JPH08314155A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH08314155A JPH08314155A JP12111395A JP12111395A JPH08314155A JP H08314155 A JPH08314155 A JP H08314155A JP 12111395 A JP12111395 A JP 12111395A JP 12111395 A JP12111395 A JP 12111395A JP H08314155 A JPH08314155 A JP H08314155A
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- JP
- Japan
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- silicon
- pattern
- thin film
- polymer film
- chamber
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 紫外線、電子線、Ｘ線を用いたリソグラフィ
において、安全性ならびにスループットの高いドライプ
ロセスによるパターン形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 酸化性雰囲気中における電離放射線照射によ
りたやすく酸化され、かつ、真空中でたやすく昇華する
か、あるいは、真空中ないしは不活性ガス中における光
照射により分解ならびに蒸発する性質を有する、ポリシ
ラン、シランとスルホンとの共重合体、側鎖に珪素を含
むポリメタクリレート誘導体ないしは側鎖に珪素を含む
ポリオレフィン誘導体をレジストに用いて、パターン露
光による選択的酸化と、引き続き行なう排気、ないしは
非酸化性雰囲気中での光照射により、未露光部のレジス
トを除去する。
において、安全性ならびにスループットの高いドライプ
ロセスによるパターン形成方法を提供することを目的と
する。 【構成】 酸化性雰囲気中における電離放射線照射によ
りたやすく酸化され、かつ、真空中でたやすく昇華する
か、あるいは、真空中ないしは不活性ガス中における光
照射により分解ならびに蒸発する性質を有する、ポリシ
ラン、シランとスルホンとの共重合体、側鎖に珪素を含
むポリメタクリレート誘導体ないしは側鎖に珪素を含む
ポリオレフィン誘導体をレジストに用いて、パターン露
光による選択的酸化と、引き続き行なう排気、ないしは
非酸化性雰囲気中での光照射により、未露光部のレジス
トを除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の製造等にお
けるパターン形成方法に関するものである。
けるパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造において、リソグラフ
ィはあらゆる材料の加工に必要なパターン形成技術であ
る。従って、製造プロセス全体のコストダウンを実現す
るには、このリソグラフィ工程の設備コスト・プロセス
コストの低減及び、スループット向上が必須となる。こ
のような流れから、レジストプロセスのドライ化、セミ
ドライ化が近年活発に研究され始めた。これが実現され
れば、ウエハを液体につけたり、乾燥させたりする必要
がなくなるので、各々の工程を行なう反応室を接続させ
ることにより、クリーンルームのように大がかりな設備
がなくとも作業を行なうことが可能になる。また、次工
程であるドライエッチングとの整合性も良く、リソグラ
フィとドライエッチングを続けて行なえるため、スルー
プットが向上する。
ィはあらゆる材料の加工に必要なパターン形成技術であ
る。従って、製造プロセス全体のコストダウンを実現す
るには、このリソグラフィ工程の設備コスト・プロセス
コストの低減及び、スループット向上が必須となる。こ
のような流れから、レジストプロセスのドライ化、セミ
ドライ化が近年活発に研究され始めた。これが実現され
れば、ウエハを液体につけたり、乾燥させたりする必要
がなくなるので、各々の工程を行なう反応室を接続させ
ることにより、クリーンルームのように大がかりな設備
がなくとも作業を行なうことが可能になる。また、次工
程であるドライエッチングとの整合性も良く、リソグラ
フィとドライエッチングを続けて行なえるため、スルー
プットが向上する。
【０００３】一方、加工寸法の微細化に伴い露光光の短
