JPS5814132A - ポジ形レジストパタン形成方法 - Google Patents
ポジ形レジストパタン形成方法Info
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- JPS5814132A JPS5814132A JP56110861A JP11086181A JPS5814132A JP S5814132 A JPS5814132 A JP S5814132A JP 56110861 A JP56110861 A JP 56110861A JP 11086181 A JP11086181 A JP 11086181A JP S5814132 A JPS5814132 A JP S5814132A
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- resist film
- resist
- irradiation
- poly
- forming
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＩＣ，ＬＳＩなどの微細加工におけるレジスト
プロセスで、遠紫外線照射により直接に被加工基板表面
にレジストパタンを形成する方法に関する。
プロセスで、遠紫外線照射により直接に被加工基板表面
にレジストパタンを形成する方法に関する。
従来、ＩＣ，ＬＳＩなどの製造工程で、被加工基板表面
にレジストパタンを形成する場合、被加工基板表面のレ
ジスト膜に高エネルギー線、すなわち紫外線、遠紫外線
、電子線又はＸ線などを照射してレジスト膜にパタンの
潜像を生成し、これをアルカリ溶液又は有機溶媒などの
現保液に浸漬して顕像化する方法がとられていた。
にレジストパタンを形成する場合、被加工基板表面のレ
ジスト膜に高エネルギー線、すなわち紫外線、遠紫外線
、電子線又はＸ線などを照射してレジスト膜にパタンの
潜像を生成し、これをアルカリ溶液又は有機溶媒などの
現保液に浸漬して顕像化する方法がとられていた。
この場合現像液の使用に伴いコスト高、廃液処理の問題
があり、又％にネガ形レジストでは、高エネルギー線照
射部すなわち、現像液への不溶部が現像液で膨潤するた
め、湿式現像法はバタンサイズが微細化するにつれて、
顕著な解像性劣化の要因となっている。
があり、又％にネガ形レジストでは、高エネルギー線照
射部すなわち、現像液への不溶部が現像液で膨潤するた
め、湿式現像法はバタンサイズが微細化するにつれて、
顕著な解像性劣化の要因となっている。
これら湿式現像法に対して近年、溶液に浸漬しない現像
法いわゆるドライ現像法の研究、開発がさかんになって
きた。ドライ現像法としては高エネルギー線照射後、加
熱又は各種プラズマガスで処理する方法が提案されてい
るが、工程が複雑な上に一般に解像性が低く、実用化さ
れるには到っていない。
法いわゆるドライ現像法の研究、開発がさかんになって
きた。ドライ現像法としては高エネルギー線照射後、加
熱又は各種プラズマガスで処理する方法が提案されてい
るが、工程が複雑な上に一般に解像性が低く、実用化さ
れるには到っていない。
一方、高エネルギー線によりレジスト膜を直接気化、除
去する方法も考えられているが、低感度でかつ、低解像
性であったり、高感度であっても爾後の加工プロセスで
の加工耐性が得られないなどの理由で、いまだ実験室の
域を出ていない。特に、電子線の高照射量域では一般に
レジストのフラグメント脱離による気化又はジッパリン
グすなわち気相現像と併行して、側鎖ラジカルの再結合
による架橋が進行してネガ反転するため、照射ｔを増し
たり、加熱しても基板面に到るレジスト膜の完全除去を
行うことは困難である。
去する方法も考えられているが、低感度でかつ、低解像
性であったり、高感度であっても爾後の加工プロセスで
の加工耐性が得られないなどの理由で、いまだ実験室の
域を出ていない。特に、電子線の高照射量域では一般に
レジストのフラグメント脱離による気化又はジッパリン
グすなわち気相現像と併行して、側鎖ラジカルの再結合
による架橋が進行してネガ反転するため、照射ｔを増し
たり、加熱しても基板面に到るレジスト膜の完全除去を
行うことは困難である。
本発明者等はポジ形しジメ）［ついて、高エネルギー線
照射の温度特性を多角的に検討したところ、電子線照射
では前記気相現像とネガ反転とが競合するが、遠紫外線
照射では昇温条件下においても気相現像のみが生ずるこ
とを知得し、本発明はこの知得に基いてなされたもので
ある。
照射の温度特性を多角的に検討したところ、電子線照射
では前記気相現像とネガ反転とが競合するが、遠紫外線
照射では昇温条件下においても気相現像のみが生ずるこ
とを知得し、本発明はこの知得に基いてなされたもので
ある。
本発明の目的は前記したドライ現像法の欠点、問題点を
解決し、被加工基板上のレジスト膜に遠紫外線を照射す
ることにより直接ポジ形レジストパタンを形成する方法
を提供することである。
解決し、被加工基板上のレジスト膜に遠紫外線を照射す
