JPH05136026A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH05136026A JPH05136026A JP3298781A JP29878191A JPH05136026A JP H05136026 A JPH05136026 A JP H05136026A JP 3298781 A JP3298781 A JP 3298781A JP 29878191 A JP29878191 A JP 29878191A JP H05136026 A JPH05136026 A JP H05136026A
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- resist
- electron
- resist film
- film
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】マスクパターンを光、Ｘ線、電子線等のエネル
ギー線を用いてレジストパターンに転写する際、上記レ
ジスト膜に、上記エネルギー線照射により電子を効率よ
く発生する物質からなる層を設ける。さらに必要に応じ
て、基板側に正のバイアスを加えながら露光し、その後
レジスト膜の表面で生じた反応を用いてレジストパター
ンを形成する。 【効果】レジストパターン形成に要するエネルギー線の
照射量を大幅に低減し、固体素子の微細パターン形成工
程の生産性が向上する。
ギー線を用いてレジストパターンに転写する際、上記レ
ジスト膜に、上記エネルギー線照射により電子を効率よ
く発生する物質からなる層を設ける。さらに必要に応じ
て、基板側に正のバイアスを加えながら露光し、その後
レジスト膜の表面で生じた反応を用いてレジストパター
ンを形成する。 【効果】レジストパターン形成に要するエネルギー線の
照射量を大幅に低減し、固体素子の微細パターン形成工
程の生産性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エネルギー線を用いて
基板上に微細パターンを形成する方法に関する。
基板上に微細パターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩ等の固体素子の集積度及び
動作速度を向上するため、回路パターンの微細化が進ん
でいる。現在これらのパターン形成には、量産性と解像
性能に優れた縮小投影露光法が広く用いられている。こ
の方法は、マスクパターンをレンズを介して基板上に投
影し、得られた回折像の光強度分布に従って基板上に塗
布した感光性物質（レジスト）中に光反応を生じさせる
ことにより上記マスクパターンを基板に転写するもので
ある。この方法の解像度は、露光波長に比例し、投影光
学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従来、解像限界の
向上は開口数を大きくすること（高ＮＡ化）により行な
われてきた。しかし、この方法は、焦点深度の減少とレ
ンズ設計及び製造技術の困難から限界に近づきつつあ
る。このため、シンクロトロン放射光（以下、ＳＲ光）
等の軟Ｘ線を用いて、露光光の波長を短くするアプロー
チが注目されている。
動作速度を向上するため、回路パターンの微細化が進ん
でいる。現在これらのパターン形成には、量産性と解像
性能に優れた縮小投影露光法が広く用いられている。こ
の方法は、マスクパターンをレンズを介して基板上に投
影し、得られた回折像の光強度分布に従って基板上に塗
布した感光性物質（レジスト）中に光反応を生じさせる
ことにより上記マスクパターンを基板に転写するもので
ある。この方法の解像度は、露光波長に比例し、投影光
学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従来、解像限界の
向上は開口数を大きくすること（高ＮＡ化）により行な
われてきた。しかし、この方法は、焦点深度の減少とレ
ンズ設計及び製造技術の困難から限界に近づきつつあ
る。このため、シンクロトロン放射光（以下、ＳＲ光）
等の軟Ｘ線を用いて、露光光の波長を短くするアプロー
チが注目されている。
【０００３】リソグラフィ用短波長光源としてＦ2レー
ザ等の真空紫外線、ＳＲ光等の軟Ｘ線を用いた場合、こ
れまで用いられてきた屈折光学系（レンズ）に適した材
料が得られないため、反射光学系を用いることになる。
