JPH0128374B2 - - Google Patents
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- JPH0128374B2 JPH0128374B2 JP55042021A JP4202180A JPH0128374B2 JP H0128374 B2 JPH0128374 B2 JP H0128374B2 JP 55042021 A JP55042021 A JP 55042021A JP 4202180 A JP4202180 A JP 4202180A JP H0128374 B2 JPH0128374 B2 JP H0128374B2
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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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/7045—Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
-
- 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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0073—Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces
- H05K3/0082—Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces characterised by the exposure method of radiation-sensitive masks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
- H05K3/061—Etching masks
- H05K3/064—Photoresists
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパターン形成方法に関し、詳しくは、
電子線描画露光法と紫外光露光法を併用すること
により、耐ドライエツチング性に優れたレジスト
の微細パターンを形成する方法に関する。
電子線描画露光法と紫外光露光法を併用すること
により、耐ドライエツチング性に優れたレジスト
の微細パターンを形成する方法に関する。
電子線リソグラフイーにおいては、被加工物
（金属膜、シリコン酸化膜）上に塗布されたレジ
ストに、電子線による描画を行ない、現像処理を
施すことにより、所望のレジストパターンを形成
する。
（金属膜、シリコン酸化膜）上に塗布されたレジ
ストに、電子線による描画を行ない、現像処理を
施すことにより、所望のレジストパターンを形成
する。
その後、上記レジストパターンをマスクとし
て、下地の被加工物をエツチグにより加工する。
この場合、1μmレベル以下の微細なパターンを精
度良くエツチングするために、低温プラズマや高
速イオンのスパツタ性を利用したドライエツチン
グ法が使用される。したがつて、電子線露光用の
レジストとしては、高解像性を有するとともに、
ドライエツチング処理に対して変質や変形を生ず
ることなく、良好な耐性をもつことが要求され
る。
て、下地の被加工物をエツチグにより加工する。
この場合、1μmレベル以下の微細なパターンを精
度良くエツチングするために、低温プラズマや高
速イオンのスパツタ性を利用したドライエツチン
グ法が使用される。したがつて、電子線露光用の
レジストとしては、高解像性を有するとともに、
ドライエツチング処理に対して変質や変形を生ず
ることなく、良好な耐性をもつことが要求され
る。
しかしながら、現在、高解像性と耐ドライエツ
チング性の両面に優れた電子線露光用レジストは
無く、電子線リソグラフイー進歩の障害になつて
いる。
チング性の両面に優れた電子線露光用レジストは
無く、電子線リソグラフイー進歩の障害になつて
いる。
例えば、電子線露光用のポジ形レジストである
PMMA（ポリメチル・メタクリレート）は、解像
性が良く、0.8μm程度のパターンまで解像度が得
られる。しかし、このPMMAをマスクとして用
い、PSG膜（リンガラス膜）を、C4F8とHeガス
を用いた反応性スパツタによりエツチングする
と、レジスト膜全面に異常な“しわ”が発生し、
このしわによつてパターンが変形するといつた欠
点がある。したがつて、PMMAは耐ドライエツ
チング性に劣つているものと言わざるを得ない。
PMMA（ポリメチル・メタクリレート）は、解像
性が良く、0.8μm程度のパターンまで解像度が得
られる。しかし、このPMMAをマスクとして用
い、PSG膜（リンガラス膜）を、C4F8とHeガス
を用いた反応性スパツタによりエツチングする
と、レジスト膜全面に異常な“しわ”が発生し、
このしわによつてパターンが変形するといつた欠
点がある。したがつて、PMMAは耐ドライエツ
チング性に劣つているものと言わざるを得ない。
