JPH11153867A - レジストパターン形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法Info
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- JPH11153867A JPH11153867A JP9334817A JP33481797A JPH11153867A JP H11153867 A JPH11153867 A JP H11153867A JP 9334817 A JP9334817 A JP 9334817A JP 33481797 A JP33481797 A JP 33481797A JP H11153867 A JPH11153867 A JP H11153867A
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- Japan
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- resist
- pattern
- photoresist
- forming
- photoresist film
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- Pending
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光酸発生剤を含む化学増幅系ネガ型レジスト
を用いて、矩形性、寸法精度の良好なパターンが得られ
るレジストパターン形成方法を提供する。 【解決手段】 化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジ
スト膜１０２が形成された半導体基板１０１に、所望の
半導体集積回路パターンを描いたマスクまたはレチクル
を通して紫外線や遠紫外線を露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）処理後、アルカリ現像
液を用いて現像し、フォトレジストパターン１０５を形
成するレジストパターンの形成方法において、露光後、
ＰＥＢ処理前にヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、
アンモニアガスその他有機アミン等による表面処理を行
う方法とする。
を用いて、矩形性、寸法精度の良好なパターンが得られ
るレジストパターン形成方法を提供する。 【解決手段】 化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジ
スト膜１０２が形成された半導体基板１０１に、所望の
半導体集積回路パターンを描いたマスクまたはレチクル
を通して紫外線や遠紫外線を露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）処理後、アルカリ現像
液を用いて現像し、フォトレジストパターン１０５を形
成するレジストパターンの形成方法において、露光後、
ＰＥＢ処理前にヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、
アンモニアガスその他有機アミン等による表面処理を行
う方法とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に形
成されたフォトレジスト膜を、所望の半導体集積回路マ
スクまたはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）処理後、アルカリ現像
液を用いて現像し、フォトレジストパターンを形成する
技術、特に、化学増幅系ネガ型レジストを用いるレジス
トパターンの形成方法に関する。
成されたフォトレジスト膜を、所望の半導体集積回路マ
スクまたはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）処理後、アルカリ現像
液を用いて現像し、フォトレジストパターンを形成する
技術、特に、化学増幅系ネガ型レジストを用いるレジス
トパターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光リソグラフイ技術は、その露光
光にｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）を用いた
もので、そのレジストとしては、ペース樹脂にノポラッ
ク樹脂を用い、感光剤にナフトキノンジアジドを用いた
溶解抑止型ポジ型レジストが主流であった。
光にｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）を用いた
もので、そのレジストとしては、ペース樹脂にノポラッ
ク樹脂を用い、感光剤にナフトキノンジアジドを用いた
溶解抑止型ポジ型レジストが主流であった。
【０００３】しかし、より微細化に有利な遠紫外光であ
るエキシマレーザ光（２４８ｎｍ，１９３ｎｍ等）を用
いたリソグラフイが必要となり、そのレジストとして
は、従来のｇ線、ｉ線用では光吸収が大きすぎ、良好な
レジストパターンが得られず、また感度も大幅に低下す
るという状況であった。
るエキシマレーザ光（２４８ｎｍ，１９３ｎｍ等）を用
いたリソグラフイが必要となり、そのレジストとして
は、従来のｇ線、ｉ線用では光吸収が大きすぎ、良好な
レジストパターンが得られず、また感度も大幅に低下す
るという状況であった。
【０００４】しかし、光酸発生剤（ＰＡＧ；Ｐｈｏｔｏ
Ａｃｉｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）から発生する酸触媒
の増感反応を利用した化学増幅系レジストが考案され
（Ｉｔｏ ｅｔ ａｌ．１９８２ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、短波長リ
ソグラフイ用レジスト、また高感度が要求される電子線
リソグラフイ用レジストとして主流になりつつある。
Ａｃｉｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）から発生する酸触媒
の増感反応を利用した化学増幅系レジストが考案され
（Ｉｔｏ ｅｔ ａｌ．１９８２ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、短波長リ
