JPH02305434A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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- JPH02305434A JPH02305434A JP1127252A JP12725289A JPH02305434A JP H02305434 A JPH02305434 A JP H02305434A JP 1127252 A JP1127252 A JP 1127252A JP 12725289 A JP12725289 A JP 12725289A JP H02305434 A JPH02305434 A JP H02305434A
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、電子ビームを用いたレジストパターンの形成
方法に関するものである。
方法に関するものである。
（従来の技術）
半導体素子の微細化にともない、電子ビーム露光が広く
用いられるようになったが、この電子ビーム露光には、
近接効果により、あるいは基板上の段差に基因するレジ
スト膜厚の変動によりパターン精度が低下するという欠
点や、レジストのドライエッチ耐性が不足するという欠
点があり、この対策として多層レジスト法が用いられて
いる。
用いられるようになったが、この電子ビーム露光には、
近接効果により、あるいは基板上の段差に基因するレジ
スト膜厚の変動によりパターン精度が低下するという欠
点や、レジストのドライエッチ耐性が不足するという欠
点があり、この対策として多層レジスト法が用いられて
いる。
多層レジスト法には、パターン転写にドライエツチング
を用いる方法と、紫外線露光を用いる方法（ＰＣＭ法）
がある。
を用いる方法と、紫外線露光を用いる方法（ＰＣＭ法）
がある。
ドライエツチングを用いる方法について、第３図（ａ）
ないしくｄ）により説明する。第３図（ａ）ないしくｄ
）は、ドライエツチングを用いるレジストパターンの形
成方法を工程順に示した要部拡大断面図である。まず、
半導体基板１の上に有機膜２゜塗布酸化ケイ素膜３およ
び電子ビームレジスト膜４を順次形成し、電子ビーム５
を用いてパターンを露光する（第３図（ａ））、次に、
電子ビームレジスト膜４を現像しく第３図（ｂ））、続
いて、電子ビームレジスト膜４をマスクとして弗素を含
むガスによるプラズマより塗布酸化ケイ素膜３をドライ
エツチングしパターンを転写する（第３図（Ｃ））。
ないしくｄ）により説明する。第３図（ａ）ないしくｄ
）は、ドライエツチングを用いるレジストパターンの形
成方法を工程順に示した要部拡大断面図である。まず、
半導体基板１の上に有機膜２゜塗布酸化ケイ素膜３およ
び電子ビームレジスト膜４を順次形成し、電子ビーム５
を用いてパターンを露光する（第３図（ａ））、次に、
電子ビームレジスト膜４を現像しく第３図（ｂ））、続
いて、電子ビームレジスト膜４をマスクとして弗素を含
むガスによるプラズマより塗布酸化ケイ素膜３をドライ
エツチングしパターンを転写する（第３図（Ｃ））。
さらに、酸素雰囲気中で塗布酸化ケイ素膜３をマスクと
してプラズマエツチングを行い有機膜２にパターン転写
をおこなうと、第３図（ｄ）に示すパターンが得られる
。
してプラズマエツチングを行い有機膜２にパターン転写
をおこなうと、第３図（ｄ）に示すパターンが得られる
。
次に、パターン転写に紫外線露光を用いるレジストパタ
ーンの形成方法について第４図（ａ）ないしくｃ）によ
り説明する。第４図（ａ）ないしくｃ）は。
ーンの形成方法について第４図（ａ）ないしくｃ）によ
り説明する。第４図（ａ）ないしくｃ）は。
紫外線露光を用いるレジストパターンの形成方法を工程
順に示した要部拡大断面図である。なお、第３図の従来
例と同じ構成部品には、同一符号を付した。まず、半導
体基板１の上に紫外線レジスト膜６および電子ビームレ
ジスト膜４を順次形成し、電子ビーム５を用いてパター
ン露光を行う（第４図（ａ））、次に、電子ビームレジ
スト膜４を所定の現像液を用いて現像したのち、紫外線
７により電子ビームレジスト膜４のパターンをマスクと
して全面に露光する（第４図（ｂ））、次に、所定の現
像液を用いて紫外線レジスト膜６を現像すると、第４図
（ｃ）に示すパターンが得られる。
順に示した要部拡大断面図である。なお、第３図の従来
例と同じ構成部品には、同一符号を付した。まず、半導
体基板１の上に紫外線レジスト膜６および電子ビームレ
ジスト膜４を順次形成し、電子ビーム５を用いてパター
ン露光を行う（第４図（ａ））、次に、電子ビームレジ
スト膜４を所定の現像液を用いて現像したのち、紫外線
７により電子ビームレジスト膜４のパターンをマスクと
