JPS5824937B2 - 電子線レジストの現像法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子線レジストを低温ガスプラズマで現像する
方法に関し、さらに詳しくはポリアルキルメタクリレー
トおよび／またはその誘導体またはそれらの共重合体か
らなるポジ型の電子線レジストの現像法に関し、さらに
望ましくは、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙ ｍ
ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃ−ｒｙｌａｔｅ ；以下Ｐ■
払ソ略す）および／またはその誘導体またはそれらの共
重合体であって通常ポジ型の性質を有する電子線レジス
トをアミン系化合物のガスを用いて、低温でガスプラズ
マ現像する方法に関する。

従来、電子線レジストの現像は被現像試料を現像液（主
に有機溶剤）に浸漬するか、または、これをスプレ法で
被現像試料表面に噴霧するいわゆるウェット・ケミカル
な方法がとられている。

例えばポジ型の電子線レジストとしてよく知られている
ＰＭＭＡの現像は、メチルエチルケトン：イソプロビル
アルコール−７：３あるいはメチルイソブチルケトン：
イソプロビルアルコール−１：３等の混合有機溶剤が使
用されている。

しかし、このようなウェット・ケミカルによる現像法は
、主に、現像処理枚数に依存する現像液組成の変化や疲
労または現像液温度の変化による現像特性の変動等によ
り、再現性よくかつ精度よく微細パターンを現像するに
は問題があった。

さらに、化学薬品の使用は試料表面を汚染する恐れがあ
り、廃液処理・公害防止問題等とともに常に対策を考慮
しておく必要がある。

本発明では、このような従来のウェット・ケミカルによ
る現像法の欠点を除去し、処理された被現像試料表面も
非常に清浄で、大量に精度よく、かつ、容易に現像でき
る方法を提供するものである。

すなわち、本発明による低温ガスプラズマでの電子線レ
ジストの現像法は、被現像試料を一定の圧力に制御され
た清浄なガス雰囲気中に保持し、２つの電極間に高周波
電圧を印加して形成された高周波誘導のガスプラズマ中
に存在する活性な原子または分子と高分子である電子線
レジストとの化学反応を利用してガス状化合物にかえ、
現像・除去していくため、試料表面の汚染や廃液処理等
の問題はなく、さらに、再現性よく一度に大量かつ精度
よく現像できる利点をもっている。

以下、実施例により詳細に説明するが、本発明はその要
旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではな
い。

実施例 １ 数平均分子量（Ｍｎ）が約５０万のＰＭＭＡをキシレン
に溶解し、１０％溶液を調製・電子線レジスト液とした
。

熱硝酸、希フッ酸液で表面処理し、清浄にした３“φシ
リコンウェハ上にスピナを用いて塗布、厚さ５０００人
のＰＭＭＡ膜を作成後１５０℃で３０分間プリベーキン
グした。

次いで、電子ビーム露光装置内にセットし、６０ｘ１０
０μｍ形状にｌＸｌ０’〜８ｘ １０ ’Ｃ／ｃｒｉの
照射量で電子ビームを照射してプラズマ現像用試料とし
た。

最大出力５００Ｗ、直径２５４ ｍ７’ｍ、長さ４５７
ｒ１１／ｆＴ１の円筒形プラズマ反応管を有するガスプ
ラズマ実験装置を用いて以下の工程にて現像を行った。

すなわち、試料をプラズマ反応管内にセットし、管内圧
力を０．１ ｔｏＲＲ以下にした後、ジエチルアミンガ
スを導入して１ ｔｏＲＲに調整した。

周波数１３．５６ ＭＨｚで高周波電圧を印加し、出力
３００Ｗでプラズマ反応管内に５分間低温ガスプラズマ
を発生させた。

一度、管内圧力を０．１ｔＯＲＲ以下にしてから大気圧
に戻し、試料を取り出して顕微鏡検査をしたところ、溶
剤現像法とは逆に明瞭なＰＭＭＡ画像が残し画像として
観察された。

実施例 ２ 実施例１と同じ方法で試料を作成し、ガスプラズマ反応
管内にセットした。

管内圧力を０．１１ＯＲＲ以下にした後エチレンジアミ
ンガスを導入して０．５ｔｏＲＲに調整、出力２００Ｗ
で高周波電圧を印加して７分間低温のガスプラズマを発
生させた。

試料を顕微鏡検査したところ、実施例１と同じ効果が得
られていた。

実施例 ３ Ｍｎ ＝ １０万のＰＭＭＡをキシレンに溶解し、１０
％溶液を調製して電子線レジスト液とした。

以下実施例１と同じ方法で試料を作成し、ガスプラズマ
反応管内にセット、管内圧力を０．１１ＯＲＲ以下にし
た後ｔ−ブチルアミンガスを導入して０．５ｔｏＲＲに
調整した。

