JP3192505B2 - 半導体素子製造用パターン形成方法 - Google Patents
半導体素子製造用パターン形成方法Info
- Publication number
- JP3192505B2 JP3192505B2 JP32761092A JP32761092A JP3192505B2 JP 3192505 B2 JP3192505 B2 JP 3192505B2 JP 32761092 A JP32761092 A JP 32761092A JP 32761092 A JP32761092 A JP 32761092A JP 3192505 B2 JP3192505 B2 JP 3192505B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- interference
- photoresist
- pattern
- photoresist film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホトレジストを利用し
てホトリソグラフィー技術によりパターン形成を行う際
に、ホトレジスト膜内で照射光が基板から反射してきた
反射光と干渉することに起因するパターン寸法精度の低
下を防止しうるパターン形成方法に関するものである。
てホトリソグラフィー技術によりパターン形成を行う際
に、ホトレジスト膜内で照射光が基板から反射してきた
反射光と干渉することに起因するパターン寸法精度の低
下を防止しうるパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造においては、シリコン
ウエハーなどの基板上に、ホトレジスト膜を形成し、活
性光線を選択的に照射したのち、現像処理を施し、基板
上にホトレジストのパターンを形成させるリソグラフィ
ー技術が用いられている。そしてホトレジストとしては
活性光線の未照射部が溶解除去されるネガ型のものと、
逆に活性光線の照射部が溶解除去されるポジ型のものが
使用目的に合わせて適宜選択され使用されている。
ウエハーなどの基板上に、ホトレジスト膜を形成し、活
性光線を選択的に照射したのち、現像処理を施し、基板
上にホトレジストのパターンを形成させるリソグラフィ
ー技術が用いられている。そしてホトレジストとしては
活性光線の未照射部が溶解除去されるネガ型のものと、
逆に活性光線の照射部が溶解除去されるポジ型のものが
使用目的に合わせて適宜選択され使用されている。
【０００３】また、半導体素子の集積度向上に伴い、半
導体素子製造装置も微細加工に適したものが検討、開発
されており、例えば活性光線の露光装置もｇ線、ｉ線、
エキシマレーザーなどの単波長を用いた縮小投影露光装
置が微細加工に適していることから、近年多く利用され
ている。
導体素子製造装置も微細加工に適したものが検討、開発
されており、例えば活性光線の露光装置もｇ線、ｉ線、
エキシマレーザーなどの単波長を用いた縮小投影露光装
置が微細加工に適していることから、近年多く利用され
ている。
【０００４】ところで、基板上にホトレジスト膜を形成
し、これに活性光線を選択的に照射する際、ホトレジス
ト膜厚に対して、干渉作用のためパターン寸法幅が変動
することが知られており、この干渉作用は基板上に形成
されたホトレジスト膜に入射した単波長の照射光が基板
から反射してきた反射光と干渉し、このためホトレジス
ト膜の厚さ方向で吸収される光エネルギー量が異なるこ
とに起因して発生し、ホトレジスト膜の膜厚のバラツキ
が現像後に得られるパターン寸法のバラツキに影響を与
え、結果としてパターン寸法精度を低下させることにな
る。このようなパターン寸法精度の低下は特に段差を有
する基板上に微細なパターンを形成する際に、ホトレジ
スト膜の膜厚が段差の凹凸部において必然的に異なるこ
とから大きな問題となり、前記した干渉作用をなくし、
段差を有する基板上に形成する微細パターンにおいても
パターン寸法精度を低下させない技術の開発が望まれて
いる。
し、これに活性光線を選択的に照射する際、ホトレジス
ト膜厚に対して、干渉作用のためパターン寸法幅が変動
することが知られており、この干渉作用は基板上に形成
されたホトレジスト膜に入射した単波長の照射光が基板
から反射してきた反射光と干渉し、このためホトレジス
ト膜の厚さ方向で吸収される光エネルギー量が異なるこ
とに起因して発生し、ホトレジスト膜の膜厚のバラツキ
が現像後に得られるパターン寸法のバラツキに影響を与
え、結果としてパターン寸法精度を低下させることにな
る。このようなパターン寸法精度の低下は特に段差を有
する基板上に微細なパターンを形成する際に、ホトレジ
スト膜の膜厚が段差の凹凸部において必然的に異なるこ
とから大きな問題となり、前記した干渉作用をなくし、
段差を有する基板上に形成する微細パターンにおいても
パターン寸法精度を低下させない技術の開発が望まれて
いる。
【０００５】従来、このような干渉作用を低減させる手
段として、反射防止膜を基板上に形成する方法や、ホト
レジスト膜上に反射防止膜としてポリビニルアルコール
などの水溶性樹脂膜を形成する方法が提案されている
（特開平３−２２２４０９号公報）。しかしながら、前
者の反射防止膜を基板上に形成させる方法においては、
ある程度干渉作用は低減できるものの、露光光と同一波
長の光を使ってマスク合わせを行うと基板上の反射防止
膜によってマスク合わせ検出信号も弱くなり、マスク合
わせができないという欠点があり、またホトレジストパ
ターンを精度よく反射防止膜へパターン転写したあとで
素子に影響を与えずに除去しなければならないために、
作業工程数が増加するのを免れず、必ずしもすべての基
板加工に適用できるものではなく、実用的な方法ではな
い。一方、ホトレジスト膜上に反射防止膜を形成する方
法は複雑な工程がない点では実用的ではあるが、干渉防
止の効果が十分ではなく、微細なパターンを形成する際
には、微小の干渉作用がパターン寸法精度に大きく影響
するため、近年の半導体素子製造分野における加工寸法
の微細化には十分対応できていないのが現状である。
