JP2008198788A - Method of forming resist pattern - Google Patents
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Abstract
【課題】EUV露光におけるパターン光と異なる波長の光の影響を低減することができ、パターン転写精度の向上をはかる。
【解決手段】マスク上に形成されたパターンを、EUV露光装置を用いて基板上のレジスト膜に転写するレジストパターン形成方法であって、基板100上にレジスト膜101を形成する工程と、レジスト膜101上に、EUV露光装置内のパターン光と異なる波長の光で、且つレジスト膜101を感光させる光に対する透過率が、EUV露光装置のパターン露光光に対する透過率よりも低い補助膜102を形成する工程と、EUV露光装置を用いてマスクからのEUV光をレジスト膜101に照射するパターン露光工程と、レジスト膜101のパターン露光後に補助膜102を除去する工程と、補助膜102の除去後にレジスト膜101に対して現像液を用いて現像する工程とを含む。
【選択図】 図2The effect of light having a wavelength different from that of pattern light in EUV exposure can be reduced, and the pattern transfer accuracy can be improved.
A resist pattern forming method for transferring a pattern formed on a mask to a resist film on a substrate using an EUV exposure apparatus, the step of forming a resist film on the substrate, and a resist film An auxiliary film 102 having a light transmittance different from that of the pattern light in the EUV exposure apparatus and having a light transmittance for exposing the resist film 101 is lower than that of the EUV exposure apparatus with respect to the pattern exposure light. A step of irradiating the resist film 101 with EUV light from a mask using an EUV exposure apparatus, a step of removing the auxiliary film 102 after pattern exposure of the resist film 101, and a resist film after removing the auxiliary film 102 101, and developing using a developing solution.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、基板上のレジスト膜にマスクパターンを転写するレジストパターン形成方法に係わり、特にEUV露光装置を用いたレジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a resist pattern forming method for transferring a mask pattern onto a resist film on a substrate, and more particularly to a resist pattern forming method using an EUV exposure apparatus.
DUV(Deep Ultra Violet)光までの光リソグラフィーにおいては、パターン露光光と同じ波長であるフレア光が問題視され、ポイント・スプレッド・ファンクション(Point Spread Function)などに基づくマスクパターンの補正手段も見出されてきた。 In optical lithography up to DUV (Deep Ultra Violet) light, flare light having the same wavelength as pattern exposure light is regarded as a problem, and a mask pattern correction method based on a point spread function is also found. It has been.
しかし、EUV(Extreme Ultra Violet)リソグラフィーにおいては、露光装置の光学系を構成する反射ミラーの表面トポロジーや位相差によって生じるパターン露光光(パターン光)であるEUV光と同波長のフレア光(EUV露光装置は初期の量産装置であっても数%乃至十数%のフレアが残留すると見込まれている。)に加えて、パターン光であるEUV光と異なる波長の光が基板上に照射されることがある。 However, in EUV (Extreme Ultra Violet) lithography, flare light (EUV exposure) having the same wavelength as EUV light, which is pattern exposure light (pattern light) generated by the surface topology and phase difference of the reflecting mirror constituting the optical system of the exposure apparatus. Even if the device is an early mass production device, it is expected that flare of several to tens of percent will remain.) In addition, the substrate is irradiated with light having a wavelength different from EUV light as pattern light. There is.
