JPH07104483A - パターンの形成方法 - Google Patents
パターンの形成方法Info
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- JPH07104483A JPH07104483A JP24907393A JP24907393A JPH07104483A JP H07104483 A JPH07104483 A JP H07104483A JP 24907393 A JP24907393 A JP 24907393A JP 24907393 A JP24907393 A JP 24907393A JP H07104483 A JPH07104483 A JP H07104483A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- forming method
- pattern forming
- relaxation
- resist film
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- Pending
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】被加工基板上に塗布されたレジスト膜上に、パ
ターン化されたエネルギ線を照射した後、上記レジスト
膜中に有機溶媒である緩和剤を浸透させ、レジスト中の
高分子構造を緩和し、更にレジスト膜の非露光領域また
は露光領域を選択的にシリル化した後、レジスト膜を、
プラズマを用いて現像する。 【効果】レジストの光吸収が極めて大きな遠紫外光、あ
るいは電子線を用いて露光した場合でも、極めて微細、
かつ良好な形状と大きなアスペクト比を有するレジスト
パターンを、比較的簡単なプロセスで形成することがで
きる。
ターン化されたエネルギ線を照射した後、上記レジスト
膜中に有機溶媒である緩和剤を浸透させ、レジスト中の
高分子構造を緩和し、更にレジスト膜の非露光領域また
は露光領域を選択的にシリル化した後、レジスト膜を、
プラズマを用いて現像する。 【効果】レジストの光吸収が極めて大きな遠紫外光、あ
るいは電子線を用いて露光した場合でも、極めて微細、
かつ良好な形状と大きなアスペクト比を有するレジスト
パターンを、比較的簡単なプロセスで形成することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体，磁性
体，超伝導体，誘電体等の固体素子の製造における微細
パターン形成方法に関する。
体，超伝導体，誘電体等の固体素子の製造における微細
パターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の回路パターン形成では、縮小
投影露光法が広く用いられている。近年、上記露光法に
おいて、露光光の短波長化による解像度の向上が進みつ
つある。従来から広く用いられてきた水銀ランプに代わ
って、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）によっ
て０.２５μｍ レベルのパターンが、ＡｒＦエキシマレ
ーザ（波長１９３ｎｍ）によって０.２μｍ レベルの加
工が可能になると考えられている。
投影露光法が広く用いられている。近年、上記露光法に
おいて、露光光の短波長化による解像度の向上が進みつ
つある。従来から広く用いられてきた水銀ランプに代わ
って、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）によっ
て０.２５μｍ レベルのパターンが、ＡｒＦエキシマレ
ーザ（波長１９３ｎｍ）によって０.２μｍ レベルの加
工が可能になると考えられている。
【０００３】水銀ランプのｇ線又はｉ線を用いた露光で
は、ノボラック−ナフトキノンジアジド系のレジストが
広く用いられてきた。しかし、光源の短波長化が進むと
上記レジストによる露光光の吸収が強くなり、解像度及
びレジストパターン形状が悪化することが問題となっ
た。そこでこれを解決するための方法の一つとして表面
反応レジストプロセスが探求されている。例えば表面反
応プロセスの代表であるシリル化プロセスでは、レジス
ト膜の非露光領域あるいは露光領域に選択的にシリコン
含有分子を導入した後、これをマスクとして酸素プラズ
マによるドライ現像を行う。現像時に異方性プラズマを
用いる事により垂直な断面形状が得られるため、レジス
トによる光吸収の大きい遠紫外領域の露光においても、
高アスペクト比で形状のよいレジストパターンが得られ
ると考えられる。このようなシリル化プロセスは、ＤＥ
ＳＩＲＥプロセスをはじめ、種々のプロセスが提案され
ており、例えば、ダイジェスト オブ テクニカルペー
パーズ、１９８７ シンポジウム オン ＶＬＳＩ テ
クノロジー、第７頁〜第８頁、（1987 Symposium onVLS
I Technology, Digest of Technical Papers, pp7−8
（1987)）に論じられている。
は、ノボラック−ナフトキノンジアジド系のレジストが
広く用いられてきた。しかし、光源の短波長化が進むと
