JPH081884B2 - Method of forming resist pattern - Google Patents
Method of forming resist patternInfo
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- JPH081884B2 JPH081884B2 JP62089539A JP8953987A JPH081884B2 JP H081884 B2 JPH081884 B2 JP H081884B2 JP 62089539 A JP62089539 A JP 62089539A JP 8953987 A JP8953987 A JP 8953987A JP H081884 B2 JPH081884 B2 JP H081884B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子ビーム露光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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a resist pattern using electron beam exposure.
従来の技術 半導体装置のパターンが微細化されるにつれて、電子
ビーム露光がパターン形成に採用されるようになった。
また、解像度の向上および基板の凹凸の影響の軽減を意
図し、レジストを多層構造とする配慮も払われている。
さらに、多層構造レジスト膜を使用した電子ビーム露光
においては下層レジストの膜厚が大であると入射電子に
より下層レジストが帯電し、電子ビームが曲げられて描
画パターンの位置ずれが発生するため、レジスト間に導
電性を持つシリコン(Si)薄膜を配置し、下層レジスト
の帯電を防止する対策が講じられている。2. Description of the Related Art As semiconductor device patterns have become finer, electron beam exposure has come to be used for pattern formation.
Further, in order to improve the resolution and reduce the influence of the unevenness of the substrate, consideration is given to making the resist a multilayer structure.
Further, in electron beam exposure using a multi-layered resist film, if the thickness of the lower layer resist is large, the lower layer resist is charged by the incident electrons, and the electron beam is bent to cause misalignment of the drawing pattern. A conductive silicon (Si) thin film is placed in between to prevent the lower layer resist from being charged.
発明が解決しようとする問題点 このような従来の方法では、多層構造のレジスト間に
本来は不必要である導電性のSi薄膜を形成しなければな
らず、また、Si薄膜の形成のためにプラズマCVDあるい
は蒸着などの処理を施す必要があり、これらの工程が、
塗布,熱処理工程などからなるホトレジスト工程とは異
質なものであるため工程が複雑化する問題があった。Problems to be Solved by the Invention In such a conventional method, it is necessary to form an electrically conductive Si thin film, which is originally unnecessary, between resists having a multi-layer structure. It is necessary to perform processing such as plasma CVD or vapor deposition, and these steps are
Since it is different from the photoresist process including coating and heat treatment processes, there is a problem that the process becomes complicated.
問題点を解決するための手段 本発明は、このような問題点の排除を意図してなされ
たものであり、基板上に少なくともポリスチレンスルホ
ン酸アンモニウム膜を塗布したのち、前記ポリスチレン
スルホン酸アンモニウム膜に熱処理を施し、次いで、電
子ビーム露光処理、現像処理を施して、前記ポリスチレ
ンスルホン酸アンモニウム膜にパターンを形成するレジ
ストパターンの形成方法である。Means for Solving the Problems The present invention has been made in order to eliminate such problems, and after coating at least an ammonium polystyrenesulfonate film on a substrate, the ammonium polystyrenesulfonate film is applied. This is a method of forming a resist pattern in which heat treatment is performed, and then electron beam exposure treatment and development treatment are performed to form a pattern on the ammonium polystyrene sulfonate film.
作用 本発明のレジストパターンの形成方法によれば、Si薄
膜を用いることなく帯電現象を防止することが可能とな
り、パターンの歪み,位置ずれのない高精度のレジスト
パターンが実現される。Effect According to the resist pattern forming method of the present invention, the charging phenomenon can be prevented without using a Si thin film, and a highly accurate resist pattern free from pattern distortion and positional deviation can be realized.