EUV露光装置ではプラズマ光源から発する連続光から、パターン光となるEUV光に対して反射率が極大を示す複数枚の反射ミラーを用いて分光を行う。しかし、前記反射ミラーでは前記EUV光の露光波長(典型的には13.5nm)と異なる波長の光についてもある程度の反射特性を示すため、EUV光と異なる波長の意図しない光(Out of Band光:OoB光)が基板上に照射される場合がある(例えば、非特許文献1参照)。非特許文献1では、OoB光がEUV露光において用いられることが想定されているレジスト膜を感光させることが報告されている。前記プラズマ光のスペクトル分布においてEUV光強度はDUV光よりも強度が弱く、EUV光とDUV光の相対感度がほぼ同等となることから、DUV波長のOoB光の強度が十分に強い場合には、EUV光による結像特性に影響を与えることが想定される。なお、DUVリソグラフィーにおいては、数%、場合によっては数分の1%のフレア光によるパターン寸法変化を問題とする場合ある。
In the EUV exposure apparatus, spectroscopy is performed using a plurality of reflecting mirrors having a maximum reflectance with respect to EUV light as pattern light from continuous light emitted from a plasma light source. However, since the reflection mirror exhibits a certain degree of reflection characteristic even for light having a wavelength different from the exposure wavelength (typically 13.5 nm) of the EUV light, unintentional light (Out of Band light having a wavelength different from EUV light). : OoB light) may be irradiated onto the substrate (for example, see Non-Patent Document 1). Non-Patent
また、EUV光の有するエネルギーが高いことから、光路上に位置する反射ミラーや反射型マスクの構成物質が励起されて、種々のルミネッセンスを発することが想定される。また、前記パターン光と同波長であるフレア光や、前記ルミネッセンスによる二次励起光によって、EUV露光装置を構成する部材等が励起されて、ルミネッセンスを発する可能性がある。このようなルミネッセンスは、励起源からほぼ等方的に発せられる。また、特に金属などの連続体が励起される場合には、ルミネッセンスも特性線ではなく、連続光である場合もある(例えば、特許文献1参照。)。以下、OoB光とルミネッセンスをあわせて、OoB光と本願では記載する。 Further, since the EUV light has high energy, it is assumed that the constituent materials of the reflecting mirror and the reflective mask positioned on the optical path are excited to emit various luminescences. In addition, the flare light having the same wavelength as the pattern light and the secondary excitation light by the luminescence may excite the members constituting the EUV exposure apparatus and emit luminescence. Such luminescence is emitted almost isotropically from the excitation source. In particular, when a continuum such as a metal is excited, luminescence is not a characteristic line but may be continuous light (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, OoB light and luminescence are combined and described in this application as OoB light.
上述のように、EUVリソグラフィーでは、通常の光リソグラフィーと異なり、パターン光と異なる波長の光(OoB光)もレジスト膜に照射される恐れがある。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、EUV露光におけるパターン光と異なる波長の光の影響を低減することができ、パターン転写精度の向上をはかり得るレジストパターン形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a resist that can reduce the influence of light having a wavelength different from that of pattern light in EUV exposure and can improve pattern transfer accuracy. It is to provide a pattern forming method.
本発明の一態様は、マスク上に形成されたパターンを、EUV露光装置を用いて基板上のレジストに転写するレジストパターン形成方法であって、前記基板上に前記レジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜上に、前記EUV露光装置内で発生する前記パターン光よりも長波長且つ前記レジスト膜を感光させる光に対する透過率が、前記EUV露光装置の前記パターン光に対する透過率よりも低い補助膜を形成する工程と、前記EUV露光装置を用いて前記マスクからのEUV光を前記レジスト膜に照射するパターン露光工程と、前記レジスト膜のパターン露光後に、前記補助膜を除去する工程と、前記補助膜の除去後に、前記レジスト膜に対して所定の現像液を用いて現像する工程と、を含むことを特徴とする。 One aspect of the present invention is a resist pattern forming method for transferring a pattern formed on a mask to a resist on a substrate using an EUV exposure apparatus, the step of forming the resist film on the substrate; On the resist film, an auxiliary film having a wavelength longer than that of the pattern light generated in the EUV exposure apparatus and a transmittance of light for exposing the resist film is lower than the transmittance of the EUV exposure apparatus for the pattern light A pattern exposure step of irradiating the resist film with EUV light from the mask using the EUV exposure apparatus, a step of removing the auxiliary film after pattern exposure of the resist film, and the auxiliary And a step of developing the resist film using a predetermined developer after removing the film.
本発明によれば、パターン露光光であるEUV光に対する透過率がEUV光と異なる波長を有しレジスト膜を感光させるOoB光に対する透過率よりも高い補助膜をレジスト膜上に形成することにより、EUV露光におけるOoB光の影響を低減することができ、パターン転写精度の向上をはかることができる。 According to the present invention, by forming an auxiliary film on the resist film, the transmittance for the EUV light that is the pattern exposure light is higher than the transmittance for the OoB light that has a wavelength different from that of the EUV light and sensitizes the resist film, The influence of OoB light in EUV exposure can be reduced, and the pattern transfer accuracy can be improved.