して全面に露光する（第４図（ｂ））、次に、所定の現
像液を用いて紫外線レジスト膜６を現像すると、第４図
（ｃ）に示すパターンが得られる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、従来の形成方法では、ドライエツチング
による方法は、ドライエツチング工程により生産性が低
下するという問題があり、紫外線を用いる方法は、上層
レジスト膜と下層レジスト膜の間に、混合層が形成され
るという問題があった。また、電子ビームレジストには
、高感度と高解像度を兼ね備えたものがないため、高生
産性か高解像度かの何れか一方を選択しなければならな
いという問題があった。
による方法は、ドライエツチング工程により生産性が低
下するという問題があり、紫外線を用いる方法は、上層
レジスト膜と下層レジスト膜の間に、混合層が形成され
るという問題があった。また、電子ビームレジストには
、高感度と高解像度を兼ね備えたものがないため、高生
産性か高解像度かの何れか一方を選択しなければならな
いという問題があった。
本発明は上記の問題を解決するもので、生産性が高く、
解像度に優れた電子ビーム露光によるパターン形成方法
を提供するものである。
解像度に優れた電子ビーム露光によるパターン形成方法
を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
上記の課題を解決するため、本発明は、半導体基板上に
形成した紫外線レジスト膜の上に、電子ビーム照射によ
り紫外線吸収係数が増大するような有機膜を形成し、電
子ビーム露光に続いて、紫外線による全面露光を行なう
ものである。
形成した紫外線レジスト膜の上に、電子ビーム照射によ
り紫外線吸収係数が増大するような有機膜を形成し、電
子ビーム露光に続いて、紫外線による全面露光を行なう
ものである。
（作 用）
上記の構成によれば、上層の有機膜は、紫外線吸収特性
が変化するだけで、通常のレジストに要求されるような
露光部と未露光部の溶解速度の差を生ずる必要がなく、
また、その後の工程におけるマスクとならないのでエツ
チング耐性も必要ではない。
が変化するだけで、通常のレジストに要求されるような
露光部と未露光部の溶解速度の差を生ずる必要がなく、
また、その後の工程におけるマスクとならないのでエツ
チング耐性も必要ではない。
通常の高感度レジストの解像度が低い理由は。
■）連鎖反応を利用しているため、２）現像時に膨潤が
発生するため、３）現像時に露光部と未露光部の溶解速
度の差が十分に得られないため、等が考えられる。上記
の有機膜は現像が行われないため、上記の要素のうち、
２）、 ３）による解像度の低下は起きない。従って
、解像度は比較的高く維持できる。また、基板上の２層
のレジスト膜が形成されたままの状態で紫外線により露
光されるため、レジスト膜厚に関係がなくなり、従って
、パターンの形状は良好に保たれ、高生産性と高解像度
を両立することができる。
発生するため、３）現像時に露光部と未露光部の溶解速
度の差が十分に得られないため、等が考えられる。上記
の有機膜は現像が行われないため、上記の要素のうち、
２）、 ３）による解像度の低下は起きない。従って
、解像度は比較的高く維持できる。また、基板上の２層
のレジスト膜が形成されたままの状態で紫外線により露
光されるため、レジスト膜厚に関係がなくなり、従って
、パターンの形状は良好に保たれ、高生産性と高解像度
を両立することができる。
（実施例）
本発明の一実施例を、第１図（ａ）ないしくｃ）および
第２図により説明する。
第２図により説明する。
第１図（ａ）ないしくｃ）は、本発明による電子ビーム
を用いたパターン形成方法を工程順に示した要部拡大断
面図である。なお、第３図および第４図に示した従来例
と同じ構成部品には、同一符号を付して説明を進める。
を用いたパターン形成方法を工程順に示した要部拡大断
面図である。なお、第３図および第４図に示した従来例
と同じ構成部品には、同一符号を付して説明を進める。
まず、シリコンからなる半導体基板１の表面に、ポリジ
メチルグルタリミド（以下ＰＭＧ Ｉと記す）を厚さ０
．５μｍに塗布した後、温度２７０℃で３０分間熱処理
を施して紫外線レジスト膜６を形成し、さらに、その表
面に、第２図（ａ）に分子式を示したポリアリルメタク
リレート（以下ＰＭＭＡと記す）を塗布し゛た後、温度
８０℃で３０分間熱処理を施して紫外線吸収膜８を形成
し２層構造とした後、露光量２μＣ／ｄの電子ビーム５
でパターンを描画すると、電子ビーム５が照射されたパ
ターンの紫外線吸収膜８のＰＭＭＡは、２重結合が減少
し低吸収部８ａが形成される（第１図（ａ））。第２図
（ｂ）に電子ビーム露光前後のＰＭＭＡ膜の紫外線吸光
度曲線を示した。次に、中心波長２５４ｎｍの紫外線を
