JPH02257140A - レジストパターン形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法Info
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- JPH02257140A JPH02257140A JP1079412A JP7941289A JPH02257140A JP H02257140 A JPH02257140 A JP H02257140A JP 1079412 A JP1079412 A JP 1079412A JP 7941289 A JP7941289 A JP 7941289A JP H02257140 A JPH02257140 A JP H02257140A
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、レジストパターン形成方法に係り、特にシリ
ル化プロセスを用いたレジストパターンの形成に関する
。
ル化プロセスを用いたレジストパターンの形成に関する
。
(従来の技術)
半導体技術の進歩と共に半導体装置の高速化および高集
積化が進められてきている。
積化が進められてきている。
これに伴い、パターンの微細化の必要性は高くなる一方
であり、高精度のパターン形成が要求されるようになっ
てきている。
であり、高精度のパターン形成が要求されるようになっ
てきている。
瑛在のプロセスでは、感光性ポリマー(レジスト)パタ
ーンをマスクとして反応性イオンエツチング等により下
地薄膜をエツチングするという方法がとられている。
ーンをマスクとして反応性イオンエツチング等により下
地薄膜をエツチングするという方法がとられている。
このため、段差のある表面においても微細なレジストパ
ターンを高アスペク1〜比でかつ寸法精度よく形成する
ことが必要とされる。
ターンを高アスペク1〜比でかつ寸法精度よく形成する
ことが必要とされる。
そこで、まず表面を平坦化すると共に下地からの反射光
を吸収させるように下地用の厚いレジスト膜を塗布し、
この上に高解像力レジストを塗布し、パターニングする
多層レジスト法と呼ばれるプロセスが提案されている。
を吸収させるように下地用の厚いレジスト膜を塗布し、
この上に高解像力レジストを塗布し、パターニングする
多層レジスト法と呼ばれるプロセスが提案されている。
この方法では、下地から分離された理想条件下で露光現
像を行うことができ、高解像で寸法粘度の良好なレジス
トパターンを形成することができる。
像を行うことができ、高解像で寸法粘度の良好なレジス
トパターンを形成することができる。
しかしながら、この方法では、反応性イオンエツチング
等のエツチング工程が2度以上必要となるのをはじめ、
工程が複雑となり、Φ産を目的とした実用化には適さな
い。
等のエツチング工程が2度以上必要となるのをはじめ、
工程が複雑となり、Φ産を目的とした実用化には適さな
い。
そこで、工程の簡略化をはかるべくいろいろな研究が進
められているが、ぞの中で有望な技術の1つとしてシリ
ル化プロセスがある。
められているが、ぞの中で有望な技術の1つとしてシリ
ル化プロセスがある。
このシリル化プロセスは、単層プロセスで、多層レジス
ト法における機能を実現するもので、究極的かつ理想的
なレジストプロセスと言えるものである。
ト法における機能を実現するもので、究極的かつ理想的
なレジストプロセスと言えるものである。
この代表的なプロセス(特開昭61−107346号公
報)を、第2図(a)乃至第2図((1)に示す。
報)を、第2図(a)乃至第2図((1)に示す。
まず、第2図(a)に示すように、段差を有する基板1
01の表面にレジスト膜102を塗布する。
01の表面にレジスト膜102を塗布する。
次いで、第2図(b)に示すように、マスク103を介
して、紫外線等の露光用光線104によって選択的露光
を行い、該レジスト膜102に潜伝105を形成する。
して、紫外線等の露光用光線104によって選択的露光
を行い、該レジスト膜102に潜伝105を形成する。
続いて、第2図(C)に示すように、露光用光線104
に晒され潜像105を形成した領域に、シリコン化合物
を選択的に吸収拡散せしめ、シリル化層106を形成す
る。
に晒され潜像105を形成した領域に、シリコン化合物
を選択的に吸収拡散せしめ、シリル化層106を形成す
る。
そして、第2図(d)に示すように、酸素プラズマによ