露光光に１４ｎｍ程度の軟Ｘ線、縮小投影レンズにＮＡ
＝０．１程度の回折限界反射型光学系を用いることによ
り、０．１μｍ程度のパターン形成が可能となる。一般
に、５〜２０ｎｍ程度の波長領域の軟Ｘ線用ミラーとし
ては、Ｘ線多層膜が用いられている。又、この波長領域
で用いられるレジストとして、ポリメチルメタクリレー
ト（以下ＰＭＭＡという）等が評価されている。真空紫
外線、軟Ｘ線を用いた反射縮小投影露光法については、
例えば、ジャーナル オブ バキューム サイエンス
アンドテクノロジー Ｂ 第８巻、第１５０９頁から第
１５１３頁（１９９０年）（Journal of Vacuum Scienc
e and Technology B, Vol.8, No.6, pp.1509-1513(199
0)）に論じられている。
ザ等の真空紫外線、ＳＲ光等の軟Ｘ線を用いた場合、こ
れまで用いられてきた屈折光学系（レンズ）に適した材
料が得られないため、反射光学系を用いることになる。
露光光に１４ｎｍ程度の軟Ｘ線、縮小投影レンズにＮＡ
＝０．１程度の回折限界反射型光学系を用いることによ
り、０．１μｍ程度のパターン形成が可能となる。一般
に、５〜２０ｎｍ程度の波長領域の軟Ｘ線用ミラーとし
ては、Ｘ線多層膜が用いられている。又、この波長領域
で用いられるレジストとして、ポリメチルメタクリレー
ト（以下ＰＭＭＡという）等が評価されている。真空紫
外線、軟Ｘ線を用いた反射縮小投影露光法については、
例えば、ジャーナル オブ バキューム サイエンス
アンドテクノロジー Ｂ 第８巻、第１５０９頁から第
１５１３頁（１９９０年）（Journal of Vacuum Scienc
e and Technology B, Vol.8, No.6, pp.1509-1513(199
0)）に論じられている。
【０００４】微細な回路パターンを形成するのに適した
もう一つの方法は、細く絞るか又は微細形状に整形した
電子線で回路パターンを描画する電子線リソグラフィで
ある。
もう一つの方法は、細く絞るか又は微細形状に整形した
電子線で回路パターンを描画する電子線リソグラフィで
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記、軟Ｘ線反射型縮
小投影露光法では、投影光学系として数枚の多層膜ミラ
ー及び反射型マスクを用いる。ここで、各々のミラーの
反射率には限界があり、例えば、波長１４ｎｍにおいて
Ｍｏ／Ｓｉの多層膜を用いた場合に得られる反射率はた
かだか７０％程度である。従って、複数のミラーで反射
されることにより、最終的にウエハ面上に到達するＸ線
の強度は著しく低下してしまうという問題点があった。
この問題を解決するためには、上記Ｘ線により感光され
るレジストの感度を向上させる必要がある。しかし、実
際には実用的な感度を有するレジストがないという課題
があった。
小投影露光法では、投影光学系として数枚の多層膜ミラ
ー及び反射型マスクを用いる。ここで、各々のミラーの
反射率には限界があり、例えば、波長１４ｎｍにおいて
Ｍｏ／Ｓｉの多層膜を用いた場合に得られる反射率はた
かだか７０％程度である。従って、複数のミラーで反射
されることにより、最終的にウエハ面上に到達するＸ線
の強度は著しく低下してしまうという問題点があった。
この問題を解決するためには、上記Ｘ線により感光され
るレジストの感度を向上させる必要がある。しかし、実
際には実用的な感度を有するレジストがないという課題
があった。
【０００６】さらに、５ｎｍ以上の波長領域では、レジ
ストの構成元素のＸ線吸収が大きくなるため、現在用い
られている１μｍ程度の厚さのレジスト膜を考えた場
合、その底部まで到底Ｘ線が到達しない。従って、レジ
スト膜の下部を感光させることができず、望ましいレジ
ストパターンが得られないという問題点があった。
ストの構成元素のＸ線吸収が大きくなるため、現在用い
られている１μｍ程度の厚さのレジスト膜を考えた場
合、その底部まで到底Ｘ線が到達しない。従って、レジ
スト膜の下部を感光させることができず、望ましいレジ
ストパターンが得られないという問題点があった。
【０００７】本発明の目的は、軟Ｘ線を用いた露光法に
おいても、充分な感度と望ましい形状のパターンが得ら
れるパターン形成方法を提供することにある。
おいても、充分な感度と望ましい形状のパターンが得ら
れるパターン形成方法を提供することにある。
