JPH0463535B2 - - Google Patents

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JPH0463535B2
JPH0463535B2 JP59001302A JP130284A JPH0463535B2 JP H0463535 B2 JPH0463535 B2 JP H0463535B2 JP 59001302 A JP59001302 A JP 59001302A JP 130284 A JP130284 A JP 130284A JP H0463535 B2 JPH0463535 B2 JP H0463535B2
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JP
Japan
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resist
bake
seconds
cure
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JP59001302A
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JPS60145616A (ja
Inventor
Keiichi Bungo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2024Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure of the already developed image

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
発明の技術分野 本発明はホトリソグラフイーに関する。本発明
は、さらに詳しく述べると、特に半導体集積回路
のホトリソグラフイーにおいてマスクとして有用
なレジストパターンを形成する方法に関する。 技術の背景 近年、IC,LSIなどの半導体集積回路の加工精
度の向上や微細化、高集積化に伴なつて、種々の
すぐれたホトレジストが開発され、実用化されて
いる。このような材料面での改良に加えて、ホト
リソグラフイープロセスの改良、すなわち、ホト
リソグラフイにおいてマスクとして有用なレジス
トパターンを形成する方法の改良についての研究
もなされている。 従来技術と問題点 従来のレジストパターンの形成方法では、特に
解像度のすぐれている点で、ネガ形ホトレジスト
よりもポジ形ホトレジストが多く用いられてい
る。このパターン形成方法は、通常、選らばれた
ホトレジストの溶液を半導体基板に塗布してレジ
スト塗布基板を得、必要に応じてこれをプリベー
クしてレジスト塗膜中の溶剤を除去し、使用せる
レジストに適当な露光用光源を用いてパターニン
グ露光を行ない、現像により露光域のレジスト膜
を溶解除去し、そして最後に基板と残留レジスト
膜の密着性を高めるためにポストベークする。と
ころで、最後のポストベーク工程は、上記したよ
うに基板とレジスト膜の密着性を改良するために
有効であるというものの、レジストそのものの強
化、すなわち、レジストの耐熱性と耐エツチング
性を同時に向上させるのに多少の効果は有るが不
十分である。したがつて、例えば、この従来方法
をアルミニウム配線のエツチングに利用したよう
な場合、形成されるレジストマスクの性能が不十
分であるので、当然のことながら満足のいく加工
精度を期待することができない。 発明の目的 本発明の目的は、レジストパターンの形成方法
であつて、得られるパターンのレジストがすぐれ
た耐熱性及び耐エツチング性の両方を奏し得るよ
うな方法を提供することにある。 発明の構成 本発明者は、レジスト塗布半導体基板のパター
ニング露光及び現像後、ポストベーク工程に代り
得る新たな処理工程を見い出すべく研究を重ね
た。しかしながら、ポストベークに代えて紫外線
硬化(キユアリング)を適用しても、ポストベー
クと紫外線硬化又は紫外線硬化とポストベークを
順次行なつても、さらにポストベーク、紫外線硬
化及びポストベークの3処理を組み合わせても、
満足すべき耐熱性及び耐エツチング性を達成する
ことができなかつた。ところが、このたび、驚く
べきことに、遠紫外線光の照射下に、140℃以下
で加熱することによつてポストベークを実施する
と、すなわち、両者を同時的に実施すると、耐熱
性も耐エツチング性も著しく改良し得るというこ
