JPH10294276A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH10294276A JPH10294276A JP9292524A JP29252497A JPH10294276A JP H10294276 A JPH10294276 A JP H10294276A JP 9292524 A JP9292524 A JP 9292524A JP 29252497 A JP29252497 A JP 29252497A JP H10294276 A JPH10294276 A JP H10294276A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/085—Photosensitive compositions characterised by adhesion-promoting non-macromolecular additives
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 工程を複雑化することなく、レジストのフッ
ティングおよびアンダーカットを抑制できるパターン形
成方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板（３１）上に下地膜（３２）
を形成し、中和剤の蒸気を接触させて下地膜（３２）上
に中和剤のプライマー層（３３）を形成し、プライマー
層（３３）上に化学増幅レジスト（３４）を塗布し、レ
ジスト（３４）を露光および現像してレジストパターン
を形成する。
ティングおよびアンダーカットを抑制できるパターン形
成方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板（３１）上に下地膜（３２）
を形成し、中和剤の蒸気を接触させて下地膜（３２）上
に中和剤のプライマー層（３３）を形成し、プライマー
層（３３）上に化学増幅レジスト（３４）を塗布し、レ
ジスト（３４）を露光および現像してレジストパターン
を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパターン形成方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスを微細加工するた
めに、酸発生剤を含有する化学増幅レジストが多用され
ている。図１に、基板１上に下地膜２および化学増幅ポ
ジ型レジスト３が形成された状態を示す。この図に示す
ように、露光により酸発生剤から酸（Ｈ+ ）が発生し、
この酸がレジストの主成分である樹脂の可溶化を化学的
に増幅する。一方、化学増幅ネガ型レジストでは、露光
により発生した酸が樹脂の不溶化を化学的に増幅する。
このため、露光感度を向上することができる。
めに、酸発生剤を含有する化学増幅レジストが多用され
ている。図１に、基板１上に下地膜２および化学増幅ポ
ジ型レジスト３が形成された状態を示す。この図に示す
ように、露光により酸発生剤から酸（Ｈ+ ）が発生し、
この酸がレジストの主成分である樹脂の可溶化を化学的
に増幅する。一方、化学増幅ネガ型レジストでは、露光
により発生した酸が樹脂の不溶化を化学的に増幅する。
このため、露光感度を向上することができる。
【０００３】しかし、化学増幅レジストを露光、現像し
て形成されるパターンには、フッティングおよびアンダ
ーカットが観察されることが知られている。化学増幅ポ
ジ型レジストの場合、フッティングは下地膜の表面に存
在する塩基種がレジストへ拡散することにより生じる。
すなわち、基板上に下地膜を形成し、その上に化学増幅
ポジ型レジストを塗布した後、露光すると、レジスト中
の酸発生剤から酸が発生する。この場合、下地膜２の表
面に存在する塩基種がレジスト３中に拡散すると、レジ
スト３と下地膜２との界面近傍で発生した酸が中和され
る。この結果、レジスト３と下地膜２との界面近傍で
は、レジスト３を構成する樹脂の可溶化が阻害される。
このため、図２に示すように、現像して形成されるパタ
ーンの端部にレジストが残り、フッティングが生じる。
て形成されるパターンには、フッティングおよびアンダ
ーカットが観察されることが知られている。化学増幅ポ
ジ型レジストの場合、フッティングは下地膜の表面に存
在する塩基種がレジストへ拡散することにより生じる。
すなわち、基板上に下地膜を形成し、その上に化学増幅
ポジ型レジストを塗布した後、露光すると、レジスト中
の酸発生剤から酸が発生する。この場合、下地膜２の表
面に存在する塩基種がレジスト３中に拡散すると、レジ
スト３と下地膜２との界面近傍で発生した酸が中和され
る。この結果、レジスト３と下地膜２との界面近傍で
は、レジスト３を構成する樹脂の可溶化が阻害される。
このため、図２に示すように、現像して形成されるパタ
