JPH024267A

JPH024267A - レジストエッチ耐性向上方法

Info

Publication number: JPH024267A
Application number: JP15553288A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Kojima; 小島　義克
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-06-22
Filing date: 1988-06-22
Publication date: 1990-01-09

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】（産業上の利用分野）本発明は半導体素子製造工程において、エツチング用マ
スクとして用いるレジストのエッチ耐性を向上させる方
法に関する。

（従来の技術とその問題点）半導体素子製造工程において、基板をエツチングする際
のマスク材であるレジストのエッチ耐性を向上させる方
法として、レジストにイオン照射を行う方法が一般的に
知られている。これはレジストにイオンを照射すること
によって、その高いイオンエネルギーによってあらかじ
めレジスト構成分子の主鎖あるいは側鎖の励起され易い
部分を励起し、架橋反応を起こさせることより、その後
のエツチング工程において、反応性イオンによってレジ
ストの構成分子が容易に励起、切断及び飛散するのを防
ぐものである。

第１図は従来の技術による一例である。Ｓｉ基板１２上
にスピン塗布したノボラック系ポジ型フォトレジスト１
１（第１図（ａ））にフォトマスク１４を通して紫外線
光１３を露光する（第１図（ｂ））。その後アルカリ系
現象液中にて現像を行うことによってエツチングマスク
となるレジストパターンが形成される（第１図（Ｃ））
。次に基板全面にＨイオンをＩ　Ｘ　１０１３ｉｏｎｓ
／ａｍ２程度照射することによって、レジストの架橋反
応が進行し、エッチ耐性が向上する（第１図（ｄ））。

しがしこの従来の方法では、イオン照射を基板全面に行
うため、レジスト以外の基板面にもイオンが注入され、
基板に損傷を与えること及び、注入されたイオンが不純
物となることなど、素子特性を劣化させる原因となる。

また、レジスト現像工程後にイオン照射工程を行うため
、通常のレジストパターン形成工程に比較し工程が複雑
になるという欠点もあった。（例えば第４７回応用物理
学会学術講演会予稿集Ｐ、　３３３．３ＯＡ−ＺＦ−９
，橋本ら）。

本発明の目的は、イオン照射によるレジストのエッチ耐
性向上方法において、レジストパターン以外の部分への
イオン照射による損傷及び不純物を与えず、従来法に比
較し工程が簡略化されたレジストエッチ耐性向上方法を
提供することにある。

（問題を解決するための手段）本発明によれば、イオン照射によるレジストのエッチ耐
性向上方法において、集束イオンビームによるイオン照
射工程を具備することを特徴とするレジストエッチ耐性
向上方法である。

（作用）第２図は本発明で用いた集束イオンビーム装置の構成を
示している。イオン源２０１から放出されたイオンはＥ
ＸＢ質量分離器２０４によって必要なイオン種に選別さ
れ、対物レンズ２０８によって０．１ｐｍ以下のビーム
径にまで集束される。さらに偏向器２０９によって基板
２１０上に任意のパターンを描画するようイオンビーム
を偏向する。

また第３図は本発明の詳細な説明するための基板の断面
図である。すなわち基板３２上に塗布したレジスト３１
（第３図（ａ））に集束イオンビーム３３を用いて露光
を行う（第３図（ｂ））。この時集束イオンビームによ
る露光によって、そのレジストの本来的な像形成のため
の化学的反応のほか、照射イオンの高エネルギーにより
・、レジスト構成分子の架橋反応が進行し、潜像が形成
される。従ってパターン領域以外にはイオンは照射され
ず、基板に損傷や不純物を与えることはない。その後現
像液中にて現像を行うことにより、そのレジスト本来よ
りもエッチ耐性の向上したパターンが形成され、パター
ン描画工程とエッチ耐性向上のためのイオン照射工程が
同時に行われるため、従来法よりも工程が簡略化される
。

