JPH09251210A

JPH09251210A - レジストパターンの形成方法

Info

Publication number: JPH09251210A
Application number: JP8087726A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Ikeda; 田隆洋池; Hiromi Niiyama; 山広美新; Eiji Nishimura; 村英二西
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】近接効果の影響を低減すした、より目標寸法
に近く、寸法差の少ない極微細レジストパターンを得る
ことができるパターン形成方法の提供。【解決手段】（１）被加工基板上に化学増幅型レジス
ト層をその溶液ないし分散液から形成させる工程、
（２）（１）の基板を加熱して使用された溶剤を除去す
る工程、（３）（２）の基板に対してパターン化された
放射線を照射する工程、および（４）（３）の基板を現
像する工程、からなるパターン形成方法において、工程
（１）と工程（４）の間に基板を酸性雰囲気下に保持し
て、（４）の現像の際にパターンを形成しないレベルの
酸をレジスト層中に存在するに至らせる工程を含むレジ
ストパターンの形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリソグラフィー技術
を用いたパターン形成方法、特に半導体装置を製造する
ための微細パターン形成方法、に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高集積度の半導体装置を製造する
必要性が高まってきている。これに伴い微細な配線パタ
ーンを形成する技術はますます重要になってきている。
パターン形成工程の第一段階は、リソグラフィーと呼ば
れる工程であり、これは一般的には以下に述べる各工程
よりなる。すなわち、被加工基板上にフオトレジストと
呼ばれる感光材料をスピンコーティング等の方法によリ
形成する工程、その感光材料に含まれる溶剤を気化せし
める加熱工程、フォトレジスト層に配線パターンを転写
するための露光工程、露光されたパターンを現像する工
程である。ここで言う露光工程とは、一般に光のみにと
どまらずフオトレジストに対して選択的に化学的変化を
起こさしめる放射線、すなわちＸ線、電子線、またはイ
オンビームなどに基板をさらす工程を言う。

【０００３】最近のリソグラフィー技術においては、そ
の高感度・高解像性という利点から「化学増幅型レジス
ト」と称せられるフォトレジストが多用される。このタ
イプのレジストには、放射線、例えば紫外線、電子線、
またはＸ線、を照射することによって酸を発生する物質
が添加されており、上記放射線を照射することによりレ
ジスト中に発生した酸が感光反応の触媒として作用する
ため、反応効率が良く、したがって感度が高いという特
徴を有する。さらに、微細なパターン照射が可能な、分
解能の高い放射線を用いることができるために解像カの
高いパターン形成が可能となる。

【０００４】かかる化学増幅型レジストを用いたレジス
トパターン形成方法においては、Ｐ．Ｅ．Ｂ(Post Expo
sure Bake)と称せられる露光後の加熱工程を必要とする
ものが多い。この工程は、前記放射線放射により発生し
た酸により触媒される感光反応に必要な熱エネルギーを
与えるとともに、発生した酸をレジスト層中で放射線が
十分届かなかった領域、たとえはレジスト−基板界面、
まで十分な酸を拡散せしめる作用を有している。このよ
うな作用のために、Ｐ．Ｅ．Ｂ工程を含むレジストパタ
ーン形成方法により密集したパターンを形成させた場
合、パターン間の分離解像性が良くなり、解像性が高く
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、化学増
幅型レジストは放射線に対する感度が高いために、いく
つかの実工程上の弊害を有する。そのうちの重大なもの
の一つは、被加工基板表面に放射線、あるいは該放射線
の照射に伴って基板から発生する副次的な放射線、の散
乱能の高い材質が存在する場合に、解像特性が基板から
の放射線の散乱の影響を受けやすいことである。この現
象は、たとえばタングステンなどの重金属パターンが存
在する被加工基板上に電子線やＸ線照射によりパターン
形成をおこなう場合や、アルミニウムなどの光反射率の
高い基板上でのフォトリソグラフィーなどにおいて特に
顕著である。このような場合に実用上問題となるのは、
上記の基板から散乱もしくは反射した放射線量が、基板
上に形成しようとするパターンの粗密の差によって変化
するために、大きな寸法差を生じてしまうことである。
このことをポジ型レジストを用いたパターン形成の場合
について模式的に示したのが図１である。

