JPH07226358A - レジスト現像方法 - Google Patents
レジスト現像方法Info
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- JPH07226358A JPH07226358A JP1610794A JP1610794A JPH07226358A JP H07226358 A JPH07226358 A JP H07226358A JP 1610794 A JP1610794 A JP 1610794A JP 1610794 A JP1610794 A JP 1610794A JP H07226358 A JPH07226358 A JP H07226358A
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Abstract
後、水あるいは水溶液によるリンスを行う工程と、レジ
ストが液体中につかった状態で水あるいは水溶液より比
重が大きく、表面張力は小さく、レジストを溶かさず、
且つお互いに混じり合わない液体に置換する工程、及び
置換液を乾燥させる工程を順次行う。 【効果】レジストパターン、特に密集した微細なレジス
トパターンやアスペクト比の高いレジストパターンのパ
ターン倒れをレジスト形状を劣化させることなく防止で
きる。
Description
(リソグラフィ)を行うときに用いるレジスト現像方
法、特にレジストパターンの倒れを有効に防止できるレ
ジスト現像方法に関する。
限的な微細レジストパターン形成が求められている。現
在最小寸法0.2μm〜0.3μmのレジストパターン形
成が盛んに検討されており、先端的な研究では0.1μ
m を対象にしているものもある。また、マイクロマシ
ーン作製のため、膜厚の厚いレジスト(例えば100μ
m)を用いてアスペクト比(高さ/幅)の極めて高いレ
ジストパターンを形成する技術開発も進められている。
布し、露光した後、現像を行って形成する。露光光源に
はg線,i線等の紫外光,KrF,ArF等のエキシマ
レーザ光,Xe−Hgランプ等による遠紫外光,電子
線,荷電粒子,X線等いろいろな線源が用いられてい
る。現像には露光光源によらず主に液体の現像液を用い
たウェット現像法が用いられている。ウェット現像法は
工程が簡便であり、かつリンス液の洗浄作用があるの
で、汚染や異物の少ない処理である。
なされる。まずレジスト上に現像液を滴下してウェハ上
に現像液を盛る。現像液がウェハ上に十分な量盛られた
後、ウェハの回転をとめ、さらに現像液の滴下をとめて
1〜10分程度その状態で現像を行う。その後、リンス
液をウェハに吐出して現像液や現像液に溶出したレジス
トなどを洗い流す。一般にリンス液はシャワー状あるい
はスプレー状に吐出する。現像液は一般にアルカリ水溶
液が用いられており、その場合のリンス液は一般に水で
ある。リンスを10〜60秒程度行った後、ウェハを高
速回転させてリンス液を乾燥し、一連の処理を終了す
る。
ターンは、微細パターン(例えば0.1μm )が倒れる
という問題があった。またアスペクト比の高いレジスト
パターンが倒れるという問題もあった。ここで起こるパ
ターン倒れは、図2に示すように、近接したパターン2
1が密集し、もたれ掛かるような倒れである。
ジストパターンが形成できないので、作ろうとしている
製品の歩留り低下,信頼性低下を引き起こす。素子を高
密度に集積し、あるいはコンパクトな製品を作ろうとす
ると、微細なパターンが必要になるとともに微細なパタ
ーンを微細な間隔で配置する必要があるが、パターン倒
れにより目標とするような高集積あるいはコンパクトな
製品を作ることができなくなる。
のではなく、リンス液が乾く時に起き、その力の源はリ
ンス液の表面張力であること、およびパターン倒れを起
こす力はリンス液が乾く途中、リンス液面がレジストパ
ターン間に顔を出したときに発生することは既に知られ
ている。このことは例えばジャーナル オブ ジ エレ
クトロケミカル ソサエティ(Journal of the Electro
chemical Society)1993年7月号L115からL1
16頁に記載されている。従ってリンス液中にレジスト
パターン全体がつかっている間はこのパターンを倒す力
は発生していない。すなわち、現像後のリンス液(水か
水溶液)による洗浄工程ではパターンを倒す力は発生し
ていない。リンス液乾燥時にレジストに表面張力起因の
力が作用するから、表面張力の小さなリンス液でリンス
すればパターン倒れを防止できることは明らかである。
実際、水にポリオキシエチレンエーテル類を添加した低
表面張力リンス液によりパターン倒れが防止できたとい
う報告がある。このことは電子情報通信学会研究報告S
DM93−114の33から39頁にかけて記載されて
いる。しかし、この場合このリンスがレジストに影響を
