JPH0128373B2 - - Google Patents
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- JPH0128373B2 JPH0128373B2 JP9836380A JP9836380A JPH0128373B2 JP H0128373 B2 JPH0128373 B2 JP H0128373B2 JP 9836380 A JP9836380 A JP 9836380A JP 9836380 A JP9836380 A JP 9836380A JP H0128373 B2 JPH0128373 B2 JP H0128373B2
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- Japan
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- resist
- contrast
- atmosphere
- semiconductor substrate
- etching
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- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
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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
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は写真蝕刻方法に関するものであり、特
に超LSI素子を製造するのに適した写真蝕刻方法
を提供するものである。
に超LSI素子を製造するのに適した写真蝕刻方法
を提供するものである。
従来、IC，LSIの製造における微細パターンの
形式には、光（波長が2000〜4500Å程度の紫外線
または遠紫外線）により、数千から数万Åのオー
ダの厚さで均一に塗布した感光性樹脂を感光、現
像し、その感光性樹脂を保護膜として湿式または
乾式エツチング法により被蝕刻膜にパターンを作
り出す。なお歩留りを考慮した上で現在では従来
のコンタクト露光法から、マスクと感光性樹脂を
塗布した半導体基板を非接触で露光する、プロキ
シミテイー露光法、等倍投影露光法あるいは縮少
投影露光法を用いて微細パターン（〜2μm）を形
成している。しかし前述のコンタクト露光法に比
べ、プロキシミテイー露光法では光の回析、等倍
投影露光法では光学系のニユメリカル・アパチヤ
ーや、スリツト幅からくる非点収差、縮少投影露
光法ではレンズの色収差、散乱光など光学的影響
を受けて第１図ｂに示すようにポジ型レジストパ
ターンのエツジのコントラストは悪いものになつ
ている。第１図ａは半導体基板上１にコンタクト
露光法によりポジ型レジストパターン２を形成し
た時の断面斜視図、同図ｂは非接触の露光法特
に、等倍投影露光法によるレジストパターン３の
断面図である。当然のように前述の光学的制限を
うけて、解像度もコンタクト露光方法に比し非接
触の露光方法は多少おちる原因にもなつている。
このコントラストの悪さは同時に、エツチングの
際に、パターン精度の低下にもなる。このことを
第２図を用いて説明する。現在、エツチング精度
の点から、湿式エツチングから乾式エツチングが
主流となつてきているが、乾式エツチングつまり
ドライエツチングは、あるガスをプラズマ化さ
せ、被エツチング膜とレジストのエツチングレー
トの差によりエツチングするもので、当然レジス
トもエツチングされることになる。第２図ａはエ
ツチング前のレジストパターンの断面図で、等倍
投影露光により影響を受けた半導体基板４上のレ
ジストパターン５、コンタクト露光により光学的
影響をあまり受けなかつたレジストパターン７を
介して、理想的にプラズマエツチングした場合
（プラズマラジカルの方向性が直進性の時）同図
ｂのように投影露光のレジストパターン５は約
70°の角度θをもつたコントラストのためプラズ
マにより、側面もエツチングされ結局最初の現像
パターン幅Ａ―Ｂより、レジストパターン６のエ
ツチング幅A′―B′は実際に細くなり、その分エ
ツチング精度が落ちる。一方、コンタクト露光に
よるレジストパターン８はコントラストはほぼ
90゜のため、側面はほとんどエツチングされず、
現像パターン幅Ａ―Ｂが、そのままエツチング幅
となる。このような現像後のレジストパターンの
コントラストは、超LSI製造には大きな要素の一
つであり、コントラストの改善は非常に重要な問
題で、実際のデバイスでは更に段差部へのレジス