【０００８】一方、電子線リソグラフィーの場合、前述
の様に回路パターンを逐一なぞっていくため、１個のＬ
ＳＩパターンを描画するのに大変時間を要する。このた
め実用的に十分なスループットが得られないという問題
点があった。従って、やはり、レジストの感度を向上し
露光時間を短縮する必要がある。
の様に回路パターンを逐一なぞっていくため、１個のＬ
ＳＩパターンを描画するのに大変時間を要する。このた
め実用的に十分なスループットが得られないという問題
点があった。従って、やはり、レジストの感度を向上し
露光時間を短縮する必要がある。
【０００９】本発明の別の目的は、電子線リソグラフィ
ーにおけるレジストの感度を実質的に向上することので
きるパターン形成方法を提供することにある。
ーにおけるレジストの感度を実質的に向上することので
きるパターン形成方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
電子線に感応するレジスト膜上に、紫外線やＸ線、電子
線（以下、エネルギー線という）照射により効率よく電
子を発生するエネルギー線−電子変換層を設け、これを
エネルギー線を用いて露光することによって達成され
る。
電子線に感応するレジスト膜上に、紫外線やＸ線、電子
線（以下、エネルギー線という）照射により効率よく電
子を発生するエネルギー線−電子変換層を設け、これを
エネルギー線を用いて露光することによって達成され
る。
【００１１】さらに、上記目的は上記方法により露光し
たレジスト膜の表面近傍に生じた反応を用いてレジスト
パターンを形成することにより達成される。
たレジスト膜の表面近傍に生じた反応を用いてレジスト
パターンを形成することにより達成される。
【００１２】さらに、上記目的は、基板上に上記レジス
トとエネルギー線−電子変換層の２層膜を設け、さらに
基板側に正のバイアスを加えながらこれを露光すること
により達成される。
トとエネルギー線−電子変換層の２層膜を設け、さらに
基板側に正のバイアスを加えながらこれを露光すること
により達成される。
【００１３】さらに、上記目的は、上記エネルギー線に
より効率よく電子を発生する物質を含むレジスト膜をエ
ネルギー線を用いて露光することにより達成される。
より効率よく電子を発生する物質を含むレジスト膜をエ
ネルギー線を用いて露光することにより達成される。
【００１４】さらに、上記目的は、レジスト膜を、少な
くとも電子線に感応するレジストの層と、上記エネルギ
ー線により効率よく電子を発生する物質からなる層との
多層構造とし、これを上記エネルギー線を用いて露光す
ることにより達成される。
くとも電子線に感応するレジストの層と、上記エネルギ
ー線により効率よく電子を発生する物質からなる層との
多層構造とし、これを上記エネルギー線を用いて露光す
ることにより達成される。
【００１５】
【作用】次に、本発明の作用について、図１を用いて説
明する。
明する。
【００１６】被加工基板１上に塗布された電子線に感応
するレジスト膜２上に、さらにＸ線照射により効率よく
２次電子を発生するＸ線−２次電子変換膜３が設けられ
ている。上記多層レジスト構造上に選択的に軟Ｘ線４を
照射すると、軟Ｘ線が照射された部分のＸ線−２次電子
変換膜３は、上記軟Ｘ線を吸収して多量の２次電子５を
放出する。上記２次電子５は、電子線レジスト２を感光
する。上記２次電子のエネルギーは低いのでその飛程は
一般に短い。従って、上記電子線レジスト膜はその極表
面近傍の領域６のみが感光される。ここで、基板側に正
のバイアスを加えると、上記２次電子は基板側に引き寄
せられるために、電子線レジスト膜は一層効率よく感光
される。しかる後にＸ線−２次電子変換膜３を剥離し、
上記電子線レジスト膜の表面の感光層を用いた様々なプ
ロセス（例えば、選択的シリル化を用いたプロセス等）
を用いて、レジストパターンが形成される。
するレジスト膜２上に、さらにＸ線照射により効率よく
２次電子を発生するＸ線−２次電子変換膜３が設けられ
ている。上記多層レジスト構造上に選択的に軟Ｘ線４を
照射すると、軟Ｘ線が照射された部分のＸ線−２次電子
変換膜３は、上記軟Ｘ線を吸収して多量の２次電子５を
放出する。上記２次電子５は、電子線レジスト２を感光
する。上記２次電子のエネルギーは低いのでその飛程は
一般に短い。従って、上記電子線レジスト膜はその極表
面近傍の領域６のみが感光される。ここで、基板側に正
