JP2692059B2 - 電子線レジストパターンの形成方法 - Google Patents
電子線レジストパターンの形成方法Info
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- JP2692059B2 JP2692059B2 JP25090484A JP25090484A JP2692059B2 JP 2692059 B2 JP2692059 B2 JP 2692059B2 JP 25090484 A JP25090484 A JP 25090484A JP 25090484 A JP25090484 A JP 25090484A JP 2692059 B2 JP2692059 B2 JP 2692059B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
- G03C5/00—Photographic processes or agents therefor; Regeneration of such processing agents
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Silver Salt Photography Or Processing Solution Therefor (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は感度と解像性に優れた電子線レジストパター
ンの形成方法に関する。 電子回路素子特にIC,LSIなどの半導体素子に微細なパ
ターンを形成する方法として薄膜形成技術と写真食刻技
術（ホトリソグラフィ）が多用されている。 ここで写真食刻技術は被処理基板の上にスピンコート
法などの方法でホトレジストを被覆して、これにマスク
を通して紫外線の照射を行って感光させるもので、露光
部が現像液に対して溶解度の差を生じるのを利用してレ
ジストパターンの形成を行う。 ここでパターン形成の型として光照射部が現像液に不
溶となるネガタイプと可溶となるポジタイプとがある。 さて従来の紫外線露光によるパターン形成法では波長
による制限から微細パターンの形成は１μｍ以上の線幅
のパターンに限られ、これ以下の微細パターンの形成は
困難である。 一方電子線,X線，イオンビームなどの電離放射線はそ
の波長が紫外線に較べて遥かに小さいために１μｍ未満
の線幅を持つ微細パターンの形成に適している。 例えば電子ビームの波長は加速電圧によって異なるが
0.1Å程度であり、光の波長に較べて４桁以上も短いた
めに大きな解像力が期待でき、0.1μｍ幅のパターン形
成も可能となる。 そのため微細パターンの形成には従来の紫外線露光に
代わって電離放射線露光が使われるようになった。 ここで、かかる目的に使用するレジストは感光する波
長が全く異なるために従来のホトレジストを使用したの
では感度，解像度などが悪く、良い結果を得ることがで
きない。 そこで電離放射線用に適した独自のレジストが開発さ
れており、一般名称として電子線レジストと呼称されて
いる。 本発明はかかる目的に開発したネガ型レジストに関す
るものである。 〔従来の技術〕 単層のネガ型電子線レジストとして従来はクロロメチ
ル化ポリスチレン（CMS）や環化ポリイソプレン等が使
用されていた。 然しこれらのレジストは膜厚を厚くすると解像性が低
下し、一方膜厚を薄くすると解像性は高くなるが被処理
基板をドライエッチングする際の耐性が不充分で共にエ
ッチングされてしまうと云う問題がある。 そこでこの問題を解決するためにレジスト膜を二層構
造とし、上層には解像性能をまた下層にはドライエッチ
ング耐性を持たせた二層レジストが開発されており、上
層の材料としてクロロメチル化ポリフェニルシロキサン
なとが用いられているが、この感度は約10μc/cm2と低
く、量産工程で使用するには感度を更に５〜10倍向上す
る必要がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上記したように解像性と耐ドライエッチング性の優
れた電子線レジストを実用化するには二層構造をとるの
が良いが、感度と解像度が共に優れたレジストが存在し
ないことが問題である。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の問題は、 被処理基板上に耐ドライエッチング性の優れた下層レ
ジスト層を形成し、 次いで、該下層レジスト層にシリル化したオルガノシ
ルセスキオキサン系ポリマーを被覆してレジスト層の上
層を形成し、 次いで、該上層レジスト層に電離放射線を照射し、 次いで、該上層レジスト層をケトン系溶剤或いはアル
コール系の現像液に浸漬する第１の現像処理と、次い
で、ケトン系溶剤或いは酢酸エステル系溶剤からなる第
１リンス液に浸漬する第２の現像処理と、次いで、アル
コール系溶剤或いはアセトニトリルからなる第２のリン
ス液に浸漬する第２の現像処理とのそれぞれを行って該
上層レジスト層のレジストパターンを形成し、 次いで、酸素プラズマ中でドライエッチングを施して
該上層レジスト層のレジストパターンを該下層レジスト
層に転写してレジストパターン形成する電子線レジスト
パターンの形成方法によって解決される。 〔作用〕 本発明はシリル化したオルガノシルセスキオキサン系
ポリマーが電離放射線に対して高い感度を示すこと及び
酸素プラズマによっては全くエッチングされないと云う