る反応性イオンエツチング等により、レジスト膜102
のシリル化層106以外の非露光領域を選択的に除去し
、所望のネガパターンを形成する。
る反応性イオンエツチング等により、レジスト膜102
のシリル化層106以外の非露光領域を選択的に除去し
、所望のネガパターンを形成する。
このようにして、高精度のレジストパターンが形成され
る。
る。
しかしながら、この方法においても、遠紫外線、X線な
どの放射線または電子線、イオンビーム等の荷電粒子線
等を露光用光線として用いパターン露光によって露光を
行う場合には、露光領域の表層のみシリル化されたり、
全くシリル化されなかったすするという問題があった。
どの放射線または電子線、イオンビーム等の荷電粒子線
等を露光用光線として用いパターン露光によって露光を
行う場合には、露光領域の表層のみシリル化されたり、
全くシリル化されなかったすするという問題があった。
また、シリコン化合物の吸収選択性が不足し、非露光部
106aにもシリコンが吸収されたり、像コントラスト
の不足に伴う露光量の不足もしくは露光部へのシリコン
の吸収量が不足して、反応性イオンエツチングによるパ
ターニングが理想的に進行せず、解像力の低下を招くと
いう問題があった。
106aにもシリコンが吸収されたり、像コントラスト
の不足に伴う露光量の不足もしくは露光部へのシリコン
の吸収量が不足して、反応性イオンエツチングによるパ
ターニングが理想的に進行せず、解像力の低下を招くと
いう問題があった。
(発明が解決しようとする課題)
このように、従来のシリル化プロセスを用いたレジスト
パターンの形成方法では、均一なシリル化を行うことが
困難であり、解像力の向上を阻む問題となっていた。
パターンの形成方法では、均一なシリル化を行うことが
困難であり、解像力の向上を阻む問題となっていた。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、シリル化
プロセスを用いたレジストパターンの形成に際し、コン
I・ラストを増大し、高精度のパターン形成を行うこと
を目的とする。
プロセスを用いたレジストパターンの形成に際し、コン
I・ラストを増大し、高精度のパターン形成を行うこと
を目的とする。
(課題を解決するための手段)
そこで、感光剤および架橋剤を含む像反転形のレジスト
材料を用い、パターン露光後、レジスト膜を加熱し、露
光領域のレジスト膜を架橋せしめると共にこの後、全面
に感光域の波長を含む光を照射して全面露光を行った後
、シリコン化合物雰囲気内で非露光領域のみをシリル化
し、酸素プラズマ雰囲気中で前記露光領域の非シリル化
層であるレジスト材料を選択的に除去し、ポジ形のレジ
ストパターンを形成するようにしている。
材料を用い、パターン露光後、レジスト膜を加熱し、露
光領域のレジスト膜を架橋せしめると共にこの後、全面
に感光域の波長を含む光を照射して全面露光を行った後
、シリコン化合物雰囲気内で非露光領域のみをシリル化
し、酸素プラズマ雰囲気中で前記露光領域の非シリル化
層であるレジスト材料を選択的に除去し、ポジ形のレジ
ストパターンを形成するようにしている。
(作用)
上記方法によれば、感光剤および架橋剤を含む像反転形
のレジスト材料を用いることにより、パターン露光後レ
ジスト膜を加熱することによって、露光部を十分に架橋
せしめ、シリコン化合物との反応を阻止する阻止間を形
成する。
のレジスト材料を用いることにより、パターン露光後レ
ジスト膜を加熱することによって、露光部を十分に架橋
せしめ、シリコン化合物との反応を阻止する阻止間を形
成する。
方、この後全面露光を行うことにより、非露光部にはレ
ジスト膜の下部まで十分な吊の光を供給し、完全にシリ
ル化し、酸素プラズマに対して完全に不溶な層を形成す
る。
ジスト膜の下部まで十分な吊の光を供給し、完全にシリ
ル化し、酸素プラズマに対して完全に不溶な層を形成す
る。
この状態で、酸素プラズマによるエツチングが行われる
ため、シリル化されずに残った露光部のレジスト膜は完
全に除去され、非露光部にはレジスト膜が残留する。
ため、シリル化されずに残った露光部のレジスト膜は完
全に除去され、非露光部にはレジスト膜が残留する。
このように、パターン露光工程と、シリル化のための露
光工程(全面露光)が別工程となっているため、それぞ
れに最適となるような波長や照射エネルギーなど露光条
件を独立して選択することができる。解像度の向上をは
かることが可能となる。