ト形成のために、コントラストの悪さゆえに、パ
ターン精度が光学的影響をうけやすく、前記精度
が落ちるという問題がある。
形式には、光（波長が2000〜4500Å程度の紫外線
または遠紫外線）により、数千から数万Åのオー
ダの厚さで均一に塗布した感光性樹脂を感光、現
像し、その感光性樹脂を保護膜として湿式または
乾式エツチング法により被蝕刻膜にパターンを作
り出す。なお歩留りを考慮した上で現在では従来
のコンタクト露光法から、マスクと感光性樹脂を
塗布した半導体基板を非接触で露光する、プロキ
シミテイー露光法、等倍投影露光法あるいは縮少
投影露光法を用いて微細パターン（〜2μm）を形
成している。しかし前述のコンタクト露光法に比
べ、プロキシミテイー露光法では光の回析、等倍
投影露光法では光学系のニユメリカル・アパチヤ
ーや、スリツト幅からくる非点収差、縮少投影露
光法ではレンズの色収差、散乱光など光学的影響
を受けて第１図ｂに示すようにポジ型レジストパ
ターンのエツジのコントラストは悪いものになつ
ている。第１図ａは半導体基板上１にコンタクト
露光法によりポジ型レジストパターン２を形成し
た時の断面斜視図、同図ｂは非接触の露光法特
に、等倍投影露光法によるレジストパターン３の
断面図である。当然のように前述の光学的制限を
うけて、解像度もコンタクト露光方法に比し非接
触の露光方法は多少おちる原因にもなつている。
このコントラストの悪さは同時に、エツチングの
際に、パターン精度の低下にもなる。このことを
第２図を用いて説明する。現在、エツチング精度
の点から、湿式エツチングから乾式エツチングが
主流となつてきているが、乾式エツチングつまり
ドライエツチングは、あるガスをプラズマ化さ
せ、被エツチング膜とレジストのエツチングレー
トの差によりエツチングするもので、当然レジス
トもエツチングされることになる。第２図ａはエ
ツチング前のレジストパターンの断面図で、等倍
投影露光により影響を受けた半導体基板４上のレ
ジストパターン５、コンタクト露光により光学的
影響をあまり受けなかつたレジストパターン７を
介して、理想的にプラズマエツチングした場合
（プラズマラジカルの方向性が直進性の時）同図
ｂのように投影露光のレジストパターン５は約
70°の角度θをもつたコントラストのためプラズ
マにより、側面もエツチングされ結局最初の現像
パターン幅Ａ―Ｂより、レジストパターン６のエ
ツチング幅A′―B′は実際に細くなり、その分エ
ツチング精度が落ちる。一方、コンタクト露光に
よるレジストパターン８はコントラストはほぼ
90゜のため、側面はほとんどエツチングされず、
現像パターン幅Ａ―Ｂが、そのままエツチング幅
となる。このような現像後のレジストパターンの
コントラストは、超LSI製造には大きな要素の一
つであり、コントラストの改善は非常に重要な問
題で、実際のデバイスでは更に段差部へのレジス
ト形成のために、コントラストの悪さゆえに、パ
ターン精度が光学的影響をうけやすく、前記精度
が落ちるという問題がある。
本発明は、上記従来の問題を解決するためにな
されたものであり、半導体基板、特にシリコン基
板へのレジストの密着増強剤として使用する表面
活性剤、例えば有機ケイ素化合物であるヘキサメ
チルジシラザンを、レジストをコーテイングした
のち、前記ヘキサメチルジシラザンの雰囲気にさ
らし、レジスト膜の上部と下部で感度あるいは現
像速度を変えることにより、コントラストの良い
レジストパターンを得る方法である。
されたものであり、半導体基板、特にシリコン基
板へのレジストの密着増強剤として使用する表面
活性剤、例えば有機ケイ素化合物であるヘキサメ
チルジシラザンを、レジストをコーテイングした
のち、前記ヘキサメチルジシラザンの雰囲気にさ
らし、レジスト膜の上部と下部で感度あるいは現
像速度を変えることにより、コントラストの良い
レジストパターンを得る方法である。
本発明は幾多の実験から、レジストを回転塗布
乾燥後、ヘキサメチルジシラザンの雰囲気にさら
したあと、露光、現像すると、レジストの感度つ
まり、現像スピードが極端に落ちることを見い出
し、これにもとづいてなされたものである。
乾燥後、ヘキサメチルジシラザンの雰囲気にさら
したあと、露光、現像すると、レジストの感度つ
まり、現像スピードが極端に落ちることを見い出
し、これにもとづいてなされたものである。
以下本発明の一実施例を第３図を用いて説明す
る。第３図は、レジスト塗布装置及び、本発明に
もとずく、表面活性剤（以後、HMDSと記す）
の雰囲気生成装置を一体化したものである。下カ
ツプ１０と上カツプ１１により塗布室及び処理室
１２を構成し、下カツプ１０内に半導体基板１３
を真空吸着するスピンナー１４を設置し、下カツ
