterning method, and method for manufacturing semiconductor device | |
| KR0160921B1 (ko) | 레지스트 패턴의 형성방법 | |
| JPH0572747A (ja) | パターン形成方法 | |
| JPH0786127A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JP2621533B2 (ja) | パターン形成方法 | |
| KR100675875B1 (ko) | 유기 ｂａｒｃ를 이용한 반도체소자의 미세 패턴 형성방법 | |
| JPH04342260A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH04221814A (ja) | パターン形成方法 | |
| JP2615530B2 (ja) | パターン形成方法 | |
| JPH03208056A (ja) | 感光性組成物 | |
| JP2647065B2 (ja) | パターン形成方法 | |
| KR100323446B1 (ko) | 반도체소자의제조방법 |