JPH11305437A

JPH11305437A - パターン形成方法

Info

Publication number: JPH11305437A
Application number: JP10110654A
Authority: JP
Inventors: Masashi Asano; 昌史浅野; Yasuro Mitsuyoshi; 靖郎三吉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】下地へのダメージを抑えてレジストのみを効
率よく除去することの可能なパターン形成方法を提供す
ること。【解決手段】被処理基板上にレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜を、レジスト膜中の溶解抑止基又
は溶解抑止剤を分解する温度以上の温度に加熱する工程
と、前記レジスト膜を、レジストを溶解する溶液に浸漬
して、前記レジスト膜を除去する工程とを具備すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、パターン形成方法
に係り、特に、半導体素子の製造における、反射防止膜
を使用したパターン形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造方法には、ウェハー上
に複数の物質を堆積し、所望のパターンにパターニング
する工程を多く含んでいる。このパターニング工程は、
一般にレジストと呼ばれる感光性物質を半導体ウェハー
上の被加工膜の上に堆積し、このレジストを選択的に紫
外光を光源としてパターン露光する工程を伴う。

【０００３】このようなパターン露光工程においては、
露光光の被加工膜からの反射光を防ぐことが重要であ
り、特開昭４９−５５２８０号公報に開示されているよ
うに、レジストと被加工膜との間に反射防止膜を形成す
る方法が提案されている。反射防止膜としては種々の材
料が用いられているが、下記に示すような、プロセスコ
ストが安価なスピンコーテング法により塗布可能な材料
が主に用いられる。

【０００４】１）ポリサルフォンなどのプラズマ分解型
の樹脂（特開昭５８−１４９０４５号）２）ポリシラン（米国特許５，３８０，６２１号、特開
平５−２５７２８８号）しかしながら、これらの材料には、次のような問題があ
る。

【０００５】即ち、１）の材料は、レジストパターンを
ドライエッチング法で転写する際に反射防止膜とレジス
トとのエッチング速度がほぼ等しいため、反射防止膜の
エッチング途中でレジストパターンが全てなくなり、所
望の寸法で反射防止膜を加工することが困難となる。特
に、解像度を高めるために、レジストの膜厚を反射防止
膜と同程度まで薄くした場合、この問題はより一層顕著
になる。

【０００６】また、２）の材料は、レジストに対して反
射防止膜のエッチング速度が速いという利点を有するも
のの、被加工膜の加工後、反射防止膜を剥離する際に残
渣が発生したり、或は残渣が発生しない状況で剥離処理
を行うと、被加工膜も同時に削れてしまう。

【０００７】２）の材料については、現在までに、ポリ
シランなどの、シリコンとシリコンの結合を主鎖に持つ
有機シリコン化合物が知られている。このような有機シ
リコン化合物を含有する有機シリコン膜を反射防止膜と
して用いたパターン形成方法としては、まずレジストパ
ターンを形成し、次いで、このレジストパターンをマス
クとして用いて、有機シリコン膜にレジストパターンを
転写し、転写された有機シリコン膜パターンをマスクと
して用いて被加工膜のパターニングを行い、次に、レジ
ストパターンと有機シリコン膜パターンを剥離するとい
うプロセスが知られている。

【０００８】このようなパターン形成方法によれば、残
渣が発生することなく、ポリシラン等の有機シリコン膜
を剥離することが出来る。

【０００９】但し、実際のパターン形成プロセスにおい
ては、何らかの装置トラブルなどによって、プロセスの
一部にミスが生じることがある。典型的なものが、レジ
ストパターンを形成したときのミスで、例えば、露光不
足、フォーカス位置ずれを起こすなどの理由により、所
望のパターンが形成されないときがある。また、アライ
メントの不具合によって、被加工膜の下にある膜（すで
に形成されている）のパターンと、このプロセスで形成
したレジストパターンとの間で位置ずれがおきる場合も
ある。

【００１０】このようにレジストパターンの形成に失敗
した場合は、すでに形成したレジストパターンを取り去
り、再び新しいレジスト膜を形成し、露光、現像して、
レジストパターンを形成し直す必要がある。また、レジ
ストを塗布した段階で、レジストの塗布むら等により、
レジストを塗布し直す必要があることも有り得る。この
ような時に、レジスト膜或いはレジストパターンを取り
去る必要があるが、有機シリコン膜を反射防止膜として
用いたプロセスにおいては、従来、レジストを取り去る
ために、酸素とＣＦ₄の混合プラズマを用いるなどし
て、レジスト膜と有機シリコン膜を同時に剥離し、その
後、被加工膜上に有機シリコン膜を形成し、その上にレ
ジスト膜を形成し、露光、現像してレジストパターンを
再形成していた。ところが、このプロセスには以下の２
つの欠点がある。

【００１１】１）レジストを除去するときに有機シリコ
ン膜も取り去ってしまうため、有機シリコン膜の再塗布
が必要であり、そのため、プロセスコストがかさむ。

【００１２】２）有機シリコン膜を取り去った後に再び
有機シリコン膜を形成した場合、被加工膜と有機シリコ
ン膜との密着性が悪くなり、所々で有機シリコン膜の膜
剥がれを起こしてしまう。

【００１３】そのため、レジストパターンを再形成する
プロセスにおいては、レジストパターンのみを取り去
り、有機シリコン膜はそのまま残るようなプロセスが望
まれていた。

【００１４】一方、半導体装置製造プロセスにおけるレ
ジスト剥離には、従来より、過酸化水素水と硫酸との混
合溶液を用いてレジストを溶解する方法、有機溶剤を用
いて溶解する方法、Ｏ₂アッシャーにより灰化する方法
等が知られている。しかしながら、いずれの方法を用い
ても、少なからず、下地基板にダメージを与えてしま
う。

【００１５】例えば、最近では、露光光の下地基板から
の反射を低減させる目的で、反射防止膜技術の検討が進
められているが、有機塗布型の反射防止膜（例えば、特
開昭５８−１４９０４５号）を用いた場合に、レジスト
のみを剥離することは困難である。上述した方法では、
往々にしてレジストのみならず反射防止膜も剥離されて
しまう。これは、露光時に合わせずれや線幅異常が生じ
た場合に、レジストを剥離、再塗布し、露光をやり直す
際、反射防止膜の塗布から行うことになり、工程の増加
につながってしまう。

【００１６】半導体回路の高集積化に従い、合わせ精度
や寸法精度のスペックが厳しくなり、必然的に露光のや
り直しも多くならざるを得ない。そこで、簡便にレジス
トのみを剥離することが必要になってくる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情の
下でなされ、下地へのダメージを抑えてレジストのみを
効率よく除去することの可能なパターン形成方法を提供
することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明は、被処理基板上にレジスト膜を形成す
る工程と、前記レジスト膜を、レジスト膜中の溶解抑止
基又は溶解抑止剤を分解する温度以上の温度に加熱する
工程と、前記レジスト膜を、レジストを溶解する溶液に
浸漬して、前記レジスト膜を除去する工程とを具備する
ことを特徴とするパターン形成方法を提供する。

