JPH11271975A - Chemical amplification type resist and pattern forming method - Google Patents
Chemical amplification type resist and pattern forming methodInfo
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- JPH11271975A JPH11271975A JP10069808A JP6980898A JPH11271975A JP H11271975 A JPH11271975 A JP H11271975A JP 10069808 A JP10069808 A JP 10069808A JP 6980898 A JP6980898 A JP 6980898A JP H11271975 A JPH11271975 A JP H11271975A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置等を製作するプロセスに用いる化学増幅型レジスト及
びパターン形成方法に関する。The present invention relates to a chemically amplified resist used in a process for manufacturing a semiconductor integrated circuit device and the like, and a pattern forming method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路を作成する際に、マスク
を通して光を照射し、レジストにマスクのパターンを転
写することによってレジストパターンを形成することが
行われている。形成されるレジストパターンの寸法は光
の波長によって決定されるため、より微細なパターンを
作成するため、使用する光の波長をより短いものにする
技術が開発されている。それと同時に、超解像露光技術
のようにマスクや露光装置の光学系を改良して限界解像
度や焦点深度等のプロセスマージンを向上することが行
われている。しかし、光の短波長化は限界解像度を向上
させるが、焦点深度を低下させるという問題がある。2. Description of the Related Art When a semiconductor integrated circuit is manufactured, a resist pattern is formed by irradiating light through a mask and transferring the pattern of the mask to a resist. Since the size of a resist pattern to be formed is determined by the wavelength of light, a technique for reducing the wavelength of light to be used has been developed in order to create a finer pattern. At the same time, improvement of the mask and the optical system of the exposure apparatus, such as the super-resolution exposure technique, have been performed to improve the process margins such as the critical resolution and the depth of focus. However, although shortening the wavelength of light improves the limit resolution, it has the problem of reducing the depth of focus.
【０００３】ＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマ
レーザーのように短波長領域の光を利用する場合には化
学増幅型レジストが使用される。化学増幅型レジスト
は、光によって酸を発生させそこから生じる水素イオン
を触媒として反応を起こさせるように設計されたもので
ある。化学増幅型レジストは、レジストの主成分である
レジスト樹脂に酸発生剤を混合して作成される。In the case of using light in a short wavelength region such as a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, a chemically amplified resist is used. The chemically amplified resist is designed to generate an acid by light and cause a reaction using hydrogen ions generated from the acid as a catalyst. The chemically amplified resist is prepared by mixing an acid generator with a resist resin which is a main component of the resist.
【０００４】化学増幅型レジストの解像性能や焦点深度
は、レジスト樹脂が同じ場合には、主に使用する酸発生
剤の種類と量によって決定される。しかし、光照射によ
って発生した酸分子は、環境中の塩基性成分によって中
和され、パターン形状や解像性能や焦点深度の劣化を引
き起こす。The resolution and depth of focus of a chemically amplified resist are determined mainly by the type and amount of an acid generator used when the resist resin is the same. However, acid molecules generated by light irradiation are neutralized by basic components in the environment, and cause deterioration in pattern shape, resolution performance, and depth of focus.
【０００５】これを防止するため、あらかじめレジスト
に塩基性成分を添加しておくといった処置がとられてい
る。しかし、この方法では光で発生した酸を中和させて
しまい、水素イオン濃度の低下をもたらす。その結果、
レジスト感度が低下するといった悪影響を与えるという
問題があった。[0005] In order to prevent this, a measure has been taken to add a basic component to the resist in advance. However, in this method, the acid generated by light is neutralized, and the hydrogen ion concentration is reduced. as a result,
There is a problem of giving an adverse effect such as a decrease in resist sensitivity.
【０００６】また一方、露光部と未露光部とのコントラ
ストを増大させる方法として、コントラストエンハンス
メント層が考えだされている。この方法は、光の強度が
強くなるほど高透過率を持つような薄膜をレジスト膜の
上に敷くことによって、露光部と未露光部とのコントラ
ストを増大させる方法である。しかし、今後の半導体作
成技術の主流となる２４８ｎｍ以下の波長が使用できる
ような材料は見つかっていないという問題がある。On the other hand, as a method for increasing the contrast between exposed portions and unexposed portions, a contrast enhancement layer has been proposed. This method is to increase the contrast between an exposed portion and an unexposed portion by laying a thin film having a higher transmittance as the light intensity increases on the resist film. However, there is a problem that a material that can use a wavelength of 248 nm or less, which will be the mainstream of the semiconductor fabrication technology in the future, has not been found.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】将来の半導体集積回路
においては、焦点深度等の劣化を防止するために塩基性
物質を添加すると、水素イオン濃度を低下させるという
問題があった。In a future semiconductor integrated circuit, there is a problem that when a basic substance is added to prevent the deterioration of the depth of focus and the like, the hydrogen ion concentration is reduced.
【０００８】また、２４８ｎｍ以下の波長に対応するコ
ントラストエンハスンメン層が存在しないという問題が
あった。Another problem is that there is no contrast enhancement layer corresponding to a wavelength of 248 nm or less.
【０００９】本発明の目的は、水素イオン濃度の増加を
図ると共に、コントラストエンハンスメント層を使用せ
ずに露光部と未露光物とのコントラストを増強し、短波
長化しても十分プロセスマージンを得ることが可能な化
学増幅型レジスト及びパターン形成方法を提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to increase the hydrogen ion concentration, enhance the contrast between an exposed portion and an unexposed material without using a contrast enhancement layer, and obtain a sufficient process margin even when the wavelength is shortened. It is an object of the present invention to provide a chemically amplified resist and a method of forming a pattern, which are possible.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】［構成］本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。Means for Solving the Problems [Configuration] The present invention is configured as follows to achieve the above object.
【００１１】（１） 本発明（請求項１）の化学増幅型
レジストは、露光量に対する水素イオン濃度を示す特性
曲線が、変曲点以下の露光量で下に凸、且つ前記変曲点
以上の露光量で上に凸であり、且つ前記露光量の増加と
共に水素イオン濃度が増大することを特徴とする。(1) In the chemically amplified resist according to the present invention (claim 1), the characteristic curve showing the hydrogen ion concentration with respect to the exposure dose is convex downward at the exposure dose below the inflection point and is above the inflection point. And the hydrogen ion concentration increases as the exposure amount increases.
【００１２】（２） 本発明（請求項２）の化学増幅型
レジストは、水素イオン濃度の露光量に対する微分曲線
が、極大値を持つ、又は上に凸の曲線を描くことを特徴
とする化学増幅型レジスト。(2) The chemically amplified resist of the present invention (claim 2) is characterized in that the differential curve of the hydrogen ion concentration with respect to the exposure dose has a maximum value or draws a curve that is upwardly convex. Amplification type resist.