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。 The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
図1は、本発明の一実施形態に使用したEUV露光装置を示す概略構成図であり、一例として、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置を示している。 FIG. 1 is a schematic block diagram showing an EUV exposure apparatus used in an embodiment of the present invention. As an example, a step-and-scan reduction projection exposure apparatus is shown.
この露光装置は、EUV光を発する光源部10、光源部10から発せられたEUV光を伝搬する照明光学系20、及び照明光学系20で伝搬された光が照射されるマスク(反射型レチクル)30、マスク30を保持するマスクステージ31を備える。さらに、マスク30で反射された光を伝搬する投影光学系40、及び投影光学系40で伝搬された光で露光されるレジスト膜が塗布されたウエハ50、ウエハ50を保持するウエハステージ51を備える。
This exposure apparatus includes a
光源部10には、光源11,集光レンズ12,楕円鏡14,及び放物面鏡15が設けられている。光源11は、赤外域から可視域の波長のレーザー光を発する。例えば、半導体レーザー励起によるイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)レーザーやCO2レーザー、エキシマレーザ等が光源11から発せられる。光源11に隣接して集光レンズ12が配置される。集光レンズ12は光源11から発せされたレーザー光を焦点13に集光する。焦点13にはキセノン(Xe)ガスが供給されている。Xeガスはレーザー光で照射されることにより高温になる。そして、Xeがプラズマ状態に励起され、低ポテンシャル状態へ遷移する際に波長が12nm〜14nmの軟X線領域のEUV光が放出される。放出されたEUV光は楕円鏡14で集光され、放物面鏡15で反射される。
The
放物面鏡15で反射されたEUV光が伝搬される照明光学系20は、反射鏡21,22、コンデンサミラー23、及び光路折り曲げ鏡24を備える。EUV光は反射鏡21,22で反射され、さらにコンデンサミラー23で反射集光される。コンデンサミラー23で反射集光されたEUV光は光路折り曲げ鏡24で反射され、マスクステージ31に静電吸着力で固定されたマスク30に到達する。
The illumination
マスク30の下方には投影光学系40が配置されている。投影光学系40の下方には、ウエハ50を保持するウエハステージ51が配置されている。投影光学系40は、コンデンサミラー41、光路折り曲げ鏡42,43、コンデンサミラー44、光路折り曲げ鏡45、及びコンデンサミラー46を備える。マスク30で反射されたEUV光は、コンデンサミラー41で反射集光され、光路折り曲げ鏡42,43で反射される。さらにEUV光はコンデンサミラー44で反射集光され、光路折り曲げ鏡45で反射される。光路折り曲げ鏡45で反射されたEUV光はコンデンサミラー46で集光反射され、ウエハ50の表面に塗布されたレジスト膜上で焦点を結ぶ。投影光学系40の倍率は、例えば1/4である。EUV光は空気に吸収されるため、照明光学系20及び投影光学系40等の環境は真空に保たれるのが好ましい。
A projection
このような構成において、照明光学系20によりEUV光がマスク30に照射され、その反射光が投影光学系40によりウエハ50上に照射されるため、マスク30のパターンは投影光学系40により縮小されてウエハ50上に転写される。このとき、マスクステージ31とウエハステージ51はそれぞれ投影光学系40の縮小比に従い同期走査される。
In such a configuration, since the EUV light is irradiated onto the
露光装置はステップ・アンド・スキャンを繰り返して露光を行い、ウエハ50の全面に露光が完了すると、次のウエハへと移る。さらに、全てのウエハへの露光が終了すると、マスク30を交換し、再び同様の手順で露光を繰り返す。ウエハ50は、そのZ方向(投影光学系の光軸方向)の位置合わせのため、高さ位置検出センサ(Zセンサ)にてその表面位置を計測され、この計測情報に応じて高さ位置が制御される。
The exposure apparatus performs exposure by repeating step-and-scan. When exposure is completed on the entire surface of the
次に、上記装置を用いた本実施形態のレジストパターン形成方法について、比較例を参照して説明する。 Next, the resist pattern forming method of this embodiment using the above apparatus will be described with reference to a comparative example.