光工程(全面露光)が別工程となっているため、それぞ
れに最適となるような波長や照射エネルギーなど露光条
件を独立して選択することができる。解像度の向上をは
かることが可能となる。
このようにして、極めて高精度のレジストパターンが形
成される。
成される。
(実施例)
以下、本発明実施例のレジストパターンの形成方法につ
いて、図面を参照しつつ詳細に説明する。
いて、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、第1図(a)に示すごとく、パターン形成すべき
下地膜の形成された基板11の表面に、シプレー社のA
Z5214と指称される像反転形のレジストを、回転数
350OrpmでスピンD −トし、膜厚1μmのレジ
スト膜12を形成した後、90℃、5分のプリベークを
行う。
下地膜の形成された基板11の表面に、シプレー社のA
Z5214と指称される像反転形のレジストを、回転数
350OrpmでスピンD −トし、膜厚1μmのレジ
スト膜12を形成した後、90℃、5分のプリベークを
行う。
次いで、第1図(b)に示すごとく、光ステッパを用い
て波長436r+n+の光4で、該基板1上のレジスト
膜2にパターン転写を行い、マスクパターンの潜像5を
形成する。このときの露光量は20m J / ciと
した。
て波長436r+n+の光4で、該基板1上のレジスト
膜2にパターン転写を行い、マスクパターンの潜像5を
形成する。このときの露光量は20m J / ciと
した。
そして、第1図(c)に示すごとく、105℃、90秒
のポストベーキング処理を行い、露光領域の架橋反応を
促進する。これにより、露光領域5の表面に表面阻止1
i5Sが形成される。この後、水銀ランプからの光線4
Sを用いて基板表面全体を露光する。このときの露光量
は200 m J / crlとした。
のポストベーキング処理を行い、露光領域の架橋反応を
促進する。これにより、露光領域5の表面に表面阻止1
i5Sが形成される。この後、水銀ランプからの光線4
Sを用いて基板表面全体を露光する。このときの露光量
は200 m J / crlとした。
そして、この基板を真空チャンバーに設置し、該チャン
バー内を窒素で置換したのち、基板を加熱しながらヘキ
サメチルジシラザンの蒸気を該チャンバー内に導入し、
シリル化処理を行う。このシリル化処理により、前記パ
ターン露光工程における露光領域はシリル化されず、第
1図(d)に示すごとく、残りの非露光領域に選択的に
シリル化層6が形成される。
バー内を窒素で置換したのち、基板を加熱しながらヘキ
サメチルジシラザンの蒸気を該チャンバー内に導入し、
シリル化処理を行う。このシリル化処理により、前記パ
ターン露光工程における露光領域はシリル化されず、第
1図(d)に示すごとく、残りの非露光領域に選択的に
シリル化層6が形成される。
そして、第1図 fe)に示すように、酸素ガスによる
反応性イオンエツチングによりシリル化層6を残し、シ
リル化されずに残っている領域を選択的に除去する。こ
のときのエツチング条件は、酸素流ffl 1005C
CH,圧力5.QPa、パワー150阿とした。
反応性イオンエツチングによりシリル化層6を残し、シ
リル化されずに残っている領域を選択的に除去する。こ
のときのエツチング条件は、酸素流ffl 1005C
CH,圧力5.QPa、パワー150阿とした。
このようにして、0,4μmの高精度パターンを得るこ
とができた。これは、あらかじめパターン露光をおこな
っておぎ、シリル化のための露光工程を全面露光とする
ことにより、確実にシリル化をおこなうことができたた
めと思われる。
とができた。これは、あらかじめパターン露光をおこな
っておぎ、シリル化のための露光工程を全面露光とする
ことにより、確実にシリル化をおこなうことができたた
めと思われる。
すなわち、この場合、パターン露光後の加熱により、パ
ターン露光領域では感光剤と光との反応により生じた物
質が触媒となり、樹脂の架橋が促進され、分子量が増大
した状態となる。そして、全面露光工程では、前記パタ
ーン露光領域以外の領域が深い領域まで完全に露光され
、感光剤が感光されて、シリル化され易い状態となる。
ターン露光領域では感光剤と光との反応により生じた物
質が触媒となり、樹脂の架橋が促進され、分子量が増大
した状態となる。そして、全面露光工程では、前記パタ
ーン露光領域以外の領域が深い領域まで完全に露光され
、感光剤が感光されて、シリル化され易い状態となる。