波長化が進み、焦点深度に余裕が少なくなってきてい
る。これを解決するため、極薄膜を従来のリソグラフィ
で加工し、そのパターンを異方性ドライエッチングで下
地層に転写するという多層レジスト法の利用が検討され
ている。珪素含有材料は、異方性の高い酸素反応性イオ
ンエッチングに対してマスクとして働くため、しばしば
この多層レジストの上層に用いられる。
波長化が進み、焦点深度に余裕が少なくなってきてい
る。これを解決するため、極薄膜を従来のリソグラフィ
で加工し、そのパターンを異方性ドライエッチングで下
地層に転写するという多層レジスト法の利用が検討され
ている。珪素含有材料は、異方性の高い酸素反応性イオ
ンエッチングに対してマスクとして働くため、しばしば
この多層レジストの上層に用いられる。
【０００４】珪素含有材料を用いたリソグラフィのドラ
イ化の例では、ＡＴ＆Ｔが発表したポリシランの選択酸
化が最も一般的である。この方法ではまず、酸素ガス中
でポリシラン薄膜にパターン露光を行なう。するとその
露光部のポリシランに反応が生じ、珪素が酸化する。次
にハロゲン系のガスを用いたドライエッチングを施す
と、酸化した珪素と酸化していない珪素ではエッチング
速度が異なるため、未露光部のみが除去される。さらに
酸素反応性イオンエッチングを行って、未露光部のパタ
ーンを下地層に転写、アスペクト比の高い微細パターン
を形成することに成功している。なお、このことはアプ
ライドフィジックスレター1993年第62巻372頁（Applied
Physics Letters, Vol.62, pp372, 1993）に記載され
ている。
イ化の例では、ＡＴ＆Ｔが発表したポリシランの選択酸
化が最も一般的である。この方法ではまず、酸素ガス中
でポリシラン薄膜にパターン露光を行なう。するとその
露光部のポリシランに反応が生じ、珪素が酸化する。次
にハロゲン系のガスを用いたドライエッチングを施す
と、酸化した珪素と酸化していない珪素ではエッチング
速度が異なるため、未露光部のみが除去される。さらに
酸素反応性イオンエッチングを行って、未露光部のパタ
ーンを下地層に転写、アスペクト比の高い微細パターン
を形成することに成功している。なお、このことはアプ
ライドフィジックスレター1993年第62巻372頁（Applied
Physics Letters, Vol.62, pp372, 1993）に記載され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来法では上に述べた
ように、下地層の上に形成された珪素含有層の現像にハ
ロゲンないしはハロゲン化物をエッチングガスとするド
ライエッチングすなわちプラズマ現像を行なっている。
この場合、（１）排気、ガス導入、フラッシング等が複
数回必要になり、スループットが悪くなる、（２）ガス
が人体に有害なため、処理設備が必要である、（３）ガ
スが装置にダメージを与え使用期間が短くなる可能性が
ある、といった問題点がある。
ように、下地層の上に形成された珪素含有層の現像にハ
ロゲンないしはハロゲン化物をエッチングガスとするド
ライエッチングすなわちプラズマ現像を行なっている。
この場合、（１）排気、ガス導入、フラッシング等が複
数回必要になり、スループットが悪くなる、（２）ガス
が人体に有害なため、処理設備が必要である、（３）ガ
スが装置にダメージを与え使用期間が短くなる可能性が
ある、といった問題点がある。
【０００６】本発明が解決しようとする目的は、現像工
程におけるスループットと安全性の向上を図ったパター
ン形成方法を提供することである。
程におけるスループットと安全性の向上を図ったパター
ン形成方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、珪素含有
感光層に分解・蒸発しやすいポリマを用い、この層の選
択酸化を行なったのち、雰囲気を真空に保って未露光部
を蒸発させる、あるいは、非酸化性雰囲気中で全面に電
離放射線照射を行なって未露光部を蒸発させることによ
り達成される。
感光層に分解・蒸発しやすいポリマを用い、この層の選
択酸化を行なったのち、雰囲気を真空に保って未露光部
を蒸発させる、あるいは、非酸化性雰囲気中で全面に電
離放射線照射を行なって未露光部を蒸発させることによ
り達成される。
【０００８】
【作用】ポリシラン、珪素を側鎖に含むポリメタクリレ
ートないしはポリオレフィン誘導体、ないしはシランと
スルホンとの共重合体においては、これらの材料に強い
