パターン形成方法
【課題】現像欠陥の発生を抑制できるパターン形成方法を提供すること。
【解決手段】パターン形成方法は、基板１上にレジストパターンとなるレジスト膜２を形成する。レジスト膜２に第１の光６を照射してレジスト膜２に対してパターン露光を行う。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行ったレジスト膜２に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記パターン露光を行ったレジスト膜２に第２の光１０を照射してレジスト膜２の表面に対して改質処理を行う。
【解決手段】パターン形成方法は、基板１上にレジストパターンとなるレジスト膜２を形成する。レジスト膜２に第１の光６を照射してレジスト膜２に対してパターン露光を行う。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行ったレジスト膜２に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記パターン露光を行ったレジスト膜２に第２の光１０を照射してレジスト膜２の表面に対して改質処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造に使用されるパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化に伴い、回路パターンの線幅の縮小化が求められている。このような縮小化の要求に対応するべくリソグラフィ技術では、レジストの露光に用いる光の波長をより短波長にすることで対応している。ｈｐ２２ｎｍ以降のリソグラフィ技術においては、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光と呼ばれる波長領域の露光光を用いることが検討されている。ＥＵＶ光を用いれば、従来の露光プロセス（例えば、ＡｒＦ液浸露光プロセス）では、達成できなかったパターン幅やパターンピッチの縮小化にも対応可能と考えられている。
【０００３】
ＥＵＶ光を用いた露光プロセス（ＥＵＶ露光プロセス）で使用されるレジスト材料は、生産性向上の面から高感度が求められる。そのため、ＥＵＶ露光プロセスで使用されるレジスト材料は、ＰＡＧ（光酸発生剤）やアミン（Quencher）など、ＡｒＦ液浸露光プロセスに用いられているレジスト材料よりも多くの添加剤を含んでいる。
【０００４】
ＰＡＧやアミンなどの分解物は現像液に溶けにくい。そのため、ＥＵＶ露光プロセスの現像工程においては、上記分解物を核として、レジスト膜の表面や、レジスト膜の下層と基板との界面に、多数の欠陥（現像欠陥）が発生する。
【０００５】
このようにＥＵＶ露光プロセスは、従来の露光プロセスに比べて、基本的なリソグラフィ性能（感度、解像性、ライン幅ラフネス（LWR: Line Width Roughness））は高いが、現像欠陥の点で課題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７７０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、レジスト膜の現像時における欠陥の発生を抑制できるパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のパターン形成方法は以下を含む。基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する。前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に第２の光を照射して前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う。
【０００９】
実施形態のパターン形成方法は以下を含む。基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する。前記レジスト膜上に樹脂層を形成する。前記樹脂層を介して前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う。
【００１０】
実施形態のパターン形成方法は以下を含む。基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する。前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う。前記パターン露光を行った前記レジスト膜上に樹脂層を形成する。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図２】図２は、図１に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図３】図３は、図２に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図４】図４は、図３に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図５】図５は、図４に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図６】図６は、第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図７】図７は、図６に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図８】図８は、図７に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図９】図９は、図８に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１０】図１０は、図９に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１２】図１２は、図１１に続く第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に続く第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１−図５は、第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【００１４】
