JPS6042829A - レジストパタ−ンの形成方法 - Google Patents
レジストパタ−ンの形成方法Info
- Publication number
- JPS6042829A JPS6042829A JP58150990A JP15099083A JPS6042829A JP S6042829 A JPS6042829 A JP S6042829A JP 58150990 A JP58150990 A JP 58150990A JP 15099083 A JP15099083 A JP 15099083A JP S6042829 A JPS6042829 A JP S6042829A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- cooling
- sensitivity
- temperature
- plate
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はレジストパターンの形成方法の改良に関する。
超ＬＳＩをはじめとして、半導体素子の巣棺度が高まる
につれて微細にして、かつ高精度のパターン形成技術が
要求されている。このため、許容される寸法精度は非常
に厳しいものとなり、最先端分野では６インチマスク或
いは５インチウェハ内で３σ≦０１μｍ（但しσはウェ
ハの平均法値に対するばらつきを示す）の寸法精度が要
求され始めている。また、量産ラインで使用されるため
にはマスク間或いはウェハ間での寸法変動を３０≦０．
１５μｍに抑えることが必要であり、一方量産効果を高
めるために、高感度のレゾストが必要であると共に、使
用するｂ−光装置（エネルギ照射装Ｗ）に適合した感度
にすべく感度制御が必要となる。
につれて微細にして、かつ高精度のパターン形成技術が
要求されている。このため、許容される寸法精度は非常
に厳しいものとなり、最先端分野では６インチマスク或
いは５インチウェハ内で３σ≦０１μｍ（但しσはウェ
ハの平均法値に対するばらつきを示す）の寸法精度が要
求され始めている。また、量産ラインで使用されるため
にはマスク間或いはウェハ間での寸法変動を３０≦０．
１５μｍに抑えることが必要であり、一方量産効果を高
めるために、高感度のレゾストが必要であると共に、使
用するｂ−光装置（エネルギ照射装Ｗ）に適合した感度
にすべく感度制御が必要となる。
ところで、従来、レジス） ｚｆターンを形成するには
次のような方法が採用されている。まず、被処理板（例
えばマスク基板）上にレジスト溶液を回転塗布法や浸漬
法によシ塗布する。つづいて、ｕ板上のレジスト膜を所
定の温度（Ｔｂ）でオーブン或いは熱板等の加熱手段で
加熱するいわゆるベークを行゛なう。所定時間ベーク後
、レジスト膜付被処理板を常温、常圧中で２０〜３０分
間程度自然放冷して室温程度まで冷却する。次いで、冷
却後の基板上のレジスト膜にそのレノストに応じた所定
の露光量で、露光を行ない、更に所定の現像、リンス処
理を施してレノストパターンを形成する。
次のような方法が採用されている。まず、被処理板（例
えばマスク基板）上にレジスト溶液を回転塗布法や浸漬
法によシ塗布する。つづいて、ｕ板上のレジスト膜を所
定の温度（Ｔｂ）でオーブン或いは熱板等の加熱手段で
加熱するいわゆるベークを行゛なう。所定時間ベーク後
、レジスト膜付被処理板を常温、常圧中で２０〜３０分
間程度自然放冷して室温程度まで冷却する。次いで、冷
却後の基板上のレジスト膜にそのレノストに応じた所定
の露光量で、露光を行ない、更に所定の現像、リンス処
理を施してレノストパターンを形成する。
・しかしながら、従来の方法ではレジストの感度調整を
同一レジストで行なうことが敵しく、地元条件上もプロ
セス上も制約された条件下でしか使用できず、適切な条
件下でのレジストパターンを形−成することができなか
った。また、シリベーク後の被処理板上のレジストかの
感度に差が生じ、高精度のレジストパターンの形成が困
難であった。
同一レジストで行なうことが敵しく、地元条件上もプロ
セス上も制約された条件下でしか使用できず、適切な条
件下でのレジストパターンを形−成することができなか
った。また、シリベーク後の被処理板上のレジストかの
感度に差が生じ、高精度のレジストパターンの形成が困
難であった。
〔発明の目的〕
本発−はレジストの感度を安定化させかつ任意の感度条
件を選定することを可能とし、もって高精度のレジ・ス
トパターンを再現性よく形成し得る方法を提供しようと
するものである。
件を選定することを可能とし、もって高精度のレジ・ス
トパターンを再現性よく形成し得る方法を提供しようと
するものである。
本発明者らは従来方法による被処理板のレジタ） ａ？
ターンの寸法の差異について鋭意研究した結果、プリベ
ーク後、レジタ）Ｍが被覆された被処理板を自然冷却に
