JPH05205989A - リソグラフィ法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
リソグラフィ法及び半導体装置の製造方法Info
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- JPH05205989A JPH05205989A JP4012814A JP1281492A JPH05205989A JP H05205989 A JPH05205989 A JP H05205989A JP 4012814 A JP4012814 A JP 4012814A JP 1281492 A JP1281492 A JP 1281492A JP H05205989 A JPH05205989 A JP H05205989A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】工業的に使用できる高い量産性を持つ表面イメ
ージング法からなるリソグラフィ法及び半導体装置の製
造方法を提供する。 【構成】化学増幅系レジストの有する触媒物質生成機能
と潜像形成機能という２つの機能を、触媒物質を生成す
る層と、この触媒物質の触媒反応を利用して潜像を形成
する層とに分ける。 【効果】高集積半導体装置の微細加工を高精度かつ高効
率で実現できる。
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造方法を提供する。 【構成】化学増幅系レジストの有する触媒物質生成機能
と潜像形成機能という２つの機能を、触媒物質を生成す
る層と、この触媒物質の触媒反応を利用して潜像を形成
する層とに分ける。 【効果】高集積半導体装置の微細加工を高精度かつ高効
率で実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の製造プ
ロセスにおける高解像度リソグラフィ法、およびリソグ
ラフィプロセスを含む半導体装置等の製造方法に関す
る。さらに詳しくは、サブミクロンレベルの微細加工を
目的とした電子線リソグラフィや現用の紫外光源である
高圧水銀ランプ等より強力な短波長の線源であるＡｒ
Ｆ、ＫｒＦのエキシマレーザを光源にした遠紫外線リソ
グラフィ、シンクロトロン放射光等を用いたＸ線リソグ
ラフィあるいは、これらの複数線源を用いたハイブリッ
ドリソグラフィに好適なプロセスおよびそのプロセスを
含む半導体装置等の製造方法に関する。
ロセスにおける高解像度リソグラフィ法、およびリソグ
ラフィプロセスを含む半導体装置等の製造方法に関す
る。さらに詳しくは、サブミクロンレベルの微細加工を
目的とした電子線リソグラフィや現用の紫外光源である
高圧水銀ランプ等より強力な短波長の線源であるＡｒ
Ｆ、ＫｒＦのエキシマレーザを光源にした遠紫外線リソ
グラフィ、シンクロトロン放射光等を用いたＸ線リソグ
ラフィあるいは、これらの複数線源を用いたハイブリッ
ドリソグラフィに好適なプロセスおよびそのプロセスを
含む半導体装置等の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体装置の高集積化、高密度化
の要求は、微細加工技術に多くの進歩をもたらした。中
でも、半導体装置等の電子装置中にミクロンあるいはサ
ブミクロン単位の微細パタンをつくり込むマイクロリソ
グラフィ技術を中心とするパタン転写法に様々な改良が
なされた。
の要求は、微細加工技術に多くの進歩をもたらした。中
でも、半導体装置等の電子装置中にミクロンあるいはサ
ブミクロン単位の微細パタンをつくり込むマイクロリソ
グラフィ技術を中心とするパタン転写法に様々な改良が
なされた。
【０００３】その一つとして、レジストの露光表面に形
成された最も像質の優れたイメージをレジストパタンと
する所謂表面イメージング法があり、エス・ピー・アイ
・イー 第１０８６巻 アドバンスイズ イン レジス
ト テクノロジィ アンドプロセッシング ＶＩ １９
８９年 第２２０頁から第２２８頁（ＳＰＩＥ Ｖｏ
ｌ．１０８６ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｒｅｓｉｓｔ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ ＶＩ（１９８９） ｐｐ２２０〜２２８）に、その
一例が記載されている。この例では、遠紫外線を化学増
幅系レジスト層の所望の部分に照射し、その後加熱して
照射部を架橋させる。次に、未照射部をシリル化処理す
る。次に、このシリル化処理部をマスクとしてレジスト
をドライエッチングし、レジストパタンを形成する。こ
の場合、シリル化処理部は最も像質の優れた露光表面に
形成されるので、レジストパタンにはシリル化処理部の
２次元像が転写される。その結果、３次元の露光状態に
倣って現像を行なう通常のレジストパタン形成法に比べ
て、膜厚方向の露光プロファイルの影響が少ない。すな
わち、パタン断面の側線は底面にほぼ垂直な直線であ
り、パタン断面形状の崩れが少ない。
成された最も像質の優れたイメージをレジストパタンと
する所謂表面イメージング法があり、エス・ピー・アイ
・イー 第１０８６巻 アドバンスイズ イン レジス
ト テクノロジィ アンドプロセッシング ＶＩ １９
８９年 第２２０頁から第２２８頁（ＳＰＩＥ Ｖｏ
ｌ．１０８６ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｒｅｓｉｓｔ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ ＶＩ（１９８９） ｐｐ２２０〜２２８）に、その
一例が記載されている。この例では、遠紫外線を化学増
幅系レジスト層の所望の部分に照射し、その後加熱して
照射部を架橋させる。次に、未照射部をシリル化処理す
る。次に、このシリル化処理部をマスクとしてレジスト
をドライエッチングし、レジストパタンを形成する。こ
の場合、シリル化処理部は最も像質の優れた露光表面に
形成されるので、レジストパタンにはシリル化処理部の
２次元像が転写される。その結果、３次元の露光状態に
倣って現像を行なう通常のレジストパタン形成法に比べ
て、膜厚方向の露光プロファイルの影響が少ない。すな
わち、パタン断面の側線は底面にほぼ垂直な直線であ
り、パタン断面形状の崩れが少ない。
【０００４】ここで、化学増幅系レジストとは、紫外線
等の活性化学線のパタン状照射によりパタン潜像形成部
に触媒物質を生成せしめ、この触媒物質を触媒とする反
応によって照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を
変化させ、現像工程によりパタンを現出させるパタン形
成材料である。
等の活性化学線のパタン状照射によりパタン潜像形成部
に触媒物質を生成せしめ、この触媒物質を触媒とする反
応によって照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を
変化させ、現像工程によりパタンを現出させるパタン形
成材料である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の表面イメージン
グ法では、段差基板や、様々な種類の基板に対し正確な
ドライエッチングおよび複数線源を用いたハイブリッド
リソグラフィが可能である。しかし、上記従来法では、
シリル化処理はバッチ処理を必要とする。これは、連続
処理を基本とする工業生産上は、不利となる。
グ法では、段差基板や、様々な種類の基板に対し正確な
ドライエッチングおよび複数線源を用いたハイブリッド
リソグラフィが可能である。しかし、上記従来法では、
シリル化処理はバッチ処理を必要とする。これは、連続
処理を基本とする工業生産上は、不利となる。
【０００６】本発明の目的は、工業的に使用できる高い
量産性を持つ表面イメージング法からなるリソグラフィ
法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
量産性を持つ表面イメージング法からなるリソグラフィ
法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、化学増幅系
レジストの有する触媒物質生成機能と潜像形成機能とい
う２つの機能を、２つの層に分離することにより達成で
きる。すなわち、触媒物質を生成する層（以下、触媒物
質生成層と称す）と、この触媒物質の触媒反応を利用し
て潜像を形成する層（以下、潜像形成層と称す）とに分
け、活性化学線の照射では触媒物質生成層中に触媒物質
が生成されるようにし、かつ潜像形成層を触媒物質が移
動できる位置に形成することにより達成できる。潜像形
成層が現像されてリソグラフィ用の所望のパタンが得ら
れる。
レジストの有する触媒物質生成機能と潜像形成機能とい
