JPH08111370A - 微細レジストパターンの形成方法およびポストエキスポージャーベーク装置 - Google Patents
微細レジストパターンの形成方法およびポストエキスポージャーベーク装置Info
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- JPH08111370A JPH08111370A JP6246166A JP24616694A JPH08111370A JP H08111370 A JPH08111370 A JP H08111370A JP 6246166 A JP6246166 A JP 6246166A JP 24616694 A JP24616694 A JP 24616694A JP H08111370 A JPH08111370 A JP H08111370A
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、露光後、すぐにＰＥＢを行なわな
くても、レジストパターンの寸法を正確に制御できるよ
うに改良された、微細レジストパターンの形成方法を提
供することを最も主要な特徴とする。 【構成】 ウエハ２の上に化学増幅レジスト１を形成す
る。化学増幅レジスト１を選択的に露光（４）し、レジ
ストパターン１ａの潜在画像５１を形成する。所望のラ
イン幅またはスペースを有するレジストパターン１ａを
得るために、化学増幅レジスト１についての、露光から
ＰＥＢまでの経過時間と、仕上がりレジストパターン１
ａのライン幅またはスペースの変化との間の関係をもと
に決定された条件で、化学増幅レジスト１を、ホットプ
レート１０によりポストエキスポージャーベークする。
化学増幅レジスト１を現像し、微細レジストパターン１
ａを得る。
くても、レジストパターンの寸法を正確に制御できるよ
うに改良された、微細レジストパターンの形成方法を提
供することを最も主要な特徴とする。 【構成】 ウエハ２の上に化学増幅レジスト１を形成す
る。化学増幅レジスト１を選択的に露光（４）し、レジ
ストパターン１ａの潜在画像５１を形成する。所望のラ
イン幅またはスペースを有するレジストパターン１ａを
得るために、化学増幅レジスト１についての、露光から
ＰＥＢまでの経過時間と、仕上がりレジストパターン１
ａのライン幅またはスペースの変化との間の関係をもと
に決定された条件で、化学増幅レジスト１を、ホットプ
レート１０によりポストエキスポージャーベークする。
化学増幅レジスト１を現像し、微細レジストパターン１
ａを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に、微細レジス
トパターンの形成方法に関するものであり、より特定的
には、装置の性能以上の微細レジストパターンが形成で
きるように改良された、微細レジストパターンの形成方
法に関する。この発明は、またそのような方法を実現す
ることのできるポストエキスポージャーベーク装置に関
する。
トパターンの形成方法に関するものであり、より特定的
には、装置の性能以上の微細レジストパターンが形成で
きるように改良された、微細レジストパターンの形成方
法に関する。この発明は、またそのような方法を実現す
ることのできるポストエキスポージャーベーク装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】写真製版において、現在、高感度かつ高
解像度を有するレジストとして、化学増幅レジストが提
案されている。このレジストは、露光後のベーク（以
下、ポストエキスポージャーベークという）を行なうこ
とにより、露光時に発生した酸を触媒としてパターン形
成反応が進み、パターンのイメージングが完了する特徴
を持っている。
解像度を有するレジストとして、化学増幅レジストが提
案されている。このレジストは、露光後のベーク（以
下、ポストエキスポージャーベークという）を行なうこ
とにより、露光時に発生した酸を触媒としてパターン形
成反応が進み、パターンのイメージングが完了する特徴
を持っている。
【０００３】図２７〜図３１は、化学増幅レジストを用
いた従来の微細レジストパターンの形成方法の順序の各
工程における半導体装置の断面図である。
いた従来の微細レジストパターンの形成方法の順序の各
工程における半導体装置の断面図である。
【０００４】図２７に示すように、ウエハ２の上にネガ
型化学増幅レジスト１（以下、レジスト１という）を形
成する。レジスト１は、水酸基を含むベース樹脂と、電
子線の照射を受けることによってスルホン酸を発生する
酸発生剤と、スルホン酸のプロトンの触媒作用により、
ベース樹脂の水酸基と反応し、それによってベース樹脂
を架橋させる架橋剤とを含む。具体的には、ベース樹脂
には、図３２（ａ）に示すノボラック樹脂を用い、架橋
剤には、図３２（ｂ）に示すヘキサメチロールメラミン
ヘキサメチルエーテルを用い、酸発生剤には図３２
（ｃ）に示すトリフェニルスルホニウムトリフレートを
用いる。
型化学増幅レジスト１（以下、レジスト１という）を形
成する。レジスト１は、水酸基を含むベース樹脂と、電
子線の照射を受けることによってスルホン酸を発生する
酸発生剤と、スルホン酸のプロトンの触媒作用により、
ベース樹脂の水酸基と反応し、それによってベース樹脂
を架橋させる架橋剤とを含む。具体的には、ベース樹脂
には、図３２（ａ）に示すノボラック樹脂を用い、架橋
剤には、図３２（ｂ）に示すヘキサメチロールメラミン
ヘキサメチルエーテルを用い、酸発生剤には図３２
（ｃ）に示すトリフェニルスルホニウムトリフレートを
用いる。
【０００５】図２８に示すように、レジスト１に向け
て、エネルギ２０ＫｅＶの電子線４を、露光量１〜１０
×１０-6Ｃ／ｃｍ2 の条件で、選択的に照射し、化学増
幅レジスト１を露光部５１と未露光部５０に区分した。
露光部５１では、図３３に示す反応式のように、トリフ
ェニルスルホニウムトリフレートが分解し、強酸である
トリフルオロメタンスルホン酸が発生する。
て、エネルギ２０ＫｅＶの電子線４を、露光量１〜１０
×１０-6Ｃ／ｃｍ2 の条件で、選択的に照射し、化学増
幅レジスト１を露光部５１と未露光部５０に区分した。
露光部５１では、図３３に示す反応式のように、トリフ
ェニルスルホニウムトリフレートが分解し、強酸である
トリフルオロメタンスルホン酸が発生する。
【０００６】次に、図２９に示すように、ホットプレー
ト１１を用いて、５０〜１５０℃で、２分間、露光後の
ベーキング（ポストエキスポージャーベーク、以下、Ｐ
ＥＢと略する）を行なった。このＰＥＢによる、レジス
ト１の露光部５１における、ベース樹脂の架橋の様子を
図３４を用いて説明する。
ト１１を用いて、５０〜１５０℃で、２分間、露光後の
ベーキング（ポストエキスポージャーベーク、以下、Ｐ
ＥＢと略する）を行なった。このＰＥＢによる、レジス
ト１の露光部５１における、ベース樹脂の架橋の様子を
図３４を用いて説明する。
【０００７】図３４（ａ）は、化学増幅レジスト１に電
子線を照射している様子を示している。化学増幅レジス
ト１に電子線が照射されると、図３４（ｂ）を参照し
て、トリフェニルスルホニウムトリフレートが分解し
て、酸（Ｈ+ ）が発生する。図３４（ｃ）を参照して、
このレジストをベークすると、酸（Ｈ+ ）を触媒にし
て、ベース樹脂の１つが架橋し、このとき酸（Ｈ+ ）が
副生する。図３４（ｄ）を参照して、副生した酸
（Ｈ+ ）を触媒にして、次々と、連鎖反応的に、ベース
樹脂が架橋していく。図３４（ｅ）を参照して、上述の
連鎖反応によって、ベース樹脂が網目状に架橋する。上
述の連鎖反応は、図３５に示す反応式によってまとめら
れる。
子線を照射している様子を示している。化学増幅レジス
ト１に電子線が照射されると、図３４（ｂ）を参照し
て、トリフェニルスルホニウムトリフレートが分解し
て、酸（Ｈ+ ）が発生する。図３４（ｃ）を参照して、
このレジストをベークすると、酸（Ｈ+ ）を触媒にし
て、ベース樹脂の１つが架橋し、このとき酸（Ｈ+ ）が
副生する。図３４（ｄ）を参照して、副生した酸
（Ｈ+ ）を触媒にして、次々と、連鎖反応的に、ベース
樹脂が架橋していく。図３４（ｅ）を参照して、上述の
連鎖反応によって、ベース樹脂が網目状に架橋する。上
述の連鎖反応は、図３５に示す反応式によってまとめら
れる。
【０００８】図３０に示すように、レジスト１のベーキ
ングによって、レジスト１は架橋部分１ａと未架橋部分
１ｂに区分される。図３０と図３１を参照して、レジス
ト１の現像を行なうと、微細レジストパターン（１ａ）
が形成される。
ングによって、レジスト１は架橋部分１ａと未架橋部分
１ｂに区分される。図３０と図３１を参照して、レジス
ト１の現像を行なうと、微細レジストパターン（１ａ）
が形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したとおり、
化学増幅レジストは、露光後のベークを行なうことによ
り、露光時に発生した酸を触媒としてパターン形成反応
が進み、パターンのイメージングが完了する。そのた
め、発生した酸のレジスト１内への拡散により、パター