上記レジストによる露光光の吸収が強くなり、解像度及
びレジストパターン形状が悪化することが問題となっ
た。そこでこれを解決するための方法の一つとして表面
反応レジストプロセスが探求されている。例えば表面反
応プロセスの代表であるシリル化プロセスでは、レジス
ト膜の非露光領域あるいは露光領域に選択的にシリコン
含有分子を導入した後、これをマスクとして酸素プラズ
マによるドライ現像を行う。現像時に異方性プラズマを
用いる事により垂直な断面形状が得られるため、レジス
トによる光吸収の大きい遠紫外領域の露光においても、
高アスペクト比で形状のよいレジストパターンが得られ
ると考えられる。このようなシリル化プロセスは、ＤＥ
ＳＩＲＥプロセスをはじめ、種々のプロセスが提案され
ており、例えば、ダイジェスト オブ テクニカルペー
パーズ、１９８７ シンポジウム オン ＶＬＳＩ テ
クノロジー、第７頁〜第８頁、（1987 Symposium onVLS
I Technology, Digest of Technical Papers, pp7−8
（1987)）に論じられている。
【０００４】最初に提案されたシリル化プロセスは、露
光後のレジスト中に気相中でシリル化剤を導入するもの
であったが、最近、シリル化剤の導入を液相で行う方法
が提案されている。この方法では、露光後レジストをＢ
〔ＤＭＡ〕ＤＳ（ビスジメチルアミノジメチルシラン）
等のシリル化剤とＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン）等の緩和剤を含んだシリル化溶液に浸漬させる事に
より、非露光領域あるいは露光領域がシリル化される。
シリル化プロセスを液相中で行うことにより、装置及び
温度制御の簡略化ができる。なお、液相シリル化プロセ
スは、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冊，第９巻，第６号，第
３３９９頁〜３４０５頁（Journal of Vacuum Science
and TechnologyB, Vol.9，No.6，pp3399−3405, Nov／D
ec 1991)で論じられている。
光後のレジスト中に気相中でシリル化剤を導入するもの
であったが、最近、シリル化剤の導入を液相で行う方法
が提案されている。この方法では、露光後レジストをＢ
〔ＤＭＡ〕ＤＳ（ビスジメチルアミノジメチルシラン）
等のシリル化剤とＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン）等の緩和剤を含んだシリル化溶液に浸漬させる事に
より、非露光領域あるいは露光領域がシリル化される。
シリル化プロセスを液相中で行うことにより、装置及び
温度制御の簡略化ができる。なお、液相シリル化プロセ
スは、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冊，第９巻，第６号，第
３３９９頁〜３４０５頁（Journal of Vacuum Science
and TechnologyB, Vol.9，No.6，pp3399−3405, Nov／D
ec 1991)で論じられている。
【０００５】以上、光リソグラフィに対する適用例をも
とに説明したが、プロセスは電子線リソグラフィ等他の
方式に対しても適用可能である。
とに説明したが、プロセスは電子線リソグラフィ等他の
方式に対しても適用可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題を説明するために、従来液相シリル化プロセス
の問題点を図２を用いて説明する。従来液相シリル化プ
ロセスでは、被加工基板５上のレジスト膜４を露光した
あと、シリコン含有分子であるシリル化剤と、レジスト
に対して弱い溶解性を持った溶媒である緩和剤を含んだ
溶液中に浸漬する。これにより、レジスト中に緩和剤が
浸透してレジスト高分子鎖を緩和し、同時に低分子量成
分を溶解してレジストを「柔らかい状態」にする。この
結果、シリル化剤の拡散が促進される。
する課題を説明するために、従来液相シリル化プロセス
の問題点を図２を用いて説明する。従来液相シリル化プ
ロセスでは、被加工基板５上のレジスト膜４を露光した
あと、シリコン含有分子であるシリル化剤と、レジスト
に対して弱い溶解性を持った溶媒である緩和剤を含んだ
溶液中に浸漬する。これにより、レジスト中に緩和剤が
浸透してレジスト高分子鎖を緩和し、同時に低分子量成
分を溶解してレジストを「柔らかい状態」にする。この
結果、シリル化剤の拡散が促進される。
【０００７】しかし、従来プロセスでは緩和及びシリル
化が競合的に行われるため、緩和の効果が十分に活かさ
れていなかった。すなわち、レジスト高分子は、一旦、
シリル化されると緩和剤の浸透を妨害するため、図２
（ａ）に示すように、本来シリル化されるべき領域９の
シリル化が余り進まず、また、この間に本来シリル化さ
れるべきでない領域１０に対しても、図２（ｂ）に示す
ようにシリル化剤が浸透してしまう。この結果、シリル
化の選択性が不十分となり、微細パターンの形成が困難
であった。