ーンの端部にレジストが残り、フッティングが生じる。
【０００４】また、フッティングはレジスト中で発生し
た酸が下地膜へ拡散することによっても生じる。一方、
アンダーカットは、下地膜の表面に存在する酸性種がレ
ジストへ拡散することにより生じる。すなわち、露光時
に下地膜２の表面に存在する酸がレジスト３中へ拡散す
ると、レジスト中にはレジスト中の酸発生剤から発生す
る酸よりも余分な酸が存在し、レジスト３を構成する樹
脂の可溶化が促進される。このため、図３に示すよう
に、現像したときにパターンの端部で余分のレジストが
除去され、アンダーカットが生じる。
た酸が下地膜へ拡散することによっても生じる。一方、
アンダーカットは、下地膜の表面に存在する酸性種がレ
ジストへ拡散することにより生じる。すなわち、露光時
に下地膜２の表面に存在する酸がレジスト３中へ拡散す
ると、レジスト中にはレジスト中の酸発生剤から発生す
る酸よりも余分な酸が存在し、レジスト３を構成する樹
脂の可溶化が促進される。このため、図３に示すよう
に、現像したときにパターンの端部で余分のレジストが
除去され、アンダーカットが生じる。
【０００５】化学増幅ネガ型レジストでは、上記と逆
に、下地膜からレジストへ塩基種が拡散した場合にアン
ダーカットが、酸性種が拡散した場合にフッティングが
生じる。
に、下地膜からレジストへ塩基種が拡散した場合にアン
ダーカットが、酸性種が拡散した場合にフッティングが
生じる。
【０００６】また、例えば化学増幅ポジ型レジストを露
光および現像した場合に、雰囲気中の酸性汚染物質によ
り、レジストパターンの上部にレジスト残りが生じる、
いわゆるＴ−トッピングが観察されることもある。
光および現像した場合に、雰囲気中の酸性汚染物質によ
り、レジストパターンの上部にレジスト残りが生じる、
いわゆるＴ−トッピングが観察されることもある。
【０００７】以上のようなレジストのフッティングやア
ンダーカットが生じると、下地膜を所定の寸法にパター
ニングできなくなるため、半導体デバイスの微細加工が
困難になる。
ンダーカットが生じると、下地膜を所定の寸法にパター
ニングできなくなるため、半導体デバイスの微細加工が
困難になる。
【０００８】そこで、例えば米国特許５，３７２，９１
４には、基板からの塩基種の拡散を抑制するために、基
板とレジストとの間に熱硬化性樹脂からなる保護層を形
成する方法が開示されている。しかし、塩基種の拡散を
抑制するためには、スピンコーティング、ＣＶＤなどの
方法により、熱硬化性樹脂を十分な厚さに塗布しなけれ
ばならない。また、スペース部の熱硬化性樹脂を除去す
るには、レジストの現像液と異なるエッチャントを用い
る必要が生じることがある。このため、この特許に記載
されているような保護層を形成すると、工程が複雑にな
るという問題がある。
４には、基板からの塩基種の拡散を抑制するために、基
板とレジストとの間に熱硬化性樹脂からなる保護層を形
成する方法が開示されている。しかし、塩基種の拡散を
抑制するためには、スピンコーティング、ＣＶＤなどの
方法により、熱硬化性樹脂を十分な厚さに塗布しなけれ
ばならない。また、スペース部の熱硬化性樹脂を除去す
るには、レジストの現像液と異なるエッチャントを用い
る必要が生じることがある。このため、この特許に記載
されているような保護層を形成すると、工程が複雑にな
るという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、工程
を複雑化することなく、レジストのフッティングおよび
アンダーカットを抑制できるパターン形成方法を提供す
ることにある。
を複雑化することなく、レジストのフッティングおよび
アンダーカットを抑制できるパターン形成方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン形成方
法は、半導体基板上に下地膜を形成する工程と、下地膜
表面に、露光により酸を発生する中和剤の蒸気を接触さ
せて、中和剤のプライマー層を形成する工程と、プライ
マー層上に化学増幅レジストを塗布する工程と、レジス
トを露光および現像してレジストパターンを形成する工
程とを有する。この方法は、塩基種を含有する下地膜、
例えばＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、カーボン膜、
窒化ケイ素膜または窒化チタン膜などに対して用いられ
る。
法は、半導体基板上に下地膜を形成する工程と、下地膜
表面に、露光により酸を発生する中和剤の蒸気を接触さ
せて、中和剤のプライマー層を形成する工程と、プライ
マー層上に化学増幅レジストを塗布する工程と、レジス
トを露光および現像してレジストパターンを形成する工
程とを有する。この方法は、塩基種を含有する下地膜、
例えばＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、カーボン膜、
窒化ケイ素膜または窒化チタン膜などに対して用いられ
る。
【００１１】本発明の他のパターン形成方法は、半導体
基板上に下地膜を形成する工程と、下地膜表面に、露光
により求核剤を発生する中和剤または弱塩基性の中和剤
の蒸気を接触させて、中和剤のプライマー層を形成する
工程と、プライマー層上に化学増幅レジストを塗布する
工程と、レジストを露光および現像してレジストパター
ンを形成する工程とを有する。この方法は、酸性種を含
有するかまたは露光により酸性種を発生する下地膜、例
えば反射防止膜に対して用いられる。
基板上に下地膜を形成する工程と、下地膜表面に、露光
により求核剤を発生する中和剤または弱塩基性の中和剤
の蒸気を接触させて、中和剤のプライマー層を形成する
工程と、プライマー層上に化学増幅レジストを塗布する
工程と、レジストを露光および現像してレジストパター
ンを形成する工程とを有する。この方法は、酸性種を含
有するかまたは露光により酸性種を発生する下地膜、例
えば反射防止膜に対して用いられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の第１の方法において、塩基種を含有する
下地膜、例えばＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、カー
ボン膜、窒化ケイ素膜または窒化チタン膜に対して用い
られる中和剤は、酸発生剤としてふるまい、露光により
酸を発生する低分子化合物である。この中和剤は分子量
が１５０以下で常圧下において室温から１５０℃までの
温度で気化する低分子化合物であることが好ましい。こ
のように酸発生剤としてふるまう中和剤としては、具体
的には、２−スルフォニルブタン、メチルメタクリレー
トなどが挙げられる。
する。本発明の第１の方法において、塩基種を含有する
下地膜、例えばＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、カー
ボン膜、窒化ケイ素膜または窒化チタン膜に対して用い
られる中和剤は、酸発生剤としてふるまい、露光により
酸を発生する低分子化合物である。この中和剤は分子量
が１５０以下で常圧下において室温から１５０℃までの
温度で気化する低分子化合物であることが好ましい。こ
のように酸発生剤としてふるまう中和剤としては、具体
的には、２−スルフォニルブタン、メチルメタクリレー
トなどが挙げられる。
【００１３】本発明においては、下地膜の表面に中和剤
の蒸気を接触させることにより、中和剤のプライマー層
を形成する。この際、中和剤は水素結合またはファンデ
アワールス力により下地膜の表面に数分子層の厚さで吸
着される。このように中和剤のプライマー層は容易に形
成することができる。
の蒸気を接触させることにより、中和剤のプライマー層
を形成する。この際、中和剤は水素結合またはファンデ
アワールス力により下地膜の表面に数分子層の厚さで吸
着される。このように中和剤のプライマー層は容易に形
成することができる。
【００１４】本発明においては、中和剤のプライマー層
上に化学増幅レジストを塗布する。中和剤のプライマー
層は、未露光の状態では、その上に形成される化学増幅
レジストと相互に反応することはない。この化学増幅レ
ジストを露光すると、レジスト中の酸発生剤から酸が発
生するとともに、中和剤のプライマー層からも酸が発生
する。露光により中和剤、例えば２−スルフォニルブタ
ンまたはメチルメタクリレートから酸が発生する機構は
以下の（１）または（２）の通りである。
上に化学増幅レジストを塗布する。中和剤のプライマー
層は、未露光の状態では、その上に形成される化学増幅
レジストと相互に反応することはない。この化学増幅レ
ジストを露光すると、レジスト中の酸発生剤から酸が発
生するとともに、中和剤のプライマー層からも酸が発生
する。露光により中和剤、例えば２−スルフォニルブタ
ンまたはメチルメタクリレートから酸が発生する機構は
以下の（１）または（２）の通りである。
【００１５】
【化１】
【００１６】この結果、下地膜から発生する塩基種は中
和剤のプライマー層中で発生する酸によって中和され、
化学増幅レジスト中の酸発生剤から発生する酸が下地膜
から拡散する塩基種によって中和されることはない。し
たがって、レジストを現像した時に、下地膜とレジスト
との界面におけるフッティングを防止できる。また、本
発明で用いられている中和剤は低分子化合物であるた
め、中和剤のプライマー層はレジストの現像液によって
容易に除去できる。
和剤のプライマー層中で発生する酸によって中和され、
化学増幅レジスト中の酸発生剤から発生する酸が下地膜
から拡散する塩基種によって中和されることはない。し