(比較例)
実施形態を説明する前に参考例として、一般的なEUV光を用いたレジストパターン形成方法について説明する。
(Comparative example)
Before describing the embodiment, as a reference example, a general resist pattern forming method using EUV light will be described.
まず、半導体ウエハなどの基板上にレジスト膜を形成する。典型的な方法は、回転塗布法による塗布工程実施後、必要に応じて所定条件の加熱工程(PAB工程:Post Apply Bake 工程)を実施する。 First, a resist film is formed on a substrate such as a semiconductor wafer. In a typical method, a heating process (PAB process: Post Apply Bake process) under a predetermined condition is performed as necessary after performing the coating process by the spin coating method.
基板上に形成されたレジスト膜に対して、EUV露光装置によるパターン露光工程を行う。EUV露光装置は、前記図1に示すように従来の光リソグラフィーとは異なり、光学系は反射型ミラーによって形成され、さらにフォトマスクも反射型マスクで形成される。 A pattern exposure process using an EUV exposure apparatus is performed on the resist film formed on the substrate. As shown in FIG. 1, the EUV exposure apparatus differs from conventional photolithography in that the optical system is formed by a reflective mirror, and the photomask is also formed by a reflective mask.
レジスト膜が化学増幅型などである場合には、必要に応じて、パターン露光を実施したレジスト膜に対して所定条件における加熱工程(PEB工程:Post Exposure Bake 工程)を実施する。 When the resist film is a chemical amplification type or the like, a heating process (PEB process: Post Exposure Bake process) under a predetermined condition is performed on the resist film subjected to pattern exposure, if necessary.
パターン露光工程、或いはさらにPEB工程によって潜像が形成されたレジスト膜に対して、所定条件による現像工程を実施し、必要に応じて現像液のリンス工程を行う。現像液の典型例は2.38%のTMAHであり、リンス液の典型例は純水である。現像液、リンス液は界面活性剤を含むものであっても良い。また、一部のレジスト膜においては、現像を有機溶剤において実施する場合もある。 The resist film on which the latent image is formed by the pattern exposure process or the PEB process is subjected to a developing process under predetermined conditions, and a developer rinsing process is performed as necessary. A typical example of a developing solution is 2.38% TMAH, and a typical example of a rinsing solution is pure water. The developer and rinse solution may contain a surfactant. In some resist films, development may be performed in an organic solvent.
EUV露光装置内で発生するフレア光やOoB光は、EUV露光に用いるレジスト膜を感光するため、パターン転写精度の低下を招く要因となる。フレア光については、光リソグラフィーの知見と同様にして、Point Spread Function によるモデル化、マスク補正が可能と推定される。 Flare light and OoB light generated in the EUV exposure apparatus sensitize the resist film used for EUV exposure, which causes a decrease in pattern transfer accuracy. It is estimated that flare light can be modeled and mask corrected by Point Spread Function in the same way as photolithography knowledge.
一方、OoB光に対しては、発生するOoB光の全波長、或いは所定の波長区間の集合に対してレジストパターンの感光特性を把握し、光リソグラフィーと同様に補正する手法を見出せる可能性はある。しかし、想定される感光波長の取得の作業量に加えて、OoB光の影響を事前に定量化する必要があり、更にショット内におけるOoB光の影響が同一の分布であることが補正の前提となる。このため、補正は極めて難しいと考えられる。 On the other hand, with respect to OoB light, there is a possibility that a technique for grasping the photosensitive characteristics of the resist pattern for all wavelengths of the generated OoB light or a set of predetermined wavelength sections and correcting it in the same manner as in photolithography. . However, it is necessary to quantify the influence of the OoB light in advance in addition to the assumed work amount for obtaining the photosensitive wavelength, and further, it is assumed that the influence of the OoB light in the shot has the same distribution. Become. For this reason, correction is considered extremely difficult.
(実施形態)
次に、比較例に記載した方法に対する対策となる本実施形態について説明する。
(Embodiment)
Next, a description will be given of this embodiment as a countermeasure against the method described in the comparative example.