段として、反射防止膜を基板上に形成する方法や、ホト
レジスト膜上に反射防止膜としてポリビニルアルコール
などの水溶性樹脂膜を形成する方法が提案されている
（特開平３−２２２４０９号公報）。しかしながら、前
者の反射防止膜を基板上に形成させる方法においては、
ある程度干渉作用は低減できるものの、露光光と同一波
長の光を使ってマスク合わせを行うと基板上の反射防止
膜によってマスク合わせ検出信号も弱くなり、マスク合
わせができないという欠点があり、またホトレジストパ
ターンを精度よく反射防止膜へパターン転写したあとで
素子に影響を与えずに除去しなければならないために、
作業工程数が増加するのを免れず、必ずしもすべての基
板加工に適用できるものではなく、実用的な方法ではな
い。一方、ホトレジスト膜上に反射防止膜を形成する方
法は複雑な工程がない点では実用的ではあるが、干渉防
止の効果が十分ではなく、微細なパターンを形成する際
には、微小の干渉作用がパターン寸法精度に大きく影響
するため、近年の半導体素子製造分野における加工寸法
の微細化には十分対応できていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、ホトリソグラフィー技術により、特に微
細パターンの形成を行う際に、ホトレジスト膜内で照射
光が基板からの反射光と干渉することに起因するパター
ン寸法精度の低下を防止しうるパターン形成方法を提供
することを目的としてなされたものである。
事情のもとで、ホトリソグラフィー技術により、特に微
細パターンの形成を行う際に、ホトレジスト膜内で照射
光が基板からの反射光と干渉することに起因するパター
ン寸法精度の低下を防止しうるパターン形成方法を提供
することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、半導体素
子製造の際のパターン形成において、レジスト材料の光
の干渉に基づく寸法精度低下を防止すべく鋭意研究を重
ねた結果、基板上に設けたホトレジスト膜に、特定の水
溶性膜形成成分、特定の界面活性剤及びアルコール系有
機溶剤を含有する塗布液から成る干渉防止膜を設けたの
ち、活性光線を選択的に照射し、現像することにより、
その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。
子製造の際のパターン形成において、レジスト材料の光
の干渉に基づく寸法精度低下を防止すべく鋭意研究を重
ねた結果、基板上に設けたホトレジスト膜に、特定の水
溶性膜形成成分、特定の界面活性剤及びアルコール系有
機溶剤を含有する塗布液から成る干渉防止膜を設けたの
ち、活性光線を選択的に照射し、現像することにより、
その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明は、基板上に形成された
ホトレジスト膜上に、フッ素原子をもたないアクリル酸
系重合体及びポリビニルピロリドンの中から選ばれた少
なくとも１種の水溶性膜形成成分、フッ素系界面活性剤
及びアルコール系有機溶剤を含有して成る塗布液を塗布
して干渉防止膜を形成させ、次いでこの干渉防止膜を介
してホトレジスト膜に活性光線を選択的に照射したの
ち、直ちにあるいは干渉防止膜を溶解除去後、現像処理
を行うことを特徴とする半導体素子製造用パターン形成
方法を提供するものである。
ホトレジスト膜上に、フッ素原子をもたないアクリル酸
系重合体及びポリビニルピロリドンの中から選ばれた少
なくとも１種の水溶性膜形成成分、フッ素系界面活性剤
及びアルコール系有機溶剤を含有して成る塗布液を塗布
して干渉防止膜を形成させ、次いでこの干渉防止膜を介
してホトレジスト膜に活性光線を選択的に照射したの
ち、直ちにあるいは干渉防止膜を溶解除去後、現像処理
を行うことを特徴とする半導体素子製造用パターン形成
方法を提供するものである。
【０００９】本発明方法のように半導体素子製造の際の
パターン形成における干渉防止膜を形成させるための塗
布液に用いられる水溶性膜形成成分については、水溶性
を有し、かつ照射光に対して透過性を有するもので、
（１）スピン塗布法など慣用的な塗布手段により、均一
な塗膜が形成できる、（２）ホトレジスト膜上に塗膜し
ても、ホトレジスト膜との間に変質層を形成しない、
（３）活性光線を十分に透過でき、吸収係数の小さい透
明性の高い被膜を形成できる、などの特性を有すること
が必要である。
パターン形成における干渉防止膜を形成させるための塗
布液に用いられる水溶性膜形成成分については、水溶性
を有し、かつ照射光に対して透過性を有するもので、
（１）スピン塗布法など慣用的な塗布手段により、均一
な塗膜が形成できる、（２）ホトレジスト膜上に塗膜し
ても、ホトレジスト膜との間に変質層を形成しない、
（３）活性光線を十分に透過でき、吸収係数の小さい透
明性の高い被膜を形成できる、などの特性を有すること
が必要である。
【００１０】本発明方法においては、このような水溶性
膜形成成分として、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアクリルアミド、
Ｎ，Ｎ‐ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、
Ｎ，Ｎ‐ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ‐
メチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、
Ｎ，Ｎ‐ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ
‐ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ‐ジメ
チルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルホリ
ン、アクリル酸などを単量体とするフッ素原子をもたな
いアクリル系重合体又はポリビニルピロリドンが用いら
