JPH0793255B2 - 微細パタ−ン形成方法 - Google Patents
微細パタ−ン形成方法Info
- Publication number
- JPH0793255B2 JPH0793255B2 JP62183973A JP18397387A JPH0793255B2 JP H0793255 B2 JPH0793255 B2 JP H0793255B2 JP 62183973 A JP62183973 A JP 62183973A JP 18397387 A JP18397387 A JP 18397387A JP H0793255 B2 JPH0793255 B2 JP H0793255B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- ions
- electron beam
- pattern
- irradiating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子線リソグラフィーを用いた微細パターン
形成方法に関するものであり、特にイオン照射による電
子線レジストのドライエッチ耐性を向上させる微細パタ
ーン形成方法に関するものである。
形成方法に関するものであり、特にイオン照射による電
子線レジストのドライエッチ耐性を向上させる微細パタ
ーン形成方法に関するものである。
従来の技術 微細パターン形成プロセスは、リソグラフィープロセス
とエッチングプロセスに分けられる。リソグラフィープ
ロセスにおいて形成されたレジストパターンの耐ドライ
エッチ性を高めるために、従来はレジスト成分に耐ドラ
イエッチ性の高いフェニル基の導入、シリコン樹脂の使
用等を通して、レジスト材料自身の耐ドライエッチ性を
高める工夫が行なわれている。また、パターン形成後に
イオン注入を行なうことにより、レジストパターンの耐
ドライエッチ性向上が行なわれている。
とエッチングプロセスに分けられる。リソグラフィープ
ロセスにおいて形成されたレジストパターンの耐ドライ
エッチ性を高めるために、従来はレジスト成分に耐ドラ
イエッチ性の高いフェニル基の導入、シリコン樹脂の使
用等を通して、レジスト材料自身の耐ドライエッチ性を
高める工夫が行なわれている。また、パターン形成後に
イオン注入を行なうことにより、レジストパターンの耐
ドライエッチ性向上が行なわれている。
リソグラフィープロセスにおいて、反転パターンを形成
するためには、露光後の処理として、例えば、ベーキン
グを行なったり、アンモニア等による処理を行なってい
る。このような、イメージリバーサルプロセスにより、
微細なレジストパターンを得ることができる。
するためには、露光後の処理として、例えば、ベーキン
グを行なったり、アンモニア等による処理を行なってい
る。このような、イメージリバーサルプロセスにより、
微細なレジストパターンを得ることができる。
発明が解決しようとする問題点 上記の様に、従来、レジスト自身の耐ドライエッチ性を
高める事が様々の工夫により行なわれているが、解像度
を上げて微細なパターンを形成するためには、レジスト
の膜厚を薄くする必要がある。この微細なパターンをマ
スクにして基板エッチングを行なう時、レジスト自身も
エッチングされるため、膜厚が薄い程エッチングプロセ
スでのパターン転写が困難になる。また、レジストパタ
ーンへイオン注入を行ない、耐ドライエッチ性を向上さ
せようとすると、半導体基板中にもイオンが注入されイ
オン照射損傷が生ずるという問題点があった。
高める事が様々の工夫により行なわれているが、解像度
を上げて微細なパターンを形成するためには、レジスト
の膜厚を薄くする必要がある。この微細なパターンをマ
スクにして基板エッチングを行なう時、レジスト自身も
エッチングされるため、膜厚が薄い程エッチングプロセ
スでのパターン転写が困難になる。また、レジストパタ
ーンへイオン注入を行ない、耐ドライエッチ性を向上さ
せようとすると、半導体基板中にもイオンが注入されイ
オン照射損傷が生ずるという問題点があった。
従来のイメージリバーサルプロセスでは、特定のレジス
トのみにしか適用できず、また、耐ドライエッチ性が悪
いという問題点がった。
トのみにしか適用できず、また、耐ドライエッチ性が悪
いという問題点がった。
問題点を解決するための手段 本発明は、電子ビーム露光を行なう前にイオン照射技術
を適用することにより、耐ドライエッチ性は悪いが解像
度の良好なポジレジストを用いて、耐ドライエッチ性の
高い微細なポジネガ反転パターンを形成することができ
る方法である。
を適用することにより、耐ドライエッチ性は悪いが解像
度の良好なポジレジストを用いて、耐ドライエッチ性の
高い微細なポジネガ反転パターンを形成することができ
る方法である。
作用 本発明は前記したプロセスにより、イオン照射をした
後、電子ビーム露光を行なうことによって、耐ドライエ
ッチ性の高いポジネガ反転パターンを形成することがで
きる。また、電子ビームのドーズ量を変えることによっ
て、ドライエッチ耐性やパターンの形状も変えることが
