JPH0384920A - レジストパターンの現像方法 - Google Patents
レジストパターンの現像方法Info
- Publication number
- JPH0384920A JPH0384920A JP1222054A JP22205489A JPH0384920A JP H0384920 A JPH0384920 A JP H0384920A JP 1222054 A JP1222054 A JP 1222054A JP 22205489 A JP22205489 A JP 22205489A JP H0384920 A JPH0384920 A JP H0384920A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- resolution
- reaction product
- concentration
- development
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にリソグラフ
ィー工程の現像方法に関する。
ィー工程の現像方法に関する。
近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、微細パターン形成に対
する要求が高まっている。現在、この微細パターン形成
技術（リソ、グラフィー技術）の主力は光露光技術であ
り、光露光装置の性能向上（レンズの大口径化、高ＮＡ
化および目合せ精度の改善等）と合わせ、レジストの高
解像度化がはかられている。
する要求が高まっている。現在、この微細パターン形成
技術（リソ、グラフィー技術）の主力は光露光技術であ
り、光露光装置の性能向上（レンズの大口径化、高ＮＡ
化および目合せ精度の改善等）と合わせ、レジストの高
解像度化がはかられている。
特にジアゾナフトキノン感光剤とノボラック樹脂から構
成されるポジ型レジストは高い解像性を有しており、サ
ブミクロンレベルのパターン形成が可能になりつつある
。それは現像の際、未露光部の感光剤が樹脂の溶解速度
を大幅に減衰させる一方、露光部で生成した光生成物は
樹脂の溶解速度を増大させるからである。
成されるポジ型レジストは高い解像性を有しており、サ
ブミクロンレベルのパターン形成が可能になりつつある
。それは現像の際、未露光部の感光剤が樹脂の溶解速度
を大幅に減衰させる一方、露光部で生成した光生成物は
樹脂の溶解速度を増大させるからである。
したがって、最近の高解像レジストは高解像性を達成す
るため樹脂構造の検討とともに、露光部と未露光部の溶
解速度差を増大させるため、感光剤濃度を増加させる傾
向がある。しかしながら半導体装置の微細化の動向から
さらに解像性向上、パターン形状の矩形化が必要である
。
るため樹脂構造の検討とともに、露光部と未露光部の溶
解速度差を増大させるため、感光剤濃度を増加させる傾
向がある。しかしながら半導体装置の微細化の動向から
さらに解像性向上、パターン形状の矩形化が必要である
。
また、現像工程においてレジストパターンの矩形性をさ
らに高めるため、未露光前に一旦しシストをアルカリ現
像液に浸潤させ、レジスト表面に難溶化層を形成する方
法もとられている［参考文Ｍ Ｍ、Ｅｎｃｏ ｅｆ
ａｌ、、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｒ Ｐａｐｅｖｓ １９８８
Ｍ１ｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ Ｐ２Ｓ５コ。
らに高めるため、未露光前に一旦しシストをアルカリ現
像液に浸潤させ、レジスト表面に難溶化層を形成する方
法もとられている［参考文Ｍ Ｍ、Ｅｎｃｏ ｅｆ
ａｌ、、Ｄｉｇｅｓｔ ｏｒ Ｐａｐｅｖｓ １９８８
Ｍ１ｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ Ｐ２Ｓ５コ。
一方、現像処理工程に関して言えば従来よりその処理温
度はクリーンルーム内の室温（２０〜２５℃程度）で行
なわれていた。
度はクリーンルーム内の室温（２０〜２５℃程度）で行
なわれていた。
上述した従来の高解像レジストでは感光剤濃度が高く、
したがって必要な露光量が増大するため感度が低下する
という欠点を有する。
したがって必要な露光量が増大するため感度が低下する
という欠点を有する。
さらに、通常の室温における現像では解像限界付近での
レジストパターンの矩形性は失なわれ、精密なパターン
制御は難かしい。
レジストパターンの矩形性は失なわれ、精密なパターン
制御は難かしい。
また、前述のレジスト前処理による難溶化層形成は、確