【０００６】図１（ａ）に示すように、領域１１には等
問隔の密集パターンを、領域１２に孤立の抜きパターン
を形成するようにレジスト層に対して一定の照射量で電
子ビーム照射を行った場合、レジスト中の放射線エネル
ギーは、いわゆる「近接効果」によって、図１（ｂ）に
示されるように分布する。これは電子が後方散乱するた
めにブロードなエネルギープロファイルを持っているこ
とに起因しておリ、孤立した領域１２に対して密集した
領域１１はブロードなエネルギープロファィルの重ね合
わせにより照射エネルギーが相対的に高くなる。したが
ってこのような照射条件で通常の現像によって領域１２
のパターンを所望の寸法に仕上げようとすると、領域１
１のレジストパターン３は細くなり、膜厚も減少する。
一方、領域１１を所望の寸法通りに仕上げようとする
と、領域１２の抜き部分のレジストパターン４は所望の
寸法より狭まり、極端な場合には分離解像しなくなって
しまうことさえある。

【０００７】かかる現象を低減するための方法として
は、たとえば"G. Owen and Rissman:J. Appl. Phis. 5
4, P3573(1983)" に記載されている、いわゆる「ゴース
ト露光法」がある。これは、図１（ａ）の照射パターン
に対して、これと逆のパターンで照射を重ねることによ
り近接効果を補正する方法である。しかし、この方法を
用いると、通常の２倍の回数のパターン露光を必要とす
るためにスループットが大きく低下する。

【０００８】一方、化学増幅型でないレジストの解像力
を向上させる手段としては、すでに“月刊Semiconducto
r World, 1986, 5, PP85-91 ”および特公平５−３７４
８８号公報に示されているような、いわゆる「かぶり露
光」と呼ばれる手法がある。この方法は、パターン描画
の前もしくは後に、パターン露光に用いる放射線照射量
の３０〜５０％の照射量でレジスト全面を照射する工程
をおこなうことを特徴としている。このような付加的な
露光をおこなうと、後方散乱の影響を相対的に小さくす
ることができるために、近接効果によるパターン粗密差
による解像カの差を低減することが可能となる。

【０００９】もちろんそれらの方法を、感光反応の様式
の全く異なる化学増幅型レジストにおいても利用するこ
とは可能である。しかしながら、現像の前に露光を二度
おこなう必要があるため、必然的に露光後に放置される
時間が長くなり、化学増幅型レジストにおいてしばしば
問題となる大気中の塩基吸着にもとづく感度変動もしく
はレジスト表層に現像液に対して溶けにくい層が形成さ
れることによるパターン異常、あるいは露光後にレジス
ト中に発生した酸が拡散により過剰な感光反応を引き起
こすことによる寸法の変動、といった種々の異常を引き
起こす場合がある。このような欠点はとりわけ露光後の
ウエハの放置される時間が著しく長い場合や露光後のウ
エハがさらされる雰囲気中の塩基濃度が高い場合に顕著
となる。

【００１０】また、かぶり露光にせよゴースト露光にせ
よ、現像されない程度の酸を発生させるためにパターン
転写をする露光よりも少ない照射量で照射を行う必要が
あるが、このような照射量で放射線照射した場合には、
照射した放射線がレジスト層の深い部位までに充分届か
ず、レジスト層の表面近傍に酸が局在的に発生するた
め、パターンを形成しようとする部位の基板に近い部分
まで充分な酸を行き渡らせるためにはまだ改善の余地が
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

［発明の概要］＜要旨＞本発明の第１のレジストパターンの形成方法
は、（１）被加工基板上に化学増幅型レジスト層をその
溶液ないし分散液から形成させる工程、（２）（１）の
基板を加熱して使用された溶剤を除去する工程、（３）
（２）の基板に対してパターン化された放射線を照射す
る工程、および（４）（３）の基板を現像する工程、か
らなるパターン形成方法において、工程（１）と工程
（４）の間に基板を酸性雰囲気下に保持して、（４）の
際にパターンを形成しないレベルの酸をレジスト層中に
存在するに至らしめる工程を含むこと、を特徴とするも
のである。