化が競合的に行われるため、緩和の効果が十分に活かさ
れていなかった。すなわち、レジスト高分子は、一旦、
シリル化されると緩和剤の浸透を妨害するため、図２
（ａ）に示すように、本来シリル化されるべき領域９の
シリル化が余り進まず、また、この間に本来シリル化さ
れるべきでない領域１０に対しても、図２（ｂ）に示す
ようにシリル化剤が浸透してしまう。この結果、シリル
化の選択性が不十分となり、微細パターンの形成が困難
であった。
【０００８】本発明の目的は、シリル化反応を用いた表
面反応レジストプロセスにおいて、露光部／未露光部間
のシリル化の選択性を向上し、良好な形状の微細パター
ンを得られるパターン形成方法を提供することにある。
面反応レジストプロセスにおいて、露光部／未露光部間
のシリル化の選択性を向上し、良好な形状の微細パター
ンを得られるパターン形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、前記レジス
ト膜中に有機溶媒である緩和剤をシリル化分子の拡散に
先だって浸透させ、レジスト中の高分子を選択的に緩和
させることによって達成される。
ト膜中に有機溶媒である緩和剤をシリル化分子の拡散に
先だって浸透させ、レジスト中の高分子を選択的に緩和
させることによって達成される。
【００１０】また、上記目的は、前記レジストとして露
光部の高分子間で架橋反応が生じる架橋型レジストを用
い、前記レジスト中の高分子構造の緩和を主として未露
光部に対して選択的に行わせることにより達成される。
ここで、前記緩和はシリル化前に行ってもシリル化中に
同時に行ってもよい。
光部の高分子間で架橋反応が生じる架橋型レジストを用
い、前記レジスト中の高分子構造の緩和を主として未露
光部に対して選択的に行わせることにより達成される。
ここで、前記緩和はシリル化前に行ってもシリル化中に
同時に行ってもよい。
【００１１】前記緩和剤として、ケトン，酢酸エステ
ル，アルコール等の有機溶媒を用いることができる。
ル，アルコール等の有機溶媒を用いることができる。
【００１２】
【作用】本発明の作用を図１を用いて説明する。被加工
基板５上に形成したレジスト膜４にマスク２及び適当な
光学系（図示せず。省略可能）を介して遠紫外線１を照
射し、遠紫外線照射部（以下露光部）３を架橋させる。
その後、緩和剤を含んだ溶液中に浸漬し、架橋していな
い未露光部へ緩和剤を選択的に浸透させレジスト高分子
鎖を緩和する。ここで、緩和をシリル化分子の拡散に先
だって行わせているため、シリル化により緩和が妨害さ
れることはない。この結果、緩和領域６におけるシリル
化剤分子の拡散定数が増大して、この領域が選択的にシ
リル化されることにより、シリル化層７が形成される。
基板５上に形成したレジスト膜４にマスク２及び適当な
光学系（図示せず。省略可能）を介して遠紫外線１を照
射し、遠紫外線照射部（以下露光部）３を架橋させる。
その後、緩和剤を含んだ溶液中に浸漬し、架橋していな
い未露光部へ緩和剤を選択的に浸透させレジスト高分子
鎖を緩和する。ここで、緩和をシリル化分子の拡散に先
だって行わせているため、シリル化により緩和が妨害さ
れることはない。この結果、緩和領域６におけるシリル
化剤分子の拡散定数が増大して、この領域が選択的にシ
リル化されることにより、シリル化層７が形成される。
【００１３】このため、未露光部と露光部のシリル化の
選択性が向上して、コントラストの低い光学像において
も解像が可能となり、微細なパターンを形状良く形成す
ることができる。
選択性が向上して、コントラストの低い光学像において
も解像が可能となり、微細なパターンを形状良く形成す
ることができる。
【００１４】緩和をシリル化分子の拡散に先だって行う
には、緩和工程をシリル化工程と分けることが考えられ
る。このためには、まず露光後基板を緩和剤溶液中に浸
漬した後に、シリル化溶液に浸漬すればよい。また、同
一工程、即ち同一溶液中で緩和とシリル化を行う場合、
一般に緩和剤濃度を上げることにより緩和の速度が上が
り、シリル化の前にレジスト高分子を緩和することがで
き、上記と同様な効果が得られる。
には、緩和工程をシリル化工程と分けることが考えられ
る。このためには、まず露光後基板を緩和剤溶液中に浸
漬した後に、シリル化溶液に浸漬すればよい。また、同
一工程、即ち同一溶液中で緩和とシリル化を行う場合、
一般に緩和剤濃度を上げることにより緩和の速度が上が
り、シリル化の前にレジスト高分子を緩和することがで
き、上記と同様な効果が得られる。
【００１５】ここで、レジストはフェノール系樹脂とメ
ラミンなどの架橋剤及び酸発生剤からなる化学増幅系架
橋型レジスト、またはフェノール系樹脂とアジド化合物
からなる架橋型ネガ型レジストを、又、シリル化剤はビ
スジメチルアミノジメチルシラン，ビスジメチルアミノ
メチルシラン、またはヘキサメチルトリジシラザン等の
オルガノシランを、緩和剤は酢酸−２−エトキシエチ
ル，酢酸−２−ブトキシエチル，プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテート，酢酸プロピル等の酢酸
エステル類，Ｎ−メチル−２−ピロリドン，シクロヘキ
