JPS59129B2 - 電子線レジストの現像法 - Google Patents

電子線レジストの現像法

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JPS59129B2
JPS59129B2 JP52140340A JP14034077A JPS59129B2 JP S59129 B2 JPS59129 B2 JP S59129B2 JP 52140340 A JP52140340 A JP 52140340A JP 14034077 A JP14034077 A JP 14034077A JP S59129 B2 JPS59129 B2 JP S59129B2
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JP
Japan
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electron beam
beam resist
developing
gas
resist according
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JP52140340A
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English (en)
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JPS5472680A (en
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啓義 小宮
秀明 板倉
裕康 豊田
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CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

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、RICOOH(R1はH
およびCnH2n+1であつて、n=7までで表わされ
るアルキル基)で示される脂肪酸群から選択されたガス
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良く知られてい
るポリメチルメタクリレート(polymethylm
−ethacrylate:以下PMMAと略す)の現
像には、メチルエチルケトン:イソプロピルアルコール
=7:3あるいはメチルイソブチルケトン:イソプロピ
ルアルコール=1:3等の混合有機溶剤が使用される。
しかし、このようなウエツト・ケミカルによる現像法は
、主に、現像処理枚数に依存した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
は問題があつた。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
のような従来のウエツト・ケミカル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つている。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10万のPMMAをキシレン
に溶解して10%溶液を調製、電子線レジスト液とした
ものを熱硝酸、希フツ酸液で表面処理し、清浄にした3
′φシリコンウエーハ上にスピナを用いて厚さ4500
人になるような塗布した。
150℃で30分間プリベーキンク化た後、電子ビーム
露光装置を用いて60×100μm形状に1X104〜
8×10−4C/mlの照射量で電子ビームを照射して
プラズマ現像試料を作成した。
次いで直径254mm、長さ457mmを有する円筒形
プラズマ反応管内にセツトし、管内圧力を0.1t0R
R以下にしたのち酢酸ガスを導入して0.3t0RRに
調整した。周波数13.56MHzで高周波電圧を印加
し、出力200Wで低温のガスプラズマを発生させ、5
分間現像処理を行つた。印加電圧、ガス導入を停止して
管内圧力を0.1t0RR以下にした後大気圧に戻し、
試料を取り出して顕微鏡で検査したところ、電子ビーム
を照射した部分が、溶剤現像法で得られる画像とは逆に
、電子ビームで照射した形状どおり鮮明な残し画像とし
て得ることができた。実施例 2 実施例1と同じ方法で作成した試料を円筒形ガスプラズ
マ反応管内にセツトした後、管内圧力を0.1t0RR
以下にし、酢酸ガスを導入して1t0RRに調整した。
以下実施例1と同じ方法でガスプラズマを発生させ、現
像処理を行つたところ実施例1と同様に電子ビームを照
射した形状どおり明瞭な残し画像が得られた。実施例
3 Mn−50万のPMMAを用いて10(!)キシレン溶
液を調製した。
以下実施例1と同じ方法で試料を作成し、円筒形プラズ
マ反応管内にセツトした後、管内圧力を0.1t0RR
以下にしてから酢酸ガスを導入して1t0RRに調整し
た。高周波電圧を印加して出力300Wで低温のガスプ
ラズマを発生させ、3分間現像処理を行つてから印加電
圧を停止し、ガス導入を停止させた。管内圧力を大気圧
に戻してから試料を取り出し、顕微鏡観察を行つたとこ
ろ、実施例1と同様、明瞭な画像が得られていた。実施
例 4 実施例1と同じ方法で電子線レジスト液を調製し、成膜
した厚さ4500人のPMMA膜を有するシリコンウエ
ーハを電子ビーム露光装置内にセツトし、線幅がそれぞ
れ1,2,3,4μmになるように2×10−4C/C
Tlの照射量で電子ビームを照射して試料とした。
次いで、円筒形ガスプラズマ反応管内にセツトし、管内
圧力を0.1t0RR以下にした後酢酸ガスを導入して
0.4t0RRとし、さらに窒素ガスを0.1t0RR
導入して合計圧力を0.5t0RRに調整した。以下実
施例1と同じ方法で高周波電圧を印加し、プラズマを発
生させて現像処理を行つたところ、それぞれ1,2,3
および4μm幅の明瞭な残し画像が得られた。実施例
5 実施例3と同じ方法で作成した厚さ5000人のPMM
A膜を有するシリコンウエーハを実施例1と同じ方法で
電子ビーム照射して試料とした。
次いで、多数の小孔を有するアルミ製円筒をガスプラズ