【００１９】第２の発明は、被処理基板上にレジスト膜
を形成する工程と、前記レジスト膜に対し、放射線の照
射、加熱、またはそれらの組合せを行う工程と、前記レ
ジスト膜を、レジストを溶解する溶液に浸漬して、前記
レジスト膜を除去する工程とを具備することを特徴とす
るパターン形成方法を提供する。

【００２０】第３の発明は、被処理基板上に、シリコン
とシリコンの結合を主鎖に有する有機シリコン膜を形成
する工程と、前記有機シリコン膜上に第１のレジストパ
ターンを形成する工程と、（ａ）前記レジスト溶液に含
まれる溶剤の少なくとも一種、（ｂ）界面活性剤、およ
び（ｃ）０．２０規定より高濃度のアルカリ水溶液から
なる群から選ばれた少なくとも１種を含む溶液に前記第
１のレジストパターンを浸漬することにより前記第１の
レジスト膜を除去する工程と、前記有機シリコン膜上に
第２のレジストパターンを形成する工程とを具備するこ
とを特徴とするパターン形成方法を提供する。

【００２１】第４の発明は、被処理基板上に、シリコン
とシリコンの結合を主鎖に有する有機シリコン膜を形成
する工程と、前記有機シリコン膜上にレジスト膜を形成
する工程と、（ａ）前記レジスト溶液に含まれる溶剤の
少なくとも一種、（ｂ）界面活性剤、および（ｃ）０．
２０規定より高濃度のアルカリ水溶液からなる群から選
ばれた少なくとも１種を含む溶液に前記レジスト膜を浸
漬することにより前記レジスト膜を除去する工程と、前
記有機シリコン膜上にレジストパターンを形成する工程
とを具備することを特徴とするパターン形成方法を提供
する。

【００２２】次に、以上のように構成される第１〜第４
の発明に係るパターン形成方法について、より詳細に説
明する。

【００２３】まず、第１および第２の発明について、現
在主流となっている化学増幅型レジストを例に挙げて説
明する。ＫｒＦエキシマレーザー露光に適用される化学
増幅型ポジレジストの一般的な構成例として、ポリビニ
ルフェノールの水酸基の一部を溶解抑止基であるｔ−ブ
トキシカルボニル基等で置換し、酸発生剤としてオニウ
ム塩を用いたものがある。このような系のレジストで
は、露光部に発生した酸の触媒反応により、溶解抑止基
又は溶解抑止剤が分解して、アルカリ現像液に可溶とな
る。

【００２４】このように、溶解抑止基又は溶解抑止剤を
分解すればアルカリ現像液に溶けるという基本的な特性
を利用すれば、簡単にレジストを剥離することができ
る。即ち、第１の発明では、溶解抑止基又は溶解抑止剤
の分解を、紫外光、Ｘ線、電子ビーム、イオンビーム等
の放射線照射や加熱処理、またはこれらの組み合わせに
より行い、その後、アルカリ現像液等で処理すれば、レ
ジストのみを効率的に剥離することが出来る。

【００２５】これは、露光後のレジストパターン検査で
合わせずれや寸法異常等が生じた場合の露光やり直しの
際のレジスト剥離に非常に有効である。

【００２６】またより簡単に、露光済のレジスト膜に対
し、更に全面露光および現像を経て剥離することも可能
である。ただし、非化学増幅型であるナフトキノン／ノ
ボラック型のポジレジストに対し、第１の発明は容易に
適用できるが、化学増幅型レジストの場合、レジスト種
によっては１度現像された膜中に不純物が残り、それが
全面露光の際の酸触媒反応を阻害して、現像液による剥
離を困難にする可能性もある。そのような場合は、上述
した加熱による溶解抑止基又は溶解抑止剤の分解を適用
したほうがよい。

【００２７】第１の発明では、レジスト膜は、レジスト
膜中の溶解抑止基又は溶解抑止剤を分解する温度以上の
温度に加熱される。即ち、化学増幅型ポジレジストを剥
離する際、まず溶解抑止基又は溶解抑止剤が分解する温
度以上で加熱し、続いてアルカリ溶液で溶解する。化学
増幅型ポジレジストの溶解抑止基又は溶解抑止剤は、酸
による触媒反応の他に、加熱等により分解することが知
られている。そこで、下層に有機型反射防止膜等を用い
た場合でも、加熱によりレジスト中の溶解抑止基又は溶
解抑止剤を分解してアルカリ溶液に浸せば、レジストの
みを剥離することが可能となる。

【００２８】図６は、Ｓｉ基板上に形成された膜厚６０
００オングストロームの化学増幅型ポジレジスト（溶解
抑止基としてｔ−ブトキシカルボニルメチル基を使用）
について、０．２１規定のＴＭＡＨ水溶液に６０秒間浸
漬した後の、レジスト残膜量の加熱温度依存性（加熱温
度６０秒）を示す。

【００２９】図６のグラフからわかるように、レジスト
膜を、溶解抑止基であるｔ−ブトキシカルボニルメチル
基の分解温度である１５５℃以上に加熱することで、レ
ジストの現像後の残膜は０となる。この結果は、１５５
℃で溶解抑止基が充分に分解されていることを示してい
る。即ち、レジストを剥離するためには、この溶解抑止
基が分解される温度より高い温度で加熱すればよい。

【００３０】ただし、あまり温度を上げ過ぎると、レジ
ストの種類によっては高分子樹脂間で架橋反応が起こ
り、現像液に対する溶解性が落ちる可能性がある。その
ため、予め加熱温度に対する溶解特性の変化を調べてお
くことが必要である。

【００３１】第２の発明において、放射線の照射は、Ｋ
ｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマ
レーザー（１９３ｎｍ）、水銀ランプのｉ線（３６５ｎ
ｍ）、電子線、Ｘ線などの高エネルギー線を用いること
ができる。放射線の照射量は、通常の露光における照射
量よりも多くする必要がある。

【００３２】また、加熱温度は、レジストの種類により
相違するが、一般に、１３０〜２００℃程度が適当であ
る。

【００３３】第１および第２の発明において用いられ
る、レジストを溶解する溶液としては、アルカリ溶液を
用いることが出来る。アルカリとしては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、アンモニア、ケイ酸ナトリウム
等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミ
ン等の第一級アミン類、ジエチルアミン等の第二級アミ
ン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第
三級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウ
ムヒドロキシド等の第４級アンモニウム塩などが挙げら
れる。

【００３４】第１および第２の発明において、被処理基
板として、有機化合物または有機シリコン化合物を含む
膜が最上部に形成されているものを用いることが出来
る。有機シリコン化合物としては、後述するポリシラン
を用いることが出来る。

【００３５】例えば反射防止膜として使用される有機化
合物や有機シリコン膜上のレジスト膜のみを剥離するこ
とは一般に困難である。それは、これらの有機化合物や
有機シリコン膜を構成物質は、レジストと似通っている
ため、有機溶剤や剥離液、或いはドライエッチングによ
る処理では、レジストと下層有機膜との選択比が取り難
いからである。

【００３６】一方、上述の第１および第２の発明では、
レジストに固有な反応を利用するため、レジストのみを
効率よく剥離できる。従って、第１および第２の発明
は、特に、有機化合物や有機シリコン膜上のレジスト膜
のみの剥離に対して有効と考えられる。