できる。たとえば電子ビームのドーズ量を５×1014ions
/cm2で行なうと、SiCl4,Cl2ガスに対するドライエッチ
耐性は約３倍向上し、垂直なパターン形状が得られるの
で、半導体基板のドライエッチングのマスクとして有効
に作用する。
後、電子ビーム露光を行なうことによって、耐ドライエ
ッチ性の高いポジネガ反転パターンを形成することがで
きる。また、電子ビームのドーズ量を変えることによっ
て、ドライエッチ耐性やパターンの形状も変えることが
できる。たとえば電子ビームのドーズ量を５×1014ions
/cm2で行なうと、SiCl4,Cl2ガスに対するドライエッチ
耐性は約３倍向上し、垂直なパターン形状が得られるの
で、半導体基板のドライエッチングのマスクとして有効
に作用する。
実施例 本発明の一実施例を第１図に示す。半導体基板１上にレ
ジストとして耐ドライエッチ性が低く解像度の良い電子
線レジストであるPMMAを1000rpmでスピンコートした
後、170℃,20分間、オーブンベーキングを行なうことに
より、膜厚0.6μｍのレジスト膜２を得た。これに加速
電圧40KVでH+イオン２をドーズ量８×1013ions/cm2照射
し、現像液に可溶となるようにした（ａ）。
ジストとして耐ドライエッチ性が低く解像度の良い電子
線レジストであるPMMAを1000rpmでスピンコートした
後、170℃,20分間、オーブンベーキングを行なうことに
より、膜厚0.6μｍのレジスト膜２を得た。これに加速
電圧40KVでH+イオン２をドーズ量８×1013ions/cm2照射
し、現像液に可溶となるようにした（ａ）。
次に加速エネルギー10KeV,40mA,ドーズ量５×1014ions/
cm2で電子線露光を行ない（ｂ）、H+イオン照射領域４
とし、メチルイソブチルケトン（MIBK）とイソプロチル
アルコール（IPA）との混合液で現像を行なった所、解
像度0.5μｍのポジネガ反転した微細レジストパターン4
Pが得られた（ｃ）。このレジストパターン4Pはトータ
ルとして5.8×1014ions/cm2のイオンが照射されたの
で、耐ドライエッチ性が約３倍向上した。従って、この
レジストパターンをマスクとして基板のドライエッチが
可能となった。
cm2で電子線露光を行ない（ｂ）、H+イオン照射領域４
とし、メチルイソブチルケトン（MIBK）とイソプロチル
アルコール（IPA）との混合液で現像を行なった所、解
像度0.5μｍのポジネガ反転した微細レジストパターン4
Pが得られた（ｃ）。このレジストパターン4Pはトータ
ルとして5.8×1014ions/cm2のイオンが照射されたの
で、耐ドライエッチ性が約３倍向上した。従って、この
レジストパターンをマスクとして基板のドライエッチが
可能となった。
以上のように、本実施例によれば、耐ドライエッチ性の
悪い電子線レジスト単層にH+イオン照射することによ
り、耐ドライエッチ性を２倍以上に向上させることがで
き、電子線レジスト単層をマスクとして基板のエッチン
グを行なうことができる。
悪い電子線レジスト単層にH+イオン照射することによ
り、耐ドライエッチ性を２倍以上に向上させることがで
き、電子線レジスト単層をマスクとして基板のエッチン
グを行なうことができる。
次に本発明の第２の実施例を第２図に示す。半導体基板
１上に高分子膜11を２μｍ厚スピンコートし、200℃,2
分間、ホットプレートベーキングを行なった。この高分
子膜11上にレジストとしてPMMAレジスト12を0.5μｍ厚
スピンコートし、200℃,2分間、ホットプレートベーキ
ングを行なった。これに加速電圧40KVでSi+イオン13を
ドーズ量８×1013ions/cm2照射し、現像液に可溶となる
様にした。次に加速エネルギー40KeV,40mA,ドーズ量５
×1014ions/cm2で電子線露光を行ない、MIBKとIPAの混
合液で現像を行ない、所望のポジネガ反転した微細レジ
ストパターンが得られた。このレジストパターンには、
Si+イオンが８×1013ions/cm2照射されたので、耐ドラ
イエッチ性は約10倍向上した。このレジストパターンを
マスクとして、下層の高分子膜をエッチングすることに
より、アスペクト比の高い、耐ドライエッチ性の高い、
微細なレジストパターンを形成することができた。
１上に高分子膜11を２μｍ厚スピンコートし、200℃,2
分間、ホットプレートベーキングを行なった。この高分
子膜11上にレジストとしてPMMAレジスト12を0.5μｍ厚
スピンコートし、200℃,2分間、ホットプレートベーキ
ングを行なった。これに加速電圧40KVでSi+イオン13を
ドーズ量８×1013ions/cm2照射し、現像液に可溶となる
様にした。次に加速エネルギー40KeV,40mA,ドーズ量５
×1014ions/cm2で電子線露光を行ない、MIBKとIPAの混
合液で現像を行ない、所望のポジネガ反転した微細レジ
ストパターンが得られた。このレジストパターンには、
Si+イオンが８×1013ions/cm2照射されたので、耐ドラ
イエッチ性は約10倍向上した。このレジストパターンを
