JPS5839779A - 写真蝕刻方法 - Google Patents
写真蝕刻方法Info
- Publication number
- JPS5839779A JPS5839779A JP56138244A JP13824481A JPS5839779A JP S5839779 A JPS5839779 A JP S5839779A JP 56138244 A JP56138244 A JP 56138244A JP 13824481 A JP13824481 A JP 13824481A JP S5839779 A JPS5839779 A JP S5839779A
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- JP
- Japan
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- substrate
- energy
- resin
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- Granted
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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】
この発明は、大規模集積回路製造等に訃いて、放射線感
応性樹脂を半導体基板上に形成し友ものに、放射１Ｋ（
ＵＶ、 ＤａｅｐＵＶ、 ＥＢ、 Ｘｒａｙ）＠所望の
べＩ−ン通９照射し、前記放射線感応性樹脂を光化学反
応させたあと、従来の湿式現像に代わり、グツズ！等に
より乾式で現像する写真蝕刻方法に関するものである。
応性樹脂を半導体基板上に形成し友ものに、放射１Ｋ（
ＵＶ、 ＤａｅｐＵＶ、 ＥＢ、 Ｘｒａｙ）＠所望の
べＩ−ン通９照射し、前記放射線感応性樹脂を光化学反
応させたあと、従来の湿式現像に代わり、グツズ！等に
より乾式で現像する写真蝕刻方法に関するものである。
従来、写真蝕刻方法における現像方法は、ネガ形のＵＶ
用感光性樹脂（以後レジスト］を用い、有機溶剤現像タ
イプのいわゆる湿感現偉が主流であった。しかし溶解し
ている時に膨潤が発生し、特にゴム系ネガレジストは前
記膨潤が激しく、この膨潤をリンスに入れて戻す方法が
採られてるが、最小線幅は３μ位までが限界となシ、解
倭度９寸法制御性に劣った。
用感光性樹脂（以後レジスト］を用い、有機溶剤現像タ
イプのいわゆる湿感現偉が主流であった。しかし溶解し
ている時に膨潤が発生し、特にゴム系ネガレジストは前
記膨潤が激しく、この膨潤をリンスに入れて戻す方法が
採られてるが、最小線幅は３μ位までが限界となシ、解
倭度９寸法制御性に劣った。
一方、ネガ形に代えてポジ形レジストを使用することに
よって解儂度は向上する。これはポジ形はまったく膨潤
せず、しかも希アルカリ水溶液で中和しながら現像を行
なうからである。つｔす、ネガ形とは現像機構がまっ友
く異質なものである念めである。そのため現在はポジ形
が主流となりつつある。
よって解儂度は向上する。これはポジ形はまったく膨潤
せず、しかも希アルカリ水溶液で中和しながら現像を行
なうからである。つｔす、ネガ形とは現像機構がまっ友
く異質なものである念めである。そのため現在はポジ形
が主流となりつつある。
しかし、ポジ形レジストは一般に感度が低い丸めスルー
プットが低下し、またｊｌ！像様構が充分解明されてい
ないために制御性に劣ｐ、さらに自動化が希アルカリ水
溶液使用のために制限されるなど、装置的に不安定な点
が多いという欠点がある。
プットが低下し、またｊｌ！像様構が充分解明されてい
ないために制御性に劣ｐ、さらに自動化が希アルカリ水
溶液使用のために制限されるなど、装置的に不安定な点
が多いという欠点がある。
したがって、この発明の目的は、前記従来の欠点すなわ
ちネガレジストの膨潤による解像度の低下と、ポジレジ
ストの制御性の低さとを解消し、超微細、高精度のパタ
ーンを得ることのできる写真蝕刻方法を提供することで
ある。
ちネガレジストの膨潤による解像度の低下と、ポジレジ
ストの制御性の低さとを解消し、超微細、高精度のパタ
ーンを得ることのできる写真蝕刻方法を提供することで
ある。
すなわち、この発明の写真蝕刻方法紘、基板上に均一に
放射線感応性樹脂を形成する工程と、低レベルのエネル
ギ照射を前記基板の全１ｉＩＫｔ＆は選択的に施す工程
と、充分放射線化学反応し得ゐだけのエネルギを持つ放
射線を１ｌｒＥ基板上に所望のパターン通夕に照射する
工程と、酸素性雰Ｈ荒のプラズマ中にて前記基板を現像
処理すゐ工程とを含む方法である。
