JPH0192751A - 微細パターン形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は微細パターン形成方法に関し、特に半導体装置
等の製造工程で用いられるリングラフィ技術の改良に関
するものである。

従来の技術 ＬＳＩやＩＣ等の半導体装置やレーザディスク等の製造
においては、基板表面に微細パターンを形成するために
リングラフィ技術が用いられる。

この技術は、基板上にレジストと呼ばれる感光性有機高
分子材料を薄く塗布した後、所望のパターンに応じたホ
トマスクを介して紫外線などの光を照射して、現像する
ことにより、基板上に所望のレジストパターンを形成す
るものである。パターンの微細化に伴い、照射する光は
より短波長の遠紫外線や軟Ｘ線へと移行してきている。

さらにクオターシクロン以下のサブミクロン領域のパタ
ーンを形成するために、光に替えて電子線を電磁レンズ
系により制御して、マスクを用いずにパターン形成する
技術が開発されている。しかし、高速に加速された電子
線を上記基板に塗布されたレジストに照射すると、電子
はレジスト内やレジストと基板との界面で散乱され、所
望のパターンより広がりたとえ電子ビームを細く集束し
ても現像後のレジストパターンは広がってしまい、微細
パターン形成の限界がある。最近これに替って電子より
も質量が数千ないし数十万倍のイオンを用いることによ
り、散乱を極めて小さく抑制し微細パターンを安定に形
成する方法として集束イオンビーム描画法が開発されつ
つある。（Ｆｏｃｕｓｅｄ−ｉｏｎ−ｂａａｍ　ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ、Ｍｅｌｎｇａｉｌｉｓ、Ｊ−；　アイ
イーイーイー　エレクトロテクノロジー　レビュー　（
ＩＩＣＩＥＫ　　ｇｌａｃｔｒｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌ、　
Ｒｅｖ、）（Ｏ３Ａ）ｖｏｌ、２　５Ｂ−６０、１９８
６等〕この目的を達成するためのイオンビームとしての
条件は、０．１μｍφ以下の誕て細いビームに絞れるこ
と及び加工に必要なだけのイオン電流がとれる即ち高輝
度であることが必須となる。これに適ったイオン源とし
ては現在のところ低融点の液体金属Ｇａやムｕ−３ｉ−
Ｂｅ、ムα−Ｇｅ等の合金が得られている。このような
金属の集束イオンビームを用いて、静電レンズ系を制御
することにより所望のパターンでレジスト上にイオンビ
ームを照射する方法が開発されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、この方法では、イオンの質量が重いために、照
射されたイオンがレジストの表面近い層にしか入らない
ことになる。したがって、第３図に示すように基板１上
の１．０μｍ程度の厚さのレジスト２０表面のみで加速
されたイオン人は停止してしまい（第３図のａ）、イオ
ン照射部４の現像後において、第３図のｂに示すように
、レジスト２の表面に所望パターンに沿った段差が生じ
るのみで基板１が所望パターンで露出するまでには到ら
ず、その後のドライエツチング等による基板表面の加工
ができないことになるという問題がある。

レジスト中深くまでイオンを到達させるためには加速電
圧を上げればよいが現状では２００　ｋＶ程度が限界で
あり、このときＳｉイオンでもレジスト中の到達深さは
せいぜい０．１μｍ程度であり、第２図に示すように、
レジスト２を０．１μｍ程度に薄くすれば、所望の微細
パターンが全レジスト厚に亘って形成でき（第２図のａ
）、現像後、第２図のｂに示すように所望のパターンの
基板１の露出した状態が得られるが、耐ドライエツチに
必要なレジスト膜厚１．０μｍ程度を得ることはできな
い。

問題点を解決するための手段 本発明は、以上のような従来の問題点を除いて、耐ドラ
イエツチングを有する１、０μｍ以上の厚いレジストに
おいて、クォーターミクロン以下の微細パターンを基板
を露出して形成するものであって、その要旨は、基板上
に塗布した１、０μｍ以上の厚いレジスト上に０．１μ
ｍ程度の薄いＳｉＯ□膜を形成し、集束イオンビームを
照射して５１０２膜に所望の微細パターンを形成し、こ
の５ｉｎ２膜をマスクとして、０□のプラズマにより下
層のレジストを基板が露出するまで桿像するものである
。