特性に着目し、これを二層レジストの上層として使用す
るものである。 また、この上層レジスト層は、電離放射線を用いてパ
ターンを描画した後の現像工程においては、まず、ケト
ン系或いはアルコール系の現像液に浸漬する第１の現像
工程と、次いで、ケトン系溶剤或いは酢酸エステル系溶
剤からなる第１リンス液に浸漬する第２の現像処理と、
次いで、アルコール系溶剤或いはアセトニトリルからな
る第２のリンス液に浸漬する第３の現像処理の三段現像
を行うことによって、溶解性に優れたレジストパターン
を形成することができることを見出したことによるもの
である。 〔実施例〕 実施例1: シリコン（Si）基板上にシップレー社製のポジ型レジ
ストであるマイクロポジット1350をスピンコート法で塗
布し、窒素（N2）気流中で200℃の温度で１時間に互っ
てベーキングを行い、下層レジスト層を形成した。 次にこのレジスト層の上に４メチル２ペンタノンに溶
解したシリル化ポリメチルシルセスキオキサン〔重量平
均分子量（Mw）＝４×105,分散度Mw/Mn＝4.0但しMnは数
平均分子量〕をスピンコート法を用いて塗布し、窒素
（N2）気流中で温度80℃で20分間ベーキング処理して上
層レジスト層を形成し、二層構造の電子線レジストを形
成した。 なおこの場合、下層レジストの膜厚は1.8μm,上層レ
ジストの膜厚は0.2μｍであった。 さて露光は加速電圧20KVで電子線照射して行い、４メ
チル２ペンタノン溶液に60秒間浸漬して第１の現像処理
を行い、次いで、第１のリンス液としてアセトンを用い
て30秒間浸漬して第２の現像処理を行い、次いで、第２
のリンス液としてイソプロピルアルコールを用いて30秒
間浸漬して第３の現像処理を行い、取り出した後N2気流
中で温度80℃で10分間アフターベークを行った。 このようにして上層パターン形成した後、被処理基板
を平行平板形エッチング装置に装着し、ガス圧15mm Tor
r,電力密度0.22W/cm2の条件で酸素プラズマによるエッ
チング処理を20分に亙って行い、上層のパターンを下層
に転写した。 この場合、レジストの感度は1.6μc/cm2であり、解像
性は0.4μｍのライン・アンド・スペースを解像するこ
とができた。 このように本発明を実施すると感度と解像度の両方と
も優れたレジストパターンを得ることができる。 比較例１（第１リンス工程を省略した場合）： 実施例１と同様な方法で被処理基板上に二層構造のレ
ジスト膜を形成し、電子線照射を行って露光した後、４
メチル２ペンタノンに60秒浸漬して現像処理を行った
後、第２リンス液であるイソプロピルアルコールに30秒
間浸漬してリンス処理を行って上層パターンの形成を終
わった。 次に実施例１と同様に酸素プラズマのエッチング処理
によって上層パターンを下層に転写した。 かかるプロセスをとる場合は感度は1.6μc/cm2と変わ
らないが解像性は0.6μｍライン・アンド・スペースに
低下し、またパターンの隅には球形のレジスト残滓が多
量に付着していた。 比較例２（第２リンス工程を省略した場合）： 実施例１と同様な方法で被処理基板上に二層構造のレ
ジスト膜を形成し、電子線照射を行って露光した後、４
メチル２ペンタノンに60秒浸漬して現像処理を行った
後、第１リンス液であるアセトンに30秒間浸漬してリン
ス処理を行って上層パターンの形成を終わった。 次に実施例１と同様に酸素プラズマのエッチング処理
によって上層パターンを下層に転写した。 かかるプロセスをとる場合は感度は1.6μc/cm2と変わ
らないが解像性は1.0μｍライン・アンド・スペースに
低下した。 以上のように貧溶剤による第１リンスと非溶剤による
第２リンスの二段階の浸漬処理を行うことによって解像
性を向上することができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように上層にオルガノシルセスキオキサ
ン系ポリマーを使用する二層構造のレジストを使用する
と共に二段階のリンス処理を行うことにより感度と解像
度が優れ、且つ耐ドライエッチング性の良い電離放射線
用レジストパターンの形成の形成が可能となる。
ンの形成方法に関する。 電子回路素子特にIC,LSIなどの半導体素子に微細なパ
ターンを形成する方法として薄膜形成技術と写真食刻技
術（ホトリソグラフィ）が多用されている。 ここで写真食刻技術は被処理基板の上にスピンコート
法などの方法でホトレジストを被覆して、これにマスク
を通して紫外線の照射を行って感光させるもので、露光
部が現像液に対して溶解度の差を生じるのを利用してレ
ジストパターンの形成を行う。 ここでパターン形成の型として光照射部が現像液に不
溶となるネガタイプと可溶となるポジタイプとがある。 さて従来の紫外線露光によるパターン形成法では波長
による制限から微細パターンの形成は１μｍ以上の線幅
のパターンに限られ、これ以下の微細パターンの形成は
困難である。 一方電子線,X線，イオンビームなどの電離放射線はそ
の波長が紫外線に較べて遥かに小さいために１μｍ未満
の線幅を持つ微細パターンの形成に適している。 例えば電子ビームの波長は加速電圧によって異なるが
0.1Å程度であり、光の波長に較べて４桁以上も短いた
めに大きな解像力が期待でき、0.1μｍ幅のパターン形
成も可能となる。 そのため微細パターンの形成には従来の紫外線露光に
代わって電離放射線露光が使われるようになった。 ここで、かかる目的に使用するレジストは感光する波
長が全く異なるために従来のホトレジストを使用したの
