JP2783154B2 - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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- JP2783154B2 JP2783154B2 JP6060438A JP6043894A JP2783154B2 JP 2783154 B2 JP2783154 B2 JP 2783154B2 JP 6060438 A JP6060438 A JP 6060438A JP 6043894 A JP6043894 A JP 6043894A JP 2783154 B2 JP2783154 B2 JP 2783154B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist film
- substrate
- chemically amplified
- pattern
- gaas substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Materials For Photolithography (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレジストパターンの形成
方法に関し、特に化学増幅型レジストによる微細パター
ンの形成方法に関する。
方法に関し、特に化学増幅型レジストによる微細パター
ンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板をナノメータレベルで加工し
て半導体の量子サイズ効果を観察するためのドット形状
の量子デバイスの作製には、電子線用ネガレジストより
高解像度が得られる電子線用のポジレジストを使ってレ
ジストパターンを形成した後、金属等を蒸着してパター
ンの転写を行い、それをエッチングする方法が採用され
ていた。また、分子量の異なるポジレジスト膜を多層に
塗布した後、パターニングすることで解像度を上げる方
法もあった。
て半導体の量子サイズ効果を観察するためのドット形状
の量子デバイスの作製には、電子線用ネガレジストより
高解像度が得られる電子線用のポジレジストを使ってレ
ジストパターンを形成した後、金属等を蒸着してパター
ンの転写を行い、それをエッチングする方法が採用され
ていた。また、分子量の異なるポジレジスト膜を多層に
塗布した後、パターニングすることで解像度を上げる方
法もあった。
【０００３】一方、高感度で高解像度の特性を有し、エ
ッチング耐性も高いレジストとして最近開発された化学
増幅型の電子線ネガレジストが注目されている。
ッチング耐性も高いレジストとして最近開発された化学
増幅型の電子線ネガレジストが注目されている。
【０００４】化学増幅型ネガレジスト膜は、電子線の照
射によって酸発生剤が照射量に比例した酸を発生し、電
子線露光後の加熱処理によってこの酸が触媒となってベ
ース樹脂と架橋剤との架橋反応が進行し、現像液に対し
て不溶化する。次に、このレジスト膜を現像液で現像す
ることにより微細パターンを形成できる。
射によって酸発生剤が照射量に比例した酸を発生し、電
子線露光後の加熱処理によってこの酸が触媒となってベ
ース樹脂と架橋剤との架橋反応が進行し、現像液に対し
て不溶化する。次に、このレジスト膜を現像液で現像す
ることにより微細パターンを形成できる。
【０００５】しかしながら、この化学増幅型ネガレジス
ト膜は下地基板の材料によって基板との界面近傍のレジ
ストの架橋反応が充分進行せず、食い込みが生じレジス
トパターンの断面形状が下方で細る逆テーパ状になって
レジスト膜の剥れやパターン精度の低下を生ずるという
問題があった。
ト膜は下地基板の材料によって基板との界面近傍のレジ
ストの架橋反応が充分進行せず、食い込みが生じレジス
トパターンの断面形状が下方で細る逆テーパ状になって
レジスト膜の剥れやパターン精度の低下を生ずるという
問題があった。
【０００６】この現象は、電子線の照射によって基板と
の界面近傍に発生した酸が拡散又は基板に吸着されてし
まい、その結果、界面近傍のレジスト膜の架橋反応が進
行せず、レジストパターンの食い込みが生じ、逆テーパ
状になる。
の界面近傍に発生した酸が拡散又は基板に吸着されてし
まい、その結果、界面近傍のレジスト膜の架橋反応が進
行せず、レジストパターンの食い込みが生じ、逆テーパ
状になる。
【０００７】Ｓｉ基板に対しては、ジャーナル・オブ・
ザ・エレクトロケミカル・ソサエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓ
ｏｃｉｅｔｙ）１９８６年、第１３３巻、第６１９頁に
記載されているように、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭ
ＤＳ）等で処理することで表面を疎水化する方法が知ら
れており、この方法を用いることで酸がＳｉ基板に吸着
されることを抑制でき、化学増幅型ネガレジスト膜によ
る微細パターンが形成できる。
ザ・エレクトロケミカル・ソサエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓ
ｏｃｉｅｔｙ）１９８６年、第１３３巻、第６１９頁に
記載されているように、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭ
ＤＳ）等で処理することで表面を疎水化する方法が知ら
れており、この方法を用いることで酸がＳｉ基板に吸着
されることを抑制でき、化学増幅型ネガレジスト膜によ