かにレジスト表面部の矩形性を向上させるが基本的な解
像力の向上は微々たるものである。
かにレジスト表面部の矩形性を向上させるが基本的な解
像力の向上は微々たるものである。
本発明においては、露光前にレジストの表面難溶化処理
を施した後、光露光し、３０〜４０℃の温度で現像を行
う。その結果同一レジストで比較すれば露光部と未露光
部のコントラストが増大し、レジスト解像性および矩形
性が向上する。
を施した後、光露光し、３０〜４０℃の温度で現像を行
う。その結果同一レジストで比較すれば露光部と未露光
部のコントラストが増大し、レジスト解像性および矩形
性が向上する。
さらに感光剤濃度が低くても、高い感光剤濃度を有する
レジストと同等の解像性を示すための感度の向上が可能
となる。
レジストと同等の解像性を示すための感度の向上が可能
となる。
本発明のレジストパターンの現像方法は露光前にレジス
ト表面難溶化処理を施した後、３０〜４０℃の高温で現
像処理を行うものであるが、次にそ・の原理について述
べる。
ト表面難溶化処理を施した後、３０〜４０℃の高温で現
像処理を行うものであるが、次にそ・の原理について述
べる。
第１図は、２種のポジ型レジスト、すなわち通常レジス
） （Ａ）および高解像レジスト（Ｂ）を露光した際の
溶解速度定数と吸収光量との関係を示したものである。
） （Ａ）および高解像レジスト（Ｂ）を露光した際の
溶解速度定数と吸収光量との関係を示したものである。
実線、破線２点線、および−点鎖線はそれぞれ１０℃、
２０℃（室温）３０℃。
２０℃（室温）３０℃。
４０℃で現像を行なった場合に対応する。
また、各局線の○印の点で完全に感光剤は光反応生成物
に変化している。（ナフトキノンシアシト感光剤の場合
はカルボン酸化合物に変化する）。
に変化している。（ナフトキノンシアシト感光剤の場合
はカルボン酸化合物に変化する）。
通常レジス） （Ａ）に比較し、高解像レジスト（Ｂ）
では露光前後の溶解速度定数差が大きく、また立ち上が
りが急峻な領域が存在する。これは光化学反応生成物濃
度が小さいとき、多量に存在する未反応感光剤が反応生
成物による速度上昇を抑制するためである。吸収光量が
増加し、反応生成物の濃度が５０％以上になると、反応
生成物の寄与が顕在化し、溶解速度は急激に立ち上がる
。したがって解像度は通常レジス） （Ａ）よりも高い
。
では露光前後の溶解速度定数差が大きく、また立ち上が
りが急峻な領域が存在する。これは光化学反応生成物濃
度が小さいとき、多量に存在する未反応感光剤が反応生
成物による速度上昇を抑制するためである。吸収光量が
増加し、反応生成物の濃度が５０％以上になると、反応
生成物の寄与が顕在化し、溶解速度は急激に立ち上がる
。したがって解像度は通常レジス） （Ａ）よりも高い
。
さらに今回現像処理を高温（３０℃、４０℃）で行うと
レジス）（Ａ）、 （Ｂ）ともに溶解速度の立ち上がり
が急激になることが見い出された。これは現像時の温度
上昇により、現像液−レジスト界面領域で感光剤とノボ
ラック樹脂との相互作用が活発になり、一種の架橋構造
が生成するため現像液がレジスト中に拡散しにくくなる
ためと考えられる（特にベンゾフェノン等の分子に多数
の感光基をエステル結合させた最近の高解像レジストで
は架橋構造による抑制効果が高い）。したがって解像力
は大幅に向上する。
レジス）（Ａ）、 （Ｂ）ともに溶解速度の立ち上がり
が急激になることが見い出された。これは現像時の温度
上昇により、現像液−レジスト界面領域で感光剤とノボ
ラック樹脂との相互作用が活発になり、一種の架橋構造
が生成するため現像液がレジスト中に拡散しにくくなる
ためと考えられる（特にベンゾフェノン等の分子に多数
の感光基をエステル結合させた最近の高解像レジストで
は架橋構造による抑制効果が高い）。したがって解像力
は大幅に向上する。
しかしながら、高解像レジス） （Ｂ）を高温現像する
と溶解速度の立上がりが急峻になるものの未および低露
光領域での溶解速度は逆に増大する傾向があることが見
い出された。この現像は他の高解像レジストでも観測さ
れ、同レジストの一般的性質と考えられる。この原因は
高解像レジストでは多量の感光剤が存在するたえ低露光
領域では、架橋に関与しない感光剤が存在し、高温で溶
解過程がむしろ促進されたものと推定される。
と溶解速度の立上がりが急峻になるものの未および低露
光領域での溶解速度は逆に増大する傾向があることが見
い出された。この現像は他の高解像レジストでも観測さ
れ、同レジストの一般的性質と考えられる。この原因は
高解像レジストでは多量の感光剤が存在するたえ低露光