露光量２００＠Ｊ／ａｉで全面照射するＰＭＭＡは波長
３００ｎｍ以下の紫外線を良く吸収するが低吸収部８ａ
は。
メチルグルタリミド（以下ＰＭＧ Ｉと記す）を厚さ０
．５μｍに塗布した後、温度２７０℃で３０分間熱処理
を施して紫外線レジスト膜６を形成し、さらに、その表
面に、第２図（ａ）に分子式を示したポリアリルメタク
リレート（以下ＰＭＭＡと記す）を塗布し゛た後、温度
８０℃で３０分間熱処理を施して紫外線吸収膜８を形成
し２層構造とした後、露光量２μＣ／ｄの電子ビーム５
でパターンを描画すると、電子ビーム５が照射されたパ
ターンの紫外線吸収膜８のＰＭＭＡは、２重結合が減少
し低吸収部８ａが形成される（第１図（ａ））。第２図
（ｂ）に電子ビーム露光前後のＰＭＭＡ膜の紫外線吸光
度曲線を示した。次に、中心波長２５４ｎｍの紫外線を
露光量２００＠Ｊ／ａｉで全面照射するＰＭＭＡは波長
３００ｎｍ以下の紫外線を良く吸収するが低吸収部８ａ
は。
紫外線吸収率が低下しているので、低吸収部８ａの下の
紫外線レジスト膜６に紫外線７が照射されたことになる
（第１図（ｂ））。次にイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）に浸漬し上層の紫外線吸収膜８を除去したのち、有
機アルカリ現像液に１分間浸漬することにより紫外線レ
ジスト膜６を現像すると、第１図（Ｃ）に示したパター
ンが形成される。
紫外線レジスト膜６に紫外線７が照射されたことになる
（第１図（ｂ））。次にイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）に浸漬し上層の紫外線吸収膜８を除去したのち、有
機アルカリ現像液に１分間浸漬することにより紫外線レ
ジスト膜６を現像すると、第１図（Ｃ）に示したパター
ンが形成される。
なお、以上説明した実施例では、上層の紫外線吸収膜８
としてＰＭＭＡを、また、下層の紫外線レジスト膜６と
してＰＭＧＩをそれぞれ用いたが、紫外線吸収膜８とし
て、ジメタクリル酸エチレングリコールとポリビニルア
ルコールの混合物を用いても良く、また、紫外線レジス
ト膜６として、波長３００〜５００ｎｍの紫外線に対し
て感度を持つ紫外線用ホトレジストおよび、波長２００
〜２７０ｎｍの紫外線に対して感度をもつ紫外線レジス
トであるＰＭＭＡ、ポリメチルイソプロペニルケトン（
ＰＭＩＰ Ｋ）、クロロメチルポリスチレン（ＣＭＳ）
等を用いても良い。
としてＰＭＭＡを、また、下層の紫外線レジスト膜６と
してＰＭＧＩをそれぞれ用いたが、紫外線吸収膜８とし
て、ジメタクリル酸エチレングリコールとポリビニルア
ルコールの混合物を用いても良く、また、紫外線レジス
ト膜６として、波長３００〜５００ｎｍの紫外線に対し
て感度を持つ紫外線用ホトレジストおよび、波長２００
〜２７０ｎｍの紫外線に対して感度をもつ紫外線レジス
トであるＰＭＭＡ、ポリメチルイソプロペニルケトン（
ＰＭＩＰ Ｋ）、クロロメチルポリスチレン（ＣＭＳ）
等を用いても良い。
（発明の効果）
本発明のレジストパターン形成方法によれば、電子ビー
ム露光において高い生産性と高解像度を両立することが
できる。
ム露光において高い生産性と高解像度を両立することが
できる。
第１図は本発明のレジストパターンの形成方法を工程順
に示した要部拡大断面図、第２図（ａ）および（ｂ）は
ＰＭＭＡの化学構造式およびＰＭＭＡ膜の電子ビーム露
光前後の吸光度曲線、第３図はドライエツチングによる
従来のレジストパターンの形成方法を工程順に示した要
部拡大断面図、第４図は紫外線露光によるレジストパタ
ーンの形成方法を工程順に示した要部拡大断面図である
。 １・・・半導体基板、 ２・・・有機膜、 ３・・・塗
布酸化ケイ素膜、 ４・・・電子ビームレジスト股、
５・・・電子ビーム、 ６・・・紫外線レジスト膜
、 ７・・・紫外線、 ８・・・紫外線吸収膜、 ８ａ
・・・低吸収部。 ＋＋＋＋＋＋ｕ７ １−−−も尊棉希夜 ５−−一電＋Ｃ−ム ６−一一饗外、チ鍛しヅスト隈 ７−−−饗ダ→肇 ８− タ外也哄退 ８０−−づｆｓ Ｅｌ、良ψＵ音↑ 第２図 Ｈ３ Ｃ冨０ （ｂ） 液長（ｎｍ） １−−一午瑯４ふ纂１良 ２−５制敗順 ３＝−一グｉ千ρロ父化ケイ散腰 ４−−−＠手口・−ムｔヅスト月美 第４図 ら １−−一千鴫λ１基畿 ４−ｍ−電子Ｌ゛“−ム「ヅ又ト雁 ５−−−電＋ご−ム
に示した要部拡大断面図、第２図（ａ）および（ｂ）は
ＰＭＭＡの化学構造式およびＰＭＭＡ膜の電子ビーム露
光前後の吸光度曲線、第３図はドライエツチングによる
従来のレジストパターンの形成方法を工程順に示した要
部拡大断面図、第４図は紫外線露光によるレジストパタ
ーンの形成方法を工程順に示した要部拡大断面図である
。 １・・・半導体基板、 ２・・・有機膜、 ３・・・塗