たがって、レジストを現像した時に、下地膜とレジスト
との界面におけるフッティングを防止できる。また、本
発明で用いられている中和剤は低分子化合物であるた
め、中和剤のプライマー層はレジストの現像液によって
容易に除去できる。
【００１７】本発明の第２の方法において、酸性種を含
有する下地膜、例えば有機反射防止膜に対して用いられ
る中和剤は、露光により求核剤（塩基）を発生する低分
子化合物、またはそれ自身が弱塩基性である低分子化合
物である。この中和剤は分子量が１５０以下で常圧下に
おいて室温から１５０℃までの温度で気化する低分子化
合物であることが好ましい。このような中和剤として
は、具体的には、アクリルアミド、ピリジンなどが挙げ
られる。
有する下地膜、例えば有機反射防止膜に対して用いられ
る中和剤は、露光により求核剤（塩基）を発生する低分
子化合物、またはそれ自身が弱塩基性である低分子化合
物である。この中和剤は分子量が１５０以下で常圧下に
おいて室温から１５０℃までの温度で気化する低分子化
合物であることが好ましい。このような中和剤として
は、具体的には、アクリルアミド、ピリジンなどが挙げ
られる。
【００１８】これらの中和剤を用いた場合にも、下地膜
の表面に中和剤の蒸気を接触させるという簡単な方法
で、中和剤のプライマー層を容易に形成することができ
る。また、中和剤のプライマー層上に化学増幅レジスト
を塗布した際に、未露光の状態では、中和剤のプライマ
ー層と化学増幅レジストとが相互に反応することはな
い。この化学増幅レジストを露光すると、レジスト中の
酸発生剤から酸が発生する。これと同時に、例えばアク
リルアミドから求核剤が発生する。アクリルアミドから
求核剤が発生する機構は以下の（３）の通りである。ま
た、下の化学式で表されるピリジンは、それ自身が弱塩
基性である。
の表面に中和剤の蒸気を接触させるという簡単な方法
で、中和剤のプライマー層を容易に形成することができ
る。また、中和剤のプライマー層上に化学増幅レジスト
を塗布した際に、未露光の状態では、中和剤のプライマ
ー層と化学増幅レジストとが相互に反応することはな
い。この化学増幅レジストを露光すると、レジスト中の
酸発生剤から酸が発生する。これと同時に、例えばアク
リルアミドから求核剤が発生する。アクリルアミドから
求核剤が発生する機構は以下の（３）の通りである。ま
た、下の化学式で表されるピリジンは、それ自身が弱塩
基性である。
【００１９】
【化２】
【００２０】この結果、下地膜から発生する酸性種は中
和剤によって中和され、下地膜から拡散する酸性種によ
って化学増幅レジストを構成する樹脂の可溶化が促進さ
れることがない。したがって、レジストを現像した時
に、下地膜とレジストとの界面におけるアンダーカット
を防止できる。また、本発明で用いられている中和剤は
低分子化合物であるため、中和剤のプライマー層はレジ
ストの現像液によって容易に除去できる。
和剤によって中和され、下地膜から拡散する酸性種によ
って化学増幅レジストを構成する樹脂の可溶化が促進さ
れることがない。したがって、レジストを現像した時
に、下地膜とレジストとの界面におけるアンダーカット
を防止できる。また、本発明で用いられている中和剤は
低分子化合物であるため、中和剤のプライマー層はレジ
ストの現像液によって容易に除去できる。
【００２１】本発明において用いられる化学増幅レジス
トはポジ型でもネガ型でもよく、特に限定されない。代
表的なＤＵＶ（ディープＵＶ）用の化学増幅ポジ型レジ
ストとしては、たとえば溶解抑止されたアルカリ可溶性
樹脂である下記化学式（４）のｔｅｒｔ−ＢＯＣスチレ
ン／４−ヒドロキシスチレン共重合体と酸発生剤である
下記化学式（５）のトリアリールスルホニウム塩（Ｐｈ
3 Ｓ+ ＳｂＦ- ）との２成分系が挙げられる。
トはポジ型でもネガ型でもよく、特に限定されない。代
表的なＤＵＶ（ディープＵＶ）用の化学増幅ポジ型レジ
ストとしては、たとえば溶解抑止されたアルカリ可溶性
樹脂である下記化学式（４）のｔｅｒｔ−ＢＯＣスチレ
ン／４−ヒドロキシスチレン共重合体と酸発生剤である
下記化学式（５）のトリアリールスルホニウム塩（Ｐｈ
3 Ｓ+ ＳｂＦ- ）との２成分系が挙げられる。
【００２２】
【化３】
【００２３】一方、代表的なＤＵＶ（ディープＵＶ）用
の化学増幅ネガ型レジストとしては、たとえば光架橋剤
を兼ねるアルカリ可溶性樹脂である下記化学式（６）の
４−アセトキシメチルスチレン・４−ヒドロキシスチレ
ン共重合体と酸発生剤である上記化学式（５）のトリア
リールスルホニウム塩との２成分系が挙げられる。
の化学増幅ネガ型レジストとしては、たとえば光架橋剤
を兼ねるアルカリ可溶性樹脂である下記化学式（６）の
４−アセトキシメチルスチレン・４−ヒドロキシスチレ
ン共重合体と酸発生剤である上記化学式（５）のトリア