れる。これらの水溶性膜形成成分は単独で用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
膜形成成分として、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアクリルアミド、
Ｎ，Ｎ‐ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、
Ｎ，Ｎ‐ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ‐
メチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、
Ｎ，Ｎ‐ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ
‐ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ‐ジメ
チルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルホリ
ン、アクリル酸などを単量体とするフッ素原子をもたな
いアクリル系重合体又はポリビニルピロリドンが用いら
れる。これらの水溶性膜形成成分は単独で用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１１】また、フッ素系界面活性剤としては、特に
限定なく用いることができるが、特にアニオンタイプ
で、かつ非金属イオン系のものが好適に使用できる。こ
のアニオンタイプで非金属イオン系のフッ素系界面活性
剤としては、一般式（Ｉ）ＲｆＣＯＯＭ及び一般式（Ｉ
Ｉ）Ｒ′ｆＳＯ3Ｍ［式中Ｒｆ、Ｒ′ｆは炭素原子数２
〜２０の飽和又は不飽和の炭化水素基の水素原子の一部
又は全部をフッ素原子で置き換えたフッ化炭化水素基で
あり、ＭはＨ、ＮＨ4又はＮ（Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4）であり、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立して水素原子又は低
級アルキル基を示す］で表わされるフッ素原子含有化合
物を少なくとも１種含むものを挙げることができ、これ
らフッ素原子含有化合物としては、例えばパーフルオロ
カプリル酸、パーフルオロオクチルスルホン酸、パーフ
ルオロカプリル酸アンモニウム、パーフルオロカプリル
酸テトラメチルアンモニウムなどが挙げられる。また、
実用的にはパーフルオロアルキルスルホン酸アンモニウ
ム塩を含有するフッ素系界面活性剤として市販されてい
るフロラードＦＣ‐９３（３Ｍ社製）などが好適に使用
できる。
限定なく用いることができるが、特にアニオンタイプ
で、かつ非金属イオン系のものが好適に使用できる。こ
のアニオンタイプで非金属イオン系のフッ素系界面活性
剤としては、一般式（Ｉ）ＲｆＣＯＯＭ及び一般式（Ｉ
Ｉ）Ｒ′ｆＳＯ3Ｍ［式中Ｒｆ、Ｒ′ｆは炭素原子数２
〜２０の飽和又は不飽和の炭化水素基の水素原子の一部
又は全部をフッ素原子で置き換えたフッ化炭化水素基で
あり、ＭはＨ、ＮＨ4又はＮ（Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4）であり、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立して水素原子又は低
級アルキル基を示す］で表わされるフッ素原子含有化合
物を少なくとも１種含むものを挙げることができ、これ
らフッ素原子含有化合物としては、例えばパーフルオロ
カプリル酸、パーフルオロオクチルスルホン酸、パーフ
ルオロカプリル酸アンモニウム、パーフルオロカプリル
酸テトラメチルアンモニウムなどが挙げられる。また、
実用的にはパーフルオロアルキルスルホン酸アンモニウ
ム塩を含有するフッ素系界面活性剤として市販されてい
るフロラードＦＣ‐９３（３Ｍ社製）などが好適に使用
できる。
【００１２】さらに、アルコール系有機溶剤はフッ素系
界面活性剤の溶解性を向上させ、膜の均一性を改善させ
ることができるものであって、例えばイソプロピルアル
コール等が挙げられる。
界面活性剤の溶解性を向上させ、膜の均一性を改善させ
ることができるものであって、例えばイソプロピルアル
コール等が挙げられる。
【００１３】前記塗布液は、通常水を含有する溶液の形
で用いられ、水溶性膜形成成分の含有量は０．５〜３０
重量％の範囲にあるのが望ましく、また、フッ素系界面
活性剤の含有量は０．５〜５０重量％の範囲にあるのが
好ましく、アルコール系有機溶剤の含有量は２０重量％
までの範囲で選ぶのがよい。
で用いられ、水溶性膜形成成分の含有量は０．５〜３０
重量％の範囲にあるのが望ましく、また、フッ素系界面
活性剤の含有量は０．５〜５０重量％の範囲にあるのが
好ましく、アルコール系有機溶剤の含有量は２０重量％
までの範囲で選ぶのがよい。
【００１４】さらに、前記塗布液には、塗布膜特性を向
上させるための各種添加剤を、本発明の目的がそこなわ
れない範囲で所望に応じ添加することもできる。
上させるための各種添加剤を、本発明の目的がそこなわ
れない範囲で所望に応じ添加することもできる。
【００１５】本発明方法において用いられるホトレジス
トについては特に制限はなく、通常使用されているもの
の中から任意に選ぶことができ、ポジ型のものでも、ネ
ガ型のものでも、あるいは化学増幅型のものでも限定な
く使用することができるが、好ましいものとしては、感
光性物質と被膜形成物質とから成り、かつアルカリ水溶
液により現像できるものを挙げることができる。
トについては特に制限はなく、通常使用されているもの
の中から任意に選ぶことができ、ポジ型のものでも、ネ
ガ型のものでも、あるいは化学増幅型のものでも限定な
く使用することができるが、好ましいものとしては、感
光性物質と被膜形成物質とから成り、かつアルカリ水溶
液により現像できるものを挙げることができる。
【００１６】特に有利なレジストは、最近の超微細加工
に十分適応しうる諸要求特性を備えたポジ型及びネガ型
ホトレジストである。特にポジ型ホトレジストとしては