【００１２】また、本発明の第２のレジストパターンの
形成方法は、（１）被加工基板上に化学増幅型レジスト
層をその溶液ないし分散液から形成させる工程、（２）
（１）の基板を加熱して使用された溶剤を除去する工
程、（３）（２）の基板に対してパターン化された放射
線を照射する工程、および（４）（３）の基板を現像す
る工程、からなるパターン形成方法において、用いるレ
ジストが、現像液に対して溶解抑止機能を有し、かつ酸
の存在下でその溶解抑止機能が低下する物質を含み、工
程（１）と工程（３）の間においてこの溶解抑止機能を
有する物質の溶解抑止機能が失われる温度以上の温度に
設定して、（４）の現像の際にレジストが溶解しないレ
ベルに溶解抑止機能を低下させる工程を含むこと、を特
徴とするものである。

【００１３】さらに、本発明の第３のレジストパターン
の形成方法は、（１）被加工基板上に化学増幅型レジス
ト層をその溶液ないし分散液から形成させる工程、
（２）（１）の基板を加熱して使用された溶剤を除去す
る工程、（３）（２）の基板に対してパターン化された
放射線を照射する工程、および（４）（３）の基板を現
像する工程、からなるパターン形成方法において、工程
（２）と工程（３）の間に、基板全面に放射線照射を行
って、（４）の現像の際にパターンを形成しないレベル
の酸を発生させる工程、および発生した酸を基板を加熱
することにより拡散させる工程を含むこと、を特徴とす
るものである。

【００１４】＜効果＞本発明の方法により、従来問題と
なっていた近接効果の影響を低減することができて、よ
り目標寸法に近く、寸法差の少ない極微細レジストパタ
ーンを得ることができる。

【００１５】［発明の具体的説明］＜第１のパターン形成方法＞化学増幅型レジストを用い
たレジストパターンの形成方法においては、レジスト中
の潜像プロファイルを決定するのは露光工程だけに限ら
れない。なぜならば、化学増幅型レジストの潜像とは、
ポジ型化学増幅型レジストの場合には樹脂中の溶解抑止
基の分解した部分の濃度プロファイルであり、架橋型の
ネガレジストにおいては架橋によって高分子化した樹脂
の空間分布に他ならず、したがってそれを決定するのは
露光時の像強度プロファイルはもちろん、像強度プロフ
ァイルに応じた感光剤分解物（すなわち酸）の濃度プロ
ファイル、さらにそれがＰＥＢにより熱拡散した後の酸
濃度プロファイルである。

【００１６】したがって、前記したかぶリ露光は酸発生
直後の潜像に対して解像性を向上せしめる方法である
が、これと同様またはそれ以上の効果が、一定濃度の酸
をレジスト全域に渡って存在せしめることによって得る
ことができる。

【００１７】この本発明の第１の方法による代表的なレ
ジストパターンの形成方法のフローチャートは図２
（Ｂ）に示す通りである。この方法は、従来の代表的な
レジストパターンの形成方法（図２（Ａ））に対して、
パターン照射の前に被加工基板を酸性雰囲気下に保持す
ることを特徴としている。このように酸性雰囲気下に保
持することによって、レジスト層中に、現像工程におい
てパターンとして現れない程度の酸を充分行き渡らせる
ことによって、放射線によりパターン照射をした場合
に、パターンをより正確に再現したレジストパターンを
得ることができる。

【００１８】そのように酸性雰囲気下に保持することに
より、レジスト層全体に酸を存在するに至らせるのであ
るが、レジスト層全体に酸を存在せしめる方法は、レジ
スト層を形成した基板を酸性の溶液に浸漬する方法、基
板表面を酸性蒸気にさらす方法、酸性物質を含みかつレ
ジスト層を溶解もしくは変形させることのない被膜をレ
ジスト上に形成してこの被膜よりレジスト中に酸性物質
を供給する方法、または水素イオンを電界加速によって
打ち込む方法などがあげられる。

【００１９】この方法に用いるレジストは、化学増幅型
レジストであれば、ポジ型であってもネガ型であっても
よい。また、この方法に用いる酸は、本発明の効果を損
なわないものであれば、いかなるものも用いることがで
きるが、好ましくは塩酸または酢酸が用いられる。

