JPH06348036A - レジストパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コントラスト増強フォトリソグラフィーにお
いて、コントラスト増強膜を下記式（１）のアリールニ
トロン化合物を用いて行うと共に、露光をコヒーレント
ファクタδが０．６５〜０．８５の縮小投影露光機によ
って行う。 【化１】 （但し、式中Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は互いに同一又は異種の
アルキル基、アリール基又は水素原子、Ｒ⁴乃至Ｒ⁸は互
いに同一又は異種のアルキル基、水素原子又は−ＣＯＯ
Ｒ（Ｒは水素原子又はアルキル基）であるが、Ｒ⁴乃至
Ｒ⁸の少なくとも１つは−ＣＯＯＲである。ＸはＲ⁹Ｏ−
で表されるアルコキシ基、Ｒ¹⁰Ｒ¹¹Ｎ−で表されるジア
ルキルアミノ基又は水素原子であり、Ｒ⁹はアルキル
基、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は互いに同一又は異種のアルキル基で
ある。ｎは０、１又は２の値を有する。） 【効果】 本発明のレジストパターンの形成方法によれ
ば、レジストのプロファイルを矩形性良く形成できる共
に、フォーカスマージンに優れたレジストパターンを形
成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コントラスト増強フォ
トリソグラフィー（ＣＥＬ：Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈ
ａｎｃｅｍｅｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）プロセス
によりシリコンウエハー等の基盤上にレジストパターン
を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
集積回路の製造においてリソグラフィー技術を用いるこ
とは良く知られている。このようなリソグラフィー工程
では、エッチング加工すべきシリコンウエハー基盤上に
フォトレジスト膜を設け、加工パターンを描いたマスク
を介して一定波長の光によって基盤上のフォトレジスト
を露光する。光の照射した部分にレジストパターンが形
成されるポジ型レジストでは、マスクを透過した光によ
ってフォトレジストは光化学反応を起こし、アルカリ性
現像液に可溶なカルボキシル基を含む化合物に変化し、
次いでアルカリ性水溶液に接触させる現像によりフォト
レジスト化合物を溶解させ、これによりマスクのパター
ンが転写されたレジストパターンを形成することができ
る。そしてレジストパターンに沿ってエッチングを行
い、基盤の加工を行うものである。

【０００３】より具体的には、このようなフォトレジス
トを用いるフォトリソグラフィープロセスは、ヘキサメ
チルジシラザン（ＨＭＤＳ）等で処理されたシリコンウ
エハー上にフォトレジストをスピンコートによって所定
厚みの均一な膜を形成し、シリコンウエハーを加熱（プ
リベーク）する。その後、フォトマスクを介したパター
ンニング露光の後、ポストエクスポジュアーベーク（Ｐ
ＥＢ）、現像液による現像、純水によるリンスなどの工
程によりパターニングプロファイルを形成する。

【０００４】しかしながら、近年、集積回路の小型化、
高集積化が進み、非常に微細なパターンをレジストに転
写するリソグラフィー技術が必要になってきており、こ
のため微細パターンを矩形性良く正確なサイズでレジス
トに転写する技術が望まれている。また集積回路の多層
化が進み、このため大きな段差部分でも正確にパターニ
ングできるフォーカスマージンも要求されてきている。
また、６４ＭＤＲＡＭ（６４メガビットダイナミックラ
ンダムアクセスメモリー）を製造する場合、最小線幅
０．３５μｍを１．５μｍ以上のフォーカスマージンで
パターニングすることが必要であるとされている。

【０００５】フォーカスマージンを伸ばす技術の一つと
して、フォトレジスト膜上にコントラスト増強膜を設け
る方法があり、コントラスト増強フォトリソグラフィー
（ＣＥＬ）として知られている。このコントラスト増強
膜は、欧州公開公報３６１，６２７、３５５，９３４
号、及び米国特許４，７０２，９９６号に開示されてい
るように、光によって退色する物質であり、アリールニ
トロンのような光退色性化合物と重合結合剤を含むもの
である。