本実施形態では、まず図2(a)に示すように、先に説明した比較例と同様に、回転塗布法などによって基板100上にレジスト膜101を形成し、必要に応じて所定条件の加熱工程(PAB工程:Post Apply Bake 工程)を実施する。基板100は、半導体ウエハそのものであっても良いし、半導体ウエハ上に各種の膜が形成され、最上面に被加工膜が形成されたものであっても良い。レジスト膜101としては、従来のUV、DUV、またEBリソグラフィーにおいて使用されてきた各種のレジスト膜を使用することは可能である。しかし、EUVリソグラフィーにおけるレジストにおいては、OUTGAS、LWR、感度、解像性の複合的な観点において、従来のレジストでは性能が不足する可能性があるため、種々の改良を施したレジストを用いてもよい。例えば、発明段階におけるEUVレジストの市販品として、(ROHM&HAAS社製MET−2D)が挙げられる。また、多核フェノール型レジスト、スターバースト型レジストなどの非高分子型或いは分子レジストの利用することも考えられる。これらのレジストにおいては、レジスト材料の大きさを小さくすることで、LWR、解像性の改善を目的としている。一方で、従来の高分子或いはオリゴマーを主成分とするレジストに、露光部で発生する酸によって乖離する前記高分子或いはオリゴマーの置換基の変更による改良を施したもの、または、これらレジストの基本構造の改良とは別に、光酸発生剤の改良により感度、酸の拡散長を縮小させたものを利用することも可能性として考えられる。また、従来の化学増幅型レジストにおいて、レジスト主成分であるポリマー或いはオリゴマーに対して添加物としていた光酸発生剤を、前記レジスト主成分と結合させた構造のレジストを利用することも可能性として考えうる。また、レジスト膜101の膜厚は150nmが望ましい。
In this embodiment, first, as shown in FIG. 2A, a resist
次いで、図2(b)に示すように、レジスト膜101上にOoB光による影響を軽減するための補助膜102を形成する。この補助膜102は、EUV光に対する透過率がOoB光、例えばDUV光に対する透過率よりも高いものである。逆に言えば、OoB光に対する吸収率がEUV光に対する吸収率よりも高いものである。また、補助膜102の膜厚は、フォーカス方向に対する像の劣化を少なくするには、レジスト膜101よりも薄くするのが望ましい。
Next, as shown in FIG. 2B, an
比較例でも説明したように、EUV露光において問題視されるEUV光よりも波長の長いOoB光は、大別すると赤外光、可視光、UV光、DUV光に分けられる。一般に、化学増幅型、非化学増幅型を問わず、EUV露光用として使用されるレジスト膜の感光波長は、UV光よりも短い光である。従って、パターン露光光である波長λpの単位透過率Tp、UV光よりも短いOoB光波長λiの単位透過率Tiにおいて、Tp>Tiである補助膜がレジスト膜上に存在する場合には、OoB光のレジスト膜への影響を低下させることが可能となる。 As described in the comparative example, OoB light having a longer wavelength than EUV light, which is regarded as a problem in EUV exposure, can be broadly divided into infrared light, visible light, UV light, and DUV light. Generally, the photosensitive wavelength of a resist film used for EUV exposure is light shorter than UV light regardless of whether it is chemically amplified or non-chemically amplified. Therefore, when an auxiliary film with Tp> Ti is present on the resist film at the unit transmittance Tp of the wavelength λp that is pattern exposure light and the unit transmittance Ti of the OoB light wavelength λi shorter than the UV light, OoB It is possible to reduce the influence of light on the resist film.