サノン等のケトン類，ブチルアルコール，ジエチレング
リコール等のアルコール類等のレジスト溶媒を用いるこ
とができる。
ラミンなどの架橋剤及び酸発生剤からなる化学増幅系架
橋型レジスト、またはフェノール系樹脂とアジド化合物
からなる架橋型ネガ型レジストを、又、シリル化剤はビ
スジメチルアミノジメチルシラン，ビスジメチルアミノ
メチルシラン、またはヘキサメチルトリジシラザン等の
オルガノシランを、緩和剤は酢酸−２−エトキシエチ
ル，酢酸−２−ブトキシエチル，プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテート，酢酸プロピル等の酢酸
エステル類，Ｎ−メチル−２−ピロリドン，シクロヘキ
サノン等のケトン類，ブチルアルコール，ジエチレング
リコール等のアルコール類等のレジスト溶媒を用いるこ
とができる。
【００１６】
（第１実施例）シリコン基板上にSAL601（Shipley 社製
品）を回転塗布後、８０℃でソフトベーキングし膜厚１
μｍのレジスト層を形成した。次にＫｒＦエキシマレー
ザ縮小投影露光装置（ＮＡ＝０.４５ ）と所定のマスク
パターンを用いて、レジスト層を露光した。次に、１２
０℃でポストベークを行った。その後、緩和剤として
０.２５％ のＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を
含んだキシレン溶液に、シリコン基板を室温で３０秒浸
漬した後、次に、シリル化剤として２０％のＢ〔ＤＭ
Ａ〕ＤＳ（ビスジメチルアミノジメチルシラン）を含ん
だキシレン溶液に室温で２分間浸漬し、シリル化層を形
成した。次に、基板を８０℃でベークした後、酸素ＲＩ
Ｅによる異方性ドライエッチングを行った。
品）を回転塗布後、８０℃でソフトベーキングし膜厚１
μｍのレジスト層を形成した。次にＫｒＦエキシマレー
ザ縮小投影露光装置（ＮＡ＝０.４５ ）と所定のマスク
パターンを用いて、レジスト層を露光した。次に、１２
０℃でポストベークを行った。その後、緩和剤として
０.２５％ のＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を
含んだキシレン溶液に、シリコン基板を室温で３０秒浸
漬した後、次に、シリル化剤として２０％のＢ〔ＤＭ
Ａ〕ＤＳ（ビスジメチルアミノジメチルシラン）を含ん
だキシレン溶液に室温で２分間浸漬し、シリル化層を形
成した。次に、基板を８０℃でベークした後、酸素ＲＩ
Ｅによる異方性ドライエッチングを行った。
【００１７】以上のプロセスによって形成されたレジス
トパターンを走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果、
マスクパターンの遮光部に対応する部分にレジストパタ
ーンが残り、一方露光部に対応する部分ではレジストが
エッチングされるポジ像が得られたことを確認した。ま
たその結果、０.２５μｍ ラインアンドスペースを始め
として、寸法０.２５μｍ レベルの微細パターンが１μ
ｍ程度の焦点深度で良好な形状を持って形成された。
トパターンを走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果、
マスクパターンの遮光部に対応する部分にレジストパタ
ーンが残り、一方露光部に対応する部分ではレジストが
エッチングされるポジ像が得られたことを確認した。ま
たその結果、０.２５μｍ ラインアンドスペースを始め
として、寸法０.２５μｍ レベルの微細パターンが１μ
ｍ程度の焦点深度で良好な形状を持って形成された。
【００１８】ＮＭＰの濃度は本実施例の値に限らない
が、０．１〜１％の範囲が望ましい。また、Ｂ〔ＤＭ
Ａ〕ＤＳ濃度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜
４０％の範囲が望ましい。また、緩和剤として、ケトン
系，エステル系、またはアルコール系等の他の有機溶媒
も用いることができる。また、シリル化剤は、他のオル
ガノシラン（例えば、ＨＭＣＴＳ：ヘキサメチルシクロ
トリシラザン、Ｂ〔ＤＭＡ〕ＭＳ：ビスジメチルアミノ
メチルシラン）等を用いても良い。なお、溶剤には本実
施例ではキシレンを用いたが、他のレジストに影響しな
い溶剤（例えばトルエン，クロロトルエン等）を用いる
こともできる。
が、０．１〜１％の範囲が望ましい。また、Ｂ〔ＤＭ
Ａ〕ＤＳ濃度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜
４０％の範囲が望ましい。また、緩和剤として、ケトン
系，エステル系、またはアルコール系等の他の有機溶媒
も用いることができる。また、シリル化剤は、他のオル
ガノシラン（例えば、ＨＭＣＴＳ：ヘキサメチルシクロ
トリシラザン、Ｂ〔ＤＭＡ〕ＭＳ：ビスジメチルアミノ
メチルシラン）等を用いても良い。なお、溶剤には本実
施例ではキシレンを用いたが、他のレジストに影響しな
い溶剤（例えばトルエン，クロロトルエン等）を用いる
こともできる。
【００１９】なお、レジスト材料は本実施例に示したも
のに限らず、通常の酸触媒架橋型化学増幅系レジストを