【００１３】（３） 本発明（請求項３）のパターン方
法は、（１）又は（２）の何れかに記載された化学増幅
型レジストに対し、前記変曲点又は極大値近傍に対応す
る露光量で露光を行うことを特徴とする。(3) The pattern method of the present invention (claim 3) corresponds to the inflection point or the vicinity of the maximum value with respect to the chemically amplified resist described in any of (1) and (2). It is characterized in that exposure is performed with an exposure amount.
【００１４】（４） 本発明（請求項４）のパターン方
法は、試料上に塗布された化学増幅型レジストに対し露
光工程，加熱工程及び現像工程を順次行って所定パター
ンを形成するパターン形成方法であって、前記露光工程
開始後から前記現像工程開始前の間に、前記露光工程で
の前記化学増幅型レジストの露光部に選択的に誘電率増
大剤を吸着させ、露光量に対する前記露光部の水素イオ
ン濃度の特性曲線を、変曲点以下の露光量で下に凸、該
変曲点以上の露光量で上に凸であり、且つ前記露光量の
増加と共に増加するようにし、前記露光工程において前
記変曲点近傍に対応する露光量で露光を行うことを特徴
とする。(4) The pattern method according to the present invention (claim 4) is a pattern forming method for forming a predetermined pattern by sequentially performing an exposure step, a heating step and a development step on a chemically amplified resist applied on a sample. And between the start of the exposure step and the start of the development step, selectively adsorbing a dielectric constant increasing agent to an exposure section of the chemically amplified resist in the exposure step, and The characteristic curve of the hydrogen ion concentration is convex downward at an exposure amount below the inflection point, upwardly convex at an exposure amount above the inflection point, and increases with the increase in the exposure amount. In the step, the exposure is performed with an exposure amount corresponding to the vicinity of the inflection point.
【００１５】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。[Operation] The present invention has the following operation and effects by the above configuration.
【００１６】露光量の増加に応じて水素イオン濃度が増
大すれば、露光部の水素イオン濃度を選択的に高くする
ことができる。If the hydrogen ion concentration increases in accordance with the increase in the exposure amount, the hydrogen ion concentration in the exposed portion can be selectively increased.
【００１７】露光部のイオン濃度を上昇させると同時に
未露光部の水素イオン濃度を露光部に対してより低くす
ることができる。従って、露光部と未露光部とのコント
ラストを増大させることができ、解像度や焦点深度等の
プロセスマージンを増大させることができる。At the same time as increasing the ion concentration in the exposed portion, the hydrogen ion concentration in the unexposed portion can be made lower than that in the exposed portion. Therefore, the contrast between the exposed part and the unexposed part can be increased, and the process margin such as resolution and depth of focus can be increased.
【００１８】露光量に応じて水素イオン濃度が変化する
場合、露光部における水素イオン濃度の露光量依存性を
示す特性図は、変曲点を有し、該濃度は、前記露光量の
増加と共にし、且つ前記変曲点以下の露光量で下に凸、
且つ変曲点以上の露光量で上に凸である。もしくは、水
素イオン濃度の露光量に対する微分曲線が、極大値を持
つ、又は上に凸の曲線を描く。When the hydrogen ion concentration changes in accordance with the exposure amount, the characteristic diagram showing the exposure amount dependency of the hydrogen ion concentration in the exposed portion has an inflection point. And convex downward with an exposure amount equal to or less than the inflection point,
In addition, it is upwardly convex at an exposure amount higher than the inflection point. Alternatively, the derivative curve of the hydrogen ion concentration with respect to the exposure dose has a maximum value or draws a curve that is convex upward.
【００１９】また、前記変曲点の露光量で露光を行う
と、焦点深度が最も深くなり、露光マージンが広くな
る。Further, when the exposure is performed with the exposure amount at the inflection point, the depth of focus becomes deepest and the exposure margin becomes wide.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】［第１実施形態］化学増幅型レジ
スト中の酸発生剤ＰＡＧに対して、露光量Ｅを与えた時
に発生する酸分子ＨＡの濃度［ＨＡ］は、 ［ＨＡ］＝［ＰＡＧ］｛１− exp（−ｃＥ）｝ （１） で与えられる。なお、［ＰＡＧ］は露光前の酸発生剤Ｐ
ＡＧの濃度、ｃは酸発生剤ＰＡＧに関する定数である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] The concentration [HA] of an acid molecule HA generated when an exposure amount E is given to an acid generator PAG in a chemically amplified resist is expressed as follows: [HA] = [PAG] {1-exp (-cE)} (1) [PAG] is the acid generator P before exposure.
The concentration of AG, c, is a constant for the acid generator PAG.
【００２１】また、露光により発生した酸分子ＨＡは、
レジスト中で水素イオンに解離し、その発生する水素イ
オン濃度［Ｈ+ ］は、 ［Ｈ+ ］0 ＝−Ｋa ／２＋（（Ｋa 2 ＋４Ｋa ［ＨＡ］0 ）1/2 ）／２ （２） で与えられる。ここで、Ｋa は酸解離定数であり、この
式から酸解離定数Ｋa が大きいほど、水素イオン濃度が
高くなることが分かる。The acid molecule HA generated by the exposure is
Hydrogen ions are dissociated into hydrogen ions in the resist, and the generated hydrogen ion concentration [H + ] is [H + ] 0 = −K a / 2 + ((K a 2 +4 K a [HA] 0 ) 1/2 ) / 2. (2) given by Here, K a is the acid dissociation constant, the more acid dissociation constant K a from this equation is greater, the hydrogen ion concentration is can be seen that high.
【００２２】また、一般的に、ｐＫa （＝−ｌｏｇ
Ｋa ）は、誘電率εの逆数に比例する（ｐＫa ＝ｂ／
ε，ｂは比例定数）。従って、解離定数Ｋa は、 Ｋa ＝１０-(a+b/ε) （３） と表され、解離定数Ｋa は、誘電率εが大きくなるほど
大きくなることがわかる。従って、（２），（３）式よ
り、誘電率が大きくなるほど、酸分子ＨＡから発生する
水素イオン量が多くなることが分かる。In general, pK a (= −log
K a ) is proportional to the reciprocal of the dielectric constant ε (pK a = b /
ε and b are proportional constants). Therefore, the dissociation constant K a is expressed as K a = 10 − (a + b / ε) (3), and it can be seen that the dissociation constant K a increases as the dielectric constant ε increases. Therefore, from the expressions (2) and (3), it is understood that the amount of hydrogen ions generated from the acid molecule HA increases as the dielectric constant increases.