ょ）？ｆ′Ｊ海するため、例えば被処理板を立置きにし
た場合、第１図に示す如く異なる温度の等混線Ｔ’１ａ
Ｔａ ｒ Ｔ１（Ｔｌ＞Ｔａ ＞Ｔａ ）が生じ゛る
ことに起因することを究明した。但し、第１図は被処理
板の冷却中における時間の状態を示し、時間経過に伴な
って刻々と変化する。事実、第１図図示の等混線をもつ
被処理板上のレジストｍを露光、現像処理した後のレジ
ストパターンの寸法分布ヲｒＪ桁・に測定した結果、寸
法分布と温度分布に強い相関関係があることがわかった
。
ターンの寸法の差異について鋭意研究した結果、プリベ
ーク後、レジタ）Ｍが被覆された被処理板を自然冷却に
ょ）？ｆ′Ｊ海するため、例えば被処理板を立置きにし
た場合、第１図に示す如く異なる温度の等混線Ｔ’１ａ
Ｔａ ｒ Ｔ１（Ｔｌ＞Ｔａ ＞Ｔａ ）が生じ゛る
ことに起因することを究明した。但し、第１図は被処理
板の冷却中における時間の状態を示し、時間経過に伴な
って刻々と変化する。事実、第１図図示の等混線をもつ
被処理板上のレジストｍを露光、現像処理した後のレジ
ストパターンの寸法分布ヲｒＪ桁・に測定した結果、寸
法分布と温度分布に強い相関関係があることがわかった
。
更に、前艷禄処理板の自然放冷時において、被処理板を
立置きにした場合の冷却速度は第２図に示す如く冷却曲
線Ａのような冷却速度で冷却される上部と、冷却曲線Ｂ
のような冷却速度で冷却される下部とが生じることを究
明した。
立置きにした場合の冷却速度は第２図に示す如く冷却曲
線Ａのような冷却速度で冷却される上部と、冷却曲線Ｂ
のような冷却速度で冷却される下部とが生じることを究
明した。
４１夫、第２図図示の曲線Ａで冷却された被処理板上の
レジタ）Ｍ部分の感度について調べたところ、第３図に
示す如く曲線にの感度特性を示し、同様に第２図図示の
曲線Ｂで冷却された被処理板上のレノスト膜部分の感度
は、同第、３図図示の曲線Ｂ′の感度特性を示し、冷却
速度と感度特性に強い□相関関係があシ、これが寸法の
差異を生じる原因であることがわかった。
レジタ）Ｍ部分の感度について調べたところ、第３図に
示す如く曲線にの感度特性を示し、同様に第２図図示の
曲線Ｂで冷却された被処理板上のレノスト膜部分の感度
は、同第、３図図示の曲線Ｂ′の感度特性を示し、冷却
速度と感度特性に強い□相関関係があシ、これが寸法の
差異を生じる原因であることがわかった。
以上の事から、従来技術では冷却過程での冷却速度を制
御していないため、冷却条件にょ）感度がふらつき、そ
れが高精度のレジストパターンの形成を困難にしている
原因であることがわかった。
御していないため、冷却条件にょ）感度がふらつき、そ
れが高精度のレジストパターンの形成を困難にしている
原因であることがわかった。
そこで、本発明者らはレジストの感度特性がベーク後の
冷却速度に相関すると共に、その冷却速度むらによって
感度のばらつきが生じることを踏えて、レジスト溶液を
塗布した被処理；板をレジストに応じた温度でベーク（
シリベーク）した後、被処理板の速度を制御しながら冷
却することによって感度を常に安定化でき、かつ同一レ
ジストでの感度条件を極めて高感度の領域から高感度の
領域まで広範囲に選択することを一可能として同一レジ
ストで露光装置及び他のプロセスの最も制御が容易な感
度条件に適合できひいては高精度のレジスト・９ターン
を再現性よく量産的に形成し得る方法を見い出し、既に
出願した。
冷却速度に相関すると共に、その冷却速度むらによって
感度のばらつきが生じることを踏えて、レジスト溶液を
塗布した被処理；板をレジストに応じた温度でベーク（
シリベーク）した後、被処理板の速度を制御しながら冷
却することによって感度を常に安定化でき、かつ同一レ
ジストでの感度条件を極めて高感度の領域から高感度の
領域まで広範囲に選択することを一可能として同一レジ
ストで露光装置及び他のプロセスの最も制御が容易な感
度条件に適合できひいては高精度のレジスト・９ターン
を再現性よく量産的に形成し得る方法を見い出し、既に
出願した。
しかして、本発明者は上述した発明を更に発展させるべ
く鋭意細光した結果、レジストとして一旦所定温度まで
加熱した後、その温度を制御しながら冷却したものを用
いることによってベータ後の被処理板上のレジスト膜の
冷却速度を制御し人から冷却した場合と同様、感度の安
定化、感度条件の広範囲の選択性等を図ることができ、
ひいては高精度のレジストパターンを再現性よく事１産
的に形成し得る方法を見い出した。
く鋭意細光した結果、レジストとして一旦所定温度まで
加熱した後、その温度を制御しながら冷却したものを用
いることによってベータ後の被処理板上のレジスト膜の
冷却速度を制御し人から冷却した場合と同様、感度の安
定化、感度条件の広範囲の選択性等を図ることができ、
ひいては高精度のレジストパターンを再現性よく事１産