レーザ光を照射するとアブレーションを起こすことが報
告されている。このことはアプライドフィジックスレタ
ー1987年第50巻1042頁（Applied Physics Letters, Vo
l.50, p1042(1987)）、ジャーナルオブフォトポリマサ
イエンスアンドテクノロジー1994年第7巻607頁（Journa
l of Photo-polymer Science and Technology, Vol.7,
p607(1994)）、及びケミカルフィジックスレター1992年
第194巻203頁（Chemical Physics Letters, Vol.194, p
203(1992)）等に記載されている。これらの材料を詳細
に検討したところ、真空中ではポリマ膜厚が減少するこ
とが分かった。これらの知見をもとに、本方法の作用を
説明する。
ートないしはポリオレフィン誘導体、ないしはシランと
スルホンとの共重合体においては、これらの材料に強い
レーザ光を照射するとアブレーションを起こすことが報
告されている。このことはアプライドフィジックスレタ
ー1987年第50巻1042頁（Applied Physics Letters, Vo
l.50, p1042(1987)）、ジャーナルオブフォトポリマサ
イエンスアンドテクノロジー1994年第7巻607頁（Journa
l of Photo-polymer Science and Technology, Vol.7,
p607(1994)）、及びケミカルフィジックスレター1992年
第194巻203頁（Chemical Physics Letters, Vol.194, p
203(1992)）等に記載されている。これらの材料を詳細
に検討したところ、真空中ではポリマ膜厚が減少するこ
とが分かった。これらの知見をもとに、本方法の作用を
説明する。
【０００９】まず、上記の珪素含有ポリマの薄膜を下地
層の上に形成し、酸素ガス中でパターン露光を行なう。
すると、露光部ではポリマが分解すると同時に珪素が酸
素と反応し、酸化珪素が形成される。このようにして潜
像を形成した後排気を行ない、真空を保つか、あるいは
非酸化雰囲気中で全面に電離放射線を照射すると、未露
光部のポリマは分解・蒸発し、除去される。一方、薄膜
の露光部は安定な酸化珪素が生成しているため、除去さ
れない。
層の上に形成し、酸素ガス中でパターン露光を行なう。
すると、露光部ではポリマが分解すると同時に珪素が酸
素と反応し、酸化珪素が形成される。このようにして潜
像を形成した後排気を行ない、真空を保つか、あるいは
非酸化雰囲気中で全面に電離放射線を照射すると、未露
光部のポリマは分解・蒸発し、除去される。一方、薄膜
の露光部は安定な酸化珪素が生成しているため、除去さ
れない。
【００１０】このようにして、安全かつ簡便な方法で珪
素含有層にパターンを形成する事ができる。ここで電離
放射線とは、可視光及びそれより波長の短い光、Ｘ線、
γ線、電子線、荷電粒子線等、電離作用を有する電磁波
をさす。
素含有層にパターンを形成する事ができる。ここで電離
放射線とは、可視光及びそれより波長の短い光、Ｘ線、
γ線、電子線、荷電粒子線等、電離作用を有する電磁波
をさす。
【００１１】さらに、下地層に珪素を含まないレジスト
材料を用い、上記の方法で形成した珪素含有層のパター
ンをマスクとして酸素反応性イオンエッチングを行なえ
ば、下地層に所望のパターンを転写することができる。
材料を用い、上記の方法で形成した珪素含有層のパター
ンをマスクとして酸素反応性イオンエッチングを行なえ
ば、下地層に所望のパターンを転写することができる。
【００１２】
（実施例１）以下、本発明の一実施例を図１に従って説
明する。
明する。
【００１３】図１において、１はカーボン基板、２はカ
ーボン基板１の上に形成した厚さ０．１μｍの珪素含有
ポリマ膜、３は波長が２４８ｎｍ、ポリマ膜２の上で強
度が１００ｍＪ／ｃｍ2、０．３μｍライン・アンド・
スペースのパターンを有するレーザ光、４は酸化した珪
素含有ポリマ膜、５はステージ、６はサンプル挿入口、
７は露光用チャンバ、８、９、１０はゲートバルブ、１
１は酸素反応性イオンエッチング用真空チャンバ、１２
はターボ分子ポンプ、１３は酸素ガス、１４は真空バル
ブ、１５はステージ、１６は対向電極、１７は高周波電
源、１８は酸素ガスプラズマ、１９はカーボン基板に形
成されたパターンである。本実施例では珪素含有ポリマ
膜２として、スピン塗布法により作成したポリ（３−ブ