【００２３】次に、露光部の誘電率が増大した場合の水
素イオン濃度について説明する。先ず、レジストと酸発
生剤ＰＡＧを含む化学増幅型レジスト中に添加された誘
電率増大前駆剤Ｒが、光の照射によって誘電率増大剤Ｐ
に変化する場合を考える。誘電率増大前駆剤Ｒに露光量
Ｅを与えた場合、誘電率増大剤Ｐの濃度［Ｐ］は、 ［Ｐ］＝［Ｒ］0 ｛１− exp（−ｃ1 Ｅ）｝ （４） となる。ここで［Ｒ］0 は誘電率増大前駆剤Ｒの初期濃
度、ｃ1 は誘電率増大前駆剤Ｒに関する定数である。Next, the hydrogen ion concentration when the dielectric constant of the exposed portion increases will be described. First, a dielectric constant increasing precursor R added to a chemically amplified resist containing a resist and an acid generator PAG is converted into a dielectric constant increasing agent P by light irradiation.
Consider the case where When the exposure amount E is given to the dielectric constant increasing precursor R, the concentration [P] of the dielectric constant increasing agent P is [P] = [R] 0 {1-exp (−c 1 E)} (4) Become. Here, [R] 0 is the initial concentration of the permittivity increasing precursor R, and c 1 is a constant relating to the permittivity increasing precursor R.
【００２４】また、誘電率増大前駆剤Ｒの分極率が
αR 、誘電率増大剤Ｐの分極率がαP 、化学増幅型レジ
ストと誘電率増大前駆剤Ｒとを合わせた露光前の誘電率
がεn であるとすると、露光後の誘電率εe は、Further, the polarizability of the dielectric constant increasing precursor R is α R , the polarizability of the dielectric constant increasing agent P is α P , and the dielectric constant before exposure of the chemically amplified resist and the dielectric constant increasing precursor R is combined. Is ε n , the dielectric constant ε e after exposure is
【数１】 (Equation 1)
【００２５】で与えられる。ここでΔα＝αP −αR で
ある。また、［Ｒ］0 Δαは、誘電率増大前駆剤Ｒの発
生による誘電率の増大量を意味する。つまり、誘電率は
露光量の関数として記述できる。Is given by Here, Δα = α P −α R. [R] 0 Δα means an increase in the dielectric constant due to the generation of the dielectric constant increasing precursor R. That is, the dielectric constant can be described as a function of the exposure amount.
【００２６】［Ｒ］0 Δαを０．６，ｃ1 を０．０１ｃ
ｍ2 ／ｍＪ、未露光部の誘電率εｅを３として計算した
時の誘電率の露光量依存性を図１に示す。誘電率εは、
露光量Ｅと共に増大していることが分かる。[R] 0 Δα is 0.6, c 1 is 0.01c
FIG. 1 shows the dependence of the dielectric constant on the amount of exposure when calculated assuming m 2 / mJ and the dielectric constant εe of the unexposed portion as 3. The dielectric constant ε is
It can be seen that it increases with the exposure E.
【００２７】また、この条件の下で、ｐＫa ＝−２８／
３＋４０／εe と仮定した場合の、ｐＫa の露光量依存
性を図２に示す。ｐＫa は露光量Ｅの増加と共に減少し
ている。従って、酸解離定数Ｋa は露光量の増加と共に
増加し、水素イオンも増大することが容易にわかる。Under these conditions, pK a = −28 /
Of 3 + 40 / epsilon assuming e, Figure 2 shows the exposure latitude of the pK a. pK a is decreasing with increasing exposure E. Accordingly, the acid dissociation constant K a increases with increasing exposure, the hydrogen ions readily seen to increase.
【００２８】そして、これらの式を用いて、レジスト膜
中での水素イオン濃度の分布を求めることができるの
で、以下にその事例を示す。The distribution of the hydrogen ion concentration in the resist film can be obtained by using these formulas.
【００２９】酸発生剤の濃度を０．１ｍｏｌ／ｄｍ3 、
定数ｃを０．０１ｃｍ2 ／ｍＪ、とした時のレジスト中
に発生する水素イオン濃度の露光量依存性を図３に示
す。水素イオン濃度はＳ字型曲線を描きながら露光量と
共に増大していることが分かる。The concentration of the acid generator is 0.1 mol / dm 3 ,
FIG. 3 shows the exposure dose dependence of the concentration of hydrogen ions generated in the resist when the constant c is 0.01 cm 2 / mJ. It can be seen that the hydrogen ion concentration increases with the exposure while drawing an S-shaped curve.
【００３０】また、図４にｄ［Ｈ+ ］／ｄＥの露光量依
存性を示す。〜１００ｍＪ／ｃｍ2 程度の露光量で極大
値をとっていることがわかる。また、Δαが小さい場合
には、ｄ［Ｈ+ ］／ｄＥ曲線は、極大値を持たず、上に
凸の曲線であった。FIG. 4 shows the dependence of d [H + ] / dE on the exposure dose. It can be seen that the maximum value is obtained at an exposure amount of about 100 mJ / cm 2 . When Δα was small, the d [H + ] / dE curve had no maximum value and was a convex curve.
【００３１】前述の計算において、０．１８μｍライン
＆スペースのマスクパターンに１９３ｎｍの波長の光を
照射したときの水素イオン濃度の露光部と未露光部のコ
ントラストを図５に示す。１００〜２００ｍＪ／ｃｍ2
近傍でコントラストが最大となる。このことは、この露
光量領域で露光量マージンが広くなることを示唆する。
この領域は、図３におけるＳ字型曲線の変曲点や、図５
における極大値に対応している。そして、変曲点以下の
露光量では下に凸、変曲点以上の露光量では上に凸で、
露光量の増加と共に水素イオン濃度が増大している。FIG. 5 shows the contrast between the exposed portion and the unexposed portion of the hydrogen ion concentration when the mask pattern of 0.18 μm line and space is irradiated with light having a wavelength of 193 nm in the above calculation. 100-200 mJ / cm 2
The contrast becomes maximum in the vicinity. This suggests that the exposure amount margin becomes wider in this exposure amount region.
This region corresponds to the inflection point of the S-shaped curve in FIG.
Corresponds to the maximum value at. And, it is convex downward at the exposure amount below the inflection point, upwardly convex at the exposure amount above the inflection point,
The hydrogen ion concentration increases as the exposure amount increases.