のバイアスを加えると、上記２次電子は基板側に引き寄
せられるために、電子線レジスト膜は一層効率よく感光
される。しかる後にＸ線−２次電子変換膜３を剥離し、
上記電子線レジスト膜の表面の感光層を用いた様々なプ
ロセス（例えば、選択的シリル化を用いたプロセス等）
を用いて、レジストパターンが形成される。
【００１７】この方法によれば、Ｘ線のエネルギーは２
次電子のエネルギーに変換され、これがレジストの表面
近傍の小さな体積中に蓄積される。一方、Ｘ線−２次電
子変換膜３を設けずにＸ線に感応する単層のレジストを
用いた場合には、Ｘ線はある程度の深さまで侵入するた
めに、そのエネルギーは深さ方向の大きな体積にわたっ
て蓄積されることになる。よって、本方法によれば、レ
ジストの表面近傍において、単位体積当たりの蓄積エネ
ルギーを増大させることができる。従って、表面反応を
用いるレジストプロセスにおいて、その軟Ｘ線に対する
感度を実質的に増大させることができる。
次電子のエネルギーに変換され、これがレジストの表面
近傍の小さな体積中に蓄積される。一方、Ｘ線−２次電
子変換膜３を設けずにＸ線に感応する単層のレジストを
用いた場合には、Ｘ線はある程度の深さまで侵入するた
めに、そのエネルギーは深さ方向の大きな体積にわたっ
て蓄積されることになる。よって、本方法によれば、レ
ジストの表面近傍において、単位体積当たりの蓄積エネ
ルギーを増大させることができる。従って、表面反応を
用いるレジストプロセスにおいて、その軟Ｘ線に対する
感度を実質的に増大させることができる。
【００１８】なお、本発明においては、Ｘ線−２次電子
変換膜の厚さは、発生する２次電子の飛程より小さく、
かつ充分な量の入射Ｘ線を吸収するだけの厚さを有する
ことが好ましい。又、変換膜の単位面積当たりのＸ線吸
収断面積を大きくするために、一般的に２次電子発生効
率の高い原子が密に詰まった構造を有することが好まし
い。最適の変換膜の厚さは物質により異なる。
変換膜の厚さは、発生する２次電子の飛程より小さく、
かつ充分な量の入射Ｘ線を吸収するだけの厚さを有する
ことが好ましい。又、変換膜の単位面積当たりのＸ線吸
収断面積を大きくするために、一般的に２次電子発生効
率の高い原子が密に詰まった構造を有することが好まし
い。最適の変換膜の厚さは物質により異なる。
【００１９】又、基板バイアスを極端に大きくした場
合、Ｘ線−２次電子変換膜中に高電界を生じさせること
によりいわゆるアバランシェ増幅作用を誘起し、レジス
ト膜中へ侵入する電子数を増加させてレジスト感度を格
段に向上することも可能である。アバランシェ増幅を生
じさせるにはほぼ１０5Ｖ／cm以上の電解強度が必要で
ある。
合、Ｘ線−２次電子変換膜中に高電界を生じさせること
によりいわゆるアバランシェ増幅作用を誘起し、レジス
ト膜中へ侵入する電子数を増加させてレジスト感度を格
段に向上することも可能である。アバランシェ増幅を生
じさせるにはほぼ１０5Ｖ／cm以上の電解強度が必要で
ある。
【００２０】光、Ｘ線や電子線等の入射（１次）エネル
ギー線とレジストの相互作用が小さくて、レジスト膜の
比較的深くまで侵入する場合、これらの１次エネルギー
線により電子を効率よく発生する物質をレジスト中に微
粒子状に分散したり、もしくは多層薄膜状にして挿入し
てもよい。この様にすると、エネルギー線と物質の相互
作用を増幅されるため、レジストの感度が実質的に増大
する。
ギー線とレジストの相互作用が小さくて、レジスト膜の
比較的深くまで侵入する場合、これらの１次エネルギー
線により電子を効率よく発生する物質をレジスト中に微
粒子状に分散したり、もしくは多層薄膜状にして挿入し
てもよい。この様にすると、エネルギー線と物質の相互
作用を増幅されるため、レジストの感度が実質的に増大
する。
【００２１】
【実施例】〈実施例１〉Ｓｉウエハ１１上にネガ型化学
増幅系レジストＳＡＬ６０１（Shipley社製品名）膜１
２を塗布し、その上に極薄い金属薄膜１３を蒸着した
（図２ａ）。上記基板上に、ＮＡが０．１の軟Ｘ線縮小
投影露光装置（図示せず）を用いて反射型マスク（図示
せず）によりパターン化された波長１４ｎｍの軟Ｘ線１
４を照射し、さらに所定の露光後熱処理工程を施した
（図２ｂ）。これにより、レジスト露光部の表面近傍に
架橋領域１５が生じた。その後、薄いアルカリ水溶液
（ＳＡＬ６０１用現像液）を用いて、金属蒸着膜を剥離