マ反応管内に設置し、その中に試料をセツトした後管内
圧力を0.1t0RR以下にし、酢酸ガスを導入して0
.3t0RRとし、しかる後、窒素ガスを0.7t0R
R導入して合計圧力を1t0RRに調整した。出力30
0Wで高周波電王を印加して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。15分
間現像処理した後、管内圧力を大気圧に戻して試料を取
り出し、顕微鏡で検査したところ実施例1と同じように
明瞭な画像を得た。
実施例 6 Mn=1.8万のPMMAを用いて10(Ff)キシレ
ン溶液を調整し、電子線レジスト液を作成した。
以下実施例1と同じ方法で試料を作成し、円筒形プラズ
マ反応管内にセツトした。管内圧力を0.1t0RR以
下にした後、5『Cに加温したプロピオン酸溶液からプ
ロピオン酸ガスを導入し、0.3t0RRに調整、高周
波電圧を印加して出力200Wで低温のガスプラズマを
発生させた。5分間試料をプラズマ雰囲気にさらした後
印加電圧を停止し、管内圧力を大気圧に戻してから試料
を取り出し顕微鏡で観察したところ実施例1と同様な結
果を得た。
実施例 7 実施例3と同じ方法で作成した塗布膜厚4500A(7
)PMMA膜を有するシリコンウエーハに実施例1と同
じ方法で電子ビームを照射して円筒形ガスプラズマ反応
管内にセツトした。
管内圧力を0.1t0RR以下にした後、アルゴンガス
をキヤリヤ一にして1000Cに加温したジエチル酢酸
溶液からジエチル酢酸ガスを導入し、管内圧力を0.7
t0RRに調整した。以下、実施例1と同じ方法でプラ
ズマ現像処理をおこなつたところ、実施例1と同じ結果
を得た。以上、詳述したように、本発明によれば脂肪酸
系ガスをガスプラズマ反応管内に導入して低温ガスプラ
ズマを発生させることによりポジ型の電子線レジストを
現像できることは明らかである。
尚、脂肪酸の化学式CnH2。+1C00Hにおいてn
=7以上のものに対しては、常温で液体であつても沸点
が高く、蒸気圧が非常に低いため、たとえ加温してもガ
スプラズマ現像に有効なだけのガス圧力を得ることは困
難であつた。但し、何んらかの方法で十分なるガス圧を
得ることができれば、ガスプラズマ現像に対して有効と
なることは実施例から考えて明白であろう。脂肪酸系ガ
スのガスプラズマ反応管内圧力において、0.1t0R
R以下と低い場合には現像効率が非常に悪くなり、逆に
2t0RR以上と高い場合は、現像効率をあげるために
は高周波印加出力をあげる必要があり、被現像物基板の
温度上昇が問題となつて現像精度などが悪くなる。
従つて、精度良い現像、良好な現像効率を得るためには
ガス圧範囲が規制される。さらに、実施例ではPMMA
を用いた結果しか記述しなかつたが、本発明はポリエチ
ルメタクリレートやポリt−ブチ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ことは云うまでもない。
また、被現像物がX線レジストであつても、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
源の波長の相違一電子線が数λで、X線が数人〜数10
人だけで、エネルギー照射によるポリマの構造変化等に
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塗布した高分子の電子線レジ
    スト皮膜上に、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R_1COOH(R_1はHおよ
    びC_nH_2_n_+_1で表わされるアルキル基)
    で示される脂肪酸群から選択された少なくとも0.1t
    _O_R_Rの圧力のガスを含む雰囲気中に浸し、低温
    のガスプラズマを発生させて現像することを特徴とする
    電子線レジストの現像法。 2 脂肪酸のガスはn=7までで表わされ、さらに好ま
    しくはギ酸または酢酸である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 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項または第2項記載の電子
    線レジストの現像法。 4 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3項記載の電子線レジス
    トの現像法。 5 雰囲気の圧力は0.3〜2t_O_R_Rの範囲で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項の
    いずれかに記載の電子線レジストの現像法。 6 被現像試料は多数の小孔を有するアルミまたはSu
    S製の円筒内あるいは平板下に保持され、ガスプラズマ
    反応槽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5項のいずれかに記載の電子線レジストの現像
    法。 7 電子線レジスト皮膜は、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つて、
    通常ポジ型の性質を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項〜第6項のいずれかに記載の電子線レジスト
    の現像法。
JP52140340A 1977-11-22 1977-11-22 電子線レジストの現像法 Expired JPS59129B2 (ja)

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JPS5472680A JPS5472680A (en) 1979-06-11
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JPS57157241A (en) * 1981-03-25 1982-09-28 Oki Electric Ind Co Ltd Formation of resist material and its pattern

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