【００３２】また前述の計算において、０．１８μｍラ
イン＆スペースのマスクパターンに１９３ｎｍの波長の
光を照射したときの焦点深度を水素イオンのコントラス
トが４０％のところで見積もった値を図６に示す。図中
でＤＯＦは焦点深度をＥは露光量を表す。１００から２
００ｍＪ／ｃｍ2 のあたりで焦点深度が最大となる。こ
の領域は図３におけるＳ字型曲線の変曲点や図５におけ
る極大値に対応している。FIG. 6 shows a value obtained by estimating the depth of focus when the mask pattern of 0.18 μm line and space is irradiated with light having a wavelength of 193 nm when the contrast of hydrogen ions is 40% in the above-described calculation. In the figure, DOF represents the depth of focus and E represents the exposure. 100 to 2
The depth of focus becomes maximum around 00 mJ / cm 2 . This region corresponds to the inflection point of the S-shaped curve in FIG. 3 and the maximum value in FIG.
【００３３】（比較例）次に比較例として、水素イオン
濃度が単調な露光量依存性を示す場合について示す。(Comparative Example) Next, as a comparative example, a case where the hydrogen ion concentration shows a monotonous exposure dose dependency will be described.
【００３４】酸発生剤の濃度を０．１ｍｏｌ／ｄｍ3 、
酸発生剤に関する定数ｃを０．０１ｃｍ2 ／ｍＪとし
て、レジスト中で強酸と仮定したときの水素イオン濃度
（［Ｈ+ ］）の露光量（Ｅ）依存性を図７に、またｄ
［Ｈ+ ］／ｄＥの露光量依存性を図８に示す。The concentration of the acid generator is 0.1 mol / dm 3 ,
FIG. 7 shows the exposure (E) dependence of the hydrogen ion concentration ([H + ]) on the assumption that the resist is a strong acid in the resist, with the constant c relating to the acid generator being 0.01 cm 2 / mJ.
FIG. 8 shows the dependence of [H + ] / dE on the exposure dose.
【００３５】水素イオン濃度は露光量と共に単調に増大
し、Ｓ字型曲線とはならない。ｄ［Ｈ+ ］／ｄＥは、露
光量の増大とともに単調に減少する。また、このときの
水素イオン濃度は誘電率には無関係である。The hydrogen ion concentration monotonically increases with the exposure dose and does not form an S-shaped curve. d [H + ] / dE monotonically decreases with an increase in the exposure amount. Further, the hydrogen ion concentration at this time is irrelevant to the dielectric constant.
【００３６】このような特性を持つレジストを仮定し、
０．１８μｍライン＆スペースのマスクパターンに１９
３ｍの波長の光を照射したときの水素イオン濃度の露光
部と未露光部のコントラストを図９に示す。コントラス
トは露光量と共に単調に減少し、その大きさも３０ｍＪ
／ｃｍ2 以上で前述の誘電率が変化する場合よりも小さ
くなる。Assuming a resist having such characteristics,
19 for 0.18μm line & space mask pattern
FIG. 9 shows the contrast between the exposed part and the unexposed part of the hydrogen ion concentration when irradiated with light having a wavelength of 3 m. Contrast decreases monotonically with exposure and its magnitude is 30mJ.
/ Cm 2 or more is smaller than the case where the above-mentioned dielectric constant changes.
【００３７】また、０．１８μｍライン＆スペースのマ
スクパターンに１９３ｍの波長の光を照射したとき、水
素イオン濃度のコントラストが４０％のところで見積も
った焦点深度の露光量依存性を図１０に示す。焦点深度
は露光量と共に単調に減少し、その大きさも３０ｍＪ／
ｃｍ2 以上で前述の誘電率が変化する場合よりも小さく
なる。FIG. 10 shows the exposure dose dependence of the depth of focus estimated at a hydrogen ion concentration contrast of 40% when a 0.18 μm line & space mask pattern is irradiated with light having a wavelength of 193 m. The depth of focus decreases monotonically with the amount of exposure, and its magnitude is 30 mJ /
At cm 2 or more, it becomes smaller than the case where the above-mentioned dielectric constant changes.
【００３８】［第２実施形態］本実施形態では、光照射
後によって誘電率が増加する物質を化学増幅型レジスト
に添加した場合の、パターン形成方法の例について説明
する。[Second Embodiment] In this embodiment, an example of a pattern forming method in the case where a substance whose dielectric constant increases after light irradiation is added to a chemically amplified resist will be described.
【００３９】先ず、図１１（ａ）に示すように、試料１
１上に、誘電率増大前駆剤を含む化学増幅型レジスト１
２を塗布する。次いで、図１１（ｂ）に示すように、マ
スクを介して化学増幅型レジストの所定領域を露光す
る。マスクを介した露光によって、化学増幅型レジスト
１２は、露光部１３と未露光部１４に分けられる。そし
て、露光部１３では、化学増幅型レジスト中の酸発生剤
ＰＡＧが分解し、酸分子ＨＡが生成される。First, as shown in FIG.
Chemically amplified resist 1 containing a dielectric constant increasing precursor
2 is applied. Next, as shown in FIG. 11B, a predetermined region of the chemically amplified resist is exposed through a mask. The chemically amplified resist 12 is divided into an exposed portion 13 and an unexposed portion 14 by exposure through a mask. Then, in the exposure section 13, the acid generator PAG in the chemically amplified resist is decomposed, and an acid molecule HA is generated.
【００４０】物質の誘電率εは、その物質の分極率の大
きさとその量に対応し、また分極率は物質の性質によっ
て決まる。双極子モーメントμを持つ物質の分極率α
は、 α＝μ2 ／３ε0 ｋＴ （６） で与えられる。なお、ε0 は真空の誘電率、ｋはボルツ
マン定数、Ｔは絶対温度である。従って、双極子モーメ
ントμが大きいほど分極率αが大きくなることが分か
る。The dielectric constant ε of a substance corresponds to the magnitude and quantity of the polarizability of the substance, and the polarizability is determined by the properties of the substance. Polarizability α of a substance with a dipole moment μ
Is given by α = μ 2 / 3ε 0 kT (6) Here, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, k is the Boltzmann constant, and T is the absolute temperature. Therefore, it is understood that the polarizability α increases as the dipole moment μ increases.
【００４１】誘電率増大前駆剤としては、例えば1,2,4,
5-テトラジン（1,2,4,5-tetrazin）を用いることができ
る。光照射によって1,2,4,5-テトラジンは、As the dielectric constant increasing precursor, for example, 1,2,4,
5-tetrazine (1,2,4,5-tetrazin) can be used. By light irradiation, 1,2,4,5-tetrazine becomes
【化１】 Embedded image
【００４２】という反応が起こり、ニトリルが生成され
る。The above reaction occurs to produce nitrile.
