JPH02143254A - 精密パターンの形成方法 - Google Patents
精密パターンの形成方法Info
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- JPH02143254A JPH02143254A JP63297097A JP29709788A JPH02143254A JP H02143254 A JPH02143254 A JP H02143254A JP 63297097 A JP63297097 A JP 63297097A JP 29709788 A JP29709788 A JP 29709788A JP H02143254 A JPH02143254 A JP H02143254A
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】
〔技術分野〕
本発明は有機レジストを使用した電子部品等の微細パタ
ーンの形成方法に関する。
ーンの形成方法に関する。
従来のホトリソグラフィー技術では光学系でのフレネル
回折(入射光の波長λとマスク面から試料面までの距離
をgとするとき、マスク端からのパターンボケの量ds
は近似的にds=v’2λgで表わされる)による端の
ボケ、階段状の段差パターン8が発生する。(第1図参
照) またレジスト膜厚と試料表面(特にAQなど反射率の大
きい場合)の間で光の干渉効果(定在波効果)9が発生
して、(第2図参照)マスクパターン内部への拡散光が
入り、マスクパターンの精度を悪くしている。
回折(入射光の波長λとマスク面から試料面までの距離
をgとするとき、マスク端からのパターンボケの量ds
は近似的にds=v’2λgで表わされる)による端の
ボケ、階段状の段差パターン8が発生する。(第1図参
照) またレジスト膜厚と試料表面(特にAQなど反射率の大
きい場合)の間で光の干渉効果(定在波効果)9が発生
して、(第2図参照)マスクパターン内部への拡散光が
入り、マスクパターンの精度を悪くしている。
パターン精度はネガレジストの場合は太くなり、ポジレ
ジストの場合は細くなる。さらにレジストの膜厚が不均
一の場合や試料表面の反射率が部分的に異なる場合や露
光ムラがある場合は定在波効果が部分的に変わり、レジ
ストの膜厚方向に感度ムラが生じるため、現像後レジス
トにシワが発生し、パターン端がギザギザになったり、
パターン間にレジストのブリッジが発生してパターン欠
陥を生じる。
ジストの場合は細くなる。さらにレジストの膜厚が不均
一の場合や試料表面の反射率が部分的に異なる場合や露
光ムラがある場合は定在波効果が部分的に変わり、レジ
ストの膜厚方向に感度ムラが生じるため、現像後レジス
トにシワが発生し、パターン端がギザギザになったり、
パターン間にレジストのブリッジが発生してパターン欠
陥を生じる。
これらの諸欠陥はパターン精度が5〜10μ程度のとき
は前述の現象が発生しても1条件を最適化することによ
り、誤差を±2μ以下に抑えて加工することが可能であ
る。しかしながら、5μ以下のパターンでその加工精度
を±0.5〜1μ以下にする場合、これまでの方法では
マスクパターンの再現性を期待することは不可能であっ
た。
は前述の現象が発生しても1条件を最適化することによ
り、誤差を±2μ以下に抑えて加工することが可能であ
る。しかしながら、5μ以下のパターンでその加工精度
を±0.5〜1μ以下にする場合、これまでの方法では
マスクパターンの再現性を期待することは不可能であっ
た。
本発明の目的は、従来技術の欠点を解消し、マスクパタ
ーンを正確に再現する精密パターン形成方法に関する。
ーンを正確に再現する精密パターン形成方法に関する。
有機レジストは通常ノボラックレジンオルソキノンジア
ゾ化合物が主体である。この化合物系はフェノールまた
クレゾールとの縮合化合物を主鎖としていることから一
部に水酸基(−O1+)またはカルボン酸基(−COO
H)を持っている。それ故、金属塩または金属イオンと
錯体(キレート化合物)を作ることが1.H,Kapl
an& B、に、Bergin、IBM DATA S
ystems Division。
ゾ化合物が主体である。この化合物系はフェノールまた
クレゾールとの縮合化合物を主鎖としていることから一
部に水酸基(−O1+)またはカルボン酸基(−COO
H)を持っている。それ故、金属塩または金属イオンと
錯体(キレート化合物)を作ることが1.H,Kapl
an& B、に、Bergin、IBM DATA S
ystems Division。
VOL、127.NQ 2 p386−395ニ報告さ
れている。
れている。
本発明者等は、この錯体化技術を有機レジストを用いた
精密パターンの形成方法に適用してみたところ、フレネ
ル回折効果や定在波効果を含む潜像を現像せずにエツチ
ングパターン化することを発見し本発明に至ったもので
ある。
精密パターンの形成方法に適用してみたところ、フレネ
ル回折効果や定在波効果を含む潜像を現像せずにエツチ
ングパターン化することを発見し本発明に至ったもので
ある。