ソグラフイ用レジスト、また高感度が要求される電子線
リソグラフイ用レジストとして主流になりつつある。
【０００５】この化学増幅系レジストは、ネガ型レジス
トの場合、樹脂と架橋剤とＰＡＧから構成される。この
化学増幅系ネガ型レジストに露光を行うと、露光部では
ＰＡＧから酸が発生し、発生した酸が架橋剤に触媒とし
て作用し、樹脂の架橋が生じる。その結果、露光部はア
ルカリ現像液に対し難溶性となるため、ネガパターンが
形成される。
トの場合、樹脂と架橋剤とＰＡＧから構成される。この
化学増幅系ネガ型レジストに露光を行うと、露光部では
ＰＡＧから酸が発生し、発生した酸が架橋剤に触媒とし
て作用し、樹脂の架橋が生じる。その結果、露光部はア
ルカリ現像液に対し難溶性となるため、ネガパターンが
形成される。
【０００６】しかし、化学増幅系レジストでは、露光に
よって発生した酸がレジスト膜表面において揮発、失活
あるいは未露光部へ拡散することにより、表面領域の酸
濃度が低下する。ネガ型レジストはその性質上、ポジ型
レジストに比ベパターンの矩形性が悪く、パターン頭部
が丸まってしまい、エッチング時の寸法精度が劣化する
という問題がある（図２）。
よって発生した酸がレジスト膜表面において揮発、失活
あるいは未露光部へ拡散することにより、表面領域の酸
濃度が低下する。ネガ型レジストはその性質上、ポジ型
レジストに比ベパターンの矩形性が悪く、パターン頭部
が丸まってしまい、エッチング時の寸法精度が劣化する
という問題がある（図２）。
【０００７】また、光コントラストの低下する０．３／
μｍ程度以下の微細パターンでは、レジスト頭部でパタ
ーン間にブリッジが生じやすい（図２ｃ）。
μｍ程度以下の微細パターンでは、レジスト頭部でパタ
ーン間にブリッジが生じやすい（図２ｃ）。
【０００８】このうち、レジスト表面領域の酸濃度低下
の対策としては、従来よりいくつかの方法が提案されて
おり、例えば、レジスト表面に酸性の上層膜を形成する
方法（特開平４−２０４８４８）、レジスト表面に酸処
理を施す方法等（特開平５−３４１５３６）が挙げられ
る。なお、図２において、２０１はウエハー、２０２は
フォトレジスト、２０３は遠紫外光、２０４は酸発生部
を示している。
の対策としては、従来よりいくつかの方法が提案されて
おり、例えば、レジスト表面に酸性の上層膜を形成する
方法（特開平４−２０４８４８）、レジスト表面に酸処
理を施す方法等（特開平５−３４１５３６）が挙げられ
る。なお、図２において、２０１はウエハー、２０２は
フォトレジスト、２０３は遠紫外光、２０４は酸発生部
を示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ネガ型レジス
トの場合、上層膜や酸処理によりレジスト表面に酸を供
給する方法では、表面での酸濃度低下は防止できるもの
の、未露光部にも酸が供給されるため、パターン間のブ
リッジが一層生じやすくなるという新たな問題点があ
る。
トの場合、上層膜や酸処理によりレジスト表面に酸を供
給する方法では、表面での酸濃度低下は防止できるもの
の、未露光部にも酸が供給されるため、パターン間のブ
リッジが一層生じやすくなるという新たな問題点があ
る。
【００１０】本発明は、このような問題点を解決し、化
学増幅系ネガ型レジストを用いて、矩形性、寸法精度の
良好なパターンが得られるレジストパターン形成方法を
提供するものである。
学増幅系ネガ型レジストを用いて、矩形性、寸法精度の
良好なパターンが得られるレジストパターン形成方法を
提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、光酸発生剤を含む化学増幅系ネガ型レ
ジストのフォトレジスト膜を用いたレジストパターン形
成方法であって、下地基板に形成したフォトレジスト膜
へのパターン露光後に、そのフォトレジスト膜を塩基性
物質雰囲気中に暴露する方法を採用した。その場合、フ
ォトレジスト膜を塩基性物質雰囲気中に暴露することに
よって、レジスト表面から塩基性物質をレジスト内に拡
散させ、その領域内に存在する酸を中和する方法とする
こともできる。また、フォトレジスト内の酸を中和する
領域が、レジスト表面から一定の深さに達しているよう
にするのが好適である。また、塩基性物質としては、ヘ
キサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、アンモニアガス、
有機アミン等を用いることができる。また、下地基板と
しては、ウエハーを用いるのが好適である。また、本発
明では、化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジスト膜
が形成された半導体基板に、所望の半導体集積回路パタ
ーンを描いたマスクまたはレチクルを通して紫外線や遠
紫外線を露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ
ｂａｋｅ）処理後、アルカリ現像液を用いて現像し、
フォトレジストパターンを形成するレジストパターンの
形成方法において、露光後、ＰＥＢ処理前にヘキサメチ
ルジシラザン（ＨＭＤＳ）、アンモニアガスその他有機
アミン等による表面処理を行う方法とすることもでき
る。その場合、化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジ
スト膜が、光酸発生剤を含むものを用いることができ
る。また、表面処理により、レジスト表面から一定の深
さに達するように塩基性物質をフォトレジスト内に拡散
させることもできる。
め、本発明では、光酸発生剤を含む化学増幅系ネガ型レ
ジストのフォトレジスト膜を用いたレジストパターン形
成方法であって、下地基板に形成したフォトレジスト膜
へのパターン露光後に、そのフォトレジスト膜を塩基性
物質雰囲気中に暴露する方法を採用した。その場合、フ
ォトレジスト膜を塩基性物質雰囲気中に暴露することに
よって、レジスト表面から塩基性物質をレジスト内に拡
散させ、その領域内に存在する酸を中和する方法とする
こともできる。また、フォトレジスト内の酸を中和する
領域が、レジスト表面から一定の深さに達しているよう
にするのが好適である。また、塩基性物質としては、ヘ
キサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、アンモニアガス、