又、例えば、電子線露光用のネガ形レジストで
あるPGMA（ポリグリシジル・メタクリレート）
は、1.2μm程度のパターンまで解像度が得られ
る。しかし、このPGMAをマスクとして用い、
Al膜を、BCl3ガスを用いた反応性スパツタによ
りエツチングするとき、PGMAのエツチ速度比
が大きいため、膜厚を大きくしなければならず、
結果として、1μmレベルの解像度を実現すること
は不可能である。したがつてPGMAも耐ドライ
エツチング性に劣つているものと言わざるを得な
い。
あるPGMA（ポリグリシジル・メタクリレート）
は、1.2μm程度のパターンまで解像度が得られ
る。しかし、このPGMAをマスクとして用い、
Al膜を、BCl3ガスを用いた反応性スパツタによ
りエツチングするとき、PGMAのエツチ速度比
が大きいため、膜厚を大きくしなければならず、
結果として、1μmレベルの解像度を実現すること
は不可能である。したがつてPGMAも耐ドライ
エツチング性に劣つているものと言わざるを得な
い。
その他、種々の電子線露光用レジストが開発さ
れているが、高解像度、耐ドライエツチング性の
高いものはない。又、ある種のものは、エツチン
グパターンの周辺に残渣状のものが残り、さらに
プラズマエツチング処理などの除去工程を必要と
するものがある。
れているが、高解像度、耐ドライエツチング性の
高いものはない。又、ある種のものは、エツチン
グパターンの周辺に残渣状のものが残り、さらに
プラズマエツチング処理などの除去工程を必要と
するものがある。
本発明は従来の電子線露光用レジストを用いた
電子線リソグラフイーの欠点を改善し、耐ドライ
エツチング性に優れ、高解像度の微細パターン形
成法を提供することを目的とする。
電子線リソグラフイーの欠点を改善し、耐ドライ
エツチング性に優れ、高解像度の微細パターン形
成法を提供することを目的とする。
すなわち、上記目的を達成するため、本発明の
パターン形成方法では、耐ドライエツチング性に
優れた感光性ポジ形レジストを材料とし、電子線
によるパターン描画と紫外光全面露光を併用し、
かつ全面露光後に熱処理を行うことによつて、
1μmレベル又はそれ以下の微細パターンをネガ形
露光で形成するものである。
パターン形成方法では、耐ドライエツチング性に
優れた感光性ポジ形レジストを材料とし、電子線
によるパターン描画と紫外光全面露光を併用し、
かつ全面露光後に熱処理を行うことによつて、
1μmレベル又はそれ以下の微細パターンをネガ形
露光で形成するものである。
以下、実施例を用いて、本発明を詳細に説明す
る。
る。
実施例
第１図Ａの様に加工対象とする基体（半導体基
板上の金属膜、絶縁膜等）２の表面上にレジスト
膜１として、ノボラツク樹脂を主体とする感光性
ポジ形レジストAZ1350J（商品名、米国シツプレ
ー社製）を厚さ0.6〜1.0μmに塗布する。
板上の金属膜、絶縁膜等）２の表面上にレジスト
膜１として、ノボラツク樹脂を主体とする感光性
ポジ形レジストAZ1350J（商品名、米国シツプレ
ー社製）を厚さ0.6〜1.0μmに塗布する。
上記レジスト膜を90℃，30分間熱処理する。
（本明細書ではプリベークという） 次に、第１図Ｂの様に上記レジスト膜１に電子
線３を照射して、所望のパターンの描画を行な
う。この場合の最適な電子線照射量は１〜５×
10-5C／cm2である。
（本明細書ではプリベークという） 次に、第１図Ｂの様に上記レジスト膜１に電子
線３を照射して、所望のパターンの描画を行な
う。この場合の最適な電子線照射量は１〜５×
10-5C／cm2である。
次に第１図Ｃの様に、電子線照射されたレジス
ト膜１を紫外光４により、全面露光する。この場
合、光源には、超高圧水銀ランプ等を用い、強度
７〜8mJ／cm2で、10秒〜30秒露光する。
ト膜１を紫外光４により、全面露光する。この場
合、光源には、超高圧水銀ランプ等を用い、強度
７〜8mJ／cm2で、10秒〜30秒露光する。
次に、レジスト膜を100゜〜130℃，30分間熱処
理する。（本明細書ではアフターベークという）
この熱処理によつて電子線照射時にレジスト膜か
ら発生する分解生成物の蒸発を促して基体とレジ
スト膜との密着性を向上させることができるの
で、熱処理を行なわない場合に比べて約10倍の感
度向上が図れる。
理する。（本明細書ではアフターベークという）
この熱処理によつて電子線照射時にレジスト膜か
ら発生する分解生成物の蒸発を促して基体とレジ
スト膜との密着性を向上させることができるの
で、熱処理を行なわない場合に比べて約10倍の感
度向上が図れる。
次に、上記レジスト膜を現像する。現像液に
は、有機性アンモニウム水溶液、あるいは、アル
カリ水溶液を使用する。現像液温度は20゜〜25℃
で、１〜２分分間浸漬させる。ここで、先の電子
線により照射されていない領域は、引き続く紫外
光露光によりアルカリ可溶となり、除去される。
一方、電子線照射された領域は、電子線エネルギ
ーにより、レジストの感光基の分解と同時に、一
部ベースレジン分子との架橋が進行し、もはや、
紫外光に対する感光性は失われる。したがつて、
第１図Ｄの様に、電子線照射パターン部分は、現
像液に不溶となり、その結果電子線描画によるネ