放射線感応性樹脂を形成する工程と、低レベルのエネル
ギ照射を前記基板の全１ｉＩＫｔ＆は選択的に施す工程
と、充分放射線化学反応し得ゐだけのエネルギを持つ放
射線を１ｌｒＥ基板上に所望のパターン通夕に照射する
工程と、酸素性雰Ｈ荒のプラズマ中にて前記基板を現像
処理すゐ工程とを含む方法である。
現在、乾式現像方法は種々なる方法が提案されているが
、実用化にいたる方法はないといえる。
、実用化にいたる方法はないといえる。
これらの方法は既存レジストを使用しグラズマガスの種
類を考直し念ものであるが、理論上露光部と未露光部の
選択比は得られない。ｔ７’ｈ、露光手段もＥＢのよう
な高エネルギ照射手段が必要であり、従来のＵ Ｖ 、
Ｄ＠ｅｐ ＵＶ照射の装置では可能でない。
類を考直し念ものであるが、理論上露光部と未露光部の
選択比は得られない。ｔ７’ｈ、露光手段もＥＢのよう
な高エネルギ照射手段が必要であり、従来のＵ Ｖ 、
Ｄ＠ｅｐ ＵＶ照射の装置では可能でない。
酸素プラズマに対する放射線レジストの灰化速度は、放
射線レジストの分子量によって決定される・つオシ通常
の放射線、例えばＵＶ照射したＵＶ用レジストの分子量
の変化はさほどない。ここでこの発明の写真蝕刻方法に
よって、低エネルギ照射手段（その後の放射線照射より
高いエネルギ）をもって照射することにより、レジスト
の低い励起状態とは別に、高いエネルギでの励起状態あ
るいはイオン化状態のレジスト分子を生成させ、生起す
る反応機構（分解あるいは１合）を発生させることＫよ
って分子量分布の移動を大きくと夕、その後低い領域、
つマり実際の放射線化学反応をさせて、灰化速度の差を
得る訳である。ｉた、一般に使用するＵＶ用レジストは
、芳香環を持つ化合物であり、ＵＶ光の照射を受は励起
状態になっても安定で反応を起こし難く、そのまま基底
状態にもどろという特長を持っているので、前述のよう
に分子量変化線はとんどなく、露光部と未露光部との灰
化速度の差は得られない、そのため、仁の発明方法によ
って分子量分布を移動させることＫよシ乾式現偉が実現
できるのである。
射線レジストの分子量によって決定される・つオシ通常
の放射線、例えばＵＶ照射したＵＶ用レジストの分子量
の変化はさほどない。ここでこの発明の写真蝕刻方法に
よって、低エネルギ照射手段（その後の放射線照射より
高いエネルギ）をもって照射することにより、レジスト
の低い励起状態とは別に、高いエネルギでの励起状態あ
るいはイオン化状態のレジスト分子を生成させ、生起す
る反応機構（分解あるいは１合）を発生させることＫよ
って分子量分布の移動を大きくと夕、その後低い領域、
つマり実際の放射線化学反応をさせて、灰化速度の差を
得る訳である。ｉた、一般に使用するＵＶ用レジストは
、芳香環を持つ化合物であり、ＵＶ光の照射を受は励起
状態になっても安定で反応を起こし難く、そのまま基底
状態にもどろという特長を持っているので、前述のよう
に分子量変化線はとんどなく、露光部と未露光部との灰
化速度の差は得られない、そのため、仁の発明方法によ
って分子量分布を移動させることＫよシ乾式現偉が実現
できるのである。
発明者は、種々なる放射線（Ｕ Ｖ ｅ Ｄｅｅｐ Ｕ
Ｖ＊ＥＢ （を子？−Ａ ） 、 Ｘ＠、 Ｉ Ｂ Ｃ
イｔンヒ−Ａ））をレジストに対して照射し、襞素グラ
ズ！中での灰化速度を検討した。その結果、ＵＶ、Ｄ＠
１！ＰＵＶなどの数ｅｖのエネルギをもつ放射線では、
放射線レジストを構成する炭素結合ＣＣ−Ｃ結合）を切
断する。つまり分子量分布を大きく変化させることには
不足であシ、一方ＥＢなどの高エネルギ照射手段におい
てはＣ−Ｃ結合を容易に切断することが可能なために、
分子量分布の移動量が大龜（、前述のよう（灰化速度に
大きな差異が発生するととが認められた。この点に着目
し従来の所望のパターン通りに放射線を照射する前に、
放射線感応性レジストに全面あるいは選択的にルジスト
自体のエネルギ状態を基底状態から励起状態へと遷移さ
せ、高分子の主鎖が切断されるか否か位のエネルギ（数
＋・Ｖ）を照射し、その後に従来の放射線を照射し完全
に放射線化学反応を起こし念後、酸素系グツズ″＃によ
って露光部と未露光部との灰化速度との差、つまり選択
比を高く得ることによって乾式現像の実現を図るもので
ある。
Ｖ＊ＥＢ （を子？−Ａ ） 、 Ｘ＠、 Ｉ Ｂ Ｃ
イｔンヒ−Ａ））をレジストに対して照射し、襞素グラ
ズ！中での灰化速度を検討した。その結果、ＵＶ、Ｄ＠
１！ＰＵＶなどの数ｅｖのエネルギをもつ放射線では、
放射線レジストを構成する炭素結合ＣＣ−Ｃ結合）を切
断する。つまり分子量分布を大きく変化させることには
不足であシ、一方ＥＢなどの高エネルギ照射手段におい