【００２０】＜第２のパターン形成方法＞一般に、化学
増幅型ポジレジストは現像液に対して溶解抑止機能を有
し、このレジストに対して放射線を照射すると、照射さ
れた領域の溶解抑止機能が低下することを利用してポジ
型のパターンを得ている。放射線照射による溶解抑止機
能の低下は、放射線照射により発生した酸が、樹脂に結
合した溶解抑止基の脱離反応の触媒として働くことによ
るが、このような溶解抑止基の脱離反応は放射線照射以
外の方法でも引き起こすことができる。例えば、このよ
うなレジストに対しては、適当な条件下で反応が起きる
のに足るだけの熱エネルギーを供給することにより、感
光した場合と同様の反応を起こすことができる。このよ
うなポジ型化学増幅レジストの性質を利用して、被加工
基板を現像の前に、レジスト中の溶解抑止機能を有する
物質の溶解抑止機能が低下する温度よりも高い温度に保
持することにより、レジスト層全体に酸を存在させたと
きと同様の効果を得ようとするのが本発明の第２の方法
である。

【００２１】たとえば、酸触媒によりレジストに含まれ
る樹脂に結合した溶解抑止基が感光反応によって脱離す
るタイプのポジ型化学増幅レジストの場合には、その樹
脂の溶解抑止基の分解温度よりも高い温度で溶解抑止基
の脱離を起こすので、パターン露光の前に溶解抑止基の
分解温度以上にレジストを加熱する工程に付すことで、
かぶり露光と同様またはそれ以上の効果が得ることがで
きる。その代表的なフローチャートは図２（Ｃ）に示す
とおりである。

【００２２】この方法では、溶解抑止機能を低下させる
ための加熱工程を、通常のレジストプロセスでおこなう
塗布後ベークと兼ねることが可能であり、したがってス
ループットの低下を招かずに寸法精度を向上させること
ができる。

【００２３】この方法には、現像液に対して溶解抑止機
能を有し、かつ酸の存在下でその溶解抑止機能が低下す
る物質を含む化学増幅型ポジ型レジストであれば、いか
なるレジストも用いることができる。例えば、溶解抑止
基を持つ樹脂と感光剤を含む２成分系のレジストであっ
ても、バインダーポリマー、感光剤、溶解抑止剤からな
る３成分系のものであってもよい。また感光剤として
は、放射線照射によって酸を発生する物質であればいか
なるものも用いることができて、例えば、オニウム塩、
ジアゾニウム塩、有機ハロゲン化含物、およびスルホン
酸塩などがあげられる。

【００２４】具体的には、たとえばH.Itoh and M. Ued
a: J. Photopolym. Sci. Technol. 2, p1 (1989) にあ
るようなポリ（ｔ−ＢＯＣ）スチレン樹脂と光酸発生剤
よりなる、酸触媒により溶解抑止基が脱離するタイプの
ポジ型化学増幅レジストを用いることができる。このレ
ジストの場合には、その樹脂が１６０℃よりも高い温度
で熱分解、すなわち溶解抑止基の脱離、を起こすので、
パターン露光の前に１６０℃以上にレジストを加熱する
工程に付すことで、かぶり露光と同様またはそれ以上の
効果が得ることができる。

【００２５】なお、ポジ型レジストに含まれる溶解抑止
基の分解温度は、従来知られている方法で測定すること
ができるが、例えば、熱重量分析とＩＲスペクトル分析
を組み合わせて測定する方法があげられる。

【００２６】＜第３のパターン形成方法＞一定濃度の酸
をレジスト全域に渡って存在するに至らしめる方法とし
て、まず、レジスト塗布済みの基板に全面照射を行って
レジスト層に酸を発生させ、発生した酸を基板を加熱す
ることによりレジスト層内に拡散させる方法も採用でき
る。この方法が本発明の第３の方法である。この方法に
よる代表的なレジストパターンの形成方法のフローチャ
ートは図２（Ｄ）に示すとおりである。この方法は、パ
ターン化された放射線照射の前に加熱して、全面照射に
よりレジスト表面近傍に発生した酸を基板を加熱するこ
とにより拡散させる点で従来のかぶり露光法と異なって
いる。この方法では、パターン照射の前にレジスト層内
に発生させた酸がレジスト層の深い部分、言い換えると
基板表面に近い部分まで行き渡るため、パターン露光を
してパターンを形成させたときに、近接効果が低減され
た、より目標寸法に近いレジストパターンを得ることが
できる。