すなわち、本発明の精密パターン形成方法は、被エツチ
ング膜」二に有機レジストを塗布し、ついで、金属錯体
形成用溶液と接触させた後、マスクをあてて露光し、ひ
きつづき現像およびエツチングを行うことを特徴とする
ものである。
ング膜」二に有機レジストを塗布し、ついで、金属錯体
形成用溶液と接触させた後、マスクをあてて露光し、ひ
きつづき現像およびエツチングを行うことを特徴とする
ものである。
本発明においては、ガラス等任意の基板1上に被エツチ
ング膜2を形成し、その上にスピンコーターやレジスト
コーターなどの方法で有機レジスト3を好ましくは08
〜1.2μの厚みになるように塗布、乾燥する。この表
面に金属錯体形成用溶液をスピンコーター、シャワー、
スプレーあるいは浸漬など任意の手段で適用し、金属と
有機レジストの官能基との間で錯化反応をおこさせ錯体
層4を形成させる。
ング膜2を形成し、その上にスピンコーターやレジスト
コーターなどの方法で有機レジスト3を好ましくは08
〜1.2μの厚みになるように塗布、乾燥する。この表
面に金属錯体形成用溶液をスピンコーター、シャワー、
スプレーあるいは浸漬など任意の手段で適用し、金属と
有機レジストの官能基との間で錯化反応をおこさせ錯体
層4を形成させる。
錯体化された有機レジスト層4の厚みは金m錯体形成用
溶液との接触時間、酸性度など、各種条件により変化す
るが、好ましくは50〜200人の範囲である。
溶液との接触時間、酸性度など、各種条件により変化す
るが、好ましくは50〜200人の範囲である。
処理後5表面を乾燥する。
ついで、マスクパターン5をあてて紫外線露光を行う。
露光量は405n mの波長の場合で100mj/−以
下に抑えることが好ましい。
下に抑えることが好ましい。
有機レジストは(イ)重合体鎖に金属と鉛体を形成しう
る官能基をもつことと、(ロ)紫外線に露光すると分解
して溶液可溶性となるものであれば、何んでも使用でき
る。代表的な有機レジストは通常ノボラックレジンオル
ソキノンジアゾ化合物であり、この化合物系はフェノー
ルまたクレゾールとの縮合化合物を主鎖としている。
る官能基をもつことと、(ロ)紫外線に露光すると分解
して溶液可溶性となるものであれば、何んでも使用でき
る。代表的な有機レジストは通常ノボラックレジンオル
ソキノンジアゾ化合物であり、この化合物系はフェノー
ルまたクレゾールとの縮合化合物を主鎖としている。
このレジストの露光された部分のジアゾ基はこの紫外線
を吸収して分解し、下記の式に示すように窒素ガスとし
て脱離する。そして分解したところは加水分解を起しカ
ルボン酸基ができ、アルカリ溶液に可溶となる。即ち金
属錯体を形成していても露光した部分はアルカリに可溶
体となって溶離するが、未露光部分 はナフトキノンジアゾ化合物がそのままなので、アルカ
リ不溶であってノボラック中の011と錯体を形成して
いる金属も溶解せずに残る。
を吸収して分解し、下記の式に示すように窒素ガスとし
て脱離する。そして分解したところは加水分解を起しカ
ルボン酸基ができ、アルカリ溶液に可溶となる。即ち金
属錯体を形成していても露光した部分はアルカリに可溶
体となって溶離するが、未露光部分 はナフトキノンジアゾ化合物がそのままなので、アルカ
リ不溶であってノボラック中の011と錯体を形成して
いる金属も溶解せずに残る。
鉛体形成のための有機レジスト中の官能基は、前記ノボ
ラックレジンオルソキノンジアゾ化合物の場合はOH基
であったが、これに限るものではなく、金属と錯体を形
成しろる基であれば何んでもよく、例えばC00I+基
であってもよい。
ラックレジンオルソキノンジアゾ化合物の場合はOH基
であったが、これに限るものではなく、金属と錯体を形
成しろる基であれば何んでもよく、例えばC00I+基
であってもよい。
金属錯体形成用金属としてはAQ 、 Cr、 Mo。
TL、 W、 Fe、 IVi、 Pb、 Zn等、錯
体を形成できる金属イオンを供給できるものであればい
ずれでもよく、必要に応じて複数の金属を併用してもよ
い。
体を形成できる金属イオンを供給できるものであればい
ずれでもよく、必要に応じて複数の金属を併用してもよ
い。
有機レジスト層2の第1段階エツチングに相当するアル
カリ現像はレジスト膜の厚さの約20〜50%を浸食す
る程度にとどめる。
カリ現像はレジスト膜の厚さの約20〜50%を浸食す
る程度にとどめる。
この理由は、フレネル回折効果8(第1図)あるいは高
反射率による定在波効果9(第2図)により、マスクパ
ターンの寸法が被エツチング膜のパターンに正確に反映
できないようになる欠陥を最小限にくいとめるためであ
る。ひきつづいて行う第2段階エツチングはRIE (
反応性イオンエツチング)又はECR(ffi子サイク
ロトロン共鳴を用いたエツチング)による酸素を用いた
異方性エツチングである。
反射率による定在波効果9(第2図)により、マスクパ
ターンの寸法が被エツチング膜のパターンに正確に反映
できないようになる欠陥を最小限にくいとめるためであ
る。ひきつづいて行う第2段階エツチングはRIE (