与え形状不良が発生するという問題があった。
上に示したような問題に鑑み創案されたものであり、レ
ジストパターン倒れをレジスト形状を劣化させることな
く有効に防止できるレジスト現像方法、特に密集した微
細なレジストパターン、あるいはアスペクト比の高いレ
ジストパターンを形状劣化及びパターン倒れなしに形成
するためのレジスト現像方法を提供しようとするもので
ある。
ストを露光・現像した後、水あるいは水溶液によるリン
スを行う工程と、レジストが液体中につかった状態で水
あるいは前記水溶液より比重が大きく、表面張力は小さ
く、レジストを溶かさず、且つお互いに混じり合わない
液体に置換する工程、及び前記置換液を乾燥させる工程
を順次行う。前記置換液は例えばパーフルオロアルキル
ポリエーテルや炭化水素のフルオロクロル置換体があ
る。
液への置換にはその比重差を利用し、水を浮き上がらせ
て置換する。この時、レジストが完全に液体につかった
状態でリンス液から置換液に置換しているのでこの間に
パターンを倒す力は発生しない。置換液が乾くときに
は、パターンを倒そうとする力がレジストパターン間に
働くが、置換液の表面張力が小さいのでパターン倒れを
防止することができる。パーフルオロアルキルポリエー
テルや炭化水素のフルオロクロル置換体は水と混濁する
ことはなく、完全に相分離するので完全に置換でき、廃
液処理も容易である。なお、置換時に超音波振動を加え
ると微細な孔に溜った水を効率的に上記置換液に置換で
きる。
の場合には、乾燥後界面活性剤がウェハ上に残る、レジ
ストとウェハ界面へのリンス液浸透性が向上しレジスト
ハガレが生じる、界面活性剤がレジストをアタックし形
状劣化・レジスト表面荒れを生じるという問題が生じ
る。一方、パーフルオロアルキルポリエーテルや炭化水
素のフルオロクロル置換体は水と混じらずレジストとも
反応しない液体なのでこのような問題は起こらない。
いて説明する。まず図1(a)に示すように基板1上に
レジスト2を通常の方法で塗布した。この図には基板に
段差が形成されていないが、段差があってもよい。塗布
後には通常の熱処理を施した。ここではレジストとして
NPR−Λ18SH2(長瀬産業(株)商品名)を用
い、120℃90秒の熱処理を行った。ただし、これは
一実施条件に過ぎず、これに限るものではない。
マスクおよびレンズを介して(図示せず)露光光3をレ
ジストに照射した。ここでは露光光としてi線(波長3
65nm)を用いた。ここでマスクには位相シフトマス
クを用いた。ただしこの露光方式もこれに限るものでは
なく、X線,遠紫外光,電子線あるいは荷電粒子線を用
いた露光方法でも良い。投影露光の他、近接露光でも密
着露光でも良い。
法に従ってこのウェハ上に現像液4を盛り、現像を行っ
て、現像液中にレジストパターン2aを形成した。現像
液はテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの水
溶液を用いた。現像方法はディップ方式を用いたが、こ
の方式に限らずスプレー方式やパドル方式でも構わな
い。
に超純水5を流して現像液及び溶解したレジストの除去
を十分行った。即ち、水で十分リンスした。次にウェハ
を水に浸した状態でその上からパーフルアルキルポリエ
ーテルを注いだ。パーフルオロアルキルポリエーテルは
住友スリーエム社のFC−72を用いた。但しFC−7
2に限らず他のパーフルオロアルキルポリエーテルでも
以下に示す効果は認められた。またパーフルオロアルキ
ルポリエーテルの代わりに炭化水素のフルオロクロル置
換体、例えば、フレオンTF(三井デュポン社商品名)
を用いても同様に以下に示す効果が認められた。
は約1.7 であり、水の1に比べ大きく、且つパーフル
オロアルキルポリエーテルは水と混じらずお互い反発し
合うため、混濁状態にはならず、図1(e)に示すよう
に水5が上に、パーフルオロアルキルポリエーテル6が
下に相分離する。次に水が完全になくなるように上部か
ら液体の一部を排水した。廃液には水の他パーフルオロ
アルキルポリエーテルが一部混じるが、両者はすぐに相
分離するので、廃液の処理は容易である。回収したパー
フルオロアルキルポリエーテルは再利用することができ
る。
ルキルポリエーテルを蒸発させて、図1(f)に示すよ
うに、レジストパターン2aを形成した。FC−72の
沸点は56℃であり、自然乾燥で完全に乾燥させること
ができる。スピン乾燥させることもできる。FC−72
の表面張力は約12dyn/cmであり、水の約72dy
n/cmの1/6である。この処理により1μm膜厚の
0.2μm ライン&スペースパターンをパターン倒壊な
しに形成することができた。パーフルオロアルキルポリ
エーテルはレジストと反応しないため、レジスト形状や
寸法精度を劣化させることは一切なかった。一方、通常
の現像処理を行った場合にはパターン倒壊が生じ、0.