プ１０の下部には塗布室１２内の雰囲気を外部へ
出す排気系の排気管１５をもち、上カツプ１１に
はHMDSの雰囲気を塗布室１２に吸気する吸気
管１６を設ける。具体的に、半導体基板１３が、
スピンナー１４に吸着されると、排気系の排気管
１５はシヤツトアウトされ、次に、ノズル１７，
１８よりレジストが数滴落されスピンナー１４で
回転塗布され、密閉された塗布室１２内にはレジ
ストから蒸発したシンナー成分により、いつそう
均一に塗布、乾燥される。しかるあとに、吸気管
１６より塗布室１２内にHMDS雰囲気を導入さ
せ、塗布室１２内を充満し、数十秒間静止させ
る。この雰囲気に半導体基板１３をさらす時間
は、各露光装置によるレジストのコントラスト、
及び、レジストなどにより一概には決定されず、
コントラストを改善するような条件を考慮して実
験的に決定する。
る。第３図は、レジスト塗布装置及び、本発明に
もとずく、表面活性剤（以後、HMDSと記す）
の雰囲気生成装置を一体化したものである。下カ
ツプ１０と上カツプ１１により塗布室及び処理室
１２を構成し、下カツプ１０内に半導体基板１３
を真空吸着するスピンナー１４を設置し、下カツ
プ１０の下部には塗布室１２内の雰囲気を外部へ
出す排気系の排気管１５をもち、上カツプ１１に
はHMDSの雰囲気を塗布室１２に吸気する吸気
管１６を設ける。具体的に、半導体基板１３が、
スピンナー１４に吸着されると、排気系の排気管
１５はシヤツトアウトされ、次に、ノズル１７，
１８よりレジストが数滴落されスピンナー１４で
回転塗布され、密閉された塗布室１２内にはレジ
ストから蒸発したシンナー成分により、いつそう
均一に塗布、乾燥される。しかるあとに、吸気管
１６より塗布室１２内にHMDS雰囲気を導入さ
せ、塗布室１２内を充満し、数十秒間静止させ
る。この雰囲気に半導体基板１３をさらす時間
は、各露光装置によるレジストのコントラスト、
及び、レジストなどにより一概には決定されず、
コントラストを改善するような条件を考慮して実
験的に決定する。
次に、次期半導体基板上へのレジスト塗布のた
め排気管１５から十分にHMDS雰囲気を塗布室
１２内から外部へ出す。このあとは従来のフオト
リソグラフイー技術のように、プリベークレマス
クアライナー装置で露光し、通常のポジ型レジス
ト用のアルカリ性現像液で１分から２分現像す
る。
め排気管１５から十分にHMDS雰囲気を塗布室
１２内から外部へ出す。このあとは従来のフオト
リソグラフイー技術のように、プリベークレマス
クアライナー装置で露光し、通常のポジ型レジス
ト用のアルカリ性現像液で１分から２分現像す
る。
以上のように本発明の実施例の方法を行なう
と、レジスト表面からある程度の膜厚分だけ、ヘ
キサメチルジシラザンと特にポジレジストに対し
反応する。そのポジレジスト中のセンシタイザー
が露光するとその光分解機構によりカルボキシル
基が生成される。次に現像段階に現像液であるア
ルカリ性現像液が前記カルボキシル基と反応して
溶解する訳であるが、本発明の方法によるレジス
ト表面からある程度の膜厚分だけ、ヘキサメチル
ジシラザンが反応していると、光分解機構により
生成されたカルボキシル基中の−Ｃ−OH結合の
OH基と置換されると考えられ、これらの反応に
より現像速度に差が出てくる。本発明はこれらの
反応系を利用したものである。
と、レジスト表面からある程度の膜厚分だけ、ヘ
キサメチルジシラザンと特にポジレジストに対し
反応する。そのポジレジスト中のセンシタイザー
が露光するとその光分解機構によりカルボキシル
基が生成される。次に現像段階に現像液であるア
ルカリ性現像液が前記カルボキシル基と反応して
溶解する訳であるが、本発明の方法によるレジス
ト表面からある程度の膜厚分だけ、ヘキサメチル
ジシラザンが反応していると、光分解機構により
生成されたカルボキシル基中の−Ｃ−OH結合の
OH基と置換されると考えられ、これらの反応に
より現像速度に差が出てくる。本発明はこれらの
反応系を利用したものである。
これを第４図をもつてモデル化して説明する。
半導体基板１９上にレジスト２０〜２２を塗布し
てあるものに、前記条件によりレジスト膜中にヘ
キサメチルジシラザンとの反応領域２１―１，２
１―２，２１―３を形成する。次に露光、現像す
ると従来の方法であると、光学的影響をうけてコ
ントラストはθの角度（抜け領域Ｃ−Ｄ−Ｆ−
Ｅ）を持つが、本発明の方法によると、反応レジ
スト膜２１―１〜２１―３の現像速度が遅いため
コントラストはθ′の角度（抜け領域Ｇ−Ｄ−Ｆ−
Ｈ、但しθ′＞θ）を持つこととなる。
半導体基板１９上にレジスト２０〜２２を塗布し
てあるものに、前記条件によりレジスト膜中にヘ
キサメチルジシラザンとの反応領域２１―１，２