一方、分子量が増大した状態となったパターン露光領域
では、シリコンの導入が阻止されてシリル化は起こらな
い。このようにして、コントラストの高いパターン形成
が可能となる。
では、シリコンの導入が阻止されてシリル化は起こらな
い。このようにして、コントラストの高いパターン形成
が可能となる。
なお、この工程において、酸素ガスによる反応性イオン
エツチングに先立ち、シリル化されていない領域の表面
に付着したシリコン化合物を除去するようにすれば、さ
らに高精度のパターン形成が可能となる。
エツチングに先立ち、シリル化されていない領域の表面
に付着したシリコン化合物を除去するようにすれば、さ
らに高精度のパターン形成が可能となる。
また、この工程では、パターン露光工程および、シリル
化のための露光工程(全面露光)に際し、波長や照射エ
ネルギーなど露光条件を、それぞれに最適となるように
独立して選択するようにすればよく、最適条件を選ぶこ
とによりさらなる解仰度の向上をはかることが可能とな
る。
化のための露光工程(全面露光)に際し、波長や照射エ
ネルギーなど露光条件を、それぞれに最適となるように
独立して選択するようにすればよく、最適条件を選ぶこ
とによりさらなる解仰度の向上をはかることが可能とな
る。
このようにして得られたレジストパターンをマスクとし
て、反応性イオンエツチングにより下地膜をエツチング
することにより、極めて高精度で良好なパターン形成が
可能となる。
て、反応性イオンエツチングにより下地膜をエツチング
することにより、極めて高精度で良好なパターン形成が
可能となる。
また、前記実施例では、パターン露光に際し、波長43
6nmの光を用いたが、これに限定されることなく、K
rFエキシマレーザの波長248 nmの光など感光域
の光からPfr望の光を選択するようにすればよい。全
面露光の条件についても同様である。
6nmの光を用いたが、これに限定されることなく、K
rFエキシマレーザの波長248 nmの光など感光域
の光からPfr望の光を選択するようにすればよい。全
面露光の条件についても同様である。
なお、像反転形のレジストとして、シプレー礼のAZ5
214を用いたが、他の像反転形のレジストを用いても
良いことはいうまでもない。例えば、像反転形のレジス
トの代表的なものとして、ノボラック樹脂に感光剤とし
てキノンジアジド、架橋剤としてジメチロールパラクレ
ゾールを添加したものがある。この場合、パターン露光
後の加熱により、パターン露光領域ではキノンジアジド
と光との反応により生じたインデルカルボン酸が触媒と
なり、ノボラック樹脂の架橋が促進され、分子量が増大
した状態となる。そして、全面露光工程では、前記パタ
ーン露光領域以外の領域が深い領域まで完全に露光され
、感光剤としてのキノンジアジドがインデルカルボン酸
となり、シリル化され易い状態となる。一方、分子量が
増大した状態となったパターン露光領域では、シリコン
の導入が開化されてシリル化は起こらない。このように
して、この場合も、コントラス1への高いパターン形成
が可能となる。
214を用いたが、他の像反転形のレジストを用いても
良いことはいうまでもない。例えば、像反転形のレジス
トの代表的なものとして、ノボラック樹脂に感光剤とし
てキノンジアジド、架橋剤としてジメチロールパラクレ
ゾールを添加したものがある。この場合、パターン露光
後の加熱により、パターン露光領域ではキノンジアジド
と光との反応により生じたインデルカルボン酸が触媒と
なり、ノボラック樹脂の架橋が促進され、分子量が増大
した状態となる。そして、全面露光工程では、前記パタ
ーン露光領域以外の領域が深い領域まで完全に露光され
、感光剤としてのキノンジアジドがインデルカルボン酸
となり、シリル化され易い状態となる。一方、分子量が
増大した状態となったパターン露光領域では、シリコン
の導入が開化されてシリル化は起こらない。このように
して、この場合も、コントラス1への高いパターン形成
が可能となる。
〔発明の効果]
以上説明してきたように、本発明の方法によれば、感光
剤および架橋剤を含む像反転形のレジス1〜材料を用い
、パターン露光後、レジスト膜を加熱すると共に全面に
感光域の波長を含む光を照射して全面露光を行った後、
シリコン化合物雰囲気内で非露光領域のみをシリル化し
、酸素プラズマ雰囲気中で前記露光領域の非シリル化層
であるレジスト膜を選択的に除去し、ポジ形のレジスト
パターンを形成するようにしているため、コン1−ラス