【００３７】第３および第４の発明では、まず、シリコ
ン基板上の被加工膜上に、反射防止膜として、シリコン
とシリコンの結合を主鎖に持つ有機シリコン化合物を含
有する有機シリコン膜を形成する。即ち、反射防止膜と
しての有機シリコン膜を形成することが必須である。次
に、有機シリコン膜上に、レジスト溶液を塗布、ベーク
して、レジスト膜を形成する。次いで、レジスト膜を露
光、現像して、レジストパターンを形成する。この際、
レジスト塗布、露光の不具合などで、レジストパターン
を形成し直す必要がある場合がある（第３の発明）。あ
るいは、レジスト膜を形成した段階で、膜厚の均一性が
悪い等の理由で、レジスト膜を除去する場合がある（第
４の発明）。

【００３８】これらの場合に、レジスト膜、あるいはレ
ジストパターンを取り去る目的で、膜を（ａ）レジスト
溶液に含まれる溶剤の少なくとも一種、（ｂ）界面活性
剤、、（ｃ）０．２０規定より高濃度のアルカリ水溶液
のいずれかを含む溶液に含浸して、有機シリコン膜は除
去せずにレジストのみを除去し、その後残った有機シリ
コン膜上に、再びレジスト溶液を塗布、ベークしてレジ
スト膜を形成し、露光、現像してレジストパターンを形
成する。

【００３９】以上のような第３および第４の発明におい
て、有機シリコン膜の形成方法として、ここでは塗布法
による有機シリコン膜形成方法について詳述する。

【００４０】最初に、シリコンとシリコンの結合を主鎖
に有する有機シリコン化合物を有機溶剤に溶解して、溶
液材料を作成する。シリコンとシリコンの結合を主鎖に
有する有機シリコン化合物としては、例えば一般式（Ｓ
ｉＲ₁₁Ｒ₁₂）で表わすことができるポリシランが挙げら
れる（ここで、Ｒ₁₁およびＲ₁₂は、水素原子または炭素
数１〜２０の置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素また
は芳香族炭価水素などを示す）。

【００４１】ポリシランは単独重合体でも共重合体でも
よく、２種以上のポリシランが酸素原子、窒素原子、脂
肪族基、芳香族基を解して互いに結合した構造を有する
ものでもよい。有機シリコン化合物の具体例を下記式
［１−１］〜［１−１１４］に示す。なお、式中、ｍ、
ｎは正の整数を表わす。

【００４２】これらの化合物の重量平均分子量は、特に
限定されることはないが、２００〜１００，０００が好
ましい。その理由は、分子量が２００未満では、レジス
トの溶剤に有機シリコン膜が溶解してしまい、一方、１
００，０００を超えると、有機溶剤に溶解しにくく、溶
液材料を作成しにくくなるためである。

【００４３】

【化１】

【００４４】

【化２】

【００４５】

【化３】

【００４６】

【化４】

【００４７】

【化５】

【００４８】

【化６】

【００４９】

【化７】

【００５０】

【化８】

【００５１】

【化９】

【００５２】

【化１０】

【００５３】

【化１１】

【００５４】

【化１２】

【００５５】

【化１３】

【００５６】

【化１４】

【００５７】

【化１５】

【００５８】有機シリコン化合物は、一種類に限ること
はなく、数種類の化合物を混合してもよい。また、必要
に応じて、貯蔵安定性をはかるための熱重合防止剤、シ
リコン系絶縁膜への密着性を向上させるための密着性向
上剤、シリコン系絶縁膜からレジスト膜中へ反射する光
を防ぐために紫外光を吸収する染料、ポリサルフォン、
ポリベンズイミダゾールなどの紫外光を吸収するポリマ
ー、導電性物質、光、熱により導電性が生じる物質、あ
るいは有機シリコン化合物を架橋し得る架橋剤を添加し
てもよい。

【００５９】導電性物質としては、例えば、有機スルフ
ォン酸、有機カルボン酸、多価アルコール、多価チオー
ル（例えばヨウ素、臭素）、ＳｂＦ₅、ＰＦ₅、Ｂ
Ｆ₅、ＳｎＦ₅などが挙げられる。

【００６０】光、熱などのエネルギーで導電性が生じる
物質としては、炭素クラスタ（Ｃ６０、Ｃ７０）、シア
ノアントラセン、ジシアノアントラセン、トリフェニル
ピリウム、テトラフルオロボレート、テトラシアノキノ
ジメタン、テトラシアノエチレン、フタルイミドトリフ
レート、パークロロペンタシクロドデカン、ジシアノベ
ンゼン、ベンゾニトリル、トリクロロメチルトリアジ
ン、ベンゾイルペルオキシド、ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸、ｔ−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。

【００６１】より具体的には、下記式［２−１］〜［２
−１０６］に示す化合物を挙げることができる。

【００６２】

【化１６】

【００６３】

【化１７】

【００６４】

【化１８】

【００６５】

【化１９】

【００６６】

【化２０】

【００６７】

【化２１】

【００６８】

【化２２】

【００６９】

【化２３】

【００７０】

【化２４】

【００７１】

【化２５】

【００７２】架橋剤としては、例えば多重結合を有する
有機ケイ素化合物や、アクリル系の不飽和化合物が挙げ
られる。溶剤としては、極性の有機溶剤でも、無極性の
有機溶剤でもよく、具体的には、乳酸エチル（ＥＬ）、
エチル−３−エトキシプロピオネート（ＥＥＰ）、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧ
ＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル
（ＰＧＭＥ）等や、シクロヘキサン、２−ヘプタノン、
３−ヘプタノン、アセチルアセトン、シクロペンタノン
などのケトン類、プロピレングリコールモノエチルエー
テルアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチル
セロソルブアセテート、メチル−３−メトキシプロピオ
ネート、エチル−３−メトキシプロピオネート、メチル
−３−エトキシプロピオネート、ピルビン酸メチル、ピ
ルビン酸エチルなどのエステル類、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエ
ーテルなどのエーテル類、乳酸メチル、グリコール酸エ
チルなどのグリコール酸エチル誘導体などが挙げられる
が、それらに限定されるものではない。

【００７３】以上の方法で塗布材料を作成し、シリコン
系絶縁膜上に、例えばスピンコーテング法などで溶液材
料を塗布した後、加熱して溶剤を気化することにより、
有機シリコン膜を作成する。この段階でレジストに対す
る十分な選択比が得られるガラス転移温度が得られれば
よいが、得られない場合、さらに塗膜に対して加熱、或
いはエネルギービームを照射して、塗膜を架橋させるこ
とが望ましい。

【００７４】エネルギービームとしては、例えば紫外
光、Ｘ線、電子線、イオン線などを挙げることができ
る。特に、加熱とエネルギービームの照射を同時に行う
ことで、架橋反応の進行を早め、実用的なプロセス処理
時間でガラス転移温度を著しく向上させることができ
る。なお、加熱、或いはエネルギービームの照射でシリ
コンとシリコンとの結合を主鎖に有する有機シリコン化
合物中の主鎖のシリコンとシリコンとの結合が開烈し、
酸素と結合し、酸化しやすくなり、レジストとシリコン
有機膜とのエッチング選択比が低下することが生じる。
このような場合、加熱およびエネルギービームの照射
は、空気中より酸素濃度が低い雰囲気下で行うことが好
ましい。