反応性イオンエツチング)又はECR(ffi子サイク
ロトロン共鳴を用いたエツチング)による酸素を用いた
異方性エツチングである。
これによりレジストパターンを被エツチング膜まで垂直
にパターン化できる。
にパターン化できる。
有機レジスト中の金属錯体は前記酸素ガスと反応して金
属の酸化物となり、この部分を異方性エツチングから保
護する。
属の酸化物となり、この部分を異方性エツチングから保
護する。
異方性エツチングは高周波およびマイクロ波(ECR)
のプラズマ放電で発生したプラズマ、イオン、ラジカル
、電子が電極間で極の正負に応じた粒子が加速されて入
射し反応してエツチングが進行するため、化学的、物理
的にも両極に垂直方向のエツチングが支配的となる。こ
のとき、金属錯体は酸化分解し、CrはCrOとなりA
Q liA Q、03となる。CrOは揮発性がある
が、レジストのエツチングレイ1−が太きくCrの無い
部分が速く異方エツチングさ」シ。
のプラズマ放電で発生したプラズマ、イオン、ラジカル
、電子が電極間で極の正負に応じた粒子が加速されて入
射し反応してエツチングが進行するため、化学的、物理
的にも両極に垂直方向のエツチングが支配的となる。こ
のとき、金属錯体は酸化分解し、CrはCrOとなりA
Q liA Q、03となる。CrOは揮発性がある
が、レジストのエツチングレイ1−が太きくCrの無い
部分が速く異方エツチングさ」シ。
レジストパターンは完結する。またAf120.は連発
することがなく、レジストパターンはエツチング完結す
る。
することがなく、レジストパターンはエツチング完結す
る。
このように金属錯体は、異方性エツチングのさい、酸化
金属層を形成してレジストとしての役目をはたす。
金属層を形成してレジストとしての役目をはたす。
被エツチング膜としては、AQ、Cuなとの金属膜、P
oQysi、 a−3i等の半導体膜など任意の膜を対
象とすることができるが、とくに電子機器、OA機器に
用いる各種デバイスに応用される被エツチング膜を対象
としている。
oQysi、 a−3i等の半導体膜など任意の膜を対
象とすることができるが、とくに電子機器、OA機器に
用いる各種デバイスに応用される被エツチング膜を対象
としている。
つぎに、被エツチング膜のエツチングについて説明する
。エツチング剤としては、被エツチング膜がAQやCr
等の金属膜の場合にはCCQ4と02の混合ガス等をエ
ツチングガスどしで使用することができるし、poly
Siやa−5Lの場合にはCF、と02の混合ガス等
を使用することができる。エツチング材料は公知のもの
ならいずれも使用することができるのは勿論である。
。エツチング剤としては、被エツチング膜がAQやCr
等の金属膜の場合にはCCQ4と02の混合ガス等をエ
ツチングガスどしで使用することができるし、poly
Siやa−5Lの場合にはCF、と02の混合ガス等
を使用することができる。エツチング材料は公知のもの
ならいずれも使用することができるのは勿論である。
a−5Lよりなる被エツチング膜2をもつガラス基板(
Wafer) 1上にノボラックレジンオルソキノンジ
アゾ化合物3をスピンコーターにより厚さ1.2μ扉に
なるように塗布し、80℃で30分乾燥する(第3図A
)。
Wafer) 1上にノボラックレジンオルソキノンジ
アゾ化合物3をスピンコーターにより厚さ1.2μ扉に
なるように塗布し、80℃で30分乾燥する(第3図A
)。
ついで、金属錯体形成用溶液を製造する。
この金属錯体形成用溶液を1d当り1 mQの量でスピ
ンコードする。これにより有機レジスト層の表面の50
〜200人の厚み部分4が211体化される。
ンコードする。これにより有機レジスト層の表面の50
〜200人の厚み部分4が211体化される。
ついで、この表面を80℃で10分間乾燥する(第3図
B)。
B)。
紫外線露光はパターンマスクを当てて行う(第3図C)
。
。
405nmの波長で100mj/+cnf以下の露光量
で行う。
で行う。
ついで、Na0tl水溶液により約1000人(0,+
+11μ)の深さになるようアルカリJJI象を行う(
第3図D)。
+11μ)の深さになるようアルカリJJI象を行う(
第3図D)。
第2段階エツチングは反応性イオンエツチングにより行
った。反応ガスとして02を用い、505CCM、高周
波(Rf)300W、0.05Torrの条件下で実施
した(第3図E)。
った。反応ガスとして02を用い、505CCM、高周
波(Rf)300W、0.05Torrの条件下で実施
した(第3図E)。
被エツチング膜であるa−5i層のエツチングは第2段
階エツチングで使用したドライエッチング装置の反応ガ
スをCF4又はCIIF、と0□の混合ガスに変えるこ
とにより実施することができる(第3図F)。
階エツチングで使用したドライエッチング装置の反応ガ
スをCF4又はCIIF、と0□の混合ガスに変えるこ
とにより実施することができる(第3図F)。
■ 普通のホトリソグラフィーによればマスクパターン
の形成における精度がせいぜい10μ±2〜3μである
が、本発明方法では10μ±0.5〜1μの精度である