【０００６】このコントラスト増強膜は、光退色性物質
などを溶剤に溶解させてコントラスト増強剤を調製し、
スピンコートなどの塗布方法でフォトレジストの上に均
一な膜を形成するものであるが、光退色性物質を溶解さ
せる溶剤がフォトレジストを多少とも溶解させる場合、
コントラスト増強膜とフォトレジスト膜の界面において
これらの膜同士が相互にインターミキシングを起こし、
現像後のフォトレジストのプロファイルに悪影響を起こ
し、レジスト上に直接スピンコートしてコントラスト増
強膜を形成することが不可能なこともあり、このような
場合はレジスト膜とコントラスト増強膜との間にポリビ
ニルアルコールなどの水溶性のバリヤー膜を形成するこ
とも行われている。

【０００７】上記のようなＣＥＬプロセスにおいても、
近年のレジストパターンに対する要求から、レジストパ
ターンをできるだけ矩形にし、フォーカスマージンを大
きく、段差部分での解像を向上させる方法が要求されて
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記要望に応えるため鋭意検討を行った結果、シリコンウ
エハーなどの基盤に非水溶性レジスト膜を形成する工
程、該レジスト膜上に下記式（１）で表されるアリール
ニトロン化合物を含有するコントラスト増強剤によりコ
ントラスト増強膜を形成する工程、上記レジスト膜を上
記コントラスト増強膜形成前又は形成後にプリベークす
る工程、上記レジスト膜及びコントラスト増強膜を露光
する露光工程、該露光後にポストエクスポジュアーベー
クし、該べーク後にコントラスト増強膜を除去する工程
又は上記露光後にコントラスト増強膜を除去し、上記レ
ジスト膜をポストエクスポージャーする工程、及びレジ
スト膜を現像する工程を含むレジストパターン形成方
法、並びに、シリコンウエハーなどの基盤に非水溶性レ
ジスト膜を形成する工程、該レジスト膜をプリベークす
る工程、該ベーク後にレジスト膜上に水溶性高分子化合
物によりバリヤー膜を形成する工程、該バリヤー膜上に
下記式（１）で表されるアリールニトロン化合物を含有
するコントラスト増強剤によりコントラスト増強膜を形
成する工程、上記レジスト膜，バリヤー膜及びコントラ
スト増強膜を露光する露光工程、該露光後にポストエク
スポジュアーベークし、該べーク後にコントラスト増強
膜及びバリヤー膜を除去する工程又は上記露光後にコン
トラスト増強膜及びバリヤー膜を除去し、上記レジスト
膜をポストエクスポージャーベークする工程、及びレジ
スト膜を現像する工程を含むレジストパターン形成方法
において、上記露光をコヒーレントファクタが０．６５
〜０．８５の縮小投影露光機によって行うことが有効で
あることを知見した。

【０００９】

【化２】 （但し、式中Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は互いに同一又は異種の
アルキル基、アリール基又は水素原子、Ｒ⁴乃至Ｒ⁸は互
いに同一又は異種のアルキル基、水素原子又は−ＣＯＯ
Ｒ（Ｒは水素原子又はアルキル基）であるが、Ｒ⁴乃至
Ｒ⁸の少なくとも１つは−ＣＯＯＲである。ＸはＲ⁹Ｏ−
で表されるアルコキシ基、Ｒ¹⁰Ｒ¹¹Ｎ−で表されるジア
ルキルアミノ基又は水素原子であり、Ｒ⁹はアルキル
基、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は互いに同一又は異種のアルキル基で
ある。ｎは０、１又は２の値を有する。）

【００１０】即ち、露光機としては、従来、縮小投影露
光機（ステッパー）が一般的に用いられている。このコ
ヒーレントファクターσは、照明光学系レンズの開口数
ＮＡ_cと縮小レンズの開口数ＮＡ₀との比であり、下記式
（２）から求められる値である。

【００１１】 σ＝ＮＡ_c／ＮＡ₀ …（２）

【００１２】縮小投影レンズの性能を表す値の一つにＭ
ＴＦ（Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕ
ｎｃｔｉｏｎ）があり、上記σ値が小さい場合、ベスト
フォーカスでのＭＴＦは大きく、即ちマスクを通過した
光のウエハー上でのコントラストが大きい。これに対
し、上記σ値が大きい場合、ベストフォーカスでのＭＴ
Ｆは小さく、即ちマスクを通過した光のウエハー上での
コントラストが小さい。しかし、σ値が大きい方がベス
トフォーカスから離れた位置での光のコントラストの低
下が小さい。