［図１］
半導体基板を含む基板１上にレジスト膜２を形成する。半導体基板は、例えば、３００ｍｍ径のシリコンウェハである。本実施形態ではレジスト膜２はポジ型とするが、ネガ型でも構わない。
【００１５】
レジスト膜２は、パターン形成のために使用される露光光（本実施形態では波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第１の酸発生剤）３を含む。第１の酸発生剤３はレジスト膜２内に一様に分布する。第１の酸発生剤３は、例えば、パラトルエンスルフォン酸トリフェニルスルフォニウムである。
【００１６】
レジスト膜２は、さらに、ＰＥＢ（ポスト・エキスポージャー・ベーク）に使用されるフラッシュランプの光（本実施形態では波長が約３００ｎｍ−１１００ｎｍｎｍの範囲に含まれる光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第２の酸発生剤）４を含む。第２の酸発生剤４はレジスト膜２の表面部分（表層）に偏在して分布する。第２の酸発生剤４は、例えば、パーフルオロプロパンスルホン酸トリフェニルスルフォニウムである。
【００１７】
［図２］
レジスト膜２にＥＵＶ光５（第１の光）を照射する（パターン露光）。以下、光が照射される側のレジスト膜２の表面を主面と呼ぶ。ＥＵＶ光５は図示しないＥＵＶマスク（反射型）で反射したＥＵＶ光である。したがって、ＥＵＶ光５はレジスト膜２の主面の一部に選択的に照射される。ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２中の酸発生剤３はＥＵＶ光５と反応して酸を発生する。したがって、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜から選択的に酸が発生する。
【００１８】
［図３］
フラッシュランプ６を用いてレジスト膜２の主面に光（ランプ光）７（第２の光）を照射する（ＰＥＢ）。ＥＵＶ光５はレジスト膜の主面の一部にしか照射されないが、ランプ光７はレジスト膜の主面の全体に照射される。フラッシュランプ６は、例えば、キセノンフラッシュランプである。フラッシュランプ６による加熱は、レジスト膜２の表面温度がレジスト膜２のガラス転移温度（一般的には１８０度以下）となるように制御する必要がある。レジスト膜２の表面温度を制御するために、レジスト膜２とフラッシュランプ６との間にフィルタを挟んでも構わない。
【００１９】
フラッシュランプによる加熱（ＰＥＢ）は、数十μｍ秒から数ｍ秒の間に終了する。このＰＥＢにより、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２では、酸発生剤３から発生した酸によってレジスト樹脂を構成するポリマーの溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２は、現像液に溶解する構造に変化する。
【００２０】
また、ランプ光７が照射されたレジスト膜２の表面部分に偏在する酸発生剤４は、ランプ光７と反応して酸を発生する。この発生した酸によってレジスト膜２の表面部分のレジスト樹脂の溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ランプ光７が照射された部分のレジスト膜２の極薄い表面部分（極表層）は、現像液に溶解する構造に変化する（改質処理）。このように本実施形態のフラッシュランプによる加熱は、本来のＰＥＢの役割の他に、レジスト膜２を改質するための改質処理の役割も兼ねている。
【００２１】
フラッシュランプによる加熱の終了後、クリーニングプレートにてレジスト膜２が形成された基板１を移動し、これら１，２を常温まで冷却する。
【００２２】
［図４］
常温まで冷却された後、基板１上のレジスト膜２に、２．３８重量％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を供給することにより、現像処理を行う。
【００２３】
上記現像処理によって、レジスト膜２のうち、ＥＵＶ光５が照射された部分は選択的に除去されて、基板１上に形成するべきパターンに対応した開口部を含むレジスト膜（レジストパターン）２が得られる。
【００２４】
また、上記現像処理によって、レジスト膜２の極表層（ランプ光７が照射された部分）は溶解する。そのため、レジスト膜２のうち、ＥＵＶ光５が照射されなかった部分においてはその極表層が溶解し、親水性の表面が露出する。これにより、表面が親水性のレジストパターン２が得られる。親水性の指標となるレジスト表層の水に対する接触角は、レジスト膜２の形成後は７０度以上であったが、現像処理後は４５度であった。これらの値（７０度、４５度）は一例であって、一般に、レジスト膜形成後の接触角は６５度以上であるが、実施形態によれば、現像処理後の接触角を５５度以下にできる。
【００２５】
酸発生剤３，４やレジスト膜２からはずれた溶解抑制基（保護基）などの溶解性生物を核とする溶解性生物（レジスト欠陥の原因）は、レジスト膜２の親水性の表面には付着しにくい。したがって、本実施形態によれば、レジスト膜２の現像時におけるレジスト欠陥の発生を抑制でき、その結果として、歩留まりの向上を図れるようになる。
【００２６】
また、フラッシュランプ６を用いてＰＥＢを行うことにより、加熱時間を短くすることができるので、酸発生剤３から発生する酸化の拡散長を短くできる。しかも、本実施形態の場合、ＰＥＢ後に基板１およびレジスト膜２を冷却しているので、酸化の拡散長を効果的に短くできる。その結果、レジストパターン２の解像性能およびＬＷＲは改善される。
【００２７】
かくして本実施形態によれば、レジストパターンの解像性能およびＬＷＲを改善しながら（高解像度、低ＬＷＲ）、現像欠陥を低減することが可能となる。
【００２８】
［図５］
図４の工程の後は周知の工程が続く。すなわち、レジストパターン２をマスクにして基板１がエッチングされ、微細パターンが形成される。
【００２９】
ここで、レジストパターン２の下地（基板１の最上層）がポリシリコン膜や金属膜の場合、微細な電極パターンや配線パターンなどが形成される。レジストパターン２の下地（基板１の最上層）が絶縁膜の場合、微細なコンタクトホールパターンやゲート絶縁膜などが形成される。レジストパターン２の下地が半導体基板の場合、微細な素子分離溝（ＳＴＩ）などが形成される。