次いで、前記図1に示したEUV露光装置を用いて、反射型マスクのパターンをレジスト膜101に転写する。このとき、露光装置からのパターン光は補助膜102を通してレジスト膜101に照射されることになる。このため、補助膜102によりEUV光も減衰されるが、それ以上にOoB光が大きく減衰されることになる。なお、レジスト膜101が化学増幅型などである場合には、必要に応じて、パターンが転写されたレジスト膜101に対して所定条件における加熱工程(PEB工程:Post Exposure Bake 工程)を実施する。
Next, the pattern of the reflective mask is transferred to the resist
次いで、補助膜102を除去した後に、レジスト膜101に対して、所定条件による現像工程を実施し、図2(c)に示すようにレジスト膜101にパターンを形成する。即ち、マスクのパターンに対応するレジストパターンを形成する。ここで、必要に応じて現像液のリンス工程を行う。現像液の典型例は2.38%のTMAHであり、リンス液の典型例は純水である。現像液及びリンス液は、界面活性剤を含むものであっても良い。また、一部のレジスト膜においては、現像を有機溶剤によって実施する場合もある。
Next, after the
このような方法であれば、比較例のように補助膜102の存在しない状態でEUV露光した場合と比べると、OoB光の影響を軽減することができ、最終的に得られるレジストパターンの寸法精度が向上する。
With such a method, the influence of OoB light can be reduced compared with the case where EUV exposure is performed without the
DUV光等を用いた光リソグラフィーによるパターン露光においては、レジスト膜上に形成される補助膜として、TARC(Top Anti-reflection Coating)、主に化学増幅型レジストの初期に提案された主に塩基等の化学種に対する保護膜(Cover material)、液浸露光において液浸液(Liquid Immersion Fluid)に対する保護膜(Immersion Top Coating Film)などが挙げられる。このような、レジスト膜上の補助膜の基本的な特性として、パターン光に対してほぼ透明であることが知られている。 In pattern exposure by photolithography using DUV light etc., TARC (Top Anti-reflection Coating) as an auxiliary film formed on the resist film, mainly a base etc. proposed mainly in the early stage of chemically amplified resist Examples include a protective film (Cover material) against chemical species of the above, a protective film (Immersion Top Coating Film) against an immersion liquid (Liquid Immersion Fluid) in immersion exposure, and the like. As a basic characteristic of such an auxiliary film on the resist film, it is known that it is almost transparent to the pattern light.
しかし、EUVリソグラフィーである本実施形態においてレジスト膜101上に形成される補助膜102は、パターン露光波長λpであるEUV光を一定程度吸収することが必須となる。これは、軟X線領域であるEUV光の吸収は、物質中の元素密度と膜厚によって決定されるためである。分子結合構造によって吸収が決定されるDUV光から可視光とは、この点が大きく異なる。また、本実施形態の方法では、補助膜102によるEUV光の吸収を受けるために、露光装置側でEUV光の照射量を増大させる必要がある。
However, it is essential that the
本実施形態の効果を有効に得るための補助膜102の材料について説明する。本実施形態に用いる補助膜102において、DUV光からUV光を吸収させる手段として、最も簡便であると考えられるのは、補助膜102中に芳香環及びその誘導体を含む方法である。芳香族及びその誘導体を含む手法としては、補助膜102を形成する主物質が芳香族を構成要因として含む方法と、添加物として含む方法がある。さらには、その両者を併用しても良い。また、芳香族は官能基によってある程度の吸収波長の変動を起こすことから、複数の異なる構造の芳香族を含んでも良い。
The material of the
また、OoB光が波長193nm付近に強い強度を示す場合には、補助膜102に芳香族或いは炭素の二重結合を含むことが有効と考えられる。これ以外にも、KrF,ArF,F2 などのDUV露光用レジスト材料の開発において検討されてきた、吸収を有する構造を参考することができる。例えば、波長248nm付近の光を減衰させる上では、I線レジスト組成物として広く用いられてきたノボラックが有効な例である。また、波長193nm付近の光については、KrFレジストとして用いられてきたポリヒドロキシスチレン誘導体が有効な例である。また、これらの混合物を用いることが可能となる。このような構造体に対して、適切な官能基を付加することでレジストの現像液、或いは剥離液に対する溶解性を付与することが可能である。また、適切な電子供与基、或いは電位付与基を付加することで、吸収波長が遷移する。
Further, when the OoB light shows a strong intensity in the vicinity of a wavelength of 193 nm, it is considered effective that the
一方で、補助膜102は、基板上に形成されたレジスト膜101上に形成し、EUV光によるパターン露光実施によって形成されたレジスト膜101の潜像を現像する工程との間に除去する必要がある。このため、レジスト膜101上に形成するにおいてレジスト膜101のパターン形成性能を劣化させないこと、及び潜像形成及び現像特性を劣化させないことが必要である。