リールスルホニウム塩との２成分系が挙げられる。
【００２４】
【化４】
【００２５】上記で例示した化学増幅ポジ型およびネガ
型レジストのいずれにおいても、酸発生剤は以下に示す
ように水素供与体ＨＹ（たとえばＨ2 Ｏ）の存在下で光
化学反応を起こす。
型レジストのいずれにおいても、酸発生剤は以下に示す
ように水素供与体ＨＹ（たとえばＨ2 Ｏ）の存在下で光
化学反応を起こす。
【００２６】
【化５】
【００２７】なお、本発明の方法は、基板上に中和剤の
プライマー層および化学増幅レジストを形成して基板を
エッチングする場合にも適用できる。また、本発明で
は、雰囲気中の酸性汚染物質が原因となるＴ−トッピン
グを防止するために、化学増幅レジスト上に、露光によ
り求核剤を発生する低分子化合物、またはそれ自身が弱
塩基性である低分子化合物からなる中和剤のプライマー
層を形成してもよい。
プライマー層および化学増幅レジストを形成して基板を
エッチングする場合にも適用できる。また、本発明で
は、雰囲気中の酸性汚染物質が原因となるＴ−トッピン
グを防止するために、化学増幅レジスト上に、露光によ
り求核剤を発生する低分子化合物、またはそれ自身が弱
塩基性である低分子化合物からなる中和剤のプライマー
層を形成してもよい。
【００２８】
【実施例】以下の実施例においては、図４に示す装置を
用いて中和剤のプライマー層を形成する。図４に示すよ
うに、プライミングチャンバー１１は温度制御板１２を
備えている。この温度制御板１２上に、シリコン基板２
１表面に下地膜２２が形成された被処理物が設置され
る。そして、プライミングチャンバー１１に中和剤の蒸
気を導入することにより、下地膜２２上に中和剤のプラ
イマー層２３を形成する。
用いて中和剤のプライマー層を形成する。図４に示すよ
うに、プライミングチャンバー１１は温度制御板１２を
備えている。この温度制御板１２上に、シリコン基板２
１表面に下地膜２２が形成された被処理物が設置され
る。そして、プライミングチャンバー１１に中和剤の蒸
気を導入することにより、下地膜２２上に中和剤のプラ
イマー層２３を形成する。
【００２９】実施例１ まず、図５（Ａ）に示すように、シリコン基板３１上に
ＢＰＳＧ膜３２を形成した後、ヘキサメチルジシラザン
（東京応化工業、商品名ＯＡＰ）を用い、ＢＰＳＧ膜の
表面を室温で２分間処理する。ヘキサメチルジシラザン
（ＨＭＤＳ）処理はＢＰＳＧ膜の表面を疎水化して、レ
ジストの密着性を促進するために行なう。この基板をプ
ライミングチャンバー１１に設置する。そして、２−ス
ルフォニルブタンを１５０℃に加熱して蒸発させ、プラ
イミングチャンバー１１に導入して２分間処理し、ＢＰ
ＳＧ膜３２の表面にプライマー層３３を形成する。
ＢＰＳＧ膜３２を形成した後、ヘキサメチルジシラザン
（東京応化工業、商品名ＯＡＰ）を用い、ＢＰＳＧ膜の
表面を室温で２分間処理する。ヘキサメチルジシラザン
（ＨＭＤＳ）処理はＢＰＳＧ膜の表面を疎水化して、レ
ジストの密着性を促進するために行なう。この基板をプ
ライミングチャンバー１１に設置する。そして、２−ス
ルフォニルブタンを１５０℃に加熱して蒸発させ、プラ
イミングチャンバー１１に導入して２分間処理し、ＢＰ
ＳＧ膜３２の表面にプライマー層３３を形成する。
【００３０】次に、図５（Ｂ）に示すように、化学増幅
ポジ型レジスト３４（シップレー社、商品名ＡＰＥＸ−
Ｅ）を０．８５μｍの厚さに塗布し、ホットプレート上
において９０℃で６０秒間ポストアプライベーキング
（ＰＡＢ）を行う。その後、ＮＡ＝０．６、σ＝０．７
５のＫｒＦエキシマレーザーステップアンドスキャン縮
小投影露光装置（ニコン製、商品名Ｓ２０１Ａ）を用
い、０．２５μｍのライン・アンド・スペースを露光す
る。露光後、直ちにホットプレート上において９０℃で
９０秒間ポストエクスポージャーベーキング（ＰＥＢ）
を行う。この際、露光部では、レジスト３４中の酸発生
剤から酸が発生すると同時に、プライマー層３３の２−
スルフォニルブタンから酸が発生する。一方、下地膜で
あるＢＰＳＧ膜３２および密着促進剤であるＨＭＤＳか
らは、塩基性物質（主にアミン）がレジスト側へ拡散す
る。しかし、この塩基性物質はプライマー層３３の２−
スルフォニルブタンから発生する酸により中和される。
ポジ型レジスト３４（シップレー社、商品名ＡＰＥＸ−
Ｅ）を０．８５μｍの厚さに塗布し、ホットプレート上
において９０℃で６０秒間ポストアプライベーキング
（ＰＡＢ）を行う。その後、ＮＡ＝０．６、σ＝０．７
５のＫｒＦエキシマレーザーステップアンドスキャン縮
小投影露光装置（ニコン製、商品名Ｓ２０１Ａ）を用
い、０．２５μｍのライン・アンド・スペースを露光す
る。露光後、直ちにホットプレート上において９０℃で
９０秒間ポストエクスポージャーベーキング（ＰＥＢ）
を行う。この際、露光部では、レジスト３４中の酸発生