【００３０】
以上述べたレジストの塗布、レジストパターンの形成、基板のエッチングを繰り返して必要な微細パターンを形成し、半導体装置を製造する。
【００３１】
（第２の実施形態）
図６−図１０は、第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【００３２】
なお、以下の図において、既出の図と対応する部分には既出の図と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
【００３３】
［図６］
基板１上にレジスト膜２ａを形成する。レジスト膜２ａは塗布装置を用いて形成する。レジスト膜２ａは、パターン形成のために使用される露光光（本実施形態では波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第１の酸発生剤）３を含む。第１の酸発生剤３はレジスト膜２ａ内に一様に分布する。
【００３４】
レジスト膜２ａ上に樹脂層２０を形成する。樹脂層２０は、添加剤として、ＰＥＢに使用されるフラッシュランプの光（本実施形態では波長が約３００ｎｍ−１１００ｎｍｎｍの範囲に含まれる光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第２の酸発生剤）４を含む。第２の酸発生剤４は樹脂層２０内に一様に分布する。樹脂層２０は、レジスト膜２ａを現像する時に使用される現像液で溶解する。樹脂層２０の材料は、例えば、ポリヒドロキシスチレンをベースとした樹脂やメタクリル樹脂をベースとした樹脂である。
【００３５】
［図７］
樹脂層２０を介してレジスト膜２ａにＥＵＶ光５を照射する（パターン露光）。以下、光が照射される側のレジスト膜２ａおよび樹脂層２０の表面を主面と呼ぶ。ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａ中の第１の酸発生剤３はＥＵＶ光５と反応して酸を発生する。したがって、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａから選択的に酸が発生する。
【００３６】
［図８］
フラッシュランプ６を用いてレジスト膜２ａおよび樹脂層２０の主面にランプ光７を照射する（ＰＥＢ）。フラッシュランプ６による加熱は、レジスト膜２ａの表面温度がレジスト膜２ａのガラス転移温度（一般的には１８０度以下）となるように制御する必要がある。レジスト膜２ａの表面温度を制御するために、レジスト膜２ａとフラッシュランプ６との間にフィルタを挟んでも構わない。
【００３７】
フラッシュランプによる加熱（ＰＥＢ）は、数十μｍ秒から数ｍ秒の間に終了する。このＰＥＢにより、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａでは、酸発生剤３から発生した酸によってレジスト樹脂を構成するポリマーの溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａは、現像液に溶解する構造に変化する。
【００３８】
また、樹脂層２０中の酸発生剤４はランプ光７と反応して酸を発生する。この発生した酸がレジスト膜２ａの表面部分に接することにより、レジスト膜２ａの表面部分のレジスト樹脂の溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ランプ光７が照射された部分のレジスト膜２の極薄い表面部分（極表層）は、現像液に溶解する構造に変化する（改質処理）。
【００３９】
フラッシュランプによる加熱後、クリーニングプレートにてレジスト膜２ａおよび樹脂層２０が形成された基板１を移動し、これら１，２ａ，２０を常温まで冷却する。
【００４０】
［図９］
常温まで冷却された後、基板１上のレジスト膜２ａおよび樹脂層２０に、２．３８重量％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を供給することにより、現像処理を行う。
【００４１】
上記現像処理によって、樹脂層２０は溶解するとともに、レジスト膜２ａのうち、ＥＵＶ光５が照射された部分は選択的に除去されることにより、レジストパターン２ａが形成される。
【００４２】
また、上記現像処理によって、レジスト膜２ａの極表層（改質処理された部分）は溶解する。そのため、レジスト膜２ａのうち、ＥＵＶ光５が照射されなかった部分においてはその極表層が溶解し、親水性の表面が露出する。これにより、表面が親水性のレジストパターン２ａが得られる。親水性の指標となるレジスト表層の水に対する接触角は、レジスト膜２の形成後は７０度以上であったが、現像処理後は４５度であった。これらの値（７０度、４５度）は一例であって、一般に、レジスト膜形成後の接触角は６５度以上であるが、実施形態によれば、現像処理後の接触角を５５度以下にできる。
【００４３】
酸発生剤３，４やレジスト膜２ａからはずれた溶解抑制基（保護基）などの溶解性生物を核とする溶解性生物（レジスト欠陥の原因）は、レジスト膜２ａの親水性の表面には付着しにくい。したがって、本実施形態によれば、レジスト膜２ａの現像時におけるレジスト欠陥の発生を抑制でき、その結果として、歩留まりの向上を図れるようになる。
【００４４】
また、フラッシュランプ６を用いてＰＥＢを行うことにより、加熱時間を短くすることができるので、酸発生剤３から発生する酸化の拡散長を短くできる。しかも、本実施形態の場合、ＰＥＢ後に基板１、レジスト膜２ａおよび樹脂層２０を冷却しているので、酸化の拡散長を効果的に短くできる。その結果、レジストパターン２ａの解像性能およびＬＷＲは改善される。
【００４５】
かくして本実施形態によれば、レジストパターンの解像性能およびＬＷＲを改善しながら（高解像度、低ＬＷＲ）、現像欠陥を低減することが可能となる。
【００４６】
［図１０］
図９の工程の後は周知の工程が続く。すなわち、レジストパターン２ａをマスクにして基板１がエッチングされ、微細パターンが形成される。
【００４７】
以上述べたレジストの塗布、レジストパターンの形成、基板のエッチングを繰り返して必要な微細パターンを形成し、半導体装置を製造する。
【００４８】
（第３の実施形態）
図１１−図１３は、第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、ＥＵＶ露光後、かつ、ＰＥＢ前に、樹脂層２０を形成することにある。
