JPH01186935A - パターン形成方法 - Google Patents
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- JPH01186935A JPH01186935A JP63009626A JP962688A JPH01186935A JP H01186935 A JPH01186935 A JP H01186935A JP 63009626 A JP63009626 A JP 63009626A JP 962688 A JP962688 A JP 962688A JP H01186935 A JPH01186935 A JP H01186935A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/265—Selective reaction with inorganic or organometallic reagents after image-wise exposure, e.g. silylation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- 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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
半導体技術のレジストパターン形成方法に係わり、特に
可視光、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線またはイオン
ビーム等を露光光源とし、露光部にシリル化を行い、ド
ライ現像によってネガパターンを形成する方法に関する
。
可視光、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線またはイオン
ビーム等を露光光源とし、露光部にシリル化を行い、ド
ライ現像によってネガパターンを形成する方法に関する
。
（従来の技術）
半導体技術の進歩とともに半導体装置ひいては半導体素
子の高速化、高集積化が進められてきている。それ、に
伴いパターン微細化の必要性は増々高くなり、パターン
寸法を高精度化が要求されるようになっている。現在の
プロセスでは感光性ポリマー（レジスト）′パターンを
マスクとしてＲＩＥにより、下地薄膜がエツチングされ
るためリソグラフィー技術では段差のある素子表面に微
細なレジストパターンを高アスペクト比でかつ寸法精度
よく形成することが要求される。光りソゲラフイー技術
において従来の単層プロセスは、これらの要求に十分に
応じることは難しく多層レジストプロセスの意味がます
ます重要なものになってきた。
子の高速化、高集積化が進められてきている。それ、に
伴いパターン微細化の必要性は増々高くなり、パターン
寸法を高精度化が要求されるようになっている。現在の
プロセスでは感光性ポリマー（レジスト）′パターンを
マスクとしてＲＩＥにより、下地薄膜がエツチングされ
るためリソグラフィー技術では段差のある素子表面に微
細なレジストパターンを高アスペクト比でかつ寸法精度
よく形成することが要求される。光りソゲラフイー技術
において従来の単層プロセスは、これらの要求に十分に
応じることは難しく多層レジストプロセスの意味がます
ます重要なものになってきた。
多層レジスト法は多層にすることによりレジストに課せ
られた役割を分担させようというものである。まず２〜
３μｍ厚にレジスト層を設け、素子表面段差を平坦化す
るとともに下地からの反射光を吸収させる。この上に高
解像力レジストでパターニングすれば、下地から分離さ
れた理想的条件下で露光現像を行うことができ高解像で
寸法精度のよいパターンが形成される。
られた役割を分担させようというものである。まず２〜
３μｍ厚にレジスト層を設け、素子表面段差を平坦化す
るとともに下地からの反射光を吸収させる。この上に高
解像力レジストでパターニングすれば、下地から分離さ
れた理想的条件下で露光現像を行うことができ高解像で
寸法精度のよいパターンが形成される。
これが多層レジストの基本思想であるが、具体的な方法
は層の数、下層へのパターン転写方法より多岐にわたる
。代表的な多層プロセスに上下レジスト層間に中間層を
設けた３層レジスト法がある。上層から中間層および中
間層から下層へのパターン転写は２段階のりアクティブ
イオンエツチング（ＲＩ Ｅ、以下ＲＩＥと略す）によ
り行う。
は層の数、下層へのパターン転写方法より多岐にわたる
。代表的な多層プロセスに上下レジスト層間に中間層を
設けた３層レジスト法がある。上層から中間層および中
間層から下層へのパターン転写は２段階のりアクティブ
イオンエツチング（ＲＩ Ｅ、以下ＲＩＥと略す）によ
り行う。
ここでは中間層は上下層レジスト間の相互作用防止と下
層レジストＲＩＥに耐圧をもたせる２つの役割をになう
。そのため中間層の材料は回転塗布法で成膜可能なＳ、
Ｏ，Ｇ （Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ ：有機シリ
コンガラス）が最もよく用いられている。
層レジストＲＩＥに耐圧をもたせる２つの役割をになう
。そのため中間層の材料は回転塗布法で成膜可能なＳ、
Ｏ，Ｇ （Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ ：有機シリ
コンガラス）が最もよく用いられている。
この方法はその他の技術にくらべかなり安定したプロセ
スであるが、ＲＩＥが２度にわたるなど工程がかなり複
雑であり、量産を目的とした実用化には適さない。そこ
で工程の簡略化が大きな課題となり様々なプロセスが検
討されている。有望な技術のひとつにシリル化プロセス
がある。シリル化プロセスは単層レジストで上述の３層
レジストにおける機能を実現するもので、究極的かつ理
想的なレジストプロセスと言えるものである。
スであるが、ＲＩＥが２度にわたるなど工程がかなり複
雑であり、量産を目的とした実用化には適さない。そこ