てはＣ−Ｃ結合を容易に切断することが可能なために、
分子量分布の移動量が大龜（、前述のよう（灰化速度に
大きな差異が発生するととが認められた。この点に着目
し従来の所望のパターン通りに放射線を照射する前に、
放射線感応性レジストに全面あるいは選択的にルジスト
自体のエネルギ状態を基底状態から励起状態へと遷移さ
せ、高分子の主鎖が切断されるか否か位のエネルギ（数
＋・Ｖ）を照射し、その後に従来の放射線を照射し完全
に放射線化学反応を起こし念後、酸素系グツズ″＃によ
って露光部と未露光部との灰化速度との差、つまり選択
比を高く得ることによって乾式現像の実現を図るもので
ある。
つぎに、この発明の一実施例を圃面とと４に説明するり
第１“図囚は基板１上に放射線感応性樹脂２を塗布し、
低レベルのエネルギ照射手段３を全面に照射する状態を
示す。この後、第１図（６）のように所望パターンのマ
スク５によって通常のＵｖあるいは１）ｅｅｐＵＶ露光
４を施こす、これにより放射線感応性樹脂の部分２ｂは
完全に放射線感応し、部分２１は不充分な感応状態とな
る。つぎに第１図（ＯＫ示すよ５に、酸素グラズマ芥囲
気中にシいて、酸素ラジカルによって前記樹脂２０畝ｆ
ｋ２ｂを灰化する。これにより乾式現像が可能となる。
第１“図囚は基板１上に放射線感応性樹脂２を塗布し、
低レベルのエネルギ照射手段３を全面に照射する状態を
示す。この後、第１図（６）のように所望パターンのマ
スク５によって通常のＵｖあるいは１）ｅｅｐＵＶ露光
４を施こす、これにより放射線感応性樹脂の部分２ｂは
完全に放射線感応し、部分２１は不充分な感応状態とな
る。つぎに第１図（ＯＫ示すよ５に、酸素グラズマ芥囲
気中にシいて、酸素ラジカルによって前記樹脂２０畝ｆ
ｋ２ｂを灰化する。これにより乾式現像が可能となる。
ここで、放射線感応性樹脂２０分子量分布変化を第２図
に示す。イニシャル状態から、第１１１１（４）の工程
後はＡのカーブ、第１ＷＡ（６）の工程後ＤａｃｐＵＶ
を照射したｆＩＸ斌２ｂ部の分子量分布はＢのカーブと
なり、灰化速度の大きいものが得られる。
に示す。イニシャル状態から、第１１１１（４）の工程
後はＡのカーブ、第１ＷＡ（６）の工程後ＤａｃｐＵＶ
を照射したｆＩＸ斌２ｂ部の分子量分布はＢのカーブと
なり、灰化速度の大きいものが得られる。
なお、後にこの発明の具体的な実施例を説明するが、こ
の発明は七の要冒を超えない除砂以下の実施例に限定さ
れるものでない。
の発明は七の要冒を超えない除砂以下の実施例に限定さ
れるものでない。
この発明における放射線感応性レジストは、ネガ型とポ
ジ型の両方に適用でき、υＶ、Ｄ・・ｐ ＩＪＶｅＥＢ
、Ｘｒ龜ｙ用レジストでも適用できる。
ジ型の両方に適用でき、υＶ、Ｄ・・ｐ ＩＪＶｅＥＢ
、Ｘｒ龜ｙ用レジストでも適用できる。
この発明における低レベルのエネルギ照射手段は、イオ
ン照射つまり低エネルギレベルのイオン注入法あるいは
イオンビーム決によって（エネルギＦｉｌｃＫｅＶ）ド
ーズする方法と、電子ビームをドーズする方法、あるい
は不活性ガススパッタリングを施す方法とがあげられる
。いずれの手段も、各放射線感応性レジストに応じてそ
のＣ−Ｃ結合を切断する位の値のエネルギを与えるもの
である。
ン照射つまり低エネルギレベルのイオン注入法あるいは
イオンビーム決によって（エネルギＦｉｌｃＫｅＶ）ド
ーズする方法と、電子ビームをドーズする方法、あるい
は不活性ガススパッタリングを施す方法とがあげられる
。いずれの手段も、各放射線感応性レジストに応じてそ
のＣ−Ｃ結合を切断する位の値のエネルギを与えるもの
である。
この発明にかける酸素性雰囲気Ｏプラズマは、駿＠ ｘ
ｏｏ ｓガスとは限らず、酸素を含むガスでも使用でき
る。
ｏｏ ｓガスとは限らず、酸素を含むガスでも使用でき
る。
以上のように、この発明の写真蝕刻方法は、低レベルの
エネルギ照射の後に所望パターンの高エネルギ照射を行
ない、グラズマ処理という乾式現像法を採用するので、
現ｇＩ！溶媒からの汚染が無く、かつ照射図形を忠実に
再現した超微細、高精度なパターンを得ることができる
。すなわち、従来の湿式現像法では現像溶媒あるいは現
像工程からの半導体基板への汚染、現倫溶媒によるレジ
ストの膨潤といった問題のために１本質的に’Ｊ！現不
可能であった大規模集積回路の高品質化、高歩留化が、
この発明により可能になるという効果がある。
エネルギ照射の後に所望パターンの高エネルギ照射を行
ない、グラズマ処理という乾式現像法を採用するので、
現ｇＩ！溶媒からの汚染が無く、かつ照射図形を忠実に
再現した超微細、高精度なパターンを得ることができる
。すなわち、従来の湿式現像法では現像溶媒あるいは現
像工程からの半導体基板への汚染、現倫溶媒によるレジ