では感度，解像度などが悪く、良い結果を得ることがで
きない。 そこで電離放射線用に適した独自のレジストが開発さ
れており、一般名称として電子線レジストと呼称されて
いる。 本発明はかかる目的に開発したネガ型レジストに関す
るものである。 〔従来の技術〕 単層のネガ型電子線レジストとして従来はクロロメチ
ル化ポリスチレン（CMS）や環化ポリイソプレン等が使
用されていた。 然しこれらのレジストは膜厚を厚くすると解像性が低
下し、一方膜厚を薄くすると解像性は高くなるが被処理
基板をドライエッチングする際の耐性が不充分で共にエ
ッチングされてしまうと云う問題がある。 そこでこの問題を解決するためにレジスト膜を二層構
造とし、上層には解像性能をまた下層にはドライエッチ
ング耐性を持たせた二層レジストが開発されており、上
層の材料としてクロロメチル化ポリフェニルシロキサン
なとが用いられているが、この感度は約10μc/cm2と低
く、量産工程で使用するには感度を更に５〜10倍向上す
る必要がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上記したように解像性と耐ドライエッチング性の優
れた電子線レジストを実用化するには二層構造をとるの
が良いが、感度と解像度が共に優れたレジストが存在し
ないことが問題である。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の問題は、 被処理基板上に耐ドライエッチング性の優れた下層レ
ジスト層を形成し、 次いで、該下層レジスト層にシリル化したオルガノシ
ルセスキオキサン系ポリマーを被覆してレジスト層の上
層を形成し、 次いで、該上層レジスト層に電離放射線を照射し、 次いで、該上層レジスト層をケトン系溶剤或いはアル
コール系の現像液に浸漬する第１の現像処理と、次い
で、ケトン系溶剤或いは酢酸エステル系溶剤からなる第
１リンス液に浸漬する第２の現像処理と、次いで、アル
コール系溶剤或いはアセトニトリルからなる第２のリン
ス液に浸漬する第２の現像処理とのそれぞれを行って該
上層レジスト層のレジストパターンを形成し、 次いで、酸素プラズマ中でドライエッチングを施して
該上層レジスト層のレジストパターンを該下層レジスト
層に転写してレジストパターン形成する電子線レジスト
パターンの形成方法によって解決される。 〔作用〕 本発明はシリル化したオルガノシルセスキオキサン系
ポリマーが電離放射線に対して高い感度を示すこと及び
酸素プラズマによっては全くエッチングされないと云う
特性に着目し、これを二層レジストの上層として使用す
るものである。 また、この上層レジスト層は、電離放射線を用いてパ
ターンを描画した後の現像工程においては、まず、ケト
ン系或いはアルコール系の現像液に浸漬する第１の現像
工程と、次いで、ケトン系溶剤或いは酢酸エステル系溶
剤からなる第１リンス液に浸漬する第２の現像処理と、
次いで、アルコール系溶剤或いはアセトニトリルからな
る第２のリンス液に浸漬する第３の現像処理の三段現像
を行うことによって、溶解性に優れたレジストパターン
を形成することができることを見出したことによるもの
である。 〔実施例〕 実施例1: シリコン（Si）基板上にシップレー社製のポジ型レジ
ストであるマイクロポジット1350をスピンコート法で塗
布し、窒素（N2）気流中で200℃の温度で１時間に互っ
てベーキングを行い、下層レジスト層を形成した。 次にこのレジスト層の上に４メチル２ペンタノンに溶
解したシリル化ポリメチルシルセスキオキサン〔重量平
均分子量（Mw）＝４×105,分散度Mw/Mn＝4.0但しMnは数
平均分子量〕をスピンコート法を用いて塗布し、窒素
（N2）気流中で温度80℃で20分間ベーキング処理して上
層レジスト層を形成し、二層構造の電子線レジストを形
成した。 なおこの場合、下層レジストの膜厚は1.8μm,上層レ
ジストの膜厚は0.2μｍであった。 さて露光は加速電圧20KVで電子線照射して行い、４メ
チル２ペンタノン溶液に60秒間浸漬して第１の現像処理
を行い、次いで、第１のリンス液としてアセトンを用い
て30秒間浸漬して第２の現像処理を行い、次いで、第２
のリンス液としてイソプロピルアルコールを用いて30秒
間浸漬して第３の現像処理を行い、取り出した後N2気流
中で温度80℃で10分間アフターベークを行った。 このようにして上層パターン形成した後、被処理基板
を平行平板形エッチング装置に装着し、ガス圧15mm Tor
r,電力密度0.22W/cm2の条件で酸素プラズマによるエッ
チング処理を20分に亙って行い、上層のパターンを下層
に転写した。 この場合、レジストの感度は1.6μc/cm2であり、解像
性は0.4μｍのライン・アンド・スペースを解像するこ
とができた。 このように本発明を実施すると感度と解像度の両方と
も優れたレジストパターンを得ることができる。 比較例１（第１リンス工程を省略した場合）： 実施例１と同様な方法で被処理基板上に二層構造のレ
ジスト膜を形成し、電子線照射を行って露光した後、４
メチル２ペンタノンに60秒浸漬して現像処理を行った
後、第２リンス液であるイソプロピルアルコールに30秒
間浸漬してリンス処理を行って上層パターンの形成を終
わった。 次に実施例１と同様に酸素プラズマのエッチング処理
によって上層パターンを下層に転写した。 かかるプロセスをとる場合は感度は1.6μc/cm2と変わ
らないが解像性は0.6μｍライン・アンド・スペースに
