JPH0359559A - レジストパターン形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子、磁気バブル素子、超伝導素子１表
面弾性波素子などの製造におけるリソグラフィー技術に
係り、特に基板とレジストの接着性を向上し、現像工程
でのレジスト剥離を防止すのに好適なレジストパターン
形成方法に関する。

〔従来の技術〕 半導体素子等の製造工程におけるリソグラフィー工程で
は、レジストパターンを形成する基板の性質によって、
現像工程あるいは基板の加工工程においてレジストパタ
ーンの剥離が発生する。

レジストパターンの剥離は基板の表向が親水性の場合に
発生する。これを防止する手段として。

基板表面を表面処理し疎水性化した後にレジストを塗布
すればよいことが知られている。しかし。

この方法では基板表内の疎水性化の度合いによって、種
々の問題が発生する。たとえば、疎水性化が強すぎると
基板にレジストを滴下したときにレジストがはじかれ、
塗布むらが発生する。逆に疎水性化が弱いと現像時にレ
ジストパターンの剥離が発生する。したがって、基板の
表面の親水性の度合に応じて疎水性化処理の度合を極め
て高精度に制御する必要があった。さらに、塗布むら発
生の防止と現像時のレジストパターンの剥離防止を同時
に達成することができない場合もあり、大きな問題とな
っていた。

なお本発明に関連する従来技術として、特公昭４７−２
５９１５号、同４７−２６０４３号等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、レジストの塗布に障害が無く、現像時
のレジストパターン剥離を防止したリソグラフィー法を
確立することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題を解決する方法として１本発明では、レジスト
塗布以降に基板界面を疎水性化してレジスト−基板界面
の接着性を改善するものであり、レジスト塗布後にウェ
ーハをヘキサメチルジシラザン溶液（以降ＨＭＤＳと略
す）あるいは雰囲気にさらし、熱処理を加えることによ
り達成することが出来る。

〔作用〕

本発明に於いて基板表面の疎水性化処理はレジスト塗布
後に行うので、レジスト塗布時にレジストがはじかれ、
塗布むらが発生することはない。

レジスト塗布後にＨＭＤＳ溶液あるいは蒸気にさらすと
、ＨＭＤＳはレジストを通り、レジストと基板との界血
に到達する。こののち熱処理を行うことにより基板表面
を疎水性化することが出来る。

〔実施例〕

以下１本発明の第１の実施例を説明する。

親水性表面を持つ基板上にレジストを塗布した。

この基板としてはＳｉ基板に０２プラズマ処理をして、
約２０ｎｍの酸化シリコン膜を形成したものを用いた。

しかしこれに限らずシリコン熱酸化膜、ＣＶＤ　（ケミ
カルベーパデポジション）シリコン酸化膜、ＳＯＧ　（
スピンオングラス：　５ｐｉｎｏｎ　Ｇｌａｓｓ）膜、
なども同様の性質を持つ。

ここで用いたレジストは、ノボラック系の樹脂を主成分
とするレジストであり、膜厚は１μｍとした。

しかる後、ホットプレート上に基板を乗せ、ＨＭＤＳ蒸
気をレジスト表面に噴射した。

この時のホットプレート温度は５０℃から１３０℃の範
囲が望ましい、この熱処理はレジスト内の感光剤の熱分
解等を考慮して、レジスト種類に合わせて決める必要が
ある。レジスト種類によっては１３０℃以上の場合もあ
る。ここでは工００℃とした。

しかるのち、通常の露光、現像を行い、レジストパター
ンを形成した。この結果レジストパターンの剥離は発生
せず良好なレジストパターンが形成できた。

一方、レジスト熱処理時にＨＭＤＳ処理をしなかった試
料ではレジスト剥離が発生した。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。

第１の実施例と同様に、親木性表面を持つ基板上にレジ
ストを塗布し、ホットプレート上に基板を乗せ１通常の
熱処理を行った。しかるのち、通常の露光を行った。さ
らに上記基板をホットプレート上に乗せ、ＨＭＤＳ蒸気
をレジスト表面に噴射した。この時のホットプレート温
度は５０℃から１３０℃の範囲が望ましい、この熱処理
はレジスト種類に合わせて決める必要がある。ここでは
１００℃とした。

しかるのち、現像を行いレジストパターンを形成した。

この結果レジストパターンの剥離は発生せず良好なレジ
ストパターンが形成できた。一方、露光後の熱処理時に
ＨＭＤＳ処理をしなかった試料ではレジスト剥離が発生
した。

上記、第１の実施例および第２の実施例に於いて、ＨＭ
ＤＳ処理は熱処理と同時に行っているが、レジスト表面
に）ＩＭＤＳ蒸気を噴射した後に熱処理を行っても良い
、また、ＨＭＬ）Ｓ蒸気に変えてＨＭＤＳ溶液の塗布、
ＨＭＤＳ溶液への浸漬によっても同様の効果が得られる
。更に、表面処理剤はＨＭＤＳに限るものではなく、他
のシラン誘導体ど親水性表面を疎水性に改質する材料で
レジストパターン形成に悪影響の無い材料であればいか
なる材料でも良い。

次に、本発明の実施において用いた装置について第１図
を用いて説明する。はじめに第１の実施例で用いた装置
について説明する。第１図（ａ）に示すように、本装置
はウェーハロード部１．レジスト塗布部２．熱処理部３
．ウェーハアンロード部４を主な構成としており、各部
の間は搬送系ピユータ（図示時）で制御している。