ストの膨潤といった問題のために１本質的に’Ｊ！現不
可能であった大規模集積回路の高品質化、高歩留化が、
この発明により可能になるという効果がある。
実施例１（第１図参照）
平均分子量数十万程度のポリメチルイソグロベ＝ ル、
ｙトｙ （ＰＭＩＰＫ ） ノＤｃｅＰ Ｕ Ｖ用し
ジス＋２（東京応化社製０ＤＵ１１００Ｇシリーズ）を
使用し、半導体基板１上に約１崗厚に均一に塗布した（
第１図囚）。
ｙトｙ （ＰＭＩＰＫ ） ノＤｃｅＰ Ｕ Ｖ用し
ジス＋２（東京応化社製０ＤＵ１１００Ｇシリーズ）を
使用し、半導体基板１上に約１崗厚に均一に塗布した（
第１図囚）。
ついで、２５ Ｋ６Ｖドーズ量Ｉ Ｘ １０１３Ｃ／ｃ
ｓ−２のヘリクムイオン注入３を施した後、Ｄ＠・ｐｔ
ＪＶ露光４（３６０ｍシｅ）しく第１図（Ｂ）Ｋ＃いて
露光鎖酸３ｂ。
ｓ−２のヘリクムイオン注入３を施した後、Ｄ＠・ｐｔ
ＪＶ露光４（３６０ｍシｅ）しく第１図（Ｂ）Ｋ＃いて
露光鎖酸３ｂ。
未露光類、＄ ２ 鳳） ｓ最後にプラズマ発生装置に
入れ真空にした後、酸素圧を５ ｔｏｒｒとし、ｌ５Ｏ
Ｗ。
入れ真空にした後、酸素圧を５ ｔｏｒｒとし、ｌ５Ｏ
Ｗ。
高周波電力をかけてプラズマを発生させ１０分間処理し
た（第１図（Ｃ）参照）。雰囲気中にアルゴンガスを添
加することもある。圧力は大略ｏ、０５ｔＯｒｒから１
０ｔｏｒｒで適宜定められる。
た（第１図（Ｃ）参照）。雰囲気中にアルゴンガスを添
加することもある。圧力は大略ｏ、０５ｔＯｒｒから１
０ｔｏｒｒで適宜定められる。
処理されたレジストを観察したところ、前記Ｄｅｅｐ
ＵＶ照射した図形に反応したパターンを得たＯ 実施例２ 実施例１と同一レジストを塗布形成した後、電子ビーム
によって１０− ’ Ｃ／ｍｌ付近のオーダで、前記塗
布形成したレジスト全１ｉＫ照射し、その後、Ｄｅｅｐ
Ｕ Ｖ露光（２００ｎＪ／ｓｆ位）し、実施例１と同
様に酸素プラズマによって現像した。その結果、前記Ｄ
ｅｅｐ Ｕ Ｖ照射した図形に対応したパターンを得た
◎ 実施例３ 実施例１と同一レジストを塗布形成した後、Ｏ，０Ｓｔ
ｏｒｒの真空度に引かれたスパッタ装置内に前記基板を
入れ、不活性ガＸ （Ｎｚ 、Ｈｅ 、Ａｒ 、Ｈｚ
）を導入して、塗布形成したレジスト全面に数分間スパ
ッタリングする。この後、実施例１と同様に行なうと、
Ｄｅｅｐ Ｕ Ｖ照射した図形に反応したパターンを得
た。いずれの実施例１，２．３ともＤｅｅｐ ＵＶを露
光した領域２ｂ、未露光領＠２ｍの分子量分布を第２図
に示したように同様である。
ＵＶ照射した図形に反応したパターンを得たＯ 実施例２ 実施例１と同一レジストを塗布形成した後、電子ビーム
によって１０− ’ Ｃ／ｍｌ付近のオーダで、前記塗
布形成したレジスト全１ｉＫ照射し、その後、Ｄｅｅｐ
Ｕ Ｖ露光（２００ｎＪ／ｓｆ位）し、実施例１と同
様に酸素プラズマによって現像した。その結果、前記Ｄ
ｅｅｐ Ｕ Ｖ照射した図形に対応したパターンを得た
◎ 実施例３ 実施例１と同一レジストを塗布形成した後、Ｏ，０Ｓｔ
ｏｒｒの真空度に引かれたスパッタ装置内に前記基板を
入れ、不活性ガＸ （Ｎｚ 、Ｈｅ 、Ａｒ 、Ｈｚ
）を導入して、塗布形成したレジスト全面に数分間スパ
ッタリングする。この後、実施例１と同様に行なうと、
Ｄｅｅｐ Ｕ Ｖ照射した図形に反応したパターンを得
た。いずれの実施例１，２．３ともＤｅｅｐ ＵＶを露
光した領域２ｂ、未露光領＠２ｍの分子量分布を第２図
に示したように同様である。
第１図囚〜（Ｃ’）はこの発明の一実施例の工程説明図
、第２図はその放射線感応性樹脂の分子量分布の変化を
示す図である。
、第２図はその放射線感応性樹脂の分子量分布の変化を
示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ａ）基板上に均一に放射線感応性樹脂を形成する工程と
、低レベルのエネルギ照射を前記基板の全面にオたは選
択的に施す工場と、充分放射線化学反応し得るだけのエ
ネルギを持つ放射線を前記基板上に所望のパターン通シ
に照射する工程と、酸素性雰囲気のグッズマ中にて前記
基板を現像旭理する工程とを含む写真蝕刻方法。 （２） ＊紀低レベルのエネルギ照射がイオン照射で
ある特許請求の範囲第（１）項記載の写真蝕刻方法。 （３） 前記低レベルのエネルギ照射の手段が不活性
ガスプラズマまたはスバ雫タリングである特許請求の範
囲第（１）項記載の写真蝕刻方法。 （４）前記低レベルのエネルギ照射の手段が電子ビーム