ン形状が大きく変化する性質がある。また、空気中のア
ルカリ物質がレジスト１の表面に付着したり、また下地
（２）から出てくるアルカリにより、発生した酸が中和
されて失活し、パターン形状が大きく変化する。
化学増幅レジストは、露光後のベークを行なうことによ
り、露光時に発生した酸を触媒としてパターン形成反応
が進み、パターンのイメージングが完了する。そのた
め、発生した酸のレジスト１内への拡散により、パター
ン形状が大きく変化する性質がある。また、空気中のア
ルカリ物質がレジスト１の表面に付着したり、また下地
（２）から出てくるアルカリにより、発生した酸が中和
されて失活し、パターン形状が大きく変化する。
【００１０】従来、このような酸の拡散および失活によ
るパターン形状の変化を防ぐため、露光後、素早く、Ｐ
ＥＢを行ない、その後、現像を行なっていた。図２８と
図３１を参照して、露光後、すぐにＰＥＢおよび現像を
行なうと、露光寸法Ｄ1 と仕上がり寸法Ｄ2 は等しくな
る。この場合、露光寸法Ｄ1 が要求される寸法であり、
かつ仕上がり寸法であるため、装置の性能以上の微細パ
ターンが形成できないという第１の問題点があった。す
なわち、従来においては、最小解像度よりも微細なパタ
ーン形成ができなかった。
るパターン形状の変化を防ぐため、露光後、素早く、Ｐ
ＥＢを行ない、その後、現像を行なっていた。図２８と
図３１を参照して、露光後、すぐにＰＥＢおよび現像を
行なうと、露光寸法Ｄ1 と仕上がり寸法Ｄ2 は等しくな
る。この場合、露光寸法Ｄ1 が要求される寸法であり、
かつ仕上がり寸法であるため、装置の性能以上の微細パ
ターンが形成できないという第１の問題点があった。す
なわち、従来においては、最小解像度よりも微細なパタ
ーン形成ができなかった。
【００１１】第２に、露光からＰＥＢまでを素早く行な
わなければならないため、プロセスの時間マージンが少
ないという第２の問題点があった。
わなければならないため、プロセスの時間マージンが少
ないという第２の問題点があった。
【００１２】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、装置が達成できる最小の微細レ
ジストパターンよりもさらに微細なレジストパターンが
形成できるように改良された方法を提供することにあ
る。
ためになされたもので、装置が達成できる最小の微細レ
ジストパターンよりもさらに微細なレジストパターンが
形成できるように改良された方法を提供することにあ
る。
【００１３】この発明の他の目的は、プロセスの時間マ
ージンを大きくすることができるように改良された、微
細レジストパターンの形成方法を提供することにある。
ージンを大きくすることができるように改良された、微
細レジストパターンの形成方法を提供することにある。
【００１４】この発明のさらに他の目的は、そのような
微細レジストパターンの形成方法を実現することができ
るように改良された、ポストエキスポージャーベーク装
置を提供することにある。
微細レジストパターンの形成方法を実現することができ
るように改良された、ポストエキスポージャーベーク装
置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の局面に
従う微細レジストパターンの形成方法によれば、まず、
仕上がるレジストパターンのライン幅またはスペース
が、露光からポストエキスポージャーベークまでの経過
時間により変化する化学増幅レジストを準備する。上記
化学増幅レジストの、上記露光から上記ポストエキスポ
ージャーベークまでの経過時間と、仕上がる上記レジス
トパターンのライン幅またはスペースの変化との間の関
係を求める。ウエハの上に上記化学増幅レジストを形成
する。上記化学増幅レジストを選択的に露光し、上記レ
ジストパターンの潜在画像を形成する。所望のライン幅
またはスペースを有するレジストパターンを得るため
に、露光からポストエキスポージャーベークまでの経過
時間と、仕上がるレジストパターンのライン幅またはス
ペースの変化との関係をもとに決定された条件で、上記
化学増幅レジストをポストエキスポージャーベークす
る。上記化学増幅レジストを現像する。
従う微細レジストパターンの形成方法によれば、まず、
仕上がるレジストパターンのライン幅またはスペース
が、露光からポストエキスポージャーベークまでの経過
時間により変化する化学増幅レジストを準備する。上記
化学増幅レジストの、上記露光から上記ポストエキスポ
ージャーベークまでの経過時間と、仕上がる上記レジス
トパターンのライン幅またはスペースの変化との間の関
係を求める。ウエハの上に上記化学増幅レジストを形成
する。上記化学増幅レジストを選択的に露光し、上記レ
ジストパターンの潜在画像を形成する。所望のライン幅
またはスペースを有するレジストパターンを得るため
に、露光からポストエキスポージャーベークまでの経過
時間と、仕上がるレジストパターンのライン幅またはス
ペースの変化との関係をもとに決定された条件で、上記
化学増幅レジストをポストエキスポージャーベークす
る。上記化学増幅レジストを現像する。
【００１６】この発明の第２の局面に従う微細レジスト
パターンの形成方法によれば、まず、仕上がるレジスト
パターンのライン幅またはスペースが、ポストエキスポ
ージャーベークの温度または時間により変化する化学増
幅レジストを準備する。上記化学増幅レジストについて
の、上記ポストエキスポージャーベークの温度または時
間と、仕上がる上記レジストパターンのライン幅または
スペースの変化との間の関係を求める。ウエハの上に上
記化学増幅レジストを形成する。上記化学増幅レジスト
を選択的に露光し、上記レジストパターンの潜在画像を
形成する。所望のライン幅またはスペースを有するレジ
ストパターンを得るために、上記化学増幅レジストにつ
いての、上記ポストエキスポージャーベークの温度また
は時間と、仕上がる上記レジストパターンのライン幅ま
たはスペースの変化との間の関係をもとに決定された条
件で、上記化学増幅レジストをポストエキスポージャー
ベークする。上記化学増幅レジストを現像する。
パターンの形成方法によれば、まず、仕上がるレジスト
パターンのライン幅またはスペースが、ポストエキスポ
ージャーベークの温度または時間により変化する化学増
幅レジストを準備する。上記化学増幅レジストについて
の、上記ポストエキスポージャーベークの温度または時
間と、仕上がる上記レジストパターンのライン幅または
スペースの変化との間の関係を求める。ウエハの上に上
記化学増幅レジストを形成する。上記化学増幅レジスト
を選択的に露光し、上記レジストパターンの潜在画像を
形成する。所望のライン幅またはスペースを有するレジ
ストパターンを得るために、上記化学増幅レジストにつ
いての、上記ポストエキスポージャーベークの温度また
は時間と、仕上がる上記レジストパターンのライン幅ま
たはスペースの変化との間の関係をもとに決定された条
件で、上記化学増幅レジストをポストエキスポージャー
ベークする。上記化学増幅レジストを現像する。
【００１７】この発明の第３の局面に従うポストエキス
ポージャー装置は、露光した化学増幅レジストをポスト
エキスポージャーベークするホットプレートを備える。
当該装置は、上記化学増幅レジストについての、上記露
光から上記ポストエキスポージャーベークまでの経過時
間と、仕上がるレジストパターンのライン幅またはスペ
ースの変化との間の関係を、当該装置内に入力する第１
入力手段を備える。当該装置はまた、上記化学増幅レジ
ストについての、上記ポストエキスポージャーベークの
温度または時間と、仕上がる上記レジストパターンのラ
イン幅またはスペースの変化との間の関係を、当該装置
内に入力する第２入力手段を備える。当該装置は、さら
に、上記第１入力手段により入力された情報と上記第２
入力手段により入力された情報とに基づいて、所望のラ
イン幅またはスペースを有するレジストパターンを得る
ための、上記ポストエキスポージャーベークの温度また
は時間を、計算する計算手段を備える。当該装置は、さ
らに、上記計算手段により得られた温度または時間で、
上記化学増幅レジストをポストエキスポージャーベーク
できるように、上記ホットプレートを制御する制御手段
を備える。
ポージャー装置は、露光した化学増幅レジストをポスト
エキスポージャーベークするホットプレートを備える。
当該装置は、上記化学増幅レジストについての、上記露
光から上記ポストエキスポージャーベークまでの経過時
間と、仕上がるレジストパターンのライン幅またはスペ
ースの変化との間の関係を、当該装置内に入力する第１
入力手段を備える。当該装置はまた、上記化学増幅レジ
ストについての、上記ポストエキスポージャーベークの
温度または時間と、仕上がる上記レジストパターンのラ
イン幅またはスペースの変化との間の関係を、当該装置
内に入力する第２入力手段を備える。当該装置は、さら
に、上記第１入力手段により入力された情報と上記第２
入力手段により入力された情報とに基づいて、所望のラ
イン幅またはスペースを有するレジストパターンを得る
ための、上記ポストエキスポージャーベークの温度また
