JPH01159643A - エックス線露光方法 - Google Patents
エックス線露光方法Info
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- JPH01159643A JPH01159643A JP62319654A JP31965487A JPH01159643A JP H01159643 A JPH01159643 A JP H01159643A JP 62319654 A JP62319654 A JP 62319654A JP 31965487 A JP31965487 A JP 31965487A JP H01159643 A JPH01159643 A JP H01159643A
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
半導体装置の製造におけるエックス線露光用のレジス）
層をオゾン効果から保護するための酸素遮断膜の形成方
法に関し。
層をオゾン効果から保護するための酸素遮断膜の形成方
法に関し。
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）から成る酸素遮断膜に
気泡が生じないように塗布する方法を提供することを目
的とし。
気泡が生じないように塗布する方法を提供することを目
的とし。
レジスト層上に分子量１０００以下のＰＶＡの水溶液を
塗布したのち３０℃ないし８０℃で乾燥してＰＶＡ層を
形成し、該ＰＶＡ層を通してレジスト層にエックス線照
射を行うことから構成される。
塗布したのち３０℃ないし８０℃で乾燥してＰＶＡ層を
形成し、該ＰＶＡ層を通してレジスト層にエックス線照
射を行うことから構成される。
本発明は、半導体装置の製造におけるエックス線露光に
用いられるレジスト層を、エックス線照射によって雰囲
気中に発生するオゾンによる影響（オゾン効果）から保
護するための酸素遮断膜の形成方法に係り、と（に、
ＰＶＡから成る酸素遮断膜に生じやすい気泡を防止する
ための方法に関する。
用いられるレジスト層を、エックス線照射によって雰囲
気中に発生するオゾンによる影響（オゾン効果）から保
護するための酸素遮断膜の形成方法に係り、と（に、
ＰＶＡから成る酸素遮断膜に生じやすい気泡を防止する
ための方法に関する。
半導体装置の高集積化にともない、微細パターンの形成
に有効なエックス線露光技術の開発が進められている。
に有効なエックス線露光技術の開発が進められている。
エックス線露光においては、スループット向上のために
、被露光体である半導体基板上に塗布されているレジス
ト層が大気中に曝された状態で露光が行われることが望
ましい。ただし、エックス線の吸収を小さくするために
、マスクと半導体基板間の間隙にヘリウム等の不活性ガ
スを流入させる。しかしながら１通常、この流入雰囲気
中には微量の酸素が混入している。この酸素はエックス
線照射によって遊離オゾンを生成する。
、被露光体である半導体基板上に塗布されているレジス
ト層が大気中に曝された状態で露光が行われることが望
ましい。ただし、エックス線の吸収を小さくするために
、マスクと半導体基板間の間隙にヘリウム等の不活性ガ
スを流入させる。しかしながら１通常、この流入雰囲気
中には微量の酸素が混入している。この酸素はエックス
線照射によって遊離オゾンを生成する。
上記のようにして生成されたオゾンは、エックス線照射
によって活性化されたレジスト層と化学的に反応し、レ
ジスト層上に後の現像工程において低い溶解速度を示す
表面層を形成する（オゾン効果）。その結果、現像によ
って除去すべき位置にレジスト層が残り、見掛上露光感
度が低下したと同等の様子を呈する。また、このような
レジスト層をマスクとしてエツチングを行うと、エツチ
ングされたパターン間に不要のブリッジが形成される等
、解像度の低下につながる。
によって活性化されたレジスト層と化学的に反応し、レ
ジスト層上に後の現像工程において低い溶解速度を示す
表面層を形成する（オゾン効果）。その結果、現像によ
って除去すべき位置にレジスト層が残り、見掛上露光感
度が低下したと同等の様子を呈する。また、このような
レジスト層をマスクとしてエツチングを行うと、エツチ
ングされたパターン間に不要のブリッジが形成される等
、解像度の低下につながる。
レジスト層表面がオゾンと触れないようにするための層
（酸素遮断膜）を設けることにより上記のようなオゾン
効果を防止することが提案されている。（Ｋ、Ｍｏｃｈ