う２つの機能を、２つの層に分離することにより達成で
きる。すなわち、触媒物質を生成する層（以下、触媒物
質生成層と称す）と、この触媒物質の触媒反応を利用し
て潜像を形成する層（以下、潜像形成層と称す）とに分
け、活性化学線の照射では触媒物質生成層中に触媒物質
が生成されるようにし、かつ潜像形成層を触媒物質が移
動できる位置に形成することにより達成できる。潜像形
成層が現像されてリソグラフィ用の所望のパタンが得ら
れる。
【０００８】ここで、活性化学線の照射時には、触媒物
質生成層と潜像形成層の両方の層が形成されている必要
はなく、触媒物質生成層が形成されていれば良い。活性
化学線照射時に、触媒物質生成層のみを形成しておく場
合には、活性化学線照射後に潜像形成層を形成する。ま
た、活性化学線照射時に、触媒物質生成層と潜像形成層
の両方の層を形成しておく場合には、活性化学線照射側
に形成する層は触媒物質生成層と潜像形成層のどちらで
も良い。
質生成層と潜像形成層の両方の層が形成されている必要
はなく、触媒物質生成層が形成されていれば良い。活性
化学線照射時に、触媒物質生成層のみを形成しておく場
合には、活性化学線照射後に潜像形成層を形成する。ま
た、活性化学線照射時に、触媒物質生成層と潜像形成層
の両方の層を形成しておく場合には、活性化学線照射側
に形成する層は触媒物質生成層と潜像形成層のどちらで
も良い。
【０００９】また、被エッチング加工材としては、例え
ば、半導体装置の製造方法において使用される配線パタ
ンを形成すべき金属や絶縁体パタンを形成すべき絶縁体
がある。
ば、半導体装置の製造方法において使用される配線パタ
ンを形成すべき金属や絶縁体パタンを形成すべき絶縁体
がある。
【００１０】潜像形成層の材料としては、例えば米国特
許第3779778号、特公昭62-39420、特公昭62-39421、特
開昭59-45439、特開昭62-164045、特開昭60-37549、特
開昭59-45439、特開平2-129642等に記載の所謂化学増幅
系レジストから、活性化学線の照射によって酸を生成す
る酸前駆体あるいは光酸発生剤等の触媒物質生成機能に
関する物質を除いた組成物が使用できる。また、潜像形
成層の材料は、被エッチング材の種類によって選ぶと良
い。（１）被エッチング材が有機樹脂層の場合は、これ
をドライエッチング加工するのに用いる酸素プラズマを
含むエッチング媒体の作用によって金属酸化物を生成す
る樹脂成分を含む材料が好適である。この樹脂成分とし
ては、例えば、シロキサン系高分子、シルセスキオキサ
ン系高分子等のシリコン樹脂成分がある。（２）被エッ
チング材がＡｌやＡｌ合金、タングステン、モリブデ
ン、ポリシリコン等の半導体装置中で配線層や電極とな
り得る金属、又は、二酸化珪素、窒化シリコン等の絶縁
体層の場合は、これらをドライエッチング加工するのに
用いるフッ素プラズマ等を含むエッチング媒体に対し耐
性をもつ有機樹脂成分からなる材料が好適である。
許第3779778号、特公昭62-39420、特公昭62-39421、特
開昭59-45439、特開昭62-164045、特開昭60-37549、特
開昭59-45439、特開平2-129642等に記載の所謂化学増幅
系レジストから、活性化学線の照射によって酸を生成す
る酸前駆体あるいは光酸発生剤等の触媒物質生成機能に
関する物質を除いた組成物が使用できる。また、潜像形
成層の材料は、被エッチング材の種類によって選ぶと良
い。（１）被エッチング材が有機樹脂層の場合は、これ
をドライエッチング加工するのに用いる酸素プラズマを
含むエッチング媒体の作用によって金属酸化物を生成す
る樹脂成分を含む材料が好適である。この樹脂成分とし
ては、例えば、シロキサン系高分子、シルセスキオキサ
ン系高分子等のシリコン樹脂成分がある。（２）被エッ
チング材がＡｌやＡｌ合金、タングステン、モリブデ
ン、ポリシリコン等の半導体装置中で配線層や電極とな
り得る金属、又は、二酸化珪素、窒化シリコン等の絶縁
体層の場合は、これらをドライエッチング加工するのに
用いるフッ素プラズマ等を含むエッチング媒体に対し耐
性をもつ有機樹脂成分からなる材料が好適である。
【００１１】触媒物質生成層の材料としては、例えば、
熱架橋する有機樹脂材層あるいは塗布性ガラス材の塗布
溶液組成中に、熱分解温度がそれらの熱架橋処理温度よ
り高い酸発生剤をあらかじめ添加した材料が使用でき
る。酸発生剤としては、例えば、一般に熱分解温度が比
較的高温であるオニウム塩がある。特に、触媒物質生成
層が潜像形成層より基板側にあり、かつ酸素プラズマを
含むエッチング媒体を用いるドライエッチングの場合に
は、酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムトリ
フルオロメタンスルホン酸塩、ジフェニルヨードニウム
トリフルオロメタンスルホン酸塩、ジt-ブチルフェニル
ヨードニウムメタンスルホン酸塩、トリフェニルスルホ
ニウムｐ−トルエンスルホン酸塩等の非金属系のオニウ
ム塩が好適である。
熱架橋する有機樹脂材層あるいは塗布性ガラス材の塗布
溶液組成中に、熱分解温度がそれらの熱架橋処理温度よ
り高い酸発生剤をあらかじめ添加した材料が使用でき
る。酸発生剤としては、例えば、一般に熱分解温度が比
較的高温であるオニウム塩がある。特に、触媒物質生成
層が潜像形成層より基板側にあり、かつ酸素プラズマを
含むエッチング媒体を用いるドライエッチングの場合に
は、酸発生剤としては、トリフェニルスルホニウムトリ
フルオロメタンスルホン酸塩、ジフェニルヨードニウム
トリフルオロメタンスルホン酸塩、ジt-ブチルフェニル
ヨードニウムメタンスルホン酸塩、トリフェニルスルホ
ニウムｐ−トルエンスルホン酸塩等の非金属系のオニウ
ム塩が好適である。
【００１２】触媒反応としては、各種の酸触媒反応があ
る。例えば、メチロール基やアルコキシメチル基を持っ
た化合物、エポキシ樹脂、あるいは、多価アルコールや
アルデヒド化合物を架橋剤とする酸触媒架橋反応、シラ
ノール化合物の酸触媒縮合反応、t-ブチルエステル基あ
るいは、t-ブトキシカルボニル基、アセタール基等の酸
不安定基を持った化合物の酸触媒分解反応が挙げられ
る。
る。例えば、メチロール基やアルコキシメチル基を持っ
た化合物、エポキシ樹脂、あるいは、多価アルコールや
アルデヒド化合物を架橋剤とする酸触媒架橋反応、シラ
ノール化合物の酸触媒縮合反応、t-ブチルエステル基あ
るいは、t-ブトキシカルボニル基、アセタール基等の酸
不安定基を持った化合物の酸触媒分解反応が挙げられ
る。
【００１３】使用できる活性化学線としては、電子線、
イオン線等の荷電粒子線、シンクロトロン放射光等を光
源とする軟Ｘ線、ＡｒＦ、ＫｒＦエキシマレーザ等を光
源とする遠紫外線や真空紫外線、高圧水銀ランプ等を光
源とする紫外線が挙げられる。
イオン線等の荷電粒子線、シンクロトロン放射光等を光
源とする軟Ｘ線、ＡｒＦ、ＫｒＦエキシマレーザ等を光
源とする遠紫外線や真空紫外線、高圧水銀ランプ等を光
源とする紫外線が挙げられる。
【００１４】本発明の半導体装置の製造方法において、
加工すべき配線金属層としては、アルミニウムやその合
金類、タングステン、モリブデン、ポリクリスタルシリ
コン等、ゲート電極や配線に使用されている各種金属類
が挙げられる。また、絶縁体層としては、ポリイミド等
の有機樹脂、ＣＶＤ法や熱酸化法で形成された二酸化珪
素膜、塗布性ガラス膜、窒化珪素膜等が挙げられる。
加工すべき配線金属層としては、アルミニウムやその合
金類、タングステン、モリブデン、ポリクリスタルシリ
コン等、ゲート電極や配線に使用されている各種金属類
が挙げられる。また、絶縁体層としては、ポリイミド等
の有機樹脂、ＣＶＤ法や熱酸化法で形成された二酸化珪
素膜、塗布性ガラス膜、窒化珪素膜等が挙げられる。
【００１５】
【作用】化学増幅系レジストの有する触媒物質生成機能
と潜像形成機能という２つの機能を別々の層に分離した
ので、本発明の潜像形成機構は化学増幅系レジストのそ
れとは異なり以下のようになる。触媒物質生成層内でパ
タン状に生成された触媒物質が、潜像形成層内に拡散に
より進入して、この層内で触媒反応を起こし、それによ
りパタン状の潜像が形成される。このように、触媒物質
が触媒物質生成層から潜像形成層に移動することを利用
する。したがって、潜像の形状は、触媒物質生成層の２
次元的な触媒分布形状にのみ依存する。その結果、２次
元的形状を保ったエッチングマスクパタンを形成でき、
所謂表面イメージング法を実現できる。
と潜像形成機能という２つの機能を別々の層に分離した
ので、本発明の潜像形成機構は化学増幅系レジストのそ
れとは異なり以下のようになる。触媒物質生成層内でパ
タン状に生成された触媒物質が、潜像形成層内に拡散に
より進入して、この層内で触媒反応を起こし、それによ
りパタン状の潜像が形成される。このように、触媒物質
