JPS58136029A - パタ−ン形成法 - Google Patents

パタ−ン形成法

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JPS58136029A
JPS58136029A JP1766982A JP1766982A JPS58136029A JP S58136029 A JPS58136029 A JP S58136029A JP 1766982 A JP1766982 A JP 1766982A JP 1766982 A JP1766982 A JP 1766982A JP S58136029 A JPS58136029 A JP S58136029A
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JP
Japan
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resist
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intermediate layer
chalcogenide glass
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JP1766982A
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Akira Yoshikawa
昭 吉川
Yasushi Utsuki
宇津木 靖
Isao Miyata
宮田 伊三雄
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/094Multilayer resist systems, e.g. planarising layers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の固体デバイスの製法におけるパターン形成法に関する
。特に、有機高分子材料層、中間層、有機高分子レジス
ト層の3つの層を積層したいわゆる3層レジストによる
パターン形成法に関する。
従来から提案されている3層レジストは、中間層として
酸化シリコン、窒化ボロン、窒化シリコンあるいは各種
の酸化物ガラスの薄膜を用いて構成されていた。そのた
め以下のような欠点を有するものでめった。すなわちこ
れらの薄膜を基板、この場合は第1層有機高分子材料層
上に均一に薄く、且つピンホール等の欠点を含まず形成
するVCは基板温度を一定温度以上に保つて形成する必
要があり、例えば酸化/リコン(sio2) の薄膜を
いわゆるプラズマCV D法で形成する場合には、基板
温度は最低200℃にする必要がある0、このことd:
中間層形成時の第1屑布機高分子利別層の熱変形や分解
を避けるために、中間層形成前に2(10℃以上の温1
4’l了3第1層有機高分子材料層を熱処理し7なQア
ノ′1け/i:Cつないことを意味し、第1屑布機高公
了)l′Aオ]層の材料選択の枠をぜばめると共に、パ
ターン形成ツ成の最終工程での第1屑布機高分子43和
層の刷部処理を困難にするという問題があった1、光学
的にはこれらの従来の中間層材オ」の薄膜は例えば現在
ホトリンクラフイの工程で最も多用されている水銀ラン
プからの放射光である波長436 nmあるいは405
111+1の光に対して+(1:はとX7と透明であり
、したがって被加工基板表面からの反射光の影響を軽減
できす、6層構成し1→ ンストの重要な利点の1つを発揮できないもので−9つ
/こ。、電気的にはこれらの中間層制別は絶縁体であり
、したがって電子線露光に適用した場合は帯電を生じ、
良好な電子線描画を行うにあたり問題となるものであっ
た。
捷だ、これらの中間層材料の薄膜の形成速度にIE一般
に比較的低く、プロセスのスループット上の問題点を有
していた。更にはパターン形成した上部レゾスト層をエ
ツチングマスクとして中間層を反応性イオンエツチング
の手法で選択的にエツチングする際のエッチレートは比
較的低り、」二部レジスト層とのエツチング選択比も充
分でない場合が多く、このことは−F部レジスト層を充
分に薄くできないことにつながり、結局は充分な解像度
が得られ、ないという問題点かあつ/ζ。
本発明の1」的は、従来の6層レジストの構成における
中間層材料に起因するこれらの欠点を全面的に除去(−
だ中間層材料を提供し、それによってパターン形成法を
改良するにある。
すなわち本発明を概説すれば、本発明は、被加工基板の
主面」−に、有機高分子材料層、中間層、レジスト層の