1へが高く高Mlのレジストパターンの形成が可能とな
る。
剤および架橋剤を含む像反転形のレジス1〜材料を用い
、パターン露光後、レジスト膜を加熱すると共に全面に
感光域の波長を含む光を照射して全面露光を行った後、
シリコン化合物雰囲気内で非露光領域のみをシリル化し
、酸素プラズマ雰囲気中で前記露光領域の非シリル化層
であるレジスト膜を選択的に除去し、ポジ形のレジスト
パターンを形成するようにしているため、コン1−ラス
1へが高く高Mlのレジストパターンの形成が可能とな
る。
第1図(a)乃至第1図(e)は本発明実施例の方法に
よるレジストパターン形成工程を示す図、第2図(a)
乃至第2図(d)は従来例の方法によるレジメl−パタ
ーン形成工程を示す図である。 101・・・基板、102・・・レジス1〜膜、103
・・・マスク、104・・・露光用光線、105・・・
潜像、106・・・シリル化層、106a・・・非露光
部、1・・・基板、2・・・レジス1〜膜(像反転形レ
ジスI”)、3・・・マスク、4・・・露光用光線、5
・・・潜像、5S・・・表面阻止層、6・・・シリル化
層。
よるレジストパターン形成工程を示す図、第2図(a)
乃至第2図(d)は従来例の方法によるレジメl−パタ
ーン形成工程を示す図である。 101・・・基板、102・・・レジス1〜膜、103
・・・マスク、104・・・露光用光線、105・・・
潜像、106・・・シリル化層、106a・・・非露光
部、1・・・基板、2・・・レジス1〜膜(像反転形レ
ジスI”)、3・・・マスク、4・・・露光用光線、5
・・・潜像、5S・・・表面阻止層、6・・・シリル化
層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被処理基板上にレジストパターンを形成する方法におい
て、 被処理基板上に、感光剤と架橋剤とを含むいわゆる像反
転形のレジスト膜を塗布するレジスト膜塗布工程と 所望のパターンをなすように該レジスト膜を選択的に露
光する選択露光工程と、 該レジスト膜を加熱する加熱工程と 全面に感光域の波長を含む光を照射する全面露光工程と
、 シリコン化合物雰囲気内で前記選択露光工程で露光され
た露光領域以外の領域を選択的にシリル化するシリル化
工程と、 酸素プラズマ雰囲気中で前記露光領域のレジスト膜を選
択的に除去し、ポジ形のレジストパターンを形成する現
像工程とを含むようにしたことを特徴とするレジストパ
ターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1079412A JPH02257140A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1079412A JPH02257140A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | レジストパターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02257140A true JPH02257140A (ja) | 1990-10-17 |
Family
ID=13689150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1079412A Pending JPH02257140A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02257140A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04287047A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | パターン形成方法およびフォトマスクの製造方法 |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP1079412A patent/JPH02257140A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04287047A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | パターン形成方法およびフォトマスクの製造方法 |
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