キノンジアジド系感光性物質と被膜形成物質とを含む組
成物から成るものが好適である。
に十分適応しうる諸要求特性を備えたポジ型及びネガ型
ホトレジストである。特にポジ型ホトレジストとしては
キノンジアジド系感光性物質と被膜形成物質とを含む組
成物から成るものが好適である。
【００１７】前記感光性物質としては、キノンジアジド
基含有化合物、例えばオルトベンゾキノンアジド、オル
トナフトキノンジアジド、オルトアントラキノンジアジ
ドなどのキノンジアジド類のスルホン酸とフェノール性
水酸基又はアミノ基を有する化合物とを部分若しくは完
全エステル化、又は部分若しくは完全アミド化したもの
が挙げられ、前記のフェノール性水酸基又はアミノ基を
有する化合物としては、例えば２，３，４‐トリヒドロ
キシベンゾフェノン、２，３，４，４′‐テトラヒドロ
キシベンゾフェノン、２，２′，４，４′‐テトラヒド
ロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェ
ノン、あるいは没食子酸アリール、フェノール、ｐ‐メ
トキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノ
ン、ビスフェノールＡ、ナフトール、ピロカテコール、
ピロガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロ
ガロール‐１，３‐ジメチルエーテル、没食子酸、水酸
基を一部残しエステル化又はエーテル化された没食子
酸、アニリン、ｐ‐アミノジフェニルアミンなどが挙げ
られる。そして、特に好ましいキノンジアジド基含有化
合物は、上記したポリヒドロキシベンゾフェノンとナフ
トキン‐１，２‐ジアジド‐５‐スルホニルクロリド又
はナフトキン‐１，２‐ジアジド‐４‐スルホニルクロ
リドとの完全エステル化物や部分エステル化物が好まし
い。
基含有化合物、例えばオルトベンゾキノンアジド、オル
トナフトキノンジアジド、オルトアントラキノンジアジ
ドなどのキノンジアジド類のスルホン酸とフェノール性
水酸基又はアミノ基を有する化合物とを部分若しくは完
全エステル化、又は部分若しくは完全アミド化したもの
が挙げられ、前記のフェノール性水酸基又はアミノ基を
有する化合物としては、例えば２，３，４‐トリヒドロ
キシベンゾフェノン、２，３，４，４′‐テトラヒドロ
キシベンゾフェノン、２，２′，４，４′‐テトラヒド
ロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェ
ノン、あるいは没食子酸アリール、フェノール、ｐ‐メ
トキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノ
ン、ビスフェノールＡ、ナフトール、ピロカテコール、
ピロガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロ
ガロール‐１，３‐ジメチルエーテル、没食子酸、水酸
基を一部残しエステル化又はエーテル化された没食子
酸、アニリン、ｐ‐アミノジフェニルアミンなどが挙げ
られる。そして、特に好ましいキノンジアジド基含有化
合物は、上記したポリヒドロキシベンゾフェノンとナフ
トキン‐１，２‐ジアジド‐５‐スルホニルクロリド又
はナフトキン‐１，２‐ジアジド‐４‐スルホニルクロ
リドとの完全エステル化物や部分エステル化物が好まし
い。
【００１８】また、被膜形成物質としては、例えばフェ
ノール、クレゾール、キシレノールなどとアルデヒド類
とから得られるノボラック樹脂、アクリル樹脂、スチレ
ンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重
合体、ポリビニルヒドロキシベンゾエート、ポリビニル
ヒドロキシベンザルなどのアルカリ可溶性樹脂が有効で
ある。特に好ましいポジ型ホトレジストとしては、被膜
形成物質としてクレゾールやキシレノールの単独又は混
合物とアルデヒド類から合成されるノボラック系樹脂を
用いたものであり、低分子量域をカットした重量平均分
子量が２０００〜２００００、好ましくは５０００〜１
５０００の範囲のものが好適である。
ノール、クレゾール、キシレノールなどとアルデヒド類
とから得られるノボラック樹脂、アクリル樹脂、スチレ
ンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重
合体、ポリビニルヒドロキシベンゾエート、ポリビニル
ヒドロキシベンザルなどのアルカリ可溶性樹脂が有効で
ある。特に好ましいポジ型ホトレジストとしては、被膜
形成物質としてクレゾールやキシレノールの単独又は混
合物とアルデヒド類から合成されるノボラック系樹脂を
用いたものであり、低分子量域をカットした重量平均分
子量が２０００〜２００００、好ましくは５０００〜１
５０００の範囲のものが好適である。
【００１９】前記ポジ型ホトレジストにおいては前記し
た感光性物質が、被膜形成物質１００重量部に対して、
１０〜４０重量部、好ましくは１５〜３０重量部の範囲
で配合されたものが好ましく用いられる。
た感光性物質が、被膜形成物質１００重量部に対して、
１０〜４０重量部、好ましくは１５〜３０重量部の範囲
で配合されたものが好ましく用いられる。
【００２０】また、ネガ型ホトレジストについては特に
制限はなく、従来ネガ型ホトレジストとして公知のもの
はすべて使用することができるが、微細パターン形成用
のネガ型ホトレジストとして用いられるバインダー、酸
発生剤及びベースポリマーの３成分を含有してなる化学
増幅型のネガ型ホトレジストが好ましい。
制限はなく、従来ネガ型ホトレジストとして公知のもの
はすべて使用することができるが、微細パターン形成用
のネガ型ホトレジストとして用いられるバインダー、酸
発生剤及びベースポリマーの３成分を含有してなる化学
増幅型のネガ型ホトレジストが好ましい。
【００２１】本発明方法においては、先ずシリコンウエ
ハーなどの基板上に、ホトレジスト膜を形成したのち、
前記のようにして調製された塗布液をスピンナー法によ
りホトレジスト膜上に塗布し、次いで加熱処理を施すこ