とが判明した。 本願明細書では、“遠紫外線光”とは、その主
たる分光エネルギーピークが約200〜360nmの波
長範囲内にあるものを指す。すなわち、このよう
な波長を有する光、特に約253.7nmの波長を有す
る光の照射下にポストベークを行なう場合に有利
な結果を得ることができる。もしも光の波長が上
記した範囲の下限を下廻ると、オゾンが発生して
レジストに影響することが考えられるので好まし
くなく、また、反対に上記した範囲の上限を上廻
ると、レジスト膜の表面にしわしわが形成される
等、レジストパターンに悪影響をおよぼすことが
あり好ましくない。この遠紫外光照射の光源に
は、この技術分野において常用されている光源、
例えば高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノ
ン−水銀ランプなどを使用することができる。 本発明方法では、約80〜140℃の温度で約20〜
100秒間にわたつて有利にポストベークを行なう
ことができる。もちろん、上記した範囲内におい
て任意にベーク温度及び時間を選択することも、
また、必要に応じて上記範囲外の温度及び時間を
選択することも、可能である。ポストベークには
オーブン、ホツトプレートなどの加熱手段を使用
することができる。 本発明によるレジストパターンの形成は、先に
簡単に説明したけれども、例えば次のような手順
で実施することができる。なお、ここではポジ形
レジストの使用について説明するけれども、必要
に応じてネガ形のレジストも使用し得ることを理
解されたい: 最初に、選らばれたポジ形ホトレジストを適当
な溶剤に溶解してその溶液、例えばMCA(メチル
セロソルブアセテート)溶液を得る。次いで、こ
のレジスト溶液をエツチングしようとしている基
板に浸漬法やスピンコート法などで塗布する。塗
布の完了後、オーブンなどでレジストをプリベー
クしてレジスト膜中の溶剤を完全に除去する。プ
リベーク後、適当な露光方法を採用して、例えば
X線、電子線などのような露光用放射エネルギー
線を使用してレジストのパターニング露光を行な
う。露光後、例えば先に使用したMCAなどの現
像液を使用して現像を行ない、露光域のレジスト
膜を溶解除去する。現像に引き続いて、レジスト
の強化を計るために本発明のポストベーク工程を
実施する。例えば、低圧水銀ランプからの253.7n
mの波長を有する遠紫外線光の照射下に、ホツト
プレート上で、約120℃で約60秒間にわたつてレ
ジストをポストベークする。このような一連の処
理を経て得らえるレジストパターンはポジ形であ
り、解像度はもちろんのこと、耐熱性や耐エツチ
ング性にもひときわすぐれている。 発明の実施例 本発明による遠紫外線光照射下におけるポスト
ベークの効果を確認するため、以下に列挙するよ
うないろいろな条件を設定して比較実験を行なつ
た: (i) 対照(現像後処理なし) (ii) ポストベーク 120℃、60秒間) (iii) 紫外線硬化(UVキユア) (200〜360nm、主に253.7nm、60秒間) (iv) ポストベーク(120℃、60秒間) +UVキユア(200〜360nm、主に253.7nm、
60秒間) (v) UVキユア(200〜360nm、60秒間) +ポストベーク(120℃、60秒間) (vi) ポストベーク(120℃、60秒間) +UVキユア(200〜360nm、60秒間) +ポストベーク(120℃、60秒間) (vii) 発明(200〜360nm、主に253.7nm、120
℃、60秒間) なお、これらの処理に先がけて実施したレジス
ト塗布から現像までの一連の工程を説明すると、
次の通りである: ポジレジスト:東京応化(株)製OFPR−800(Mw
=数万)の27.4%溶液を調製し、これをアルミニ
ウム配線層(膜厚1.0μm)を有するシリコン基板
上に膜厚1.1μmでスピンコートした。このレジス
ト塗布基板を窒素雰囲気中で110℃で7分間にわ
たつてプリベークした後、露光用光源としてピー
ク波長360nmの高圧水銀ランプを使用してパタ
ーニング露光を行なつた。しかる後に、現像液と
してTMK−12を使用して現像し、未露光域のレ
ジスト膜を溶解除去した。添付の第5図aに示さ
れるような断面形状を有するポジのレジストパタ
ーンが得られた(図中の1がシリコン基板、2が
アルミニウム層、そして3がレジスト膜である)。 上記した6種類の実験の後に得られたそれぞれ
のレジストパターンを耐熱性及び耐エツチング性
