KR20200033187A - 마스크의 형성 방법 - Google Patents

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KR20200033187A
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forming
mask
exposure
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KR1020190113915A
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히데타미 야에가시
소이치로 오카다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있는 마스크의 형성 방법을 제공한다.
마스크의 형성 방법은, 피가공물 위에 감광성 유기막을 형성하는 공정과, 상기 감광성 유기막의 선택적인 노광 및 노광 후 베이크를 행함으로써, 감광성 유기막에 산성의 관능기를 갖는 제1 영역 및 산성의 관능기가 보호된 보호기를 갖는 제2 영역을 생성하는 공정과, 기상 또는 고상의 물질을 사용하여, 제1 영역에 염기성 물질을 침투시킴으로써, 제1 영역에 염을 생성하는 공정과, 염을 현상액에 용해시켜 제1 영역을 제거하는 공정을 갖는다.

Description

마스크의 형성 방법{MASK FORMING METHOD}
본 개시는, 마스크의 형성 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 고집적화에 수반하여, 반도체 장치의 제조에 사용되는 레지스트 마스크에 형성되는 패턴의 미세화가 진행되고 있다. 패턴이 미세해질수록, 높은 정밀도가 요구된다. 예를 들어, 노광 분위기인 공기 내에 발생된 산의 촉매 반응에 기인한 레지스트 표면의 문제를 억제하기 위해서, 노광 후 베이크 전에 레지스트 표면에 염기성 물질을 침투시키는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2000-131854호 공보
본 개시는, 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있는 마스크의 형성 방법을 제공한다.
본 개시의 일 형태에 따른 마스크의 형성 방법은, 피가공물 위에 감광성 유기막을 형성하는 공정과, 상기 감광성 유기막의 선택적인 노광 및 노광 후 베이크를 행함으로써, 상기 감광성 유기막에 산성의 관능기를 갖는 제1 영역 및 상기 산성의 관능기가 보호된 보호기를 갖는 제2 영역을 생성하는 공정과, 기상 또는 고상의 물질을 사용하여, 상기 제1 영역에 염기성 물질을 침투시켜 상기 제1 영역에 염을 생성하는 공정과, 상기 염을 현상액에 용해시켜 상기 제1 영역을 제거하는 공정을 갖는다.
본 개시에 의하면, 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 마스크의 형성 방법의 참고예를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 구조식의 변화를 나타내는 도면(그의 1)이다.
도 3은 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 구조식의 변화를 나타내는 도면(그의 2)이다.
도 4는 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 내부 변화를 나타내는 모식도(그의 1)이다.
도 5는 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 내부 변화를 나타내는 모식도(그의 2)이다.
도 6은 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 분해 과정을 나타내는 모식도이다.
도 7은 참고예에 있어서의 노광 영역의 제거 과정을 나타내는 단면도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 제1 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 단면도(그의 1)이다.
도 10은 제1 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 단면도(그의 2)이다.
도 11은 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막의 구조식의 변화를 나타내는 도면이다.
도 12는 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막의 내부 변화를 나타내는 모식도(그의 1)이다.
도 13은 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막의 내부 변화를 나타내는 모식도(그의 2)이다.
도 14는 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막의 분해 과정을 나타내는 모식도이다.
도 15는 제1 실시 형태에서의 노광 영역의 제거 과정을 나타내는 단면도이다.
도 16은 제2 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 제3 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 제4 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 19는 제4 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 단면도이다.
이하, 실시 형태에 대해 첨부의 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.
(참고예)
먼저, 참고예에 대해 설명한다. 도 1은, 마스크의 형성 방법의 참고예를 나타내는 흐름도이다.
참고예는, 포토레지스트막을 형성하는 공정(스텝 S901), 포토레지스트막을 노광하는 공정(스텝 S902), 노광 후 베이크(Post Exposure Bake: PEB)를 행하는 공정(스텝 S903), 및 포토레지스트막을 현상하는 공정(스텝 S904)을 갖는다.
이하, 각각의 공정에 대해 구체적으로 설명한다. 도 2 내지 도 3은, 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 구조식의 변화를 나타내는 도면이다.