とで、ホトレジスト膜上に干渉防止膜を形成させる。こ
の場合、加熱処理は必ずしも必要な処理ではなく、均一
性に優れた良好な塗膜が塗布するだけで得られる場合に
は行わなくてもよい。次いで、紫外線、遠紫外線（エキ
シマレーザーを含む）などの活性光線を縮小投影露光装
置を用いて、干渉防止膜を介してホトレジスト膜に選択
的に照射したのち、現像処理を施すことで、シリコンウ
エハー上にレジストパターンを形成する。該干渉防止膜
は活性光線の干渉作用を効果的に低減させるための最適
膜厚を有し、この最適膜厚は、式 λ／４ｎ （式中：λは使用する活性光線の波長、ｎは干渉防止膜
の屈折率を示す） の奇数倍である。例えば屈折率１．２９の干渉防止膜で
あれば、紫外線（ｇ線）に対しては８５ｎｍの奇数倍、
紫外線（ｉ線）に対しては７１ｎｍの奇数倍、また遠紫
外線（エキシマレーザー）に対しては４８ｎｍの奇数倍
がそれぞれ活性光線に対する最適膜厚であり、それぞれ
の最適膜厚のプラスマイナス５ｎｍの範囲が好ましい。
また、該干渉防止膜はホトレジスト膜の現像処理と同時
に除去することも可能であるが、完全に除去させるため
には現像処理前に、干渉防止膜を剥離処理することが好
ましい。この剥離処理は、例えばスピンナーによりシリ
コンウエハーを回転させながら、干渉防止膜を溶解する
溶剤を塗布することで干渉防止膜のみを完全に除去する
ことができる。干渉防止膜を除去する溶剤としては界面
活性剤を配合した水溶液を使用することができる。この
ように、レジストパターンを、基板上に形成されたホト
レジスト膜上に、水溶性膜形成成分、フッ素系界面活性
剤及びアルコール系有機溶剤を含有して成る塗布液を塗
布して干渉防止膜を形成させ、次いでこの干渉防止膜を
介してホトレジスト膜に活性光線を選択的に照射して画
像形成露光処理を行い、場合により干渉防止膜を溶解除
去したのち、現像処理を行うことにより形成させること
ができ、このようなレジストパターン形成方法において
露光処理後、干渉防止膜の溶解除去を行う場合には、露
光後、干渉防止膜の溶解除去前にベーク処理を行うのが
好ましい。
ハーなどの基板上に、ホトレジスト膜を形成したのち、
前記のようにして調製された塗布液をスピンナー法によ
りホトレジスト膜上に塗布し、次いで加熱処理を施すこ
とで、ホトレジスト膜上に干渉防止膜を形成させる。こ
の場合、加熱処理は必ずしも必要な処理ではなく、均一
性に優れた良好な塗膜が塗布するだけで得られる場合に
は行わなくてもよい。次いで、紫外線、遠紫外線（エキ
シマレーザーを含む）などの活性光線を縮小投影露光装
置を用いて、干渉防止膜を介してホトレジスト膜に選択
的に照射したのち、現像処理を施すことで、シリコンウ
エハー上にレジストパターンを形成する。該干渉防止膜
は活性光線の干渉作用を効果的に低減させるための最適
膜厚を有し、この最適膜厚は、式 λ／４ｎ （式中：λは使用する活性光線の波長、ｎは干渉防止膜
の屈折率を示す） の奇数倍である。例えば屈折率１．２９の干渉防止膜で
あれば、紫外線（ｇ線）に対しては８５ｎｍの奇数倍、
紫外線（ｉ線）に対しては７１ｎｍの奇数倍、また遠紫
外線（エキシマレーザー）に対しては４８ｎｍの奇数倍
がそれぞれ活性光線に対する最適膜厚であり、それぞれ
の最適膜厚のプラスマイナス５ｎｍの範囲が好ましい。
また、該干渉防止膜はホトレジスト膜の現像処理と同時
に除去することも可能であるが、完全に除去させるため
には現像処理前に、干渉防止膜を剥離処理することが好
ましい。この剥離処理は、例えばスピンナーによりシリ
コンウエハーを回転させながら、干渉防止膜を溶解する
溶剤を塗布することで干渉防止膜のみを完全に除去する
ことができる。干渉防止膜を除去する溶剤としては界面
活性剤を配合した水溶液を使用することができる。この
ように、レジストパターンを、基板上に形成されたホト
レジスト膜上に、水溶性膜形成成分、フッ素系界面活性
剤及びアルコール系有機溶剤を含有して成る塗布液を塗
布して干渉防止膜を形成させ、次いでこの干渉防止膜を
介してホトレジスト膜に活性光線を選択的に照射して画
像形成露光処理を行い、場合により干渉防止膜を溶解除
去したのち、現像処理を行うことにより形成させること
ができ、このようなレジストパターン形成方法において
露光処理後、干渉防止膜の溶解除去を行う場合には、露
光後、干渉防止膜の溶解除去前にベーク処理を行うのが
好ましい。
【００２２】
【発明の効果】本発明方法は、リソグラフィー技術にお
ける干渉作用を低減する作用に優れ、結果としてパター
ン寸法精度の優れたレジストパターンを形成することが
でき、また干渉作用の低減作用が優れることから従来十
分な効果が得られなかった微細パターンの形成において
も寸法精度が低下することがないという半導体素子の製
造分野において、極めて実用性に優れた効果を奏する。
ける干渉作用を低減する作用に優れ、結果としてパター
ン寸法精度の優れたレジストパターンを形成することが
でき、また干渉作用の低減作用が優れることから従来十
分な効果が得られなかった微細パターンの形成において
も寸法精度が低下することがないという半導体素子の製
造分野において、極めて実用性に優れた効果を奏する。
【００２３】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
【００２４】実施例１ クレゾールノボラック樹脂とナフトキンジアジド化合物
を含有して成るポジ型ホトレジストであるＴＨＭＲ‐ｉ
Ｐ３０００（東京応化工業社製）を、１１枚の６インチ
シリコンウエハー上にスピンナー法により回転数をそれ
ぞれ変えて塗布し、ホットプレート上で９０℃、９０秒
間乾燥することで、ホトレジスト膜厚が０．９４〜１．
１０μｍの範囲のシリコンウエハーを得た。
を含有して成るポジ型ホトレジストであるＴＨＭＲ‐ｉ
Ｐ３０００（東京応化工業社製）を、１１枚の６インチ
シリコンウエハー上にスピンナー法により回転数をそれ
ぞれ変えて塗布し、ホットプレート上で９０℃、９０秒
間乾燥することで、ホトレジスト膜厚が０．９４〜１．
１０μｍの範囲のシリコンウエハーを得た。
