JPH04151668A - 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］ この発明は、高精度の微細加工を行うためのレジストの
パターン形成方法、特にドライエツチング耐性の向上し
たレジストのパターン形成方法に関するものである。

［従来の技術］ 半導体素子等の微細加工のためのパターニングは写真製
版法により行われており、通常、微細加工においては、
光に感光するレジストが利用される。

すなわち、基板上に形成されたレジスト膜にフォトマス
クを介して露光し、レジストのバターニングを行った後
、このレジスト膜をエツチングマスクとし、下部基板を
エツチングする方法で微細加工がなされている。この場
合、レジスト膜がエツチングマスクとして十分に機能を
果たすためには、レジスト膜のドライエツチング耐性を
向上させる必要がある。

従来、レジスト膜のドライエツチング耐性を向上させる
手法として１例えば刊行物（化学と工業第４３巻筒４号
Ｐ、６３９〜６４１　（１９９０））に示されているよ
うに、レジスト成分の高分子骨格にあらかじめ芳香環や
Ｓｉ等の金属原子を導入しておく方法が提案されている
。

［発明が解決しようとする課題］ 半導体が高集積化されるに伴い半導体表面の段差も大き
くなり、高精度の微細加工を行うためには、レジストの
平坦化が必要となっている。レジストの平坦化を維持す
るためには、レジストの厚みをある程度確保しなければ
ならい。

近年、微細加工寸法に対する要求は厳しくなり、高精度
・高解像度が要求されるようになってきた。

高解像度化に対応するためには、レジストの露光光源の
短波長化が必須であり、　２４８ｎ■および１９３ｎｍ
なのエキシマレーザを、光源とするリソグラフィー技術
が開発されつつある。

しかしながら、露光光源の波長が短波長化され−に従い
、レジストに光が吸取されるため、レジストの底部に光
が届かず、良好なパターニングが困難番なる。特に、レ
ジスト膜のドライエツチング耐性を向上させるために導
入された芳香環やＳｉ等の金属原子が存在する場合には
、　２４８ｎｍおよび１９３ｎ■の波」城の吸取率が極
度に高くなるため、良好なパターニングを行うことがで
きないという課題がある。

この発明はこの様な課題を解消するためになされたもの
で、高解像度で、しかもエツチング耐性が向上したパタ
ーン形成方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明のパターン形成方法は、感光性レジス１に放射
線を照射した後現像し、得られた画像部をフラズマ処理
することにより、上記画像部の表面部Ｇ、１極性基を付
与し、この極性基に有機金属化合物をｂ広させるもので
ある。

［作用コ この発明において、放射線を照射する時には、レジスト
構造にエツチング耐性のある化学構造を含まなくてよい
ため、レジストの透明性に影響を与えず、高解像度のパ
ターニングを容易に行うことができる。すなわち、レジ
ストのパターニングは露光光源波長に対して透明性の高
いレジストを用いて行うことが可能で、露光波長がレジ
ストの底まで透過することにより、優れた解像度が得ら
れる。ついで、現像後に有機金属化合物を画像部に処理
することにより、ドライエツチング耐性を向上させるた
めの金属原子がレジスト中に導入され、レジストのドラ
イエツチング耐性を向上させることができる。

［実施例］ 以下、具体的な実施例を用いてこの発明を説明するが、
この発明はこれらだけに限定されるものではない。

この発明に係わる放射線としては、例えばエキシマレー
ザ、　Ｄｅｅｐ−ＩＪＶ光、電子線ビームおよびＸ線等
の活性光線が用いられる。

この発明に係わる感光性レジストとしては、上記放射線
の波長に対して８０％以上の透過率を示すものが、高解
像度のパターンを得るため望ましい１例えばＤｅｅｐ−
［ＩＶおよび紫外線領域においてその透過率が高いレジ
ストとして従来公知の種々のレジストを使用することが
できる６通常、芳香環濃度の低いレジスト材料や金属原
子を含まないレジスト材料が好ましく、そのようなレジ
ストととして、ポリメチルメタクリレートに代表とされ
るアクリレート系レジスト、ポリペンテンスルホンの様
な脂肪族ポリスルフォン系レジスト、ポリメチルイソプ
ロベニルケトン等のケトン系ポリマーレジスト、さらに
は、透明度の高いフェノール樹脂（ポリヒドロキシフェ
ノールなど）とナフトキノンアジドとを組み合わせたキ
ノンアジド系レジスト、ポリアルファーメチルスチレン
、あるいはこれらの共重合体からなるレジストなどを例
として挙げることができる。