On the other hand, the
この評価として簡便な方法は、補助膜102の塗布溶剤をレジスト膜101上に滴下し、その前後のレジスト膜厚の変化を調べる方法がある。或いは、レジスト膜101上に補助膜102を形成した場合と形成しない場合における、補助膜102の除去(詳細は、後述)後のレジスト膜厚の変化を調べる方法がある。これらの方法では、レジスト膜101に対する露光が行われない状態(未露光状態)のみならず、レジスト膜101に実際のパターニングに必要な露光量を照射する工程、更にはレジスト膜101に対する現像工程を含めた比較によって検討することがさらに望ましい。
As a simple method for this evaluation, there is a method in which a coating solvent for the
また、レジスト解像性に影響を与えないという特性を確保するため、補助膜102を回転塗布などの薬液塗布方法で形成する場合の補助膜102の塗布溶液としては、レジスト膜自体は勿論のこと、レジスト膜101の主構成要素である樹脂に加えてレジスト膜101中の酸発生剤や塩基物質などの添加物を溶解しない溶液であることが望ましい。そのような特性を有する溶液としては、水に加えて、液浸保護膜の溶剤が考えられる。液浸保護膜に使用される溶剤としては、一般的には炭素数が3〜10程度のアルコール類、ケトン類が考えられる。或いは、ハロゲン化炭化水素溶剤も候補としては考えうるが、大気雰囲気中への放出に注意を払う必要がある。
Further, in order to ensure the characteristic that the resist resolution is not affected, as a coating solution for the
補助膜102の塗布溶液へのレジスト組成物の影響を調べるにおいては、液浸リソグラフィーにおいて溶出分析として知られる方法と同様に、レジスト膜101上に対象となる薬液、この場合には補助膜102の塗布溶液を所定条件下で供給した後に、レジスト膜101上の薬液を回収し、組成分析を実施すれば良い。また、より簡便な方法は、レジスト膜101上に補助膜102を形成した場合と形成しない場合のレジストパターン形状を確認すれば良い。より詳細には、パターン露光の照射露光量と必要に応じてはフォーカス設定量を変動させた露光を行い、その形状、露光量に対する形状変化率を比較すれば良い。
In investigating the influence of the resist composition on the coating solution of the
補助膜102の形成方法は、回転塗布法以外にも、分子線エピタキシー法などの真空装置による方法であっても良い。
The formation method of the
レジスト膜101中に潜像を形成した後であって現像の前に補助膜102を除去する方法としては、レジスト現像液とは別の溶液或いは気相による除去方法が考えられる。しかし、補助膜102の除去とレジスト膜101の現像を連続的に行えるようにするため、レジスト膜101の現像液により補助膜102を除去する方が望ましい。
As a method for removing the
レジスト膜101の現像液とは異なる補助膜102除去溶液としては、補助膜102が有機樹脂である場合には、レジスト膜101を溶解させない溶剤の使用が考えられる。また、補助膜102が有機物から成る場合には、オゾン水や酸化性の酸を含む溶液などの酸化性溶液であっても良い。補助膜102がレジスト現像液に溶解する補助膜102構成物質としては、レジスト膜101とほぼ同一のベース樹脂構造であって、所定現像液に溶解する樹脂を主成分とすることが考えられる、典型的には、PHS構造、(メタ)アクリル構造、シロキセスオキサン構造などが考えられる。
As the
このように本実施形態によれば、EUV露光装置によるパターン露光を行う際に、レジスト膜101上に、EUV光に対する透過率が、EUV光よりも波長が長く、レジスト膜を感光させるOoB光に対する透過率よりも高い補助膜102を形成し、この状態でEUV露光を行うことにより、EUV光によって二次的に生じるDUV光によるレジスト解像性の劣化を防止することができ、プロセスマージンの向上をはかることができる。即ち、EUV露光におけるOoB光の影響を低減することができ、パターン転写精度の向上をはかることができる。しかも、レジスト101膜上に補助膜102を形成するだけの簡易なプロセスによって実現することができる利点もある。
As described above, according to the present embodiment, when pattern exposure is performed by the EUV exposure apparatus, the transmittance of the EUV light on the resist
(変形例)
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。EUV露光装置は前記図1に示す構成に何ら限定されるものではなく、マスクのパターン情報を含むEUV光を基板上に照射できるものであればよい。例えば、マスクは必ずしも反射型に限らず透過型であっても良い。さらに、光学系の構成も適宜変更可能である。
(Modification)
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. The EUV exposure apparatus is not limited to the configuration shown in FIG. 1 as long as it can irradiate the substrate with EUV light including mask pattern information. For example, the mask is not necessarily limited to the reflective type, and may be a transmissive type. Furthermore, the configuration of the optical system can be changed as appropriate.