用いることができる。また、通常のノボラック系レジス
ト等のポジ型レジストを用い酸素ＲＩＥ後にネガ像を得
ることも可能である。また、本実施例ではパターン露光
にＫｒＦエキシマレーザ縮小露光を用いたが、他の方法
を用いても良い。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ密着露
光あるいは縮小投影露光、または遠紫外線を光源とする
ステップアンドスキャン反射型縮小投影露光等を用いる
ことができる。
のに限らず、通常の酸触媒架橋型化学増幅系レジストを
用いることができる。また、通常のノボラック系レジス
ト等のポジ型レジストを用い酸素ＲＩＥ後にネガ像を得
ることも可能である。また、本実施例ではパターン露光
にＫｒＦエキシマレーザ縮小露光を用いたが、他の方法
を用いても良い。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ密着露
光あるいは縮小投影露光、または遠紫外線を光源とする
ステップアンドスキャン反射型縮小投影露光等を用いる
ことができる。
【００２０】（第２実施例）第１実施例同様にして形成
したレジストを有するシリコン基板を、光源形状を輪帯
にしたＫｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置を用いて
所定のパターンを露光した。次に、第一実施例と同様に
ポストベークを行ったのち、緩和剤として１０％のＥＣ
Ａ(酢酸−２−エトキシエチル)を含んだトルエン溶液
に、シリコン基板を室温で３０秒浸漬した後、次に、シ
リル化剤として２０％のＢ〔ＤＭＡ〕ＭＳ（ビスジメチ
ルアミノジメチルシラン）を含んだトルエン溶液に室温
で２分間浸漬し、シリル化層を形成した。次に、酸素Ｒ
ＩＥによる異方性ドライエッチングを行った。
したレジストを有するシリコン基板を、光源形状を輪帯
にしたＫｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置を用いて
所定のパターンを露光した。次に、第一実施例と同様に
ポストベークを行ったのち、緩和剤として１０％のＥＣ
Ａ(酢酸−２−エトキシエチル)を含んだトルエン溶液
に、シリコン基板を室温で３０秒浸漬した後、次に、シ
リル化剤として２０％のＢ〔ＤＭＡ〕ＭＳ（ビスジメチ
ルアミノジメチルシラン）を含んだトルエン溶液に室温
で２分間浸漬し、シリル化層を形成した。次に、酸素Ｒ
ＩＥによる異方性ドライエッチングを行った。
【００２１】以上のプロセスによって形成されたレジス
トパターンを走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果、
第１実施例と同様にマスクパターンの遮光部に対応する
部分にレジストパターンが形成されたことを確認した。
本実施例では０.２５μｍ のラインアンドスペースでの
２.５μｍ以上の焦点深度を始めとして、０.３μｍレベ
ルのパターンで深い焦点深度が得られた。
トパターンを走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果、
第１実施例と同様にマスクパターンの遮光部に対応する
部分にレジストパターンが形成されたことを確認した。
本実施例では０.２５μｍ のラインアンドスペースでの
２.５μｍ以上の焦点深度を始めとして、０.３μｍレベ
ルのパターンで深い焦点深度が得られた。
【００２２】一般に、輪帯照明では光学像のコントラス
トが低いため、パターン形状の劣化が問題となるが、本
実施例では、形状良くパターン形成することができた。
トが低いため、パターン形状の劣化が問題となるが、本
実施例では、形状良くパターン形成することができた。
【００２３】ＥＣＡの濃度は本実施例の値に限らない
が、５〜２０％の範囲が望ましい。また、Ｂ〔ＤＭＡ〕
ＭＳ濃度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０
％の範囲が望ましい。
が、５〜２０％の範囲が望ましい。また、Ｂ〔ＤＭＡ〕
ＭＳ濃度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０
％の範囲が望ましい。
【００２４】なお、露光の光源形状として本実施例では
輪帯照明を用いたが、他の変形光源（例えば、通常の光
源を十文字型に遮光した照明、或いは輪帯照明の一部を
遮光した照明）を用いても良い。また、光源には第１実
施例と同様にＫｒＦエキシマレーザ以外のものを用いて
も同様の効果が得られる。
輪帯照明を用いたが、他の変形光源（例えば、通常の光
源を十文字型に遮光した照明、或いは輪帯照明の一部を
遮光した照明）を用いても良い。また、光源には第１実
施例と同様にＫｒＦエキシマレーザ以外のものを用いて
も同様の効果が得られる。
【００２５】（第３実施例）シリコン基板上にＲＧ３９
００（日立化成製品名）を回転塗布後、２３０℃で１０
分間のベーキングを行い膜厚約２μｍの下層レジスト層
を形成した。その上に、ＰＭＭＡをベースポリマとして
メラミン樹脂とオニウム塩から調製したレジストを回転
塗布し、８０℃でソフトベーキングを行って膜厚約０.