は時間を、計算する計算手段を備える。当該装置は、さ
らに、上記計算手段により得られた温度または時間で、
上記化学増幅レジストをポストエキスポージャーベーク
できるように、上記ホットプレートを制御する制御手段
を備える。
【００１８】
【作用】この発明の第１の局面に従う微細レジストパタ
ーンの形成方法によれば、化学増幅レジストについて
の、露光からポストエキスポージャーベークまでの経過
時間と、仕上がりレジストパターンのライン幅またはス
ペースの変化との間の関係をもとに、決定された、所望
のライン幅またはスペースを有するレジストパターンを
得るための条件で、上記化学増幅レジストをポストエキ
スポージャーベークするので、露光後、すぐにポストエ
キスポージャーベークを行なわなくても、レジストパタ
ーンの寸法を任意的に制御できる。
ーンの形成方法によれば、化学増幅レジストについて
の、露光からポストエキスポージャーベークまでの経過
時間と、仕上がりレジストパターンのライン幅またはス
ペースの変化との間の関係をもとに、決定された、所望
のライン幅またはスペースを有するレジストパターンを
得るための条件で、上記化学増幅レジストをポストエキ
スポージャーベークするので、露光後、すぐにポストエ
キスポージャーベークを行なわなくても、レジストパタ
ーンの寸法を任意的に制御できる。
【００１９】この発明の第２の局面に従う微細レジスト
パターンの形成方法によれば、化学増幅レジストについ
ての、ポストエキスポージャーベークの温度または時間
と、仕上がりレジストパターンのライン幅またはスペー
スの変化との間の関係をもとに決定された、所望のライ
ン幅またはスペースを有するレジストパターンを得るた
めの条件で、化学増幅レジストをポストエキスポージャ
ーベークするので、装置の性能上得られる最小解像度よ
りも、さらに微細なパターンが得られる。
パターンの形成方法によれば、化学増幅レジストについ
ての、ポストエキスポージャーベークの温度または時間
と、仕上がりレジストパターンのライン幅またはスペー
スの変化との間の関係をもとに決定された、所望のライ
ン幅またはスペースを有するレジストパターンを得るた
めの条件で、化学増幅レジストをポストエキスポージャ
ーベークするので、装置の性能上得られる最小解像度よ
りも、さらに微細なパターンが得られる。
【００２０】この発明の第３の局面に従うポストエキス
ポージャーベーク装置によれば、所望のライン幅または
スペースを有するレジストパターンを得るための、ポス
トエキスポージャーベークの温度または時間で、化学増
幅レジストをベークできるので、露光後、すぐに、ポス
トエキスポージャーベークを行なわなくても、レジスト
パターンの寸法を任意的に制御でき、かつ、装置の性能
上得られる最小の解像度よりも、さらに微細なパターン
を得ることができる。
ポージャーベーク装置によれば、所望のライン幅または
スペースを有するレジストパターンを得るための、ポス
トエキスポージャーベークの温度または時間で、化学増
幅レジストをベークできるので、露光後、すぐに、ポス
トエキスポージャーベークを行なわなくても、レジスト
パターンの寸法を任意的に制御でき、かつ、装置の性能
上得られる最小の解像度よりも、さらに微細なパターン
を得ることができる。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。
る。
【００２２】実施例１ 図１は、実施例１に係る微細レジストパターンの形成方
法の順序の各工程における半導体装置の断面図である。
法の順序の各工程における半導体装置の断面図である。
【００２３】まず、露光からＰＥＢまでの放置により、
パターンの仕上がり寸法が細る性質を有するネガ型化学
増幅レジストを準備する。
パターンの仕上がり寸法が細る性質を有するネガ型化学
増幅レジストを準備する。
【００２４】ベース樹脂を架橋させるためには、ある量
の酸が必要である。この“ある量”よりも、酸濃度が少
ないと、ベース樹脂は架橋しなくなる。露光からＰＥＢ
までレジストを放置すると、光によって生じた酸は、横
方向に拡散する。
の酸が必要である。この“ある量”よりも、酸濃度が少
ないと、ベース樹脂は架橋しなくなる。露光からＰＥＢ
までレジストを放置すると、光によって生じた酸は、横
方向に拡散する。
【００２５】本明細書では、以下、この酸の拡散によっ
て、露光部分において上記“ある量”よりも酸濃度が少
なくなるレジストを、露光からＰＥＢまでの放置により
パターンの仕上がり寸法が細る性質を有するレジストと
言う。またこの拡散後であっても、もともと発生した酸
の量が十分多かったために、露光部分において、上記
“ある量”よりも酸濃度が十分高く、また、拡散した部
分の酸濃度もまた、上記“ある量”よりも大きくなるレ
ジストを、露光からＰＥＢまでの放置によりパターンの
仕上がり寸法が太る性質を有するレジストと言う。
て、露光部分において上記“ある量”よりも酸濃度が少
なくなるレジストを、露光からＰＥＢまでの放置により
パターンの仕上がり寸法が細る性質を有するレジストと
言う。またこの拡散後であっても、もともと発生した酸
の量が十分多かったために、露光部分において、上記
“ある量”よりも酸濃度が十分高く、また、拡散した部
分の酸濃度もまた、上記“ある量”よりも大きくなるレ
ジストを、露光からＰＥＢまでの放置によりパターンの
仕上がり寸法が太る性質を有するレジストと言う。
【００２６】図１（ａ）を参照して、ウエハ２の上に、
露光からＰＥＢまでの放置によりパターンの仕上がり寸
法が細る性質を有する、ネガ型化学増幅レジスト（以
下、単にレジスト１という）を塗布する。
露光からＰＥＢまでの放置によりパターンの仕上がり寸
法が細る性質を有する、ネガ型化学増幅レジスト（以
下、単にレジスト１という）を塗布する。
【００２７】図１（ｂ）を参照して、レジスト１に、電
子ビーム４を選択的に照射し、レジスト１を露光部分５
１と未露光部分５０に区分する。このとき、露光部分５
１においては、図３４に示すような反応が起こって、酸
３が発生する。次に、ＰＥＢを行なうのであるが、露光
からＰＥＢまで放置すると、酸３が横方向に拡散する。
このとき、本実施例において用いられたレジストでは、
この拡散によって、露光部分５１の端部では、レジスト
を架橋させるに必要な量の酸が存在しなくなる。
子ビーム４を選択的に照射し、レジスト１を露光部分５
１と未露光部分５０に区分する。このとき、露光部分５
１においては、図３４に示すような反応が起こって、酸
３が発生する。次に、ＰＥＢを行なうのであるが、露光
からＰＥＢまで放置すると、酸３が横方向に拡散する。
このとき、本実施例において用いられたレジストでは、
この拡散によって、露光部分５１の端部では、レジスト
を架橋させるに必要な量の酸が存在しなくなる。
【００２８】図１（ｃ）を参照して、ホットプレート１
１を用いて、レジスト１をベークする（ＰＥＢ）。
１を用いて、レジスト１をベークする（ＰＥＢ）。
【００２９】図１（ｄ）を参照して、レジスト１を現像
すると、露光寸法Ｄ1 よりも細い寸法Ｄ2 を有するレジ
ストパターン１ａが得られる。
すると、露光寸法Ｄ1 よりも細い寸法Ｄ2 を有するレジ
ストパターン１ａが得られる。
【００３０】図１２は、露光（図１（ｂ）参照）からＰ
ＥＢ（図１（ｃ）参照）までの経過時間と、仕上がった
レジストパターン１ａの幅（Ｄ2 ）との関係を示す図で
ある（なお、ＰＥＰ条件は同一である）。図１２から明
らかなように、仕上がりレジストパターンのライン幅
（Ｄ2 ）は、露光からＰＥＢまでの経過時間の増加とと
もに、直線的に、規則的に、減少する。
ＥＢ（図１（ｃ）参照）までの経過時間と、仕上がった
レジストパターン１ａの幅（Ｄ2 ）との関係を示す図で
ある（なお、ＰＥＰ条件は同一である）。図１２から明
らかなように、仕上がりレジストパターンのライン幅
（Ｄ2 ）は、露光からＰＥＢまでの経過時間の増加とと
もに、直線的に、規則的に、減少する。
【００３１】したがって、図１に示す方法によって、装
置の性能上得られる最小の解像度（Ｄ1 ）よりも、さら
に微細なライン幅（Ｄ2 ）を有するパターンが得られ
る。
置の性能上得られる最小の解像度（Ｄ1 ）よりも、さら
に微細なライン幅（Ｄ2 ）を有するパターンが得られ
る。
【００３２】図１６は、ＰＥＢ（図１（ｃ）参照）の温
度または時間と、仕上がりのレジストパターンの寸法
（Ｄ2 ）との関係を示す図である。仕上がりレジストパ
ターンの寸法（Ｄ2 ）は、ＰＥＢの温度または時間の増
加とともに、規則的に、直線的に大きくなる。
度または時間と、仕上がりのレジストパターンの寸法
（Ｄ2 ）との関係を示す図である。仕上がりレジストパ
ターンの寸法（Ｄ2 ）は、ＰＥＢの温度または時間の増
加とともに、規則的に、直線的に大きくなる。
【００３３】したがって、露光からＰＥＢまでの経過時
間により、仕上がりレジストパターンの寸法が細くなっ
ても、ＰＥＢの温度または時間を増加することによっ
て、レジストパターンの寸法を所定の寸法に回復させる
ことができる。したがって、露光からＰＥＢまでの時間
のマージンを拡大することができる。