で工程の簡略化が大きな課題となり様々なプロセスが検
討されている。有望な技術のひとつにシリル化プロセス
がある。シリル化プロセスは単層レジストで上述の３層
レジストにおける機能を実現するもので、究極的かつ理
想的なレジストプロセスと言えるものである。
°特開昭６１−１０７３４８によれば代表的なシリル化
プロセスは第１図〜第４図に示すようなものである。
プロセスは第１図〜第４図に示すようなものである。
第１図は基材１に感光性樹脂を塗布したもので、第２図
は感光性樹脂２に対し、マスク３を用いて紫外線４に露
光したもので、露光部５が生じる。
は感光性樹脂２に対し、マスク３を用いて紫外線４に露
光したもので、露光部５が生じる。
第３図は珪素化合物によりシリル化処理を行ったもので
、このとき、露光部５の表層６のみがシリル化される。
、このとき、露光部５の表層６のみがシリル化される。
第４図はシリル化処理を行った基盤を酸素反応性イオン
エツチングによりドライ現像したもので、シリル層６は
５ｉ０２層７となり、これにより選択的なパターン形成
が行われる。
エツチングによりドライ現像したもので、シリル層６は
５ｉ０２層７となり、これにより選択的なパターン形成
が行われる。
しかしながら従来のシリル化プロセスでは、シリル化処
理をポリマーに対して行うため、パターンの選択性が悪
く、処理に高熱を用し、また、この高熱処理時には引火
爆発等の危険性を伴う。これらの問題により従来のシリ
ル化プロセスを実用に供することは難かしかった。
理をポリマーに対して行うため、パターンの選択性が悪
く、処理に高熱を用し、また、この高熱処理時には引火
爆発等の危険性を伴う。これらの問題により従来のシリ
ル化プロセスを実用に供することは難かしかった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、シリル化処理
を光活性物質に対して行うため１、ｌくターン選択性が
良く、処理に高熱を必要とせず、さらには露光と同時に
シリル化を行うことにより工程を短縮する等、従来の問
題点を解決し、高精度のシリル化プロセスによるパター
ン形成法を提供することにある。
を光活性物質に対して行うため１、ｌくターン選択性が
良く、処理に高熱を必要とせず、さらには露光と同時に
シリル化を行うことにより工程を短縮する等、従来の問
題点を解決し、高精度のシリル化プロセスによるパター
ン形成法を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の骨子は光活性物質としてオルト位にメチル基ま
たはメチレン基を有するベンゾフェノン誘導体を用い、
ポリマーとしてフェニル系樹脂を用いることにある。
たはメチレン基を有するベンゾフェノン誘導体を用い、
ポリマーとしてフェニル系樹脂を用いることにある。
（作用）
オルト位にメチル基またはメチレン基を有するベンゾフ
ェノン誘導体は、可視光、紫外線、遠紫外線等の照射時
に光励起状態となり、さらには前記ベンゾフェノンのカ
ルボニル基Ｃ／Ｃ−〇）は、オルト位のメチル基または
メチレン基から水素を引き抜きアルコール性水酸基（Ｃ
−ＯＨ）となる。
ェノン誘導体は、可視光、紫外線、遠紫外線等の照射時
に光励起状態となり、さらには前記ベンゾフェノンのカ
ルボニル基Ｃ／Ｃ−〇）は、オルト位のメチル基または
メチレン基から水素を引き抜きアルコール性水酸基（Ｃ
−ＯＨ）となる。
／
この光反応過程において上記のカルボニル基の酸素原子
が反応活性となる性質を利用して、前記の珪素化合物を
作用させて、シリル化を行う。この手法により第２図と
第３図の処理を同時に行うことができ、高選択比のシリ
ル化が可能となり、結果として高精度なドライ現像をし
た。
が反応活性となる性質を利用して、前記の珪素化合物を
作用させて、シリル化を行う。この手法により第２図と
第３図の処理を同時に行うことができ、高選択比のシリ
ル化が可能となり、結果として高精度なドライ現像をし
た。
（実施例）
実施例１
以下実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
ポリビニルフェノール４０ｇにオルトメチルベンゾフェ
ノンの光活性物質１０ｇをエチルセロッルブアセテート
溶媒中で溶解し、感光性樹脂を調整した。シリコンウェ
ハーを予めヘキサメチルジシラザンの雰囲気に１．２０
秒さらし、接着性向上の為の表面改質を行った後、前記
ポリビニルフェノール樹脂を３０００ ｒｐＩｌｌの回
転速度でシリコンウェハー上に塗布し、９０℃５分のベ
ーキングを行った。この方法では各ウェハー上に１．２
μＩの厚さの樹脂層が得られた。次にこのウェハーをチ
ャンバーに入れて内気を窒素置換し、さらに減圧状態に
したのちへキサメチルジシラザンの気体を１０Ｔｏｒｒ
の圧力で注入した。この状態でマスクパターンを介して
波長２４８ ｎ［！の紫外線により露光した。このとき
の露光エネルギーは９５ωＪ／ｃＪであった。次にチャ
ンバー内を大気圧にした後、露光シリル化したウェハー
をチャンバーから取り出し、減圧容器に酸素ガスを導入
し、平行平板電極間に高周波放電を起こして酸素ガスを
プラズマ化し、その陰極側に試料を置いて２ｐａ、３０
０Ｗの条件で酸素反応性イオンエツチングを２分間行い
ドライ現像したところ０．３５μｍのパターンが精度良
く得られた。
ノンの光活性物質１０ｇをエチルセロッルブアセテート
溶媒中で溶解し、感光性樹脂を調整した。シリコンウェ
ハーを予めヘキサメチルジシラザンの雰囲気に１．２０
秒さらし、接着性向上の為の表面改質を行った後、前記
ポリビニルフェノール樹脂を３０００ ｒｐＩｌｌの回
転速度でシリコンウェハー上に塗布し、９０℃５分のベ
ーキングを行った。この方法では各ウェハー上に１．２
μＩの厚さの樹脂層が得られた。次にこのウェハーをチ
ャンバーに入れて内気を窒素置換し、さらに減圧状態に
したのちへキサメチルジシラザンの気体を１０Ｔｏｒｒ
の圧力で注入した。この状態でマスクパターンを介して
波長２４８ ｎ［！の紫外線により露光した。このとき