１μｍ の上層レジスト層を形成した。次にＡｒＦエキ
シマレーザと所定のマスクパターンを用いた密着露光に
よりレジスト層を選択的に露光し、更に１２０℃でポス
トベークを行った。その後、緩和剤として１０％のＢＣ
Ａ（酢酸−２−ブトキシエチル）を含んだキシレン溶液
に、シリコン基板を室温で３０秒浸漬した後、次に、シ
リル化剤として２０％のＨＭＣＴＳ（ヘキサメチルシク
ロトリシラザン）を含んだキシレン溶液に室温で２分間
浸漬し、シリル化層を形成した。次に、酸素ＲＩＥによ
る異方性ドライエッチングを行った。
００（日立化成製品名）を回転塗布後、２３０℃で１０
分間のベーキングを行い膜厚約２μｍの下層レジスト層
を形成した。その上に、ＰＭＭＡをベースポリマとして
メラミン樹脂とオニウム塩から調製したレジストを回転
塗布し、８０℃でソフトベーキングを行って膜厚約０.
１μｍ の上層レジスト層を形成した。次にＡｒＦエキ
シマレーザと所定のマスクパターンを用いた密着露光に
よりレジスト層を選択的に露光し、更に１２０℃でポス
トベークを行った。その後、緩和剤として１０％のＢＣ
Ａ（酢酸−２−ブトキシエチル）を含んだキシレン溶液
に、シリコン基板を室温で３０秒浸漬した後、次に、シ
リル化剤として２０％のＨＭＣＴＳ（ヘキサメチルシク
ロトリシラザン）を含んだキシレン溶液に室温で２分間
浸漬し、シリル化層を形成した。次に、酸素ＲＩＥによ
る異方性ドライエッチングを行った。
【００２６】以上のプロセスによって形成されたレジス
トパターンを走査型顕微鏡を用いて観察した結果、マス
クパターンの遮光部に対応する部分にレジストパターン
が残り、露光部では上層及び下層レジストともエッチン
グされたことを確認した。本実施例では０.２μｍ のラ
インアンドスペースを始めとして、膜厚約２μｍで寸法
０.２μｍ レベルの高アスペクト微細レジストパターン
が良好な形状で形成された。
トパターンを走査型顕微鏡を用いて観察した結果、マス
クパターンの遮光部に対応する部分にレジストパターン
が残り、露光部では上層及び下層レジストともエッチン
グされたことを確認した。本実施例では０.２μｍ のラ
インアンドスペースを始めとして、膜厚約２μｍで寸法
０.２μｍ レベルの高アスペクト微細レジストパターン
が良好な形状で形成された。
【００２７】ＢＣＡの濃度は本実施例の値に限らない
が、５〜２０％の範囲が望ましい。また、ＨＭＣＴＳ濃
度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０％の範
囲が望ましい。
が、５〜２０％の範囲が望ましい。また、ＨＭＣＴＳ濃
度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０％の範
囲が望ましい。
【００２８】（第４実施例）第３実施例と同様にして、
下層レジスト層（本実施例では膜厚１μｍとした）上に
膜厚約０.１μｍ のＳＡＬ６０１上層レジスト層を形成
した。次に、加速電圧１ｋｅＶの電子線により、所定の
パターンを描画し、１１０℃で露光後ベークを行った。
その後、緩和剤として１０％のＰＧＭＥＡ（プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート）を含んだキ
シレン溶液に、シリコン基板を室温で３０秒浸漬した
後、次に、シリル化剤として２０％のＨＭＤＳ（ヘキサ
メチルジシラザン）を含んだキシレン溶液に室温で２分
間浸漬し、シリル化層を形成した。次に、酸素ＲＩＥに
よる異方性ドライエッチングを行った。
下層レジスト層（本実施例では膜厚１μｍとした）上に
膜厚約０.１μｍ のＳＡＬ６０１上層レジスト層を形成
した。次に、加速電圧１ｋｅＶの電子線により、所定の
パターンを描画し、１１０℃で露光後ベークを行った。
その後、緩和剤として１０％のＰＧＭＥＡ（プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート）を含んだキ
シレン溶液に、シリコン基板を室温で３０秒浸漬した
後、次に、シリル化剤として２０％のＨＭＤＳ（ヘキサ
メチルジシラザン）を含んだキシレン溶液に室温で２分
間浸漬し、シリル化層を形成した。次に、酸素ＲＩＥに
よる異方性ドライエッチングを行った。
【００２９】以上のプロセスによって形成されたレジス
トパターンを走査型顕微鏡で観察した結果、第１実施例
と同様にマスクパターンの遮光部に対応する部分にレジ
ストパターンが形成されたことを確認した。本実施例で
は０.１μｍ のラインアンドスペースを始めとして、膜
厚１μｍで寸法０.１μｍ レベルの微細レジストパター
ンが形成された。
トパターンを走査型顕微鏡で観察した結果、第１実施例
と同様にマスクパターンの遮光部に対応する部分にレジ