すると共に、非露光部のレジストの極表面部を現像除去
した（図２ｃ）。さらに、所定のいわゆる液相シリル化
処理を行い、レジスト非露光部にのみＳｉ化合物を選択
的に導入し、シリル化領域１６を形成した（図２ｄ）。
しかる後に、Ｏ2ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を
用いて上記レジストをドライ現像した。非露光部に導入
されたＳｉがＳｉＯ2に変化して酸素プラズマに対する
エッチング耐性が生じるために、露光部のみでエッチン
グが進行した。その結果、垂直な断面形状のポジ型レジ
ストパターン１７が形成された（図２ｅ）。
増幅系レジストＳＡＬ６０１（Shipley社製品名）膜１
２を塗布し、その上に極薄い金属薄膜１３を蒸着した
（図２ａ）。上記基板上に、ＮＡが０．１の軟Ｘ線縮小
投影露光装置（図示せず）を用いて反射型マスク（図示
せず）によりパターン化された波長１４ｎｍの軟Ｘ線１
４を照射し、さらに所定の露光後熱処理工程を施した
（図２ｂ）。これにより、レジスト露光部の表面近傍に
架橋領域１５が生じた。その後、薄いアルカリ水溶液
（ＳＡＬ６０１用現像液）を用いて、金属蒸着膜を剥離
すると共に、非露光部のレジストの極表面部を現像除去
した（図２ｃ）。さらに、所定のいわゆる液相シリル化
処理を行い、レジスト非露光部にのみＳｉ化合物を選択
的に導入し、シリル化領域１６を形成した（図２ｄ）。
しかる後に、Ｏ2ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を
用いて上記レジストをドライ現像した。非露光部に導入
されたＳｉがＳｉＯ2に変化して酸素プラズマに対する
エッチング耐性が生じるために、露光部のみでエッチン
グが進行した。その結果、垂直な断面形状のポジ型レジ
ストパターン１７が形成された（図２ｅ）。
【００２２】良好な線幅の得られたＸ線照射量は約５ｍ
Ｊ／ｃｍ2であった。一方、金属蒸着膜を用いない場合
には１０ｍＪ／ｃｍ2の照射量が必要であった。さら
に、基板側に約２０Ｖの正のバイアスをかけると、感度
は３ｍＪ／ｃｍ2に向上した。本実施例において、金属
蒸着膜は波長１４ｎｍの軟Ｘ線を吸収して２次電子を放
出するものである。この目的に用いる軟Ｘ線−２次電子
変換膜としては、例えば、Ｓｉ、Ｃ、Ｗ、Ａｌ等の無機
蒸着膜、ラングミュアー・ブロジェット（ＬＢ）膜又は
コロイダルシリカ等のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3微粒子塗布膜
等、様々なものが考えられる。又、露光光学系の波長、
ＮＡは上に示した値に限らない。金属蒸着膜剥離は他の
方法を用いてもよい。シリル化処理は液相でなく、気相
で行っても構わない。さらに、他の架橋型ネガ型レジス
トを用いてもよい。
Ｊ／ｃｍ2であった。一方、金属蒸着膜を用いない場合
には１０ｍＪ／ｃｍ2の照射量が必要であった。さら
に、基板側に約２０Ｖの正のバイアスをかけると、感度
は３ｍＪ／ｃｍ2に向上した。本実施例において、金属
蒸着膜は波長１４ｎｍの軟Ｘ線を吸収して２次電子を放
出するものである。この目的に用いる軟Ｘ線−２次電子
変換膜としては、例えば、Ｓｉ、Ｃ、Ｗ、Ａｌ等の無機
蒸着膜、ラングミュアー・ブロジェット（ＬＢ）膜又は
コロイダルシリカ等のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3微粒子塗布膜
等、様々なものが考えられる。又、露光光学系の波長、
ＮＡは上に示した値に限らない。金属蒸着膜剥離は他の
方法を用いてもよい。シリル化処理は液相でなく、気相
で行っても構わない。さらに、他の架橋型ネガ型レジス
トを用いてもよい。
【００２３】〈実施例２〉実施例１において、露光波長
を５ｎｍに、軟Ｘ線−２次電子変換膜を炭素（Ｃ）薄膜
に変更した。Ｃ薄膜はＬＢ法にて形成したが、他の方法
を用いてもよい。本実施例では、露光波長が短くなった
分、パターンの解像度が向上した。
を５ｎｍに、軟Ｘ線−２次電子変換膜を炭素（Ｃ）薄膜
に変更した。Ｃ薄膜はＬＢ法にて形成したが、他の方法
を用いてもよい。本実施例では、露光波長が短くなった
分、パターンの解像度が向上した。
【００２４】〈実施例３〉Ｓｉウエハ上にノボラック系
樹脂とジアゾナフトキノン系感光剤を含むポジ型レジス
ト膜を塗布、その上に極薄いコロイダルシリカ（スノー
テックス、日産化学商品名）薄膜を塗布した。波長１４