【００２７】この第３の方法で、基板全面に照射する放
射線は、レジスト層内に酸を発生させることができるも
のであればいかなるものも用いることができる。しかし
ながら、単一波長の放射線を用いた場合、レジスト層内
に定常波が生じ、発生する酸が極端に局在する可能性が
あるので、単一の波長を持たないことが好ましい。

【００２８】また、この方法で、基板全面に放射線を照
射する工程と、加熱により発生した酸を拡散させる工程
は、別々に行っても、同時に行ってもよい。別々に行う
場合は、基板全面に放射線照射を行う工程が発生した酸
を基板を加熱することにより拡散させる工程よりも先行
することはいうまでもない。

【００２９】＜本発明の方法に付随する手法＞本発明の
３つの方法は、本発明の効果を損なわない範囲で、従来
のレジストパターンの形成方法に用いられるいずれの手
法とも組み合わせることができる。例えば、レジストを
基板に塗布する前の基板のヘキサメチルジシラザン処理
や前記したＰ．Ｅ．Ｂがこれにあたる。本発明の方法
は、特にＰ．Ｅ．Ｂと組み合わせることが好ましい。ま
た、パターン化された放射線の照射には、レジストパタ
ーンの形成に使われるいかなる照射方法、例えばＥＢ(E
lectron Beam) 直接描画プロセス、マスク形成プロセス
およびＬＣＤプロセス、も用いることができる。特に、
ステップ・アンド・リピート方式の露光装置を用いて、
基板全体に対して部分的かつ段階的にパターン照射を行
うことが好ましい。第２の方法で溶解抑止機能を有する
物質の溶解抑止機能が失われる温度以上の温度に設定す
るための加熱、および第３の方法で基板全面に放射線照
射を行った後の加熱は本発明の効果を損わない方法であ
れば、いかなる方法を用いることもできる。これらの方
法には、例えばホットプレートによる加熱、赤外線照射
による加熱、交流電波中に基板を保持する誘電加熱およ
びオーブンによる加熱などがあげられるが、ホットプレ
ートによる加熱が好ましい。

【００３０】

【発明の実施の形態】

【実施例】実施例１以下は、ポジ型レジストを用いた本発明の第１の方法を
説明するものである。まず、表面にタングステン被膜の
形成されたシリコンウエハに対して、スピンコーティン
グ法によって厚さ５００ｎｍのポジ型化学増幅型レジス
ト層を形成させた。このレジストは、電子ビーム照射に
より分解してプロトン酸を発生する酸発生剤、およびア
ルカリ水溶液に対する溶解能を減少せしめる溶解抑止基
により保護された樹脂を含んでなり、この溶解抑止基は
プロトン酸の存在下で樹脂より離脱するすることによ
り、電子ビーム照射された部分が選択的にアルカリ水溶
液に対して可溶となり、ポジ型レジストとして機能する
ものである。ついで上記の処理を施した基板を、０．１
Ｎ塩酸水溶液中に１０分間保持し、フォトレジスト中に
酸を浸透せしめたのち、純水洗浄によって基板裏面に付
着した過剰の酸を洗い流し、リンサードライヤーにより
基板を乾燥させた。ついで上述の処理を施した基板に対
して、０．１５μｍ幅の孤立線状に電子ビームを照射
し、また同一の照射条件にて０．１５μｍ間隔で０．１
５μｍの幅を有する複数の線状に電子ビームを照射し
た。ついで１２０℃６０秒の露光後、Ｐ．Ｅ．Ｂを施
し、その後基板を室温に冷却したのち、０．２５Ｎのテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶
液をレジスト表面に供給し、液層を形成させたまま１２
０秒間静置してレジストパターンを現像し、その後純水
で洗浄した後、基板を高速回転せしめて乾燥した。上記
のごとく形成させたレジストパターンを電子顕微鏡にて
観察した結果、孤立部と密集部で寸法差がない高精度の
パターン形成されていることが確認できた。