の露光エネルギーは９５ωＪ／ｃＪであった。次にチャ
ンバー内を大気圧にした後、露光シリル化したウェハー
をチャンバーから取り出し、減圧容器に酸素ガスを導入
し、平行平板電極間に高周波放電を起こして酸素ガスを
プラズマ化し、その陰極側に試料を置いて２ｐａ、３０
０Ｗの条件で酸素反応性イオンエツチングを２分間行い
ドライ現像したところ０．３５μｍのパターンが精度良
く得られた。
実施例２
実施例１で感光剤にオルトエチルベンゾフェノンを用い
て、露光シリル化したウェハーを酸素反応性イオンエツ
チングを行い、０．３５μ■のパターンが精度良く得ら
れた。
て、露光シリル化したウェハーを酸素反応性イオンエツ
チングを行い、０．３５μ■のパターンが精度良く得ら
れた。
実施例３
性樹脂を露光シリル化し、酸素反応性イオンエッチン、
グを行い、０．３５μ口のパターンが精度良く得られた
。” ［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば露光時においてシリ
ル化を行うため、露光とシリル化を別々に行う場合に比
べて高精度のパターン形成が可能であり、また工程数の
短縮もはかられる。
グを行い、０．３５μ口のパターンが精度良く得られた
。” ［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば露光時においてシリ
ル化を行うため、露光とシリル化を別々に行う場合に比
べて高精度のパターン形成が可能であり、また工程数の
短縮もはかられる。
第１図、第２図、第３図、第４図は従来のシリル化プロ
セスの工程図である。 １・・・基材、 ２・・・感光性樹脂。 ３・・・マスク、 ４・・・紫外線、 ５・・
・露光域。
セスの工程図である。 １・・・基材、 ２・・・感光性樹脂。 ３・・・マスク、 ４・・・紫外線、 ５・・
・露光域。
Claims (8)
- （１）光活性物質と混合または結合させたポリマーを含
む感光性樹脂層を基材に塗布する工程と、紫外線・遠紫
外線・Ｘ線等の放射線・または電子線・イオンビーム等
の荷電粒子線により露光する工程と、該露光部に選択的
に珪素化合物を吸収させる工程と、感光性樹脂層を酸素
プラズマを用いてドライ現像して非露光部分を選択的に
除去し、所望のネガパターンを得る工程において、前記
光活性物質にベンゾフェノン誘導体でオルト位にメチル
基またはメチレン基を有する材料を用いることを特徴と
するパターン形成方法。 - （２）前記のベンゾフェノン誘導体がオルトメチルベン
ゾフェノン、オルトエチルベンゾフェノン、オルトプロ
ビルベンゾフェノン、オルトイソプロビルベンゾフェノ
ン、オルトベンジルベンゾフェノン、およびこれらの誘
導体で上記の化合物の少なくとも２種の混合物から成る
ことを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - （３）前記のポリマーがフェニル系ポリマーであること
を特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - （４）前記の珪素化合物が易化性のシラン系シリル化剤
であることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方
法。 - （５）前記の珪素化合物がヘキサメチルジシラザンであ
ることを特徴とする請求項１記載 のパターン形成方法。 - （６）前記の反応性イオンエッチングによるドライ現像
を酸素反応性イオンまたは酸素プラズマエッチングによ
り行うことを特徴とする請求項１記載のパターン形成方
法。 - （７）前記の感光性樹脂層の露光を珪素化合物雰囲気中
で行い、露光と同時にシリル化を行うことを特徴とする
請求項１記載のパターン形成方法。 - （８）前記の珪素化合物雰囲気中の露光を酸素が存在し
ない条件で行うことを特徴とする請求項７記載のパター
ン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63009626A JPH01186935A (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63009626A JPH01186935A (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186935A true JPH01186935A (ja) | 1989-07-26 |
Family
ID=11725469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63009626A Pending JPH01186935A (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01186935A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02262150A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| JPH03154062A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-02 | Fujitsu Ltd | レジストパターンの形成方法 |
-
1988
- 1988-01-21 JP JP63009626A patent/JPH01186935A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02262150A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| JPH03154062A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-02 | Fujitsu Ltd | レジストパターンの形成方法 |
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