マスクとして、下層の高分子膜をエッチングすることに
より、アスペクト比の高い、耐ドライエッチ性の高い、
微細なレジストパターンを形成することができた。
第３図は電子線レジストPMMAに加速電圧40KVでH+イオン
を照射した後、現像液につけて残膜率を示した図であ
る。ドーズ量が５〜９×1013ions/cm2の時、レジストは
現像液に可溶となり、それ以上では不溶である。また、
第４図は、PMMAレジストに加速電圧40KVでH+イオンを照
射した後の、SiCl4,Cl2ガスに対するレジストのエッチ
レートを示す。PMMAの耐ドライエッチ性がドーズ量を増
やすにつれ、急激によくなる。従って、電子ビーム露光
を行なう前にレジストに５〜９×1013ions/cm2のイオン
照射を行なうことにより、レジストを現像液に対して可
溶にしておく。そして、電子ビーム露光を行なうことに
より、描画された領域は現像溶に対して不溶となり、現
像することによって耐ドライエッチ性の高いポジネガ反
転パターンを形成することができる。また、半導体基板
全面にレジストが塗布されているので、照射イオンが半
導体基板に入りこむことはなく、基板の損傷はない。
を照射した後、現像液につけて残膜率を示した図であ
る。ドーズ量が５〜９×1013ions/cm2の時、レジストは
現像液に可溶となり、それ以上では不溶である。また、
第４図は、PMMAレジストに加速電圧40KVでH+イオンを照
射した後の、SiCl4,Cl2ガスに対するレジストのエッチ
レートを示す。PMMAの耐ドライエッチ性がドーズ量を増
やすにつれ、急激によくなる。従って、電子ビーム露光
を行なう前にレジストに５〜９×1013ions/cm2のイオン
照射を行なうことにより、レジストを現像液に対して可
溶にしておく。そして、電子ビーム露光を行なうことに
より、描画された領域は現像溶に対して不溶となり、現
像することによって耐ドライエッチ性の高いポジネガ反
転パターンを形成することができる。また、半導体基板
全面にレジストが塗布されているので、照射イオンが半
導体基板に入りこむことはなく、基板の損傷はない。
以上のように、本実施例によれば、多層レジストを用い
ることによって、段差等のある半導体基板上にも、耐ド
ライエッチ性の悪い電子線レジストにSi+イオン照射す
ることにより、耐ドライエッチ性の高い、高アスペクト
比のポジネガ反転の微細レジストパターンを形成するこ
とができる。
ることによって、段差等のある半導体基板上にも、耐ド
ライエッチ性の悪い電子線レジストにSi+イオン照射す
ることにより、耐ドライエッチ性の高い、高アスペクト
比のポジネガ反転の微細レジストパターンを形成するこ
とができる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、レジストへイオ
ン照射を行なった後、電子線露光を行なうことにより、
耐ドライエッチ性の高いポジネガ反転パターンを、イオ
ン照射による基板への悪影響を及ぼすことなく形成する
ことができる。従って、このレジストパターンをマスク
として基板のドライエッチングを高精度に行なうことが
可能となる。特に、耐ドライエッチ性が悪く、解像度の
良い電子線レジスト単層または多層を用いることによっ
て、微細なレジストパターンを形成し、ドライエッチン
グを行なうことができ、高密度集積回路の製造に大きく
寄与することができる。
ン照射を行なった後、電子線露光を行なうことにより、
耐ドライエッチ性の高いポジネガ反転パターンを、イオ
ン照射による基板への悪影響を及ぼすことなく形成する
ことができる。従って、このレジストパターンをマスク
として基板のドライエッチングを高精度に行なうことが
可能となる。特に、耐ドライエッチ性が悪く、解像度の
良い電子線レジスト単層または多層を用いることによっ
て、微細なレジストパターンを形成し、ドライエッチン
グを行なうことができ、高密度集積回路の製造に大きく
寄与することができる。
第１図は本発明の第１の実施例方法を示す工程断面図、
第２図は同第２の実施例方法の工程断面図、第３図はH+
イオン照射後、現像液につけたPMMAレジストの残膜率と
ドーズ量との関係を示す特性図、第４図はH+イオン照射
したPMMAレジストのSiCl4,Cl2ガスに対するエッチレー
トとドーズ量との関係を示す特性図である。 １……半導体基板、2,12……PMMAレジスト、３……H+イ
オン、４……H+イオン照射領域、5,15……電子線、11…
…高分子膜、13……Si+イオン、14……Si+イオン照射領
域。
第２図は同第２の実施例方法の工程断面図、第３図はH+
イオン照射後、現像液につけたPMMAレジストの残膜率と
ドーズ量との関係を示す特性図、第４図はH+イオン照射
したPMMAレジストのSiCl4,Cl2ガスに対するエッチレー
トとドーズ量との関係を示す特性図である。 １……半導体基板、2,12……PMMAレジスト、３……H+イ
オン、４……H+イオン照射領域、5,15……電子線、11…
…高分子膜、13……Si+イオン、14……Si+イオン照射領
域。