的に形成し得る方法を見い出した。
即ち、本発明は被処理板上に、レジスト溶液を塗布し、
ベークした後冷却し、更に露光、現像処理を旋してレジ
ストパターンを形成する方法において、前言ルジストと
して一旦加熱した後、その１：・１、度を制御しながら
冷却したものを特徴とする。
ベークした後冷却し、更に露光、現像処理を旋してレジ
ストパターンを形成する方法において、前言ルジストと
して一旦加熱した後、その１：・１、度を制御しながら
冷却したものを特徴とする。
上記被処理板としては、例えばマスク基板、ウニ・・或
いはウェハ上に各種の半導体膜、絶縁力蕗もしくは金属
膜を被覆したもの等を挙けるととができる。
いはウェハ上に各種の半導体膜、絶縁力蕗もしくは金属
膜を被覆したもの等を挙けるととができる。
上記レノストとしては、例えばフォトレジスト、遠紫外
線感応レジスト、電子線感応レジメト、ｘｎ：ｑ感応レ
ノスト、高加速Ｘ線感応レジスト、イオンビーム感応レ
ジスト等を挙げると、７とができる。
線感応レジスト、電子線感応レジメト、ｘｎ：ｑ感応レ
ノスト、高加速Ｘ線感応レジスト、イオンビーム感応レ
ジスト等を挙げると、７とができる。
上゛記しジスト、を予め加熱する温度はレジスト／
パターン形成工程のベーク温度よシ高くすることが望ま
しい。この進出はベーク温度をレノストの加熱温度より
高くすると、冷却処理によシ予め感度調整等を行なった
レジストの特性がベークによって損なわれるからである
。
しい。この進出はベーク温度をレノストの加熱温度より
高くすると、冷却処理によシ予め感度調整等を行なった
レジストの特性がベークによって損なわれるからである
。
上記レジストの冷却に用いられる冷却材料としては、レ
ジストに対して実り′ｆ的に溶解又は反応を生じ々い液
体或いは気体のうちの一方又は両者を添けることができ
る。前者の液体としては例えば任意の設定渡１度の水又
はフロンを用いることができる。後者の気体としては、
例えば任意の設定濁度の窒素ガス又はフロンガス等を用
いることができる。こうした冷却拐によるレジストの冷
却において、特に０８℃／秒以上の速度で急冷を行なう
と、極めて簡単な処理によυ高感度のレジストを得るこ
とができる。またこの効果は冷却開始時のレジスト温度
がガラス転移点Ｔ８を越えている時に、より顕著なもの
となる。
ジストに対して実り′ｆ的に溶解又は反応を生じ々い液
体或いは気体のうちの一方又は両者を添けることができ
る。前者の液体としては例えば任意の設定渡１度の水又
はフロンを用いることができる。後者の気体としては、
例えば任意の設定濁度の窒素ガス又はフロンガス等を用
いることができる。こうした冷却拐によるレジストの冷
却において、特に０８℃／秒以上の速度で急冷を行なう
と、極めて簡単な処理によυ高感度のレジストを得るこ
とができる。またこの効果は冷却開始時のレジスト温度
がガラス転移点Ｔ８を越えている時に、より顕著なもの
となる。
上記レジスト膜のベータ湿度は、レジストの処理に際１
−て加熱湯度より低いことが望捷しいことは既述のとお
シであるが、特にレジストのガラス転移点Ｔｇｊ ｊ）
低い温度でベークすると、より一層レノストｕ４の高感
度性を維持できる。
−て加熱湯度より低いことが望捷しいことは既述のとお
シであるが、特にレジストのガラス転移点Ｔｇｊ ｊ）
低い温度でベークすると、より一層レノストｕ４の高感
度性を維持できる。
以下、本発明の詳細な説明する。
捷ず、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の粉末１
０！を石英ビー力に入れ、該ビー力を１８０°に加熱し
たシリコンオイルに浸漬してビーカ内のｐ’Ｄｔ１ＭＡ
粉末遇−１５分間ゆっくシ攪拌した。つづいて、シリコ
ンオイルからビー力を取出し、直ちに、常温の水を注ぎ
入んだ。ひきつづき、ビー力中の液ｆ：ｆ過してＰＩｖ
ｌＭＡをｒ別し、これを真空乾燥炉で２４時間乾燥させ
た。
０！を石英ビー力に入れ、該ビー力を１８０°に加熱し
たシリコンオイルに浸漬してビーカ内のｐ’Ｄｔ１ＭＡ
粉末遇−１５分間ゆっくシ攪拌した。つづいて、シリコ
ンオイルからビー力を取出し、直ちに、常温の水を注ぎ
入んだ。ひきつづき、ビー力中の液ｆ：ｆ過してＰＩｖ
ｌＭＡをｒ別し、これを真空乾燥炉で２４時間乾燥させ
た。
この後、乾燥したＰＭＭＡをトルエン１００ ｍｌが収
容されたビーカ内に入れ、８−０℃に加熱しながら溶解
してレジスト溶液を調製した。
容されたビーカ内に入れ、８−０℃に加熱しながら溶解
してレジスト溶液を調製した。
次いで、１０００ ｒｌｐ＋ｍの条件で回転するスピン
コータ上のマスク基板上ニ、′前記レジスト溶液を滴下
して回転塗布を行ない、１００℃、３０分間のベーキン
グを施した。つづいて、電子線照射装置を用いてレジス
ト膜をｌＸｌ０ ” 〜Ｉ Ｘ １０−６ Ｃ７ｃｍ２