である特許請求の範囲第（１）項記載の写真蝕刻方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138244A JPS5839779A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 写真蝕刻方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138244A JPS5839779A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 写真蝕刻方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839779A true JPS5839779A (ja) | 1983-03-08 |
| JPH0160551B2 JPH0160551B2 (ja) | 1989-12-22 |
Family
ID=15217435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56138244A Granted JPS5839779A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 写真蝕刻方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839779A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62251748A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Hoya Corp | パタ−ン形成方法 |
| EP0477890A2 (en) * | 1990-09-26 | 1992-04-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Processing method and apparatus |
| JP2020531890A (ja) * | 2017-08-18 | 2020-11-05 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | イオン注入によるｅｕｖフォトレジストの性能向上 |
-
1981
- 1981-09-01 JP JP56138244A patent/JPS5839779A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62251748A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Hoya Corp | パタ−ン形成方法 |
| EP0477890A2 (en) * | 1990-09-26 | 1992-04-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Processing method and apparatus |
| EP0477890A3 (en) * | 1990-09-26 | 1996-12-18 | Canon Kk | Processing method and apparatus |
| EP0909986A1 (en) * | 1990-09-26 | 1999-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Photolithographic processing method and apparatus |
| US5962194A (en) * | 1990-09-26 | 1999-10-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Processing method and apparatus |
| US6025115A (en) * | 1990-09-26 | 2000-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Processing method for etching a substrate |
| JP2020531890A (ja) * | 2017-08-18 | 2020-11-05 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | イオン注入によるｅｕｖフォトレジストの性能向上 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0160551B2 (ja) | 1989-12-22 |
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