JPH10333335A - Resist pattern forming method - Google Patents

Resist pattern forming method

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Publication number
JPH10333335A
JPH10333335A JP9138254A JP13825497A JPH10333335A JP H10333335 A JPH10333335 A JP H10333335A JP 9138254 A JP9138254 A JP 9138254A JP 13825497 A JP13825497 A JP 13825497A JP H10333335 A JPH10333335 A JP H10333335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
pattern
chemically amplified
positive
negative
Prior art date
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Pending
Application number
JP9138254A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Sagawa
恒一 寒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP9138254A priority Critical patent/JPH10333335A/en
Publication of JPH10333335A publication Critical patent/JPH10333335A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the cost of resist pattern formation using chemical amplification type resists and to improve the instability of shape. SOLUTION: A chemical amplification type positive type resist 21 is formed on a silicon wafer 1 and a chemical amplification type negative type resist 22 is formed on the positive type resist 21. After exposure, the negative type resist 22 is developed, the surfaces of the resists are treated with an alkali component and then the positive type resist 21 is developed to form the objective resist pattern.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造工程で用いられるレジストパターンの形成方法に関
し、特に、化学増幅型レジストのレジストパターン形成
方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method of forming a resist pattern used in a process of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming a resist pattern of a chemically amplified resist.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の最小寸法は、年々微細
化している。微細化に対応して、露光装置の高NA化、
露光波長の短波長化、レジスト材料の改良等が行われて
いる。特に、従来の高圧水銀灯を用いずにKrF等の希
ガスハライドのエキシマレーザ光源を用いたDUVリソ
グラフィは比較的容易に高解像力を達成する手段として
注目されている。このDUVリソグラフィにおいては、
高感度及び高解像度なレジストが望まれており、化学増
幅型レジストが用いられている。
2. Description of the Related Art The minimum size of a semiconductor integrated circuit is becoming smaller year by year. In response to miniaturization, higher NA of exposure equipment,
Shortening of the exposure wavelength, improvement of resist materials, and the like have been performed. In particular, DUV lithography using an excimer laser light source of a rare gas halide such as KrF without using a conventional high-pressure mercury lamp has attracted attention as a means for relatively easily achieving high resolution. In this DUV lithography,
A resist having high sensitivity and high resolution is desired, and a chemically amplified resist is used.

【0003】化学増幅型ポジ型レジストを用いたレジス
トパターンの形成方法を図2に従い説明する。
A method of forming a resist pattern using a chemically amplified positive resist will be described with reference to FIG.

【0004】シリコンウェハ1上に化学増幅型ポジ型レ
ジスト2を回転塗布し、ソフトベークを行いレジスト層
を形成する(図2(a)参照)。その後、マスク3を介
してKrFエキシマレーザにより露光し、プレエッチン
グベーク(PEB)を行う。このPEBにより露光で発
生した酸が拡散し、この酸が触媒として働き溶解素子剤
が分解し、アルカリ可溶となる(図2(b)参照)。そ
して、アルカリ水溶液で現像することによりポジパター
ンが得られる(図2(c)参照)。
A chemically amplified positive resist 2 is spin-coated on a silicon wafer 1 and soft-baked to form a resist layer (see FIG. 2A). Thereafter, exposure is performed by a KrF excimer laser through the mask 3, and pre-etching baking (PEB) is performed. The acid generated by the exposure is diffused by the PEB, and the acid acts as a catalyst to decompose the dissolving element agent and become alkali-soluble (see FIG. 2B). Then, a positive pattern is obtained by developing with an alkaline aqueous solution (see FIG. 2C).

【0005】ところで、上記した化学増幅型レジストを
用いた場合、レジスト2を塗布後、十分な清浄度がない
環境では主にアルカリ性雰囲気によりレジスト2の表面
が汚染される(図中2a)。
When the above-described chemically amplified resist is used, the surface of the resist 2 is mainly contaminated by an alkaline atmosphere in an environment where the cleanliness is not sufficient after the application of the resist 2 (2a in the figure).

【0006】前述したように、DUV光を露光した際
に、レジスト2は酸発生剤により酸が発生するが、アル
カリの汚染領域では、アルカリ成分により酸が中和さ
れ、十分な量の酸が得られない。
As described above, when the resist 2 is exposed to DUV light, an acid is generated by the acid generator in the resist 2, but in an alkali-contaminated region, the acid is neutralized by the alkali component, and a sufficient amount of the acid is removed. I can't get it.

【0007】このため、PEBによって酸が拡散し、化
学反応により現像液に可溶となるが、酸の不足により、
現像液により所定のパターンを形成しても上部にひさし
状の不良(T−top)が発生する。
For this reason, the acid is diffused by PEB and becomes soluble in the developer by a chemical reaction.
Even if a predetermined pattern is formed by the developer, an eaves-like defect (T-top) occurs at the upper portion.