に関して評価した。次のような結果が得られた
(耐熱性及び耐エツチング性の評価を以下に述べ
るように1つの基準でまとめることができたの
で、ここでは“効果”欄に6段階で記載する):処理条件 効果 (i) 対照(処理せず) 0 (ii) ポストベーク 0 (iii) UVキユア 1 (iv) ポストベーク+UVキユア 2 (v) UVキユア+ポストベーク 2 (vi) ポストベーク+UVキユア+ポストベーク4 (vii) 本発明(Deep UVキユア/ポストベーク)
5 効果の評価: 5…優、4…良、3…可、2…難あり、1…不
可、0…評価対象外(著しいダレ) 上記結果から明らかなように、本発明によれ
ば、特別に複雑な処理を行なわなくてもすぐれた
耐熱性/耐エツチング性を得ることができる。比
較例の方法では、ポストベーク、UVキユア及び
ポストベークの繰り返しをやつてはじめて許容し
得る効果:4を達成し得るにすぎない。 さらに、上記した本発明方法をいろいろなベー
ク温度及び時間を使用して繰り返した。次のよう
な結果が得られた。
【表】 高いベーク温度を適用した場合、レジスト膜が
ダレて少しも良い結果が得られなかつた。 さらに、比較のため、常温(20℃)での
DeepUVキユアを実施した。以下に示すように、
長時間(120秒)経過後にはじめて本発明と同等
の効果:5が得られた:
【表】 効果の評価基準 上記したように効果を評価するに当つて、次の
ような評価基準を設けた: 上記したようにしてレジスト塗布から現像まで
の一連の工程を終了する。現像直後のレジスト膜
のプロフアイルは先に説明した通りほぼ第5図の
aに示される通りである。このレジスト膜を170
℃で加熱すると、加熱時間の長短によつてプロフ
アイルがいろいろに変化する。例えば、第4図a
に示されるようにレジスト膜3の端部の角がとれ
る程度のものから第1図aに示されるように顕著
なレジストのダレを生じるものまで、そして図示
しないけれどもレジストが完全にダレてしまつて
評価対象となり得ないものまで、いろいろなプロ
フアイルが得られる。さらに、これらのレジスト
膜をマスクとしてリアクテイブ・イオンエツチン
グを行なうと、それぞれ第1図b〜第5図bに示
されるようなプロフアイルが得られる。これらの
結果を総合して、第1図a,bの如きプロフアイ
ルを生じるものに1(不可)、第2図a,bの如き
プロフアイルを生じるものに2(難あり)、第3図
a,bの如きプロフアイルを生じるものに3
(可)、第4図a,bの如きプロフアイルを生じる
ものに4(良)、第5図a,bの如きプロフアイル
を生じるものに5(優)、そしてレジストのダレが
著しくてプロフアイルを確定し得なかつたものに
0(評価対象外)の評価を与えた。 発明の効果 本発明によれば、何らの複雑な工程を伴なわな
いで、まだ、長い時間をかけることなく、耐熱性
及び耐エツチング性にすぐれたレジストパターン
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,b;第2図a,b;第3図a,b;
第4図a,b;及び第5図a,bは、それぞれ、
本発明で問題とするところの耐熱性及び耐エツチ
ング性の評価基準を示したものである。 図中の1は基板、2はアルミニウム層、2′は
エツチング後のそれ、そして3はレジスト膜であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 パターニング露光及び現像の完了した後のレ
    ジスト塗布半導体基板を遠紫外線光の照射下に、
    140℃以下で加熱することによつてポストベーク
    することを特徴とするレジストパターンの形成方
    法。 2 前記遠紫外線光はその主たる分光エネルギー
    ピークを200〜360nmの波長範囲内に有する、特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 前記遠紫外線光はその主たる分光エネルギー
    ピークを253.7nmの波長を有する、特許請求の範
    囲第2項に記載の方法。 4 前記ポストベークを約80〜140℃の温度で約
    20〜100秒間にわたつて実施する、特許請求の範
    囲第1項に記載の方法。
JP59001302A 1984-01-10 1984-01-10 レジストパタ−ンの形成方法 Granted JPS60145616A (ja)

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