が触媒物質生成層から潜像形成層に移動することを利用
する。したがって、潜像の形状は、触媒物質生成層の２
次元的な触媒分布形状にのみ依存する。その結果、２次
元的形状を保ったエッチングマスクパタンを形成でき、
所謂表面イメージング法を実現できる。
【００１６】また、本発明はシリル化処理等のバッチ処
理を必要とせず、連続処理が可能である。
理を必要とせず、連続処理が可能である。
【００１７】したがって、本発明により、工業的に使用
できる高い量産性を持つ表面イメージング法からなるリ
ソグラフィ法及び半導体装置の製造方法を提供すること
ができる。
できる高い量産性を持つ表面イメージング法からなるリ
ソグラフィ法及び半導体装置の製造方法を提供すること
ができる。
【００１８】なお、触媒物質生成層と潜像形成層につい
ては、活性化学線の照射時に少なくとも触媒物質生成層
が形成されていれば良く、潜像形成層は活性化学線の照
射の後で形成しても良い。また、それらの層の形成に当
たっては、次の点を注意する必要がある。（１）まず、
活性化学線の照射時に、触媒物質生成層と潜像形成層の
両方が形成されている場合については、さらに照射側に
触媒物質生成層が形成されている場合と潜像形成層が形
成されている場合とに分かれる。照射側に触媒物質生
成層が形成されている場合には、触媒物質生成層の膜厚
は、触媒生成効率と潜像形成反応に対する触媒効率で定
まる最小限の膜厚が望ましい。また、潜像形成層の膜厚
は、潜像形成反応が充分起きる触媒の拡散する範囲に制
限される。照射側に潜像形成層が形成されている場合
には、活性化学線は、潜像形成層を透過して触媒物質生
成層に入射する。そのため、潜像形成層は、活性化学線
の触媒発生層入射面での像質を大きく妨げない膜厚およ
び材質のものに制限される。また、この潜像形成反応部
分が現像によって除去される型の場合、その膜厚が大き
すぎると、触媒の拡散が潜像形成層の上部まで至らず、
潜像形成層の上部が現像できなくなる。潜像形成反応部
分が現像によって残留する型の場合には、このような制
限はない。触媒物質生成層の膜厚は、触媒生成効率と潜
像形成反応に対する触媒効率で定まる最小限の膜厚があ
れば良く、大きい方の制限はない。（２）次に、活性化
学線の照射時に、潜像形成層が形成されていない場合に
ついては、触媒物質生成層の膜厚は、触媒発生効率と潜
像形成反応に対する触媒効率で定まる最小限の膜厚以上
であれば良い。また、潜像形成層の膜厚は、潜像形成反
応が充分起きる触媒の拡散する範囲に制限される。さら
にいずれの方法であっても、潜像形成層の膜厚は、被エ
ッチング加工層とのエッチング速度比で定まる最小限の
膜厚以上であることが必要である。
ては、活性化学線の照射時に少なくとも触媒物質生成層
が形成されていれば良く、潜像形成層は活性化学線の照
射の後で形成しても良い。また、それらの層の形成に当
たっては、次の点を注意する必要がある。（１）まず、
活性化学線の照射時に、触媒物質生成層と潜像形成層の
両方が形成されている場合については、さらに照射側に
触媒物質生成層が形成されている場合と潜像形成層が形
成されている場合とに分かれる。照射側に触媒物質生
成層が形成されている場合には、触媒物質生成層の膜厚
は、触媒生成効率と潜像形成反応に対する触媒効率で定
まる最小限の膜厚が望ましい。また、潜像形成層の膜厚
は、潜像形成反応が充分起きる触媒の拡散する範囲に制
限される。照射側に潜像形成層が形成されている場合
には、活性化学線は、潜像形成層を透過して触媒物質生
成層に入射する。そのため、潜像形成層は、活性化学線
の触媒発生層入射面での像質を大きく妨げない膜厚およ
び材質のものに制限される。また、この潜像形成反応部
分が現像によって除去される型の場合、その膜厚が大き
すぎると、触媒の拡散が潜像形成層の上部まで至らず、
潜像形成層の上部が現像できなくなる。潜像形成反応部
分が現像によって残留する型の場合には、このような制
限はない。触媒物質生成層の膜厚は、触媒生成効率と潜
像形成反応に対する触媒効率で定まる最小限の膜厚があ
れば良く、大きい方の制限はない。（２）次に、活性化
学線の照射時に、潜像形成層が形成されていない場合に
ついては、触媒物質生成層の膜厚は、触媒発生効率と潜
像形成反応に対する触媒効率で定まる最小限の膜厚以上
であれば良い。また、潜像形成層の膜厚は、潜像形成反
応が充分起きる触媒の拡散する範囲に制限される。さら
にいずれの方法であっても、潜像形成層の膜厚は、被エ
ッチング加工層とのエッチング速度比で定まる最小限の
膜厚以上であることが必要である。
【００１９】
実施例１ 電子線描画技術を用いてシリコン半導体装置の配線層を
加工するプロセスに、本発明のリソグラフィ法を適用し
た実施例１を図１（ａ）乃至図１（ｄ）を用いて説明す
る。本実施例では、活性化学線の照射前に、触媒物質生
成層と潜像形成層の両層を、照射側に潜像形成層が来る
ように形成しておくようにした。
加工するプロセスに、本発明のリソグラフィ法を適用し
た実施例１を図１（ａ）乃至図１（ｄ）を用いて説明す
る。本実施例では、活性化学線の照射前に、触媒物質生
成層と潜像形成層の両層を、照射側に潜像形成層が来る
ように形成しておくようにした。
【００２０】まず、シリコン半導体基板６上に配線層と
なる厚さ０．７μｍのアルミニウム膜５を形成した後、
放射線誘起導電性レジスト材料ＲＥ−３９６０Ｂ（日立
化成工業製品）を塗布し、１８０℃で５分間ベークして
厚さ１．６μｍの下層レジスト層４を形成した。その上
に、クレゾールノボラック樹脂：８０重量部と、トリヒ
ドロキシベンゾフェノンとｏ−ナフチキノンジアジドス
ルホン酸の３置換エステルを熱架橋材として１５重量部
と、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスル
ホン酸塩：５重量部とからなる組成物を、固形分濃度約
７ｗｔ．％で酢酸２−エトキシエチルに溶解した溶液か
ら回転塗布法で塗膜し、さらに、１８０℃で１０分間ベ
ークして厚さ０．１５μｍの触媒物質生成層３を形成し
た。その上に、アルカリ可溶性のシリコン樹脂であるポ
リヒドロキシベンジルシルセスキオキサン：９０重量部
とジフェニルシランジオール：１０重量部とからなる組
成物を、固形分濃度約２０ｗｔ．％で酢酸２−エトキシ
エチルに溶解した溶液から回転塗布法で塗膜し、さら
に、８０℃で１０分間ベークして厚さ０．３μｍの潜像
形成層２を形成した。このようにして形成した試料に、
電子線描画装置を用いて活性化学線１としての電子線を
潜像形成層２側から照射し所定の配線パタン状に描画し
た。これにより、触媒物質生成層３の所定のパタン形状
に相当する触媒物質生成部７で触媒物質が生成された。
電子線の照射条件は、電子線描画装置の加速電圧を３０
ｋＶとし、電子線照射量を１２マイクロクーロン／平方
センチメートルとした。（図１（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
２中に触媒物質生成部７から触媒物質を拡散させ、潜像
形成層２での潜像形成の反応を促進し、パタン形状に応
じた潜像８を形成した。（図１（ｂ）） 次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度
１．５ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層２を現像
し、現像パタン９を得た。（図１（ｃ）） 次に、現像パタン９をエッチングマスクとして触媒物質
生成層３と下層レジスト層４を酸素の反応性イオンエッ
チングによりエッチング処理し、有機樹脂レジストパタ
ン１０を得た。（図１（ｄ）） 次に、このレジストパタンをエッチングマスクとしてア
ルミニウム配線層５をドライエッチング加工した。アス
ペクト比の良好な微細な配線パタンを形成できた。（図
示せず） 実施例２ 波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光源を用いた遠
紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の配線層を
加工するプロセスに、本発明のリソグラフィ法を適用し
た実施例を図２（ａ）乃至図２（ｄ）を用いて説明す
る。本実施例では、活性化学線の照射前に、触媒物質生
成層と潜像形成層の両層を、照射側に潜像形成層が来る
ように形成しておくようにした。
なる厚さ０．７μｍのアルミニウム膜５を形成した後、
放射線誘起導電性レジスト材料ＲＥ−３９６０Ｂ（日立
化成工業製品）を塗布し、１８０℃で５分間ベークして
厚さ１．６μｍの下層レジスト層４を形成した。その上
に、クレゾールノボラック樹脂：８０重量部と、トリヒ
ドロキシベンゾフェノンとｏ−ナフチキノンジアジドス
ルホン酸の３置換エステルを熱架橋材として１５重量部