ｉｊｉ、 Ｊ、 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓｏｃ、
Ｖｏｌ。
（酸素遮断膜）を設けることにより上記のようなオゾン
効果を防止することが提案されている。（Ｋ、Ｍｏｃｈ
ｉｊｉ、 Ｊ、 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓｏｃ、
Ｖｏｌ。
１３３、 Ｎｏ、１． ｐｐ、１４７．１９８６）上記
の報告においては、酸素遮断膜としてポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）が用いられている。ＰＶＡは感光性を有
していないので、エックス線照射による上記のようなオ
ゾン効果を生じない。また。
の報告においては、酸素遮断膜としてポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）が用いられている。ＰＶＡは感光性を有
していないので、エックス線照射による上記のようなオ
ゾン効果を生じない。また。
ＰＶＡ層は酸素やオゾンに対して高いバリヤ性を示し、
かつ３下地のレジスト層と相互溶解せず１選択的に除去
できる。
かつ３下地のレジスト層と相互溶解せず１選択的に除去
できる。
しかしながら、 ＰＶＡの水溶液は泡立ちやすく。
−互生じた泡が消え難い。このために、レジスト層上に
塗布されたＰＶＡ層中に、 ＰＶＡ膜で覆われた気泡、
あるいは、このような気泡を包む膜が破れてできたクレ
ータ−状の突起が残りやすい。この気泡等の高さが、露
光時におけるマスターレジスト層間の間隔の数１０ない
し１００μｍと同等程度に大きいと、マスクと接触して
これを変形させるために、マスターレジスト層間に所定
の間隙が維持できず、レジスト層に形成されるパターン
の形状精度および位置精度に狂いを生じる。甚だしい場
合には、マスクメンブレンとしての窒化硼素等の薄膜が
破壊される。
塗布されたＰＶＡ層中に、 ＰＶＡ膜で覆われた気泡、
あるいは、このような気泡を包む膜が破れてできたクレ
ータ−状の突起が残りやすい。この気泡等の高さが、露
光時におけるマスターレジスト層間の間隔の数１０ない
し１００μｍと同等程度に大きいと、マスクと接触して
これを変形させるために、マスターレジスト層間に所定
の間隙が維持できず、レジスト層に形成されるパターン
の形状精度および位置精度に狂いを生じる。甚だしい場
合には、マスクメンブレンとしての窒化硼素等の薄膜が
破壊される。
ＰＶＡ水溶液に消泡剤を添加して泡の消滅を促進するこ
とが知られているが１本発明の対象である酸素遮断膜と
しての用途においては、塗布むらが生じたり、下地のレ
ジスト層と相互溶解してＰＶＡ層の溶剤である水に不溶
の中間介在層を生じたりすることがあり５本発明の目的
に対しては必ずしも有効ではない。したがって、このよ
うな消泡剤を用いずに泡の発生を防止する方法が要望さ
れている。
とが知られているが１本発明の対象である酸素遮断膜と
しての用途においては、塗布むらが生じたり、下地のレ
ジスト層と相互溶解してＰＶＡ層の溶剤である水に不溶
の中間介在層を生じたりすることがあり５本発明の目的
に対しては必ずしも有効ではない。したがって、このよ
うな消泡剤を用いずに泡の発生を防止する方法が要望さ
れている。
ＰＶＡを用いる酸素遮断膜のもう一つの問題点は。
ＰＶＡの分子量（重合度）が大き過ぎると水に溶は難く
なるために、露光後の選択的除去において充分に除去さ
れずレジスト層上に残る。その結果。
なるために、露光後の選択的除去において充分に除去さ
れずレジスト層上に残る。その結果。
現像むらや解像度の低下が生じる。
本発明は、消泡剤等を添加することなく ＰＶＡ酸素遮
断膜の気泡の発生を防止し、かつ、レジスト層とは選択
的に除去可能とすることを目的とする。
断膜の気泡の発生を防止し、かつ、レジスト層とは選択
的に除去可能とすることを目的とする。
上記の目的は、エックス線照射によりレジスト層を露光
して半導体装置の製造に用いるレジストマスクを形成す
るに際して、該レジスト層上に低分子量のＰＶＡ水溶液
を塗布したのち室温以上の所定温度で乾燥してＰＶＡ層
を形成し、該ＰＶＡ層を通してレジスト層のエックス線
露光を行うことを特徴とする１本発明に係るエックス線
露光方法によって達成される。
して半導体装置の製造に用いるレジストマスクを形成す
るに際して、該レジスト層上に低分子量のＰＶＡ水溶液
を塗布したのち室温以上の所定温度で乾燥してＰＶＡ層