出力２００Ｗで高周波電圧を印加し、６分間低温のガス
プラズマを発生させて現像処理を行った。

その結果を顕微鏡で検査したところ実施例１と同様、明
瞭なＰＭＭＡ画像が観察された。

実施例 ４ 実施例３と同じ方法で試料を作成し、多数の小孔を有す
るアルミ製円筒が設置しであるガスプラズマ反応管内に
セットした。

管内圧力を０．１ｔＯＲＲ以下にした後エチレンジアミ
ンガスを導入して０．５ｔｏＲＲにし、さらに、窒素ガ
スを０．２ ｔＯＲＲ導入して管内合計圧力を０．７１
ＯＲＨに調整した。

出力２００Ｗで高周波電圧を印加し、ガスプラズマ反応
管内壁とアルミ製円筒管外壁間にプラズマを発生させた
。

１７分間現像処理した後、プラズマ発生、エチレンジア
ミンガス、窒素ガス供給を停止し、一度管内圧力を０．
１ｔＯＲＲ以下にしてから大気圧に戻して試料を取り出
した。

結果を顕微鏡検査したところ、実施例１と同じように、
明瞭なＰＭＭＡ画像が得られた。

実施例 ５ 実施例３と同じ方法で試料を作成し、ガスプラズマ反応
管内にセット、管内圧力を０．１１ＯＲＲ以下にした後
アニリンガスを導入して０．４ｔｏＲＲに調整した。

以下実施例２と同じ方法で現像処理をおこない、顕微鏡
検査したところ、電子ビームを照射した部分にＰＭＭＡ
画像が観察された。

実施例 ６ 実施例３と同じ方法で作成した試料をアルゴンガスをキ
ャリアにしてアニリンガスをガスプラズマ反応管内に導
入し、管内圧力を０．７１ＯＲＨに調整した。

以下実施例５と同じ方法にて現像処理を行ったところ同
様な結果を得た。

以上詳述したように、本発明によればアミン系化合物の
ガスを用いてガスプラズマを発化させ、その中でポジ型
の電子線レジストを処理することにより明瞭な画像が得
られることは明らかである。

尚、アミン系化合物のうち、室温または１００℃程度に
加温することにより適当なガス圧が得られるものは、前
記実施例から容易に判るように、ポジ型電子線レジスト
のガスプラズマ現像における現像様となる。

アミン系化合物ガスのガスプラズマ反応管内におけるガ
ス圧において、０．１ｔｏＲＲ以下と低い場合には現像
効率が非常に悪くなり、逆に２ ｔｏＲＲ以上と高い場
合には、現像効率をあげるためには高周波印加出力をあ
げなければならず、被現像物基板の温度上昇が問題とな
って現像精度などが悪くなる。

実施例ではＰＭＭＡを用いた結果しか記述しなかったが
、本発明はポリエチルメタクリレートやポリアルキルメ
タクリレートその他のポリアルキルメタクリレートおよ
び／またはそれらを主成分とする共重合体からなるポジ
型の電子線レジストに対しても有効である。

また、被現像物がＸ線レジストであっても、そのポリマ
機構が本発明記載の要旨内であれば、エネルギー照射線
源の波長の相違だけで、照射によるポリマ構造変化等に
は大きな違いはないので、自から本発明によるガスプラ
ズマ現像法が適用されることは明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板、ガラス基板またはこれら基板上の金属
   または金属酸化物薄膜上に、ポリアルキルメタクリレー
   トおよびその誘導体またはそれらの共重合体であって、
   通常ポジ型の性質を有する電子線レジストを塗布し、電
   子ビームを用いて所定のパターン形状を照射した後、こ
   れを少なくとも０、１ ｔｏＲＲの圧力のアミン系化合
   物のガス雰囲気中に浸し、低温のガスプラズマを発生さ
   昼て現象することを特徴とする電子線レジストの現像法
   。 ２ ガス雰囲気は、窒素ガスまたは不活性ガスを含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子線レジ
   ストの現像法。 ３ 不活性ガスは、アルゴンまたはヘリウムであること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電子線レジス
   トの現像法。 ４ ガス雰囲気の圧力は、０．３〜２ ｔｏＲＲである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項記載の
   電子線レジストの現像法。 ′５ 被現像試料は、多数の小孔を有するアルミまた
   はＳＵＳ製の円筒内あるいは平板下に保持され、さらに
   、ガスプラズマ反応槽内に挿入されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項〜第４項記載の電子線レジストの
   現像法。