実施例 以下に第1図〜第5図を参照して本発明のレジストパ
ターンの形成方法について詳しく説明する。Example Hereinafter, the method for forming a resist pattern of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
第1図は、本発明のレジストパターンの形成方法の第
1の実施例を説明するための図であり、この方法におい
て、先ず、半絶縁性GaAs基板1の表面上に導電性高分子
薄膜2としてポリスチレンスルホン酸アンモニウム膜を
形成する。この薄膜の形成は、ポリスチレンスルホン酸
アンモニウム水溶液を4000rpmの条件で回転塗布し、こ
ののち、窒素(N2)雰囲気中で200℃、30分間の熱処理
を施すことによって行った。次に、加速電圧が25kVの電
子ビーム3を用いて露光量120μc/cm2で電子ビーム露光
を行う〔第1図(a)〕。このようにして所定のパター
ン露光がなされた薄膜をメチルアルコール中で10秒間の
現像することによってパターン4が形成される〔第1図
(b)〕。FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of a method for forming a resist pattern of the present invention. In this method, first, a conductive polymer thin film 2 is formed on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 1. As a film, an ammonium polystyrene sulfonate film is formed. This thin film was formed by spin-coating an aqueous solution of ammonium polystyrene sulfonate at 4000 rpm and then performing heat treatment at 200 ° C. for 30 minutes in a nitrogen (N 2 ) atmosphere. Next, electron beam exposure is performed using an electron beam 3 having an accelerating voltage of 25 kV with an exposure amount of 120 μc / cm 2 [FIG. 1 (a)]. Pattern 4 is formed by developing the thin film that has been subjected to the predetermined pattern exposure in methyl alcohol for 10 seconds [FIG. 1 (b)].
以上の処理を経て形成したパターンには、歪みあるい
は位置ずれはまったく見られなかった。No distortion or misalignment was found in the pattern formed through the above processing.
なお、上記と同様に半絶縁性GaAs基板を用い、レジス
トとしてPMMA(ポリメチルメタクリレート)を用いた場
合、電子ビーム露光、現像後のパターンには、大きなパ
ターン歪み、位置ずれの生じることが確認された。When a semi-insulating GaAs substrate was used and PMMA (polymethylmethacrylate) was used as the resist, it was confirmed that the pattern after electron beam exposure and development had large pattern distortion and misalignment. It was
ところで、ポリスチレンスルホン酸アンモニウムの構
造は第2図で示すようにポリスチレンスルホン酸のアニ
オン基と正電荷を帯びたアンモニウム基の塩とからなる
ものであって、イオン伝導性を有している。また、アン
モニウム基は、窒素と水素とから構成され、金属を含ま
ないため、半導体基板を汚染するおそれがなく、半導体
装置の製造工程におけるレジストパターンの形成に特に
好適である。勿論、アンモニウム基以外の他の正電荷を
帯びた基を用いることもできる。By the way, as shown in FIG. 2, the structure of ammonium polystyrene sulfonate is composed of an anion group of polystyrene sulfonate and a salt of a positively charged ammonium group, and has ion conductivity. Further, the ammonium group is composed of nitrogen and hydrogen and does not contain a metal, so that there is no possibility of contaminating the semiconductor substrate, and it is particularly suitable for forming a resist pattern in a manufacturing process of a semiconductor device. Of course, a group having a positive charge other than the ammonium group can be used.
第3図は、熱処理温度を変化させた場合のポリスチレ
ンスルホン酸アンモニウム膜のシート抵抗の変化とスパ
ッタ蒸着で形成したSi膜のシート抵抗とを示した図であ
る。この図から明らかなように、ポリスチレンスルホン
酸アンモニウム膜のシート抵抗は、熱処理温度の上昇に
つれて高くなる。しかしながら、200℃の熱処理温度で
は、6×107Ω/□のシート抵抗が得られており、スパ
ッタ蒸着で形成したSi膜のシート抵抗よりもわずかに大
きい程度である。したがって、電子ビーム露光時に入射
する電子を放電させるのに十分な低い抵抗値が得られて
おり、入射電子が帯電することはない。FIG. 3 is a diagram showing changes in the sheet resistance of the ammonium polystyrenesulfonate film when the heat treatment temperature is changed and the sheet resistance of the Si film formed by sputter deposition. As is clear from this figure, the sheet resistance of the ammonium polystyrene sulfonate film increases as the heat treatment temperature increases. However, at a heat treatment temperature of 200 ° C., a sheet resistance of 6 × 10 7 Ω / □ is obtained, which is slightly higher than the sheet resistance of the Si film formed by sputter deposition. Therefore, a resistance value low enough to discharge the incident electrons at the time of electron beam exposure is obtained, and the incident electrons are not charged.