と、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスル
ホン酸塩：５重量部とからなる組成物を、固形分濃度約
７ｗｔ．％で酢酸２−エトキシエチルに溶解した溶液か
ら回転塗布法で塗膜し、さらに、１８０℃で１０分間ベ
ークして厚さ０．１５μｍの触媒物質生成層３を形成し
た。その上に、アルカリ可溶性のシリコン樹脂であるポ
リヒドロキシベンジルシルセスキオキサン：９０重量部
とジフェニルシランジオール：１０重量部とからなる組
成物を、固形分濃度約２０ｗｔ．％で酢酸２−エトキシ
エチルに溶解した溶液から回転塗布法で塗膜し、さら
に、８０℃で１０分間ベークして厚さ０．３μｍの潜像
形成層２を形成した。このようにして形成した試料に、
電子線描画装置を用いて活性化学線１としての電子線を
潜像形成層２側から照射し所定の配線パタン状に描画し
た。これにより、触媒物質生成層３の所定のパタン形状
に相当する触媒物質生成部７で触媒物質が生成された。
電子線の照射条件は、電子線描画装置の加速電圧を３０
ｋＶとし、電子線照射量を１２マイクロクーロン／平方
センチメートルとした。（図１（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
２中に触媒物質生成部７から触媒物質を拡散させ、潜像
形成層２での潜像形成の反応を促進し、パタン形状に応
じた潜像８を形成した。（図１（ｂ）） 次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度
１．５ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層２を現像
し、現像パタン９を得た。（図１（ｃ）） 次に、現像パタン９をエッチングマスクとして触媒物質
生成層３と下層レジスト層４を酸素の反応性イオンエッ
チングによりエッチング処理し、有機樹脂レジストパタ
ン１０を得た。（図１（ｄ）） 次に、このレジストパタンをエッチングマスクとしてア
ルミニウム配線層５をドライエッチング加工した。アス
ペクト比の良好な微細な配線パタンを形成できた。（図
示せず） 実施例２ 波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光源を用いた遠
紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の配線層を
加工するプロセスに、本発明のリソグラフィ法を適用し
た実施例を図２（ａ）乃至図２（ｄ）を用いて説明す
る。本実施例では、活性化学線の照射前に、触媒物質生
成層と潜像形成層の両層を、照射側に潜像形成層が来る
ように形成しておくようにした。
【００２１】まず、シリコン半導体基板２０６上に配線
層となる厚さ０．７μｍのアルミニウム膜２０５を形成
した後、クレゾールノボラック樹脂：７０重量部と、ト
リヒドロキシベンゾフェノンとｏ−ナフチキノンジアジ
ドスルホン酸の３置換エステルを熱架橋材として１５重
量部と、１，３，５−トリス−２，３−ジブロモ−１−
プロピル−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１
Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン：１５重量部とからなる組
成物を、固形分濃度約３０ｗｔ．％で酢酸２−エトキシ
エチルに溶解した溶液から回転塗布法で塗膜し、さら
に、２３０℃で６分間ベークして厚さ２．５μｍの下層
レジスト層を兼ねた触媒物質生成層２０４を形成した。
その上に、塗布性ガラスを塗布し、２００℃、６分のベ
ークによって、厚さ０．１μｍの中間層２０３を形成し
た。その上に、クレゾールノボラック樹脂：８０重量部
とヘキサメトキシメチルメラミン：２０重量部とからな
る組成物を、固形分濃度約２０ｗｔ．％で酢酸２−エト
キシエチルに溶解した溶液から回転塗布法で塗膜し、さ
らに、８０℃で１０分間ベークして厚さ０．３μｍの潜
像形成層２０２を形成した。このようにして形成した試
料に、ＫｒＦエキシマレーザステッパを用いて活性化学
線２０１としての遠紫外線を潜像形成層２０２側から照
射し、触媒物質生成層２０４を所定の配線パタン状に露
光した。これにより、触媒物質生成層２０４の所定のパ
タン形状に相当する触媒物質生成部２０７で触媒物質が
生成された。遠紫外線の照射量は２０ミリジュール／平
方センチメートルとした。（図２（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
２０２中に、中間層２０３を介して、触媒物質生成部２
０７から触媒物質を拡散させ、潜像形成層２０２での潜
像形成の反応を促進し、パタン形状に応じた潜像８を形
成した。次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液
（濃度２．３８ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層２
０２を現像し、現像パタン２０８を得た。（図２
（ｂ）） 次に、現像パタン２０８をエッチングマスクとして、中
間層２０３をフッ素プラズマを含むドライエッチング媒
体でエッチングし、中間層パタン２０９を形成した。
（図２（ｃ）） 次に、この中間層パタン２０９をマスクに、触媒物質生
成層を兼ねた下層レジスト層２０４を、酸素の反応性イ
オンエッチングによりエッチング処理し、有機樹脂レジ
ストパタン２１０を得た。（図２（ｃ）） 次に、このレジストパタンをエッチングマスクとしてア
ルミニウム配線層２０５をドライエッチング加工した。
アスペクト比の良好な微細な配線パタンを形成できた。
（図示せず） 実施例３ 波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光源を用いた遠
紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の絶縁体層
を加工するプロセスに、本発明のリソグラフィ法を適用
した実施例３を図３（ａ）乃至図３（ｄ）を用いて説明
する。本実施例では、活性化学線の照射前に、触媒物質
生成層と潜像形成層の両層を、照射側に触媒物質生成層
が来るように形成しておくようにした。
層となる厚さ０．７μｍのアルミニウム膜２０５を形成
した後、クレゾールノボラック樹脂：７０重量部と、ト
リヒドロキシベンゾフェノンとｏ−ナフチキノンジアジ
ドスルホン酸の３置換エステルを熱架橋材として１５重
量部と、１，３，５−トリス−２，３−ジブロモ−１−
プロピル−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１
Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン：１５重量部とからなる組
成物を、固形分濃度約３０ｗｔ．％で酢酸２−エトキシ
エチルに溶解した溶液から回転塗布法で塗膜し、さら
に、２３０℃で６分間ベークして厚さ２．５μｍの下層
レジスト層を兼ねた触媒物質生成層２０４を形成した。
その上に、塗布性ガラスを塗布し、２００℃、６分のベ
ークによって、厚さ０．１μｍの中間層２０３を形成し
た。その上に、クレゾールノボラック樹脂：８０重量部
とヘキサメトキシメチルメラミン：２０重量部とからな
る組成物を、固形分濃度約２０ｗｔ．％で酢酸２−エト
キシエチルに溶解した溶液から回転塗布法で塗膜し、さ
らに、８０℃で１０分間ベークして厚さ０．３μｍの潜
像形成層２０２を形成した。このようにして形成した試
料に、ＫｒＦエキシマレーザステッパを用いて活性化学
線２０１としての遠紫外線を潜像形成層２０２側から照
射し、触媒物質生成層２０４を所定の配線パタン状に露
光した。これにより、触媒物質生成層２０４の所定のパ
タン形状に相当する触媒物質生成部２０７で触媒物質が
生成された。遠紫外線の照射量は２０ミリジュール／平
方センチメートルとした。（図２（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
２０２中に、中間層２０３を介して、触媒物質生成部２
０７から触媒物質を拡散させ、潜像形成層２０２での潜
像形成の反応を促進し、パタン形状に応じた潜像８を形
成した。次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液
（濃度２．３８ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層２
０２を現像し、現像パタン２０８を得た。（図２
（ｂ）） 次に、現像パタン２０８をエッチングマスクとして、中
間層２０３をフッ素プラズマを含むドライエッチング媒
体でエッチングし、中間層パタン２０９を形成した。
（図２（ｃ）） 次に、この中間層パタン２０９をマスクに、触媒物質生
成層を兼ねた下層レジスト層２０４を、酸素の反応性イ