【００７５】次に、有機シリコン膜上にレジスト溶液を
塗布し、ベークして、レジスト膜を形成する。この時の
レジストとしては、例えば、ノボラック樹脂とナフトキ
ノンアジド化合物を含有するレジストや、アルカリ可溶
性樹脂、酸によってアルカリ可溶性が増大する化合物、
露光により酸を発生する化合物からなるレジスト、架橋
剤とアルカリ可溶性樹脂からなるレジスト、などを挙げ
ることができるが、これらに限定されるものではない。

【００７６】また、レジスト中には、必要に応じて、溶
解抑止剤や、界面活性剤、保存安定剤等が含まれていて
もよい。このレジストに含まれる溶剤としては、通常用
いられるものとして、乳酸エチル（ＥＬ）、エチル−３
−エトキシプロピオネート（ＥＥＰ）、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、
プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）
などが挙げられ、その他にもシクロヘキサノン、２−ヘ
プタノン、３−ヘプタノン、アセチルアセトン、シクロ
ペンタノンなどのケトン類、プロピレングリコールモノ
エチルエーテルアセテート、エチルセロソルブアセテー
ト、メチルセロソルブアセテート、メチル−３−メトキ
シプロピオネート、エチル−３−メトキシプロピオネー
ト、メチル−３−エトキシプロピオネート、ピルビン酸
メチル、ピルビン酸エチルなどのエステル類、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール
ジメチルエーテルなどのエーテル類、乳酸メチル、グリ
コール酸エチルなどのグリコール酸エステル誘導体など
が挙げられるが、それらに限定されるものではない。

【００７７】次に、形成したレジスト膜に露光、現像を
行って、レジストパターンを形成する。この場合の露光
光源としては、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）、水銀ラ
ンプのｉ線（３６５ｎｍ）、電子線、Ｘ線などの高エネ
ルギー線を用いることができるが、それらに限定される
ものではない。

【００７８】何らかのプロセス上のトラブル、例えば露
光装置のフォーカスずれ等によって、所望のレジストパ
ターンが形成されなかった場合、有機シリコン膜を除去
せずに前記レジストパターンのみを取り去る必要があ
る。あるいは、レジストを塗布した段階で、レジストの
塗布むら等があった場合は、レジストを露光する前に、
有機シリコン膜を除去せずにレジストのみを除去する必
要がある。これらの場合に、有機シリコン膜を除去せず
にレジストを除去するための手段として、以下の３つを
用いることが出来る。

【００７９】１）前記レジスト溶液に含まれる溶剤のう
ち１種類以上を含む溶液にレジストパターンを含浸し、
レジストパターンを除去する。またこの溶液中には、下
記２）で示すような界面活性剤、あるいは下記３）で示
すようなアルカリ溶液を含むことができる。

【００８０】２）界面活性剤を含む溶液にレジストパタ
ーンを含浸する。この時の溶媒は、例えば水溶性有機溶
媒が使用できる。水溶性有機溶媒として、例えば疎水性
アルキル基の炭素総数が３以上のジメチルスルホキシド
などのスルホキシド類、ジメチルスルホン等のスルホン
類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アセトアミド等のアミド類、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン等のラクタム類、エチレングリコール、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート等の多価アルコール及びその誘
導体等が挙げられる。

【００８１】含まれる界面活性剤としては、通常知られ
ているアニオン系、カチオン系、ノニオン系のどれを使
用してもよい。界面活性剤の具体例としては、例えば次
のものが挙げられる。まずアニオン系として、アルキル
ベンゼンスルフォン酸類、アルキルナフタレンスルフォ
ン酸類等がある。カチオン系としては、炭素総数６個以
上の第４級アンモニウム塩がある。またノニオン系とし
ては、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル等が挙げられる。溶液中に
は、下記３）で示すようなアルカリ水溶液を含むことが
できる。

【００８２】３）高濃度のアルカリ水溶液にレジストパ
ターンを含浸する。アルカリとしては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、アンモニア、ケイ酸ナトリウム等
の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン
等の第一級アミン類、ジエチルアミン等の第二級アミン
類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三
級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウ
ムヒドロキシド等の第４級アンモニウム塩などが挙げら
れる。アルカリ水溶液の濃度は濃い方が望ましく、例え
ばＴＭＡＨの場合、０．３規定以上が好ましい。

【００８３】上記の各溶液の温度は室温でも良いが、含
浸時間を短くする等の目的で、１５０℃を越えない温度
に加熱してもよい。

【００８４】上記１）〜３）のいずれかの方法でレジス
トパターンを除去した後、再びレジスト溶液を塗布し、
ベークしてレジスト膜を形成し、露光、現像を行ってレ
ジストパターンを形成する。その結果、有機シリコン膜
やレジストの膜剥がれは見られず、上述のような露光装
置のトラブルなどがなければ、所望のレジストパターン
が形成される。もし、露光装置のトラブルなどで、再び
所望のレジストパターンが得られなかった場合は、再び
レジストパターンの除去、レジスト膜の形成、露光、現
像のプロセスを繰り返す必要がある。所望のレジストパ
ターンが得られた場合は、レジストパターンをマスクと
して用いて、有機シリコン膜にパターンを転写する。有
機シリコン膜のパターンの形成方法としては、例えば、
塩素プラズマを用いて有機シリコン膜をエッチングする
等の方法が挙げられるが、それらに限定されるものでは
ない。

【００８５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００８６】実施例１本実施例は、第１の発明に係る実施例である。

【００８７】図１（ａ）に示すように、第１のパターン
２が形成された下地基板１の上に、塗布型有機反射防止
膜３（商品名ＣＤ９：ブリューワサイエンス社製）を９
００オングストロームの厚さに塗布した。ここで第１の
パターン２を構成する膜の材質は、一般的に素子製造に
用いられる導体であれば、特に限定されない。また、反
射防止膜の材質も特に限定されない。

【００８８】次いで、図１（ｂ）に示すように、溶解抑
止基としてｔ−ブトキシカルボニル基を有する化学増幅
型ポジ型レジストを塗布し、１００℃で９０秒間のプレ
ベークを行い、６０００オングストロームの厚さのレジ
スト膜４を形成した。次に、ＫｒＦエキシマレーザ露光
装置ＮＳＲ−Ｓ２０１Ａ（ニコン社製）を用い、ＫｒＦ
エキシマレーザ光５を第２のパターンを有する露光マス
ク６を通して露光した。

【００８９】その後、１００℃で９０秒間の露光後ベー
ク（ＰＥＢ）を行い、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムハイドライド（ＴＭＡＨ）水溶液により現像
し、図１（ｄ）に示すように、レジストパターン４を形
成した。ところが重ね合わせずれが生じたため、以下に
示す２つの方法でレジストパターン４を剥離した。方法
１は、本発明を適用したもの、方法２は、従来技術によ
るものである。