6つの層を順次積層し、次に所望のパターンでの露光及
び現像処理により所望のパターンを該し/スト層に形成
し、次に上記パターン形成さり、た1/レジスト層をエ
ツチングマスクとして中間層を選択的にエツチング除去
することにより該中間層に所望のパタ一ンを形成し、次
に上記パターン形成さh7/也中間層をエツチングマス
クとして有機高分子材料層全選択的にエツチング除去す
る工程からなるパターン形成法1/cおいて、上記中間
層がカルコケナイドガラス材で゛あることを特徴とする
パターン形成法に関する。
以下、本発明を添伺図面に基づいて具体的Vこ説明する
76 添付図面(a)〜(f)は、本発明パターン形成法の基
本的工程を工程順に示す断面概要図である1、まず(a
) VC示すように最終的に所望のパターンが形成され
るべき被加工基板1の主面上に有機高分子材料層2、カ
ルコケナイドガラス層3、有機高分子レジスト層4をこ
の順に積層形成する。
次に(b)に示すように公知の方法により有機高分子レ
ジスト層4に所望のパターンを形成する。
すなわち近紫外光、紫外光、遠紫外光、電子線、X線、
イオン線等の露光源を用いて所望のパターンの露光を行
い、現像処理によりレジストパターンを形成する。した
がって本発明に適用される有機高分子レジスト材料は使
用する露光源に応じて適宜選択すればよい。次に(C)
に示すようにパターン形成された有機高分子レジスト層
をエツチングマスクとして、これにより覆わノ1でいな
い部分のカルコゲナイドガラス材でなる中間層をエツチ
ング除去する。これにより中間層としてのカルコゲナイ
ドガラス層に所望のパ゛ターンが転写さり、る。次に(
d)に示すように、パターン形成された有機高分子レジ
スト層及びカルコゲナイドガラス層をエツチングマスク
としてこれにより覆わわていなり部分の有機高分子材料
層をエツチング除去する。この際のエツチング法は酸素
ガスの放電プラズマを用いた反応性イオンエツチングの
方法の適用がいわゆるアンダーカットを生ぜず、パター
ン変換差が無い点において好適である。なお有機高分子
−レシスト層もこのエツチング過程I/(おいて完全に
除去さ)9、有機高分イー利4」層のエツチングマスク
と(7ての機能は実質的にイ’4’ L、、 ijい3
、次に((う) llC小すようにパターン形成さノま
たン゛!ルコクナイF層と有機高分子利1」層の積層膜
をエツチングマスクとして公知の方法により液加]一基
板ろ一エソづ′ング加工]2、最後に(f)に小ずよう
1にパターン形成されたカルコケナイドガラス層及び有
機高分子材料層を剥離除去ずわ2け被加圧基板は所望の
パターン状にエツチング過程され7、本発明の・々ター
ン形成下程が完了する4、なお、剥離処理に:カルコゲ
ナイドカラス層と有機高分子材i−1層とに分けて順次
行うこともできる]〜、同時に行うこともできる1、ま
た液加]一基板のエツチング処理工程1のカルコケナイ
ドガラス層に起因する汚染を防止する目的−C1被加工
基板のエツチング工程の前1/(カルコゲナイドガラス
層のみを除去することもできる。
次に上記各工程について更に詳細v(]述′\る、1本
発明の要点である中間層としてのカルコゲナイドガラス
層と(7ては、薄く、均質に、欠陥無く、旧つ有機高分
子材料層と接着性良く形成でき、更に良好な品質−(゛
エツチング゛が可能であり、し7かも酸素ガスイr・用
いた反応性イオンエツチングに対して強い削性を有すれ
ばすべて本発明に使用可能である2、例えばSe、S、
Te、Cre、Asを主成分と12で含有するカルコゲ
ナイドカラスはすべてこれらの要件を満たすものである
。特にSe とGe  を主成分として含有するカルコ
ゲナイドガラスは」二記の要件を充分に満足すると共に
、熱的安定性、保存性も良好であり、取扱いも容易であ
るので、本発明に適用するのに好適であるU 、yCの
例としては、Se 95〜70原子係、()e 残部が
ある4、 かかるカルコゲナイドガラス層の形成は真空蒸着法又は
スパッタリンク法のいずれにおいても容易になされるが
、特に接着性が良好な点に;j・・いてスパッタリング
法が本発明に適用するのに好適である。ツノルコケナイ
ドガラス中間層のエツチングはアルカリ性溶液を用い/
どウェットエツチング法でも容易になされるが、・2タ
ーン変換差を生じないという観点からはこの場合も反応
性イオンエツチングの方法により行うのが好適である。
本発明によるSeとGeを主成分として含むカルコゲナ
イドガラスの薄膜はフッ素系ガスの放電プラズマを用い
た反応性イランエツチングの方法によりアンダーカット