１―２，２１―３を形成する。次に露光、現像す
ると従来の方法であると、光学的影響をうけてコ
ントラストはθの角度（抜け領域Ｃ−Ｄ−Ｆ−
Ｅ）を持つが、本発明の方法によると、反応レジ
スト膜２１―１〜２１―３の現像速度が遅いため
コントラストはθ′の角度（抜け領域Ｇ−Ｄ−Ｆ−
Ｈ、但しθ′＞θ）を持つこととなる。
本発明によれば、コントラストを従来の約70゜
からサイドエツチングに帰因しない程度のコント
ラストにすることが可能となる。また、従来のコ
ンタクト露光方法によるレジストパターンにおい
ては、逆テーパ形成が可能である。
からサイドエツチングに帰因しない程度のコント
ラストにすることが可能となる。また、従来のコ
ンタクト露光方法によるレジストパターンにおい
ては、逆テーパ形成が可能である。
なお本発明の特徴とする点は、前述の第３図の
ように露光前にHMDS雰囲気にさらすことであ
るが、露光後にHMDS雰囲気にさらして同様な
効果が考えられる。また第３図において、排気管
１６よりHMDS雰囲気を送り込んだが、レジス
ト塗布前に、半導体基板１３にHMDSを直接滴
下して塗布乾燥し、その飛散したHMDSにより
雰囲気を作り出すことも考えられる。
ように露光前にHMDS雰囲気にさらすことであ
るが、露光後にHMDS雰囲気にさらして同様な
効果が考えられる。また第３図において、排気管
１６よりHMDS雰囲気を送り込んだが、レジス
ト塗布前に、半導体基板１３にHMDSを直接滴
下して塗布乾燥し、その飛散したHMDSにより
雰囲気を作り出すことも考えられる。
前述のように、本発明によると、レジストのコ
ントラストが向上することが可能であり、歩留り
を考慮したプロキシミテイー、プロジエクシヨ
ン、ステツプアンドリピーター露光方式によるレ
ジストパターンのエツチング精度を高くし、特に
超LSI製造には、非常に有効なものとなる。
ントラストが向上することが可能であり、歩留り
を考慮したプロキシミテイー、プロジエクシヨ
ン、ステツプアンドリピーター露光方式によるレ
ジストパターンのエツチング精度を高くし、特に
超LSI製造には、非常に有効なものとなる。
第１図ａ，ｂはそれぞれ理想的なコントラスト
を持つレジストの断面斜視図および光学的影響を
受けたレジストの断面斜視図、第２図ａ，ｂは第
１図ａ，ｂのレジストパターンを用いて食刻した
場合の半導体基板の断面図、第３図は本発明の一
実施例における写真蝕刻方法に用いる雰囲気生成
及び塗布装置の断面正面図、第４図は本発明の写
真蝕刻方法によるコントラスト改善の原理を説明
するためのレジストの断面図である。 １３，１９……半導体基板、２０〜２２……レ
ジスト。
を持つレジストの断面斜視図および光学的影響を
受けたレジストの断面斜視図、第２図ａ，ｂは第
１図ａ，ｂのレジストパターンを用いて食刻した
場合の半導体基板の断面図、第３図は本発明の一
実施例における写真蝕刻方法に用いる雰囲気生成
及び塗布装置の断面正面図、第４図は本発明の写
真蝕刻方法によるコントラスト改善の原理を説明
するためのレジストの断面図である。 １３，１９……半導体基板、２０〜２２……レ
ジスト。
Claims (1)
- １ 半導体基板上に光照射によりカルボキシル基
が生成されるポジ型レジストを塗布後、あるいは
前記レジストを露光した後に、有機ケイ素化合物
であるヘキサメチルジシラザン雰囲気中に前記半
導体基板上のレジストをさらし、その後前記レジ
ストを現像することを特徴とする写真蝕刻方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9836380A JPS5723937A (en) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Photographic etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9836380A JPS5723937A (en) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Photographic etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5723937A JPS5723937A (en) | 1982-02-08 |
| JPH0128373B2 true JPH0128373B2 (ja) | 1989-06-02 |
Family