【００９０】（方法１）まず、図２（ａ）に示すよう
に、レジストパターン４が形成された処理基板１を、ホ
ットプレート７上で１６０℃で６０秒間のベークを行っ
た。次いで、０．２１規定のＴＭＡＨ水溶液８中に６０
秒間浸漬し、図２（ｂ）に示すように、レジストパター
ン４を除去した。

【００９１】（方法２）レジストパターンが形成された
処理基板を、過酸化水素水と硫酸との混合溶液中に３分
間浸漬し、レジストパターンを除去した。溶液の混合比
は、過酸化水素水１に対して硫酸３とした。

【００９２】以上のように、方法１および２によりレジ
ストパターンを剥離したところ、次のような結果を得
た。

【００９３】方法１によると、加熱により化学増幅型ポ
ジレジストの溶解抑止基を分解してＴＭＡＨ水溶液に溶
解させたため、下地反射防止膜には何ら影響を与えない
ことがわかった。一方、方法２では、強い酸を用いてい
るため、下地の有機反射防止膜も溶解してしまった。

【００９４】方法１及び方法２によりレジストパターン
を剥離したものの断面形状をそれぞれ図３（ａ）及び図
３（ｂ）に示す。図３（ａ）と図３（ｂ）との比較か
ら、従来技術の方法２では、反射防止膜まで剥離されて
おり、やり直し露光のためには反射防止膜塗布から行う
必要があるのに対し、本発明の方法１では、レジストパ
ターンのみが剥離されており、レジスト塗布からやり直
せば済むことがわかる。

【００９５】実施例２本実施例は、第２の発明に係る実施例である。

【００９６】実施例１と同様にして、第１のパターン上
に第２のパターンを作成した。即ち、図４（ａ）に示す
ように、第１のパターン９が形成された下地基板１２の
上に、塗布型有機反射防止膜１０を形成し、次いで、そ
の上にレジストパターン１１を形成した。

【００９７】次に、以下に示す方法３及び方法４によ
り、レジストパターン１１を剥離した。方法３は、本発
明を適用したもの、方法４は、従来技術によるものであ
る。

【００９８】（方法３）まず、図４（ｂ）に示すよう
に、レジストパターン１１が形成された処理基板１２に
対し、ＫｒＦエキシマ露光装置によりＫｒＦエキシマレ
ーザ１３の全面露光を行った。ここで、露光量は通常の
パターン露光時の２倍とした。次いで、図４（ｃ）に示
すように、ホットプレート上で１１０℃で９０秒間のベ
ークを行った。次に、図４（ｄ）に示すように、０．２
１規定のＴＭＡＨ水溶液１５に６０秒間浸し、レジスト
パターン１１を除去した。

【００９９】（方法４）レジストパターンの形成された
処理基板を、過酸化水素水と硫酸との混合溶液に３分間
浸漬し、レジストパターンを除去した。溶液の混合比
は、過酸化水素水１に対して硫酸を３とした。

【０１００】以上のように、方法３および４によりレジ
ストパターンを剥離したところ、次のような結果を得
た。

【０１０１】方法３によると、全面露光により第２のパ
ターンの未露光部を再露光しているため、下地反射防止
膜には何ら影響を与えない。また、全面露光時の露光量
を通常のパターン露光時よりも高めにしているので、レ
ジストをアルカリ現像液等に十分に可溶にすることがで
きる。一方、方法４では、強い酸を用いているため、下
地の有機反射防止膜も溶解してしまった。

【０１０２】方法３及び方法４によりレジストパターン
を剥離したものの断面形状をそれぞれ図５（ａ）及び図
５（ｂ）に示す。図５（ａ）と図５（ｂ）の比較から、
従来技術の方法４では、反射防止膜まで剥離されてお
り、やり直し露光のためには反射防止膜塗布から行う必
要があるのに対し、本発明の方法３では、レジストパタ
ーンのみが剥離されており、レジスト塗布からやり直せ
ば済むことがわかる。

【０１０３】以下の実施例３〜５は、第３の発明に係る
実施例である。

【０１０４】実施例３まず、図７（ａ）に示すように、シリコン基板２１上に
形成された厚さ５００ｎｍのＳｉＯ₂膜２２上に、上記
式［１−８４］に示す重量平均分子量１２，０００の有
機シリコン化合物（ｍ／ｎ＝４／１）１０ｇをトルエン
９０ｇに溶解して作成した溶液材料をスピンコーテング
法により塗布した。次いで、ホットプレートを用いて１
６０℃で９０秒間加熱して溶剤を気化乾燥させて、膜厚
０．１５μｍの有機シリコン膜２３を形成した。

【０１０５】次に、以下の方法で、レジスト溶液を作成
した。すなわち、約４０％をｔ−ブトキシカルボニル化
した平均分子量７，０００のポリビニルフェノール１５
ｇ、トリフェニルフルフォニウムトリフレート１ｇを乳
酸エチル８４ｇに溶解し、孔径０．１５μｍのメンブレ
ンフィルターでろ過して、フォトレジスト溶液とした。

【０１０６】次に、上記の有機シリコン膜２３上に、上
記のフォトレジスト溶液を０．８μｍの厚さに回転塗布
し、ホットプレートで１００℃で９０秒間ベークして、
レジスト膜２４を形成した（図７（ａ））。

【０１０７】その後、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１００℃
で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨで６
０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５μｍ
のラインアンドスペースパターン２５を形成した（図７
（ｂ））。

【０１０８】次に、上記レジストパターンを、室温で乳
酸エチルに１５分間含浸し、レジストパターンを除去し
た（図７（ｃ））。残存した有機シリコン膜２３の表面
を光学顕微鏡、電子顕微鏡で観察したところ、レジスト
の残さは見られず、また有機シリコン膜の腐食はまった
く見られなかった。

【０１０９】次に、残存した有機シリコン膜上に、上記
のフォトレジスト溶液を０．８μｍの厚さに回転塗布
し、ホットプレートで１００℃で９０秒間ベークして、
レジスト膜２６を形成した（図７（ｄ））。

【０１１０】その後、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１００℃
で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨで６
０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５μｍ
のラインアンドスペースパターン２７を形成した。この
パターン２７を電子顕微鏡で観察したところ、有機シリ
コン膜の剥がれや、レジスト膜の剥がれは見られず、ま
たレジストと有機シリコン膜とのミキシングも観察され
ず、０．２５μｍのラインアンドスペースパターン２７
が良好に形成された（図７（ｅ））。レジストパターン
２７の形状は、レジスト再塗布前のレジストパターン２
５と同じぐらい良好であった。

【０１１１】比較例１まず、図８（ａ）に示すように、シリコン基板３１上に
形成された厚さ５００ｎｍのＳｉＯ₂膜３２上に、上記
式［１−８４］に示す重量平均分子量１２，０００の有
機シリコン化合物（ｍ／ｎ＝４／１）をトルエン９０ｇ
に溶解して作成した溶液材料をスピンコーテング法によ
り塗布した。次いで、ホットプレートを用いて１６０℃
で９０秒間加熱して溶剤を気化乾燥させて、膜厚０．１
５μｍの有機シリコン膜３３を形成した。