領域では、架橋に関与しない感光剤が存在し、高温で溶
解過程がむしろ促進されたものと推定される。
したがって高温現像にて微細パターンが形成されるもの
のレジストパターンの膜減りが生じることになる。この
膜減りを抑えるため、あらかじめ露光前に表面難溶化層
を形成することにより、低露光領域の溶解速度を減少さ
せることができる。
のレジストパターンの膜減りが生じることになる。この
膜減りを抑えるため、あらかじめ露光前に表面難溶化層
を形成することにより、低露光領域の溶解速度を減少さ
せることができる。
以上、表面難溶化処理と現像温度上昇により、解像性感
度上昇とレジスト形状の矩形性向上がはかれるが、４０
℃以上の高温になると、現像液の特性変化（ＰＨ値ある
いはイオン強度等）およびレジストの変質が生じやすく
なる。したがって現像温度は４０℃以下に保つ必要があ
る。
度上昇とレジスト形状の矩形性向上がはかれるが、４０
℃以上の高温になると、現像液の特性変化（ＰＨ値ある
いはイオン強度等）およびレジストの変質が生じやすく
なる。したがって現像温度は４０℃以下に保つ必要があ
る。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第２〜４図は同一の高解像レジストを用いて現像温度を
変えたときのレジストの緒特性を比較したものである。
変えたときのレジストの緒特性を比較したものである。
また高温現像の場合、レジスト前処理の有無の効果も示
している。その際、基板温度加熱は基板ホルダ内のヒー
ターあるいは基板上部に設けた赤外線ランプにより行う
、現像液は恒温槽にてあらかじめ加熱しておけばよい。
している。その際、基板温度加熱は基板ホルダ内のヒー
ターあるいは基板上部に設けた赤外線ランプにより行う
、現像液は恒温槽にてあらかじめ加熱しておけばよい。
また参照として前述の通常レジス）（Ａ）の結果もあわ
せて示している。
せて示している。
第２図は残膜特性（レジスト膜厚対露光量）で最大のガ
ンマ値（残膜Ｏの点での曲線の傾き）が得られる現像時
間での結果である。一般にガンマ値が大きいほど解像性
が高いと考えられる。ガンマ値は高温現像はど高く、難
溶化表面処理したものほど低露光領域の膜減りが小さい
ことがわかる。
ンマ値（残膜Ｏの点での曲線の傾き）が得られる現像時
間での結果である。一般にガンマ値が大きいほど解像性
が高いと考えられる。ガンマ値は高温現像はど高く、難
溶化表面処理したものほど低露光領域の膜減りが小さい
ことがわかる。
第３図は実用感度曲線であり、露光時間に対するマスク
寸法の変動を示している。現像温度が高いほど必要露光
量にはほとんど差はみられないものの寸法変動量は減少
することがわかる。また難溶化処理依存性はほとんど観
測されない。
寸法の変動を示している。現像温度が高いほど必要露光
量にはほとんど差はみられないものの寸法変動量は減少
することがわかる。また難溶化処理依存性はほとんど観
測されない。
第４図は一般的なパターン形状を各現像条件に対して示
したものである。高温現像はどより傾きの急峻なレジス
トパターンとなり、さらに表面難溶化処理により膜減り
がほとんどみられないことがわかる。
したものである。高温現像はどより傾きの急峻なレジス
トパターンとなり、さらに表面難溶化処理により膜減り
がほとんどみられないことがわかる。
第５図に上記レジス） （Ｂ）を用いて形成した電界効
果型トランジスタのゲート幅のレジストパターン忠実度
を示している。パターン形状同様高温現像はど忠実度は
向上していることがわかる。
果型トランジスタのゲート幅のレジストパターン忠実度
を示している。パターン形状同様高温現像はど忠実度は
向上していることがわかる。
またエツチング耐性はレジスト膜厚が厚いほど高く、解
像限界付近のパターン寸法バラツキは厚レジストはど小
さい傾向がみられた。
像限界付近のパターン寸法バラツキは厚レジストはど小
さい傾向がみられた。
さらに高解像レジストの感度の向上を目的として感光剤
濃度を７５％に低減（すなわち感度が２５％向上）した
時のポジ型しジス） ＣＣ’）の溶解速度特性を第６図
に示す。現像温度を上昇させることによって急峻な溶解
速度変化を達成でき、室温現像時の高解像レジストとほ
ぼ同等のコントラスト比が得られることがわかる。
濃度を７５％に低減（すなわち感度が２５％向上）した
時のポジ型しジス） ＣＣ’）の溶解速度特性を第６図
に示す。現像温度を上昇させることによって急峻な溶解
速度変化を達成でき、室温現像時の高解像レジストとほ
ぼ同等のコントラスト比が得られることがわかる。
また低露光領域での若干のレジスト膜減りは第７図に示
す様に難溶化表面処理によって解消できる。