この発明に係わる有機金属化合物としては、トリメチル
クロロシラン、ジエチルジクロロシラン、トリフェニル
クロロシランなどの様なアルキルハライドシラン化合物
やアリールハライドシラン、トリエチルクロロゲルマニ
ウムクロライド、ジフェニルゲルマニウムジクロライド
等のようなアルキルハライドゲルマニウム化合物やアリ
ールハライドゲルマニウム、トリメチルクロロスズに代
表されるアルキルハライドスズやアリールハライドスズ
、ジメチルジクロロチタン等のようなアルキルハライド
チタン化合物、アルキルハライドモリブテン化合物。

アルキルハライドタングステン化合物、さらには、上述
のアルキル金属ハライドまたはアリール金属ハライドと
メタノール等とのアルコールと反応させた金属アルコキ
シド化合物、あるいは、上記アルキル金属ハライドまた
はアリール金属ハライドとアンモニアまたはメチフレア
ミン等との反応により生成するアルキル金属アミノ化合
物またはアリール金属アミノ化合物（シラザン、ゲルマ
ザンなど）を使用することができる。

実施例 第１図はこの発明の一実施例のパターン形成方法を工程
順に示す工程図であり、図において、（１）は基板、（
２）は感光性レジストを示す、Ｊ：Ａ下この工程順によ
りこの発明の詳細な説明する。即ち、Ｄｅｅｐ−ＵＶお
よび紫外線領域においてその透過率が高い感光性レジス
トの溶液をシリコンウェハにスピンコードＬ、１．０〜
１．５ミクロンの均一な膜を作製する（第１図中（ａ）
）、次に、エキシマレーザ（露光波長２４８ｎｍ）を照
射し、使用した感光性レジストに適合する現像液で現像
し０．２〜１．０ミクロンの画像を得た（ｊ１１図中（
ｂ））。

なお、上記工程では基板に直接感光性レジストを塗布し
たが、基板とレジストとの密着性を高めるためにヘキサ
メチルシラザン等のような密着性向上剤を用いても良い
。

次いで、画像形成後５画像が形成された基板をプラズマ
発生装置内に挿入し、プラズマ処理を０．５〜５分間施
す（第１図中（ｅ）Ｌプラズマ雰囲気ガスとしては、窒
素、アルゴンなどの不活性ガスや、水、アルコール等を
用いることができるが、水を用いた場合には特に好まし
い、この処理により画像部の表面部に水Ｗ１基その他の
極性基が発生し、応部位ができる。

あるいは、不活性ガスの雰囲気中でプラズマ処理を行い
、次いで直ちに水の蒸気に暴露して、画像部の表面部に
前述と同様、極性基を生成させることもできる２これら
一連の処理工程は次工程で行う有機金属化合物との反応
を容易に起こさせることができるため、特に重要である
。

次いで、画像部をプラズマ処理した基板を有機金属化合
物に直接接触させるか、有機金属化合物を含んだ溶剤中
に浸漬させて有機金属化合物と接触させるか、あるいは
気相中で有機金属化合物の蒸気と接触させるか、のいず
れかの手法を用いることにより上記極性基に有機金属化
合物を反応させることができる。これらの処理は１〜１
０分で、温度は室温〜１００℃の範囲内で選択すること
により、良好な結果が得られる（第１図中（ｄ））、な
お、この一連の操作中画像の形状変化は発生せず、高解
像のレジストパターンが保持される。

［発明の効果］ 以上説明した通り、この発明は感光性レジストに放射線
を照射した後現像し、得られた画像部をプラズマ処理す
ることにより、上記画像部の表面部に極性基を付与し、
この極性基に有機金属化合物を反応させることにより、
高解像度で、しかもレジスト膜のエツチング耐性が向上
したパターン形成方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のパターン形成方法を工程順に示す工
程図である。 図において、（１）は基板、（２）は感光性レジストを
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　感光性レジストに放射線を照射した後現像し、得られ
   た画像部をプラズマ処理することにより、上記画像部の
   表面部に極性基を付与し、この極性基に有機金属化合物
   を反応させるパターン形成方法。