【００４３】光照射前の1,2,4,5-テトラジンの双極子モ
ーメントμは０Ｄｅｂｙｅ、光照射によって生成される
ニトリルの双極子モーメントμは３．５Ｄｅｂｙｅであ
る。光照射後の分極率の増大率Δαは２．５×１０-21
ｃｍ3 （二分子が生成されるため）である。The dipole moment μ of 1,2,4,5-tetrazine before light irradiation is 0 Debye, and the dipole moment μ of nitrile generated by light irradiation is 3.5 Debye. The rate of increase Δα in polarizability after light irradiation is 2.5 × 10 −21
cm 3 (since two molecules are generated).
【００４４】露光によって発生した酸分子は、前述した
ように、レジスト中で水素イオンに解離する。そして、
水素イオンの発生量は、誘電率εが大きいほど多くな
る。The acid molecules generated by the exposure are dissociated into hydrogen ions in the resist as described above. And
The amount of hydrogen ions generated increases as the dielectric constant ε increases.
【００４５】次いで、試料を加熱しＰＥＢ処理を行う。
ＰＥＢ処理の最中に露光部１３で発生した水素イオン
が、化学増幅型レジスト中の溶解抑止剤に作用し、水素
イオンに弱い部分を分解させ、現像液に溶解可能な分子
構造に変化させる。Next, the sample is heated to perform a PEB treatment.
Hydrogen ions generated in the exposure unit 13 during the PEB process act on a dissolution inhibitor in the chemically amplified resist, decompose a portion weak to hydrogen ions, and change to a molecular structure soluble in a developer.
【００４６】そして、図１１（ｃ）に示すように、現像
液に浸すことで、露光部１３のレジストがレジストが溶
解し、未露光部１４が残存した所定のパターンが形成さ
れる。Then, as shown in FIG. 11C, by immersing in a developing solution, the resist in the exposed portion 13 is dissolved, and a predetermined pattern in which the unexposed portion 14 remains is formed.
【００４７】このように光照射によって双極子モーメン
トμが大きい誘電率増大剤に変化する誘電率前駆剤を化
学増幅型レジスト中に添加することによって、露光部の
化学増幅型レジストの誘電率εを増大させることができ
る。よって、露光部の水素イオン濃度をより多くするこ
とができ、露光部と未露光部との水素イオン濃度のコン
トラストをより強くすることができ、その結果として露
光マージンを広げることができる。As described above, by adding a dielectric constant precursor, which changes into a dielectric constant increasing agent having a large dipole moment μ by light irradiation, to the chemically amplified resist, the dielectric constant ε of the chemically amplified resist at the exposed portion is reduced. Can be increased. Therefore, the hydrogen ion concentration in the exposed portion can be further increased, and the contrast of the hydrogen ion concentration between the exposed portion and the unexposed portion can be further increased. As a result, the exposure margin can be increased.
【００４８】また、本実施形態では、誘電率増大前駆剤
を化学増幅型レジスト中に添加したが、レジスト樹脂等
に誘電率増大前駆剤としての機能を持たせることも可能
である。その場合は、レジスト中に例えば、1,2,4,5-テ
トラジンのＲ基をレジスト樹脂の側鎖に結合させる等の
方法が考えられる。In this embodiment, the precursor for increasing the dielectric constant is added to the chemically amplified resist. However, it is also possible to make the resist resin or the like have a function as the precursor for increasing the dielectric constant. In this case, for example, a method of bonding the R group of 1,2,4,5-tetrazine to the side chain of the resist resin in the resist can be considered.
【００４９】［第３実施形態］また、光照射によってイ
オン性物質となって分極率が増大する物質を化学増幅型
レジスト中に添加することも可能である。[Third Embodiment] It is also possible to add a substance which becomes an ionic substance by light irradiation and increases the polarizability into a chemically amplified resist.
【００５０】イオン性物質の分極率αは、 α＝（ｑλ）2 ／（１２ε0 ｋＴ） で与えられる。ここでｑはイオンの電荷、λはイオンの
ホッピング距離である。The polarizability α of the ionic substance is given by α = (qλ) 2 / (12ε 0 kT). Here, q is the charge of the ion, and λ is the hopping distance of the ion.
【００５１】ｑやλが大きいほど分極率は大きくなり、
分極率の増大に応じて誘電率εも大きくなる。例えば、
１価のイオンが０．２ｎｍの距離をホッピングするとき
には、２．３×１０-21 ｃｍ3 の分極が生じる。The polarizability increases as q and λ increase.
The dielectric constant ε increases as the polarizability increases. For example,
When monovalent ions hop a distance of 0.2 nm, a polarization of 2.3 × 10 −21 cm 3 occurs.
【００５２】例えば、ローダミン又はローダミンに類す
る物質は、光照射によってイオンを生成するので、ロー
ダミンを化学増幅型レジストに添加して本発明の化学増
幅型レジストを形成することが可能である。なお、パタ
ーンの製造工程は、第２実施形態と同様なので省略す
る。For example, rhodamine or a substance similar to rhodamine generates ions by light irradiation, so that rhodamine can be added to a chemically amplified resist to form the chemically amplified resist of the present invention. Note that the manufacturing process of the pattern is the same as that of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
【００５３】［第４実施形態］光照射部に誘電率を増大
させる物質を吸着させる実施形態について説明する。[Fourth Embodiment] An embodiment in which a substance that increases the dielectric constant is adsorbed on the light irradiation section will be described.
【００５４】光照射部に誘電率を増大させる物質を吸着
させる実施形態について説明する。An embodiment in which a substance that increases the dielectric constant is adsorbed on the light irradiation section will be described.
【００５５】先ず、化学増幅型レジストを試料表面に塗
布した後、所定領域に光を照射する。このとき、露光部
には酸発生剤が感光することによって親水性の酸分子が
生成される。First, after applying a chemically amplified resist to the surface of a sample, a predetermined region is irradiated with light. At this time, when the acid generator is exposed to light in the exposed portion, hydrophilic acid molecules are generated.
【００５６】次いで、露光後に水蒸気雰囲気中にさら
す。水蒸気雰囲気中にさらすことで、疎水性である未露
光部には水蒸気が吸着せず、酸が発生した露光部のみに
レジストより誘電率が大きい水が吸着し露光部の誘電率
が大きくなる。Next, after the exposure, the substrate is exposed to a water vapor atmosphere. By exposing in an atmosphere of water vapor, water vapor does not adsorb to the hydrophobic unexposed portion, and water having a higher dielectric constant than the resist is adsorbed only to the exposed portion where acid is generated, and the dielectric constant of the exposed portion increases.