す様に難溶化表面処理によって解消できる。
したがって７５％の露光量でほぼ等しいレジスト形状が
実現できる。
実現できる。
以上説明した様に本発明は表面難溶化処理と高温（３０
〜４０℃）現像処理を行うことにより、同一のレジスト
で比較すれば解像度およびレジスト形状の矩形性が改善
でき、さらにレジスト膜減りも生じないという効果があ
る。
〜４０℃）現像処理を行うことにより、同一のレジスト
で比較すれば解像度およびレジスト形状の矩形性が改善
でき、さらにレジスト膜減りも生じないという効果があ
る。
さらに感光剤濃度の低いレジストでも高い解像力を有し
、かつレジスト膜減りも起こらないため、感度を犠牲に
せずに良好なレジストパターンを形成できるという効果
がある。
、かつレジスト膜減りも起こらないため、感度を犠牲に
せずに良好なレジストパターンを形成できるという効果
がある。
第１図は本発明の原理を示したもので２種のポジ型レジ
スト、すなわち通常レジス） （Ａ）と高解像レジス）
（Ｂ）の溶解速度定数と吸収光量の関係を示すグラフ
である。実線、破線１点線、−点鎖線はそれぞれ１０℃
、２０℃（室温）、３０℃、４０℃での現像処理を示す
。 □２ゆＡつ、よオッ、。５□４６１オうゆである。ここ
で実線は２０℃（室温）、点線は３５℃前処理、および
−点鎖線は３５℃前処理有を示す。第２図は残膜特性（
レジスト膜厚比対光露光量）を示す図である。第３図は
実用感度曲線、すなわち露光時間に対するマスク寸法変
動を示すグラフである。さらに第４図は各現像温度およ
び表面処理の有無におけるパターン形状の模式図であり
、第５図はレジスト（Ｂ）のレジストパターン忠実度を
示したグラフである。第６および７図は感光剤濃度が７
５％のポジ型レジスト（Ｃ）と高解像レジス） （Ｂ）
を比較したものである。第６図が溶解速度定数と吸収光
量の関係を示したグラフ、第７図がレジスト形状の模式
図である。
スト、すなわち通常レジス） （Ａ）と高解像レジス）
（Ｂ）の溶解速度定数と吸収光量の関係を示すグラフ
である。実線、破線１点線、−点鎖線はそれぞれ１０℃
、２０℃（室温）、３０℃、４０℃での現像処理を示す
。 □２ゆＡつ、よオッ、。５□４６１オうゆである。ここ
で実線は２０℃（室温）、点線は３５℃前処理、および
−点鎖線は３５℃前処理有を示す。第２図は残膜特性（
レジスト膜厚比対光露光量）を示す図である。第３図は
実用感度曲線、すなわち露光時間に対するマスク寸法変
動を示すグラフである。さらに第４図は各現像温度およ
び表面処理の有無におけるパターン形状の模式図であり
、第５図はレジスト（Ｂ）のレジストパターン忠実度を
示したグラフである。第６および７図は感光剤濃度が７
５％のポジ型レジスト（Ｃ）と高解像レジス） （Ｂ）
を比較したものである。第６図が溶解速度定数と吸収光
量の関係を示したグラフ、第７図がレジスト形状の模式
図である。
Claims (3)
- （１）マスクパターンを半導体基板上に塗布されたポジ
型レジストに転写するリソグラフィー工程において、光
露光前にアルカリ水溶液に浸潤させ、前記レジスト表面
に難溶化層を形成して光露光を行い、その後現像液およ
び前記半導体基板を３０〜４０℃に保ち現像処理を行う
ことを特徴とするレジストパターンの現像方法 - （２）前記ポジ型レジストが感光剤としてジアゾナット
キノン、基体樹脂としてノボラック樹脂を含むことを特
徴とする請求項１に記載するレジストパターンの現像方
法 - （３）前記難溶化処理用のアルカリ水溶液および現像液
がテトラメチルアンモニウムハイドライド（ＴＭＡＨ）
等の４級アンモニアアルカリ水溶液であることを特徴と
する請求項１に記載するレジストパターンの現像方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222054A JPH07105334B2 (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | レジストパターンの現像方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222054A JPH07105334B2 (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | レジストパターンの現像方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0384920A true JPH0384920A (ja) | 1991-04-10 |