テニルトリメチルシラン スルホン）膜を用いた。
ーボン基板１の上に形成した厚さ０．１μｍの珪素含有
ポリマ膜、３は波長が２４８ｎｍ、ポリマ膜２の上で強
度が１００ｍＪ／ｃｍ2、０．３μｍライン・アンド・
スペースのパターンを有するレーザ光、４は酸化した珪
素含有ポリマ膜、５はステージ、６はサンプル挿入口、
７は露光用チャンバ、８、９、１０はゲートバルブ、１
１は酸素反応性イオンエッチング用真空チャンバ、１２
はターボ分子ポンプ、１３は酸素ガス、１４は真空バル
ブ、１５はステージ、１６は対向電極、１７は高周波電
源、１８は酸素ガスプラズマ、１９はカーボン基板に形
成されたパターンである。本実施例では珪素含有ポリマ
膜２として、スピン塗布法により作成したポリ（３−ブ
テニルトリメチルシラン スルホン）膜を用いた。
【００１４】初めにサンプル挿入口６を開き、チャンバ
７内のステージ５に、珪素含有ポリマ膜２をその表面に
堆積させたカーボン基板１を装着した。次に珪素含有ポ
リマ膜２の表面にレーザ光３による露光を１秒間行なっ
たところ、露光部のポリマが分解、大気中の酸素と反応
し、酸化珪素を生じた。この結果、酸化した珪素含有ポ
リマ膜４のパターンが得られた。
７内のステージ５に、珪素含有ポリマ膜２をその表面に
堆積させたカーボン基板１を装着した。次に珪素含有ポ
リマ膜２の表面にレーザ光３による露光を１秒間行なっ
たところ、露光部のポリマが分解、大気中の酸素と反応
し、酸化珪素を生じた。この結果、酸化した珪素含有ポ
リマ膜４のパターンが得られた。
【００１５】次にゲートバルブ８を開き、カーボン基板
１を真空チャンバ１１に搬送し、ステージ１５に装着し
た後、ゲートバルブ８を閉じた。その後ゲートバルブ９
を開いてターボ分子ポンプ１２により真空チャンバ１１
を１×１０-6Ｐａ以下の圧力に排気し、その真空度を１
時間保ったところ、レーザ光３が照射されなかった部分
の珪素含有ポリマが分解・蒸発し、カーボン基板表面に
は酸化した珪素含有ポリマ膜４のパターンが残った。こ
の作用には圧力依存性があり、真空度が高い、すなわち
圧力が低いほど、ポリマの除去にかかる時間は短くな
る。１×１０-6Ｐａを越えた圧力では、未露光部の珪素
含有ポリマ膜厚の減少は観測されなかった。一方、１×
１０-7Ｐａ程度の圧力では、４０分で除去できた。
１を真空チャンバ１１に搬送し、ステージ１５に装着し
た後、ゲートバルブ８を閉じた。その後ゲートバルブ９
を開いてターボ分子ポンプ１２により真空チャンバ１１
を１×１０-6Ｐａ以下の圧力に排気し、その真空度を１
時間保ったところ、レーザ光３が照射されなかった部分
の珪素含有ポリマが分解・蒸発し、カーボン基板表面に
は酸化した珪素含有ポリマ膜４のパターンが残った。こ
の作用には圧力依存性があり、真空度が高い、すなわち
圧力が低いほど、ポリマの除去にかかる時間は短くな
る。１×１０-6Ｐａを越えた圧力では、未露光部の珪素
含有ポリマ膜厚の減少は観測されなかった。一方、１×
１０-7Ｐａ程度の圧力では、４０分で除去できた。
【００１６】この真空放置を利用したポリマ除去の特長
は、潜像形成と次工程との間に特別な設備が不要である
ということにある。
は、潜像形成と次工程との間に特別な設備が不要である
ということにある。
【００１７】さらに２×１０-7Ｐａ以下の圧力に排気し
た後、バルブ１４を開いて酸素ガスをチャンバ１１内に
導入し、酸素流量３０ｓｃｃｍ、酸素圧力１．３Ｐａ、
パワー１００Ｗの条件で、反応性イオンエッチングを行
なって、酸素ガスプラズマ１８によりカーボンをエッチ
ングし、カーボン基板に形成されたパターン１９を得
た。
た後、バルブ１４を開いて酸素ガスをチャンバ１１内に
導入し、酸素流量３０ｓｃｃｍ、酸素圧力１．３Ｐａ、
パワー１００Ｗの条件で、反応性イオンエッチングを行
なって、酸素ガスプラズマ１８によりカーボンをエッチ
ングし、カーボン基板に形成されたパターン１９を得
た。
【００１８】なお、ポリ（３−ブテニルトリメチルシラ
ン スルホン）のかわりにポリ（３−メチル−３−ブテ
ニルトリメチルシラン スルホン）を用いてもパターン
９を得ることが可能であった。解像度においては前者が
優れており、パターンエッジのラフネスが少ない。一
方、感度は後者のほうが高く、こちらを用いた場合、必
要なレーザ光３の照射時間は０．５秒である。また一般
に、ポリシラン、シランとスルホンとの共重合体、側鎖
に珪素を含むポリメタクリレート誘導体、ないしは側鎖
に珪素を含むポリオレフィン誘導体を用いることができ
た。