ｎｍ、ＮＡが０．１の軟Ｘ線縮小投影装置を用いて反射
型マスク上のパターンを上記基板上に露光転写した後、
水でコロイダルシリカ薄膜を除去した。次に、所定のい
わゆるシリル化処理を行ってレジスト露光部にＳｉ化合
物を選択的に導入し、シリル化領域を形成した。しかる
後に、Ｏ2ＲＩＥを用いて上記レジストをドライ現像を
行い、ネガ型レジストパターンが形成された。
樹脂とジアゾナフトキノン系感光剤を含むポジ型レジス
ト膜を塗布、その上に極薄いコロイダルシリカ（スノー
テックス、日産化学商品名）薄膜を塗布した。波長１４
ｎｍ、ＮＡが０．１の軟Ｘ線縮小投影装置を用いて反射
型マスク上のパターンを上記基板上に露光転写した後、
水でコロイダルシリカ薄膜を除去した。次に、所定のい
わゆるシリル化処理を行ってレジスト露光部にＳｉ化合
物を選択的に導入し、シリル化領域を形成した。しかる
後に、Ｏ2ＲＩＥを用いて上記レジストをドライ現像を
行い、ネガ型レジストパターンが形成された。
【００２５】良好な線幅の得られたＸ線照射量は約２５
ｍＪ／ｃｍ2であった。一方、コロイダルシリカ薄膜を
設けない場合には、５０ｍＪ／ｃｍ2の照射量が必要だ
った。さらに、基板側に約２０Ｖの正のバイアスをかけ
ると、感度は１５ｍＪ／ｃｍ2に向上した。
ｍＪ／ｃｍ2であった。一方、コロイダルシリカ薄膜を
設けない場合には、５０ｍＪ／ｃｍ2の照射量が必要だ
った。さらに、基板側に約２０Ｖの正のバイアスをかけ
ると、感度は１５ｍＪ／ｃｍ2に向上した。
【００２６】本実施例において、コロイダルシリカ膜は
波長１４ｎｍの軟Ｘ線を吸収して２次電子を放出するも
のである。この目的に用いる軟Ｘ線−２次電子変換膜と
して、他の様々な物質が考えられることは実施例１と同
様である。又、露光光学系の波長及びＮＡ、シリル化処
理方法等、上に示したものに限らない。
波長１４ｎｍの軟Ｘ線を吸収して２次電子を放出するも
のである。この目的に用いる軟Ｘ線−２次電子変換膜と
して、他の様々な物質が考えられることは実施例１と同
様である。又、露光光学系の波長及びＮＡ、シリル化処
理方法等、上に示したものに限らない。
【００２７】〈実施例４〉実施例３において、コロイダ
ルシリカをノボラック系レジストの上に膜状に形成する
代わりに、上記レジスト中に混合して分散させた。本実
施例においても、実施例３同様の効果が得られた。
ルシリカをノボラック系レジストの上に膜状に形成する
代わりに、上記レジスト中に混合して分散させた。本実
施例においても、実施例３同様の効果が得られた。
【００２８】〈実施例５〉Ｓｉからなる軟Ｘ線−２次電
子変換膜を設けたレジスト膜を実施例１同様の方法で露
光、パターン形成する際、円弧状の露光領域にスリット
状の開口部を有する電極を基板上部に設け、基板ステー
ジと上記電極の間に高電圧を加えながら露光した。軟Ｘ
線−２次電子変換膜中にアバランシェ増幅が生じ、感度
が格段に向上した。電圧は約５００Ｖ、上部電極と基板
表面間の距離は約０．５ｍｍとしたが、これに限らな
い。基板に強電界が加わることを避けるため、基板とレ
ジスト膜の間に金属膜を設け、これと上部電極の間に電
圧をかけても良い。一般に、上部電極と基板表面間の距
離は小さいほど好ましい。極端な場合、２次電子変換膜
上に直接金属膜を設け、これを負電極とすることも考え
られる。（この場合、上部電極のスリット状の開口部は
設けない。） 〈実施例６〉Ｓｉウエハ上にＰＭＭＡ（電子線レジス
ト）を塗布し、その上に金属薄膜（２次電子発生層）を
蒸着し、さらにその上に再びＰＭＭＡを塗布、金属膜を
蒸着、という工程を繰返し、電子線レジストと２次電子
発生層の積層構造を形成した。上記基板上に、電子線描
画装置を用いて微細パターンを描画した後所定の露光後
処理工程を施し、レジストパターンを形成した。
子変換膜を設けたレジスト膜を実施例１同様の方法で露
光、パターン形成する際、円弧状の露光領域にスリット
状の開口部を有する電極を基板上部に設け、基板ステー
ジと上記電極の間に高電圧を加えながら露光した。軟Ｘ
線−２次電子変換膜中にアバランシェ増幅が生じ、感度
が格段に向上した。電圧は約５００Ｖ、上部電極と基板
表面間の距離は約０．５ｍｍとしたが、これに限らな
い。基板に強電界が加わることを避けるため、基板とレ
ジスト膜の間に金属膜を設け、これと上部電極の間に電
圧をかけても良い。一般に、上部電極と基板表面間の距
離は小さいほど好ましい。極端な場合、２次電子変換膜