【００１３】従来、ステッパーとしては、σ値が０．５
〜０．６のものが用いられてきたが、σがそれよりも大
きい場合、本発明者はＣＥＬによるフォーカス深度拡大
効果が著しいことを見い出した。即ち、ｉ線リソグラフ
ィーの限界に近い０．３０〜０．４０μｍのラインアン
ドスペースパターン或いはホールパターンのＣＥＬを使
用したパターニングにおいては、σを０．６５〜０．８
５に設定することによって、σが０．５０〜０．６０の
場合よりも２０〜８０％ものフォーカス深度拡大効果が
あり、また、σを０．６５〜０．８５に設定した場合、
コントラスト増強膜を形成せずにレジスト膜単層のもの
と比較してＣＥＬにおいては４０〜８０％フォーカス深
度が向上すること、また、ｇ線リソグラフィーにおいて
も、０．４０〜０．５０μｍのラインアンドスペースパ
ターン或いはホールパターンのＣＥＬを使用したパター
ニングにおいては、σを０．６５〜０．８５に設定する
ことによって、σが０．５０〜０．６０の場合よりも２
０〜１００％ものフォーカス深度拡大効果があり、ま
た、σを０．６５〜０．８５に設定した場合、コントラ
スト増強膜を形成せずにレジスト膜単層のものと比較し
てＣＥＬにおいては５０〜８０％フォーカス深度が向上
することを知見し、従って、上記コントラスト増強剤を
使用すると共に、露光機のσ値を０．６５〜０．８５に
設定した場合、フォーカス深度の拡大効果が著しいこと
を見い出し、本発明をなすに至ったものである。

【００１４】なお、最近、市販されているステッパーは
σ可変型が主流になっており、また、σ固定型の従来の
ステッパーにおいても、照明系レンズの交換によって比
較的簡単にσを０．６５〜０．８５に設定することがで
きる。

【００１５】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の第１のレジストパターン形成方法は、シリコンウエ
ハーなどの基盤にレジストパターンを形成する方法にお
いて、基盤に非水溶性レジスト膜を形成する工程、該レ
ジスト膜上に上記式（１）で表されるアリールニトロン
化合物を含有するコントラスト増強剤によりコントラス
ト増強膜を形成する工程、上記レジスト膜を上記コント
ラスト増強膜形成前又は形成後にプリベークする工程、
上記レジスト膜及びコントラスト増強膜をコヒーレント
ファクタが０．６５〜０．８５の縮小投影露光機によっ
て露光する露光工程、該露光後にポストエクスポジュア
ーベークし、該べーク後にコントラスト増強膜を除去す
る工程又は上記露光後にコントラスト増強膜を除去し、
上記レジスト膜をポストエクスポージャーベークする工
程、及びレジスト膜を現像する工程を含むものである。
また、本発明の第２のレジストパターン形成方法は、シ
リコンウエハーなどの基盤にレジストパターンを形成す
る方法において、基盤に非水溶性レジスト膜を形成する
工程、該レジスト膜をプリベークする工程、該ベーク後
にレジスト膜上に水溶性高分子化合物によりバリヤー膜
を形成する工程、該バリヤー膜上に上記式（１）で表さ
れるアリールニトロン化合物を含有するコントラスト増
強剤によりコントラスト増強膜を形成する工程、上記レ
ジスト膜，バリヤー膜及びコントラスト増強膜をコヒー
レントフィクタが０．６５〜０．８５の縮小投影露光機
によって露光する露光工程、該露光後にポストエクスポ
ジュアーベークし、該べーク後にコントラスト増強膜及
びバリヤー膜を除去する工程又は上記露光後にコントラ
スト増強膜及びバリヤー膜を除去し、上記レジスト膜を
ポストエクスポージャーベークする工程、及びレジスト
膜を現像する工程を含むものである。