【００４９】
［図１１］
半導体基板を含む基板１上にレジスト膜２ａを形成する。
【００５０】
［図１２］
レジスト膜２ａにＥＵＶ光５を照射する（パターン露光）。ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａ中の第１の酸発生剤３はＥＵＶ光５と反応して酸を発生する。したがって、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａから選択的に酸が発生する。
【００５１】
［図１３］
レジスト膜２ａ上に樹脂層２０を形成する。
【００５２】
その後、第２の実施形態の図８の工程（ＰＥＢ）、図９の工程（現像）および図１０の工程（エッチング）の工程が行われる。
【００５３】
本実施形態でも第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
なお、第１−第３の実施形態では、フラッシュランプを用いてＰＥＢを行ったが、ハロゲンランプやＣＯ2 レーザーなど、ＥＵＶより長い波長の光源を持つランプやレーザーを用いてＰＥＢを行っても構わない。
【００５５】
また、露光光はＥＵＶ光には限定されず、ＡｒＦエキシマレーザー光、ＫｒＦエキシマレーザー光または電子線でも構わない。この場合、露光光に反応する第１および第２の酸発生剤を用いる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１…基板、２，２ａ…レジスト膜、３…第１の酸発生剤、４…第２の酸発生剤、５…ＥＵＶ光（第１の光）、６…フラッシュランプ、７…ランプ光（第２の光）、２０…樹脂層。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造に使用されるパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化に伴い、回路パターンの線幅の縮小化が求められている。このような縮小化の要求に対応するべくリソグラフィ技術では、レジストの露光に用いる光の波長をより短波長にすることで対応している。ｈｐ２２ｎｍ以降のリソグラフィ技術においては、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光と呼ばれる波長領域の露光光を用いることが検討されている。ＥＵＶ光を用いれば、従来の露光プロセス（例えば、ＡｒＦ液浸露光プロセス）では、達成できなかったパターン幅やパターンピッチの縮小化にも対応可能と考えられている。
【０００３】
ＥＵＶ光を用いた露光プロセス（ＥＵＶ露光プロセス）で使用されるレジスト材料は、生産性向上の面から高感度が求められる。そのため、ＥＵＶ露光プロセスで使用されるレジスト材料は、ＰＡＧ（光酸発生剤）やアミン（Quencher）など、ＡｒＦ液浸露光プロセスに用いられているレジスト材料よりも多くの添加剤を含んでいる。
【０００４】
ＰＡＧやアミンなどの分解物は現像液に溶けにくい。そのため、ＥＵＶ露光プロセスの現像工程においては、上記分解物を核として、レジスト膜の表面や、レジスト膜の下層と基板との界面に、多数の欠陥（現像欠陥）が発生する。
【０００５】
このようにＥＵＶ露光プロセスは、従来の露光プロセスに比べて、基本的なリソグラフィ性能（感度、解像性、ライン幅ラフネス（LWR: Line Width Roughness））は高いが、現像欠陥の点で課題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７７０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、レジスト膜の現像時における欠陥の発生を抑制できるパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のパターン形成方法は以下を含む。基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する。前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に第２の光を照射して前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う。
【０００９】
実施形態のパターン形成方法は以下を含む。基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する。前記レジスト膜上に樹脂層を形成する。前記樹脂層を介して前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う。
【００１０】
実施形態のパターン形成方法は以下を含む。基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する。前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う。前記パターン露光を行った前記レジスト膜上に樹脂層を形成する。前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う。前記現像を行う時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行った後、かつ、前記現像を行う前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図２】図２は、図１に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図３】図３は、図２に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図４】図４は、図３に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図５】図５は、図４に続く第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図６】図６は、第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図７】図７は、図６に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図８】図８は、図７に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図９】図９は、図８に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１０】図１０は、図９に続く第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１２】図１２は、図１１に続く第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に続く第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１−図５は、第１の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【００１４】