で露光し、メチルイソブチルケトン（：ｅ、温３０℃）
に２分間浸漬した。その結果、７ Ｘ １０−６ ｃＡ
７ｎ２以上の照射量でレジストが完全に現像されて良好
なレジストパターンが形成された。これに対し、熱処理
、冷却を施していないＰへ制Ａを用いたυ外上記と同様
な処。
コータ上のマスク基板上ニ、′前記レジスト溶液を滴下
して回転塗布を行ない、１００℃、３０分間のベーキン
グを施した。つづいて、電子線照射装置を用いてレジス
ト膜をｌＸｌ０ ” 〜Ｉ Ｘ １０−６ Ｃ７ｃｍ２
で露光し、メチルイソブチルケトン（：ｅ、温３０℃）
に２分間浸漬した。その結果、７ Ｘ １０−６ ｃＡ
７ｎ２以上の照射量でレジストが完全に現像されて良好
なレジストパターンが形成された。これに対し、熱処理
、冷却を施していないＰへ制Ａを用いたυ外上記と同様
な処。
理を施したところ、レジス） Ｂ（ｊ＜が完全に溶解さ
れて良好なレジストパターンを形成するに必要な電子線
照射長は２ＸｊＯ−５い１１２以上と低感度であること
がわかった。
れて良好なレジストパターンを形成するに必要な電子線
照射長は２ＸｊＯ−５い１１２以上と低感度であること
がわかった。
以上詳述した如く、本発明によればレノストの感度を安
定化及び向上させることによυ高精度のレノス） ｉＲ
パターン廿産的に形成し得る方法を提供できる。
定化及び向上させることによυ高精度のレノス） ｉＲ
パターン廿産的に形成し得る方法を提供できる。
第１図はレジスト膜が被覆された被処理板を立置きにし
て自然放冷した揚台の等漉線を示す特性図、第２図はレ
ジメ） Ｊ１７４が被覆された禎処埋板を立貨きにして
自然放冷した場合の上部と下部の冷却速度を示す特性図
、第３図は第２図図示の、冷却速度で自然放冷した上部
及び下部のレジメ）Ｈの感度を示す特性図である。
て自然放冷した揚台の等漉線を示す特性図、第２図はレ
ジメ） Ｊ１７４が被覆された禎処埋板を立貨きにして
自然放冷した場合の上部と下部の冷却速度を示す特性図
、第３図は第２図図示の、冷却速度で自然放冷した上部
及び下部のレジメ）Ｈの感度を示す特性図である。
Claims (3)
- （１）被処理板上にレジスト溶液を塗布し、ベークした
後、冷却し、更に所定波長域の電磁波或いは所定エネル
ギーの粒子線の照射（以下、露光と称す）、現像処理を
施してレジストパターンを形成する方法において、前記
レジストとして一旦加熱した後その温度を制御しながら
冷却したものを用いることを特徴とするレノスト・ぐタ
ーンの形成方法。 - （２） 加熱したレジストの冷却を、０．８ ’Ｃ／ｓ
ｅａ以上の速度で行なうことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のレノストパターンの形成方法。 - （３） レジストの加熱温度をベーク時の温度より高い
温度にハシ定せしめること’ｅ％！とする特許請求の範
囲第１項記載のレジストノぐターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150990A JPS6042829A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150990A JPS6042829A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042829A true JPS6042829A (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=15508870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58150990A Pending JPS6042829A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042829A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003013569A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Otis:Kk | 樋吊具 |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58150990A patent/JPS6042829A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003013569A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Otis:Kk | 樋吊具 |
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