Claims (4)
- 【請求項１】半導体基板上にレジストを塗布する工程
と、前記レジスト全面にH+またはSi+イオン照射を行う
工程と、前記H+またはSi+イオン照射を行う工程の後に
前記レジストに電子ビーム露光を行うとともに現像を行
い、前記電子ビームが露光された領域を残存させたポジ
ネガ反転のパターンを形成する工程とを有する微細パタ
ーン形成方法。 - 【請求項２】レジストとして耐ドライエッチ性の低い電
子線レジストを用いることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の微細パターン形成方法。 - 【請求項３】イオン照射時の加速電圧として、10〜40KV
の低加速電圧を用い、イオン照射量を５×1013〜９×10
13ions/cm2にすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の微細パターン形成方法。 - 【請求項４】半導体基板上に高分子膜を塗布し、前記高
分子膜上にレジストを塗布する工程と、前記レジスト全
面にSi+イオン照射を行う工程と、前記Si+イオン照射を
行う工程の後に前記レジストに電子ビーム露光を行うと
ともに現像を行い、前記電子ビームが露光された領域を
残存させたポジネガ反転のパターンを形成する工程と、
前記パターンをマスクとして前記高分子膜をエッチング
する工程とを有する微細パターン形成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183973A JPH0793255B2 (ja) | 1987-07-23 | 1987-07-23 | 微細パタ−ン形成方法 |
| KR1019880008883A KR910007534B1 (ko) | 1987-07-23 | 1988-07-16 | 미세패턴 형성방법 |
| US07/655,237 US5186788A (en) | 1987-07-23 | 1991-02-12 | Fine pattern forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183973A JPH0793255B2 (ja) | 1987-07-23 | 1987-07-23 | 微細パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428821A JPS6428821A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0793255B2 true JPH0793255B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=16145071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183973A Expired - Lifetime JPH0793255B2 (ja) | 1987-07-23 | 1987-07-23 | 微細パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793255B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4404560C1 (de) * | 1994-02-12 | 1995-08-24 | Schepers Druckformtechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Muttermatrize für die galvanische Erzeugung von nahtlosen Rotations-Siebdruckschablonen, insbesondere aus Nickel |
| SE516194C2 (sv) * | 2000-04-18 | 2001-12-03 | Obducat Ab | Substrat för samt process vid tillverkning av strukturer |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50114356A (ja) * | 1974-02-20 | 1975-09-08 | ||
| JPS57157523A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-29 | Hitachi Ltd | Forming method for pattern |
-
1987
- 1987-07-23 JP JP62183973A patent/JPH0793255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6428821A (en) | 1989-01-31 |
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