間により、仕上がりレジストパターンの寸法が細くなっ
ても、ＰＥＢの温度または時間を増加することによっ
て、レジストパターンの寸法を所定の寸法に回復させる
ことができる。したがって、露光からＰＥＢまでの時間
のマージンを拡大することができる。
【００３４】なお、上記実施例においては、露光光とし
て電子線を例示したが、この発明は、これに限られな
い。
て電子線を例示したが、この発明は、これに限られな
い。
【００３５】実施例２ 本実施例は、実施例１とは逆に、露光からＰＥＢまでの
経過時間の増加により、パターンの仕上がり寸法（ライ
ンの幅）が太るネガ型化学増幅レジストを用いることに
関する。
経過時間の増加により、パターンの仕上がり寸法（ライ
ンの幅）が太るネガ型化学増幅レジストを用いることに
関する。
【００３６】まず、図１３に示すような、露光からＰＥ
Ｂまでの経過時間の増加により、パターンの仕上がり寸
法（ラインの幅）が太る性質を有するネガ型化学増幅レ
ジスト（以下、レジスト２１という）を準備する。
Ｂまでの経過時間の増加により、パターンの仕上がり寸
法（ラインの幅）が太る性質を有するネガ型化学増幅レ
ジスト（以下、レジスト２１という）を準備する。
【００３７】図２を参照して、ウエハ２の上に、レジス
ト２１を形成する。レジスト２１に向けて、電子線４を
選択的に照射する。電子線４の照射により、レジスト２
１の露光部において酸３が発生する。図１３に示す関係
を考慮して、露光からＰＥＢまで一定時間放置する。こ
の放置により、露光部において発生した酸３は、横方向
に拡散する。このレジスト２１では、酸３の拡散後であ
っても、もともと発生した酸の量が十分多いために、露
光部分において、レジスト２１を架橋させるに必要な酸
濃度を有しており、また拡散した部分においても、レジ
スト２１を架橋させるに必要な酸濃度を有している。そ
の後、ＰＥＢ処理を行なう（図示せず）。
ト２１を形成する。レジスト２１に向けて、電子線４を
選択的に照射する。電子線４の照射により、レジスト２
１の露光部において酸３が発生する。図１３に示す関係
を考慮して、露光からＰＥＢまで一定時間放置する。こ
の放置により、露光部において発生した酸３は、横方向
に拡散する。このレジスト２１では、酸３の拡散後であ
っても、もともと発生した酸の量が十分多いために、露
光部分において、レジスト２１を架橋させるに必要な酸
濃度を有しており、また拡散した部分においても、レジ
スト２１を架橋させるに必要な酸濃度を有している。そ
の後、ＰＥＢ処理を行なう（図示せず）。
【００３８】図３を参照して、レジスト２１の現像を行
なうと、露光寸法Ｄ1 よりも大きい寸法（Ｄ2 ）を有す
るレジストパターン２１ａが得られる。一方、見方を変
えると、この方法によれば、装置の性能上得られる最小
の解像度よりも、さらに微細なスペースＳを有する、レ
ジストパターン２１ａが得られることがわかる。
なうと、露光寸法Ｄ1 よりも大きい寸法（Ｄ2 ）を有す
るレジストパターン２１ａが得られる。一方、見方を変
えると、この方法によれば、装置の性能上得られる最小
の解像度よりも、さらに微細なスペースＳを有する、レ
ジストパターン２１ａが得られることがわかる。
【００３９】実施例３ 本実施例は、ＰＥＢ時の酸の拡散によるパターンの太り
を利用することに関する。
を利用することに関する。
【００４０】図４を参照して、ウエハ２の上に、ネガ型
化学増幅レジスト１（以下、単にレジスト１という）を
形成する。増幅レジスト１に、電子線４を選択的に照射
する。このとき、予め要求する仕上がり寸法より、パタ
ーンを細くなるように露光するか、または、露光量を少
なくして、露光する。このとき、露光部分において酸３
が発生する。その後、高温でＰＥＢを行なうか、あるい
は、長時間ＰＥＢを行なう。これにより、酸３が横方向
に拡散する。この拡散により、図１４に示すように、ラ
インの幅は、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間の増加ととも
に、規則正しく、大きくなる。
化学増幅レジスト１（以下、単にレジスト１という）を
形成する。増幅レジスト１に、電子線４を選択的に照射
する。このとき、予め要求する仕上がり寸法より、パタ
ーンを細くなるように露光するか、または、露光量を少
なくして、露光する。このとき、露光部分において酸３
が発生する。その後、高温でＰＥＢを行なうか、あるい
は、長時間ＰＥＢを行なう。これにより、酸３が横方向
に拡散する。この拡散により、図１４に示すように、ラ
インの幅は、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間の増加ととも
に、規則正しく、大きくなる。
【００４１】図５を参照して、レジスト１の現像を行な
うと、露光寸法Ｄ1 よりも太い寸法Ｄ2 を有するレジス
トパターン１ａが得られる。この方法によると、レジス
トの高感度化を実現できる、すなわち、露光量が少なく
ても、十分に使用に耐えるレジストパターン１ａが形成
できる。また、見方を変えると、レジストパターン１ａ
が太るので、装置の性能上得られる最小の解像度より
も、さらに小さなスペースＳを有する微細レジストパタ
ーン１ａが得られることがわかる。
うと、露光寸法Ｄ1 よりも太い寸法Ｄ2 を有するレジス
トパターン１ａが得られる。この方法によると、レジス
トの高感度化を実現できる、すなわち、露光量が少なく
ても、十分に使用に耐えるレジストパターン１ａが形成
できる。また、見方を変えると、レジストパターン１ａ
が太るので、装置の性能上得られる最小の解像度より
も、さらに小さなスペースＳを有する微細レジストパタ
ーン１ａが得られることがわかる。
【００４２】実施例４ 本実施例は、ポジ型化学増幅レジストを用いる実施例で
ある。ここで、実施例の具体的な説明をする前に、ポジ
型化学増幅レジストについて説明しておく。
ある。ここで、実施例の具体的な説明をする前に、ポジ
型化学増幅レジストについて説明しておく。
【００４３】図１７は、化学増幅ポジ型レジストの構成
成分である、ベース樹脂と酸発生剤の化学構造式を示し
た図である。図１７（ａ）から明らかなように、ベース
樹脂は、ポリ−ｐ−ヒドロキシスチレンにｔ−ブチルオ
キシカルボニル（以下、ｔ−ＢＯＣ基と言う）が結合さ
れた、ポリ（ｐ−ｔ−ブチルオキシカルボニルオキシス
チレン）である。図中、ｎは、重合度を表わす自然数で
ある。図１７（ｂ）に示す酸発生剤は、トリフェニルス
ルホニウムヘキサフルオロアンチモネートである。トリ
フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
は、図１８に示すように、光の照射を受けることによっ
て、プロトン酸を発生する。
成分である、ベース樹脂と酸発生剤の化学構造式を示し
た図である。図１７（ａ）から明らかなように、ベース
樹脂は、ポリ−ｐ−ヒドロキシスチレンにｔ−ブチルオ
キシカルボニル（以下、ｔ−ＢＯＣ基と言う）が結合さ
れた、ポリ（ｐ−ｔ−ブチルオキシカルボニルオキシス
チレン）である。図中、ｎは、重合度を表わす自然数で
ある。図１７（ｂ）に示す酸発生剤は、トリフェニルス
ルホニウムヘキサフルオロアンチモネートである。トリ
フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
は、図１８に示すように、光の照射を受けることによっ
て、プロトン酸を発生する。
【００４４】プロトン酸は、図１９に示す反応式に従っ
て、ポリ（ｐ−ｔ−ブチルオキシカルボニルオキシスチ
レン）から、ｔ−ＢＯＣ基を脱離させ、水酸基（フェノ
ール基）を発生させる。生成したポリ−ｐ−ヒドロキシ
スチレンは、アルカリに可溶となる。
て、ポリ（ｐ−ｔ−ブチルオキシカルボニルオキシスチ
レン）から、ｔ−ＢＯＣ基を脱離させ、水酸基（フェノ
ール基）を発生させる。生成したポリ−ｐ−ヒドロキシ
スチレンは、アルカリに可溶となる。
【００４５】次に、酸触媒で、ベース樹脂中のｔ−ＢＯ
Ｃ基が脱離する様子を、図２０を用いて、さらに詳細に
説明する。図２０（ａ）を参照して、化学増幅ポジ型レ
ジストに電子線を照射する。これによって、図２０
（ｂ）を参照して、化学増幅ポジ型レジスト層中のトリ
フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートが
分解し、プロトン酸が発生する。図２０（ｃ）を参照し
て、化学増幅ポジ型レジストをベークすることによっ
て、図１９に示す反応式に従って、ポリ（ｐ−ｔ−ブチ
ルオキシカルボニルオキシスチレン）から、ｔ−ＢＯＣ
基が脱離し、水酸基を発生させる。ベークを続けると、
図２０（ｄ）を参照して、さらに、ｔ−ＢＯＣ基の脱離
は進み、最後に図２０（ｅ）を参照して、ベース樹脂
は、アルカリ現像液に可溶なポリビニルフェノールに変
化する。
Ｃ基が脱離する様子を、図２０を用いて、さらに詳細に
説明する。図２０（ａ）を参照して、化学増幅ポジ型レ
ジストに電子線を照射する。これによって、図２０
（ｂ）を参照して、化学増幅ポジ型レジスト層中のトリ
フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートが
分解し、プロトン酸が発生する。図２０（ｃ）を参照し
て、化学増幅ポジ型レジストをベークすることによっ
て、図１９に示す反応式に従って、ポリ（ｐ−ｔ−ブチ
ルオキシカルボニルオキシスチレン）から、ｔ−ＢＯＣ
基が脱離し、水酸基を発生させる。ベークを続けると、
図２０（ｄ）を参照して、さらに、ｔ−ＢＯＣ基の脱離
は進み、最後に図２０（ｅ）を参照して、ベース樹脂
は、アルカリ現像液に可溶なポリビニルフェノールに変
化する。
【００４６】実施例４は、上述したようなポジ型化学増
幅レジストを用い、特に、露光からＰＥＢまでの時間経
過により、仕上がりレジストパターンのスペースが広く
なるポジ型レジストを用いる。
幅レジストを用い、特に、露光からＰＥＢまでの時間経
過により、仕上がりレジストパターンのスペースが広く
なるポジ型レジストを用いる。
【００４７】このようなポジ型レジストについて、まず
説明する。ポリ（ｐ−ｔ−ブチルオキシカルボニルオキ
シスチレン）からポリビニルフェノールへ変化させるた
めには、ある量の酸が必要である。この“ある量”より
も、酸濃度が少ないと、上述の変化は不完全となる。露
光からＰＥＢまでレジストを放置すると、光によって生
じた酸は、横方向に拡散する。本明細書では、この酸の
拡散によって、露光部分において上記“ある量”よりも
酸濃度が少なくなるポジ型レジストを、露光からＰＥＢ
までの放置によりパターンのスペースが狭くなる性質を
有するレジストという。またこの拡散後であっても、も
ともと発生した酸の量が十分多かったために、露光部分
において、上記“ある量”よりも酸濃度が十分高く、ま
た、拡散した部分の酸濃度もまた、上記“ある量”より
も大きくなるレジストを、露光からＰＥＢまでの放置に
よりパターンのスペースが広くなる性質を有するレジス
トという。
説明する。ポリ（ｐ−ｔ−ブチルオキシカルボニルオキ
シスチレン）からポリビニルフェノールへ変化させるた
めには、ある量の酸が必要である。この“ある量”より
も、酸濃度が少ないと、上述の変化は不完全となる。露
光からＰＥＢまでレジストを放置すると、光によって生
じた酸は、横方向に拡散する。本明細書では、この酸の
拡散によって、露光部分において上記“ある量”よりも
酸濃度が少なくなるポジ型レジストを、露光からＰＥＢ
までの放置によりパターンのスペースが狭くなる性質を
有するレジストという。またこの拡散後であっても、も
ともと発生した酸の量が十分多かったために、露光部分
において、上記“ある量”よりも酸濃度が十分高く、ま
た、拡散した部分の酸濃度もまた、上記“ある量”より
も大きくなるレジストを、露光からＰＥＢまでの放置に
よりパターンのスペースが広くなる性質を有するレジス
トという。
【００４８】さて、図６を参照して、ウエハ２の上に、
ポジ型化学増幅レジスト５（以下、単にレジスト５とい
う）を塗布する。レジスト５に、選択的に電子線４を照
射する。この照射によって、露光部において酸３が発生
する。
ポジ型化学増幅レジスト５（以下、単にレジスト５とい
う）を塗布する。レジスト５に、選択的に電子線４を照
射する。この照射によって、露光部において酸３が発生
する。
【００４９】露光からＰＥＢまで一定時間放置する。こ
の放置により、露光部中に発生した酸は横方向に拡散す
る。図１５は、露光からＰＥＢまでの経過時間と、仕上
がりレジストパターンのスペースとの間の関係図であ
る。図１５から明らかなように、露光からＰＥＢまでの
経過時間の増加とともに、スペースは直線的に大きくな
っている。
の放置により、露光部中に発生した酸は横方向に拡散す
る。図１５は、露光からＰＥＢまでの経過時間と、仕上
がりレジストパターンのスペースとの間の関係図であ
る。図１５から明らかなように、露光からＰＥＢまでの
経過時間の増加とともに、スペースは直線的に大きくな
っている。
【００５０】さて、図６に戻って、露光からＰＥＢまで
の放置によりスペースが広がる性質を利用し、予め要求
する寸法より小さな寸法または少ない露光量で、電子線
４を照射し、その後、一定時間放置する。その後、図１
５を参考にして、要求する寸法で解像できる時間を求
め、その時間の間、ＰＥＢを行ない、その後、現像を行
なう。これによって、図７を参照して、所定のスペース
Ｄ3 を有するレジストパターン５ａが得られる。
の放置によりスペースが広がる性質を利用し、予め要求
する寸法より小さな寸法または少ない露光量で、電子線
４を照射し、その後、一定時間放置する。その後、図１
５を参考にして、要求する寸法で解像できる時間を求
め、その時間の間、ＰＥＢを行ない、その後、現像を行
なう。これによって、図７を参照して、所定のスペース
Ｄ3 を有するレジストパターン５ａが得られる。
【００５１】この方法によると、露光からＰＥＢまでの
放置時間を測定することにより、任意のスペースを有す
るレジストパターン５ａを形成できる。露光からすぐに
ＰＥＢを行なわなくてもよいため、プロセスの時間マー
ジンが拡大できる。また、見方を変えると、装置の性能
上得られる最小の解像度よりもさらに小さな寸法ｌ1を
有する微細レジストパターンが形成できることがわか
る。
放置時間を測定することにより、任意のスペースを有す
るレジストパターン５ａを形成できる。露光からすぐに
ＰＥＢを行なわなくてもよいため、プロセスの時間マー
ジンが拡大できる。また、見方を変えると、装置の性能
上得られる最小の解像度よりもさらに小さな寸法ｌ1を
有する微細レジストパターンが形成できることがわか
る。
【００５２】実施例５ 本実施例においては、露光からＰＥＢまでの時間経過に
より、レジストパターンのスペースが狭くなるポジ型化
学増幅レジストを用いる。図８を参照して、ウエハ２の
上に、ポジ型化学増幅レジスト５を形成する。露光から
ＰＥＢまでの放置によりレジストパターン間のスペース
が細る性質を利用し、予め要求する寸法より大きな寸法
Ｄ1 または多い露光量で、電子線４を照射する。その
後、一定時間放置する。
より、レジストパターンのスペースが狭くなるポジ型化
学増幅レジストを用いる。図８を参照して、ウエハ２の
上に、ポジ型化学増幅レジスト５を形成する。露光から
ＰＥＢまでの放置によりレジストパターン間のスペース
が細る性質を利用し、予め要求する寸法より大きな寸法
Ｄ1 または多い露光量で、電子線４を照射する。その
後、一定時間放置する。
【００５３】露光からＰＥＤまでの経過時間とスペース
との間の関係を参考にして、要求する寸法（Ｄ3 ）で解
像できる時間を求め、その時間の間、ＰＥＢを行ない、
その後、現像を行なう。これによって、図９を参照し
て、露光寸法Ｄ1 より小さなスペースＤ3 を有するレジ
ストパターン５ａが得られる。この方法によれば、露光
からＰＥＢまでの経過時間を調整することにより、任意
のスペースＤ3 を有するレジストパターンが得られる。
また、見方を変えると、装置の性能上得られる最小の解
像度よりも、さらに小さなスペースＤ3 を有するレジス
トパターン５ａが得られる。
との間の関係を参考にして、要求する寸法（Ｄ3 ）で解
像できる時間を求め、その時間の間、ＰＥＢを行ない、
その後、現像を行なう。これによって、図９を参照し
て、露光寸法Ｄ1 より小さなスペースＤ3 を有するレジ
ストパターン５ａが得られる。この方法によれば、露光
からＰＥＢまでの経過時間を調整することにより、任意
のスペースＤ3 を有するレジストパターンが得られる。
また、見方を変えると、装置の性能上得られる最小の解
像度よりも、さらに小さなスペースＤ3 を有するレジス
トパターン５ａが得られる。
【００５４】実施例６ 本実施例は、ＰＥＢ時間またはＰＥＢ温度の増加ととも
に、レジストパターンのスペースが広がるポジ型化学増
幅レジストを使用することに関する。
に、レジストパターンのスペースが広がるポジ型化学増
幅レジストを使用することに関する。
【００５５】図１０を参照して、ウエハ２の上に、ＰＥ
Ｂ時間またはＰＥＢ温度の増加とともに酸が横方向に拡
散し、レジストパターンのスペースが広がる性質を有す
るポジ型化学増幅レジスト５を形成する。ポジ型化学増
幅レジスト５に、選択的に電子線４を照射する。ＰＥＢ
時の酸の拡散によるスペースの広がりを利用し、予め要
求する仕上がり寸法Ｄ3 より、細い寸法Ｄ1 で、また
は、露光量を少なくして、電子線４を照射する。その
後、高温でＰＥＢを行なうか、または長時間ＰＥＢを行
なうことで、酸３を横方向に拡散させる。
Ｂ時間またはＰＥＢ温度の増加とともに酸が横方向に拡
散し、レジストパターンのスペースが広がる性質を有す
るポジ型化学増幅レジスト５を形成する。ポジ型化学増
幅レジスト５に、選択的に電子線４を照射する。ＰＥＢ
時の酸の拡散によるスペースの広がりを利用し、予め要
求する仕上がり寸法Ｄ3 より、細い寸法Ｄ1 で、また
は、露光量を少なくして、電子線４を照射する。その
後、高温でＰＥＢを行なうか、または長時間ＰＥＢを行
なうことで、酸３を横方向に拡散させる。
【００５６】図１６は、ＰＥＢ時間またはＰＥＢ温度
と、仕上がりレジストパターンのスペースの関係を示し
た図である。ＰＥＢ時間またはＰＥＢ温度の増加ととも