ン スルホン）のかわりにポリ（３−メチル−３−ブテ
ニルトリメチルシラン スルホン）を用いてもパターン
９を得ることが可能であった。解像度においては前者が
優れており、パターンエッジのラフネスが少ない。一
方、感度は後者のほうが高く、こちらを用いた場合、必
要なレーザ光３の照射時間は０．５秒である。また一般
に、ポリシラン、シランとスルホンとの共重合体、側鎖
に珪素を含むポリメタクリレート誘導体、ないしは側鎖
に珪素を含むポリオレフィン誘導体を用いることができ
た。
【００１９】（実施例２）以下、本発明の一実施例を図
２及び図３に従って説明する。
２及び図３に従って説明する。
【００２０】図２及び図３において、２０はシリコン基
板、２１は２０の上に形成した厚さ１μｍのノボラック
樹脂膜、２２は２１の上に形成した厚さ０．２μの珪素
含有ポリマ膜、２３は波長が２４８ｎｍ、ポリマ膜２２
の上で強度が１００ｍＪ／ｃｍ2、０．３μｍライン・
アンド・スペースのパターンを有するレーザ光、２４は
チャンバ内に導入された酸素ガス分子、２５は酸化した
珪素含有ポリマ薄膜、２６は水銀ランプ、２７は水銀ラ
ンプから発せられた波長２００から５００ｎｍ、強度が
ポリマ膜２２の表面上で５ｍＷ／ｃｍ2になる紫外光、
２８は分解・蒸発した珪素含有ポリマのフラグメント、
２９はノボラック樹脂膜に形成されたパターン、３０、
３１、３２、３３、３４はゲートバルブ、３５は露光・
現像用真空チャンバ、３６は酸素反応性イオンエッチン
グ用真空チャンバ、３７、３８はターボ分子ポンプ、３
９、４０は真空バルブ、４１は酸素ガス、４２、４３は
ステージ、４４は対向電極、４５は酸素ガスプラズマ、
４６は高周波電源である。本実施例では珪素含有ポリマ
膜として、スピン塗布により形成したポリ（３−メチル
−３−ブテニルトリメチルシラン スルホン）膜を用い
た。
板、２１は２０の上に形成した厚さ１μｍのノボラック
樹脂膜、２２は２１の上に形成した厚さ０．２μの珪素
含有ポリマ膜、２３は波長が２４８ｎｍ、ポリマ膜２２
の上で強度が１００ｍＪ／ｃｍ2、０．３μｍライン・
アンド・スペースのパターンを有するレーザ光、２４は
チャンバ内に導入された酸素ガス分子、２５は酸化した
珪素含有ポリマ薄膜、２６は水銀ランプ、２７は水銀ラ
ンプから発せられた波長２００から５００ｎｍ、強度が
ポリマ膜２２の表面上で５ｍＷ／ｃｍ2になる紫外光、
２８は分解・蒸発した珪素含有ポリマのフラグメント、
２９はノボラック樹脂膜に形成されたパターン、３０、
３１、３２、３３、３４はゲートバルブ、３５は露光・
現像用真空チャンバ、３６は酸素反応性イオンエッチン
グ用真空チャンバ、３７、３８はターボ分子ポンプ、３
９、４０は真空バルブ、４１は酸素ガス、４２、４３は
ステージ、４４は対向電極、４５は酸素ガスプラズマ、
４６は高周波電源である。本実施例では珪素含有ポリマ
膜として、スピン塗布により形成したポリ（３−メチル
−３−ブテニルトリメチルシラン スルホン）膜を用い
た。
【００２１】初めにゲートバルブ３０を開き、チャンバ
３５内のステージ４２に、図２（ａ）に示すノボラック
樹脂膜２１、珪素含有ポリマ膜２２を堆積させたシリコ
ン基板２０を装着した。次にゲートバルブ３０閉め、ゲ
ートバルブ３１を開き、ターボ分子ポンプ３７を作動さ
せチャンバ３５内を１×１０-3Ｐａ以下まで排気した
後、ゲートバルブ３１を閉め、バルブ３９を開いて酸素
ガス４１をチャンバ３５内の酸素ガスの圧力が１０Ｐａ
になるまで導入した。
３５内のステージ４２に、図２（ａ）に示すノボラック
樹脂膜２１、珪素含有ポリマ膜２２を堆積させたシリコ
ン基板２０を装着した。次にゲートバルブ３０閉め、ゲ
ートバルブ３１を開き、ターボ分子ポンプ３７を作動さ
せチャンバ３５内を１×１０-3Ｐａ以下まで排気した
後、ゲートバルブ３１を閉め、バルブ３９を開いて酸素
ガス４１をチャンバ３５内の酸素ガスの圧力が１０Ｐａ
になるまで導入した。
【００２２】次に珪素含有ポリマ膜２２の表面にレーザ
光２３の露光を１秒間行なったところ、図２（ｂ）に示
すように露光部のポリマが分解すると同時に、大気中の
酸素と反応し、酸化珪素を生じた。
光２３の露光を１秒間行なったところ、図２（ｂ）に示
すように露光部のポリマが分解すると同時に、大気中の
酸素と反応し、酸化珪素を生じた。
【００２３】次にバルブ３１を開き、ターボ分子ポンプ
３７によりチャンバ３５を１×１０-6Ｐａ以下の圧力に
排気した後、水銀ランプ２６を作動させ、紫外光２７を
２０秒間、珪素含有ポリマ膜表面に全面照射したとこ