【００２５】次いで、１１枚のシリコンウエハー上に形
成されたホトレジスト膜の上に、１０重量％ポリビニル
ピロリドン水溶液２４ｇに、水７３重量％とイソプロピ
ルアルコール２７重量％とから成る溶媒にパーフルオロ
アルキルスルホン酸アンモニウム塩が２６重量％含有さ
れた溶液（３Ｍ社製、フロラードＦＣ‐９３）を２７ｇ
配合したのち、純水を加えて全体を２００ｇとして調製
した塗布液を塗布し、９０℃、９０秒間乾燥すること
で、膜厚約６５０Åの干渉防止膜を形成した。その後、
縮小投影露光装置ＮＳＲ１７５５ｉ７Ａ（ニコン社製）
を使用して露光したのち、ホットプレート上で１１０
℃、９０秒間のベーク処理を行い、２．３８重量％テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて、２３℃
で６５秒間パドル現像処理したのち、純水にて３０秒間
洗浄することでホトレジストパターンを形成した。
成されたホトレジスト膜の上に、１０重量％ポリビニル
ピロリドン水溶液２４ｇに、水７３重量％とイソプロピ
ルアルコール２７重量％とから成る溶媒にパーフルオロ
アルキルスルホン酸アンモニウム塩が２６重量％含有さ
れた溶液（３Ｍ社製、フロラードＦＣ‐９３）を２７ｇ
配合したのち、純水を加えて全体を２００ｇとして調製
した塗布液を塗布し、９０℃、９０秒間乾燥すること
で、膜厚約６５０Åの干渉防止膜を形成した。その後、
縮小投影露光装置ＮＳＲ１７５５ｉ７Ａ（ニコン社製）
を使用して露光したのち、ホットプレート上で１１０
℃、９０秒間のベーク処理を行い、２．３８重量％テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて、２３℃
で６５秒間パドル現像処理したのち、純水にて３０秒間
洗浄することでホトレジストパターンを形成した。
【００２６】そして、それぞれ１１枚のシリコンウエハ
ー上に同一露光量で形成された０．４５μｍのラインパ
ターン寸法とホトレジスト膜厚との関係について、縦軸
に０．４５μｍラインパターンの寸法変動、横軸にホト
レジスト膜厚をプロットして得られたグラフを図１に示
したところ、寸法変動の最大値は約０．０３μｍであっ
た。
ー上に同一露光量で形成された０．４５μｍのラインパ
ターン寸法とホトレジスト膜厚との関係について、縦軸
に０．４５μｍラインパターンの寸法変動、横軸にホト
レジスト膜厚をプロットして得られたグラフを図１に示
したところ、寸法変動の最大値は約０．０３μｍであっ
た。
【００２７】比較例１ 実施例１で使用した干渉防止膜形成塗布液において、フ
ッ素系界面活性剤を使用しない以外は、実施例１と同様
な操作によりホトレジストパターンを形成し、同様に
０．４５μｍのラインパターン寸法とホトレジスト膜厚
との関係について調べ、グラフを図２に示したところ、
寸法変動の最大値は約０．１０μｍであった。
ッ素系界面活性剤を使用しない以外は、実施例１と同様
な操作によりホトレジストパターンを形成し、同様に
０．４５μｍのラインパターン寸法とホトレジスト膜厚
との関係について調べ、グラフを図２に示したところ、
寸法変動の最大値は約０．１０μｍであった。
【００２８】実施例２ バインダーと酸発生剤とベースポリマーの３成分から成
る化学増幅型のネガ型ホトレジストであるＴＨＭＲ‐ｉ
Ｎ２００（東京応化工業社製）を、９枚の６インチシリ
コンウエハー上にスピンナー法により回転数をそれぞれ
変えて塗布し、ホットプレート上で、９０℃、９０秒間
乾燥することで、ホトレジスト膜厚が０．９３〜１．０
３μｍの範囲のシリコンウエハーを得た。
る化学増幅型のネガ型ホトレジストであるＴＨＭＲ‐ｉ
Ｎ２００（東京応化工業社製）を、９枚の６インチシリ
コンウエハー上にスピンナー法により回転数をそれぞれ
変えて塗布し、ホットプレート上で、９０℃、９０秒間
乾燥することで、ホトレジスト膜厚が０．９３〜１．０
３μｍの範囲のシリコンウエハーを得た。
【００２９】次いで、９枚のシリコンウエハー上に形成
されたホトレジスト膜の上に、実施例１と同様にして干
渉防止膜を形成し、さらに同様の操作によりホトレジス
トパターンを形成した。
されたホトレジスト膜の上に、実施例１と同様にして干
渉防止膜を形成し、さらに同様の操作によりホトレジス
トパターンを形成した。
【００３０】そして、それぞれ９枚のシリコンウエハー
上に同一露光量で形成された０．４５μｍのラインパタ
ーン寸法とホトレジスト膜厚との関係について、縦軸に
０．４５μｍラインパターンの寸法変動、横軸にホトレ
ジスト膜厚をプロットして得られたグラフを図３に示し
たところ、寸法変動の最大値は約０．０７μｍであっ
た。
上に同一露光量で形成された０．４５μｍのラインパタ
ーン寸法とホトレジスト膜厚との関係について、縦軸に
０．４５μｍラインパターンの寸法変動、横軸にホトレ
ジスト膜厚をプロットして得られたグラフを図３に示し
たところ、寸法変動の最大値は約０．０７μｍであっ
た。
【００３１】比較例２ 実施例２で使用した干渉防止膜形成塗布液を使用しない
以外は、実施例２と同様の操作によりホトレジストパタ
ーンを形成し、同様に０．４５μｍのラインパターン寸
法とホトレジスト膜厚との関係について調べ、グラフを
図４に示したところ、寸法変動の最大値は約０．１７μ
ｍであった。
以外は、実施例２と同様の操作によりホトレジストパタ
ーンを形成し、同様に０．４５μｍのラインパターン寸
法とホトレジスト膜厚との関係について調べ、グラフを
図４に示したところ、寸法変動の最大値は約０．１７μ
ｍであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１で得たホトレジストについての膜厚
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
【図２】 比較例１で得たホトレジストについての膜厚
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
【図３】 実施例２で得たホトレジストについての膜厚
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