【００５７】誘電率が大きくなると解離定数Ｋa が大き
くなり、露光部の水素イオンの発生量が多くなり、露光
部と未露光部とのコントラストが更に増大する。[0057] The dissociation constant K a dielectric constant increases increases, the more the amount of generated hydrogen ions in the exposed area, the contrast between the exposed portion and an unexposed portion is further increased.
【００５８】なお、光照射によって、第２，３実施形態
に示した誘電率が増大する誘電率増大前駆剤が添加され
た化学増幅型レジストに対して本実施形態に示したパタ
ーン形成方法を用いると、更に露光部の誘電率を増大さ
せることができる。The pattern formation method described in the present embodiment is used for a chemically amplified resist to which a dielectric constant increasing precursor that increases the dielectric constant shown in the second and third embodiments due to light irradiation is added. Then, the dielectric constant of the exposed portion can be further increased.
【００５９】また、露光を水蒸気中で行う、又はＰＥＢ
処理を水蒸気雰囲気中で行うことによって、露光部の化
学増幅型レジストに水を吸着させることが可能である。Exposure is performed in water vapor or PEB
By performing the treatment in a steam atmosphere, water can be adsorbed on the chemically amplified resist in the exposed portion.
【００６０】また、露光部に吸着させる物質は水に限ら
ず、露光部に選択的に吸着する物質であれば適用可能で
ある。また、吸着だけでなく、レジスト露光部に選択的
に物質を吸収させても良い。The substance to be adsorbed on the exposed portion is not limited to water, and any material that is selectively adsorbed on the exposed portion can be applied. In addition to the adsorption, the substance may be selectively absorbed by the resist exposed portion.
【００６１】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施形態ではポジ型レジ
ストを用いて説明したが、ネガ型レジストに対しても適
用することが可能である。又、従来型のレジストプロセ
スだけでなく、シリル化や表面イメージング等のレジス
トプロセスにも適用可能である。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, a positive resist has been described, but the present invention can be applied to a negative resist. Further, the present invention can be applied not only to a conventional resist process but also to a resist process such as silylation or surface imaging.
【００６２】また、露光量に対して本発明の特性を有す
るのは、水素イオン濃度だけでなく、酸分子濃度であっ
てもよい。水素イオンは酸分子から発生するのであるか
ら、酸分子濃度が露光量に対して上記特性を有すれば、
水素イオン濃度のも上記特性を有するからである。The characteristics of the present invention with respect to the exposure amount may be not only the hydrogen ion concentration but also the acid molecule concentration. Since hydrogen ions are generated from acid molecules, if the acid molecule concentration has the above characteristics with respect to the exposure,
This is because the hydrogen ion concentration also has the above characteristics.
【００６３】また、分子分極やイオン分極以外にも分極
を引き起こす要因は存在し、もちろん、他の分極の作用
によっても誘電率は上昇する。よって、レジストの露光
部に選択的に誘電率を上昇させる化学的処理や物理的処
理を施すことにより、レジストの解像性や焦点深度等の
性能を向上させることができる。In addition to the factors causing molecular polarization and ionic polarization, there are other factors that cause polarization. Of course, the dielectric constant also increases due to the action of other polarization. Therefore, by performing a chemical treatment or a physical treatment for selectively increasing the dielectric constant on the exposed portion of the resist, the performance of the resist such as resolution and depth of focus can be improved.
【００６４】また、光照射を用いた露光以外にも、電子
ビーム，Ｘ線，イオンビーム等の荷電粒子ビーム等を用
いた露光にも適用することができる。In addition to the exposure using light irradiation, the present invention can be applied to exposure using a charged particle beam such as an electron beam, X-ray, or ion beam.
【００６５】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
素イオン濃度の露光量依存性を示す特性図が、変曲点を
有し、該濃度は、前記露光量の増加と共にし、且つ前記
変曲点以下の露光量で下に凸、且つ変曲点以上の露光量
で上に凸である特性を有する化学増幅型レジストを用い
ることによって、焦点深度が増大し、露光マージンを大
きくとることができる。As described above, according to the present invention, the characteristic diagram showing the dependence of the hydrogen ion concentration on the exposure dose has an inflection point, and the density increases with the increase in the exposure dose, and By using a chemically amplified resist having a characteristic of being convex downward at an exposure amount below the inflection point and upwardly convex at an exposure amount above the inflection point, the depth of focus is increased, and the exposure margin is increased. be able to.
【００６７】また、前記変曲点近傍に対応する露光量で
露光を行うことで、焦点深度を最も大きくとることがで
きる。Further, by performing exposure with an exposure amount corresponding to the vicinity of the inflection point, the focal depth can be maximized.
【図１】誘電率の露光量依存性を示す特性図。FIG. 1 is a characteristic diagram showing an exposure amount dependency of a dielectric constant.
【図２】ｐＫa の露光量依存性を示す特性図。[Figure 2] characteristic diagram showing an exposure amount-dependent pK a.
【図３】レジスト中に発生する水素イオン濃度［Ｈ+ ］
の露光量依存性を示す特性図。FIG. 3 shows the concentration of hydrogen ions generated in the resist [H + ]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the dependence of the exposure on the amount of light.
【図４】ｄ［Ｈ+ ］／ｄＥの露光量依存性を示す特性
図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an exposure amount dependency of d [H + ] / dE.
【図５】露光部と未露光部での水素イオン濃度［Ｈ+ ］
のコントラストを示す特性図。FIG. 5 shows a hydrogen ion concentration [H + ] in an exposed portion and an unexposed portion.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing contrast of the image.
【図６】露光部と未露光部との水素イオン濃度のコント
ラストが４０％とした場合の、焦点深度（ＤＯＦ）の露
光量依存性を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing an exposure amount dependency of a depth of focus (DOF) when a contrast of a hydrogen ion concentration between an exposed portion and an unexposed portion is set to 40%.
【図７】比較例の化学増幅型レジストの水素イオン濃度
の露光量依存性を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing the exposure amount dependency of the hydrogen ion concentration of the chemically amplified resist of the comparative example.
【図８】比較例のｄ［Ｈ+ ］／ｄＥの露光量依存性を示
す特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing an exposure amount dependency of d [H + ] / dE of a comparative example.