また、補助膜はノボラック、ポリヒドロキシスチレン、或いはこれらの混合物に限るものではなく、EUV露光装置内で発生したOoB光で、且つレジスト膜を感光させる光に対する透過率が、EUV露光装置のパターン露光光に対する透過率よりも低いものであればよい。従って、ポリビニルアルコール誘導体や(アルキル)アクリル酸誘導体などの種々の樹脂に、前記ノボラックやポリヒドロキシスチレンの混合物、或いは他の芳香族誘導体樹脂や芳香族誘導体を含有する樹脂膜などを用いることも可能である。また、芳香族などの有機物に限らず、製造する半導体素子特性に影響を与えない範囲においてはTiO2 などの遷移金属酸化物を含有する樹脂であっても良い。 Further, the auxiliary film is not limited to novolak, polyhydroxystyrene, or a mixture thereof, and the OoB light generated in the EUV exposure apparatus and the transmittance with respect to the light that sensitizes the resist film has a pattern exposure of the EUV exposure apparatus. What is necessary is just to be lower than the transmittance for light. Therefore, it is also possible to use a mixture of the above-mentioned novolak and polyhydroxystyrene, or other aromatic derivative resins and resin films containing aromatic derivatives for various resins such as polyvinyl alcohol derivatives and (alkyl) acrylic acid derivatives. It is. Moreover, it is not limited to organic substances such as aromatics, and may be a resin containing a transition metal oxide such as TiO 2 as long as it does not affect the characteristics of the semiconductor element to be manufactured.
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。 In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10…光源部
11…レーザー光源
12…集光レンズ
13…焦点
14…楕円鏡
15…放物面鏡
20…照明光学系
21,22…反射鏡
23,41,44,46…コンデンサミラー
24,42,43,45…光路折り曲げ鏡
30…マスク(反射型レチクル)
31…マスクステージ
40…投影光学系
50…ウエハ(基板)
51…ウエハステージ
100…半導体ウエハ(基板)
101…レジスト膜
102…補助膜
DESCRIPTION OF
31 ...
51 ...
101 ... resist
Claims (5)
前記基板上に前記レジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜上に、前記EUV露光装置内で発生する前記パターン光よりも長波長且つ前記レジスト膜を感光させる光に対する透過率が前記EUV露光装置の前記パターン光に対する透過率よりも低い補助膜を形成する工程と、
前記EUV露光装置を用いて前記マスクからのEUV光を前記レジスト膜に照射するパターン露光工程と、
前記レジスト膜のパターン露光後に、前記補助膜を除去する工程と、
前記補助膜を除去した後に、前記レジスト膜に対して所定の現像液を用いて現像する工程と、
を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。 A resist pattern forming method for transferring a pattern formed on a mask to a resist film on a substrate by pattern light of a predetermined EUV wavelength using an EUV exposure apparatus,
Forming the resist film on the substrate;
On the resist film, an auxiliary film having a wavelength longer than that of the pattern light generated in the EUV exposure apparatus and a transmittance of light for sensitizing the resist film is lower than the transmittance of the EUV exposure apparatus for the pattern light. Forming, and
A pattern exposure step of irradiating the resist film with EUV light from the mask using the EUV exposure apparatus;
Removing the auxiliary film after pattern exposure of the resist film;
A step of developing the resist film with a predetermined developer after removing the auxiliary film;
A resist pattern forming method comprising:
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