【００１６】ここで、本発明のレジストパターン形成方
法は、典型的にはシリコンウエハーにレジストパターン
を形成する場合に採用されるが、これに限られるもので
はない。

【００１７】シリコーウエハーに本発明法を採用する場
合、まず常法に従ってＨＭＤＳプライム処理等の前処理
を施すことができる。

【００１８】次いで、本発明法では、このシリコンウエ
ハー等の基盤上にレジスト剤をスピンコート等の手段で
塗布し、レジスト膜を形成する。この場合、レジスト剤
は公知のものでよく、非水溶性レジスト膜を形成し得る
ものであればいずれのものも使用できるが、特にクレゾ
ールノボラック樹脂とナフトキノンジアジドスルホニル
エステル化合物とからなるポジ型レジストが好ましい。
また、レジスト膜の厚さは適宜選定されるが、通常０．
６〜２０μｍである。

【００１９】本発明においては、このレジスト膜上にコ
ントラスト増強膜を直接又はバリヤー膜を介して形成す
るが、このコントラスト増強膜の形成に下記式（１）で
表されるアルカリ水溶液可溶のアリールニトロンを含有
するコントラスト増強剤を使用するものである。

【００２０】

【化３】

【００２１】ここで、上記（１）式中のＲ¹、Ｒ²及びＲ
³は、アルキル基、アリール基又は水素原子である。ア
ルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル
基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロへキシル基等の炭素数
１〜８のものが好適であり、中でもメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基がより好ましく用いられる。
アリール基としては、例えばフェニル基、置換フェニル
基、ナフチル基、置換ナフチル基等の炭素数６〜１５の
ものが好適であり、中でもフェニル基、メチルフェニル
基、エチルフェニル基がより好ましく用いられる。
Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は互いに同一又は異種のア
ルキル基、水素原子又は−ＣＯＯＲ（Ｒは水素原子又は
アルキル基）である。この場合のアルキル基としてはＲ
¹、Ｒ²、Ｒ³で例示したものと同様のものを挙げること
ができる。なお、Ｒ⁴〜Ｒ⁸の少なくとも１つは−ＣＯＯ
Ｒである。ＸはＲ⁹Ｏ−で表されるアルコキシ基、Ｒ¹⁰
Ｒ¹¹Ｎ−で表されるジアルキルアミノ基又は水素原子で
あり、Ｒ⁹はアルキル基、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は互いに同一又
は異種のアルキル基である。この場合のアルキル基とし
てもＲ¹、Ｒ²、Ｒ³で例示したものと同様のものを挙げ
ることができる。また、ｎは０、１又は２の値を有し、
好ましくは０又は１である。

【００２２】本発明方法は、上記式（１）で表されるア
リールニトロンを含有するコントラスト増強剤を使用す
るものであり、この場合、コントラスト増強剤の組成と
しては、上記式（１）で表されるアリールニトロンをコ
ントラスト増強剤の１〜３０％（重量％、以下同様）、
好ましくは１〜１５％、残部を水又は有機溶剤とするこ
とが好ましいが、そのほかスピンコート性を増すため
に、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタ
クリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシ
ド、アミロース、デキストラン、セルロース、プルラン
などの平均重合度が約２０００〜１２０００の水溶性ポ
リマーを０．５〜３０％、好ましくは１〜１０％添加す
ることは任意である。

【００２３】また、アリールニトロン化合物を水に溶解
させる場合、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタ
ン、ピリジン、トリエチルアミン、水酸化テトラメチル
アンモニウム溶液、水酸化テトラエチルアンモニウム溶
液、水酸化トリメチルエタノールアンモニウム溶液、水
酸化テトラブチルアンモニウム溶液、２，２’，２”−
ニトロエタノール、１，５−ジアザビシクロ［４．３．
０］ノン−５−エン、１，４−ジアザビシクロ［２，
２，２］オクタン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．
０］ウンデック−７−エンなどの有機塩基を０．５〜３
０％、好ましくは１〜１０％添加したり、界面活性剤を
０．０００１〜５０％、好ましくは０．０３〜１％添加
することは、本発明の効果を損なわない限り任意であ
る。