ろ、レーザ光に露光しなかった部分の珪素含有ポリマが
分解・蒸発し、そのフラグメント２８を生じた。この結
果、ノボラック樹脂膜２１上には酸化した珪素含有ポリ
マ膜２５のみが残った。
３７によりチャンバ３５を１×１０-6Ｐａ以下の圧力に
排気した後、水銀ランプ２６を作動させ、紫外光２７を
２０秒間、珪素含有ポリマ膜表面に全面照射したとこ
ろ、レーザ光に露光しなかった部分の珪素含有ポリマが
分解・蒸発し、そのフラグメント２８を生じた。この結
果、ノボラック樹脂膜２１上には酸化した珪素含有ポリ
マ膜２５のみが残った。
【００２４】このポリマ除去に光照射を用いた時の特長
は、短時間で現像できることであり、高いスループット
が得られる。
は、短時間で現像できることであり、高いスループット
が得られる。
【００２５】次にゲートバルブ３３を開き、ターボ分子
ポンプ３８によって真空チャンバ３６を１×１０-6Ｐａ
以下の圧力に排気した後、ゲートバルブ３２を開き、カ
ーボン基板１を真空チャンバ３６に搬送し、ステージ４
３に装着した後、ゲートバルブ３２を閉じた。その後さ
らにターボ分子ポンプ３８により真空チャンバ３６を２
×１０-7Ｐａ以下の圧力に排気した後、バルブ４０を開
いて酸素ガス４１をチャンバ３６内に導入すると同時に
その圧力を１．３Ｐａに保ち、酸素流量３０ｓｃｃｍ、
パワー１００Ｗの条件で、反応性イオンエッチングを行
なって、酸素ガスプラズマ４５によりノボラック樹脂を
エッチングし、パターン２９を得た。
ポンプ３８によって真空チャンバ３６を１×１０-6Ｐａ
以下の圧力に排気した後、ゲートバルブ３２を開き、カ
ーボン基板１を真空チャンバ３６に搬送し、ステージ４
３に装着した後、ゲートバルブ３２を閉じた。その後さ
らにターボ分子ポンプ３８により真空チャンバ３６を２
×１０-7Ｐａ以下の圧力に排気した後、バルブ４０を開
いて酸素ガス４１をチャンバ３６内に導入すると同時に
その圧力を１．３Ｐａに保ち、酸素流量３０ｓｃｃｍ、
パワー１００Ｗの条件で、反応性イオンエッチングを行
なって、酸素ガスプラズマ４５によりノボラック樹脂を
エッチングし、パターン２９を得た。
【００２６】なお、珪素含有ポリマ膜２２として、光励
起化学蒸着法により形成した厚さ０．１μｍのポリトリ
メチルシリルメタクリレート膜を用いてもパターン２９
を得ることが可能であった。この場合、ポリマ膜の堆積
もドライプロセスで行なうため、工程はより簡略化され
る。また一般に、ポリシラン、シランとスルホンとの共
重合体、側鎖に珪素を含むポリメタクリレート誘導体、
ないしは側鎖に珪素を含むポリオレフィン誘導体を用い
ることができた。
起化学蒸着法により形成した厚さ０．１μｍのポリトリ
メチルシリルメタクリレート膜を用いてもパターン２９
を得ることが可能であった。この場合、ポリマ膜の堆積
もドライプロセスで行なうため、工程はより簡略化され
る。また一般に、ポリシラン、シランとスルホンとの共
重合体、側鎖に珪素を含むポリメタクリレート誘導体、
ないしは側鎖に珪素を含むポリオレフィン誘導体を用い
ることができた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、紫外線、Ｘ線、あるい
は電子線によるリソグラフィにおいて、これまで時間が
かかり、また、危険なエッチングガスの使用が不可欠で
あったドライ現像が簡便かつ安全に行なえるようになっ
た。そのためドライプロセス本来のメリットである、コ
スト削減・スループット向上が可能になった。
は電子線によるリソグラフィにおいて、これまで時間が
かかり、また、危険なエッチングガスの使用が不可欠で
あったドライ現像が簡便かつ安全に行なえるようになっ
た。そのためドライプロセス本来のメリットである、コ
スト削減・スループット向上が可能になった。
【図１】本発明に係るパターン形成を行うための装置の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図２】本発明に係るパターン形成工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明に係るパターン形成を行うための装置の
概略断面図である。
概略断面図である。
１・・・カーボン基板、２・・・カーボン基板１の上に形成し
た厚さ０．１μｍの珪素含有ポリマ膜、３・・・波長が２
４８ｎｍ、ポリマ膜２の上で強度が１００ｍＪ／ｃ
ｍ2、０．３μｍライン・アンド・スペースのパターン
を有するレーザ光、４・・・酸化した珪素含有ポリマ膜、