る微細パターンが形成できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この従来のレジストパ
ターンの形成方法では、Ｓｉ基板に対して有効なＨＭＤ
Ｓ処理がＧａＡｓ基板に対しては効果が無く、ＧａＡｓ
基板の表面に形成した化学増幅型ネガレジスト膜のレジ
ストパターンの断面形状の食い込みによるレジスト膜の
剥れやパターン精度の低下を生ずるという問題があっ
た。
ターンの形成方法では、Ｓｉ基板に対して有効なＨＭＤ
Ｓ処理がＧａＡｓ基板に対しては効果が無く、ＧａＡｓ
基板の表面に形成した化学増幅型ネガレジスト膜のレジ
ストパターンの断面形状の食い込みによるレジスト膜の
剥れやパターン精度の低下を生ずるという問題があっ
た。
【０００９】この現象は、Ｓｉ基板の場合には、表面の
洗浄工程でＳｉ基板の表面にＯＨ基が残ってしまい、親
水性となっているのをＨＭＤＳ処理によってＯＨ基のＨ
がＳｉ（ＣＨ3 ）3 に置換され、シリル化が生じて疎水
性にできるのに対して、ＧａＡｓ基板の表面にはＯＨ基
がなくＨＭＤＳ処理によるシリル化が生じないためであ
る。従って、ＧａＡｓ基板の場合には、従来型の電子線
ポジレジスト膜を使用して金属膜にパターンを転写し、
この金属膜パターンをマスクとしてＧａＡｓ基板をエッ
チングする方法を採用せざるを得ず、工程が煩雑になる
ばかりでなく、パターンの微細化も抑制されるという問
題があった。
洗浄工程でＳｉ基板の表面にＯＨ基が残ってしまい、親
水性となっているのをＨＭＤＳ処理によってＯＨ基のＨ
がＳｉ（ＣＨ3 ）3 に置換され、シリル化が生じて疎水
性にできるのに対して、ＧａＡｓ基板の表面にはＯＨ基
がなくＨＭＤＳ処理によるシリル化が生じないためであ
る。従って、ＧａＡｓ基板の場合には、従来型の電子線
ポジレジスト膜を使用して金属膜にパターンを転写し、
この金属膜パターンをマスクとしてＧａＡｓ基板をエッ
チングする方法を採用せざるを得ず、工程が煩雑になる
ばかりでなく、パターンの微細化も抑制されるという問
題があった。
【００１０】本発明の目的は、ＧａＡｓ基板の表面を微
細加工するための微細なレジストパターンを形成する方
法を提供することにある。
細加工するための微細なレジストパターンを形成する方
法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のレジストパター
ンの形成方法は、ＧａＡｓ基板を（ＮＨ4）2Ｓx 溶液に
浸して表面を硫化処理した後前記ＧａＡｓ基板の表面に
ノボラック系樹脂をベース樹脂とする化学増幅型ネガレ
ジスト膜を塗布し９０〜１３０℃で窒素雰囲気中でプリ
ベークする工程と、前記化学増幅型ネガレジスト膜を電
子ビームにより選択的に露光した後加熱処理して架橋反
応させる工程と、前記化学増幅型ネガレジスト膜の未露
光部分を現像除去して微細なレジストパターンを形成す
る工程とを含んで構成される。
ンの形成方法は、ＧａＡｓ基板を（ＮＨ4）2Ｓx 溶液に
浸して表面を硫化処理した後前記ＧａＡｓ基板の表面に
ノボラック系樹脂をベース樹脂とする化学増幅型ネガレ
ジスト膜を塗布し９０〜１３０℃で窒素雰囲気中でプリ
ベークする工程と、前記化学増幅型ネガレジスト膜を電
子ビームにより選択的に露光した後加熱処理して架橋反
応させる工程と、前記化学増幅型ネガレジスト膜の未露
光部分を現像除去して微細なレジストパターンを形成す
る工程とを含んで構成される。
【００１２】
【実施例】ＧａＡｓ基板を（ＮＨ4 ）2 Ｓx 溶液に浸し
て表面処理（以下硫化処理と記す）すると、ＧａＡｓ基
板の表面に１〜数原子層の硫化物層が堆積される（表面
科学、１９９０年、第１１巻、第８号、第９頁参照）こ
とが知られている。このＧａＡｓ基板上の硫化物層が化
学増幅型ネガレジスト膜の電子線露光で発生させた酸の
ＧａＡｓ基板への吸着や拡散を抑制する働きを有するこ
とを見出した。その結果、ＧａＡｓ基板上においても化
学増幅型レジスト膜の微細パターンが形成できるように
なった。
て表面処理（以下硫化処理と記す）すると、ＧａＡｓ基
板の表面に１〜数原子層の硫化物層が堆積される（表面
科学、１９９０年、第１１巻、第８号、第９頁参照）こ
とが知られている。このＧａＡｓ基板上の硫化物層が化
学増幅型ネガレジスト膜の電子線露光で発生させた酸の
ＧａＡｓ基板への吸着や拡散を抑制する働きを有するこ
とを見出した。その結果、ＧａＡｓ基板上においても化
学増幅型レジスト膜の微細パターンが形成できるように
なった。
【００１３】次に、本発明について図面を参照して説明
する。
する。
【００１４】図１は本発明の一実施例を示す工程図であ
る。
る。
【００１５】図１に示すように、まず、清浄なＧａＡｓ
基板を（ＮＨ4 ）2 Ｓx 溶液中に２０分間以上浸して表
面を硫化処理し、ＧａＡｓ基板の表面に硫化物層を形成
する。
基板を（ＮＨ4 ）2 Ｓx 溶液中に２０分間以上浸して表
面を硫化処理し、ＧａＡｓ基板の表面に硫化物層を形成
する。
【００１６】次に、（ＮＨ4 ）2 Ｓx 溶液から取出した
ＧａＡｓ基板を流水中に数分間晒して充分に水洗する。
ＧａＡｓ基板を流水中に数分間晒して充分に水洗する。
【００１７】次に、ＧａＡｓ基板の表面に窒素ガスを吹
き付け、乾燥させる。
き付け、乾燥させる。
【００１８】次に、ＧａＡｓ基板の表面にノボラック系
樹脂をベース樹脂とする化学増幅型レジスト膜を塗布し
９０〜１３０℃のＮ2 ガス雰囲気中で約２０分間プリベ
ークする。
樹脂をベース樹脂とする化学増幅型レジスト膜を塗布し
９０〜１３０℃のＮ2 ガス雰囲気中で約２０分間プリベ
ークする。