스텝 S901에서는, 피가공물 위에 포토레지스트막을 형성한다. 참고예에서는, 포토레지스트막으로서 포지티브형의 포토레지스트막을 사용한다. 포토레지스트막은, 예를 들어 베이스 수지 및 광산 발생제(Photo Acid Generator: PAG)를 포함하고, 베이스 수지는, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 극성이 낮은 보호기를 갖는다. 보호기는, 예를 들어 락톤기 또는 아다만틸기 또는 이들 양쪽이다.
스텝 S902에서는, 노광 마스크를 사용하여 포토레지스트막을 선택적으로 노광한다. 즉, 포토레지스트막에 선택적으로 노광 광을 조사한다. 이 결과, 포토레지스트막에, 노광 영역이 형성됨과 함께, 미노광 영역이 잔존한다. 포토레지스트막이 포지티브형이기 때문에, 노광 영역에 의해, 광산 발생제가 분해되어, 산이 발생된다.
스텝 S903에서는, 포토레지스트막의 노광 후 베이크를 행한다. 노광 후 베이크에 의해, 노광 영역에 있어서, 산을 확산시켜, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트막에 포함되는 베이스 수지의 탈보호를 행한다. 이 결과, 노광 영역에서는, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 베이스 수지가 탈보호되어 카르복실기가 생성된다.
스텝 S904에서는, 포토레지스트막의 현상을 행한다. 이 현상에서는, 현상액으로서, 예를 들어 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium: TMAH) 수용액을 사용한다.
일반적으로, 탈보호된 포토레지스트막은, 그 극성이 높기 때문에, TMAH 수용액에 가용인 것으로 알려져 있다. 그러나, 탈보호된 포토레지스트막은 그대로로는 TMAH 수용액에 용해되기 어려워, 실제는, 탈보호된 포토레지스트막과 TMAH 수용액 사이에서, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트막의 카르복실기와 [(CH3)4N]+의 염이 형성된다. 그리고, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 염이 물에 용해되어 이온화하여, 탈보호된 포토레지스트막이 물에 가용으로 되어 있다.
여기서, 모식도를 참조하면서, 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 분해 과정에 대해 설명한다. 도 4 내지 도 5는, 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 내부 변화를 나타내는 모식도이다. 도 6은, 참고예에 있어서의 포토레지스트막의 분해 과정을 나타내는 모식도이다. 도 7은, 참고예에 있어서의 노광 영역의 제거 과정을 나타내는 단면도이다.
도 4의 (a) 및 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트막(902)은 복수의 분자쇄(922)가 얽혀서 구성되고, 포토레지스트막(902) 중에는 분자쇄(922)의 응집부(923)가 포함된다. 또한, 노광 전의 단계에서, 분자쇄(922)는 보호기(924)를 갖는다. 노광이 행해지면, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 노광 영역에서, 베이스 수지가 탈보호되어 카르복실기 등의 탈보호기(925)가 생성된다.
이후의 현상에 있어서, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 탈보호기(925)와 TMAH 수용액(926)의 반응에 의해 염(927)이 생성된다. 단, 염(927)은 응집부(923)의 표면에서 생성되기 쉬운 한편, 응집부(923)의 내부에서는 염(927)이 생성되기 어렵다. 그리고, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 생성된 염(927)은 TMAH 수용액(926)의 물(928) 중에 용해된다. 이 때문에, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 일부의 응집부(923)는, 그 내부에 염(927)이 생성되기 전에 괴상의 형태로 제거된다.
따라서, 현상 시에는, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 피가공물(901) 위에 형성된 포토레지스트막(902)에 있어서, 노광 영역(904)으로부터 괴상의 응집부(923)가 이탈되어 가고, 결과적으로, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 미노광 영역(905)의 측면에 큰 요철이 형성된다. 이와 같은 이유로, 참고예에 의해 형성되는 마스크(900)의 패턴 정밀도가 낮아져 버린다. 특히, 라인 앤 스페이스(L/S)의 패턴에서는, LER(Line Edge Roughness)이 커지기 쉽다. 또한, 괴상의 응집부(923)의 이탈 결과, 스컴이 발생되기도 한다.