本装置の特徴は熱処理部３にあり、第１図（ｂ）に示す
ように、ホットプレート５９表面処理剤噴射ロ６２表面
処理剤バブル部７．排気部８．チャンバ９を主な構成と
している。ウェーハ１０がホットプレート５上に搬送さ
れると、表面処理剤バブル部７を通過したガスが表面処
理剤噴射口６よリウエーハ上に噴射される。噴射された
表面処理剤蒸気は排気部８より排気される０本装置によ
りレジスト塗布後の熱処理時にウェーハ界面の表面処理
を行うことができる。

なお、この変形としてチャンバ９内を真空にしてから表
面処理剤蒸気を導入する機構としても良い。また、レジ
スト塗布部２内に表面処理機構を設けても良い、この場
合、レジスト塗布後に表面処理剤蒸気をレジスト簡に噴
射する機構、あるいは表面処理剤を塗布する機構をレジ
スト塗布部２内に設け、熱処理部３には表面処理機構は
不要である。

次に、第２の実施例で用いた装置について説明する。第
１図（ｃ）に示すように、本装置はウェーハロード部１
．熱処理部３．レジスト現像部１１、ウェーハアンロー
ド部４を主な構成としており、各部の間は搬送系で連結
されている。各部動作はコンピュータで制御している。

熱処理部３は第１図（ｂ）に示したものである。本装置
の特徴はレジスト現像部上１の前に熱処理部３を配置し
たことにあり、レジスト現像前にウェーハ界「Ｍの表面
処理を行うことができ、現像時のレジスト剥離を防止す
ることができる。

また、レジスト現像前に熱処理を行う、いわゆるポスト
エクスポージャーベークと同時にウェーハ界面の表ｍｌ
処理を行うことができる。なお、上記実施例１あるいは
２の方法を用いて半導体メモリＬＳＩを製造したところ
、従来法に比べ歩偕が約３０％向上した。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、レジスト塗布後にウェ
ーハ界面の表面処理を行うことができ、現像時のレジス
ト剥離を防止することができる。

さらに、レジスト塗布前に表面処理を行わないので、基
板表面は親水性であり、レジスト滴下時の表面張力によ
りはじきは発生しない、したがって、はじき防止のため
レジスト滴下量を増やす必要もない。また、従来のよう
な表面処理専用工程が不要のため、工程の簡略化が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、は本発明一実施例の塗布装置の概略ブロ
ック図、同図（ｂ）は上記塗布装置の熱処理部の側断面
図、同図（ｃ）は本発明の一実施例の現像装置の概略ブ
ロック図である。 ｌ・・・ウェーハロード部、２・・・レジスト塗布部、
３・・・熱処理部、４・・・ウェーハアンロード部、５
・・・ホットプレート、６・・・表面処理剤噴射口、７
・・・バブラー、１１・・・現像部。 第 図 （α） 鴇 呂（ｂ） 境 口（ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上にレジストパターンを形成する方法において
   、レジスト塗布工程と現像工程の間に、レジストと基板
   の接着性を向上する工程を設けたことを特徴とするレジ
   ストパターン形成方法。 ２、基板にレジストを塗布した後、あるいはパターン露
   光後、ヘキサメチルジシラザン （（ＣＨ＿８）＿８ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ＿８）＿８）を
   含む蒸気あるいは溶液などの表面処理剤にさらしながら
   、あるいはさらした後に熱処理する工程を含むことを特
   徴とするレジストパターン形成方法。 ３、上記熱処理が５０℃から１３０℃の間であることを
   特徴とする請求項２記載のレジストパターン形成方法。 ４、表面処理剤がヘキサアルキルジシラザン、ジシリル
   アミドの両者あるいは何れかを含むことを特徴とする、
   請求項１もしくは２記載のレジストパターン形成方法。 ５、ウェーハロード部、レジスト塗布部、熱処理部、ウ
   ェーハアンロード部を少なくとも含むレジスト塗布装置
   において、レジスト塗布部、熱処理部の少なくとも一方
   にレジストと基板の接着性を向上する手段を設けたこと
   を特徴とするレジスト塗布装置。 ６、上記レジスト塗布部の接着性向上手段がヘキサメチ
   ルジシラザンを含む溶液などの表面処理剤の塗布あるい
   は噴霧手段であることを特徴とする請求項５記載のレジ
   スト塗布装置。 ７、上記熱処理部の接着性向上手段がウェーハ熱処理中
   にヘキサメチルジシラザンを含む溶液などの表面処理剤
   あるいはその蒸気を噴出する手段を有することを特徴と
   する請求項５記載のレジスト塗布装置。 ８、ウェーハロード部、熱処理部、レジスト現像部、ウ
   ェーハアンロード部を少なくとも含むレジスト現像装置
   において、上記熱処理部がウェーハ熱処理中にヘキサメ
   チルジシラザンを含む溶液などの表面処理剤あるいはそ
   の蒸気を噴出する手段を有することを特徴とするレジス
   ト現像装置。 ９、上記基板が、平坦化層、中間層、上層、からなるい
   わゆる三層レジスト法の中間層であることを特徴とする
   請求項１もしくは２記載のレジストパターン形成方法。 １０、請求項５記載のレジスト塗布装置を少なくとも１
   回用いて作成したことを特徴とする半導体装置。 １１、請求項８記載のレジスト現像装置を少なくとも１
   回用いて作成したことを特徴とする半導体装置。