ストパターンが形成されたことを確認した。本実施例で
は０.１μｍ のラインアンドスペースを始めとして、膜
厚１μｍで寸法０.１μｍ レベルの微細レジストパター
ンが形成された。
【００３０】ＰＧＭＥＡの濃度は本実施例の値に限らな
いが、５〜２０％の範囲が望ましい。また、ＨＭＤＳ濃
度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０％の範
囲が望ましい。
いが、５〜２０％の範囲が望ましい。また、ＨＭＤＳ濃
度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０％の範
囲が望ましい。
【００３１】（第５実施例）シリコン基板上にSAL601
（Shipley 社製品）を回転塗布後、８０℃でソフトベー
キングし膜厚１μｍのレジスト層を形成した。次にＫｒ
Ｆエキシマレーザ縮小投影露光装置（ＮＡ＝０.４５ ）
と所定のマスクパターンを用いて、レジスト層を露光し
た。次に、１２０℃でポストベークを行った。その後、
緩和剤として２０％のＥＣＡ、シリル化剤として３０％
のＢ〔ＤＭＡ〕ＤＳを含んだキシレン溶液に、上記シリ
コン基板を室温で３分浸漬した後、酸素ＲＩＥによる異
方性ドライエッチングを行った。
（Shipley 社製品）を回転塗布後、８０℃でソフトベー
キングし膜厚１μｍのレジスト層を形成した。次にＫｒ
Ｆエキシマレーザ縮小投影露光装置（ＮＡ＝０.４５ ）
と所定のマスクパターンを用いて、レジスト層を露光し
た。次に、１２０℃でポストベークを行った。その後、
緩和剤として２０％のＥＣＡ、シリル化剤として３０％
のＢ〔ＤＭＡ〕ＤＳを含んだキシレン溶液に、上記シリ
コン基板を室温で３分浸漬した後、酸素ＲＩＥによる異
方性ドライエッチングを行った。
【００３２】以上のプロセスによって形成されたレジス
トパターンを走査型顕微鏡で観察した結果、第１実施例
と同様にマスクパターンの遮光部に対応する部分にレジ
ストパターンが形成されたことを確認した。本実施例で
は０.２５μｍ のラインアンドスペースで２μｍ以上の
焦点深度を始めとして、寸法０.３μｍ レベルの微細レ
ジストパターンを深い焦点深度で形成された。
トパターンを走査型顕微鏡で観察した結果、第１実施例
と同様にマスクパターンの遮光部に対応する部分にレジ
ストパターンが形成されたことを確認した。本実施例で
は０.２５μｍ のラインアンドスペースで２μｍ以上の
焦点深度を始めとして、寸法０.３μｍ レベルの微細レ
ジストパターンを深い焦点深度で形成された。
【００３３】ＥＣＡの濃度は本実施例の値に限らない
が、５〜３０％の範囲が望ましい。また、Ｂ〔ＤＭＡ〕
ＤＳ濃度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０
％の範囲が望ましい。
が、５〜３０％の範囲が望ましい。また、Ｂ〔ＤＭＡ〕
ＤＳ濃度も本実施例の濃度に限らないが、１０％〜４０
％の範囲が望ましい。
【００３４】本実施例では、緩和とシリル化を同一のス
テップで行うため、簡便であった。
テップで行うため、簡便であった。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、被加工基板上にレジス
ト膜を形成し、パターン化されたエネルギ線を照射した
後、レジスト膜中に有機溶媒である緩和剤を浸透させて
レジスト中の高分子構造を緩和し、更にシリル化剤を拡
散させることによって未露光部あるいは露光部を選択的
にシリル化し、その後に酸素プラズマを用いたドライ現
像を行うことによって、上層レジストの光吸収が極めて
大きな波長領域の光、あるいは電子線を用いた場合や、
または露光時の光学像のコントラストが低い場合でも、
極めて微細、かつ良好な形状と大きなアスペクト比を有
するレジストパターンを、比較的簡単なプロセスで形成
することができる。
ト膜を形成し、パターン化されたエネルギ線を照射した
後、レジスト膜中に有機溶媒である緩和剤を浸透させて
レジスト中の高分子構造を緩和し、更にシリル化剤を拡
散させることによって未露光部あるいは露光部を選択的
にシリル化し、その後に酸素プラズマを用いたドライ現
像を行うことによって、上層レジストの光吸収が極めて
大きな波長領域の光、あるいは電子線を用いた場合や、
または露光時の光学像のコントラストが低い場合でも、
極めて微細、かつ良好な形状と大きなアスペクト比を有
するレジストパターンを、比較的簡単なプロセスで形成
することができる。
【図１】本発明の原理を模式的に示す工程図。
【図２】従来の液相シリル化プロセスの問題点を示す工
程図。
程図。
１…遠紫外線、２…マスク、３…露光（架橋）部、４…
レジスト膜、５…被加工基板、６…緩和領域、７…シリ
ル化層、８…酸素プラズマ、９…シリル化されるべき領