(제1 실시 형태)
다음에, 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 도 8은, 제1 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
제1 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 포토레지스트막을 형성하는 공정(스텝 S101), 포토레지스트막을 노광하는 공정(스텝 S102), 및 노광 후 베이크를 행하는 공정(스텝 S103)을 갖는다. 제1 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 추가로, 포토레지스트막을 염기성 가스에 폭로하는 공정(스텝 S104), 및 포토레지스트막을 현상하는 공정(스텝 S105)을 갖는다.
이하, 각각의 공정에 대해 구체적으로 설명한다. 도 9 내지 도 10은, 제1 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 단면도이다. 도 11은, 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막의 구조식의 변화를 나타내는 도면이다.
스텝 S101에서는, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 피가공물(101) 위에 포토레지스트막(102)을 형성한다. 제1 실시 형태에서는, 포토레지스트막(102)으로서 포지티브형 포토레지스트막을 사용한다. 포토레지스트막(102)은, 예를 들어 KrF 레지스트, ArF 레지스트, 극단 자외선(Extreme Ultra Violet: EUV) 레지스트 등의 화학 증폭형 포토레지스트에 의해 형성되어 있다. 포토레지스트막(102)은, 참고예에서 사용되는 포토레지스트막과 마찬가지로, 예를 들어 베이스 수지 및 광산 발생제를 포함하고, 베이스 수지는 극성이 낮은 보호기를 갖는다(도 2의 (a) 참조). 보호기는, 예를 들어 락톤기 또는 아다만틸기 또는 이들의 양쪽이다. 예를 들어, 포토레지스트막(102)은 스핀코팅법에 의해 형성될 수 있다. 포토레지스트막(102)은 감광성 유기막의 일례이다.
스텝 S102에서는, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 노광 마스크(110)를 사용하여 포토레지스트막(102)을 선택적으로 노광한다. 즉, 포토레지스트막(102)에 선택적으로 노광 광(111)을 조사한다. 이 결과, 포토레지스트막(102)에, 노광 영역(104)이 형성됨과 함께, 미노광 영역(105)이 잔존한다. 포토레지스트막(102)이 포지티브형이기 때문에, 노광 영역(104)에 의해, 광산 발생제가 분해되어, 산이 발생한다. 노광에 사용되는 광원은, 포토레지스트막(102)의 재료에 따라 정해지며, 예를 들어 KrF 엑시머 레이저(파장 248㎚), ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚), EUV 엑시머 레이저(파장 13.5㎚)이다.
스텝 S103에서는, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 열(112)을 부여하여, 포토레지스트막(102)의 노광 후 베이크를 행한다. 노광 후 베이크에서는, 포토레지스트막(102)을, 예를 들어 100℃ 내지 150℃의 온도로 가열함으로써, 노광 영역(104)에 있어서, 산을 확산시켜, 포토레지스트막(102)에 포함되는 베이스 수지의 탈보호를 행한다(도 2의 (b) 참조). 이 결과, 노광 영역(104)에서는, 베이스 수지가 탈보호되어 카르복실기가 생성된다(도 2의 (c) 참조). 노광 영역(104)은, 산성의 관능기를 갖는 제1 영역의 일례이며, 미노광 영역(105)은, 산성의 관능기가 보호된 보호기를 갖는 제2 영역의 일례이다.
스텝 S104에서는, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트막(102)을 염기성 가스(113)(기상)에 폭로한다. 예를 들어, 염기성 가스(113)로서는, 암모니아, 메틸아민, 에틸아민, 모르폴린 또는 피리딘 또는 이들 임의의 조합의 가스를 사용할 수 있다. 염기성 가스(113)에 포함되는 염기성 물질은 적어도 노광 영역(104)에 침투할 수 있어, 도 11의 (a)에 나타내는 바와 같이, 염기성 가스로서 암모니아를 사용한 경우, 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이, 탈보호된 포토레지스트막(102)의 카르복실기와 암모니아가 반응한 암모늄염이 생성된다. 이 암모늄염은 물에 가용이지만, 주위에 물이 존재하지 않기 때문에, 암모늄염은 고체인 채로 유지된다. 이와 같이 하여, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 노광 영역(104)이 수용성 영역(104A)으로 된 고체의 포토레지스트막(102A)이 얻어진다.