オンエッチングによりエッチング処理し、有機樹脂レジ
ストパタン２１０を得た。（図２（ｃ）） 次に、このレジストパタンをエッチングマスクとしてア
ルミニウム配線層２０５をドライエッチング加工した。
アスペクト比の良好な微細な配線パタンを形成できた。
（図示せず） 実施例３ 波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光源を用いた遠
紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の絶縁体層
を加工するプロセスに、本発明のリソグラフィ法を適用
した実施例３を図３（ａ）乃至図３（ｄ）を用いて説明
する。本実施例では、活性化学線の照射前に、触媒物質
生成層と潜像形成層の両層を、照射側に触媒物質生成層
が来るように形成しておくようにした。
【００２２】まず、シリコン半導体基板３０６上に絶縁
体層となる厚さ１．５μｍのポリイミド膜３０５を形成
した後、塗布性ガラスを塗布し、２００℃、６分のベー
クによって、厚さ０．１μｍのエッチングマスク層３０
４を形成した。その上に、クレゾールノボラック樹脂：
８０重量部と１，４−ビスヒドロキシイソプロピルベン
ゼン：２０重量部とからなる組成物を、固形分濃度２０
ｗｔ．％でシクロヘキサノンに溶解した溶液から回転塗
布法で塗膜し、８０℃で１０分間ベークして厚さ０．３
μｍの潜像形成層３０３を形成した。その上に、ポリス
チレン：８０重量部とトリフルオロメタンスルホン酸ジ
ターシャリブチルフェニルヨードニウム：２０重量部と
からなる組成物を、固形分濃度約５ｗｔ．％でキシレン
に溶解した溶液から回転塗布法で塗布し、さらに８０℃
で１０分間ベークして厚さ０．１μｍの触媒物質生成層
３０２を形成した。このようにして形成した試料に、Ａ
ｒＦエキシマレーザステッパを用いて活性化学線３０１
としての遠紫外線を触媒物質生成層３０２側から照射
し、触媒物質生成層３０２を所定の絶縁体パタン状に露
光した。これにより、触媒物質生成層３０２の所定のパ
タン形状に相当する触媒物質生成部３０７で触媒物質が
生成された。遠紫外線の照射量は１５ミリジュール／平
方センチメートルとした。（図３（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
３０３中に、触媒物質生成部３０７から触媒物質を拡散
させ、潜像形成層３０３での潜像形成の反応を促進し、
パタン形状に応じた潜像を形成した。次に、試料をキシ
レン中に浸漬し触媒物質生成層３０２を除去した。次
に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度２．
３８ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層３０３を現像
し、現像パタン３０８を得た。（図３（ｂ）） 次に、現像パタン３０８をエッチングマスクとしてエッ
チングマスク層３０４をフッ素プラズマを含むドライエ
ッチング媒体でエッチングしマスクパタン３０９を形成
した。（図３（ｃ）） 次に、このマスクパタン３０９をエッチングマスクとし
て、絶縁体層３０５を酸素の反応性イオンエッチング法
でドライエッチング加工した。アスペクト比の良好な微
細な絶縁物パタン３１０を形成できた。（図３（ｄ）） 実施例４ 下層レジスト層としてＣＶＤ法で形成した二酸化珪素膜
を用いてシリコン半導体装置の配線層を加工するプロセ
スに、本発明のリソグラフィ法を適用した実施例４を図
４（ａ）乃至図４（ｄ）を用いて説明する。本実施例で
は、活性化学線の照射前に、触媒物質生成層と潜像形成
層の両層を、照射側に潜像形成層が来るように形成して
おくようにした。
体層となる厚さ１．５μｍのポリイミド膜３０５を形成
した後、塗布性ガラスを塗布し、２００℃、６分のベー
クによって、厚さ０．１μｍのエッチングマスク層３０
４を形成した。その上に、クレゾールノボラック樹脂：
８０重量部と１，４−ビスヒドロキシイソプロピルベン
ゼン：２０重量部とからなる組成物を、固形分濃度２０
ｗｔ．％でシクロヘキサノンに溶解した溶液から回転塗
布法で塗膜し、８０℃で１０分間ベークして厚さ０．３
μｍの潜像形成層３０３を形成した。その上に、ポリス
チレン：８０重量部とトリフルオロメタンスルホン酸ジ
ターシャリブチルフェニルヨードニウム：２０重量部と
からなる組成物を、固形分濃度約５ｗｔ．％でキシレン
に溶解した溶液から回転塗布法で塗布し、さらに８０℃
で１０分間ベークして厚さ０．１μｍの触媒物質生成層
３０２を形成した。このようにして形成した試料に、Ａ
ｒＦエキシマレーザステッパを用いて活性化学線３０１
としての遠紫外線を触媒物質生成層３０２側から照射
し、触媒物質生成層３０２を所定の絶縁体パタン状に露
光した。これにより、触媒物質生成層３０２の所定のパ
タン形状に相当する触媒物質生成部３０７で触媒物質が
生成された。遠紫外線の照射量は１５ミリジュール／平
方センチメートルとした。（図３（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
３０３中に、触媒物質生成部３０７から触媒物質を拡散
させ、潜像形成層３０３での潜像形成の反応を促進し、
パタン形状に応じた潜像を形成した。次に、試料をキシ
レン中に浸漬し触媒物質生成層３０２を除去した。次
に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度２．
３８ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層３０３を現像
し、現像パタン３０８を得た。（図３（ｂ）） 次に、現像パタン３０８をエッチングマスクとしてエッ
チングマスク層３０４をフッ素プラズマを含むドライエ
ッチング媒体でエッチングしマスクパタン３０９を形成
した。（図３（ｃ）） 次に、このマスクパタン３０９をエッチングマスクとし
て、絶縁体層３０５を酸素の反応性イオンエッチング法
でドライエッチング加工した。アスペクト比の良好な微
細な絶縁物パタン３１０を形成できた。（図３（ｄ）） 実施例４ 下層レジスト層としてＣＶＤ法で形成した二酸化珪素膜
を用いてシリコン半導体装置の配線層を加工するプロセ
スに、本発明のリソグラフィ法を適用した実施例４を図
４（ａ）乃至図４（ｄ）を用いて説明する。本実施例で
は、活性化学線の照射前に、触媒物質生成層と潜像形成
層の両層を、照射側に潜像形成層が来るように形成して
おくようにした。
【００２３】まず、シリコン半導体基板４０６上に配線
層となる厚さ０．７μｍのタングステン膜４０５を形成
した後、ＣＶＤ法を用いて厚さ０．２μｍの二酸化珪素
皮膜からなる下層レジスト層４０４を形成した。次に、
塗布性ガラスのメタノール溶液中にトリフェニルスルホ
ニウムトリフルオロメタンスルホン酸塩を添加し、組成
物を調合した。この組成物中の塩の量は、塗膜の状態で
５ｗｔ．％となるようにした。この組成物を回転塗布法
で下層レジスト層４０４上に塗布し、さらに、１８０℃
で１０分間ベークして厚さ０．１５μｍの触媒物質生成
層４０３を形成した。次に、クレゾールノボラック樹
脂：８０重量部と１，４−ビスヒドロキシイソプロピル
ベンゼン：２０重量部とからなる組成物を、固形分濃度
２０ｗｔ．％でシクロヘキサノンに溶解した溶液から回
転塗布法で塗膜し、８０℃で１０分間ベークして厚さ
０．３μｍの潜像形成層４０２を形成した。このように
して形成した試料に、電子線描画装置を用いて活性化学
線４０１としての電子線を潜像形成層４０２側から照射
し所定の配線パタン状に描画した。これにより、触媒物
質生成層４０３の所定のパタン形状に相当する触媒物質
生成部４０７で触媒物質が生成された。電子線の照射条
件は、電子線描画装置の加速電圧を３０ｋＶとし、電子
線照射量を２マイクロクーロン／平方センチメートルと
した。（図４（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
４０２中に触媒物質生成部４０７から触媒物質を拡散さ
せ、潜像形成層４０２での潜像形成の反応を促進し、パ
タン形状に応じた潜像４０８を形成した。（図４
（ｂ）） 次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度
２．３８ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層４０２を
現像し、現像パタン４０９を得た。（図４（ｃ）） 次に、現像パタン４０９をエッチングマスクとして触媒
物質生成層４０３と下層レジスト層４０４をフッ素の反
応性イオンエッチングによりエッチング処理し、レジス
トパタン４１０を得た。（図４（ｄ）） 次に、このレジストパタン４１０をエッチングマスクと
して、アルミニウム配線層４０５を塩素プラズマを含む
