JPS63156564A - レジスト塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 レジストのベースレジンと感光剤とを、ラングミュア・
ブロゼット法（ＬＢ法）を用いて所望の割合で基板など
の上に塗布する方式である。

〔産業上の利用分野〕

本発明はレジストの塗布方法に関し、レジストのベース
レジンと感光剤とを交互もしくは一定の割合でＬＢ法を
利用し、管理性良く、かつ、レジスト膜の断面形状を制
御可能に塗布する方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば半導体製造工程においてシリコンウェハをエツチ
ングする場合には、第４図を参照すると、基板（シリコ
ンウェハ）１１上にポジ型レジスト１２を塗布し、マス
クのパターン１３を通して露光すると、レジスト１２の
砂地を付した部分は感光して現像液に溶け、レジストパ
ターン１２ａが残り、このレジストパターン１２ａをマ
スクにして所望のエツチングを行う。レジストがネガ型
レジストの場合は露光しなかった部分１２ａが溶けて砂
地を付した部分が残る。このようなレジストの塗布、露
光、現像は不純物拡散工程においても用いられ、さらに
シリコンウェハに対するウェハプロセスだけでなくマス
クの製造においても不可欠のものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

レジストは、感光剤、ベースレジンとこれを溶解する溶
剤で構成されている。現在一般的に使用されているポジ
型レジストを例にとれば、感光剤としてのナフトキノン
ジアジドをフェノールノボラック樹脂に混合または付加
させたものを、ＥＣＡなどの溶剤に溶かしたものが市販
されている。集積回路（ＩＣ）のプロセスにおいては、
前記したものを基板上に滴下し、スピンコード法で塗布
している。この方法においては、塗布したレジスト膜厚
の変動、感光剤の混入比の変動による感度の変動という
レジストの管理についての不安定要素が問題となる。

次に第４図を再び参照すると、露光時の入射光１４ａと
下地である基板１１からの反射光１４ｂとの干渉で定在
波が生じ、第５図に示されるようにパターン１２ａのエ
ツジ部分に縞模様が約１３００人ごとに作られ、レジス
トパターンの微細な寸法制御ができなくなる問題がある
。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明においては、ＬＢ法によって、ベースレジンと感
光剤とを一定の割合の回数ずつ積層しながら塗布し混入
比が一定したレジスト膜を得る。

本発明においてはさらに、ベースレジンと感光剤とを積
層して塗布するが、そのとき定在波の強度に対応して感
光剤濃度を厚み方向に変化させるのである。

〔作用〕

上記した方法によると、レジスト膜の膜厚は塗布回数に
よって定まり、材料の粘度変数に依存するものではない
ので、安定した膜厚が得られる。

さらに、感光剤は現像液に対して溶解抑止剤としても機
能するので、定在波の効果を減殺することができるので
ある。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

ＬＢ法によって、第１図に示す如く、処理槽２０の水２
１の上に棒で示す空気２２側に向いた疎水基と丸で示す
水２１の水面上の親水基をもった例えばベースレジン分
子２３の単分子１漠を作ることができる。

第２図を参照すると、同図（ａ）には処理槽２０内で、
浮板２４が！’）２５によってベースレジン分２３の単
分子膜を押す力と単分子膜の表面圧が釣り合った状態が
示される。なお同図において、２６は滑車である。

次に同図（ｂｌに示される如く基板１１を単分子膜面に
垂直に下ろすと、基板表面は親水性で単分子膜の空気側
は疎水性であるから、基板１１は水中にすべるように沈
む。

次いで同図（Ｃ１に示される如く基板１１を引き上げる
と、基板１１の表面に単分子膜はその親水性側を向けて
付着する。単分子膜が基板表面に移動する間、移動して
減った単分子膜の面積の分だけ浮板２４は図に見て左に
移動して単分子膜の表面圧を補償する。

次に同図（ｄｌに示される如く基板１１を引き上げて表
面を乾燥する。

次いで同図ｔｅｌに示される如く再び基板１１を下ろす
と、単分子膜はその疎水性側を基板側に向けて積み重な
る。

かかる操作を繰り返すことによって、同図（ｆ）に示さ
れる如く幾層もの単分子膜が重なった累積膜を作ること
ができる。

上記した方法を用い、親水基（０）と疎水基本（−）を
もつたベースレジンを１０回積層して累積膜を作り、次
に親水基と疎水基をもつ感光剤を１回別の処理槽でＬＢ
法で積層し、このサイクルを繰り返して所定の膜厚を得
ることができる。

親水基と疎水基をもつたベースレジンは、フェノールノ
ボラックレジンの末端にＯＨ基を付けることによって得
られる。

かかる方法を用いることにより、安定した感度をもち、
正確な塗布膜厚のレジスト膜が作られるので、忠実度の
高い露光特性が得られ、プロセスが安定し、歩留りが向
上し、寸法制御が単分子膜単位で可能となり、微細化、
高集積化に有効である。

水と艮（Ｈｇ）ランプのｇ−１ｉｎｅ　（λ＝　４３６
ｎｏ＋　）で、屈折率（Ｎ）　＝１．６５のレジストを
露光するとき、第３図に示される如（、約１３０ｎｍ　
（λ／２Ｎ）周期で定在波が発生する。なお第３図にお
いて、横軸には光の強度■を、縦軸には基板からの深さ
方向（Ｚ方向）の距離をとる。

本発明の他の実施例においては、基板から６５ｎ−＋　
１３０ｎｍ　ｘ整数倍の部分には、その部分の光が強い
から、感光剤濃度を低く，１３０ｎｍ　ｘ整数倍の部分
には、その部分の光が弱いから、感光剤温度が濃くなる
ようにレジストを塗布する。

例えばＺ　＝６５＋１３０　Ｎ　’　　（ただしＮ１は
整数）のところではベースレジン４回に感光剤１回、Ｚ
＝　１３０　Ｎ　’のところではベースレジン１２回に
感光剤１回の割合でＬＢ法で塗布する。

かかる方法を用いると、感光剤濃度をＣとしたとき、Ｃ
＝ｆ（Ｚ）と可変にすることができ、その結果レジスト
を現像したときの断面形状をディジタル的に制御するこ
とが可能になる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、安定した感度を
もち、正確な膜厚で塗布することが可能なレジストが得
られ、寸法制御が可能となりプロセスが安定して歩留り
が向上し、微細化高集積化に効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＬＢ法による単分子膜を説明する図、第２図（
ａ）〜（ｆ）はＬＢ法による単分子膜の集積膜を作る方
法を示す図、 第３図はレジスト膜内の定在波の線図、第４図はレジス
トの露光を示す断面図、第５図は従来のレジストパター
ンの断面図である。 図中、 １１は基板、 １２はレジスト、 １２ａはレジストパターン、 １３はマスクパターン、 ２０は処理槽、 ２１は水、 ２２は空気、 ２３はベースレジン分子、 ２４は浮板、 ２５は重り、 ２６は滑車である。 代理人　　弁理士　　久木元　　　彰 復代理人　弁理士　　大　菅　義　之 り１咀１弔魅邦り板組■る匡 第１図 レシスヒＨ更−ぶ］デ簡乙１−牡日 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板（１１）上に、ラングミュア・ブロゼット法
   （Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）によって、
   レジストのベースレジンと感光剤とを交互もしくは一定
   の割合で塗布することを特徴とするレジスト塗布方法。
2. （２）基板（１１）上にレジスト（１２）を塗布するに
   おいて、レジスト内の定在波の強いところでは、定在波
   の弱いところよりも感光剤の濃度をより低く塗布するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。