ることにより直接ポジ形レジストパタンを形成する方法
を提供することである。
前記目的を達成する本発明の構成について概説すると、
本発明は被加工基板表面に塗布したポジ形しジストｉＫ
パタン形成マスクをのせ、レジスト膜が加熱された状態
で遠紫外線を照射して被加工基板表面に直接レジストバ
タンを形成することを特徴とするポジ形レジストバタン
形成方法（第一発明）及び被加工基板表面に塗布したポ
ジ形レジスト膜にバタン形成マスクをのせ、レジスト膜
が加熱された状態で、かつ酸素雰囲気下で遠紫外線を照
射して被加工基板表面に直接レジストパタンを形成する
ことを特徴とするポジ形レジストバタン形成方法（第二
発明）に関する。
本発明は被加工基板表面に塗布したポジ形しジストｉＫ
パタン形成マスクをのせ、レジスト膜が加熱された状態
で遠紫外線を照射して被加工基板表面に直接レジストバ
タンを形成することを特徴とするポジ形レジストバタン
形成方法（第一発明）及び被加工基板表面に塗布したポ
ジ形レジスト膜にバタン形成マスクをのせ、レジスト膜
が加熱された状態で、かつ酸素雰囲気下で遠紫外線を照
射して被加工基板表面に直接レジストパタンを形成する
ことを特徴とするポジ形レジストバタン形成方法（第二
発明）に関する。
本発明においてレジスト膜として使用される分解形ポリ
マであるポジ形レジストの光分解反応は反応経路が選択
的であるため、レジストの分子構造に特有の温度効果又
は雰囲気の効果を示す。一般に光分解反応にみられるよ
うなラジカル分解では反応温度を上げるとポリママトリ
ックスの運動性が増し、分解反応性が向上する。
マであるポジ形レジストの光分解反応は反応経路が選択
的であるため、レジストの分子構造に特有の温度効果又
は雰囲気の効果を示す。一般に光分解反応にみられるよ
うなラジカル分解では反応温度を上げるとポリママトリ
ックスの運動性が増し、分解反応性が向上する。
この観点から本発明のポジ形レジストバタン形成方法は
この分解反応性を気相現像に適用し、分解反応性を向上
するためｒコ遠紫外線照射を適用すると共に、照射をレ
ジスト膜が加熱された状態で行なうものであり（第一発
明）又更に前記照射を酸素雰囲気下で行うことにより短
時間の照射及び解像性の向上を達成したもの（第二発明
）である。一方箪子線照射におけるレジスト膜としてポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ ）の分解反応にみ
られるように側鎖ラジカルが生起するような反応経路で
は運動性の増加にともない再結合も起こりやすくなるた
め、照射量を増し、反応系の温度を上げても直接レジス
ト膜を除去するのは困難である。したがって本発明の気
相現像は特異的な方法といえよう。
この分解反応性を気相現像に適用し、分解反応性を向上
するためｒコ遠紫外線照射を適用すると共に、照射をレ
ジスト膜が加熱された状態で行なうものであり（第一発
明）又更に前記照射を酸素雰囲気下で行うことにより短
時間の照射及び解像性の向上を達成したもの（第二発明
）である。一方箪子線照射におけるレジスト膜としてポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ ）の分解反応にみ
られるように側鎖ラジカルが生起するような反応経路で
は運動性の増加にともない再結合も起こりやすくなるた
め、照射量を増し、反応系の温度を上げても直接レジス
ト膜を除去するのは困難である。したがって本発明の気
相現像は特異的な方法といえよう。
本発明において使用されるポジ形レジストを構成する重
合体としては、一般の高エネルギー線照射が適用される
ポジ形レジスト用重合体が使用され、その好適な例とし
てはポリメチルメタクリレート、例えばポリ−１，１−
ジメチル−２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメ
タクリレート（ＦＰＭ）、ポリ−２，２，３，４，４，
４−へキサフルオロブチルメタクリレート（１ｒ Ｂ
Ｍ ）等のポリフッ化アルキルメタクリレート及びポリ
メチルイソプロペニルケトン等が挙げられる。
合体としては、一般の高エネルギー線照射が適用される
ポジ形レジスト用重合体が使用され、その好適な例とし
てはポリメチルメタクリレート、例えばポリ−１，１−
ジメチル−２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメ
タクリレート（ＦＰＭ）、ポリ−２，２，３，４，４，
４−へキサフルオロブチルメタクリレート（１ｒ Ｂ
Ｍ ）等のポリフッ化アルキルメタクリレート及びポリ
メチルイソプロペニルケトン等が挙げられる。
前記重合体を成分とするポジ形レジストを被加工基板表
面に塗布し、常法によりプリベーキングしてレジスト膜
を形成し、これにバタン形成マスクをのせ、更に一定温
度に加熱できる加熱ステージに密着してのせる。
面に塗布し、常法によりプリベーキングしてレジスト膜
を形成し、これにバタン形成マスクをのせ、更に一定温