【0008】このように、化学増幅型レジストを用いた
場合、主にアルカリ成分によって、レジスト中の酸発生
剤が中和され、ポジ型レジストの場合には、T−top
が発生し、また、ネガ型レジストの場合には、膜減り等
が発生するなど、著しい形状不良が問題となっている。
As described above, when a chemically amplified resist is used, an acid generator in the resist is neutralized mainly by an alkali component, and when a positive resist is used, T-top is used.
In the case of a negative resist, there is a problem of remarkable shape defects such as a decrease in film thickness.

【0009】これらを防止するには、ケミカルフィルタ
等によって、塩基性雰囲気を清浄化することが必要とな
っている。しかしながら、これらの方法は、装置及び設
備的に多大な初期コストと運用にあたってのコストが嵩
む等の問題がある。また、完全に塩基性雰囲気を抑制す
ることは技術的に困難であるため若干の形状不安定性が
認められる。
In order to prevent these, it is necessary to clean the basic atmosphere with a chemical filter or the like. However, these methods have problems such as a large initial cost in terms of equipment and facilities and a high cost for operation. Further, since it is technically difficult to completely suppress the basic atmosphere, some form instability is recognized.

【0010】一方、良好なパターン形状を可能とする酸
発生化学増幅型レジストのパターン形成方法が特開平3
−282553号公報に開示されている。この方法は、
単層からなる酸発生化学増幅型レジスト層に露光し、水
処理を施した後、ベークとパターン現像を順次施すもの
である。
On the other hand, a method for forming a pattern of an acid-generating chemically amplified resist capable of forming a good pattern shape is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
-282553. This method
A single layer of the acid-generating chemically amplified resist layer is exposed to light, subjected to water treatment, and then sequentially subjected to baking and pattern development.

【0011】このように露光後に水処理を施すことによ
り、レジスト表面の酸濃度を減少させ、レジストがネガ
型の場合には、レジストパターン上部のブリッジが発生
するのを抑制し、ポジ型の場合には、レジスト表面に難
溶化層を形成し、パターンの矩形性に寄与させるもので
ある。
By performing water treatment after the exposure as described above, the acid concentration on the resist surface is reduced, and when the resist is a negative type, the occurrence of a bridge above the resist pattern is suppressed. In this method, a hardly-solubilized layer is formed on the resist surface to contribute to the rectangularity of the pattern.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法においても、レジスト表面付近ではプライム処理
等に用いるHMDS(ヘキサメチルジシラザン)等のア
ルカリ性雰囲気があるとパターン形成に障害が発生する
ため、これを防止または低減させるために、ケミカルフ
ィルタを必要とする。このケミカルフィルタは高価であ
り、コストが高くなるという難点がある。
However, even in the above-mentioned method, the pattern formation is hindered in the presence of an alkaline atmosphere such as HMDS (hexamethyldisilazane) used for priming or the like near the resist surface. Requires a chemical filter to prevent or reduce This chemical filter is expensive and has the disadvantage of increasing the cost.

【0013】この発明は、上述した従来の問題点を解消
するためになされたものにして、コスト上昇を低減さ
せ、且つ形状の不安定も改善することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to reduce cost increase and improve shape instability.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】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であっ
て、ウェハ上に化学増幅型ポジ型レジストを形成し、こ
のポジ型レジスト上に化学増幅型ネガ型レジストを形成
し、露光後ネガ型レジストを現像した状態でレジスト表
面をアルカリ成分で処理した後、ポジ型レジストを現像
することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a resist pattern using a chemically amplified resist, comprising forming a chemically amplified positive resist on a wafer and forming a chemically amplified resist on the positive resist. A negative resist is formed, and after the exposure, the resist surface is treated with an alkali component in a state where the negative resist is developed, and then the positive resist is developed.

【0015】上記ポジ型レジストの膜厚は500〜10
00nm、ネガ型レジストの膜厚は20〜100nmに
するとよい。
The thickness of the positive resist is 500 to 10
The thickness of the negative resist is preferably set to 20 to 100 nm.

【0016】この発明は、化学増幅型レジストの弱点で
ある、アルカリ性雰囲気を逆に利用することで、形状の
良好なパターンを形成することができる。また、雰囲気
を気にすることもないために、高価なケミカルフィルタ
が不要になる。
According to the present invention, a pattern having a good shape can be formed by using an alkaline atmosphere, which is a weak point of the chemically amplified resist, in reverse. Also, since there is no need to worry about the atmosphere, an expensive chemical filter is not required.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図1を参照して説明する。まず、図1(a)に示すよ
うに、シリコンウェハ1上に化学増幅型ポジ型レジスト
21を500〜1000nmの厚さに回転塗布して形成
した後、このレジスト21上に薄膜の化学増幅型ネガ型
レジスト22を20〜100nmの厚さに回転塗布して
形成し、ソフトベークを行い下層に化学増幅型ポジ型レ
ジスト21、上層に化学増幅ネガ型レジスト22の2層
からなるレジスト層20を形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, a chemically amplified positive type resist 21 is formed on a silicon wafer 1 by spin coating to a thickness of 500 to 1000 nm. A negative resist 22 is formed by spin coating to a thickness of 20 to 100 nm, and soft baking is performed to form a resist layer 20 composed of a chemically amplified positive resist 21 as a lower layer and a chemically amplified negative resist 22 as an upper layer. Form.