布酸化ケイ素膜、 ４・・・電子ビームレジスト股、
５・・・電子ビーム、 ６・・・紫外線レジスト膜
、 ７・・・紫外線、 ８・・・紫外線吸収膜、 ８ａ
・・・低吸収部。 ＋＋＋＋＋＋ｕ７ １−−−も尊棉希夜 ５−−一電＋Ｃ−ム ６−一一饗外、チ鍛しヅスト隈 ７−−−饗ダ→肇 ８− タ外也哄退 ８０−−づｆｓ Ｅｌ、良ψＵ音↑ 第２図 Ｈ３ Ｃ冨０ （ｂ） 液長（ｎｍ） １−−一午瑯４ふ纂１良 ２−５制敗順 ３＝−一グｉ千ρロ父化ケイ散腰 ４−−−＠手口・−ムｔヅスト月美 第４図 ら １−−一千鴫λ１基畿 ４−ｍ−電子Ｌ゛“−ム「ヅ又ト雁 ５−−−電＋ご−ム
Claims (2)
- （１）基板上に紫外線レジスト膜および電子ビーム照射
により紫外線吸収率が低下する（紫外線吸収膜）を重ね
て形成し、電子ビーム露光後に、紫外線による全面露光
を行うことを特徴とするレジストパターンの形成方法。 - （２）上記の紫外線吸収膜が不飽和基を有するメタクリ
ル酸エステルを含む化合物であることを特徴とする請求
項（１）記載のレジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1127252A JP2616820B2 (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1127252A JP2616820B2 (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02305434A true JPH02305434A (ja) | 1990-12-19 |
| JP2616820B2 JP2616820B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14955452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1127252A Expired - Fee Related JP2616820B2 (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616820B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160187773A1 (en) * | 2013-08-07 | 2016-06-30 | Toyota Gosei Co., Ltd. | Reagent for enhancing generation of chemical species |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351636A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | パタ−ン形成方法 |
| JPH01234852A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-20 | Fujitsu Ltd | 微細パターン形成方法 |
-
1989
- 1989-05-20 JP JP1127252A patent/JP2616820B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351636A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | パタ−ン形成方法 |
| JPH01234852A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-20 | Fujitsu Ltd | 微細パターン形成方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US20160187773A1 (en) * | 2013-08-07 | 2016-06-30 | Toyota Gosei Co., Ltd. | Reagent for enhancing generation of chemical species |
| US10031416B2 (en) * | 2013-08-07 | 2018-07-24 | Toyo Gosei Co., Ltd. | Reagent for enhancing generation of chemical species |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616820B2 (ja) | 1997-06-04 |
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