【図９】比較例の化学増幅型レジストの水素イオン濃度
の露光部と未露光部のコントラストを示す特性図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the contrast between the exposed part and the unexposed part of the hydrogen ion concentration of the chemically amplified resist of the comparative example.
【図１０】比較例の化学増幅型レジストにおいて、水素
イオン濃度のコントラストが４０％のところで見積もっ
た焦点深度の露光量依存性を示す特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the exposure dose dependence of the depth of focus estimated when the contrast of the hydrogen ion concentration is 40% in the chemically amplified resist of the comparative example.
【図１１】第２実施形態に係わる化学増幅型レジストを
用いたパターンの製造工程を示す工程断面図。FIG. 11 is a process cross-sectional view showing a process of manufacturing a pattern using a chemically amplified resist according to the second embodiment.
１１…試料 １２…化学増幅型レジスト １３…露光部 １４…未露光部 11: sample 12: chemically amplified resist 13: exposed part 14: unexposed part
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年３月１２日[Submission date] March 12, 1999
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１１[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１１】（１） 本発明（請求項１）の化学増幅型
レジストは、光照射により誘電率増大剤に変化して誘電
率が大きくなる誘電率増大前駆剤を含むと共に、露光量
に対する水素イオン濃度を示す特性曲線が、変曲点以下
の露光量で下に凸、且つ前記変曲点以上の露光量で上に
凸であり、且つ前記露光量の増加と共に水素イオン濃度
が増大することを特徴とする。(1) The chemically amplified resist of the present invention (Claim 1) changes into a dielectric constant increasing agent by light irradiation ,
The characteristic curve showing the hydrogen ion concentration with respect to the amount of exposure is convex downward at an exposure below the inflection point, and upward at the exposure above the inflection point. And the hydrogen ion concentration increases as the exposure amount increases.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１２】（２） 本発明（請求項２）の化学増幅型
レジストは、光照射により誘電率増大剤に変化して誘電
率が大きくなる誘電率増大前駆剤を含むと共に、水素イ
オン濃度の露光量に対する微分曲線が、極大値を持つ、
又は上に凸の曲線を描くことを特徴とする化学増幅型レ
ジスト。(2) The chemically amplified resist of the present invention (Claim 2) changes into a dielectric constant increasing agent by light irradiation ,
Including the dielectric constant increasing precursor whose rate increases, the derivative curve of the hydrogen ion concentration with respect to the exposure has a maximum value,
Alternatively, a chemically amplified resist characterized by drawing an upwardly convex curve.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１３】（３） 本発明（請求項３）のパターン方
法は、試料上に塗布された化学増幅型レジストに対し露
光工程，加熱工程及び現像工程を順次行って所定パター
ンを形成するパターン形成方法であって、前記化学増幅
型レジストは、光照射により誘電率増大剤に変化して誘
電率が大きくなる誘電率増大前駆剤を含むと共に、露光
量に対する前記露光部の水素イオン濃度の特性曲線が、
変曲点以下の露光量で下に凸、該変曲点以上の露光量で
上に凸であり、且つ前記露光量の増加と共に増加するも
のであり、前記露光工程において前記変曲点近傍に対応
する露光量で露光を行うことを特徴とする。 （４） 本発明（請求項４）のパターン方法は、試料上
に塗布された化学増幅型レジストに対し露光工程，加熱
工程及び現像工程を順次行って所定パターンを形成する
パターン形成方法であって、前記化学増幅型レジスト
は、光照射により誘電率増大剤に変化して誘電率が大き
くなる誘電率増大前駆剤を含むと共に、水素イオン濃度
の露光量に対する微分曲線が極大値を持つものであり、
前記露光工程において前記極大値近傍に対応する露光量
で露光を行うことを特徴とする (3) The patterning method of the present invention (claim 3) is a method for exposing a chemically amplified resist applied on a sample to a resist.
Perform the light process, heating process and development process
A method for forming a pattern, the method comprising:
The resist is converted to a dielectric constant enhancer by light irradiation and is induced.
Includes a dielectric constant increasing precursor that increases the electrical
The characteristic curve of the hydrogen ion concentration of the exposed portion with respect to the amount,
At the exposure below the inflection point, it protrudes downward, at the exposure above the inflection point,
Convex upward, and increases with an increase in the exposure amount.
And corresponds to the vicinity of the inflection point in the exposure step.
It is characterized in that the exposure is performed with a desired exposure amount. (4) The pattern method of the present invention (Claim 4) is characterized in that
Exposure and heating of chemically amplified resist
Process and development process are performed sequentially to form a predetermined pattern
A pattern forming method, wherein the chemically amplified resist is
Changes into a dielectric constant increasing agent by light irradiation,
And a hydrogen ion concentration
The derivative curve for the exposure amount has a maximum value,
Exposure amount corresponding to the vicinity of the maximum value in the exposure step
Characterized by performing exposure with
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１４[Correction target item name] 0014
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１４】（５） 本発明（請求項５）のパターン方
法は、試料上に塗布された化学増幅型レジストに対し露
光工程，加熱工程及び現像工程を順次行って所定パター
ンを形成するパターン形成方法であって、前記露光工程
開始後から前記現像工程開始前の間に、前記露光工程で
の前記化学増幅型レジストの露光部に選択的に誘電率増
大剤を吸着させ、露光量に対する前記露光部の水素イオ
ン濃度の特性曲線を、変曲点以下の露光量で下に凸、該
変曲点以上の露光量で上に凸であり、且つ前記露光量の
増加と共に増加するようにし、前記露光工程において前
記変曲点近傍に対応する露光量で露光を行うことを特徴
とする。（６） 本発明（請求項６）のパターン方法は、試料上
に塗布された化学増幅型レジストに対し露光工程，加熱
工程及び現像工程を順次行って所定パターンを形成する
パターン形成方法であって、前記露光工程開始後から前
記現像工程開始前の間に、前記露光工程での前記化学増
幅型レジストの露光部に選択的に誘電率増大剤を吸着さ
せて、該レジストにおける水素イオン濃度の露光量に対
する微分曲線が極大値を持つようにし、前記露光工程に
おいて前記極大値近傍に対応する露光量で露光を行うこ
とを特徴とする。 ( 5 ) The pattern method of the present invention (claim 5 ) is a pattern forming method for forming a predetermined pattern by sequentially performing an exposure step, a heating step, and a development step on a chemically amplified resist applied on a sample. And between the start of the exposure step and the start of the development step, selectively adsorbing a dielectric constant increasing agent to an exposure section of the chemically amplified resist in the exposure step, and The characteristic curve of the hydrogen ion concentration is convex downward at an exposure amount below the inflection point, upwardly convex at an exposure amount above the inflection point, and increases with the increase in the exposure amount. In the step, the exposure is performed with an exposure amount corresponding to the vicinity of the inflection point. (6) The pattern method of the present invention (claim 6) can be performed on a sample.