【0018】次に、図1(b)に示すように、マスク3
を介してKrFエキシマレーザ等を用いてDUV露光す
る。ネガ型レジスト22は光が照射された領域のレジス
トパターン22aの対現像液に対する難溶性が高くな
る。
Next, as shown in FIG.
Through DUV exposure using a KrF excimer laser or the like. In the negative resist 22, the resist pattern 22a in the region irradiated with light has a high solubility in a developing solution.

【0019】続いて、図1(c)に示すように、プレエ
ッチングベーク(PEB)を行った後、現像を行う。こ
の現像により、光が照射されていない領域のネガ型レジ
スト22が除去される。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, after performing pre-etching bake (PEB), development is performed. By this development, the negative resist 22 in a region not irradiated with light is removed.

【0020】尚、上記の工程において、アルカリ雰囲気
があって、ネガ型レジスト22の表面が汚染されていて
もレジストパターン22aを所定の形状にパターニング
するには問題はない。
In the above process, there is no problem in patterning the resist pattern 22a into a predetermined shape even if the surface of the negative resist 22 is contaminated in an alkaline atmosphere.

【0021】その後、図1(d)に示すように、レジス
トパターン22aの表面及びパターン22aで被覆され
ていないポジ型レジスト21の表面をHMDS等のアル
カリ成分で処理する。このアルカリ処理により、ポジ型
レジスト21の表面及びネガ型レジストパターン22a
の表面がアルカリ成分によりその酸が中和される。これ
で残ったネガ型レジストパターン22aが現像液に可溶
となる。
Thereafter, as shown in FIG. 1D, the surface of the resist pattern 22a and the surface of the positive resist 21 not covered with the pattern 22a are treated with an alkali component such as HMDS. By this alkali treatment, the surface of the positive resist 21 and the negative resist pattern 22a are formed.
The acid is neutralized on the surface by the alkali component. As a result, the remaining negative resist pattern 22a becomes soluble in the developing solution.

【0022】そして、図1(e)に示すように、再度現
像を行い、光が照射された領域のネガ型レジストパター
ン及びポジ型レジスト21が除去される。この時、図1
(d)の工程で、光が露光された領域のポジ型レジスト
21の表面に難溶層が形成されていないため、パターン
形状の良好なパターンとなる。
Then, as shown in FIG. 1E, development is performed again to remove the negative resist pattern and the positive resist 21 in the region irradiated with the light. At this time, FIG.
In the step (d), since the hardly-soluble layer is not formed on the surface of the positive resist 21 in the region exposed to the light, a pattern having a good pattern shape is obtained.

【0023】[0023]

【発明の効果】上記したように、この発明は、化学増幅
型レジストの弱点であるアルカリ性雰囲気を逆に利用す
ることで、形状の良好なパターンを形成することができ
る。また、特に雰囲気を気にすることもないために、高
価なケミカルフィルタを使用せずに済むためコストを低
減できる。
As described above, according to the present invention, a pattern having a good shape can be formed by utilizing an alkaline atmosphere which is a weak point of a chemically amplified resist. In addition, since there is no particular concern about the atmosphere, it is not necessary to use an expensive chemical filter, so that the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明のレジストパターンの形成方法を工程
別に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a method of forming a resist pattern according to the present invention for each process.

【図2】化学増幅型ポジ型レジストを用いたレジストパ
ターンの形成方法を工程別に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a resist pattern using a chemically amplified positive resist according to steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコンウェハ 21 化学増幅型ポジ型レジスト 22 化学増幅型ネガ型レジスト 3 マスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon wafer 21 Chemical amplification positive resist 22 Chemical amplification negative resist 3 Mask

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化学増幅型レジストを用いたレジストパ
ターンの形成方法であって、ウェハ上に化学増幅型ポジ
型レジストを形成し、このポジ型レジスト上に化学増幅
型ネガ型レジストを形成し、露光後ネガ型レジストを現
像した状態でレジスト表面をアルカリ成分で処理した
後、ポジ型レジストを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。
1. A method for forming a resist pattern using a chemically amplified resist, comprising: forming a chemically amplified positive resist on a wafer; forming a chemically amplified negative resist on the positive resist; A method for forming a resist pattern, comprising: treating a resist surface with an alkali component while developing a negative resist after exposure, followed by developing a positive resist.
【請求項2】 上記ポジ型レジストの膜厚は500〜1
000nm、ネガ型レジストの膜厚は20〜100nm
であることを特徴とする請求項1に記載のレジストパタ
ーンの形成方法。
2. The film thickness of the positive resist is 500 to 1
000 nm, thickness of negative resist is 20-100 nm
The method according to claim 1, wherein:
JP9138254A 1997-05-28 1997-05-28 Resist pattern forming method Pending JPH10333335A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7056950B2 (en) 2001-02-14 2006-06-06 Matthias Rath Compositions of biochemical compounds involved in bioenergy metabolism of cells

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