【００３１】実施例２以下はネガ型レジストを用いた本発明の第１の方法を、
図３を用いて説明するものである。この例においては、
フオトレジストとしてはシップレー社製化学増幅型ネガ
レジストＳＡＬ６０１を用いた。このレジストはメラミ
ン樹脂を架橋剤として含む３成分系レジストであり、メ
ラミン樹脂は一般に、酸の存在下でべ一クを施すことに
よって架橋反応を起こすことが知られている。まず、表
面にタングステンシリサイド被膜５を１５０ｎｍの膜厚
で形成した被加工基板６上に、スピンコーティング法に
よって、厚さ５００ｎｍの上記フォトレジスト層１を形
成させ、ついで１２５℃で９０秒間のプリベークを施し
た（図３（ａ））。ついでこの基板を、ｐＨ５．０の酢
酸水溶液８に３０分間浸漬し（図３（ｂ））、レジスト
中に酸を浸透せしめたのち、純水洗浄をおこなって基板
裏面の過剰な酸を除去し、リンサードライヤーにて乾燥
をおこなった。ついで上記の処理を施した基板に対し
て、図３（ｃ）のごとく、０．１５μｍの孤立線状のパ
ターンと０．１５μｍの間隔をおいた０．１５μｍの複
数の線状パターンを、電子ビーム描画装置により描画し
た。ついで、１２５℃で９０ｓｅｃの露光後べ一クをお
こない、その後２５℃に冷却した後０．２７ＮのＴＭＡ
Ｈ水溶液で１２０秒間の現像をおこない、ただちに純水
で洗浄し、５０００ｒｐｍの回転数で回転乾燥した。こ
のようにして形成させたレジストパターンを低加速ＳＥ
Ｍにより観察した結果、パターン密集部と孤立部におい
て、寸法差のない高精度のバターンが形成されているこ
とが確認された。

【００３２】実施例３以下は本発明の第２の方法を、図４を用いて説明するも
のである。この例においては、レジストとしてはポリビ
ニルフェノール樹脂の側鎖に、アルカリ現像液に対する
溶解性を低下せしめる保護基としてターシャリーブトキ
シカルボニル基による修飾を施したものを用い、かつ感
光剤としてオニウム塩を添加した、ポジ型化学増幅レジ
ストを用いている。本発明を実施する前に、該レジスト
に含まれる前記樹脂の熱重量分析をおこなった。この結
果、約１５０℃で重量が減少し、ＩＲ分析の結果からこ
の温度以上で前記保護基の脱離が生じていることが判明
した。そこで、タングステンシリサイド層５を１５０ｎ
ｍ成膜したウエハ６上に前記レジストを５０ｎｍ塗布
し、その後１６０℃で１分間のべ一キングをおこなった
（図４（ａ））。ついで、前記ウエハに対して、電子ビ
ーム描画を以下のように施した。このときの照射条件
は、０．１μｍの幅でラインパターンとパターン問隙が
交互に配列するようにビームを操作せしめる描画、およ
ぴその近傍に０．１μｍの孤立線状にビームを操作せし
める描画を施した（図４（ｂ））。ついで、ホットプレ
ート上にウエハを置き、Ｐ．Ｅ．Ｂを９５℃／９０秒間
おこなった。ついで、０．１５規定のテトラメチルヒド
ロキシド水溶液を現像液７としてウエハ上に供給した後
１００秒間静止させ、露光部のレジストを上記現像液に
完全に溶解せしめて、レジストパターンを形成させた
（図４（ｃ））。このようにして形成させたレジストパ
ターンを低加速ＳＥＭにより観察した結果、パターン密
集部と孤立部において、寸法差のない高精度のパターン
が形成されていることが確認された。

【００３３】実施例４本発明の第３の方法を用いて、０．１２５μｍライン・
アンド・スペースを形成させた例を、図５を用いて説明
すれば、下記の通りである。まず、半導体基板６に、Ｅ
Ｂ用化学増幅型ネガレジストＳＡＬ６０１（シップレイ
社製）を３００ｎｍの厚さで塗布し、１２５℃／６０秒
プリベークした（図５（ａ））。次に、基板にＰＬＡ
（Ｃａｎｏｎ社製、波長ピーク約３４６ｎｍのブロード
なスペクトル）を用いて放射線２１による３０秒の全面
照射を行った（図５（ｂ））後、ホットプレートで１１
５℃／６０秒のべーク２２を行った（図５（ｃ））。次
に、ＥＢ直接描画装置を用い、電子ビーム２３により所
望のパターン描画を行い（図５（ｄ））、架橋反応の促
進の為に、ホットプレートを用いて、１１５℃／１２０
秒のＰ．Ｅ．Ｂを行った後、ＴＭＡＨ水溶液を用いて、
２分現像を行った。これにより、寸法差の小さい微細な
ラインパターン（図５（ｅ））が得られた。ここでは、
放射線による全面照射の後の加熱はＰ．Ｅ．Ｂ．と同じ
温度で行ったが、Ｐ．Ｅ．Ｂ．に対して５〜１０℃低い
温度で３０秒〜６０秒短い時間で行うのが好ましい。こ
れらは例えば、１００〜１１０℃、６０〜１８０秒で行
う。