剤から酸が発生すると同時に、プライマー層３３の２−
スルフォニルブタンから酸が発生する。一方、下地膜で
あるＢＰＳＧ膜３２および密着促進剤であるＨＭＤＳか
らは、塩基性物質（主にアミン）がレジスト側へ拡散す
る。しかし、この塩基性物質はプライマー層３３の２−
スルフォニルブタンから発生する酸により中和される。
【００３１】さらに、有機アルカリ現像液として０．２
１Ｎのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡ
Ｈ）を用い、２３℃で９０秒間現像する。このとき、図
５（Ｃ）に示すように、レジスト３４にフッティングが
生じるのを防止することができるので、レジスト３４の
寸法精度を著しく向上できる。
１Ｎのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡ
Ｈ）を用い、２３℃で９０秒間現像する。このとき、図
５（Ｃ）に示すように、レジスト３４にフッティングが
生じるのを防止することができるので、レジスト３４の
寸法精度を著しく向上できる。
【００３２】実施例２ まず、図６（Ａ）に示すように、シリコン基板４１上に
ＢＰＳＧ膜４２を形成し、さらにＢＰＳＧ膜４２上に有
機反射防止膜４３（ブリューワサイエンス社、商品名Ｃ
Ｄ−９）を０．０９μｍの厚さに塗布して２２５℃で９
０秒間ベークする。この基板をプライミングチャンバー
１１に設置し、アクリルアミドを１５０℃に加熱して蒸
発させプライミングチャンバー１１に導入して２分間処
理し、有機反射防止膜４３上にプライマー層４４を形成
する。
ＢＰＳＧ膜４２を形成し、さらにＢＰＳＧ膜４２上に有
機反射防止膜４３（ブリューワサイエンス社、商品名Ｃ
Ｄ−９）を０．０９μｍの厚さに塗布して２２５℃で９
０秒間ベークする。この基板をプライミングチャンバー
１１に設置し、アクリルアミドを１５０℃に加熱して蒸
発させプライミングチャンバー１１に導入して２分間処
理し、有機反射防止膜４３上にプライマー層４４を形成
する。
【００３３】次に、図６（Ｂ）に示すように、化学増幅
ポジ型レジスト４５（シップレー社、商品名ＡＰＥＸ−
Ｅ）を０．８５μｍの厚さに塗布し、ホットプレート上
において９０℃で６０秒間ポストアプライベーキング
（ＰＡＢ）を行う。その後、実施例１で用いたのと同一
の縮小投影露光装置を用い、０．２５μｍのライン・ア
ンド・スペースを露光する。露光後、直ちにホットプレ
ート上において９０℃で９０秒間ポストエクスポージャ
ーベーキング（ＰＥＢ）を行う。このとき、露光部では
レジスト４５中の酸発生剤から酸が発生すると同時に、
プライマー層４４のアクリルアミドから塩基が発生す
る。一方、下地膜である有機反射防止膜４３からは、酸
性物質がレジスト側へ拡散する。しかし、この酸性物質
はプライマー層４４のアクリルアミドから発生する塩基
により中和される。
ポジ型レジスト４５（シップレー社、商品名ＡＰＥＸ−
Ｅ）を０．８５μｍの厚さに塗布し、ホットプレート上
において９０℃で６０秒間ポストアプライベーキング
（ＰＡＢ）を行う。その後、実施例１で用いたのと同一
の縮小投影露光装置を用い、０．２５μｍのライン・ア
ンド・スペースを露光する。露光後、直ちにホットプレ
ート上において９０℃で９０秒間ポストエクスポージャ
ーベーキング（ＰＥＢ）を行う。このとき、露光部では
レジスト４５中の酸発生剤から酸が発生すると同時に、
プライマー層４４のアクリルアミドから塩基が発生す
る。一方、下地膜である有機反射防止膜４３からは、酸
性物質がレジスト側へ拡散する。しかし、この酸性物質
はプライマー層４４のアクリルアミドから発生する塩基
により中和される。
【００３４】さらに、有機アルカリ現像液として０．２
１ＮのＴＭＡＨを用い、２３℃で９０秒間現像する。こ
のとき、図６（Ｃ）に示すように、レジスト４５にアン
ダーカットが生じるのを防止することができるので、レ
ジスト４５の寸法精度を著しく向上できる。
１ＮのＴＭＡＨを用い、２３℃で９０秒間現像する。こ
のとき、図６（Ｃ）に示すように、レジスト４５にアン
ダーカットが生じるのを防止することができるので、レ
ジスト４５の寸法精度を著しく向上できる。
【図１】従来の化学増幅ポジ型レジストを露光した状態
を示す図。
を示す図。
【図２】従来の化学増幅ポジ型レジストを現像した状態
を示す図。
を示す図。
【図３】従来の化学増幅ポジ型レジストを現像した状態
を示す図。
を示す図。
【図４】本発明の方法に従いプライミング処理を施すた
めの装置の構成を示す図。
めの装置の構成を示す図。
【図５】本発明の第１の方法に従い化学増幅ポジ型レジ
ストのパターンを形成する方法を示す図。
ストのパターンを形成する方法を示す図。
【図６】本発明の第２の方法に従い化学増幅ポジ型レジ
ストのパターンを形成する方法を示す図。