低下し、またパターンの隅には球形のレジスト残滓が多
量に付着していた。 比較例２（第２リンス工程を省略した場合）： 実施例１と同様な方法で被処理基板上に二層構造のレ
ジスト膜を形成し、電子線照射を行って露光した後、４
メチル２ペンタノンに60秒浸漬して現像処理を行った
後、第１リンス液であるアセトンに30秒間浸漬してリン
ス処理を行って上層パターンの形成を終わった。 次に実施例１と同様に酸素プラズマのエッチング処理
によって上層パターンを下層に転写した。 かかるプロセスをとる場合は感度は1.6μc/cm2と変わ
らないが解像性は1.0μｍライン・アンド・スペースに
低下した。 以上のように貧溶剤による第１リンスと非溶剤による
第２リンスの二段階の浸漬処理を行うことによって解像
性を向上することができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように上層にオルガノシルセスキオキサ
ン系ポリマーを使用する二層構造のレジストを使用する
と共に二段階のリンス処理を行うことにより感度と解像
度が優れ、且つ耐ドライエッチング性の良い電離放射線
用レジストパターンの形成の形成が可能となる。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｚ
(72)発明者 西井 耕太
川崎市中原区上小田中1015番地 富士通
株式会社内
(72)発明者 松浦 東
川崎市中原区上小田中1015番地 富士通
株式会社内
(56)参考文献 特開 昭57−168247（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−121332（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−114676（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．被処理基板上に耐ドライエッチング性の優れた下層
レジスト層を形成し、 次いで、該下層レジスト層にシリル化したオルガノシル
セスキオキサン系ポリマーを被覆して上層レジスト層を
形成し、 次いで、該上層レジスト層に電離放射線を照射し、 次いで、該上層レジスト層をケトン系溶剤或いはアルコ
ール系の現像液に浸漬する第１の現像処理と、次いで、
ケトン系溶剤或いは酢酸エステル系溶剤からなる第１リ
ンス液に浸漬する第２の現像処理と、次いで、アルコー
ル系溶剤或いはアセトニトリルからなる第２のリンス液
に浸漬する第３の現像処理とのそれぞれを行って該上層
レジスト層のレジストパターンを形成し、 次いで、酸素プラズマ中でドライエッチングを施して該
上層レジスト層のレジストパターンを該下層レジスト層
に転写してレジストパターン形成する ことを特徴とする電子線レジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25090484A JP2692059B2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 電子線レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25090484A JP2692059B2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 電子線レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61129645A JPS61129645A (ja) | 1986-06-17 |
| JP2692059B2 true JP2692059B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17214755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25090484A Expired - Lifetime JP2692059B2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 電子線レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692059B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001294081A (ja) | 2000-04-11 | 2001-10-23 | Tokai Rika Co Ltd | 車両用アウタミラー装置 |
| JP5091456B2 (ja) | 2006-10-31 | 2012-12-05 | 株式会社村上開明堂 | ドアミラー |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP25090484A patent/JP2692059B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61129645A (ja) | 1986-06-17 |
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| JPS6155246B2 (ja) | ||
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