【０１１２】次に、以下の方法でレジスト溶液を作成し
た。すなわち、約４０％をｔ−ブトキシカルボニル化し
た平均分子量７，０００のポリビニルフェノール１５
ｇ、トリフェニルフルフォニウムトリフレート１ｇを乳
酸エチル８４ｇに溶解し、孔径０．１５μｍのメンブレ
ンフィルターでろ過してフォトレジスト溶液とした。

【０１１３】その後、上記の有機シリコン膜３３上に、
上記のフォトレジスト溶液を０．８μｍの厚さに回転塗
布し、ホットプレートで１００℃で９０秒間ベークし
て、レジスト膜３４を形成した（図８（ａ））。

【０１１４】次いで、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジスト膜３４の露光を行い、ホットプレートで１
００℃で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡ
Ｈで６０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２
５μｍのラインアンドスペースパターン３５を形成した
（図８（ｂ））。

【０１１５】次に、上記レジストパターン３５を、Ｏ₂
＋ＣＦ₄の混合ガスを用いたダウンフロープラズマに１
０分間さらした。プラズマ条件は、Ｏ₂ガス流量＝１０
００ｓｃｃｍ、ＣＦ₄ガス流量＝１００ｓｃｃｍ、２０
００Ｗ、圧力２Ｔｏｒｒ、温度２００℃のダウンフロー
プラズマである。

【０１１６】このようなダウンフロープラズマにさらす
ことで、レジストパターン３５と有機シリコン膜３３と
が同時に除去された（図８（ｃ））。残存したＳｉＯ₂
膜３２の腐食は見られず、レジストや有機シリコン膜の
残渣は見られなかった。

【０１１７】次に、残存したＳｉＯ₂膜３２上に、上記
式［１−１］に示す重量平均分子量１２，０００の有機
シリコン化合物１０ｇをトルエン９０ｇに溶解して作成
した溶液材料をスピンコーテング法により塗布した。次
いで、ホットプレートを用いて、１６０℃で９０秒間加
熱して溶剤を気化乾燥させて、膜厚０．１５μｍの有機
シリコン膜３６を形成した。

【０１１８】その後、有機シリコン膜３６上に、上記の
フォトレジスト溶液を０．８μｍの厚さに回転塗布し、
ホットプレートで１００℃で９０秒間ベークして、レジ
スト膜３７を形成した（図８（ｄ））。

【０１１９】その後、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１００℃
で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨで６
０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５μｍ
のラインアンドスペースパターン３８を形成した。とこ
ろが、パターンを光学顕微鏡、電子顕微鏡で観察したと
ころ、有機シリコン膜３６が所々で下地のＳｉＯ2 膜３
２からはがれており、そのため、レジストパターン３８
も、図８（ｅ）に示すようにはがれてしまっていた。し
たがって、レジストパターン３８の一部が良好に形成さ
れない結果となった。

【０１２０】実施例４実施例３と同様の操作を、レジスト膜２４，２６を形成
するためのレジスト溶液、被加工膜２２、有機シリコン
膜２３の種類を変えて行い、また、レジストパターン２
５の除去に用いる溶剤、この溶剤にレジストパターン２
５を含浸させる時間、温度を変化させた。

【０１２１】具体的な手順は以下の通りである。

【０１２２】まず、図７（ａ）において、シリコン基板
２１上の被加工膜２２として、次の３種類を形成した。

【０１２３】（Ａ１）：膜厚５００ｎｍのＳｉＯ₂膜（Ａ２）：スパッタ法で形成した３００ｎｍのＳｉＯ₂
膜上に形成した、ＴｉＮ／Ｔｉ／０．５％Ｃｕ−Ａｌ／
Ｔｉ／ＴｉＮ（膜厚は４００オングストローム／５０オ
ングストローム／２３００オングストローム／１００オ
ングストローム／２００オングストローム）からなる金
属配線層（Ａ３）：厚さ５００ｎｍのＳｉＯ₂膜上に形成した厚
さ３９０ｎｍのポリシリコン膜被加工膜２２上に形成する有機シリコン膜２３として
は、次の２種類の膜を用いた。

【０１２４】（Ｂ１）：上記式［１−８４］に示す重量
平均分子量１２，０００の有機シリコン化合物（ｍ／ｎ
＝４／１）１０ｇをトルエン９０ｇに溶解して作成した
溶液材料をスピンコーテング法により塗布し、次いで、
ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱して溶
剤を気化乾燥させて作成した、膜厚０．１５μｍの有機
シリコン膜（Ｂ２）：上記式［１−８４］に示す重量平均分子量１
２，０００の有機シリコン化合物（ｍ／ｎ＝４／１）１
０ｇとフラーレン０．１ｇとをトルエン９０ｇに溶解し
て作成した溶液材料をスピンコーテング法により塗布
し、次いで、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒
間加熱して溶剤を気化乾燥させて作成した、膜厚０．１
５μｍの有機シリコン膜有機シリコン膜２３上のレジス
ト２４としては、以下の２種類を用いた。

【０１２５】（Ｃ１）：約４０％をｔ−ブトキシカルボ
ニル化した平均分子量７，０００のポリビニルフェノー
ル１５ｇ、トリフェニルフルフォニウムトリフレート１
ｇを乳酸エチル（ＥＬ）８４ｇに溶解し、孔径０．１５
μｍのメンブレンフィルターでろ過してフォトレジスト
溶液とした。次いで、上記の有機シリコン膜２３上に、
前記フォトレジスト溶液を０．８μｍの厚さに回転塗布
し、ホットプレートで１００℃で９０秒間ベークして、
レジスト膜２４を形成した。

【０１２６】（Ｃ２）：約５０％をｔ−ブトキシカルボ
ニル化した平均分子量１０，０００のポリビニルフェノ
ール１９ｇ、トリフェニルフルフォニウムトリフレート
１．３ｇをＥＬ５０ｇとエチル−３−エトキシプロピオ
ネート（ＥＥＰ）３０ｇの混合溶液に溶解し、孔径０．
１５μｍのメンブレンフィルターでろ過してフォトレジ
スト溶液とした。次いで、上記の有機シリコン膜２３上
に、前記フォトレジスト溶液を０．８５μｍの厚さに回
転塗布し、ホットプレートで１００℃で９０秒間ベーク
して、レジスト膜２４を形成した。

【０１２７】以上のようにして、図７（ａ）に示すよう
な積層構造を作成した後、ＫｒＦエキシマステッパを用
いて、上記レジスト膜２４の露光を行い、ホットプレー
トで１００℃で９０秒間ベークした後、０．２１規定の
ＴＭＡＨで６０秒間の現像を行って、上記レジストの幅
０．２５μｍのラインアンドスペースパターン２５を形
成した（図７（ｂ））。

【０１２８】次に、上記レジストパターン２５を、有機
溶剤に含浸し、レジストパターン２５を除去した（図７
（ｃ））。有機溶剤の種類、温度、時間は、下記表１に
示すように変化させた。