に、スペースは、直線的に、増加している。図１１を参
照して、所定の時間、ＰＥＢした後、現像をすると、図
１６の関係から予測されるスペースＤ3 を有するレジス
トパターン５ａが得られる。
と、仕上がりレジストパターンのスペースの関係を示し
た図である。ＰＥＢ時間またはＰＥＢ温度の増加ととも
に、スペースは、直線的に、増加している。図１１を参
照して、所定の時間、ＰＥＢした後、現像をすると、図
１６の関係から予測されるスペースＤ3 を有するレジス
トパターン５ａが得られる。
【００５７】この方法によれば、上述したように、露光
量を少なくすることができるので、レジストの高感度化
を達成することができる。また、見方を変えると、装置
の性能上得られる最小の解像度よりも、さらに微細な寸
法ｌ1 を有するレジストパターン５ａが得られることが
わかる。
量を少なくすることができるので、レジストの高感度化
を達成することができる。また、見方を変えると、装置
の性能上得られる最小の解像度よりも、さらに微細な寸
法ｌ1 を有するレジストパターン５ａが得られることが
わかる。
【００５８】以上、実施例１〜６の特徴について説明し
たが、この発明はこれに限定されるものでなく、上述の
実施例１〜実施例６を適当に組合わせることによって、
より微細な、レジストパターンを、安定して供給するこ
とが可能となる。
たが、この発明はこれに限定されるものでなく、上述の
実施例１〜実施例６を適当に組合わせることによって、
より微細な、レジストパターンを、安定して供給するこ
とが可能となる。
【００５９】実施例７ 本実施例は、露光した化学増幅レジストをポストエキス
ポージャーベークする装置に係るものである。図２１
は、当該装置の概念図である。当該装置５０は、露光し
た化学増幅レジストのＰＥＢを行なうホットプレート３
０を備える。当該装置５０は、化学増幅レジストについ
ての、露光からＰＥＢまでの経過時間と、仕上がるレジ
ストパターンのライン幅またはスペースの変化との間の
関係を、当該装置５０内に入力する第１入力手段３１を
備える。当該装置は、また、化学増幅レジストについて
の、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間と、仕上がるレジスト
パターンのライン幅またはスペースの変化との間の関係
を、当該装置内に入力する第２入力手段３２を備える。
当該装置５０は、また、露光からＰＥＢまでの経過時間
を入力する第３入力手段３３を備える。当該装置５０
は、さらに、第１入力手段３１により入力された情報と
第２入力手段３２により入力された情報と第３入力手段
３３より入力された情報に基づいて、所望のライン幅ま
たはスペースを有するレジストパターンを得るための、
最適のＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間を計算する計算手段
３４を備える。当該装置５０は、さらに、計算手段３４
により得られた温度または時間で、化学増幅レジストの
ＰＥＢを行なえるように、ホットプレート３０を制御す
る制御手段３５を備える。
ポージャーベークする装置に係るものである。図２１
は、当該装置の概念図である。当該装置５０は、露光し
た化学増幅レジストのＰＥＢを行なうホットプレート３
０を備える。当該装置５０は、化学増幅レジストについ
ての、露光からＰＥＢまでの経過時間と、仕上がるレジ
ストパターンのライン幅またはスペースの変化との間の
関係を、当該装置５０内に入力する第１入力手段３１を
備える。当該装置は、また、化学増幅レジストについて
の、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間と、仕上がるレジスト
パターンのライン幅またはスペースの変化との間の関係
を、当該装置内に入力する第２入力手段３２を備える。
当該装置５０は、また、露光からＰＥＢまでの経過時間
を入力する第３入力手段３３を備える。当該装置５０
は、さらに、第１入力手段３１により入力された情報と
第２入力手段３２により入力された情報と第３入力手段
３３より入力された情報に基づいて、所望のライン幅ま
たはスペースを有するレジストパターンを得るための、
最適のＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間を計算する計算手段
３４を備える。当該装置５０は、さらに、計算手段３４
により得られた温度または時間で、化学増幅レジストの
ＰＥＢを行なえるように、ホットプレート３０を制御す
る制御手段３５を備える。
【００６０】図２２は、当該装置の、作動フローチャー
ト図である。図２１と図２２を用いて、当該装置の動作
について説明する。まず、露光したウエハをホットプレ
ート３０の上に置く。第１入力手段３１より、用いてい
る化学増幅レジストについての、露光からＰＥＢまでの
経過時間と、仕上がるレジストパターンのライン幅また
はスペースの変化との間の関係を入力する。第２入力手
段３２により、用いている化学増幅レジストについて
の、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間と、仕上がりレジスト
パターンのライン幅またはスペースの変化との間の関係
を、入力する。第３入力手段３３により、露光からＰＥ
Ｂまでの経過時間を入力する。計算手段３４が、第１入
力手段３１により入力された情報と第２入力手段３２に
より入力された情報と第３入力手段３３より入力された
情報とに基づいて、所望のライン幅またはスペースを有
するレジストパターンを得るための最適の、ＰＥＢ温度
またはＰＥＢ時間を計算する。計算手段３４により得ら
れた温度または時間で、化学増幅レジストのＰＥＢを行
なえるように、ホットプレート３０を制御する。
ト図である。図２１と図２２を用いて、当該装置の動作
について説明する。まず、露光したウエハをホットプレ
ート３０の上に置く。第１入力手段３１より、用いてい
る化学増幅レジストについての、露光からＰＥＢまでの
経過時間と、仕上がるレジストパターンのライン幅また
はスペースの変化との間の関係を入力する。第２入力手
段３２により、用いている化学増幅レジストについて
の、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間と、仕上がりレジスト
パターンのライン幅またはスペースの変化との間の関係
を、入力する。第３入力手段３３により、露光からＰＥ
Ｂまでの経過時間を入力する。計算手段３４が、第１入
力手段３１により入力された情報と第２入力手段３２に
より入力された情報と第３入力手段３３より入力された
情報とに基づいて、所望のライン幅またはスペースを有
するレジストパターンを得るための最適の、ＰＥＢ温度
またはＰＥＢ時間を計算する。計算手段３４により得ら
れた温度または時間で、化学増幅レジストのＰＥＢを行
なえるように、ホットプレート３０を制御する。
【００６１】本装置を用いると、次のような利点があ
る。すなわち、露光時間のかかる電子線露光などでは、
初め露光したウエハと最後に露光したウエハとの間に生
じる、時間経過の差によるパターンの寸法のばらつきを
防ぎ、すべてのウエハが、同一の露光条件で露光された
ような結果が得られるようになる。
る。すなわち、露光時間のかかる電子線露光などでは、
初め露光したウエハと最後に露光したウエハとの間に生
じる、時間経過の差によるパターンの寸法のばらつきを
防ぎ、すべてのウエハが、同一の露光条件で露光された
ような結果が得られるようになる。
【００６２】実施例８ 本実施例は、実施例７に用いられるホットプレートの一
具体例に係るものである。
具体例に係るものである。
【００６３】図２３を参照して、実施例に係るホットプ
レート３０は、ウエハ３６の裏面に接触する、上下移動
可能な、複数の加熱用ピン３７を備える。加熱用ピン３
７は、その温度が自由に制御されるようになっている。
図２４を参照して、加熱用ピン３７を、部分的に上下移
動させ、ウエハ３６において、加熱用ピン３７が接触し
ている部分７および加熱用ピン３７が接触していない部
分８を作り、これによって、温度分布が意図的に作られ
る。
レート３０は、ウエハ３６の裏面に接触する、上下移動
可能な、複数の加熱用ピン３７を備える。加熱用ピン３
７は、その温度が自由に制御されるようになっている。
図２４を参照して、加熱用ピン３７を、部分的に上下移
動させ、ウエハ３６において、加熱用ピン３７が接触し
ている部分７および加熱用ピン３７が接触していない部
分８を作り、これによって、温度分布が意図的に作られ
る。
【００６４】ウエハ３６上に微細レジストパターンを形
成する場合に、解像度の限界（たとえば０．１μｍ）の
部分があれば、また、解像度の限界でない部分（たとえ
ば０．８μｍ）もあり、様々である。このような微細パ
ターンを形成する場合に、実施例に係るホットプレート
３０のように、温度分布を作ることができれば、有効で
ある。
成する場合に、解像度の限界（たとえば０．１μｍ）の
部分があれば、また、解像度の限界でない部分（たとえ
ば０．８μｍ）もあり、様々である。このような微細パ