| JPH07105334B2 JPH07105334B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16776377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222054A Expired - Lifetime JPH07105334B2 (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | レジストパターンの現像方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105334B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5984426A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-16 | Nec Corp | ポジ形レジストのパタ−ン形成法 |
| JPS63177518A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Toshiba Corp | パタ−ン形成方法 |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP1222054A patent/JPH07105334B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5984426A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-16 | Nec Corp | ポジ形レジストのパタ−ン形成法 |
| JPS63177518A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Toshiba Corp | パタ−ン形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07105334B2 (ja) | 1995-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100385622C (zh) | 精细图形的形成方法 | |
| JPH05127369A (ja) | レジスト材料 | |
| JPS6313035A (ja) | パタ−ン形成方法 | |
| JP3789138B2 (ja) | 有機極性溶媒を含有するフォトレジスト組成物中の混入金属イオンをイオン交換により低減する方法 | |
| JPH0572747A (ja) | パターン形成方法 | |
| JPS61218133A (ja) | 半導体デバイスのパタ−ン形成方法 | |
| KR0160921B1 (ko) | 레지스트 패턴의 형성방법 | |
| JPH03196516A (ja) | レジストパターンの現像方法 | |
| JPH0511652B2 (ja) | ||
| JPH06110214A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH04338960A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JP2712341B2 (ja) | 光露光方法 | |
| JPH07105334B2 (ja) | レジストパターンの現像方法 | |
| JPH0194342A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH11153867A (ja) | レジストパターン形成方法 | |
| JP3129266B2 (ja) | レジスト材料 | |
| JPH0354817A (ja) | パタン形成方法 | |
| JPH06338452A (ja) | レジストパタ−ンの形成方法 | |
| JPS61241745A (ja) | ネガ型フオトレジスト組成物及びレジストパタ−ン形成方法 | |
| JP2698228B2 (ja) | 感光性樹脂用現像液 | |
| JPH01179043A (ja) | フォトレジストパターンの形成方法 | |
| JPH0562894A (ja) | 微細パターン形成方法 | |
| JPH0943855A (ja) | レジストパターン形成方法 | |
| JPH0414048A (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| JPH08202029A (ja) | レジスト材料 |