有機アミン等を用いることができる。また、下地基板と
しては、ウエハーを用いるのが好適である。また、本発
明では、化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジスト膜
が形成された半導体基板に、所望の半導体集積回路パタ
ーンを描いたマスクまたはレチクルを通して紫外線や遠
紫外線を露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ
ｂａｋｅ）処理後、アルカリ現像液を用いて現像し、
フォトレジストパターンを形成するレジストパターンの
形成方法において、露光後、ＰＥＢ処理前にヘキサメチ
ルジシラザン（ＨＭＤＳ）、アンモニアガスその他有機
アミン等による表面処理を行う方法とすることもでき
る。その場合、化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジ
スト膜が、光酸発生剤を含むものを用いることができ
る。また、表面処理により、レジスト表面から一定の深
さに達するように塩基性物質をフォトレジスト内に拡散
させることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施
の形態に係るレジストパターン形成方法を説明する工程
図である。
について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施
の形態に係るレジストパターン形成方法を説明する工程
図である。
【００１３】本実施の形態に係るレジストパターン形成
方法は、化学増幅系ネガ型レジストをパターン露光後、
レジストパターンの変形を軽減するために露光後現像前
に行うベーキング処理である、いわゆるＰＥＢ（Ｐｏｓ
ｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）処理前に、ヘキサメ
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）、アンモニア、有機アミン
等の塩基性物質雰囲気中に暴露することによって表面処
理を行い、レジスト表面から一定の深さに酸の存在しな
い層を形成する方法としている。
方法は、化学増幅系ネガ型レジストをパターン露光後、
レジストパターンの変形を軽減するために露光後現像前
に行うベーキング処理である、いわゆるＰＥＢ（Ｐｏｓ
ｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）処理前に、ヘキサメ
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）、アンモニア、有機アミン
等の塩基性物質雰囲気中に暴露することによって表面処
理を行い、レジスト表面から一定の深さに酸の存在しな
い層を形成する方法としている。
【００１４】図１の工程図において、図１（ａ）は、ウ
ェハー１０１上に形成された化学増幅系ネガ型フォトレ
ジスト膜１０２を示している。図１（ｂ）は、レジスト
１０２を所望の半導体集積回路パターンを描いたマスク
またはレチクル（何れも図示せず）を通して遠常外光１
０３により露光している状態における酸発生部１０４を
示している。
ェハー１０１上に形成された化学増幅系ネガ型フォトレ
ジスト膜１０２を示している。図１（ｂ）は、レジスト
１０２を所望の半導体集積回路パターンを描いたマスク
またはレチクル（何れも図示せず）を通して遠常外光１
０３により露光している状態における酸発生部１０４を
示している。
【００１５】図１（ｃ）は、パターン露光に続き、ウェ
ハー１０１をＨＭＤＳあるいはアンモニアその他有機ア
ミン等の塩基性物質雰囲気中に暴露することにより、レ
ジスト膜１０２表面から塩基性物質をレジスト膜１０２
内に拡散させ、その領域内に存在する酸を中和すること
により、レジスト膜１０２表面から一定の深さに酸の存
在しない領域を形成した状態を示している。
ハー１０１をＨＭＤＳあるいはアンモニアその他有機ア
ミン等の塩基性物質雰囲気中に暴露することにより、レ
ジスト膜１０２表面から塩基性物質をレジスト膜１０２
内に拡散させ、その領域内に存在する酸を中和すること
により、レジスト膜１０２表面から一定の深さに酸の存
在しない領域を形成した状態を示している。
【００１６】この領域は、これに続くＦＥＢ処理時に樹
脂の架橋が起こらないため、現像処理時に現像液に溶解
し、図１（ｄ）のようなブリッジのない矩形なレジスト
パターンを得ることができる。
脂の架橋が起こらないため、現像処理時に現像液に溶解
し、図１（ｄ）のようなブリッジのない矩形なレジスト
パターンを得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレジスト
パターン形成方法は、化学増幅系ネガ型レジストパター
ンでみられる丸まった頭部形状やパターン間のブリッジ
を解消することができ、矩形性の良好な０・３μｍ以下
の微細なレジストパターンを得ることができる。
パターン形成方法は、化学増幅系ネガ型レジストパター
ンでみられる丸まった頭部形状やパターン間のブリッジ
を解消することができ、矩形性の良好な０・３μｍ以下
の微細なレジストパターンを得ることができる。
【００１８】また、解像度、焦点深度、寸法精度とも格
段（１０％以上）の向上を図ることができる。
段（１０％以上）の向上を図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るレジストパターンの
形成方法を説明する工程図である。
形成方法を説明する工程図である。
【図２】従来のレジストパターンの形成方法を説明する
工程図である。 １０１、２０１ ウェハー（半導体基板） １０２、２０２ 化学増幅系ネガ型レジスト（フォトレ
ジスト膜） １０３、２０３ 遠紫外光 １０４、２０４ レジスト内の酸発生部 １０５、２０５ レジストパターン
工程図である。 １０１、２０１ ウェハー（半導体基板） １０２、２０２ 化学増幅系ネガ型レジスト（フォトレ
ジスト膜） １０３、２０３ 遠紫外光 １０４、２０４ レジスト内の酸発生部 １０５、２０５ レジストパターン
Claims (8)
- 【請求項１】 光酸発生剤を含む化学増幅系ネガ型レジ
ストのフォトレジスト膜を用いたレジストパターン形成
方法であって、下地基板に形成したフォトレジスト膜へ