（実施例）以下、本発明の実施例について第４図を用いて説、明す
る。まず、基板４２上にレジストとしてノボラック系ネ
ガ型レジストとしてシブレイ社の５ＡＬ６０１−ＥＲ７
を厚さ約０．５ｐｍスピン塗布し、８０°０３０分間ベ
イクする（第４図（ａ））。次いでＡｕ−８ｉ−Ｂｅ合
金イオン源から得られる、加速エネルギー２６０ｋｅＶ
のＢｅ集束イオンビームを用いてレジストの露光を行う
（第４図（ｂ））。通常ノボラック系ネガ型レジストの
パターン形成のための適正露光量は３　Ｘ　１０１２ｉ
ｏｎｓ／ｃｍ２程度であるが、この場合レジストの架橋
反応を進行させるために露光量は３倍程度のＩ　Ｘ　１
０１３ｉｏｎｓ／ｃｍ２とした。その後アルカリ系現像
液中にて５分間現像を行い、純水で１分間リンスを行う
ことにより第４図（ｅ）に示したようなエッチ耐性の向
上したレジストパターンが形成された。その場合、レジ
スト露光工程及びイオン照射工程に用いたＢｅイオンは
形成されたレジストパターンの部分にのみ注入されるの
で、その他の基板面にイオン照射による損傷及び不純物
を与えることはない。またＢｅ集束イオンビームによる
レジストパターン露光工程と、エッチ耐性向上のための
イオン照射工程が同時に行われるため、パターン現像工
程後にエッチ耐性向上のためのイオン照射工程を行う従
来の方法と比較し、工程の簡略化が計れた。

本実施例ではレジスト露光工程及び、エッチ耐性向上の
ためのイオン照射工程にＡｕ−８ｉ−Ｂｅ合金イオン源
から得られるＢｅ集束イオンビームを用いたが、他のＬ
ｉ、　Ｇａ、　Ａｕ等単体金属イオン源、Ａｕ−８ｉ。

Ｐｔ−８ｂ、　Ｐｂ−Ｎ１−Ｂ等合金イオン源、あるい
はＨｅ、　Ｈ２゜０２、Ｆ２等のガスイオン源から得ら
れるイオン種の集束イオンビームを用いても良い。また
本実施例ではレジストとしてノボラック系ネガ型レジス
ト（シブレイ社、５ＡＬ６０１−ＥＲ７）を用いたが、
ノボラック系ポジ型レジスト等地のノボラック系レジス
ト、あるいはポリメチルメタクリレート等メタクリレー
ト系レジスト、クロロメチル化ポリスチレン等ポリスチ
レン系レジストなど他のレジストを用いてもよい。更に
本実施例では加速エネルギーは２６０ｋｅＶ、露光量は
１×１０１１０１３ｉｏｎｓ１としたが、これは用いる
レジストに像形成及び架橋反応を起こさせ、かつイオン
衝撃によるレジストの膜減りが起こらない範囲であれば
異なる大きさの加速エネルギー及び露光量としてもよい
。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によればイオン照射による
レジストのエッチ耐性向上方法において、集束イオンビ
ームによるイオン照射工程を具備することを特徴とする
レジストエッチ耐性向上方法によって、従来の方法に比
べ、レジストパターン以外の基板面にイオン照射による
損傷及び不純物を与えることなくレジストのエッチ耐性
向上が計れ、また工程の簡略化が計れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術を説明するための基板の部分断面図、
第２図は本発明の詳細な説明するための集束イオンビー
ム装置の概略図、第３図は本発明の詳細な説明するため
の基板の部分断面図、第４図は本発明の一実施例を説明
するための基板の部分断面図である。図において　１１・・・ノボラック系ポジ型フォトレジ
スト、１２・・・Ｓｉ基板、１３・・・紫外線光、１４
・・・フォトマスク、１５・・・Ｈイオン、１６・・・
損傷、２０１・・・イオン源、２０２・・・集束レンズ
、２０３．２０７・・・アライメント偏向器、２０４・
・・ＥＸＢ質量分離器、２０５・・・イオン種選別絞り
、２０６・・・非点補正子、２０８・・・対物レンズ、
２０９・・、偏向器、２１０・・・基板、２１１・・・
試料ステージ、３１・・・レジスト、３２・・・基板、
３３・・・集束イオンビーム、４１・・・ノボラック系
ネガ型レジスト、４２・・・基板、４３・・・Ｂｅ集束
ジオンビームである。

Claims

【特許請求の範囲】

イオン照射によるレジストエッチ耐性向上方法において
、集束イオンビームを用いたイオン照射をレジストに行
うことを特徴とする、レジストエッチ耐性向上方法。