５・・・ステージ、６・・・サンプル挿入口、７・・・露光用チ
ャンバ、８、９、１０・・・ゲートバルブ、１１・・・酸素反
応性イオンエッチング用真空チャンバ、１２・・・ターボ
分子ポンプ、１３・・・酸素ガス、１４・・・真空バルブ、１
５・・・ステージ、１６・・・対向電極、１７・・・高周波電
源、１８・・・酸素ガスプラズマ、１９・・・カーボン
基板に形成されたパターン、２０・・・シリコン基板、２
１・・・２０の上に形成した厚さ１μｍのノボラック樹脂
膜、２２・・・２１の上に形成した厚さ０．２μの珪素含
有ポリマ膜、２３・・・波長が２４８ｎｍ、ポリマ膜２２
の上で強度が１００ｍＪ／ｃｍ2、０．３μｍライン・
アンド・スペースのパターンを有するレーザ光、２４・・
・チャンバ内に導入された酸素ガス分子、２５・・・酸化し
た珪素含有ポリマ薄膜、２６・・・水銀ランプ、２７・・・水
銀ランプから発せられた波長２００から５００ｎｍ、強
度がポリマ膜２２の表面上で５ｍＷ／ｃｍ2になる紫外
光、２８・・・分解・蒸発した珪素含有ポリマのフラグメ
ント、２９・・・ノボラック樹脂膜に形成されたパター
ン、３０、３１、３２、３３、３４・・・ゲートバルブ、
３５・・・露光・現像用真空チャンバ、３６・・・酸素反応性
イオンエッチング用真空チャンバ、３７、３８・・・ター
ボ分子ポンプ、３９、４０・・・真空バルブ、４１・・・酸素
ガス、４２、４３・・・ステージ、４４・・・対向電極、４５
・・・酸素ガスプラズマ、４６・・・高周波電源。
た厚さ０．１μｍの珪素含有ポリマ膜、３・・・波長が２
４８ｎｍ、ポリマ膜２の上で強度が１００ｍＪ／ｃ
ｍ2、０．３μｍライン・アンド・スペースのパターン
を有するレーザ光、４・・・酸化した珪素含有ポリマ膜、
５・・・ステージ、６・・・サンプル挿入口、７・・・露光用チ
ャンバ、８、９、１０・・・ゲートバルブ、１１・・・酸素反
応性イオンエッチング用真空チャンバ、１２・・・ターボ
分子ポンプ、１３・・・酸素ガス、１４・・・真空バルブ、１
５・・・ステージ、１６・・・対向電極、１７・・・高周波電
源、１８・・・酸素ガスプラズマ、１９・・・カーボン
基板に形成されたパターン、２０・・・シリコン基板、２
１・・・２０の上に形成した厚さ１μｍのノボラック樹脂
膜、２２・・・２１の上に形成した厚さ０．２μの珪素含
有ポリマ膜、２３・・・波長が２４８ｎｍ、ポリマ膜２２
の上で強度が１００ｍＪ／ｃｍ2、０．３μｍライン・
アンド・スペースのパターンを有するレーザ光、２４・・
・チャンバ内に導入された酸素ガス分子、２５・・・酸化し
た珪素含有ポリマ薄膜、２６・・・水銀ランプ、２７・・・水
銀ランプから発せられた波長２００から５００ｎｍ、強
度がポリマ膜２２の表面上で５ｍＷ／ｃｍ2になる紫外
光、２８・・・分解・蒸発した珪素含有ポリマのフラグメ
ント、２９・・・ノボラック樹脂膜に形成されたパター
ン、３０、３１、３２、３３、３４・・・ゲートバルブ、
３５・・・露光・現像用真空チャンバ、３６・・・酸素反応性
イオンエッチング用真空チャンバ、３７、３８・・・ター
ボ分子ポンプ、３９、４０・・・真空バルブ、４１・・・酸素
ガス、４２、４３・・・ステージ、４４・・・対向電極、４５
・・・酸素ガスプラズマ、４６・・・高周波電源。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２Ａ 21/302 Ｈ (72)発明者 田中 稔彦 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 橘 浩昭 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 松本 睦良 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】下地層の上に珪素を含むポリマからなる薄
膜を形成する工程と、酸素分子を該薄膜表面に吸着させ
た後に不活性ガスないしは真空中で、所望のパターンを
有する電離放射線を該薄膜に照射する工程と、雰囲気の
圧力を大気圧未満に保つことにより、該電離放射線の未
照射部の該薄膜を蒸発せしめる工程とを含むことを特徴
とするパターン形成方法。 - 【請求項２】請求項１に記載のパターン形成方法におい
て、上記雰囲気の圧力は１０-6Ｐａ以下であることを特
徴とするパターン形成方法。 - 【請求項３】下地層の上に珪素を含むポリマからなる薄
膜を形成する工程と、酸素分子を該薄膜表面に吸着させ