ストのパターンを形成する方法を示す図。
１１…プライミングチャンバー １２…温度制御板 ２１…シリコン基板 ２２…下地膜 ２３…プライマー層 ３１…シリコン基板 ３２…ＢＰＳＧ膜 ３３…プライマー層 ３４…化学増幅ポジ型レジスト ４１…シリコン基板 ４２…ＢＰＳＧ膜 ４３…有機反射防止膜 ４４…プライマー層 ４５…化学増幅ポジ型レジスト
Claims (4)
- 【請求項１】半導体基板上に下地膜を形成する工程と、
下地膜表面に、露光により酸を発生する中和剤の蒸気を
接触させて、中和剤のプライマー層を形成する工程と、
プライマー層上に化学増幅レジストを塗布する工程と、
レジストを露光および現像してレジストパターンを形成
する工程とを具備したことを特徴とするパターン形成方
法。 - 【請求項２】 下地膜が塩基種を含む物質からなること
を特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項３】半導体基板上に下地膜を形成する工程と、
下地層表面に、露光により求核剤を発生する中和剤また
は弱塩基性の中和剤の蒸気を接触させて、中和剤のプラ
イマー層を形成する工程と、プライマー層上に化学増幅
レジストを塗布する工程と、レジストを露光および現像
してレジストパターンを形成する工程とを具備したこと
を特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項４】 下地膜が酸性種を含む物質からなること
を特徴とする請求項３記載のパターン形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/787,390 US5879863A (en) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | Pattern forming method |
| US787390 | 1997-01-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294276A true JPH10294276A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3331311B2 JP3331311B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=25141322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29252497A Expired - Fee Related JP3331311B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-10-24 | パターン形成方法 |
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|---|---|
| US (1) | US5879863A (ja) |
| JP (1) | JP3331311B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2018066873A (ja) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 株式会社北陸濾化 | マスクの形成方法、これを利用したプリント配線基板の製造方法、電鋳部品の製造方法およびスクリーン印刷製版の製造方法 |
| JP2020198384A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | キオクシア株式会社 | インプリント装置、インプリント方法、及び半導体装置の製造方法 |
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| US6383723B1 (en) * | 1998-08-28 | 2002-05-07 | Micron Technology, Inc. | Method to clean substrate and improve photoresist profile |
| US6458508B1 (en) * | 2001-02-23 | 2002-10-01 | Lsi Logic Corporation | Method of protecting acid-catalyzed photoresist from chip-generated basic contaminants |
| US6605394B2 (en) | 2001-05-03 | 2003-08-12 | Applied Materials, Inc. | Organic bottom antireflective coating for high performance mask making using optical imaging |