［図１］
半導体基板を含む基板１上にレジスト膜２を形成する。半導体基板は、例えば、３００ｍｍ径のシリコンウェハである。本実施形態ではレジスト膜２はポジ型とするが、ネガ型でも構わない。
【００１５】
レジスト膜２は、パターン形成のために使用される露光光（本実施形態では波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第１の酸発生剤）３を含む。第１の酸発生剤３はレジスト膜２内に一様に分布する。第１の酸発生剤３は、例えば、パラトルエンスルフォン酸トリフェニルスルフォニウムである。
【００１６】
レジスト膜２は、さらに、ＰＥＢ（ポスト・エキスポージャー・ベーク）に使用されるフラッシュランプの光（本実施形態では波長が約３００ｎｍ−１１００ｎｍｎｍの範囲に含まれる光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第２の酸発生剤）４を含む。第２の酸発生剤４はレジスト膜２の表面部分（表層）に偏在して分布する。第２の酸発生剤４は、例えば、パーフルオロプロパンスルホン酸トリフェニルスルフォニウムである。
【００１７】
［図２］
レジスト膜２にＥＵＶ光５（第１の光）を照射する（パターン露光）。以下、光が照射される側のレジスト膜２の表面を主面と呼ぶ。ＥＵＶ光５は図示しないＥＵＶマスク（反射型）で反射したＥＵＶ光である。したがって、ＥＵＶ光５はレジスト膜２の主面の一部に選択的に照射される。ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２中の酸発生剤３はＥＵＶ光５と反応して酸を発生する。したがって、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜から選択的に酸が発生する。
【００１８】
［図３］
フラッシュランプ６を用いてレジスト膜２の主面に光（ランプ光）７（第２の光）を照射する（ＰＥＢ）。ＥＵＶ光５はレジスト膜の主面の一部にしか照射されないが、ランプ光７はレジスト膜の主面の全体に照射される。フラッシュランプ６は、例えば、キセノンフラッシュランプである。フラッシュランプ６による加熱は、レジスト膜２の表面温度がレジスト膜２のガラス転移温度（一般的には１８０度以下）となるように制御する必要がある。レジスト膜２の表面温度を制御するために、レジスト膜２とフラッシュランプ６との間にフィルタを挟んでも構わない。
【００１９】
フラッシュランプによる加熱（ＰＥＢ）は、数十μｍ秒から数ｍ秒の間に終了する。このＰＥＢにより、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２では、酸発生剤３から発生した酸によってレジスト樹脂を構成するポリマーの溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２は、現像液に溶解する構造に変化する。
【００２０】
また、ランプ光７が照射されたレジスト膜２の表面部分に偏在する酸発生剤４は、ランプ光７と反応して酸を発生する。この発生した酸によってレジスト膜２の表面部分のレジスト樹脂の溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ランプ光７が照射された部分のレジスト膜２の極薄い表面部分（極表層）は、現像液に溶解する構造に変化する（改質処理）。このように本実施形態のフラッシュランプによる加熱は、本来のＰＥＢの役割の他に、レジスト膜２を改質するための改質処理の役割も兼ねている。
【００２１】
フラッシュランプによる加熱の終了後、クリーニングプレートにてレジスト膜２が形成された基板１を移動し、これら１，２を常温まで冷却する。
【００２２】
［図４］
常温まで冷却された後、基板１上のレジスト膜２に、２．３８重量％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を供給することにより、現像処理を行う。
【００２３】
上記現像処理によって、レジスト膜２のうち、ＥＵＶ光５が照射された部分は選択的に除去されて、基板１上に形成するべきパターンに対応した開口部を含むレジスト膜（レジストパターン）２が得られる。
【００２４】
また、上記現像処理によって、レジスト膜２の極表層（ランプ光７が照射された部分）は溶解する。そのため、レジスト膜２のうち、ＥＵＶ光５が照射されなかった部分においてはその極表層が溶解し、親水性の表面が露出する。これにより、表面が親水性のレジストパターン２が得られる。親水性の指標となるレジスト表層の水に対する接触角は、レジスト膜２の形成後は７０度以上であったが、現像処理後は４５度であった。これらの値（７０度、４５度）は一例であって、一般に、レジスト膜形成後の接触角は６５度以上であるが、実施形態によれば、現像処理後の接触角を５５度以下にできる。
【００２５】
酸発生剤３，４やレジスト膜２からはずれた溶解抑制基（保護基）などの溶解性生物を核とする溶解性生物（レジスト欠陥の原因）は、レジスト膜２の親水性の表面には付着しにくい。したがって、本実施形態によれば、レジスト膜２の現像時におけるレジスト欠陥の発生を抑制でき、その結果として、歩留まりの向上を図れるようになる。
【００２６】
また、フラッシュランプ６を用いてＰＥＢを行うことにより、加熱時間を短くすることができるので、酸発生剤３から発生する酸化の拡散長を短くできる。しかも、本実施形態の場合、ＰＥＢ後に基板１およびレジスト膜２を冷却しているので、酸化の拡散長を効果的に短くできる。その結果、レジストパターン２の解像性能およびＬＷＲは改善される。