を形成し、該ＰＶＡ層を通してレジスト層のエックス線
露光を行うことを特徴とする１本発明に係るエックス線
露光方法によって達成される。
エックス線露光用のレジスト層上に９分子量が１０００
以下のＰＶＡ水溶液を塗布したのち３０℃〜８０℃の温
度で乾燥して酸素遮断膜となるＰＶＡ層を形成すること
により、 ＰＶＡ層における気泡の発生およびレジス
ト層上におけるＰＶＡ層の残留が防止され。
以下のＰＶＡ水溶液を塗布したのち３０℃〜８０℃の温
度で乾燥して酸素遮断膜となるＰＶＡ層を形成すること
により、 ＰＶＡ層における気泡の発生およびレジス
ト層上におけるＰＶＡ層の残留が防止され。
これら気泡および残留ＰＶＡ層による解像度の低下を回
避可能となる。
避可能となる。
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第２図は本発明の実施に用いたエックス線露光装置１０
および被露光部２０の要部断面図である。図示しない電
子銃およびターゲットを備えたエックス線発生部１１は
１例えば金属ベリリウム板から成るエックス線透過窓１
２を有する。エックス線透過窓１２を取り巻くようにし
て筒状のエックス線照射部１３が設けられている。エッ
クス線照射部１３の先端には、窒化硼素（ＢＮ）等の薄
膜から成るマスク担体１４の上に形成された８例えば金
（Ａｕ）Ｉ膜から成るマスク１５が取り付けられている
。マスク担体１４はフレーム１６により支持されており
、フレーム１６がエックス線照射部１３に固定されてい
る。エックス線発生部１１の外壁とエックス線照射部１
３とマスク担体１４とで囲まれた空間には、ガス導入管
１７からヘリウム（Ｈｅ）等のガスが流入され、エック
ス線の減衰を小さくするように考慮されている。符号１
８は前記導入ガスの導出管である。
および被露光部２０の要部断面図である。図示しない電
子銃およびターゲットを備えたエックス線発生部１１は
１例えば金属ベリリウム板から成るエックス線透過窓１
２を有する。エックス線透過窓１２を取り巻くようにし
て筒状のエックス線照射部１３が設けられている。エッ
クス線照射部１３の先端には、窒化硼素（ＢＮ）等の薄
膜から成るマスク担体１４の上に形成された８例えば金
（Ａｕ）Ｉ膜から成るマスク１５が取り付けられている
。マスク担体１４はフレーム１６により支持されており
、フレーム１６がエックス線照射部１３に固定されてい
る。エックス線発生部１１の外壁とエックス線照射部１
３とマスク担体１４とで囲まれた空間には、ガス導入管
１７からヘリウム（Ｈｅ）等のガスが流入され、エック
ス線の減衰を小さくするように考慮されている。符号１
８は前記導入ガスの導出管である。
マスク１５と対向するようにして、被露光部２０が設置
されている。被露光部２０は、ＸＹステージ２１と。
されている。被露光部２０は、ＸＹステージ２１と。
表面にレジスト層等が塗布され、 ＸＹステージ２１上
に載置された１例えばシリコンウェハ等の基板２２とか
ら成る。そして、マスク１５と基板２２との間が−様な
２０〜１００μｍ程度の間隙となるように調整される。
に載置された１例えばシリコンウェハ等の基板２２とか
ら成る。そして、マスク１５と基板２２との間が−様な
２０〜１００μｍ程度の間隙となるように調整される。
そして、この間隙に１図示しないノズル等からＨｅまた
はＮ２ガスが流し込まれる。
はＮ２ガスが流し込まれる。
第１図ｆａ）に示すように、シリコンウェハから成る基
板２２上に９例えばネガ型レジストであるＣＭＳ（クロ
ロ化メチルポリスチレン）を約１μ鋼の厚さに回転塗布
したのち、約１２０℃で３０分間プレベークする。次い
で、 ＣＭＳから成るレジスト層２３の上に、 ＰＶＡ
水溶液（分子量約３００のＰＶＡの１４グラムを水８６
ｃｃに溶かしたもの）を回転速度３０００ＲＰＭで塗布
する。塗布後、６０℃で３０分間加熱する。
板２２上に９例えばネガ型レジストであるＣＭＳ（クロ
ロ化メチルポリスチレン）を約１μ鋼の厚さに回転塗布
したのち、約１２０℃で３０分間プレベークする。次い
で、 ＣＭＳから成るレジスト層２３の上に、 ＰＶＡ
水溶液（分子量約３００のＰＶＡの１４グラムを水８６
ｃｃに溶かしたもの）を回転速度３０００ＲＰＭで塗布
する。塗布後、６０℃で３０分間加熱する。
上記により、レジスト層２３の上に酸素遮断膜となるＰ
ＶＡ層２４が形成される。このＰＶＡ層２４を通して、
第２図に示した装置を用いて、レジスト層２３に対して
、前記マスク１５によって形成される所定パターンのエ