域、１０…シリル化されるべきでない領域。
レジスト膜、５…被加工基板、６…緩和領域、７…シリ
ル化層、８…酸素プラズマ、９…シリル化されるべき領
域、１０…シリル化されるべきでない領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９ Ｈ 21/302 Ｈ
Claims (6)
- 【請求項１】被加工基板上に塗布されたレジスト膜上
に、パターン化されたエネルギ線を照射する工程と、前
記レジスト膜の前記エネルギ線非照射領域または照射領
域を選択的にシリル化する工程と、前記レジスト膜を、
プラズマを用いて現像する工程とを含むパターン形成方
法において、 シリル化分子が前記レジスト膜中に拡散する以前に、前
記レジスト膜の高分子の有機溶媒による緩和が、前記非
照射領域または前記照射領域に対して選択的に行われる
ことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記レジストは、前記
エネルギ線照射部の高分子間で架橋反応が生じる架橋型
レジストであり、前記レジスト中の高分子構造の緩和は
主として前記エネルギ線未照射部に対して選択的に行わ
れるパターン形成方法。 - 【請求項３】請求項１において、前記レジスト中の高分
子構造を緩和する工程が、前記シリル化する工程の前に
行われるパターン形成方法。 - 【請求項４】請求項１において、前記緩和剤が、有機溶
媒であるパターン形成方法。 - 【請求項５】請求項１において、前記エネルギ線が、波
長１０ｎｍ〜２５０ｎｍの真空紫外線もしくは遠紫外線
であるパターン形成方法。 - 【請求項６】請求項１において、前記エネルギ線が、加
速電圧１ｋｅＶ以下の電子線であるパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24907393A JPH07104483A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24907393A JPH07104483A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | パターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07104483A true JPH07104483A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17187606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24907393A Pending JPH07104483A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104483A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007052315A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Seiko Epson Corp | 光学素子の製造方法、投射型表示装置 |
| US7575855B2 (en) | 2004-06-07 | 2009-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming pattern |
-
1993
- 1993-10-05 JP JP24907393A patent/JPH07104483A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7575855B2 (en) | 2004-06-07 | 2009-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming pattern |
| US7842451B2 (en) | 2004-06-07 | 2010-11-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming pattern |
| JP2007052315A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Seiko Epson Corp | 光学素子の製造方法、投射型表示装置 |
| JP4501813B2 (ja) * | 2005-08-19 | 2010-07-14 | セイコーエプソン株式会社 | 光学素子の製造方法、投射型表示装置 |
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