度に加熱できる加熱ステージに密着してのせる。
加熱温度はレジスト膜を構成する重合体の種類により異
なり、温度を異常に高くすると、レジスト膜が軟化し、
かえってＮ保柱が劣化する。
なり、温度を異常に高くすると、レジスト膜が軟化し、
かえってＮ保柱が劣化する。
したがって最適温度はＰ Ｍ Ｍ Ａでは１５０℃以下
、ＦＰＭでは１００℃以下、ＦＢＭでは８０℃以下であ
る。
、ＦＰＭでは１００℃以下、ＦＢＭでは８０℃以下であ
る。
遠紫外線照射雰囲気はＮ２ガス雰囲気でもよいが、一般
には空気中であり、酸素雰囲気（第二発明）では高解像
性を付与する。これは酸素が光分解により生成する側鎖
ラジカルに付加してこれを失活させ、再結合が防止され
て分子量分布の均一な分解が行われるからである。
には空気中であり、酸素雰囲気（第二発明）では高解像
性を付与する。これは酸素が光分解により生成する側鎖
ラジカルに付加してこれを失活させ、再結合が防止され
て分子量分布の均一な分解が行われるからである。
次に本発明を実施例について説明するが、本発明はこれ
によりなんら限定されるものではな〜１゜ 実施例１ 表面酸化シリコンウェハ基板にレジストとしてポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ ）を膜厚約１１１ｍ Ｉ
ｃスピンコーテイング後、空気中、１７０℃で３０分間
熱処理（ブリベーキング）を行った。これを一定温度に
加熱できる加熱ステージに密着してのせ、空気中でレジ
スト膜面より５副上の所から２００Ｗ重水素ランプによ
り遠紫外線を一定時間照射後、残存する膜厚を測定した
。
によりなんら限定されるものではな〜１゜ 実施例１ 表面酸化シリコンウェハ基板にレジストとしてポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ ）を膜厚約１１１ｍ Ｉ
ｃスピンコーテイング後、空気中、１７０℃で３０分間
熱処理（ブリベーキング）を行った。これを一定温度に
加熱できる加熱ステージに密着してのせ、空気中でレジ
スト膜面より５副上の所から２００Ｗ重水素ランプによ
り遠紫外線を一定時間照射後、残存する膜厚を測定した
。
す、グラフＡは加熱ステージ温度が２０℃の場合、グラ
フＢは同じく８０℃の場合、グラフＣは同じく１２０℃
の場合である。
フＢは同じく８０℃の場合、グラフＣは同じく１２０℃
の場合である。
実施例２
照射雰囲気が酸素ガス雰囲気であることを除いて、実施
例１と同一の条件で実験を行い、一定時間照射後残存す
る膜厚を測定した。
例１と同一の条件で実験を行い、一定時間照射後残存す
る膜厚を測定した。
第２図はその測定結果であり、グラフＡ′、Ｂ′、Ｃ′
はそれぞれ第１図のグラフＡ、Ｂ、Ｃに対応して加熱ス
テージ温度が２０℃、８０℃及び１２０℃の場合のグラ
フである。
はそれぞれ第１図のグラフＡ、Ｂ、Ｃに対応して加熱ス
テージ温度が２０℃、８０℃及び１２０℃の場合のグラ
フである。
実施例６
レジスト膜として実施例１０ＰＭＭＡの代りにＦＰＭを
使用し、照射ず囲気及び温度条件を種々変更して実施例
１と同様な実験を行い、一定時間照射後、残存する膜厚
を測定ｌ、た。
使用し、照射ず囲気及び温度条件を種々変更して実施例
１と同様な実験を行い、一定時間照射後、残存する膜厚
を測定ｌ、た。
グラフである。
実施例４
レジスト膜として実施例１のＰＭＭＡの代りにＦＢＭを
使用し、照射雰囲気及び温度条件を種々変更して実施例
１と同様な実験を行い、一定時間照射後残存する膜厚を
測定した。
使用し、照射雰囲気及び温度条件を種々変更して実施例
１と同様な実験を行い、一定時間照射後残存する膜厚を
測定した。
第４図はその測定結果であり、グラフＧは空気中２０℃
、グラフ１（は酸素中２０℃、グラフ■は酸素中６０℃
の場合のグラフである。
、グラフ１（は酸素中２０℃、グラフ■は酸素中６０℃
の場合のグラフである。
第１図〜第４図に示すグラフすなわち感度曲線の傾きは
一般にγ値とよばれ、レジスト材料の解像性指標を与え
るものである。そして第１図のグラフＡ、Ｂ及びＣの対
比から明らかなように照射温度の上昇に伴ない感度は向
上し、又第１図及び第２図の対比から明らかなように酸
素雰囲気下の照射によりγ値は向上し、したがつ【高解
像性となる。更に第２図〜第４図からみて本発明の実施
例ではいずれも高解像性となるが、特に反応性の高いフ
ッ素原子を含むＦＰＭ（実施例３）、ＦＢＭ（実施例４
）では光照射によりフッ素原子が脱離しやすいためその
効果が大きい。
一般にγ値とよばれ、レジスト材料の解像性指標を与え
るものである。そして第１図のグラフＡ、Ｂ及びＣの対
比から明らかなように照射温度の上昇に伴ない感度は向
上し、又第１図及び第２図の対比から明らかなように酸
素雰囲気下の照射によりγ値は向上し、したがつ【高解
像性となる。更に第２図〜第４図からみて本発明の実施
例ではいずれも高解像性となるが、特に反応性の高いフ
ッ素原子を含むＦＰＭ（実施例３）、ＦＢＭ（実施例４
）では光照射によりフッ素原子が脱離しやすいためその