ックス線（Ｘ線）を照射（露光）する。
ＶＡ層２４が形成される。このＰＶＡ層２４を通して、
第２図に示した装置を用いて、レジスト層２３に対して
、前記マスク１５によって形成される所定パターンのエ
ックス線（Ｘ線）を照射（露光）する。
次いで、基板２２面に純水を注いでＰＶＡ層２４を溶解
・除去したのち、 ＣＭＳレジスト層２３を所定の現像
液（エチルセロソルブ５０：酢酸イソアミル５０の混合
液）を用いて現像すると、第１図（ｂ）に示すように、
エックス線照射を受けた部分のＣＭＳ レジスト層２３
が残る。
・除去したのち、 ＣＭＳレジスト層２３を所定の現像
液（エチルセロソルブ５０：酢酸イソアミル５０の混合
液）を用いて現像すると、第１図（ｂ）に示すように、
エックス線照射を受けた部分のＣＭＳ レジスト層２３
が残る。
本発明の方法によれば、第３図の断面図に示すような従
来のＰＶＡ層酸素遮断膜における気泡３１（第３図（ａ
））あるいはクレータ−３２（第３図（ｂ））が生じず
、第２図の構成におけるマスク１５一基板２２間に−様
な所定間隙が保たれる。その結果、第４図の平面図に示
すような従来のレジストパターンに発生したパターン３
３間の不要なブリッジ３４（第４図（ａ））や詫状の突
起３５（第４図（ｂｌ）、あるいはパターン３３におけ
る好ましくないうねり（位置ずれ、−第４図（Ｃ））が
防止される。その結果、レジスト層２３のパターン解像
度は、従来の約０．８μｍから約０．５μｍに向上され
た。
来のＰＶＡ層酸素遮断膜における気泡３１（第３図（ａ
））あるいはクレータ−３２（第３図（ｂ））が生じず
、第２図の構成におけるマスク１５一基板２２間に−様
な所定間隙が保たれる。その結果、第４図の平面図に示
すような従来のレジストパターンに発生したパターン３
３間の不要なブリッジ３４（第４図（ａ））や詫状の突
起３５（第４図（ｂｌ）、あるいはパターン３３におけ
る好ましくないうねり（位置ずれ、−第４図（Ｃ））が
防止される。その結果、レジスト層２３のパターン解像
度は、従来の約０．８μｍから約０．５μｍに向上され
た。
なお、上記実施例においては、ネガ型レジストとしてＣ
ＭＳを用いたが、エックス線露光用の他のネガ型レジス
トを用いる場合にも同様であり、また９本発明はポジ型
のレジストに対してＰＶＡ層を酸素遮断膜として用いる
場合にも適用できることは言うまでもない。
ＭＳを用いたが、エックス線露光用の他のネガ型レジス
トを用いる場合にも同様であり、また９本発明はポジ型
のレジストに対してＰＶＡ層を酸素遮断膜として用いる
場合にも適用できることは言うまでもない。
本発明によれば、エックス線露光においてＰＶＡ層を酸
素遮断膜として用いて高解像度のレジストパターンを形
成可能とし、超ＬＳＩ ？＋ｉ域の半導体集積回路の高
密度化を促進する効果がある。
素遮断膜として用いて高解像度のレジストパターンを形
成可能とし、超ＬＳＩ ？＋ｉ域の半導体集積回路の高
密度化を促進する効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図。
第２図は本発明の実施に用いたエックス線露光装置の概
要構成を示す要部断面図。 第３図および第４図は従来のＰｖＡ層酸素遮断膜を用い
た場合に生じる欠陥を示す模式図である。 図において。 １０はエックス線露光装置。 １１はエックス線発生部。 １２はエックス線透過窓。 １３はエックス線照射部。 １４はマスク担体。 １５はマスク。 １６はフレーム。 １７はガス導入管。 １８は導出管。 ２０は被露光部。 ２１はｘｙステージ。 ２２は基板。 ２３はレジスト層。 ２４はＰＶＡ層。 ３１は気泡。 ３２はクレータ−１ ３３はパターン。 ３４はブリッジ。 ３５は突起。 である。 こら） 仝発刊〇−芙肴！′］ 茅１ 図 召ゞ哨シ辻へ０実刊ン中ヒ、に目〕いｒニエ、ツフフ（
矛坪ン調ζヲヒ、虎艷夏亭 ２ 図 ｃｏ、） （ｂ） ４々−刀ミρ）亡梃芝素紗膜（二Ｊ６１７６灯１白亭３
口 （ａ） とｂ） （ｃ） イ疋ポの方釆（：Ｊるレヅストパ外ンのズ論茅 ４
口
要構成を示す要部断面図。 第３図および第４図は従来のＰｖＡ層酸素遮断膜を用い
た場合に生じる欠陥を示す模式図である。 図において。 １０はエックス線露光装置。 １１はエックス線発生部。 １２はエックス線透過窓。 １３はエックス線照射部。 １４はマスク担体。 １５はマスク。 １６はフレーム。 １７はガス導入管。 １８は導出管。 ２０は被露光部。 ２１はｘｙステージ。 ２２は基板。 ２３はレジスト層。 ２４はＰＶＡ層。 ３１は気泡。 ３２はクレータ−１ ３３はパターン。 ３４はブリッジ。 ３５は突起。 である。 こら） 仝発刊〇−芙肴！′］ 茅１ 図 召ゞ哨シ辻へ０実刊ン中ヒ、に目〕いｒニエ、ツフフ（