ターンを形成する場合に、実施例に係るホットプレート
３０のように、温度分布を作ることができれば、有効で
ある。
【００６５】実施例９ 本実施例は、実施例７に用いられるホットプレートの他
の具体例に係るものである。
の具体例に係るものである。
【００６６】本実施例に係るホットプレートは、図２５
を参照して、ウエハ２の裏面に接触する、水平方向に移
動可能な加熱用ピン３８を備える。図示しないが、加熱
用ピン３８の周りには、ウエハ２を下から支持するもの
であって、断熱材等で作られた、熱拡散を防ぐための固
定台が設けられる。
を参照して、ウエハ２の裏面に接触する、水平方向に移
動可能な加熱用ピン３８を備える。図示しないが、加熱
用ピン３８の周りには、ウエハ２を下から支持するもの
であって、断熱材等で作られた、熱拡散を防ぐための固
定台が設けられる。
【００６７】次に、動作について説明する。図２５に示
すホットプレート３０を用いて、局所的にウエハ２をベ
ークする。その後、図２６を参照して、通常のホットプ
レート１０で、ウエハ２の全体を低温でベークする。こ
れにより、局所的に、加熱状態を異ならせて、ウエハ２
のベークを行なうことができる。
すホットプレート３０を用いて、局所的にウエハ２をベ
ークする。その後、図２６を参照して、通常のホットプ
レート１０で、ウエハ２の全体を低温でベークする。こ
れにより、局所的に、加熱状態を異ならせて、ウエハ２
のベークを行なうことができる。
【００６８】なお実施例８および９では、ピン状の加熱
用ピンを提示したが、この発明はこれに限られるもので
はなく、ウエハ３６との接触部が球状の加熱手段であっ
ても実施例と同様の効果を奏する。
用ピンを提示したが、この発明はこれに限られるもので
はなく、ウエハ３６との接触部が球状の加熱手段であっ
ても実施例と同様の効果を奏する。
【００６９】
【発明の効果】この発明の第１の局面に従う微細レジス
トパターンの形成方法によれば、化学増幅レジストにつ
いての、露光からポストエキスポージャーベークまでの
経過時間と、仕上がりレジストパターンのライン幅また
はスペースの変化との間の関係をもとに、決定された、
所望のライン幅またはスペースを有するレジストパター
ンを得るための条件で、上記化学増幅レジストをポスト
エキスポージャーベークするので、露光後、すぐにポス
トエキスポージャーベークを行なわなくても、レジスト
パターンの寸法を任意的に制御できるという効果を奏す
る。
トパターンの形成方法によれば、化学増幅レジストにつ
いての、露光からポストエキスポージャーベークまでの
経過時間と、仕上がりレジストパターンのライン幅また
はスペースの変化との間の関係をもとに、決定された、
所望のライン幅またはスペースを有するレジストパター
ンを得るための条件で、上記化学増幅レジストをポスト
エキスポージャーベークするので、露光後、すぐにポス
トエキスポージャーベークを行なわなくても、レジスト
パターンの寸法を任意的に制御できるという効果を奏す
る。
【００７０】この発明の第２の局面に従う微細レジスト
パターンの形成方法によれば、化学増幅レジストについ
ての、ポストエキスポージャーベークの温度または時間
と、仕上がりレジストパターンのライン幅またはスペー
スの変化との間に関係をもとに決定された、所望のライ
ン幅またはスペースを有するレジストパターンを得るた
めの条件で、化学増幅レジストをポストエキスポージャ
ーベークするので、装置の性能上得られる最小解像度よ
りも、さらに微細なパターンが得られるという効果を奏
する。
パターンの形成方法によれば、化学増幅レジストについ
ての、ポストエキスポージャーベークの温度または時間
と、仕上がりレジストパターンのライン幅またはスペー
スの変化との間に関係をもとに決定された、所望のライ
ン幅またはスペースを有するレジストパターンを得るた
めの条件で、化学増幅レジストをポストエキスポージャ
ーベークするので、装置の性能上得られる最小解像度よ
りも、さらに微細なパターンが得られるという効果を奏
する。
【００７１】この発明の第３の局面に従うポストエキス
ポージャーベーク装置によれば、所望のライン幅または
スペースを有するレジストパターンを得るための、ポス
トエキスポージャーベークの温度または時間で、化学増
幅レジストをベークできるので、露光後、すぐに、ポス
トエキスポージャーベークを行なわなくても、レジスト
パターンの寸法を任意的に制御でき、かつ、装置の性能
上得られる最小の解像度よりも、さらに微細なパターン
を得ることができる。
ポージャーベーク装置によれば、所望のライン幅または
スペースを有するレジストパターンを得るための、ポス
トエキスポージャーベークの温度または時間で、化学増
幅レジストをベークできるので、露光後、すぐに、ポス
トエキスポージャーベークを行なわなくても、レジスト
パターンの寸法を任意的に制御でき、かつ、装置の性能
上得られる最小の解像度よりも、さらに微細なパターン
を得ることができる。
【図１】 実施例１に係る微細レジストパターンの形成
方法の順序の各工程における半導体装置の断面図であ
る。
方法の順序の各工程における半導体装置の断面図であ
る。
【図２】 実施例２に係る方法の第１の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図３】 実施例２に係る方法の第２の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図４】 実施例３に係る方法の第１の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図５】 実施例３に係る方法の第２の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図６】 実施例４に係る方法の第１の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図７】 実施例４に係る方法の第２の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図８】 実施例５に係る方法の第１の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図９】 実施例５に係る方法の第２の工程における半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図１０】 実施例６に係る方法の第１の工程における
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図１１】 実施例６に係る方法の第２の工程における
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図１２】 実施例において用いた化学増幅レジストに
ついての、露光からＰＥＢまでの経過時間と生成したレ
ジストパターンのライン幅との関係図である。
ついての、露光からＰＥＢまでの経過時間と生成したレ
ジストパターンのライン幅との関係図である。
【図１３】 実施例において用いた他の化学増幅レジス
トについての、露光からＰＥＢまでの経過時間と、生成
したレジストパターンのライン幅との関係図である。
トについての、露光からＰＥＢまでの経過時間と、生成
したレジストパターンのライン幅との関係図である。
【図１４】 実施例において用いた化学増幅レジストに
ついての、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間と、生成したレ
ジストパターンのライン幅との関係図である。
ついての、ＰＥＢ温度またはＰＥＢ時間と、生成したレ
ジストパターンのライン幅との関係図である。
【図１５】 実施例において用いた化学増幅レジストに
ついての、露光からＰＥＢまでの経過時間と、生成した
レジストパターンのスペースとの関係図である。
ついての、露光からＰＥＢまでの経過時間と、生成した
レジストパターンのスペースとの関係図である。
【図１６】 実施例において用いた化学増幅レジストに
ついての、ＰＥＢ時間またはＰＥＢ温度と、生成したレ
ジストパターンのスペースとの関係図である。
ついての、ＰＥＢ時間またはＰＥＢ温度と、生成したレ
ジストパターンのスペースとの関係図である。
【図１７】 実施例において用いた化学増幅ポジ型レジ
ストの構成成分である、ベース樹脂と酸発生剤の化学構
造式を示した図である。
ストの構成成分である、ベース樹脂と酸発生剤の化学構
造式を示した図である。
【図１８】 トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロ
アンチモネートの光分解の反応式を示す図である。
アンチモネートの光分解の反応式を示す図である。
【図１９】 ポリ（ｐ−ｔ−ブチルオキシカルボニルオ
キシスチレン）が酸によって、ポリ−ｐ−ヒドロキシス
チレンに分解する反応式を示す図である。
キシスチレン）が酸によって、ポリ−ｐ−ヒドロキシス
チレンに分解する反応式を示す図である。
【図２０】 酸触媒で、ベース樹脂中のｔ−ＢＯＣ基が
脱離する様子を示す図である。
脱離する様子を示す図である。