エッチング媒体でドライエッチング加工した。アスペク
ト比の良好な微細な配線パタンを形成できた。（図示せ
ず） 実施例５ シンクロトロン放射光源から照射される波長約１００オ
ングストロームの軟Ｘ線露光技術を用いてシリコン半導
体装置の配線層を加工するプロセスに、本発明のリソグ
ラフィ法を適用した実施例５を図５（ａ）乃至図５
（ｄ）を用いて説明する。本実施例では、活性化学線の
照射前に、触媒物質生成層のみを形成しておき、潜像形
成層は活性化学線照射後に形成するようにした。
層となる厚さ０．７μｍのタングステン膜４０５を形成
した後、ＣＶＤ法を用いて厚さ０．２μｍの二酸化珪素
皮膜からなる下層レジスト層４０４を形成した。次に、
塗布性ガラスのメタノール溶液中にトリフェニルスルホ
ニウムトリフルオロメタンスルホン酸塩を添加し、組成
物を調合した。この組成物中の塩の量は、塗膜の状態で
５ｗｔ．％となるようにした。この組成物を回転塗布法
で下層レジスト層４０４上に塗布し、さらに、１８０℃
で１０分間ベークして厚さ０．１５μｍの触媒物質生成
層４０３を形成した。次に、クレゾールノボラック樹
脂：８０重量部と１，４−ビスヒドロキシイソプロピル
ベンゼン：２０重量部とからなる組成物を、固形分濃度
２０ｗｔ．％でシクロヘキサノンに溶解した溶液から回
転塗布法で塗膜し、８０℃で１０分間ベークして厚さ
０．３μｍの潜像形成層４０２を形成した。このように
して形成した試料に、電子線描画装置を用いて活性化学
線４０１としての電子線を潜像形成層４０２側から照射
し所定の配線パタン状に描画した。これにより、触媒物
質生成層４０３の所定のパタン形状に相当する触媒物質
生成部４０７で触媒物質が生成された。電子線の照射条
件は、電子線描画装置の加速電圧を３０ｋＶとし、電子
線照射量を２マイクロクーロン／平方センチメートルと
した。（図４（ａ）） 次に、試料を９０℃で１０分間ベークして、潜像形成層
４０２中に触媒物質生成部４０７から触媒物質を拡散さ
せ、潜像形成層４０２での潜像形成の反応を促進し、パ
タン形状に応じた潜像４０８を形成した。（図４
（ｂ）） 次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度
２．３８ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層４０２を
現像し、現像パタン４０９を得た。（図４（ｃ）） 次に、現像パタン４０９をエッチングマスクとして触媒
物質生成層４０３と下層レジスト層４０４をフッ素の反
応性イオンエッチングによりエッチング処理し、レジス
トパタン４１０を得た。（図４（ｄ）） 次に、このレジストパタン４１０をエッチングマスクと
して、アルミニウム配線層４０５を塩素プラズマを含む
エッチング媒体でドライエッチング加工した。アスペク
ト比の良好な微細な配線パタンを形成できた。（図示せ
ず） 実施例５ シンクロトロン放射光源から照射される波長約１００オ
ングストロームの軟Ｘ線露光技術を用いてシリコン半導
体装置の配線層を加工するプロセスに、本発明のリソグ
ラフィ法を適用した実施例５を図５（ａ）乃至図５
（ｄ）を用いて説明する。本実施例では、活性化学線の
照射前に、触媒物質生成層のみを形成しておき、潜像形
成層は活性化学線照射後に形成するようにした。
【００２４】まず、シリコン半導体基板５０５上に配線
層となる厚さ０．７μｍのアルミニウム膜５０４を形成
した後、レジスト材料ＲＵ−３９００Ｂ（日立化成工業
製品）を塗布し、１８０℃で５分間ベークして厚さ１．
６μｍの下層レジスト層５０３を形成した。その上に、
クレゾールノボラック樹脂：８０重量部と、トリヒドロ
キシベンゾフェノンとｏ−ナフチキノンジアジドスルホ
ン酸の３置換エステルを熱架橋材として１５重量部と、
トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホン
酸塩：５重量部とからなる組成物を、固形分濃度約７ｗ
ｔ．％で酢酸２−エトキシエチルに溶解した溶液から回
転塗布法で塗膜し、さらに、１８０℃で１０分間ベーク
して厚さ０．１５μｍの触媒物質生成層５０２を形成し
た。このようにして形成した試料に、シンクロトロン放
射光源を用いて、活性化学線５０１としての波長約１０
０オングストロームの軟Ｘ線を触媒物質生成層５０２に
所定の配線パタン状に照射した。これにより、触媒物質
生成層５０２の所定のパタン形状に相当する触媒物質生
成部５０６で触媒物質が生成された。軟Ｘ線の照射量は
５０ミリジュール／平方センチメートルとした。（図５
（ａ）） 次に、アルカリ可溶性のシリコン樹脂であるポリヒドロ
キシベンジルシルセスキオキサン：９０重量部とジフェ
ニルシランジオール：１０重量部とからなる組成物を、
固形分濃度約２０ｗｔ．％で酢酸２−エトキシエチルに
溶解した溶液から回転塗布法で触媒物質生成層５０２上
に塗膜し、厚さ０．３μｍの潜像形成層５０７を形成し
た。次に、この試料を９０℃で１０分間ベークして、潜
像形成層５０７中に、触媒物質生成部５０６から触媒物
質を拡散させ、パタン形状に応じた潜像の形成反応を促
進し、潜像５０８を形成した。（図５（ｂ）） 次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度
１．５ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層５０７を現
像し、現像パタン５０９を得た。（図５（ｃ）） 次に、現像パタン５０９をエッチングマスクとして、触
媒物質生成層５０２と下層レジスト層５０３を酸素の反
応性イオンエッチングによりエッチング処理し、有機樹
脂レジストパタン５１０を得た。（図５（ｄ）） 次に、このレジストパタン５１０をエッチングマスクと
して、アルミニウム配線層５０４をドライエッチング加
工した。アスペクト比の良好な微細な配線パタンを形成
できた。（図示せず） 実施例６ 本実施例は、実施例１における活性化学線（図１（ａ）
の符号１）として、電子線と波長２４８ｎｍのＫｒＦエ
キシマレーザ光源を用いた遠紫外線を用いた実施例であ
る。線幅０．５μｍ以下のパタンについては電子線を用
いて描画し、それより大きい線幅を持つパタンについて
は遠紫外線を用いて露光した。
層となる厚さ０．７μｍのアルミニウム膜５０４を形成
した後、レジスト材料ＲＵ−３９００Ｂ（日立化成工業
製品）を塗布し、１８０℃で５分間ベークして厚さ１．
６μｍの下層レジスト層５０３を形成した。その上に、
クレゾールノボラック樹脂：８０重量部と、トリヒドロ
キシベンゾフェノンとｏ−ナフチキノンジアジドスルホ
ン酸の３置換エステルを熱架橋材として１５重量部と、
トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホン
酸塩：５重量部とからなる組成物を、固形分濃度約７ｗ
ｔ．％で酢酸２−エトキシエチルに溶解した溶液から回
転塗布法で塗膜し、さらに、１８０℃で１０分間ベーク
して厚さ０．１５μｍの触媒物質生成層５０２を形成し
た。このようにして形成した試料に、シンクロトロン放
射光源を用いて、活性化学線５０１としての波長約１０
０オングストロームの軟Ｘ線を触媒物質生成層５０２に
所定の配線パタン状に照射した。これにより、触媒物質
生成層５０２の所定のパタン形状に相当する触媒物質生
成部５０６で触媒物質が生成された。軟Ｘ線の照射量は
５０ミリジュール／平方センチメートルとした。（図５
（ａ）） 次に、アルカリ可溶性のシリコン樹脂であるポリヒドロ
キシベンジルシルセスキオキサン：９０重量部とジフェ
ニルシランジオール：１０重量部とからなる組成物を、
固形分濃度約２０ｗｔ．％で酢酸２−エトキシエチルに
溶解した溶液から回転塗布法で触媒物質生成層５０２上
に塗膜し、厚さ０．３μｍの潜像形成層５０７を形成し
た。次に、この試料を９０℃で１０分間ベークして、潜
像形成層５０７中に、触媒物質生成部５０６から触媒物
質を拡散させ、パタン形状に応じた潜像の形成反応を促
進し、潜像５０８を形成した。（図５（ｂ）） 次に、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（濃度
１．５ｗｔ％）を現像液として、潜像形成層５０７を現
像し、現像パタン５０９を得た。（図５（ｃ）） 次に、現像パタン５０９をエッチングマスクとして、触
媒物質生成層５０２と下層レジスト層５０３を酸素の反
応性イオンエッチングによりエッチング処理し、有機樹
脂レジストパタン５１０を得た。（図５（ｄ）） 次に、このレジストパタン５１０をエッチングマスクと
して、アルミニウム配線層５０４をドライエッチング加
工した。アスペクト比の良好な微細な配線パタンを形成
できた。（図示せず） 実施例６ 本実施例は、実施例１における活性化学線（図１（ａ）
の符号１）として、電子線と波長２４８ｎｍのＫｒＦエ