【００２７】
かくして本実施形態によれば、レジストパターンの解像性能およびＬＷＲを改善しながら（高解像度、低ＬＷＲ）、現像欠陥を低減することが可能となる。
【００２８】
［図５］
図４の工程の後は周知の工程が続く。すなわち、レジストパターン２をマスクにして基板１がエッチングされ、微細パターンが形成される。
【００２９】
ここで、レジストパターン２の下地（基板１の最上層）がポリシリコン膜や金属膜の場合、微細な電極パターンや配線パターンなどが形成される。レジストパターン２の下地（基板１の最上層）が絶縁膜の場合、微細なコンタクトホールパターンやゲート絶縁膜などが形成される。レジストパターン２の下地が半導体基板の場合、微細な素子分離溝（ＳＴＩ）などが形成される。
【００３０】
以上述べたレジストの塗布、レジストパターンの形成、基板のエッチングを繰り返して必要な微細パターンを形成し、半導体装置を製造する。
【００３１】
（第２の実施形態）
図６−図１０は、第２の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。
【００３２】
なお、以下の図において、既出の図と対応する部分には既出の図と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
【００３３】
［図６］
基板１上にレジスト膜２ａを形成する。レジスト膜２ａは塗布装置を用いて形成する。レジスト膜２ａは、パターン形成のために使用される露光光（本実施形態では波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第１の酸発生剤）３を含む。第１の酸発生剤３はレジスト膜２ａ内に一様に分布する。
【００３４】
レジスト膜２ａ上に樹脂層２０を形成する。樹脂層２０は、添加剤として、ＰＥＢに使用されるフラッシュランプの光（本実施形態では波長が約３００ｎｍ−１１００ｎｍｎｍの範囲に含まれる光）に反応して酸を発生する酸発生剤（第２の酸発生剤）４を含む。第２の酸発生剤４は樹脂層２０内に一様に分布する。樹脂層２０は、レジスト膜２ａを現像する時に使用される現像液で溶解する。樹脂層２０の材料は、例えば、ポリヒドロキシスチレンをベースとした樹脂やメタクリル樹脂をベースとした樹脂である。
【００３５】
［図７］
樹脂層２０を介してレジスト膜２ａにＥＵＶ光５を照射する（パターン露光）。以下、光が照射される側のレジスト膜２ａおよび樹脂層２０の表面を主面と呼ぶ。ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａ中の第１の酸発生剤３はＥＵＶ光５と反応して酸を発生する。したがって、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａから選択的に酸が発生する。
【００３６】
［図８］
フラッシュランプ６を用いてレジスト膜２ａおよび樹脂層２０の主面にランプ光７を照射する（ＰＥＢ）。フラッシュランプ６による加熱は、レジスト膜２ａの表面温度がレジスト膜２ａのガラス転移温度（一般的には１８０度以下）となるように制御する必要がある。レジスト膜２ａの表面温度を制御するために、レジスト膜２ａとフラッシュランプ６との間にフィルタを挟んでも構わない。
【００３７】
フラッシュランプによる加熱（ＰＥＢ）は、数十μｍ秒から数ｍ秒の間に終了する。このＰＥＢにより、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａでは、酸発生剤３から発生した酸によってレジスト樹脂を構成するポリマーの溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａは、現像液に溶解する構造に変化する。
【００３８】
また、樹脂層２０中の酸発生剤４はランプ光７と反応して酸を発生する。この発生した酸がレジスト膜２ａの表面部分に接することにより、レジスト膜２ａの表面部分のレジスト樹脂の溶解抑制基（保護基）がはずれる反応が起こる。その結果、ランプ光７が照射された部分のレジスト膜２の極薄い表面部分（極表層）は、現像液に溶解する構造に変化する（改質処理）。
【００３９】
フラッシュランプによる加熱後、クリーニングプレートにてレジスト膜２ａおよび樹脂層２０が形成された基板１を移動し、これら１，２ａ，２０を常温まで冷却する。
【００４０】
［図９］
常温まで冷却された後、基板１上のレジスト膜２ａおよび樹脂層２０に、２．３８重量％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を供給することにより、現像処理を行う。
【００４１】
上記現像処理によって、樹脂層２０は溶解するとともに、レジスト膜２ａのうち、ＥＵＶ光５が照射された部分は選択的に除去されることにより、レジストパターン２ａが形成される。
【００４２】
また、上記現像処理によって、レジスト膜２ａの極表層（改質処理された部分）は溶解する。そのため、レジスト膜２ａのうち、ＥＵＶ光５が照射されなかった部分においてはその極表層が溶解し、親水性の表面が露出する。これにより、表面が親水性のレジストパターン２ａが得られる。親水性の指標となるレジスト表層の水に対する接触角は、レジスト膜２の形成後は７０度以上であったが、現像処理後は４５度であった。これらの値（７０度、４５度）は一例であって、一般に、レジスト膜形成後の接触角は６５度以上であるが、実施形態によれば、現像処理後の接触角を５５度以下にできる。
【００４３】
酸発生剤３，４やレジスト膜２ａからはずれた溶解抑制基（保護基）などの溶解性生物を核とする溶解性生物（レジスト欠陥の原因）は、レジスト膜２ａの親水性の表面には付着しにくい。したがって、本実施形態によれば、レジスト膜２ａの現像時におけるレジスト欠陥の発生を抑制でき、その結果として、歩留まりの向上を図れるようになる。
【００４４】
また、フラッシュランプ６を用いてＰＥＢを行うことにより、加熱時間を短くすることができるので、酸発生剤３から発生する酸化の拡散長を短くできる。しかも、本実施形態の場合、ＰＥＢ後に基板１、レジスト膜２ａおよび樹脂層２０を冷却しているので、酸化の拡散長を効果的に短くできる。その結果、レジストパターン２ａの解像性能およびＬＷＲは改善される。
【００４５】
かくして本実施形態によれば、レジストパターンの解像性能およびＬＷＲを改善しながら（高解像度、低ＬＷＲ）、現像欠陥を低減することが可能となる。