【図４】 比較例２で得たホトレジストについての膜厚
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
とラインパターンの寸法変動との関係を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 寿昌 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−249255（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−249257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−38821（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−222409（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51523（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/11 G03F 7/004 H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に形成されたホトレジスト膜上
に、フッ素原子をもたないアクリル酸系重合体及びポリ
ビニルピロリドンの中から選ばれた少なくとも１種の水
溶性膜形成成分、フッ素系界面活性剤及びアルコール系
有機溶剤を含有して成る塗布液を塗布して干渉防止膜を
形成させ、次いでこの干渉防止膜を介してホトレジスト
膜に活性光線を選択的に照射したのち、現像処理を行う
ことを特徴とする半導体素子製造用パターン形成方法。 - 【請求項２】 基板上に形成されたホトレジスト膜上
に、フッ素原子をもたないアクリル酸系重合体及びポリ
ビニルピロリドンの中から選ばれた少なくとも１種の水
溶性膜形成成分、フッ素系界面活性剤及びアルコール系
有機溶剤を含有して成る塗布液を塗布して干渉防止膜を
形成させ、次いでこの干渉防止膜を介してホトレジスト
膜に活性光線を選択的に照射して画像形成露光処理を行
い、干渉防止膜を溶解除去したのち、現像処理を行うこ
とを特徴とする半導体素子製造用パターン形成方法。 - 【請求項３】 露光処理後、干渉防止膜の溶解除去前に
ベーク処理を行う請求項２記載の半導体素子製造用パタ
ーン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32761092A JP3192505B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 半導体素子製造用パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32761092A JP3192505B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 半導体素子製造用パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148896A JPH06148896A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3192505B2 true JP3192505B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=18200982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32761092A Expired - Lifetime JP3192505B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 半導体素子製造用パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192505B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100258494B1 (ko) * | 1992-06-02 | 2000-06-15 | 미우라 아끼라 | 레지스트 표면 반사 방지막 형성 조성물 및 패턴 형성방법 |
| JPH06273926A (ja) * | 1993-03-23 | 1994-09-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 反射防止膜材料 |
| JP3630471B2 (ja) * | 1995-05-08 | 2005-03-16 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． | リソグラフィーにおける性能向上用塗布組成物および当該塗布組成物を使用したパターン形成方法 |
| TW337591B (en) * | 1996-04-15 | 1998-08-01 | Shinetsu Chem Ind Co | Anti-reflection coating material |
| JP3384534B2 (ja) * | 1996-04-15 | 2003-03-10 | 信越化学工業株式会社 | 反射防止膜材料 |
| JP3694703B2 (ja) * | 1996-04-25 | 2005-09-14 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | 反射防止コーティング用組成物 |
| JPH1184640A (ja) * | 1997-09-05 | 1999-03-26 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 反射防止膜形成用塗布液 |
| JP2001023893A (ja) | 1999-07-12 | 2001-01-26 | Nec Corp | フォトレジストパターンの形成方法 |