| US6703169B2 (en) | 2001-07-23 | 2004-03-09 | Applied Materials, Inc. | Method of preparing optically imaged high performance photomasks |
| US7265431B2 (en) * | 2002-05-17 | 2007-09-04 | Intel Corporation | Imageable bottom anti-reflective coating for high resolution lithography |
| KR100494147B1 (ko) * | 2002-10-08 | 2005-06-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 패턴 형성 방법 |
| US20050221019A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-06 | Applied Materials, Inc. | Method of improving the uniformity of a patterned resist on a photomask |
| US10197712B2 (en) * | 2013-10-30 | 2019-02-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-diffusing-member manufacturing method and manufacturing device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02103547A (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-16 | Fujitsu Ltd | 導電性層の形成方法 |
| US5240812A (en) * | 1990-09-18 | 1993-08-31 | International Business Machines Corporation | Top coat for acid catalyzed resists |
| JPH0547656A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | レジストパターンの形成方法および該方法に用いられる反射防止膜形成用有機シラン化合物 |
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| US5372914A (en) * | 1992-03-24 | 1994-12-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern forming method |
| JP3161040B2 (ja) * | 1992-06-16 | 2001-04-25 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5324550A (en) * | 1992-08-12 | 1994-06-28 | Hitachi, Ltd. | Pattern forming method |
| DE69323812T2 (de) * | 1992-08-14 | 1999-08-26 | Japan Synthetic Rubber Co. | Reflexionsverhindernder Film und Verfahren zur Herstellung von Resistmustern |
| US5518579A (en) * | 1994-01-18 | 1996-05-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for forming a fine pattern |
-
1997
- 1997-01-22 US US08/787,390 patent/US5879863A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-24 JP JP29252497A patent/JP3331311B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5879863A (en) | 1999-03-09 |
| JP3331311B2 (ja) | 2002-10-07 |
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