のパターン露光後に、そのフォトレジスト膜を塩基性物
質雰囲気中に暴露することを特徴とする、レジストパタ
ーン形成方法。 - 【請求項２】 フォトレジスト膜を塩基性物質雰囲気中
に暴露することによって、レジスト表面から塩基性物質
をレジスト内に拡散させ、その領域内に存在する酸を中
和することを特徴とする、請求項１記載のレジストパタ
ーン形成方法。 - 【請求項３】 フォトレジスト内の酸を中和する領域
が、レジスト表面から一定の深さに達していることを特
徴とする、請求項２記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項４】 前記塩基性物質が、ヘキサメチルジシラ
ザン（ＨＭＤＳ）、アンモニアガス、有機アミン等であ
ることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載のレ
ジストパターン形成方法。 - 【請求項５】 前記下地基板がウエハーであることを特
徴とする、請求項１記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項６】 化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジ
スト膜が形成された半導体基板に、所望の半導体集積回
路パターンを描いたマスクまたはレチクルを通して紫外
線や遠紫外線を露光し、ＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓ
ｕｒｅ ｂａｋｅ）処理後、アルカリ現像液を用いて現
像し、フォトレジストパターンを形成するレジストパタ
ーンの形成方法において、露光後、ＰＥＢ処理前にヘキ
サメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、アンモニアガスその
他有機アミン等による表面処理を行うことを特徴とす
る、レジストパターン形成方法。 - 【請求項７】 化学増幅系ネガ型レジストのフォトレジ
スト膜が、光酸発生剤を含むことを特徴とする、請求項
６記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項８】 前記表面処理により、レジスト表面から
一定の深さに達するように塩基性物質をフォトレジスト
内に拡散させることを特徴とする、請求項６記載のレジ
ストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9334817A JPH11153867A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9334817A JPH11153867A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | レジストパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153867A true JPH11153867A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18281558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9334817A Pending JPH11153867A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11153867A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6706465B1 (en) * | 1999-09-01 | 2004-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical disk stamper mastering method and apparatus |
| WO2015016089A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法及びそれに用いられる表面処理剤、並びに、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス |
| CN115291481A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-11-04 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 半导体工艺方法 |
| WO2023108998A1 (zh) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 长鑫存储技术有限公司 | 光刻胶层的处理方法及光刻胶层 |
-
1997
- 1997-11-20 JP JP9334817A patent/JPH11153867A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6706465B1 (en) * | 1999-09-01 | 2004-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical disk stamper mastering method and apparatus |
| WO2015016089A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法及びそれに用いられる表面処理剤、並びに、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス |
| WO2023108998A1 (zh) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 长鑫存储技术有限公司 | 光刻胶层的处理方法及光刻胶层 |
| CN115291481A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-11-04 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 半导体工艺方法 |
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