【００１９】次に、化学増幅型レジスト膜を電子ビーム
で照射し、例えば、一辺が１５μｍの正方形パターンの
配列を露光し、露光後８５〜１０５℃のホットプレート
で１〜３分ポストベークし、架橋反応を進行させる。
で照射し、例えば、一辺が１５μｍの正方形パターンの
配列を露光し、露光後８５〜１０５℃のホットプレート
で１〜３分ポストベークし、架橋反応を進行させる。
【００２０】ここで、電子ビーム照射により発生した酸
は、ＧａＡｓ基板の表面に形成された硫化物膜によりＧ
ａＡｓ基板に吸着・拡散されるのを防ぐことができ、露
光後のポストベークによるＧａＡｓ基板との界面付近で
もレジスト膜の架橋反応を進行させることができる。
は、ＧａＡｓ基板の表面に形成された硫化物膜によりＧ
ａＡｓ基板に吸着・拡散されるのを防ぐことができ、露
光後のポストベークによるＧａＡｓ基板との界面付近で
もレジスト膜の架橋反応を進行させることができる。
【００２１】次に、化学増幅型レジスト膜をアルカリ現
像液で現像し、純水でリンスして微細パターンを得る。
像液で現像し、純水でリンスして微細パターンを得る。
【００２２】以後、パターニングされた化学増幅型レジ
スト膜をマスクとしてＧａＡｓ基板をエッチングし、Ｇ
ａＡｓ基板の表面に針状パターンを大面積に且つ高密度
に形成した量子ドットデバイスを構成することができ
る。
スト膜をマスクとしてＧａＡｓ基板をエッチングし、Ｇ
ａＡｓ基板の表面に針状パターンを大面積に且つ高密度
に形成した量子ドットデバイスを構成することができ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ＧａＡｓ
基板の表面を（ＮＨ4）2Ｓx溶液により硫化処理するこ
とにより、電子ビーム照射により発生した酸のＧａＡｓ
基板の表面への吸着・拡散を防止し、露光後のポストベ
ークによるＧａＡｓ基板との界面付近のレジスト膜の架
橋反応を進行させ、化学増幅型レジスト膜の微細パター
ンを形成することができ、ＧａＡｓの量子ドットデバイ
スを従来より簡略した工程で形成できるという効果を有
する。
基板の表面を（ＮＨ4）2Ｓx溶液により硫化処理するこ
とにより、電子ビーム照射により発生した酸のＧａＡｓ
基板の表面への吸着・拡散を防止し、露光後のポストベ
ークによるＧａＡｓ基板との界面付近のレジスト膜の架
橋反応を進行させ、化学増幅型レジスト膜の微細パター
ンを形成することができ、ＧａＡｓの量子ドットデバイ
スを従来より簡略した工程で形成できるという効果を有
する。
【図１】本発明の一実施例を示す工程図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６８
Claims (1)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板を（ＮＨ4）2Ｓx 溶液に浸
して表面を硫化処理した後前記ＧａＡｓ基板の表面にノ
ボラック系樹脂をベース樹脂とする化学増幅型ネガレジ
スト膜を塗布し９０〜１３０℃で窒素雰囲気中でプリベ
ークする工程と、前記化学増幅型ネガレジスト膜を電子
ビームにより選択的に露光した後加熱処理して架橋反応
させる工程と、前記化学増幅型ネガレジスト膜の未露光
部分を現像除去して微細なレジストパターンを形成する
工程とを含むことを特徴とするレジストパターンの形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6060438A JP2783154B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6060438A JP2783154B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273007A JPH07273007A (ja) | 1995-10-20 |
| JP2783154B2 true JP2783154B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=13142283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6060438A Expired - Lifetime JP2783154B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2783154B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4830596B2 (ja) * | 2006-04-10 | 2011-12-07 | 凸版印刷株式会社 | レジストパターン形成用基板、レジストパターン形成方法およびパネル |
| JP6318922B2 (ja) * | 2014-07-04 | 2018-05-09 | 豊田合成株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06275504A (ja) * | 1993-03-19 | 1994-09-30 | Japan Energy Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP6060438A patent/JP2783154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07273007A (ja) | 1995-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980421 |