JP3168671B2 - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JP3168671B2
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り，特にリソグラフィ工程におけるレジストパターン
の形成方法に関する。
【０００２】半導体装置の製造工程で使用されるレチク
ルやフォトマスクの作製時のマスク基板上やあるいは半
導体基板上に放射線重合型レジストを使用した微細パタ
ーンを形成する際に，現像時に発生するレジストの膨潤
によるパターンのくずれが問題になっている。
【０００３】
【従来の技術】放射線（例えば電子線）で重合するレジ
ストはゲル化してパターンとなる直鎖状のオレフィン系
ポリマを使用する。この際の現像は，重合と未重合の部
分の分子量差を利用し，未重合の部分を選択的に溶解し
て行う。
【０００４】ところが，レジストの重合した部分は現像
液には溶解しないが，ゲル化しているため溶剤がしみこ
みやすくなっている。そのため，レジストパターンが膨
れ上がり，狭隘な間隔を形成するパターン同士がくっつ
き合うことがある。
【０００５】したがって，レジストのゲル化を利用した
放射線重合型レジストを使用して微細パターンを形成す
る際は，レジストの膨潤を生じさせない現像工程が必要
となる。
【０００６】そのための従来法として，レジストの膨潤
が生じる時間以内にレジストの収縮を行うリンス工程を
繰り返す間欠現像法や，膨潤を生じさせない程度に溶解
速度の低い貧溶媒を用いて現像する方法がある。
【０００７】前者は，膨潤を生ずる時間が 0.1〜0.3 秒
程度であるので, 現像液とリンス液の切替えを精度よく
行える現像装置を必要とする問題や, 急激な膨潤と収縮
を繰り返す際に溶解したレジストが基板から飛び散る前
に凝縮し, 基板に付着して残渣を生ずる問題がある。
【０００８】後者は, 適当な現像液を選べばレジストは
膨潤しないが, 現像液として貧溶媒を用いるため, 未露
光部分のレジストの溶解性は急激に落ち実用的な製造工
程に採用できない（現像時間が１時間以上にもなる）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は放射線重合型
レジストの現像時間を延長しないで膨潤を防止する方法
の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、石英
基板上の遮光膜の上にクロルメチル化ポリスチレンを成
分に含むネガ型レジストを露光して現像する際に、現像
液としてメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）またはイ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）からなる貧溶媒を用い
て途中まで現像して未露光部のレジストを厚さ方向に前
記遮光膜が露出しない程度に一部溶解除去し、次いで、
プラズマエッチングにより残余の未露光部のレジストを
除去するように構成されたパターン形成方法によって達
成される。
【００１１】
【作用】図１(A) 〜(F) は本発明の原理説明図である。
図１(A) は，石英基板１上にクロム(Cr)と酸化クロムを
スパッタした遮光膜２の上にレジスト３を被着したフォ
トマスク用の乾板を示す。
【００１２】図１(B) において，上記乾板を電子線で露
光する。４は露光部のレジストである。図１(C) にい
て，現像液としてレジストの溶解速度の遅い（極性の弱
い）貧溶媒を用いて，中間まで現像する。
【００１３】図１(D) において，酸素(O2)プラズマで残
余のレジスト３をエッチバックして除去する。図１(E)
において，露光部のレジスト４をマスクにして遮光膜２
をエッチングする。
【００１４】図１(F) において，露光部のレジスト４を
剥離して，マスクが完成する。本発明では，上記の工程
のように，レジストが膨潤しない貧溶媒を用いて現像
し，現像を途中で停止して，露光部と未露光部の段差を
利用して酸素プラズマでエッバックするため，一切レジ
ストが膨潤する工程が含まずにパターニングができる。
【００１５】
【実施例】図１を用いて本発明の実施例を説明する。以
下に工程ごとの材料説明とプロセス条件の一例を示す。
【００１６】図１(A) ：乾板 レジスト１はクロルメチル化ポリスチレン〔商品名 CMS
-EX, 東ソ（株）〕，遮光膜２は３層構造で下層は酸化
クロム（厚さ〜50Å) ，中間層はクロム（厚さ500〜900
Å) ，上層は酸化クロム（厚さ 200〜300 Å) であ
る。
【００１７】基板３は合成石英ガラス製で，厚さは 2.3
〜6.5 mmである。 図１(B) ：露光工程 露光量は 5〜30μＣ/cm2, 加速電圧 20 KVである。
【００１８】図１(C) ：現像工程 現像液 (貧溶媒) は MIBK(メチルイソブチルケトン) : IPA(イソプロピルア
ルコール) ＝１：１を用い，スプレーで30秒間行った。
【００１９】（従来, 通常の現像では極性が強くレジス
ト溶解速度の大きい良溶媒のメチルエチルケトンやエチ
ルセルソルブが用いられる。） リンスはIPA (100％) を用い, スプレーで30秒間行っ
た。
【００２０】乾燥はスピン乾燥で30秒間行った。 図１(D) ：プラズマ工程 酸素流量 100 SCCM ガス圧力 0.1〜0.2 Torr ＲＦ電力 500〜700 W 放電時間 30〜90秒 図１(E) ：エッチング工程 酸素流量 50〜250 SCCM 四塩化炭素流量 20〜100 SCCM ガス圧力 0.2〜0.6 Torr ＲＦ電力 200〜500 W 放電時間 90〜300 秒 図１(F) ：剥離工程 酸素流量 100 SCCM ガス圧力 0.1〜0.2 Torr ＲＦ電力 500〜700 W 放電時間 180〜300 秒 以上の実施例で，基板は石英基板について説明したが,
半導体基板についても本発明は適用できることは勿論で
ある。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば, 放射線重合型レジスト
の現像時間を延長しないで膨潤を防止できるようになっ
た。この結果, 半導体装置の微細化に寄与することがで
きた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理説明図
【符号の説明】
１ 石英基板 ２ 遮光膜 ３ レジスト ４ 露光された領域のレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−213343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−121841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−98924（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−2758（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/08 G03F 7/00 - 7/42

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 石英基板上の遮光膜の上にクロルメチル
    化ポリスチレンを成分に含むネガ型レジストを露光して
    現像する際に、現像液としてメチルイソブチルケトン
    （ＭＩＢＫ）またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
    からなる貧溶媒を用いて途中まで現像して未露光部のレ
    ジストを厚さ方向に前記遮光膜が露出しない程度に一部
    溶解除去し、 次いで、プラズマエッチングにより残余の未露光部のレ
    ジストを除去することを特徴とするパターン形成方法。
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KR20230141902A (ko) 2016-03-31 2023-10-10 후지필름 가부시키가이샤 반도체 제조용 처리액, 반도체 제조용 처리액이 수용된 수용 용기, 패턴 형성 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법

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