た後に不活性ガスないしは真空中で、所望のパターンを
有する第一の電離放射線を該薄膜に照射する第一の露光
工程と、真空中ないしは不活性ガス中で第二の電離放射
線を該薄膜全面に照射して、該第一の露光における未露
光部の該薄膜を蒸発せしめる第二の露光工程とを含むこ
とを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
パターン形成方法において、上記珪素を含むポリマは、
ポリシラン、シランとスルホンとの共重合体、側鎖に珪
素を含むポリメタクリレート誘導体ないしは側鎖に珪素
を含むポリオレフィン誘導体であることを特徴とするパ
ターン形成方法。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
パターン形成方法において、上記下地層の上に形成され
たパターンを有する上記薄膜をマスクとして下地層のエ
ッチングを行なって下地層に所望のパターンを形成する
工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項６】請求項５に記載のパターン形成方法におい
て、上記エッチングは酸素反応性イオンエッチングであ
ることを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12111395A JP3520312B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12111395A JP3520312B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08314155A true JPH08314155A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3520312B2 JP3520312B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=14803210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12111395A Expired - Lifetime JP3520312B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3520312B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021513677A (ja) * | 2018-01-31 | 2021-05-27 | ネーデルランドセ オルガニサティエ フォール トエゲパスト−ナトールヴェテンシャッペリク オンデルゾエク ティエヌオー | 微細な線及びパターンを生成し且つ焼結する為の方法及び装置 |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP12111395A patent/JP3520312B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021513677A (ja) * | 2018-01-31 | 2021-05-27 | ネーデルランドセ オルガニサティエ フォール トエゲパスト−ナトールヴェテンシャッペリク オンデルゾエク ティエヌオー | 微細な線及びパターンを生成し且つ焼結する為の方法及び装置 |
| US11691199B2 (en) | 2018-01-31 | 2023-07-04 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Method and apparatus for creating and sintering fine lines and patterns |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3520312B2 (ja) | 2004-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040106 |
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| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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