【００４６】
［図１０］
図９の工程の後は周知の工程が続く。すなわち、レジストパターン２ａをマスクにして基板１がエッチングされ、微細パターンが形成される。
【００４７】
以上述べたレジストの塗布、レジストパターンの形成、基板のエッチングを繰り返して必要な微細パターンを形成し、半導体装置を製造する。
【００４８】
（第３の実施形態）
図１１−図１３は、第３の実施形態のパターン形成方法を説明するための断面図である。本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、ＥＵＶ露光後、かつ、ＰＥＢ前に、樹脂層２０を形成することにある。
【００４９】
［図１１］
半導体基板を含む基板１上にレジスト膜２ａを形成する。
【００５０】
［図１２］
レジスト膜２ａにＥＵＶ光５を照射する（パターン露光）。ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａ中の第１の酸発生剤３はＥＵＶ光５と反応して酸を発生する。したがって、ＥＵＶ光５が照射された部分のレジスト膜２ａから選択的に酸が発生する。
【００５１】
［図１３］
レジスト膜２ａ上に樹脂層２０を形成する。
【００５２】
その後、第２の実施形態の図８の工程（ＰＥＢ）、図９の工程（現像）および図１０の工程（エッチング）の工程が行われる。
【００５３】
本実施形態でも第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
なお、第１−第３の実施形態では、フラッシュランプを用いてＰＥＢを行ったが、ハロゲンランプやＣＯ2 レーザーなど、ＥＵＶより長い波長の光源を持つランプやレーザーを用いてＰＥＢを行っても構わない。
【００５５】
また、露光光はＥＵＶ光には限定されず、ＡｒＦエキシマレーザー光、ＫｒＦエキシマレーザー光または電子線でも構わない。この場合、露光光に反応する第１および第２の酸発生剤を用いる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１…基板、２，２ａ…レジスト膜、３…第１の酸発生剤、４…第２の酸発生剤、５…ＥＵＶ光（第１の光）、６…フラッシュランプ、７…ランプ光（第２の光）、２０…樹脂層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にレジストパターンとなる第１の酸発生剤および第２の酸発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜にＥＵＶ光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像液を用いて現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記パターン露光を行った前記レジスト膜にフラッシュランプの光を照射して前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程とを含み、
前記第１の酸発生剤は、前記レジスト膜内に一様に分布し、かつ、前記ＥＵＶ光およびフラッシュランプの光のうち前記ＥＵＶ光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記第２の酸発生剤は、前記レジスト膜の表層内に偏在して分布し、かつ、前記ＥＵＶ光およびフラッシュランプの光のうち前記フラッシュランプの光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記改質処理は、前記レジスト膜の前記表層を前記現像液に対して可溶化する構造に変える処理であり、
前記改質処理により可溶化された部分の前記レジスト膜は、前記現像液により溶解して一定以上の親水性を有するように変化することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に第２の光を照射して前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
前記現像を行う工程は、現像液を用いて前記レジスト膜を現像し、
前記レジスト膜は第１の酸発生剤および第２の酸発生剤を含み、
前記第１の酸発生剤は、前記レジスト膜内に一様に分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第１の光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記第２の酸発生剤は、前記レジスト膜の表層内に偏在して分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第２の光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記改質処理は、前記レジスト膜の前記表層を前記現像液に対して可溶化する構造に変える処理であることを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を介して前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記パターン露光を行った前記レジスト膜上に樹脂層を形成する工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
前記現像を行う工程は、現像液を用いて前記レジスト膜を現像し、
前記レジスト膜は第１の酸発生剤を含み、
前記第１の酸発生剤は、前記レジスト膜内に一様に分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第１の光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記樹脂層は第２の酸発生剤を含み、