。
の形成における精度がせいぜい10μ±2〜3μである
が、本発明方法では10μ±0.5〜1μの精度である
。
(の i線(365nm)、11線(405nm)等の
単スペクトル露光でコヒーレント性が大きい光を使用し
た場合でも、フレネル回折効果が無視できるほど抑制で
きる。
単スペクトル露光でコヒーレント性が大きい光を使用し
た場合でも、フレネル回折効果が無視できるほど抑制で
きる。
■ 潜像(レジスト下部の感光部)部分のアルカリ現像
を行わないため定在波効果を無視できる程度に抑制でき
る。
を行わないため定在波効果を無視できる程度に抑制でき
る。
(℃ レジストパターンのドライエツチング後は、ガス
種の切換を行うのみで、被エツチング膜のパターン化お
よびレジストのアッシング(灰化)まで−貫して実施で
きるので、効率の向丘と工程短縮が可能である。
種の切換を行うのみで、被エツチング膜のパターン化お
よびレジストのアッシング(灰化)まで−貫して実施で
きるので、効率の向丘と工程短縮が可能である。
■ 本方法は、IC,[、SI、サーマルヘッド。
センサーなどのパターン加工において極めて有用である
。
。
第1図は、フレネル回折効果を示すものであり、第2図
は、定在波効果を示すものである。 第3図は、本発明実施例を工程順に説明するためのもの
である。 1・・・基板 2・・被エツチング膜 3・・・有機レジス1〜 4・・・錯体化された有機レジスト層 5・・・マスクパターン
は、定在波効果を示すものである。 第3図は、本発明実施例を工程順に説明するためのもの
である。 1・・・基板 2・・被エツチング膜 3・・・有機レジス1〜 4・・・錯体化された有機レジスト層 5・・・マスクパターン
Claims (1)
- 1、被エッチング膜上に有機レジストを塗布し、ついで
、金属錯体形成用溶液と接触させた後、マスクをあてて
露光し、ひきつづき現像およびエッチングを行うことを
特徴とする精密パターンの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63297097A JPH02143254A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 精密パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63297097A JPH02143254A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 精密パターンの形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02143254A true JPH02143254A (ja) | 1990-06-01 |
Family
ID=17842162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63297097A Pending JPH02143254A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 精密パターンの形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02143254A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992012466A1 (en) * | 1990-12-27 | 1992-07-23 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Method of forming minute resist pattern |
US5637443A (en) * | 1993-07-23 | 1997-06-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Process for producing patterned resin films which includes pretreatment with water soluble salt aqueous solution prior to film development |
JP2008282912A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP63297097A patent/JPH02143254A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5340702A (en) * | 1990-12-27 | 1994-08-23 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Method of forming fine resist pattern |
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