上に直接金属膜を設け、これを負電極とすることも考え
られる。（この場合、上部電極のスリット状の開口部は
設けない。） 〈実施例６〉Ｓｉウエハ上にＰＭＭＡ（電子線レジス
ト）を塗布し、その上に金属薄膜（２次電子発生層）を
蒸着し、さらにその上に再びＰＭＭＡを塗布、金属膜を
蒸着、という工程を繰返し、電子線レジストと２次電子
発生層の積層構造を形成した。上記基板上に、電子線描
画装置を用いて微細パターンを描画した後所定の露光後
処理工程を施し、レジストパターンを形成した。
【００２９】本実施例では良好な線幅の得られる電子線
照射量を、２次電子発生層を積層しない場合に比べて約
半分に低減することができた。
照射量を、２次電子発生層を積層しない場合に比べて約
半分に低減することができた。
【００３０】なお、本実施例では２次電子発生層として
Ｗを用いたが、これに限らず様々なものが考えられる。
又、レジスト等も上に示したものに限らない。上記積層
構造は、ＬＢ膜により形成する等してもよい。
Ｗを用いたが、これに限らず様々なものが考えられる。
又、レジスト等も上に示したものに限らない。上記積層
構造は、ＬＢ膜により形成する等してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上、本発明のパターン形成方法によれ
ば、マスクパターンを紫外線、Ｘ線もしくは電子線等の
エネルギー線を用いてレジストパターンに転写する際、
上記レジスト膜を、少なくとも電子線に感応するレジス
トと、上記エネルギー線により効率よく電子を発生する
物質の積層構造等とし、さらに必要に応じて基板側に正
のバイアスを加えながら露光する、又は、レジスト膜の
表面近傍に生じた反応を用いてレジストパターンを形成
する等することにより、レジストパターン形成に要する
エネルギー線の照射量を大幅に低減し、固体素子の微細
パターン形成工程の生産性を向上することができる。
ば、マスクパターンを紫外線、Ｘ線もしくは電子線等の
エネルギー線を用いてレジストパターンに転写する際、
上記レジスト膜を、少なくとも電子線に感応するレジス
トと、上記エネルギー線により効率よく電子を発生する
物質の積層構造等とし、さらに必要に応じて基板側に正
のバイアスを加えながら露光する、又は、レジスト膜の
表面近傍に生じた反応を用いてレジストパターンを形成
する等することにより、レジストパターン形成に要する
エネルギー線の照射量を大幅に低減し、固体素子の微細
パターン形成工程の生産性を向上することができる。
【図１】本発明の原理を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例の模式的な工程図である。
１…基板、２…レジスト膜、３…Ｘ線−２次電子変換
膜、４…軟Ｘ線、５…２次電子、６…感光領域、１１…
Ｓｉウエハ、１２…レジスト膜、１３…金属薄膜、１４
…軟Ｘ線、１５…架橋領域、１６…シリル化領域、１７
…ポジ型レジストパターン。
膜、４…軟Ｘ線、５…２次電子、６…感光領域、１１…
Ｓｉウエハ、１２…レジスト膜、１３…金属薄膜、１４
…軟Ｘ線、１５…架橋領域、１６…シリル化領域、１７
…ポジ型レジストパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０４ 7818−2Ｈ (72)発明者 老泉 博昭 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡崎 信次 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】基板上に電子線感応レジスト膜を形成する
工程と、該電子線感応レジスト膜上にエネルギー線の照
射により電子を発生する層を形成する工程と、該電子線
感応レジスト膜と該電子を発生する層を有する基板上
に、パターン化されたエネルギー線を照射する工程とを
有することを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】該エネルギー線の照射は、投影露光法を用
いて行うことを特徴とする請求項１記載のパターン形成
方法。 - 【請求項３】基板上に、エネルギー線の照射により効率
よく電子を発生するエネルギー線−電子変換物質を含む
電子線感応レジスト膜を形成する工程と、該電子線感応
レジスト膜にパターン化されたエネルギー線を照射する
ことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項４】該基板側に正のバイアスを加えながら露光
することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の
パターン形成方法。 - 【請求項５】該基板側に十分に大きな正のバイアスを加
えながら露光することにより、該エネルギー線−電子変
換膜またはレジスト膜中にアバランシェ増幅作用を誘起
させることを特徴とする請求項４記載のパターン形成方
法。 - 【請求項６】該エネルギー線を照射する工程後、該基板
上の電子線感応レジスト膜の表面をシリル化させること
によりエッチング速度の異なる二つの領域を形成する工
程と、該電子線感応レジスト膜上のエッチング速度が速
い領域をエッチングする工程からなることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれかに記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3298781A JPH05136026A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3298781A JPH05136026A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136026A true JPH05136026A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17864139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3298781A Pending JPH05136026A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05136026A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1367439A1 (en) | 2002-05-27 | 2003-12-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Radiation-sensitive composition |
| US7022466B2 (en) | 2002-01-28 | 2006-04-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern formation method |
| JP2017078836A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | Jsr株式会社 | レジストパターンの形成方法、およびメッキ造形物の製造方法 |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP3298781A patent/JPH05136026A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7022466B2 (en) | 2002-01-28 | 2006-04-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern formation method |
| EP1367439A1 (en) | 2002-05-27 | 2003-12-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Radiation-sensitive composition |
| US7179579B2 (en) | 2002-05-27 | 2007-02-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Radiation-sensitive composition |
| JP2017078836A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | Jsr株式会社 | レジストパターンの形成方法、およびメッキ造形物の製造方法 |
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