【００２４】コントラスト増強剤を塗布する場合は、ス
ピンコート等の適宜な方法を採用し得、またこのコント
ラスト増強膜の厚さは任意に選ぶことができるが、通常
０．１〜１μｍとすることが好ましい。

【００２５】このようなコントラスト増強剤はアルカリ
水溶液可溶であるため、シリコンウエハー等の基盤にレ
ジスト剤を塗布した後、引き続いてコントラスト増強剤
をスピンコートなどの方法で塗布することができ、バリ
ヤー膜は必ずしも形成しなくともよい。続いて常法に従
ってプリベークするが、このプリベークは、レジスト剤
を塗布した後に行い、次いでコントラスト増強剤を塗布
する工程とすることもできる。なお、プリベークの条件
は適宜選定し得るが、通常７０〜１１０℃、４０〜１２
０秒の条件とすることができる。

【００２６】次いで、常法に従い露光するが、本発明で
はコントラスト増強膜を形成しているため、レジストの
プロファイルをより矩形にすることができる。なお、露
光条件はレジスト膜の種類、厚さ等に応じて選定するこ
とができるが、本発明においては、上述したようにコヒ
ーレンファクターが従来のように０．５〜０．６のもの
ではなく、０．６５〜０．８５の縮小投影露光機（ステ
ッパー）を用いるものであり、これにより上述した本発
明の目的が効果的に達成される。

【００２７】次に、本発明ではコントラスト増強膜（及
びバリヤー膜）を除去する前にポストエクスポジュアー
ベークするか又はコントラスト増強膜（及びバリヤー
膜）を除去した後にポストエクスポジュアーベークす
る。コントラスト増強膜を除去することなくポストエク
スポジュアーベークする場合、これによってコントラス
ト増強膜とレジスト膜とのインターミキシングを起こす
ことなく感光剤を除去し、定在波によって生じた波打ち
を減少させることができる。

【００２８】このポストエクスポジュアーベークの条件
も公知の条件とすることができるが、通常８０〜１３０
℃、４０〜１２０秒とすることが好ましい。また、コン
トラスト増強膜（及びバリヤー膜）の除去は例えば純水
によって洗い流して除去することができる。

【００２９】上記ポストエクスポジュアーベーク、コン
トラスト増強膜（及びバリヤー膜）除去に引き続いて現
像液で現像を行うか、又はアルカリ現像液を用いてコン
トラスト増強膜（及びバリヤー膜）の除去と現像を同時
に行うことができる。最後に純水によってリンスしてレ
ジストパターンを得ることができる。

【００３０】なお、本発明のレジストパターン形成方法
において、レジスト膜とコントラスト増強膜との間に水
溶性高分子化合物のバリヤー膜を形成する場合、水溶性
高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリア
クリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルピロリドン、
ポリエチレンオキサイド、アミロース、デキストラン、
セルロース、プルランなどを用いることができる。

【００３１】水溶性高分子化合物を塗布する場合は、ス
ピンコート等の適宜な方法を採用し得、またこのバリヤ
ー膜の厚さは任意に選ぶことができるが、通常０．００
５〜５μｍとすることが好ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明のレジストパターンの形成方法に
よれば、レジストのプロファイルを矩形性良く形成でき
る共に、フォーカスマージンに優れたレジストパターン
を形成することができる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。なお、以下の例において部は重量部を示す。

【００３４】［実施例１〜３］下記式（３）で表される
アリールニトロン４．５部、化学式（ＨＯＣＨ₂）₃ＣＮ
Ｈ₂で表されるトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタ
ン２．０部、ポリビニルピロリドン６０％とポリアクリ
ル酸４０％との共重合体ポリマー（商品名Ｌｕｖｉｓｃ
ｏｌＶＡ−６４）３．５部を純水９０部に良く溶解さ
せ、コントラスト増強剤を調製した。