矛坪ン調ζヲヒ、虎艷夏亭 ２ 図 ｃｏ、） （ｂ） ４々−刀ミρ）亡梃芝素紗膜（二Ｊ６１７６灯１白亭３
口 （ａ） とｂ） （ｃ） イ疋ポの方釆（：Ｊるレヅストパ外ンのズ論茅 ４
口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）エックス線照射によりレジスト層を露光して半導体
装置の製造に用いるレジストマスクを形成するに際して
、該レジスト層上に所定分子量以下の分子量を有するポ
リビニルアルコールの水溶液を塗布したのち室温以上の
所定温度で乾燥してポリビニルアルコール層を形成し、
該ポリビニルアルコール層を通して該レジスト層にエッ
クス線照射を行うことを特徴とするエックス線露光方法
。 ２）ポリビニルアルコールの分子量は１０００以下であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエック
ス線露光方法。 ３）塗布時におけるポリビニルアルコール水溶液の乾燥
は３０℃乃至８０℃の範囲であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のエックス線露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319654A JPH01159643A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | エックス線露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319654A JPH01159643A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | エックス線露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01159643A true JPH01159643A (ja) | 1989-06-22 |
Family
ID=18112714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62319654A Pending JPH01159643A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | エックス線露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01159643A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02108056A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61160935A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Nec Corp | Ｘ線露光方法 |
| JPS62206546A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-11 | Nec Corp | Ｘ線レジストの被膜形成方法 |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62319654A patent/JPH01159643A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61160935A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Nec Corp | Ｘ線露光方法 |
| JPS62206546A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-11 | Nec Corp | Ｘ線レジストの被膜形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02108056A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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