Exposure and heating of chemically amplified resist
Process and development process are performed sequentially to form a predetermined pattern
A method for forming a pattern, comprising:
Before the start of the development step, the chemical enhancement in the exposure step is performed.
The dielectric constant enhancer is selectively adsorbed on the exposed part of the width type resist.
To the exposure amount of the hydrogen ion concentration in the resist.
Make the differential curve to have a maximum value,
Exposure at an exposure amount corresponding to the vicinity of the maximum value.
And features.
【手続補正６】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２６】［Ｒ］0 Δαを０．６，ｃ1 を０．０１ｃ
ｍ2 ／ｍＪ、未露光部の誘電率ε n を３として計算した
時の誘電率の露光量依存性を図１に示す。誘電率εは、
露光量Ｅと共に増大していることが分かる。[R] 0 Δα is 0.6, c 1 is 0.01c
FIG. 1 shows the dependence of the dielectric constant on the amount of exposure when calculated assuming that m 2 / mJ and the dielectric constant ε n of the unexposed portion are 3. The dielectric constant ε is
It can be seen that it increases with the exposure E.
【手続補正７】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３１[Correction target item name] 0031
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３１】前述の計算において、０．１８μｍライン
＆スペースのマスクパターンに１９３ｎｍの波長の光を
照射したときの水素イオン濃度の露光部と未露光部のコ
ントラストを図５に示す。１００〜２００ｍＪ／ｃｍ2
近傍でコントラストが最大となる。このことは、この露
光量領域で露光量マージンが広くなることを示唆する。
この領域は、図３におけるＳ字型曲線の変曲点や、図４
における極大値に対応している。そして、変曲点以下の
露光量では下に凸、変曲点以上の露光量では上に凸で、
露光量の増加と共に水素イオン濃度が増大している。FIG. 5 shows the contrast between the exposed portion and the unexposed portion of the hydrogen ion concentration when the mask pattern of 0.18 μm line and space is irradiated with light having a wavelength of 193 nm in the above calculation. 100-200 mJ / cm 2
The contrast becomes maximum in the vicinity. This suggests that the exposure amount margin becomes wider in this exposure amount region.
This region corresponds to the inflection point of the S-shaped curve in FIG.
Corresponds to the maximum value at. And, it is convex downward at the exposure amount below the inflection point, upwardly convex at the exposure amount above the inflection point,
The hydrogen ion concentration increases as the exposure amount increases.
【手続補正８】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３２[Correction target item name] 0032
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３２】また前述の計算において、０．１８μｍラ
イン＆スペースのマスクパターンに１９３ｎｍの波長の
光を照射したときの焦点深度を水素イオンのコントラス
トが４０％のところで見積もった値を図６に示す。図中
でＤＯＦは焦点深度をＥは露光量を表す。１００から２
００ｍＪ／ｃｍ2 のあたりで焦点深度が最大となる。こ
の領域は図３におけるＳ字型曲線の変曲点や図４におけ
る極大値に対応している。FIG. 6 shows a value obtained by estimating the depth of focus when the mask pattern of 0.18 μm line and space is irradiated with light having a wavelength of 193 nm when the contrast of hydrogen ions is 40% in the above-described calculation. In the figure, DOF represents the depth of focus and E represents the exposure. 100 to 2
The depth of focus becomes maximum around 00 mJ / cm 2 . This region corresponds to the maximum value at the inflection point and 4 S-shaped curve in FIG.
【手続補正９】[Procedure amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００５４[Correction target item name] 0054
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
Claims (4)
曲線が、変曲点以下の露光量で下に凸、且つ前記変曲点
以上の露光量で上に凸であり、且つ前記露光量の増加と
共に水素イオン濃度が増大することを特徴とする化学増
幅型レジスト。1. A characteristic curve indicating a hydrogen ion concentration with respect to an exposure amount is downwardly convex at an exposure amount below an inflection point, upwardly convex at an exposure amount above the inflection point, and A chemically amplified resist characterized in that the hydrogen ion concentration increases with the increase.
が、極大値を持つ、又は上に凸の曲線を描くことを特徴
とする化学増幅型レジスト。2. A chemically amplified resist characterized in that a differential curve of hydrogen ion concentration with respect to an exposure dose has a maximum value or draws an upwardly convex curve.
増幅型レジストに対し、前記変曲点又は極大値近傍に対
応する露光量で露光を行うことを特徴とするパターン形
成方法。3. A pattern forming method, comprising exposing the chemically amplified resist according to claim 1 to an exposure amount corresponding to the inflection point or the vicinity of the maximum value.
対し露光工程，加熱工程及び現像工程を順次行って所定
パターンを形成するパターン形成方法であって、 前記露光工程開始後から前記現像工程開始前の間に、前
記露光工程での前記化学増幅型レジストの露光部に選択
的に誘電率増大剤を吸着させ、 露光量に対する前記露光部の水素イオン濃度の特性曲線
を、変曲点以下の露光量で下に凸、該変曲点以上の露光
量で上に凸であり、且つ前記露光量の増加と共に増加す
るようにし、 前記露光工程において前記変曲点近傍に対応する露光量
で露光を行うことを特徴とするパターン形成方法。4. A pattern forming method for forming a predetermined pattern by sequentially performing an exposure step, a heating step and a development step on a chemically amplified resist applied on a sample, wherein the development step is performed after the start of the exposure step. Prior to the start, the dielectric constant increasing agent is selectively adsorbed on the exposed portion of the chemically amplified resist in the exposure step, and the characteristic curve of the hydrogen ion concentration of the exposed portion with respect to the exposure amount is equal to or less than the inflection point. Convex at the exposure amount, convex upward at the exposure amount at or above the inflection point, and increases with the increase in the exposure amount, and in the exposure step, the exposure amount corresponding to the vicinity of the inflection point A pattern forming method comprising performing exposure.
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| JP10069808A JP2971433B2 (en) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | Chemically amplified resist and pattern forming method |
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|---|---|---|---|
| JP10069808A JP2971433B2 (en) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | Chemically amplified resist and pattern forming method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH11271975A true JPH11271975A (en) | 1999-10-08 |
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| JP2017021092A (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 信越化学工業株式会社 | Pattern forming method |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP10069808A patent/JP2971433B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017021092A (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 信越化学工業株式会社 | Pattern forming method |
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| JP2971433B2 (en) | 1999-11-08 |
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