스텝 S105에서는, 포토레지스트막(102A)의 현상을 행한다. 이 현상에서는, 현상액으로서, 예를 들어 물을 사용한다. 현상의 결과, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 미노광 영역(105)을 잔존시키면서, 수용성 영역(104A)(노광 영역(104))이 제거된다.
이와 같이 하여, 마스크(100)를 형성할 수 있다.
여기서, 모식도를 참조하면서, 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막(102)의 분해 과정에 대해 설명한다. 도 12 내지 도 13은, 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막(102)의 내부 변화를 나타내는 모식도이다. 도 14는, 제1 실시 형태에서의 포토레지스트막의 분해 과정을 나타내는 모식도이다. 도 15는, 제1 실시 형태에서의 노광 영역의 제거의 과정을 나타내는 단면도이다.
도 12의 (a) 및 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트막(102)은 복수의 분자쇄(122)가 얽혀 구성되고, 포토레지스트막(102) 내에는 분자쇄(122)의 응집부(123)가 포함된다. 또한, 노광 전의 단계에서, 분자쇄(122)는 보호기(124)를 갖는다. 노광이 행해지면, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 노광 영역(104)에서, 베이스 수지가 탈보호되어 탈보호기, 여기에서는 카르복실기(125)가 생성된다.
그 후, 포토레지스트막(102)의 염기성 가스(113)에 대한 폭로에 의해 염기성 가스(113)에 포함되는 염기성 물질이 적어도 노광 영역(104)에 침투하며, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 카르복실기(125)와 염기성 물질의 반응에 의해 염(127)이 생성된다. 이 반응은 물의 외부에서 행해지기 때문에, 염(127)의 물에 대한 용해가 생기는 일은 없고, 응집부(123)의 내부에 있어서도, 카르복실기(125)를 충분히 염기성 물질과 반응시켜 염(127)을 생성할 수 있다.
그리고, 현상 시에는, 도 13의 (b) 및 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 수용성 영역(104A)(노광 영역(104))의 전체에서 염(127)이 물(128)에 용해되어, 응집부(123)가 용해되면서, 수용성 영역(104A)이 제거되어 간다.
따라서, 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 수용성 영역(104A)(노광 영역(104))으로부터 미세한 분자쇄(122)가 이탈되어 가고, 결과적으로, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 미노광 영역(105)의 측면의 요철이 매우 작은 것으로 된다. 이와 같이, 제1 실시 형태에 따르면, 노광 마스크(110)의 패턴을 고정밀도로 전사한 마스크(100)를 형성할 수 있다. 특히, 라인 앤 스페이스의 패턴에서는, LER을 작게 억제할 수 있다. 또한, 스컴의 발생도 억제할 수 있다.
이 효과는, 특히 노광 광으로서 EUV를 사용하여 미세한 패턴의 마스크를 형성하는 경우에 현저하다. 이것은, 미노광 영역(105)의 측면의 조도가 동일한 경우, 패턴이 미세해질수록, 상대적으로 조도의 영향이 커지기 때문이다. 따라서, 본 실시 형태는, EUV를 사용한 미세한 패턴의 마스크 형성에 매우 유효하다.
또한, 스텝 S104에 있어서의 포토레지스트막(102)의 염기성 가스(113)에 대한 폭로는, 수증기를 포함하는 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 이것은, 노광 영역(104) 내에 물도 침투되어, 노광 영역(104) 내에서 염기성 물질의 가수분해가 촉진되기 때문이다.
(제2 실시 형태)
다음에, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 도 16은, 제2 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
제2 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 포토레지스트막을 형성하는 공정(스텝 S101), 포토레지스트막을 노광하는 공정(스텝 S102), 및 노광 후 베이크를 행하는 공정(스텝 S103)을 갖는다. 제2 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 또한, 포토레지스트막을 수증기 분위기에 폭로하는 공정(스텝 S201), 포토레지스트막을 염기성 가스에 폭로하는 공정(스텝 S104), 및 포토레지스트막을 현상하는 공정(스텝 S105)을 갖는다.
이하, 각각의 공정에 대해 구체적으로 설명한다.