ガ型パターン５が形成される。
は、有機性アンモニウム水溶液、あるいは、アル
カリ水溶液を使用する。現像液温度は20゜〜25℃
で、１〜２分分間浸漬させる。ここで、先の電子
線により照射されていない領域は、引き続く紫外
光露光によりアルカリ可溶となり、除去される。
一方、電子線照射された領域は、電子線エネルギ
ーにより、レジストの感光基の分解と同時に、一
部ベースレジン分子との架橋が進行し、もはや、
紫外光に対する感光性は失われる。したがつて、
第１図Ｄの様に、電子線照射パターン部分は、現
像液に不溶となり、その結果電子線描画によるネ
ガ型パターン５が形成される。
以上の方法により、通常の電子線レジストの処
理工程に、紫外光全面露光を取り入れるだけとい
う、非常に簡単な工程で、1μm以下の微細なレジ
ストパターンを形成することができた。
理工程に、紫外光全面露光を取り入れるだけとい
う、非常に簡単な工程で、1μm以下の微細なレジ
ストパターンを形成することができた。
第２図は感光性レジストAZ1350Jを上記実施例
の条件で処理した場合のレジストの電子線に対す
る感度曲線である。横軸に電子線照射量（Ｃ／
cm2）、縦軸に現像後のネガ形パターンの残存膜厚
比（電子線照射部の現像後のレジスト膜厚／プリ
ベーク後のレジストの膜厚）を示す。第２図から
明らかなように、電子線照射量は１×10-5C／cm2
以上であれば良い。しかし、パターンの切れを良
くする意味では、１×10-5〜５×10-5C／cm2の電
子線照射量が良い。
の条件で処理した場合のレジストの電子線に対す
る感度曲線である。横軸に電子線照射量（Ｃ／
cm2）、縦軸に現像後のネガ形パターンの残存膜厚
比（電子線照射部の現像後のレジスト膜厚／プリ
ベーク後のレジストの膜厚）を示す。第２図から
明らかなように、電子線照射量は１×10-5C／cm2
以上であれば良い。しかし、パターンの切れを良
くする意味では、１×10-5〜５×10-5C／cm2の電
子線照射量が良い。
第３図は、上記実施例でのライン・スペースパ
ターンを顕微鏡写真で示したものである。
AZ1350Jの塗布膜厚は0.55μm（Si基板塗布）、電
子線照射量は３×10-5C／cm2、紫外線露光は
8mJ／cm2で30sec、アフターベークは110℃で20
mm、現像はMF312（AZ専用現像液、シツプレー
社製）：水＝50：100、残存膜厚は0.5μmであつ
た。第３図において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞ
れ1.0μm，1.5μm，2.0μm，3.0μmのラインペース
パターンを示す。
ターンを顕微鏡写真で示したものである。
AZ1350Jの塗布膜厚は0.55μm（Si基板塗布）、電
子線照射量は３×10-5C／cm2、紫外線露光は
8mJ／cm2で30sec、アフターベークは110℃で20
mm、現像はMF312（AZ専用現像液、シツプレー
社製）：水＝50：100、残存膜厚は0.5μmであつ
た。第３図において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞ
れ1.0μm，1.5μm，2.0μm，3.0μmのラインペース
パターンを示す。
従来のある種のネガ型電子線レジストを用いた
場合、1μm付近以下のスペースでは、ひげ状のス
カムが発生するために、酸素プラズマ処理などに
よる、スカム除去を行なう必要があつたが、本発
明の方法によれば、スカムの発生はなく、非常
に、きれの良いパターンを形成することができ
る。また、通常のポジ型感光性レジストは、難然
性のノボラツク樹脂等を主体とするため、そのベ
ースレジンの化学的性質から、耐ドライエツチン
グ性に優れており、従来のフオトリソグラフイー
で行つていたものと同一条件で、下地基板のドラ
イエツチング加工を行なうことが可能である。
場合、1μm付近以下のスペースでは、ひげ状のス
カムが発生するために、酸素プラズマ処理などに
よる、スカム除去を行なう必要があつたが、本発
明の方法によれば、スカムの発生はなく、非常
に、きれの良いパターンを形成することができ
る。また、通常のポジ型感光性レジストは、難然
性のノボラツク樹脂等を主体とするため、そのベ
ースレジンの化学的性質から、耐ドライエツチン
グ性に優れており、従来のフオトリソグラフイー
で行つていたものと同一条件で、下地基板のドラ
イエツチング加工を行なうことが可能である。
上記実施例においては、レジストとして、
AZ1350Jを用いたが、本発明はこのレジストに限
定されるものではなく、AZ1350J以外のOFPRシ
リーズレジスト（東京応化工業製）やAZ2400（シ
ツプレー社製）等のノボラツク樹脂を主体とする
ポジ型感光性レジストを用いても、同様の結果を
得ることができる。
AZ1350Jを用いたが、本発明はこのレジストに限
定されるものではなく、AZ1350J以外のOFPRシ
リーズレジスト（東京応化工業製）やAZ2400（シ
ツプレー社製）等のノボラツク樹脂を主体とする
ポジ型感光性レジストを用いても、同様の結果を
得ることができる。
以上に示した実施例では、電子線描画法の場合