【００３５】

【化４】

【００３６】フォトレジスト（東京応化工業（株）製Ｔ
ＨＭＲｉｐ３０００）を６インチシリコンウエハー上
に、はじめに３００ｒｐｍで３秒間、その後５０００ｒ
ｐｍで２０秒間スピンコートし、温度９０℃で９０秒間
プリベークし、膜厚０．８６μｍのレジスト膜を形成し
た。次いで上記コントラスト増強剤を、はじめに３００
ｒｐｍで３秒間、その後４０００ｒｐｍで３０秒間スピ
ンコートし、膜厚０．１８μｍのコントラスト増強膜を
形成した。

【００３７】ＮＡ_c、ＮＡ₀、σを表１に示す値に設定し
たｉ線ステッパーでラインとスペースとの間隔が０．３
５μｍのパターン及び直径０．４μｍのホールパターン
を露光し、次いで温度１１０℃で９０秒間ポストエクス
ポジュアーベークした後、純水をウエハー上に吐出させ
ながら１０００ｒｐｍで２０秒間コントラスト増強膜の
剥離を行い、その後現像液ＮＭＤ−Ｗ（東京応化工業
（株）製）で２３℃で６０秒間静止パドル現像を行い、
純水リンスを行った。

【００３８】［比較例１〜５］実施例１と同様にして膜
厚０．８６μｍのレジスト膜を形成し、ＮＡ_c、ＮＡ₀、
σを表１に示す値に設定したｉ線ステッパーでラインと
スペースとの間隔が０．３５μｍのパターン及び直径
０．４μｍのホールパターンを露光し、次いで温度１１
０℃で９０秒間ポストエクスポジュアーベークし、現像
液ＮＭＤ−Ｗ（東京応化工業（株）製）で２３℃で６０
秒間静止パドル現像を行い、純水リンスを行った。

【００３９】［比較例６，７］実施例１と同様にして、
膜厚０．８６μｍのレジスト膜を形成し、このレジスト
膜の上に膜厚０．１８μｍのコントラスト増強膜を形成
し、ＮＡ_c、ＮＡ₀、σを表１に示す値に設定したｉ線ス
テッパーでラインとスペースとの間隔が０．３５μｍの
パターン及び直径０．４μｍのホールパターンを露光
し、以下、実施例１と同様にして純水リンスまでの操作
を行った。

【００４０】［実施例４〜６］下記式（４）で表される
アリールニトロン４．５部、ポリビニルピロリドン６０
％とポリアクリル酸４０％との共重合体ポリマー（商品
名ＬｕｖｉｓｋｏｌＶＡ−６４）４．５部をエチルベン
ゼン４５部と２−ヘプタノール４５部との混合溶媒に良
く溶解させ、コントラスト増強剤を調製した。

【００４１】

【化５】

【００４２】フォトレジスト（東京応化工業（株）製Ｔ
ＳＭＲ−Ｖ５０）を６インチシリコンウエハー上に、は
じめに３００ｒｐｍで３秒間、その後５０００ｒｐｍで
２０秒間スピンコートし、温度９０℃で９０秒間プリベ
ークし、膜厚１．０８μｍのレジスト膜を形成した。次
いでケン化度７８％、重合度３００のポリビニルアルコ
ールの５％水溶液を、はじめに５００ｒｐｍで３秒間、
その後４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、膜厚
０．１０μｍのバリヤー膜を形成し、その上に上記コン
トラスト増強剤を、はじめに５００ｒｐｍで３秒間、そ
の後４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、膜厚
０．２２μｍのコントラスト増強膜を形成した。

【００４３】ＮＡ_c、ＮＡ₀、σを表１に示す値に設定し
たｇ線ステッパーでラインとスペースとの間隔が０．４
０μｍのパターン及び直径が０．４５μｍのホールパタ
ーンを露光した後、純水をウエハー上に吐出させながら
１０００ｒｐｍで２０秒間コントラスト増強膜とバリヤ
ー膜の剥離を行い、次いで温度１１０℃で９０秒間ポス
トエクスポジュアーベークし、その後現像液ＮＭＤ−Ｗ
（東京応化工業（株）製）で２３℃で６０秒間静止パド
ル現像を行い、純水リンスを行った。