스텝 S101 내지 S103에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 포토레지스트막(102)의 형성, 노광 및 노광 후 베이크를 행한다(도 9의 (a) 내지 (c) 참조).
스텝 S201에서는, 포토레지스트막(102)을 수증기 분위기에 폭로한다. 포토레지스트막(102)을 수증기 분위기에 폭로함으로써, 물이 적어도 노광 영역(104)에 침투된다.
스텝 S104에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 포토레지스트막(102)을 염기성 가스(113)에 폭로한다(도 10의 (a) 내지 (b) 참조). 이 결과, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 노광 영역(104)이 수용성 영역(104A)으로 된 고체의 포토레지스트막(102A)이 얻어진다. 본 실시 형태에서는, 염기성 가스(113)에 대한 폭로에 앞서 노광 영역(104)에 물이 침투되어 있기 때문에, 노광 영역(104) 내에서 염기성 물질의 가수분해가 촉진된다. 따라서, 보다 확실하게 노광 영역(104)을 수용성 영역(104A)으로 할 수 있다.
스텝 S201 및 S104의 처리는, 소정 횟수 행한다(스텝 S202). 소정 횟수는 1회여도 되고, 2회 이상이어도 된다.
스텝 S105에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 포토레지스트막(102A)의 현상을 행한다(도 10의 (c) 참조).
이와 같이 하여, 마스크(100)를 형성할 수 있다.
제2 실시 형태에 따르면, 상기한 바와 같이 노광 영역(104)으로의 물의 침투에 의해 염기성 물질의 가수분해가 촉진되기 때문에, 보다 확실하게 노광 영역(104)을 수용성 영역(104A)으로 할 수 있다. 따라서, 보다 정밀도가 높은 마스크(100)를 형성할 수 있다.
(제3 실시 형태)
다음에, 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 도 17은, 제3 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
제3 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 포토레지스트막을 형성하는 공정(스텝 S101), 포토레지스트막을 노광하는 공정(스텝 S102), 및 노광 후 베이크를 행하는 공정(스텝 S103)을 갖는다. 제3 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 또한, 포토레지스트막을 염기성 가스에 폭로하는 공정(스텝 S104), 포토레지스트막을 수증기 분위기에 폭로하는 공정(스텝 S301), 및 포토레지스트막을 현상하는 공정(스텝 S105)을 갖는다.
이하, 각각의 공정에 대해 구체적으로 설명한다.
스텝 S101 내지 S104에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 포토레지스트막(102)의 형성, 노광, 노광 후 베이크 및 염기성 가스(113)에 대한 폭로를 행한다(도 9의 (a) 내지 도 10의 (b) 참조).
스텝 S301에서는, 포토레지스트막(102)을 수증기 분위기에 폭로한다. 스텝 S104에서 염기성 가스(113)에 포함되는 염기성 물질이 노광 영역(104)에 침투되어 있는 바, 포토레지스트막(102)을 수증기 분위기에 폭로됨으로써, 물이 노광 영역(104)에 침투하여, 염기성 물질의 가수분해가 촉진된다. 따라서, 보다 확실하게 노광 영역(104)을 수용성 영역(104A)으로 할 수 있다.
스텝 S105에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 포토레지스트막(102A)의 현상을 행한다(도 10의 (c) 참조).
이와 같이 하여, 마스크(100)를 형성할 수 있다.
제3 실시 형태에 따르면, 상기한 바와 같이 노광 영역(104)으로의 물의 침투에 의해 염기성 물질의 가수분해가 촉진되기 때문에, 보다 확실하게 노광 영역(104)을 수용성 영역(104A)으로 할 수 있다. 따라서, 보다 정밀도가 높은 마스크(100)를 형성할 수 있다.
(제4 실시 형태)
다음에, 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도 18은, 제4 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
제4 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 포토레지스트막을 형성하는 공정(스텝 S101), 포토레지스트막을 노광하는 공정(스텝 S102), 및 노광 후 베이크를 행하는 공정(스텝 S103)을 갖는다. 제4 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법은, 또한, 포토레지스트막 위에 염기성 물질을 함유하는 막을 형성하는 공정(스텝 S401), 염기성 물질을 함유하는 막을 가열하는 공정(스텝 S402), 및 포토레지스트막을 현상하는 공정(스텝 S105)을 갖는다.