前記第２の酸発生剤は、前記樹脂層内に一様に分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第２の光が照射されると、前記樹脂層を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記改質処理は、前記樹脂層から発生した酸により、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面を前記現像液に対して可溶化する構造に変える処理であることを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記改質処理により可溶化された部分の前記レジスト膜は、前記現像液により溶解して一定以上の親水性を有するように変化することを特徴とする請求項３または６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記第１の光はＥＵＶ光であり、前記第２の光はフラッシュランプの光であることを特徴する請求項２ないし７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１】
基板上にレジストパターンとなる第１の酸発生剤および第２の酸発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜にＥＵＶ光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像液を用いて現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記パターン露光を行った前記レジスト膜にフラッシュランプの光を照射して前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程とを含み、
前記第１の酸発生剤は、前記レジスト膜内に一様に分布し、かつ、前記ＥＵＶ光およびフラッシュランプの光のうち前記ＥＵＶ光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記第２の酸発生剤は、前記レジスト膜の表層内に偏在して分布し、かつ、前記ＥＵＶ光およびフラッシュランプの光のうち前記フラッシュランプの光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記改質処理は、前記レジスト膜の前記表層を前記現像液に対して可溶化する構造に変える処理であり、
前記改質処理により可溶化された部分の前記レジスト膜は、前記現像液により溶解して一定以上の親水性を有するように変化することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に第２の光を照射して前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
前記現像を行う工程は、現像液を用いて前記レジスト膜を現像し、
前記レジスト膜は第１の酸発生剤および第２の酸発生剤を含み、
前記第１の酸発生剤は、前記レジスト膜内に一様に分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第１の光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記第２の酸発生剤は、前記レジスト膜の表層内に偏在して分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第２の光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記改質処理は、前記レジスト膜の前記表層を前記現像液に対して可溶化する構造に変える処理であることを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を介して前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
基板上にレジストパターンとなるレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に第１の光を照射して、前記レジスト膜に対してパターン露光を行う工程と、
前記パターン露光を行った前記レジスト膜上に樹脂層を形成する工程と、
前記レジストパターンを形成するために、前記パターン露光を行った前記レジスト膜に対して現像を行う工程と、
前記現像を行う工程時における欠陥の発生を抑制するために、前記パターン露光を行う工程の後、かつ、前記現像を行う工程の前に、前記樹脂層に第２の光を照射することにより、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面に対して改質処理を行う工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
前記現像を行う工程は、現像液を用いて前記レジスト膜を現像し、
前記レジスト膜は第１の酸発生剤を含み、
前記第１の酸発生剤は、前記レジスト膜内に一様に分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第１の光が照射されると、前記レジスト膜を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記樹脂層は第２の酸発生剤を含み、
前記第２の酸発生剤は、前記樹脂層内に一様に分布し、かつ、前記第１および第２の光のうち前記第２の光が照射されると、前記樹脂層を前記現像液に対して可溶化する酸を発生し、
前記改質処理は、前記樹脂層から発生した酸により、前記樹脂層の裏面と接している前記レジスト膜の表面を前記現像液に対して可溶化する構造に変える処理であることを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記改質処理により可溶化された部分の前記レジスト膜は、前記現像液により溶解して一定以上の親水性を有するように変化することを特徴とする請求項３または６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記第１の光はＥＵＶ光であり、前記第２の光はフラッシュランプの光であることを特徴する請求項２ないし７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−５７８７７（Ｐ２０１３−５７８７７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７２４７（Ｐ２０１１−１９７２４７）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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