【００４４】［比較例８〜１２］実施例４と同様にし
て、膜厚１．０８μｍのレジスト膜を形成し、ＮＡ_c、
ＮＡ₀、σを表１に示す値に設定したｇ線ステッパーで
ラインとスペースとの間隔が０．４０μｍのパターン及
び直径０．４５μｍのホールパターンを露光し、次いで
温度１１０℃で９０秒間ポストエクスポジュアーベーク
し、現像液ＮＭＤ−Ｗ（東京応化工業（株）製）で２３
℃で６０秒間静止パドル現像を行い、純水リンスを行っ
た。

【００４５】［比較例１３，１４］実施例４と同様にし
て、膜厚１．０８μｍのレジスト膜を形成し、このレジ
スト膜の上に膜厚０．１０μｍのバリヤー膜を形成し、
更にこの上に膜厚０．２２μｍのコントラスト増強膜を
形成し、ＮＡ_c、ＮＡ₀、σを表１に示す値に設定したｇ
線ステッパーでラインとスペースとの間隔が０．４０μ
ｍのパターン及び直径０．４５μｍのホールパターンを
露光し、以下、実施例４と同様にして純水リンスまでの
操作を行った。

【００４６】これらの実施例、比較例で得られたレジス
トパターンの断面プロファイルを観察した。ラインアン
ドスペースパターンにおいては、パターンの膜減りがな
く、スペース部分が分離している矩形のプロファイルが
得られるフォーカス深度を、ホールパターンにおいて
は、底部までホールがあいているプロファイルが得られ
るフォーカス深度を表１に示す。

【００４７】

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコンウエハーなどの基盤にレジスト
   パターンを形成する方法において、基盤に非水溶性レジ
   スト膜を形成する工程、該レジスト膜上に下記式（１）
   で表されるアリールニトロン化合物を含有するコントラ
   スト増強剤によりコントラスト増強膜を形成する工程、
   上記レジスト膜を上記コントラスト増強膜形成前又は形
   成後にプリベークする工程、上記レジスト膜及びコント
   ラスト増強膜をコヒーレントファクタが０．６５〜０．
   ８５の縮小投影露光機によって光を露光する露光工程、
   該露光後にポストエクスポジュアーベークし、該べーク
   後にコントラスト増強膜を除去する工程又は上記露光後
   にコントラスト増強膜を除去し、上記レジスト膜をポス
   トエクスポージャーベークする工程、及びレジスト膜を
   現像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。 【化１】 （但し、式中Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は互いに同一又は異種の
   アルキル基、アリール基又は水素原子、Ｒ⁴乃至Ｒ⁸は互
   いに同一又は異種のアルキル基、水素原子又は−ＣＯＯ
   Ｒ（Ｒは水素原子又はアルキル基）であるが、Ｒ⁴乃至
   Ｒ⁸の少なくとも１つは−ＣＯＯＲである。ＸはＲ⁹Ｏ−
   で表されるアルコキシ基、Ｒ¹⁰Ｒ¹¹Ｎ−で表されるジア
   ルキルアミノ基又は水素原子であり、Ｒ⁹はアルキル
   基、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は互いに同一又は異種のアルキル基で
   ある。ｎは０、１又は２の値を有する。）
2. 【請求項２】 シリコンウエハーなどの基盤にレジスト
   パターンを形成する方法において、基盤に非水溶性レジ
   スト膜を形成する工程、該レジスト膜をプリベークする
   工程、該ベーク後にレジスト膜上に水溶性高分子化合物
   によりバリヤー膜を形成する工程、該バリヤー膜上に上
   記式（１）で表されるアリールニトロン化合物を含有す
   るコントラスト増強剤によりコントラスト増強膜を形成
   する工程、上記レジスト膜，バリヤー膜及びコントラス
   ト増強膜をコヒーレントフィクタが０．６５〜０．８５
   の縮小投影露光機によって露光する露光工程、該露光後
   にポストエクスポジュアーベークし、該べーク後にコン
   トラスト増強膜及びバリヤー膜を除去する工程又は上記
   露光後にコントラスト増強膜及びバリヤー膜を除去し、
   上記レジスト膜をポストエクスポージャーベークする工
   程及びレジスト膜を現像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。