【０１２９】残存した有機シリコン膜２３の表面を光学
顕微鏡、電子顕微鏡で観察して、レジストの残りがある
か、また有機シリコン膜に対する腐食があるかどうかを
調べた。その結果を下記表２に示す。下記表２から、レ
ジストの残渣が生じることなく、レジストが除去できる
ことがわかる。また、表２で「Ｏ］であったものは全て
有機シリコン膜に対する腐食はなかった。

【０１３０】

【表１】

【０１３１】

【表２】

【０１３２】次に、有機シリコン膜上に残渣のないもの
について、以下の操作を行った。

【０１３３】残存した有機シリコン膜２３上に、レジス
ト膜２４を形成したときに用いたのと同じフォトレジス
ト溶液、同じ処理条件を用いて、レジスト膜２６を形成
した（図２（ｄ））。

【０１３４】その後、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１００℃
で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨで６
０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５μｍ
のラインアンドスペースパターン２７を形成した（図７
（ｅ））。

【０１３５】パターンを電子顕微鏡で観察し、有機シリ
コン膜の剥がれの有無を観察した結果を下記表３に示
す。下記表３で、結果が「○」であったものについて
は、レジスト膜の剥がれ、レジストと有機シリコン膜と
のミキシングはまったく観測されず、０．２５μｍのラ
インアンドスペースパターン２７が良好に形成されてお
り、レジストパターン２７の形状は、レジスト再塗布前
のレジストパターン２５と同じぐらい良好であった。

【０１３６】

【表３】

【０１３７】比較例２比較例１と同様の操作を、レジスト膜３４，３７を形成
するためのレジスト溶液、被加工膜３２、有機シリコン
膜３３，３６の種類を変えて行い、また、レジストパタ
ーンと有機シリコン膜の除去の処理条件を変化させた。

【０１３８】具体的な手順は次の通りである。

【０１３９】まず、図８（ａ）において、シリコン基板
３１上の被加工膜３２としては、実施例４の（Ａ１）〜
（Ａ３）を用いた。次に、被加工膜３２上に形成する有
機シリコン膜３３としては、実施例４の（Ｂ１）、（Ｂ
２）を用いた。有機シリコン膜３３上のレジスト３４と
しては、実施例４の（Ｃ１）、（Ｃ２）を用いた。

【０１４０】上記のようにして図８（ａ）に示すような
積層構造を作成した後、ＫｒＦエキシマステッパを用い
て上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１００
℃で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨで
６０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５μ
ｍのラインアンドスペースパターン３５を形成した（図
８（ｂ））。

【０１４１】次に、上記レジストパターン３５を、Ｏ₂
＋ＣＦ₄の混合ガスを用いたダウンフロープラズマにさ
らした。プラズマ条件は、以下の（Ｅ１）〜（Ｅ４）の
ように変化させて、レジストパターン３５と有機シリコ
ン膜３３とを同時に除去した。

【０１４２】（Ｅ１）：Ｏ₂流量＝１０００ｓｃｃｍ、
ＣＦ₄流量＝１００ｓｃｃｍ、２０００Ｗ、圧力２Ｔｏ
ｒｒ、温度２００℃、１０ｍｉｎ（Ｅ２）：Ｏ₂流量＝１０００ｓｃｃｍ、ＣＦ₄流量＝
２０ｓｃｃｍ、２０００Ｗ、圧力２Ｔｏｒｒ、温度２０
０℃、１０ｍｉｎ（Ｅ３）：Ｏ₂流量＝１０００ｓｃｃｍ、ＣＦ₄流量＝
１００ｓｃｃｍ、２０００Ｗ、圧力２Ｔｏｒｒ、温度は
室温、１０ｍｉｎ（Ｅ４）：Ｏ₂流量＝１０００ｓｃｃｍ、ＣＦ₄流量＝
２０ｓｃｃｍ、２０００Ｗ、圧力２Ｔｏｒｒ、温度は室
温、１０ｍｉｎ以上のようにレジストパターン３５をプラズマにさらし
た後、被加工膜３２上に残渣が見られたかどうかを観察
した。その結果を下記表４に示す。なお、結果が「○」
であったものについては、被加工膜３２の腐食は見られ
なかった。

【０１４３】

【表４】

【０１４４】次に、上記で被加工膜上に残渣が見られな
かったものについて、有機シリコン膜３３の作成に用い
たものと同じ溶液、処理条件で有機シリコン膜３６を形
成し、その上に、レジスト膜３４の形成に用いたものと
同じ溶液、処理条件でレジスト膜３７を形成した（図８
（ｄ））。

【０１４５】その後、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジスト膜３７の露光を行い、ホットプレートで１
００℃で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡ
Ｈで６０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２
５μｍのラインアンドスペースパターン３８を形成した
（図８（ｅ））。

【０１４６】パターン３８を電子顕微鏡で観察し、有機
シリコン膜３６の剥がれの有無を観察した。その結果を
下記表５に示す。下記表５からわかるように、すべての
条件で、有機シリコン膜３６の被加工膜３２からの剥が
れが観察され、そのため、レジストパターン３８も、図
８（ｅ）に示すように剥がれてしまい、レジストパター
ン３８の一部が形成されない結果となった。

【０１４７】

【表５】

【０１４８】実施例５まず、図７（ａ）に示すように、シリコン基板２１上に
形成された被加工膜２２として、実施例４で用いた（Ａ
１）〜（Ａ３）の３種類を形成した。次いで、被加工膜
２２上に、有機シリコン膜２３を形成した。有機シリコ
ン膜としては、実施例４で用いた（Ｂ１）および（Ｂ
２）の２種類を用いた。

【０１４９】次に、有機シリコン膜２３上に、レジスト
膜２４を形成した。レジスト膜２４としては、実施例４
で用いた（Ｃ１）および（Ｃ２）の２種類を用いた。

【０１５０】以上のようにして、図７（ａ）に示すよう
な積層構造を作成した後、ＫｒＦエキシマステッパを用
いて上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１０
０℃で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨ
で６０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５
μｍのラインアンドスペースパターン２５を形成した
（図７（ｂ））。

【０１５１】次に、上記レジストパターン２５を、界面
活性剤入りの溶液や、濃度を変えたアルカリ現像液に含
浸した。その時の組成、溶液温度、時間を、下記表６の
（Ｆ１）から（Ｆ１２）のように変化させた。

【０１５２】

【表６】

【０１５３】残存した有機シリコン膜２３の表面を光学
顕微鏡、電子顕微鏡で観察し、レジストの残渣の有無を
調べた。その結果を下記表７に示す。表７において、結
果が「○」、つまりレジストの残渣が無かったものにつ
いては、全て、有機シリコン膜の腐食はまったく見られ
なかった。

【０１５４】

【表７】

【０１５５】次に、上記表７で結果が「○」であったも
のについて、残存した有機シリコン膜上に、上記のフォ
トレジスト溶液を０．８μｍの厚さに回転塗布し、ホッ
トプレートで１００℃で９０秒間ベークして、レジスト
膜２６を形成した（図７（ｄ））。

【０１５６】その後、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１００℃
で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨで６
０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５μｍ
のラインアンドスペースパターン２５を形成した。パタ
ーン２５を電子顕微鏡で観察したところ、有機シリコン
膜の剥がれや、レジスト膜の剥がれは全く見られず、ま
たレジストと有機シリコン膜とのミキシングも観察され
ず、０．２５μｍのラインアンドスペースパターン２７
が良好に形成された（図７（ｅ））。