について記述したが、本プロセスは、電子線描画
の替わりに、遠紫外光をマスクを通して露光し、
さらに紫外光全面露光と組合わせることにより、
同様なネガ型の微細パターンを形成することがで
きる。
について記述したが、本プロセスは、電子線描画
の替わりに、遠紫外光をマスクを通して露光し、
さらに紫外光全面露光と組合わせることにより、
同様なネガ型の微細パターンを形成することがで
きる。
この場合、パターン形成に必要な遠紫外光の露
光量は100mw／cm2・sec程度である。
光量は100mw／cm2・sec程度である。
第１図は本発明のパターン形成方法の実施例を
工程順に示す断面概略図、第２図は感光性レジス
トAZ1350Jを用いて本発明のパターン形成法で処
理した際のレジストの電子線に対する感度曲線
図、第３図は本発明のパターン形成法の効果を示
すラインスペースパターンの顕微鏡写真を示す図
である。 １…レジスト、２…被加工物基体、３…電子
線、４…紫外光、５…現像パターン。
工程順に示す断面概略図、第２図は感光性レジス
トAZ1350Jを用いて本発明のパターン形成法で処
理した際のレジストの電子線に対する感度曲線
図、第３図は本発明のパターン形成法の効果を示
すラインスペースパターンの顕微鏡写真を示す図
である。 １…レジスト、２…被加工物基体、３…電子
線、４…紫外光、５…現像パターン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記工程を有することを特徴とするパターン
形成方法、 (a) 被加工物体表面上にノボラツク樹脂を主体と
する感光性ポジ形レジスト膜を被着する工程、 (b) 前記レジスト膜の所望部分に電子線又は遠紫
外光を照射し、照射部のレジストの分子構造を
変化させる工程、 (c) 前記レジスト膜の全面を紫外光により露光す
る工程、 (d) 前記全面露光後に前記レジスト膜を熱処理す
る工程、 (e) 前記レジスト膜を現像処理し、該レジスト膜
の電子線又は遠紫外光未照射領域部を除去する
工程。 ２ 上記工程(b)における電子線又は遠紫外光照射
量は、現像後のネガ形パターンの残存膜厚比が０
より大きく１より小さくなる量であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のパターン形成
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202180A JPS56140345A (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Formation of pattern |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP4202180A JPS56140345A (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Formation of pattern |
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| JPH0128374B2 true JPH0128374B2 (ja) | 1989-06-02 |
Family
ID=12624509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202180A Granted JPS56140345A (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Formation of pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56140345A (ja) |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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1980
- 1980-04-02 JP JP4202180A patent/JPS56140345A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49127615A (ja) * | 1973-04-07 | 1974-12-06 | ||
| JPS526528A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-19 | Ibm | Method of forming resist film |
| JPS5692536A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-27 | Fujitsu Ltd | Pattern formation method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56140345A (en) | 1981-11-02 |
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