なく七つ高速にエツチングすることが可能であり、本発
明に適用するのに好適である1゜ 中間層としてカルコゲナイドガラス材の特性に由来した
以下に述べるような多くの利点がある。カルコクナイド
カラスの薄膜は基板温度を低く保ったまif、旧つ高速
の膜形成が可能1あり、これにより前述した従来の3層
構成レジストにおける中間層桐材に起因しプを欠点が除
去きれる3寸だカルコゲナイドガラス薄膜は組成を適当
に選択することにより近紫外光、紫外光に対する光吸収
を極めて大きくできる。例えばS08゜()C20では
波長436 nmの光に対して105cm−’以上の吸
収係数を有する1、シたがって、例えばMのような光反
射率の大きい基板上でも基板からの反射光の影響を全く
除去することが可能で、高精度のパターン形成が容易で
ある。A・たカルコケナイドガラス材別は一般に半導体
領域の電気伝導度を有し、電子線露光に適用しても帯電
の問題が全く生じない3、更にフッ素系ガスを用いプこ
反応性イオンエツチングの方法で高速且つパターン変換
差の無いエツチングが極めて容易なことも本発明の優れ
た利点である。
次に本発明を実施例により具体的に説明りるが、本発明
はこれに限定されない。
実施例                 、15.。
表面に熱酸化膜の層を有するシリコンウエノ・上に厚さ
0.8μmのA、t の層を形成した基板上に有機高分
子材料層として市販のAZ−1370レジストを2μm
の厚さにスピナーを用いて形成し、窒素雰囲気中170
℃の条件で30分間熱処理しt(33次に高周波スパッ
タリングの方法により5eso Ge2o  (/M子
%)の薄膜を0.2μmの厚さに形成1〜な1.形成条
件は高周波電力9゜W1形成時間3分である。3この条
件での基板表面温度の一ヒ昇は高々100℃であり、有
機高分子材料層の変形、変質は一切認められなかった6
゜次に市販00ド円t−800レジストを11tt)H
の厚さに形成し7、縮小投影露光装置を用いた露光、公
知の方法による現像により1μmのラインアンドスペー
スのパターンを0FJ−’R−800レジストに形成し
た4、次にCF4 ガス5Pa、 1oOW、 1分間
、02ガス 3Pa、100W’、60分間及びSl、
Ct4ガス8Pa、  100W、 10分間の条件で
:EeB6 (J−e2゜有機高分子材料層、At層の
反応性イオンエツチングを順次行い、最後に市販の、r
−+ooレジスト剥離液を用ハ、残存する有機高分子イ
A制層’(e 5ea00e20  の層と共に剥離1
.た。このようにしてAtの 1μm17  ラインア
ンドスペースパターンを形成し7だ。
以上詳細l/c説明し/ζように、本発明は中間層とし
でツノルコク°ナイドガラスの層を適用しfi二ことを
特徴とする3層レジストパターンの形成法に関するもの
で、本発明により従来技術の欠点がすべて除去され、優
れたパターン形成を行うことができる1゜
【図面の簡単な説明】
添付図面(a)〜(f)は本発明によるパターン形成法
の基本的工程を工程順に示す断面概要図である。、 1:被加工基板、2:有機高分子材料層、3:カルコゲ
ナイドガラス層、4:有機高分子レジスト層 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中本 宏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被加工基板の主面上に、有機高分子相別層、中間層
    、レジスト層の3つの層を順次積層1〜、次に所望のパ
    ターンでの露光及び現像処理により所望のパターンを該
    レジスト層に形成12、次に上記パターン形成されたレ
    ジスト層をエツチングマスクとして中間層を選択的にエ
    ツチング除去することにより該中間層に所望のパターン
    を形成し、次に上記パターン形成された中間層をエツチ
    ングマスクとして有機高分子材料層を選択的にエツチン
    グ除去する工程からなるパターン形成法において、上記
    中間層かカルコゲナイドガラス材であることを特徴とす
    るパターン形成法3. 2、 該カルコゲナイドガラス月層がセレン(SJとゲ
    ルマニウム(Ge)  とを主成分とするガラス材であ
    る特許請求の範囲第1項記載のパターン形成法。 3 カルコゲナイドガラス材なる中間層のエツチングを
    フッ素を含むガス雰囲気中での放電により生じたプラズ
    マにより行う特許請求の範囲第1項記載のパターン形成
    法。
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