【０１５７】レジストパターン２７の形状は、レジスト
再塗布前のレジストパターン２５と同じぐらい良好であ
った。

【０１５８】実施例６本実施例は、第４の発明に係る実施例である。

【０１５９】まず、図９（ａ）に示すように、シリコン
基板４１上に形成された被加工膜４２として、実施例４
で用いた（Ａ１）〜（Ａ３）の３種類を形成した。次い
で、被加工膜４２上に有機シリコン膜４３を形成した。
有機シリコン膜４３としては、実施例４で用いた（Ｂ
１）および（Ｂ２）の２種類を用いた。

【０１６０】次に、有機シリコン膜４３上に、レジスト
膜４４を形成した。レジスト膜としては、実施例４で用
いた（Ｃ１）および（Ｃ２）の２種類を用いた。

【０１６１】上記のようにして図９（ａ）に示すような
積層構造を作成した後、上記レジスト膜を、前記レジス
トの溶剤、あるいは界面活性剤入りの溶液、濃度を変え
たアルカリ現像液に含浸した。そして、残存した有機シ
リコン膜４３の表面を光学顕微鏡、電子顕微鏡で観察
し、レジストの残渣の有無を調べた。含浸した溶液の組
成、含浸条件、残渣の有無の評価結果を下記表８に示
す。下記表８で結果が「○」、つまりレジストの残渣が
無かったものについては、全て、有機シリコン膜の腐食
はまったく見られなかった（図９（ｂ））。

【０１６２】

【表８】

【０１６３】次に、上記表８で結果が「○」であったも
のについて、残存した有機シリコン膜上に、上記のフォ
トレジスト溶液を０．８μｍの厚さに回転塗布し、ホッ
トプレートで１００℃で９０秒間ベークして、レジスト
膜４５を形成した（図９（ｃ））。

【０１６４】その後、ＫｒＦエキシマステッパを用いて
上記レジストの露光を行い、ホットプレートで１００℃
で９０秒間ベークした後、０．２１規定のＴＭＡＨで６
０秒間の現像を行って、上記レジストの幅０．２５μｍ
のラインアンドスペースパターン４６を形成した。パタ
ーン４６を電子顕微鏡で観察したところ、有機シリコン
膜の剥がれや、レジスト膜の剥がれは全く見られず、ま
たレジストと有機シリコン膜とのミキシングも観察され
ず、０．２５μｍのラインアンドスペースパターン４６
が良好に形成された（図９（ｄ））。

【０１６５】

【発明の効果】以上説明したように、第１および第２の
発明によると、紫外光、Ｘ線、電子ビーム、イオンビー
ム等の放射線照射や加熱処理、またはこれらの組み合わ
せにより、レジストの溶解抑止基を分解し、アルカリ現
像液等で処理することにより、レジストのみを効率的に
剥離することができる。これは、露光後のレジストパタ
ーン検査における合わせずれや寸法異常等が生じた場合
の露光やり直しの際のレジスト剥離に特に有効である。

【０１６６】また、本発明の第３および第４の発明によ
ると、レジストパターンまたはレジスト膜を除去すると
きに、レジストパターンまたはレジスト膜のみを除去
し、その後、レジストのみを再塗布してレジストパター
ンを形成した場合には、有機シリコン膜の膜剥がれが生
ずることはなく、所望のレジストパターンを得ることが
出来る。

【０１６７】またこの時、レジストの膜剥がれや、下
地、例えば有機シリコン膜とレジストとのミキシングは
生じない。また、本発明の方法を用いると、有機シリコ
ン膜の再塗布をする必要がないため、レジスト膜と有機
シリコン膜の両方を除去する場合に比べて、プロセスコ
ストが低下する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係るパターン形成方法を工程順に示
す断面図。

【図２】実施例１に係るパターン形成方法を工程順に示
す断面図。

【図３】実施例１に係る方法と従来の方法によるレジス
トパターン剥離後の構造を示す断面図。

【図４】実施例２に係るパターン形成方法を工程順に示
す断面図。

【図５】実施例２に係る方法と従来の方法によるレジス
トパターン剥離後の構造を示す断面図。

【図６】レジスト残渣の加熱温度依存性を示す特性図。

【図７】実施例３に係るパターン形成方法を工程順に示
す断面図。

【図８】比較例１に係るパターン形成方法を工程順に示
す断面図。

【図９】実施例６に係るパターン形成方法を工程順に示
す断面図。

【符号の説明】

１，１２，２１，３１，４１…シリコン基板２，９…パターン３，１０，２３，３３，４３…反射防止膜４，２４，２６，３４，３７，４４，４５…レジスト膜４，９，２５，２７，３５，３８，４６…レジストパタ
ーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/30 ５７２Ｂ５７４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板上にレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜を、レジスト膜中の溶解抑止基又は溶解
抑止剤を分解する温度以上の温度に加熱する工程と、前記レジスト膜を、レジストを溶解する溶液に浸漬し
て、前記レジスト膜を除去する工程とを具備することを
特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】被処理基板上にレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜に対し、放射線の照射、加熱、またはそ
れらの組合せを行う工程と、前記レジスト膜を、レジストを溶解する溶液に浸漬し
て、前記レジスト膜を除去する工程とを具備することを
特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】前記レジストを溶解する溶液としてアル
カリ溶液を用いることを特徴とする請求項１または２に
記載のパターン形成方法。
【請求項４】前記被処理基板として、シリコンとシリ
コンの結合を主鎖に有する有機シリコン化合物を含む膜
が最上部に形成されているものを用いることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかの項に記載のパターン形成方
法。
【請求項５】前記レジストは化学増幅型ポジレジスト
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に
記載のパターン形成方法。
【請求項６】被処理基板上に、シリコンとシリコンの
結合を主鎖に有する有機シリコン膜を形成する工程と、前記有機シリコン膜上に第１のレジストパターンを形成
する工程と、（ａ）前記レジスト溶液に含まれる溶剤の少なくとも一
種、（ｂ）界面活性剤、および（ｃ）０．２０規定より
高濃度のアルカリ水溶液からなる群から選ばれた少なく
とも１種を含む溶液に前記第１のレジストパターンを浸
漬することにより前記第１のレジストパターンを除去す
る工程と、前記有機シリコン膜上に第２のレジストパターンを形成
する工程とを具備することを特徴とするパターン形成方
法。
【請求項７】被処理基板上に、シリコンとシリコンの
結合を主鎖に有する有機シリコン膜を形成する工程と、前記有機シリコン膜上にレジスト膜を形成する工程と、（ａ）前記レジスト溶液に含まれる溶剤の少なくとも一
種、（ｂ）界面活性剤、および（ｃ）０．２０規定より
高濃度のアルカリ水溶液からなる群から選ばれた少なく
とも１種を含む溶液に前記レジスト膜を浸漬することに
より前記レジスト膜を除去する工程と、前記有機シリコン膜上にレジストパターンを形成する工
程とを具備することを特徴とするパターン形成方法。