第4図は、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム膜を
メチルアルコールで10秒間現像した場合の感度曲線を示
す図であり、感度100μC/cm2、γ値1.5が得られた。な
お、メチルアルコールにかえて水を用いることもでき
る。また、解像度としては、0.4μmのラインアンドス
ペースが得られた。FIG. 4 is a diagram showing a sensitivity curve when the ammonium polystyrenesulfonate film was developed with methyl alcohol for 10 seconds, and a sensitivity of 100 μC / cm 2 and a γ value of 1.5 were obtained. Water can be used instead of methyl alcohol. As the resolution, a line and space of 0.4 μm was obtained.
第5図は、基板としてシリコン基板を用いるととも
に、この基板上に最上層がポリスチレンスルホン酸アン
モニウム膜である3層レジストを形成し、これをパター
ニンする他の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment in which a silicon substrate is used as a substrate, a three-layer resist having a polystyrene polystyrene sulfonate film as an uppermost layer is formed on the substrate, and the resist is patterned.
この方法では、シリコン基板5を準備し、先ず、この
上に有機薄膜6としてノボラック系ポジ形レジスト膜を
2μmの厚さに塗布し、270℃,30分の熱処理を施す。次
いで、塗布シリコン酸化膜(SOG)7を1μmの厚さに
塗布し、250℃,30分の熱処理を施す。さらに、導電性高
分子膜2としてポリスチレンスルホン酸アンモニウム膜
を0.5μmの厚さに塗布し、200℃,30分の熱処理を施す
〔第5図(a)〕。In this method, a silicon substrate 5 is prepared, and a novolac-based positive resist film is applied thereon as an organic thin film 6 to a thickness of 2 μm, and heat treatment is performed at 270 ° C. for 30 minutes. Next, a coated silicon oxide film (SOG) 7 is coated to a thickness of 1 μm and heat-treated at 250 ° C. for 30 minutes. Further, a polystyrene sulfonate ammonium film is applied as the conductive polymer film 2 to a thickness of 0.5 μm, and heat treatment is performed at 200 ° C. for 30 minutes [FIG. 5 (a)].
次に、露光量120μC/cm2で電子ビーム露光を行い、メ
チルアルコールを用いて現像を行い、パターン4を形成
する〔第5図(b)〕。最後に、導電性高分子膜2をマ
スクとして、CHF3/O2プラズマエッチングにより塗布シ
リコン酸化膜7を選択的に除去し、さらに、塗布シリコ
ン酸化膜7をマスクとして、O2プラズマを用いて有機薄
膜6をエッチングすることによって、パターン8を形成
する〔第5図(c)〕。このような過程を経て形成され
たパターンでは、±0.1μm(3σ)という高い重ね合
せ精度がえられた。なお、3層レジストの最上層を通常
の電子ビームレジストとした場合、形成されたパターン
には帯電による位置ずれが生じ、±0.7μm(3σ)と
いう低い重ね合せ精度しかえられなかった。Next, electron beam exposure is performed at an exposure amount of 120 μC / cm 2 , and development is performed using methyl alcohol to form pattern 4 [FIG. 5 (b)]. Finally, the coated silicon oxide film 7 is selectively removed by CHF 3 / O 2 plasma etching using the conductive polymer film 2 as a mask, and further, the coated silicon oxide film 7 is used as a mask and O 2 plasma is used. A pattern 8 is formed by etching the organic thin film 6 [FIG. 5 (c)]. In the pattern formed through such a process, a high overlay accuracy of ± 0.1 μm (3σ) was obtained. When a normal electron beam resist was used as the uppermost layer of the three-layer resist, the formed pattern was misaligned due to charging, and only a low overlay accuracy of ± 0.7 μm (3σ) was obtained.
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明のレジストパ
ターンの形成方法によれば、入射電子によるレジスト膜
の帯電を排除した電子ビーム露光が可能となり、このた
め、電子ビームが曲げらえることがなく、パターン歪み
およびパターンの位置ずれのないレジストパターンを形
成することができる。EFFECTS OF THE INVENTION As is apparent from the above description, according to the resist pattern forming method of the present invention, electron beam exposure can be performed without charging the resist film with incident electrons, and therefore the electron beam can be bent. It is possible to form a resist pattern without pattern distortion and pattern displacement.