【図２１】 実施例に係るポストエキスポージャーベー
ク装置の概念図である。
ク装置の概念図である。
【図２２】 実施例に係るポストエキスポージャーベー
ク装置の作動フローチャート図である。
ク装置の作動フローチャート図である。
【図２３】 実施例に係るホットプレートの斜視図であ
る。
る。
【図２４】 図２３に係るホットプレートの断面図であ
る。
る。
【図２５】 他の実施例に係るホットプレートの斜視図
と側面図である。
と側面図である。
【図２６】 通常のホットプレートの上でウエハを加熱
している様子を示す図である。
している様子を示す図である。
【図２７】 化学増幅レジストを用いた従来の微細レジ
ストパターンの形成方法の順序の第１の工程における半
導体装置の断面図である。
ストパターンの形成方法の順序の第１の工程における半
導体装置の断面図である。
【図２８】 従来の微細レジストパターンの形成方法の
第２の工程における半導体装置の断面図である。
第２の工程における半導体装置の断面図である。
【図２９】 従来の微細レジストパターンの形成方法の
第３の工程における半導体装置の断面図である。
第３の工程における半導体装置の断面図である。
【図３０】 従来の微細レジストパターンの形成方法の
第４の工程における半導体装置の断面図である。
第４の工程における半導体装置の断面図である。
【図３１】 従来の微細レジストパターンの形成方法の
第５の工程における半導体装置の断面図である。
第５の工程における半導体装置の断面図である。
【図３２】 従来の化学増幅レジストに含まれる、ベー
ス樹脂と架橋剤と酸発生剤の化学構造式を示す図であ
る。
ス樹脂と架橋剤と酸発生剤の化学構造式を示す図であ
る。
【図３３】 トリフェニルスルホニウムトリフレートの
光分解の反応式を示す図である。
光分解の反応式を示す図である。
【図３４】 化学増幅レジストの露光部における、ベー
ス樹脂の架橋の様子を示した図である。
ス樹脂の架橋の様子を示した図である。
【図３５】 ベース樹脂の架橋の様子を示す反応式図で
ある。
ある。
１ 化学増幅レジスト、２ ウエハ、１０ ホットプレ
ート、５１ 潜在画像、１ａ レジストパターン。
ート、５１ 潜在画像、１ａ レジストパターン。
Claims (9)
- 【請求項１】 仕上がるレジストパターンのライン幅ま
たはスペースが、露光からポストエキスポージャーベー
クまでの経過時間により、変化する化学増幅レジストを
準備する工程と、 前記化学増幅レジストについての、前記露光から前記ポ
ストエキスポージャーベークまでの経過時間と、仕上が
りレジストパターンのライン幅またはスペースの変化と
の間の関係を求める工程と、 ウエハの上に前記化学増幅レジストを形成する工程と、 前記化学増幅レジストを選択的に露光し、前記レジスト
パターンの潜在画像を形成する工程と、 所望のライン幅またはスペースを有するレジストパター
ンを得るために、露光からポストエキスポージャーベー
クまでの経過時間と仕上がるレジストパターンのライン
幅またはスペースの変化との前記関係をもとに決定され
た条件で、前記化学増幅レジストをポストエキスポージ
ャーベークする工程と、 前記化学増幅レジストを現像する工程と、を備えた微細
レジストパターンの形成方法。 - 【請求項２】 前記化学増幅レジストは、露光からポス
トエキスポージャーベークまでの経過時間により、前記
レジストパターンのライン幅が細るネガ型化学増幅レジ
ストを含む、請求項１に記載の微細レジストパターンの
形成方法。 - 【請求項３】 前記化学増幅レジストは、露光からポス
トエキスポージャーベークまでの経過時間により、レジ
ストパターンのライン幅が太るネガ型化学増幅レジスト
を含む、請求項１に記載の微細レジストパターンの形成
方法。 - 【請求項４】 前記化学増幅レジストは、露光からポス
トエキスポージャーベークまでの経過時間により、レジ
ストパターンのスペース幅が狭くなる、ポジ型化学増幅
レジストを含む、請求項１に記載の微細レジストパター
ンの形成方法。 - 【請求項５】 前記化学増幅レジストは、露光からポス
トエキスポージャーベークまでの経過時間により、レジ
ストパターンのスペース幅が広くなるポジ型化学増幅レ
ジストを含む、請求項１に記載の微細レジストパターン
の形成方法。 - 【請求項６】 仕上がるレジストパターンのライン幅ま
たはスペースが、ポストエキスポージャーベークの温度
または時間により変化する化学増幅レジストを準備する
工程と、 前記化学増幅レジストについての、前記ポストエキスポ
ージャーベークの温度または時間と、仕上がる前記レジ
ストパターンのライン幅またはスペースの変化との間
の、関係を求める工程と、 ウエハの上に前記化学増幅レジストを形成する工程と、 前記化学増幅レジストを選択的に露光し、前記レジスト
パターンの潜在画像を形成する工程と、 所望のライン幅またはスペースを有するレジストパター
ンを得るために、前記化学増幅レジストの、前記ポスト
エキスポージャーベークの温度または時間と、仕上がる
前記レジストパターンのライン幅またはスペースの変化
との間の前記関係をもとに決定された条件で、前記化学
増幅レジストをポストエキスポージャーベークする工程
と、 前記化学増幅レジストを現像する工程と、を備えた微細
レジストパターンの形成方法。 - 【請求項７】 露光した化学増幅レジストをポストエキ
スポージャーベークする装置であって、 露光した前記化学増幅レジストをポストエキスポージャ
ーベークするホットプレートと、 前記化学増幅レジストについての、前記露光から前記ポ
ストエキスポージャーベークまでの時間経過と、仕上が
るレジストパターンのライン幅またはスペースの変化と
の間の関係を、当該装置内に入力する第１入力手段と、 前記化学増幅レジストの、前記ポストエキスポージャー
ベークの温度または時間と、仕上がる前記レジストパタ
ーンのライン幅またはスペースの変化との間の関係を、
当該装置内に入力する第２入力手段と、 前記第１入力手段によって入力された情報と前記第２入
力手段により入力された情報とに基づいて、所望のライ
ン幅またはスペースを有するレジストパターンを得るた
めの、前記ポストエキスポージャーベークの温度または
時間を、計算する計算手段と、 前記計算手段により得られた温度または時間で、前記化
学増幅レジストをポストエキスポージャーベークできる
ように、前記ホットプレートを制御する制御手段と、を
備えた、ポストエキスポージャーベーク装置。 - 【請求項８】 前記ホットプレートは、 ウエハの裏面に接触する、上下移動可能な、複数の加熱
用ピンを備える、請求項７に記載のポストエキスポージ
ャーベーク装置。 - 【請求項９】 前記ホットプレートは、 ウエハの裏面に接触する、水平方向に移動可能な加熱用
ピンを備える、請求項７に記載のポストエキスポージャ
ーベーク装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6246166A JPH08111370A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 微細レジストパターンの形成方法およびポストエキスポージャーベーク装置 |
| US08/398,825 US5626782A (en) | 1994-10-12 | 1995-03-06 | Postexposure baking apparatus for forming fine resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6246166A JPH08111370A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 微細レジストパターンの形成方法およびポストエキスポージャーベーク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111370A true JPH08111370A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17144496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6246166A Pending JPH08111370A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 微細レジストパターンの形成方法およびポストエキスポージャーベーク装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5626782A (ja) |
| JP (1) | JPH08111370A (ja) |
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- 1994-10-12 JP JP6246166A patent/JPH08111370A/ja active Pending
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