이하, 각각의 공정에 대해 구체적으로 설명한다. 도 19는, 제4 실시 형태에 관한 마스크의 형성 방법을 나타내는 단면도이다.
스텝 S101 내지 S103에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 포토레지스트막(102)의 형성, 노광 및 노광 후 베이크를 행한다(도 9의 (c) 참조).
스텝 S401에서는, 도 19의 (a)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트막(102) 위에 염기성 물질을 함유하는 막(141)(고상)을 형성한다. 막(141)으로서는, 예를 들어 폴리비닐알코올(PVA) 등의 수용성 중합체에, 염기성 물질, 예를 들어 암모니아, 메틸아민, 에틸아민, 모르폴린 또는 피리딘 또는 이들 임의의 조합을 용해시킨 수지막을 사용할 수 있다.
스텝 S402에서는, 막(141)을 가열한다. 막(141)의 가열에 의해, 막(141)에 포함되는 염기성 물질은 적어도 노광 영역(104)에 침투하여, 탈보호된 포토레지스트막(102)의 카르복실기와 염기성 물질이 반응한 암모늄염 등의 염이 생성된다. 이 염은 물에 가용이지만, 주위에 물이 존재하지 않기 때문에, 염은 고체인채로 유지된다. 이와 같이 하여, 도 19의 (b)에 나타내는 바와 같이, 노광 영역(104)이 수용성 영역(104A)이 된 고체의 포토레지스트막(102A)이 얻어진다.
스텝 S105에서는, 도 19의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 포토레지스트막(102A)의 현상을 행한다.
이와 같이 하여, 마스크(100)를 형성할 수 있다.
제4 실시 형태에 의해서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 노광 마스크(110)의 패턴을 고정밀도로 전사한 마스크(100)를 형성할 수 있다.
또한, 각 실시 형태에 있어서, 현상액에 TMAH 등의 알칼리 수용액을 사용해도 된다.
이상, 바람직한 실시 형태 등에 대해 상세하게 설명했지만, 상술한 실시 형태 등에 제한되지 않고, 특허 청구 범위에 기재된 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태 등에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
100: 마스크
101: 피가공물
102, 102A: 포토레지스트막
104: 노광 영역
104A: 수용성 영역
105: 미노광 영역
111: 노광 광
112: 열
141: 막

Claims (7)

  1. 피가공물 위에 감광성 유기막을 형성하는 공정과,
    상기 감광성 유기막의 선택적인 노광 및 노광 후 베이크를 행함으로써, 상기 감광성 유기막에 산성의 관능기를 갖는 제1 영역 및 상기 산성의 관능기가 보호된 보호기를 갖는 제2 영역을 생성하는 공정과,
    기상 또는 고상의 물질을 사용하여, 상기 제1 영역에 염기성 물질을 침투시켜 상기 제1 영역에 염을 생성하는 공정과,
    상기 염을 현상액에 용해시켜 상기 제1 영역을 제거하는 공정
    을 포함하는 마스크의 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역에 상기 염기성 물질을 침투시킬 때, 상기 감광성 유기막을 염기성 가스에 폭로하는, 마스크의 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 생성하는 공정과 상기 제1 영역을 제거하는 공정의 사이에, 상기 감광성 유기막을 수증기 분위기에 폭로하는 공정을 포함하는 마스크의 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역에 상기 염기성 물질을 침투시킬 때, 상기 감광성 유기막 위에 상기 염기성 물질을 함유하는 막을 형성하고, 가열에 의해 상기 염기성 물질을 상기 막으로부터 상기 제1 영역에 침투시키는, 마스크의 형성 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광성 유기막을 선택적으로 노광할 때에, 상기 감광성 유기막에 극단 자외광을 조사하는, 마스크의 형성 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 염기성 물질은, 암모니아, 메틸아민, 에틸아민, 모르폴린 또는 피리딘, 또는 이들 임의의 조합인, 마스크의 형성 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현상액으로서 물 또는 알칼리 수용액을 사용하는, 마스크의 형성 방법.
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