| JP2001281874A (ja) | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | リソグラフィー用反射防止膜形成用組成物およびこれを用いたレジスト積層体 |
| JP3320402B2 (ja) * | 2000-06-26 | 2002-09-03 | クラリアント ジャパン 株式会社 | 現像欠陥防止プロセス及び材料 |
| JP2002184673A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レジストパターン形成方法 |
| US20030008968A1 (en) | 2001-07-05 | 2003-01-09 | Yoshiki Sugeta | Method for reducing pattern dimension in photoresist layer |
| JP3914468B2 (ja) * | 2002-06-21 | 2007-05-16 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | 現像欠陥防止プロセスおよびそれに用いる組成物 |
| JP3851594B2 (ja) | 2002-07-04 | 2006-11-29 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | 反射防止コーティング用組成物およびパターン形成方法 |
| CN101080674B (zh) * | 2004-12-03 | 2013-09-18 | 捷时雅株式会社 | 形成抗反射薄膜的组合物，层状产品，和抗蚀剂图案的形成方法 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP32761092A patent/JP3192505B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06148896A (ja) | 1994-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100333565B1 (ko) | 레지스트조성물및레지스트패턴의형성방법 | |
| US5783362A (en) | Liquid coating composition for use in forming photoresist coating films and a photoresist material using said composition | |
| EP0851305B1 (en) | Rinsing and stripping process for lithography | |
| JP3192505B2 (ja) | 半導体素子製造用パターン形成方法 | |
| JPH08179509A (ja) | 反射防止組成物及びレジストパターン形成方法 | |
| JP2878150B2 (ja) | レジスト用塗布液およびこれを用いたレジスト材料 | |
| JP3287057B2 (ja) | レジスト組成物 | |
| US6132928A (en) | Coating solution for forming antireflective coating film | |
| JP3827762B2 (ja) | 反射防止組成物及びレジストパターン形成方法 | |
| JP3224602B2 (ja) | 感光性基材及びそれを用いたレジストパターン形成方法 | |
| US5234789A (en) | Polylactide compounds as sensitivity enhancers for radiation sensitive mixtures containing o-quinonediazide photoactive compounds | |
| WO2001035167A1 (en) | Composition for antireflection coating | |
| JP3282284B2 (ja) | 感光性組成物の処理方法 | |
| JP3491978B2 (ja) | 表面反射防止塗布組成物 | |
| US6416930B2 (en) | Composition for lithographic anti-reflection coating, and resist laminate using the same | |
| JPH0210348A (ja) | ポジ型感光性組成物及びレジストパターンの形成方法 | |
| CN1227637A (zh) | 含2,4－二硝基－1－萘酚的正性光刻胶组合物 | |
| JP5630181B2 (ja) | ネガ型レジスト組成物、当該レジスト組成物を用いたレリーフパターンの製造方法及びフォトマスクの製造方法 | |
| JP3781471B2 (ja) | 反射防止組成物及びこれを用いる感光膜の形成方法 | |
| JPH03249654A (ja) | ポジ型放射線感応性組成物及びこれを用いたパタン形成方法 | |
| JPH08305024A (ja) | リソグラフィーにおける性能向上用塗布組成物および当該塗布組成物を使用したパターン形成方法 | |
| JP3053957B2 (ja) | ナフトキノンジアジドスルホン酸混合エステルを含む組成物およびそれを使用して製造した放射感応性記録材料 | |
| JP3468929B2 (ja) | ポジ型ホトレジスト組成物 | |
| JPH05241332A (ja) | レジスト材料 | |
| WO2001022170A1 (fr) | Procede de formation d'un motif de resist presentant une resistance amelioree a la gravure seche |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525 Year of fee payment: 12 |