キシマレーザ光源を用いた遠紫外線を用いた実施例であ
る。線幅０．５μｍ以下のパタンについては電子線を用
いて描画し、それより大きい線幅を持つパタンについて
は遠紫外線を用いて露光した。
【００２５】本実施例によれば、実施例１より短時間
で、半導体基板上にアルミニウム配線層を加工できた。
また、実施例１と同様、良好なアスペクト比の配線パタ
ンを形成できた。
で、半導体基板上にアルミニウム配線層を加工できた。
また、実施例１と同様、良好なアスペクト比の配線パタ
ンを形成できた。
【００２６】本発明では、マスクパタン潜像への露光プ
ロファイルの影響がないので、本実施例のように線質の
異なる複数の活性化学線を用いても、線質の相違に基づ
く膜厚方向の露光プロファイルの相違が、直接、マスク
パタン潜像へ影響することがなく、同質の良好なエッチ
ングマスクパタンを形成できる。
ロファイルの影響がないので、本実施例のように線質の
異なる複数の活性化学線を用いても、線質の相違に基づ
く膜厚方向の露光プロファイルの相違が、直接、マスク
パタン潜像へ影響することがなく、同質の良好なエッチ
ングマスクパタンを形成できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明による表面イメージング法は、現
用プロセスと同程度の簡便な手段で実現でき、しかも種
々の基板材料のエッチング加工に適用できる高い汎用性
を持つので、高集積半導体装置の微細加工を高精度かつ
高効率で実現できる。
用プロセスと同程度の簡便な手段で実現でき、しかも種
々の基板材料のエッチング加工に適用できる高い汎用性
を持つので、高集積半導体装置の微細加工を高精度かつ
高効率で実現できる。
【図１】電子線描画技術を用いてシリコン半導体装置の
配線層を加工する本発明の実施例１及び実施例６のプロ
セス断面図である。
配線層を加工する本発明の実施例１及び実施例６のプロ
セス断面図である。
【図２】波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光源を
用いた遠紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の
配線層を加工する本発明の実施例２のプロセス断面図で
ある。
用いた遠紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の
配線層を加工する本発明の実施例２のプロセス断面図で
ある。
【図３】波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光源を
用いた遠紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の
絶縁体層を加工する本発明の実施例３のプロセス断面図
である。
用いた遠紫外線露光技術を用いてシリコン半導体装置の
絶縁体層を加工する本発明の実施例３のプロセス断面図
である。
【図４】下層レジスト層としてＣＶＤ法で形成した二酸
化珪素膜を用いてシリコン半導体装置の配線層を加工す
る本発明の実施例４のプロセス断面図である。
化珪素膜を用いてシリコン半導体装置の配線層を加工す
る本発明の実施例４のプロセス断面図である。
【図５】シンクロトロン放射光源から照射される波長約
１００オングストロームの軟Ｘ線露光技術を用いてシリ
コン半導体装置の配線層を加工する本発明の実施例５の
プロセス断面図である。
１００オングストロームの軟Ｘ線露光技術を用いてシリ
コン半導体装置の配線層を加工する本発明の実施例５の
プロセス断面図である。
１、201、301、401、501…活性化学線、2、202、303、4
02、507…潜像形成層、３、302、403、502…触媒物質生
成層、４、503…有機樹脂からなる下層レジスト層、
５、205、405、504…配線金属層、６、206、306、406、
505…半導体基板、７、207、307、407、506…触媒物質
生成部、８、408、508…潜像形成部、９、208、308、40
9、509…現像パタン、10、210、510…下層レジストパタ
ン、203…中間層、204…触媒物質生成層を兼ねた有機樹
脂からなる下層レジスト層、209…中間層パタン、304…
エッチングマスク層、305…有機樹脂からなる絶縁物
層、309…エッチングマスクパタン、310…絶縁物パタ
ン、410…塗布性ガラス又は、二酸化硅素被膜からなる
レジストパタン。
02、507…潜像形成層、３、302、403、502…触媒物質生
成層、４、503…有機樹脂からなる下層レジスト層、
５、205、405、504…配線金属層、６、206、306、406、
505…半導体基板、７、207、307、407、506…触媒物質
生成部、８、408、508…潜像形成部、９、208、308、40
9、509…現像パタン、10、210、510…下層レジストパタ
ン、203…中間層、204…触媒物質生成層を兼ねた有機樹
脂からなる下層レジスト層、209…中間層パタン、304…
エッチングマスク層、305…有機樹脂からなる絶縁物
層、309…エッチングマスクパタン、310…絶縁物パタ
ン、410…塗布性ガラス又は、二酸化硅素被膜からなる
レジストパタン。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/26 ５１１ 7124−2Ｈ (72)発明者 村井 二三夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 逆水 登志夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 林 伸明 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】活性化学線の所定のパタン状照射に基づい
て形成した潜像を現像してマスクパタンを形成し、該マ
スクパタンをマスクとするエッチング加工によって被エ
ッチング加工層に上記所定パタンに対応するパタンを形
成するリソグラフィ法において、上記潜像は上記活性化
学線の照射により触媒物質生成層中に生成された触媒物
質が潜像形成層に移動し該潜像形成層中で触媒反応を起
こすことにより得られることを特徴とするリソグラフィ
法。 - 【請求項２】上記触媒物質生成層および潜像形成層は、
上記活性化学線の照射前に上記被エッチング加工層上に
上記触媒物質生成層、上記潜像形成層の順で形成されて
いる請求項１記載のリソグラフィ法。 - 【請求項３】上記触媒物質生成層および潜像形成層は、
上記活性化学線の照射前に上記被エッチング加工層上に
上記潜像形成層、上記触媒物質生成層の順で形成されて
いる請求項１記載のリソグラフィ法。 - 【請求項４】上記触媒物質生成層および潜像形成層は上
記活性化学線の照射の前後に分けて上記被エッチング加
工層上に形成し、上記活性化学線の照射前に上記被エッ
チング加工層上に上記触媒物質生成層を形成し、上記活
性化学線の照射後に上記触媒物質生成層上に上記潜像形
成層を形成する請求項１記載のリソグラフィ法。 - 【請求項５】上記活性化学線は異なる２種以上の線源か
ら放射される活性化学線である請求項１乃至４のいずれ
か一に記載のリソグラフィ法。 - 【請求項６】上記触媒物質は酸性物質である請求項１乃
至５のいずれか一に記載のリソグラフィ法。 - 【請求項７】半導体基板上に配線パタンを加工する工程
を有する半導体装置の製造方法において、上記配線パタ
ンを形成すべき金属層のエッチングマスクは請求項１乃
至６のいずれか一に記載のリソグラフィ法で形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】半導体基板上に絶縁体パタンを加工する工
程を有する半導体装置の製造方法において、上記絶縁体
パタンを形成すべき絶縁体層のエッチングマスクは請求
項１乃至６のいずれか一に記載のリソグラフィ法で形成
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012814A JPH05205989A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | リソグラフィ法及び半導体装置の製造方法 |