また、Si膜等の導電性被膜を使用する必要がないこと
などにより、工程を簡略化する効果も奏される。Further, since it is not necessary to use a conductive film such as a Si film, an effect of simplifying the process is also obtained.
第1図(a)および(b)は本発明のレジストパターン
の形成方法によりレジストパターンが形成される過程を
示す断面図、第2図はポリスチレンスルホン酸アンモニ
ウムの構造を示す分子構造図、第3図は熱処理温度を変
化させた場合のポリスチレンスルホン酸アンモニウム膜
のシート抵抗の変化とスパッタ蒸着で形成したSi膜のシ
ート抵抗とを示した特性図、第4図はポリスチレンスル
ホン酸アンモニウム膜をメチルアルコールで10秒間現像
した場合の感度曲線図、第5図(a)〜(c)は本発明
のレジストパターンの形成方法の他の実施例によりレジ
ストパターンが形成される過程を示す断面図である。 1……半絶縁性GaAs基板、2……導電性高分子薄膜、3
……電子ビーム、4……パターン、5……シリコン基
板、6……有機薄膜、7……塗布シリコン酸化膜、8…
…パターン。1 (a) and 1 (b) are sectional views showing a process of forming a resist pattern by the method for forming a resist pattern of the present invention, and FIG. 2 is a molecular structure diagram showing the structure of ammonium polystyrene sulfonate, and FIG. The figure is a characteristic diagram showing the change in sheet resistance of the ammonium polystyrenesulfonate film when the heat treatment temperature is changed and the sheet resistance of the Si film formed by sputter deposition. FIGS. 5A to 5C are sectional views showing a process of forming a resist pattern according to another embodiment of the resist pattern forming method of the present invention. 1 ... Semi-insulating GaAs substrate, 2 ... Conductive polymer thin film, 3
... electron beam, 4 pattern, 5 silicon substrate, 6 organic thin film, 7 coated silicon oxide film, 8
…pattern.
Claims (1)
酸アンモニウム膜を塗布したのち、前記ポリスチレンス
ルホン酸アンモニウム膜に熱処理を施し、次いで、電子
ビーム露光処理、現像処理を施して、前記ポリスチレン
スルホン酸アンモニウム膜にパターンを形成することを
特徴とするレジストパターンの形成方法。1. A coating of at least an ammonium polystyrenesulfonate film on a substrate, a heat treatment of the polystyrenesulfonate ammonium film, an electron beam exposure treatment and a development treatment of the polystyrenesulfonate ammonium film. A method for forming a resist pattern, which comprises forming a pattern.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62089539A JPH081884B2 (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Method of forming resist pattern |
US07/602,930 US5139922A (en) | 1987-04-10 | 1990-10-25 | Method of making resist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
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JP62089539A JPH081884B2 (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Method of forming resist pattern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS63254728A JPS63254728A (en) | 1988-10-21 |
JPH081884B2 true JPH081884B2 (en) | 1996-01-10 |
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ID=13973619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP62089539A Expired - Lifetime JPH081884B2 (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Method of forming resist pattern |
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JP (1) | JPH081884B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3604533A1 (en) | 2008-04-11 | 2020-02-05 | Arbutus Biopharma Corporation | Site-specific delivery of nucleic acids by combining targeting ligands with endosomolytic components |
EP3705125A1 (en) | 2007-12-04 | 2020-09-09 | Alnylam Pharmaceuticals, Inc. | Carbohydrate conjugates as delivery agents for oligonucleotides |
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JPH02103547A (en) * | 1988-10-13 | 1990-04-16 | Fujitsu Ltd | Formation of conductive layer |
Family Cites Families (3)
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JPS62272528A (en) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Fujitsu Ltd | Forming method for pattern |
JPS63181428A (en) * | 1987-01-23 | 1988-07-26 | Matsushita Electronics Corp | Formation of resist pattern |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62089539A patent/JPH081884B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPS63254728A (en) | 1988-10-21 |
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