効果が大きい。
以上の説明から明らかなように、本発明は遠紫外線照射
に際してのレジスト膜の加熱状態下の照射による感度向
上及び更には酸素雰囲気下の照射の併用による解像性向
上により従来の低感度、低解像性のドライ現像法に代る
集用性のある気相現像法を提供する利点を有する。
に際してのレジスト膜の加熱状態下の照射による感度向
上及び更には酸素雰囲気下の照射の併用による解像性向
上により従来の低感度、低解像性のドライ現像法に代る
集用性のある気相現像法を提供する利点を有する。
第１図ないし第４図は本発明の具体例である実施例１〜
４の方法により作成したレジストバタンの感度及び解像
性を示す遠紫外線照射時間（分）と規格化残膜率（４）
との関係を表わすグラフである。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中 本 宏
４の方法により作成したレジストバタンの感度及び解像
性を示す遠紫外線照射時間（分）と規格化残膜率（４）
との関係を表わすグラフである。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中 本 宏
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｔ 被加工基板表面に塗布したポジ形レジスト膜にバタ
ン形成マスクをのせ、レジスト膜力加熱された状態で遠
紫外線を照射して被加工基板表面に直接レジストバタン
を形成することを特徴とするポジ形レジストバタン形成
方法。 ２ ポジ形しジスト換がポリ−２，２，６，４，４，４
−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、ポリ−１，１
−ジメチル−２，２，５，５−テトラフルオロプロピル
メタクリレート及びポリメチルメタクリレートからなる
群から選ばれた重合体で構成される特許請求の範囲第１
項記載のレジストバタン形成方法。 五 被加工基板表面に塗布したポジ形しジストＪＩＩＫ
バタン形成マスクをのせ、レジスト膜が加熱された状態
で、かつ酸累啄囲気下で遠紫外線を照射して被加工基板
表面に直接レジメトパタンを形成することを特徴とする
ポジ形レジストバタン形成方法。 ４、 ポジ形レジスト膜がポリ−２，２，３，４，４，
４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、ポリ−１，
１−ジメチル−２，２，５，５−テトラフルオロプロピ
ルメタクリレート及びポリメチルメタクリレートからな
る群から選ばれた重合体で構成される特許請求の範囲第
６項記載のポジ形レジストバタン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56110861A JPS5814132A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | ポジ形レジストパタン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56110861A JPS5814132A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | ポジ形レジストパタン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5814132A true JPS5814132A (ja) | 1983-01-26 |
Family
ID=14546527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56110861A Pending JPS5814132A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | ポジ形レジストパタン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5814132A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0197286A2 (en) * | 1985-03-29 | 1986-10-15 | Fujitsu Limited | A dry development method for a resist film |
-
1981
- 1981-07-17 JP JP56110861A patent/JPS5814132A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0197286A2 (en) * | 1985-03-29 | 1986-10-15 | Fujitsu Limited | A dry development method for a resist film |
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