作用 本発明を用いることにより、１．０μｍ以上の厚いレジ
ストで、クォーターミクロンの微細パターンを基板上に
形成でき、このレジストをマスクとして基板を所望の微
細パターンに加工できる。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図に従って説明する。第１
図は、本発明の断面工程流れ図である。

第１図のａに示すように、シリコン等の半導体基板１上
に通常のホトレジスト工程により、たとえばＡＺ２４０
０等のポジ型レジスト２を厚さ１．０μｍで塗布し、約
２００°Ｃのベー　キングを施した後、スピンオングラ
ス（ＳＯＧ）を塗布し、２００℃ベーキングを行い、厚
さ約０．１　μｍの５ｉ０２３を形成する。ここで、基
板１は、たとえばシリコンウェハ上にＳｉＯ□膜が形成
しであるものや５１０２上に配線用の金属膜等が形成さ
れている等、所望の微細パターンを得るために加工すべ
き材料が形成されているものを用いる。

次に、第１図のｂに示すように、集束イオンビーム装置
により、たとえば０．１　μｍφのビーム径に集束され
たＳｉ＋１イオン５を約’１００９ムのビーム電流、１
００ｋＶの加速電圧で、静電レンズをコンピュータによ
り制御して、所望のパターンになるように、前記基板１
上の５ｉ０２３の上に照射する。このとき、Ｓｉ＋＋　
イオン照射により、５ｉ０２３のビーム照射部６は、ス
パッタリングされて、除去されるかもしくは、Ｓｉ＋＋
イオンビーム５により、ＳｉＯ□３がレジスト２中の一
部７へたたき込まれることにより、５ｉｎ２３のイオン
ビーム照射部が除去された所望のパターンが得られる。

ｓ４＋＋ビームは０．１　μｍ程度に絞られているため
に得られたパターンはクォーターミクロン以下の微細パ
ターンである。

このようにして得られた試料を次に、第１図のＣに示す
ように、通常の異方性の強い０２のプラズマスパッタ装
置により、０２　プラズマ８を照射し、通常のレジスト
エツチング条件で処理することにより、残留したｓｉ、
ｏ２３がマスクとなりレジスト２の露出部が選択的に除
去される。この結果、第１図のｄに示すように、レジス
ト２の一部９が除去され、基板１の表面が所望のクォー
ターミクロン以下の微細なパターンで選択的に露出し、
それ以外の領域が１．０μｍ以上の厚いレジスト２でお
おわれたパターンが形成される。

イオンビーム５としてＳ１＋＋以外にＧＩＬ＋・ムＵ＋
１・Ａｕ＋、　Ｇｏ”　、　３ｎ＋　等の金属イオンを
用いてもよいことは言うまでもない。また、レジスト上
の５ｉｎ２形成法としてはＳＯＧ法以外に低温のプラズ
マ法等を用いることも可能である。。

発明の効果 本発明は、以上のように、加工すべき基板１表面に所望
の微細パターンが厚いレジスト２で形成できたことによ
り耐ドライエツチ性が得られ、次に通常のドライエツチ
ング法を用いて基板１表面の材料を微細レジストパター
ンに忠実に形成することが可能となり、クォーターミク
ロンの微細パターンの加工が可能となるものであり、今
後のＵＬＳＩ製造や、光ディスク等を製造する上できわ
めてすぐれた方法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法の工程図、第２図及び第
３図は従来法の問題点を説明するための断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・レジスト、３・・
・・・・５１０２．５・・・・・・イオンビーム、８・
・・・・・０□プラズマ。 第１図　　　　　イー基諏 ２−−−レジスＹ ３−−−３ｉＯｔ 第２図 第３図 ハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体等の基板にレジストを塗布し、続けて前記レジ
   ストが劣化しない程度の低温でＳｉＯ＿２の薄膜を形成
   する工程と、前記ＳｉＯ＿２薄膜の所望の場所に１μｍ
   φ以下に集束したイオンビームを照射して、前記ＳｉＯ
   ＿２薄膜を選択的にスパッタ除去するか又は前記レジス
   ト内にたたき込んで除去する工程と、続いて酸化性のプ
   ラズマ雰囲気に前記基板をさらすことにより、前記集束
   イオンビームが照射された部分のレジストを選択的に除
   去して、前記集束イオンビーム照射に従った微細なレジ
   ストパターンを形成する工程とを備えて成る微細パター
   ン形成方法。