【００３４】比較例比較例として、本発明の方法によらないで、上記実施例
と同様のパターン描画をおこなった結果、密集部と孤立
部において、目標寸法の２０％もの寸法差があることが
わかった。、以上、実施例を用いて本発明を詳細に説明
したが、上記実施例は本発明の特許の請求範囲を限定す
るものでなく、種々の変更が可能である。

【発明の効果】本発明の方法によれば、近接効果の影響
を低減することができて、より目標寸法に近く、寸法差
の少ない極微細レジストパターンを得ることができるこ
とは、［発明の概要］の項に前記したとおりである。

【図面の簡単な説明】

【図１】パターンの粗密差による寸法差の生じる原因を
説明する断面図。

【図２】従来法および本発明によるレジストパターンの
形成方法のフローチャート。

【図３】本発明の第１の方法（実施例２）を例示する断
面図。

【図４】本発明の第２の方法（実施例３）を例示する断
面図。

【図５】本発明の第３の方法（実施例４）を例示する断
面図。

【符号の説明】

１フォトレジスト２放射線３パターン密集部における現像後のレジストパターン４孤立バターン部における現像後のレジストパターン５散乱性の高い被加工被膜６シリコン基板７現像液８酢酸水溶液１１パターン密集部１２孤立パターン部２１全面露光放射線２２加熱２３パターン照射放射線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６５５６８

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）被加工基板上に化学増幅型レジスト
層をその溶液ないし分散液から形成させる工程、（２）
（１）の基板を加熱して使用された溶剤を除去する工
程、（３）（２）の基板に対してパターン化された放射
線を照射する工程、および（４）（３）の基板を現像す
る工程、からなるパターン形成方法において、工程
（１）と工程（４）の間に基板を酸性雰囲気下に保持し
て、（４）の現像の際にパターンを形成しないレベルの
酸をレジスト層中に存在するに至らせる工程を含むこと
を特徴とするレジストパターンの形成方法。
【請求項２】工程（３）と工程（４）の間に加熱工程を
含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】（１）被加工基板上に化学増幅型レジスト
層をその溶液ないし分散液から形成させる工程、（２）
（１）の基板を加熱して使用された溶剤を除去する工
程、（３）（２）の基板に対してパターン化された放射
線を照射する工程、および（４）（３）の基板を現像す
る工程、からなるパターン形成方法において、用いるレ
ジストが、現像液に対して溶解抑止機能を有し、かつ酸
の存在下でその溶解抑止機能が低下する物質を含み、工
程（１）と工程（３）の間においてこの溶解抑止機能を
有する物質の溶解抑止機能が失われる温度以上の温度に
設定して、（４）の現像の際にレジストが溶解しないレ
ベルに溶解抑止機能を低下させる工程を含むことを特徴
とするパターン形成方法。
【請求項４】工程（３）と工程（４）の間に加熱工程を
含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】（１）被加工基板上に化学増幅型レジスト
層をその溶液ないし分散液から形成させる工程、（２）
（１）の基板を加熱して使用された溶剤を除去する工
程、（３）（２）の基板に対してパターン化された放射
線を照射する工程、および（４）（３）の基板を現像す
る工程、からなるパターン形成方法において、工程
（２）と工程（３）の間に、基板全面に放射線照射を行
って、（４）の現像の際にパターンを形成しないレベル
の酸を発生させる工程、および発生した酸を基板を加熱
することにより拡散させる工程を含むことを特徴とする
パターン形成方法。
【請求項６】基板全面に放射線照射を行う際に用いる放
射線が単一の波長を持たない、請求項５に記載の方法。
【請求項７】工程（３）と工程（４）の間に加熱工程を
含む、請求項５または６に記載の方法。