2μm ライン&スペースパターンを形成することはで
きなかった。即ち、超純水によるリンスまで上述の実施
例と同様の処理を行い、その後水を自然乾燥或いは回転
乾燥させた場合にはパターン倒壊が発生した。
を説明する。まず、実施例1と同様に基板上にレジスト
を通常の方法で塗布した。レジストはネガ型の化学増幅
型レジストAZ−PN100(ヘキスト社商品名)を用
いた。次に通常の方法でX線マスクをウェハに近接させ
て放射光をレジストに照射した。但し、露光方法はこれ
に限るものではなく、遠紫外光,電子線あるいは荷電粒
子線を用いた露光方法でも良い。その後、通常の方法で
ベークを行った。ベーク温度は110℃であり、ベーク
時間は120秒とした。
像液中にレジストパターンを形成した。現像液はテトラ
メチルアンモニウムハイドロオキサイドの水溶液を用い
た。その後、ウェハ上に超純水を流して現像液及び溶解
したレジストの除去を十分行った。
パーフルアルキルポリエーテルを注いだ。そして超音波
振動を加えた。超音波振動を加えることにより、例え
ば、0.15μm の微細孔の中の水も孔の中から追い出
すことができた。パーフルオロアルキルポリエーテルは
住友スリーエム社のFC−72を用いた。但しFC−7
2に限らず他のパーフルオロアルキルポリエーテルでも
同様にパターン倒れ防止効果は認められる。またパーフ
ルオロアルキルポリエーテルの代わりに炭化水素のフル
オロクロル置換体、例えば、フレオンTF(三井デュポ
ン社商品名)を用いても同様な効果が認められた。
てしばらく放置しておくと混濁状態にはならず、水は上
に,パーフルオロアルキルポリエーテルは下に完全に相
分離する。
体の一部を排水した。その後、ウェハ上に残ったパーフ
ルオロアルキルポリエーテルを蒸発させて、レジストパ
ターンを形成した。この処理により1μm膜厚の0.2
μm ライン&スペースパターンをパターン倒壊なしに
形成することができた。一方、通常の現像処理を行った
場合にはパターン倒壊が生じ、0.2μm ライン&スペ
ースパターンを形成することはできなかった。なお、本
実施例ではリンス液として水を用いたが水に限らず、少
量のアルコールや界面活性剤等を添加した水溶液でも同
様にパターン倒れ防止効果があった。
密集した微細なレジストパターンやアスペクト比の高い
レジストパターンのパターン倒れをレジスト形状を劣化
させることなく防止できる。
ストパターンの断面図。
…露光光、4…現像液、5…リンス液(水)、6…パー
フルオロアルキルポリエーテル。
Claims (8)
- 【請求項1】レジスト膜に所望のパターンを露光し、そ
の後、現像及びリンスを行った後、リンス液を乾燥させ
て所望のレジストパターンを形成するレジスト現像方法
において、水によるリンスを行う工程と、レジストが液
体中につかった状態で水より比重が大きく、表面張力は
小さく、レジストを溶かさず、且つお互いに混じり合わ
ない液体に置換する工程、及び前記置換液を乾燥させる
工程を順次行うことを特徴とするレジスト現像方法。 - 【請求項2】請求項1において、前記置換が水の上から
前記置換液を流し込み、且つ超音波振動下においてなさ
れるレジスト現像方法。 - 【請求項3】請求項1において、前記置換液がパーフル
オロアルキルポリエーテルであるレジスト現像方法。 - 【請求項4】請求項1において、前記置換液が炭化水素
のフルオロクロル置換体であるレジスト現像方法。 - 【請求項5】レジスト膜に所望のパターンを露光し、そ
の後現像及びリンスを行った後、リンス液を乾燥させて
所望のレジストパターンを形成するレジスト現像方法に
おいて、水溶液によるリンスを行う工程と、レジストが
液体中につかった状態で前記水溶液より比重が大きく、
表面張力は小さく、レジストを溶かさず、且つお互いに
混じり合わない液体に置換する工程、及び前記置換液を
乾燥させる工程を順次行うことを特徴とするレジスト現
像方法。 - 【請求項6】請求項5において、前記置換が前記水溶液
の上から前記置換液を流し込み、且つ超音波振動下にお
いてなされるレジスト現像方法。 - 【請求項7】請求項5において、前記置換液がパーフル
オロアルキルポリエーテルであるレジスト現像方法。 - 【請求項8】請求項5において、前記置換液が炭化水素
のフルオロクロル置換体であるレジスト現像方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1610794A JP3394310B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | パターン形成方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07226358A true JPH07226358A (ja) | 1995-08-22 |
JP3394310B2 JP3394310B2 (ja) | 2003-04-07 |
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JP1610794A Expired - Lifetime JP3394310B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | パターン形成方法 |
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1994
- 1994-02-10 JP JP1610794A patent/JP3394310B2/ja not_active Expired - Lifetime
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