ID=14217790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9836380A Granted JPS5723937A (en) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Photographic etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5723937A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1248402A (en) * | 1983-09-16 | 1989-01-10 | Larry E. Stillwagon | Method of making articles using gas functionalized plasma developed layer |
| US5215867A (en) * | 1983-09-16 | 1993-06-01 | At&T Bell Laboratories | Method with gas functionalized plasma developed layer |
| GB8333853D0 (en) * | 1983-12-20 | 1984-02-01 | Ciba Geigy Ag | Production of images |
| US4552833A (en) * | 1984-05-14 | 1985-11-12 | International Business Machines Corporation | Radiation sensitive and oxygen plasma developable resist |
| GB8427149D0 (en) * | 1984-10-26 | 1984-12-05 | Ucb Sa | Resist materials |
| CA1267378A (en) * | 1984-12-07 | 1990-04-03 | Jer-Ming Yang | Top imaged and organosilicon treated polymer layer developable with plasma |
| GB2171530B (en) * | 1985-02-27 | 1989-06-28 | Imtec Products Inc | Method of producing reversed photoresist images by vapour diffusion |
| JPS61268028A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-11-27 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | ホトレジスト中にマスク像を現像する方法 |
| JPH07107605B2 (ja) * | 1985-07-26 | 1995-11-15 | 日本電信電話株式会社 | パタ−ン形成法 |
| JPS63165845A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Toshiba Corp | パタ−ン形成方法 |
| US4808511A (en) * | 1987-05-19 | 1989-02-28 | International Business Machines Corporation | Vapor phase photoresist silylation process |
| JP2521520B2 (ja) * | 1988-07-18 | 1996-08-07 | 松下電器産業株式会社 | パタ―ン形成方法 |
| US4921778A (en) * | 1988-07-29 | 1990-05-01 | Shipley Company Inc. | Photoresist pattern fabrication employing chemically amplified metalized material |
| JPH02297557A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | レジストパターンの形成方法 |
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-
1980
- 1980-07-17 JP JP9836380A patent/JPS5723937A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5723937A (en) | 1982-02-08 |
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