| US08/009,012 US5350485A (en) | 1992-01-28 | 1993-01-26 | High-resolution lithography and semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012814A JPH05205989A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | リソグラフィ法及び半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05205989A true JPH05205989A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11815859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4012814A Pending JPH05205989A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | リソグラフィ法及び半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5350485A (ja) |
| JP (1) | JPH05205989A (ja) |
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| JP3324360B2 (ja) * | 1995-09-25 | 2002-09-17 | 信越化学工業株式会社 | ポリシロキサン化合物及びポジ型レジスト材料 |
| KR100226742B1 (ko) * | 1996-12-24 | 1999-10-15 | 구본준 | 반도체 소자의 금속배선 형성 방법 |
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| US6429425B1 (en) * | 1999-06-28 | 2002-08-06 | United Microelectronics Corp. | Method for forming a calibation standard to adjust a micro-bar of an electron microscope |
| US6235452B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-05-22 | International Business Machines Corporation | Detection of a gaseous substance emanating from a layer of polymeric composition |
| KR100440776B1 (ko) * | 2001-12-17 | 2004-07-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | 불화아르곤 노광원을 이용한 반도체 소자 제조 방법 |
| KR100415091B1 (ko) * | 2002-03-26 | 2004-01-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 미세패턴 형성 방법 |
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| US7160665B2 (en) * | 2002-12-30 | 2007-01-09 | International Business Machines Corporation | Method for employing vertical acid transport for lithographic imaging applications |
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| US7399573B2 (en) * | 2006-10-25 | 2008-07-15 | International Business Machines Corporation | Method for using negative tone silicon-containing resist for e-beam lithography |
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| US20090253080A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Dammel Ralph R | Photoresist Image-Forming Process Using Double Patterning |
| US20100040838A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Abdallah David J | Hardmask Process for Forming a Reverse Tone Image |
| US20100183851A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-22 | Yi Cao | Photoresist Image-forming Process Using Double Patterning |
| US8084186B2 (en) * | 2009-02-10 | 2011-12-27 | Az Electronic Materials Usa Corp. | Hardmask process for forming a reverse tone image using polysilazane |
| US11990334B2 (en) * | 2019-07-19 | 2024-05-21 | Tokyo Electron Limited | Method for tuning stress transitions of films on a substrate |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3779778A (en) * | 1972-02-09 | 1973-12-18 | Minnesota Mining & Mfg | Photosolubilizable compositions and elements |
| US4052211A (en) * | 1972-11-30 | 1977-10-04 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image forming material |
| US4252891A (en) * | 1977-07-29 | 1981-02-24 | Kostyshin Maxim T | Method of manufacturing embossed articles of preset configuration |
| JPS5565365A (en) * | 1978-11-07 | 1980-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Pattern forming method |
| US4506005A (en) * | 1983-05-10 | 1985-03-19 | Gca Corporation | Method of catalytic etching |
| US4838989A (en) * | 1987-08-25 | 1989-06-13 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Laser-driven fusion etching process |
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| US5032216A (en) * | 1989-10-20 | 1991-07-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Non-photographic method for patterning organic polymer films |
| US5209814A (en) * | 1991-09-30 | 1993-05-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for diffusion patterning |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP4012814A patent/JPH05205989A/ja active Pending
-
1993
- 1993-01-26 US US08/009,012 patent/US5350485A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5350485A (en) | 1994-09-27 |
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