JPS59153A - プラズマエツチングに耐性を有するレジストマスクを形成する方法 - Google Patents

プラズマエツチングに耐性を有するレジストマスクを形成する方法

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JPS59153A
JPS59153A JP58089307A JP8930783A JPS59153A JP S59153 A JPS59153 A JP S59153A JP 58089307 A JP58089307 A JP 58089307A JP 8930783 A JP8930783 A JP 8930783A JP S59153 A JPS59153 A JP S59153A
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JP
Japan
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resist
plasma etching
resist film
layer
substrate
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Pending
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JP58089307A
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English (en)
Inventor
ジヨセフ・メイヤ−
デビツド・ジヨン・ビントン
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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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
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • G03F7/405Treatment with inorganic or organometallic reagents after imagewise removal

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (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】 本発明は基板上にある放m=1線感知レジスト フィル
ムに写真製版技術を用いてパターンを設けるステップを
含む基板上にプラズマ エツチングに耐性を有するマス
クを形成する方法に関するものである。
従  来  技  術 プラズマ エツチングの技術についてはよく知られてお
り、一般に半導体装置の製造に際し使用されている。こ
れに関する参考文献としては、例えば1フイリツプス 
テクニカル レビュー、Vol. 88, 1.978
 / 79,属7/8の200ないし2].0ヘーシに
掲載サれているカルラ−( Kalt8r )、ファン
  デ ヘ> ( van de Ven )による論
文” IC技術におけるプラズマ エツチング( Pl
asmaB;tching in IO techno
logy )”がある。本明細書において、プラズマ 
エツチングなる語句はいわゆるイオン反応エツチングを
含む広い意味で使用するものとする。
半導体工業に一般に使用されている放射線感知レジスト
は種々の形の放射線に感度を有する。例えば、ある種の
レジストは可視光線に感知し・また、あるレジストはX
線に感するが、他のレジストは、例えば、電子のような
荷電粒子のビームの形状を有する放射線に感度を有する
。したがって、適当な放射線にさらした後、適当な溶剤
で現像するステップを含むいわゆる写真製版技術を用い
て、基板−ヒにあるレジスト フィルムにパターンヲ設
け、爾後のプラズマ エツチング処理に耐えるようなマ
スクを形成することが可能となる。
放射#J I+a知レジストはポジティブ(#Tu)作
用レジストまたはネガティブ(陰IiliI)作用レジ
ストに分類される。ポジティブ作用レジストを放射線に
さらした場合は、これらの露光部分は選択的に取除くこ
とができる。これは、さらされた部分は現像液内で可溶
性となり、さらされない部分は不溶性のまま保持される
ことによる。これに反して、ネガティブ作用レジストの
場合は、さらされた部分が不溶性となり、さらされない
部分が可溶性となる。一般Gこ、ポジティブ作用レジス
トの方がネガティブ作用レジストより良好な解像度を与
える。
したがって1これらのプラズマ エツチングに対する耐
蝕性の点では、通常ネガティブ作用レジストに劣ってい
るにも拘らず、小型化との両立性の観点もあり、半導体
工業分野においては、集積回路の製造に際して、ポジテ
ィブ作用レジスタを選択する傾向が強い。この不充分な
耐蝕性の問題に対処するため1通常は、比較的厚いレジ
スト層(標準的には、O。5ないし1μmの範囲)を用
いて不所望の腐蝕を補償するようにしているが、残念な
ことには、レジストの厚みを大きくするにしたがって解
像度が劣化するという無点が生じてくる。
高解像度の利点を保持しながら、プラズマ エラチンブ
レこ対するポジティブ レジストの耐蝕性を敗勢するた
め、各種のプラズマ エツチングシステムや新しいポジ
ティブ レジスト材料に関し種々提案がなされており、
例えば、日本国電気化学協会;固体回路和学および技術
(S01土d−8tateSoienoe and T
echnology )、1980年2月号、491な
いし497ページに掲載されているハラダ カツヒロの
論文°′プラズマ エツチングに耐性を有するポジティ
ブ レジストを改善するための添加剤″において、著者
は、例えば、不純物除失剤(ラジカル スカベンジャ)
または遊離基、すなわち、1,1ジフェニル−2−ビク
リルヒドラジルおよびガルピノオキシ/1/ (gal
vinoxyl )またはプラスデック酸化防止剤、す
なわち、2゜416−)リタードブチルフェノールのよ
うな添加剤を含有させることにより、従来のポジティブ
レジストの耐蝕性を改善しつる旨主張している。
しかし・残念ながら・ハラダの技術により耐蝕性を改善
する方法は、しばしば、レジストの感度のような他の重
要な特性を犠牲にするという難点がある。
基板上にある放射線感知レジスト フィルムに写真製版
技術を用いてパターンを設けるステップを含む基板上に
プラズマ エツチングに耐性を有するマスクを形成する
本発明方法によるときは、基板のパターンを設けたレジ
スト フィルム上オよび露出領域上に被覆材料層を設け
た後、熱処理を行って該v積層の材料を該レジストと化
学的に反応させることにより、パターンを設けたレジス
ト フィルムの表面にプラズマ エツチングに耐性を有
する表皮部を形成させ、次いで、被梱層の反応しない材
料を取除き、パターンを設けたレジスト フィルムを該
表皮部とともに基板上のマスクとして残すようにする他
のステップを含むことを特徴とする。
本発明方法は、前述の従来技術と対比した場合・新しい
材料または新しいエツチング システムを必要とせず、
それどころか、本来半導体ZI7.業でよく知られてい
る処理ステップおよび材料を使用しているに過ぎない。
この方法で形成した耐蝕性表皮部はレジストベース マ
スクのプラズマ エッチ速度を顕著に減少させるので・
解像度を増大させるのに、例えば・0゜25μm以下の
さらに薄いレジストを使用することができる。
プラズマ エッチ速度を減少させる利点は、レジストが
ポジティブ作用レジストの場合、特に重要であるが、本
発明方法はネガティブ作用レジストの場合にも使用する
ことができる。
また、パターンを設けたレジスト フィルムは基板の表
面FIJ:に形成するととも番こ、前記表面層・、。
は被覆層と同じ材料により形成することが望ましい。こ
の場合、被薇層の反応しない材料は、本来、表面層にパ
ターンを設けるために行われるプラズマ エツチング 
ステップの間に付随的に取除くことができる。
以下図面により本発明を説明する。
添付図は図示を明瞭にするため実物の尺度とは比例しな
い尺度で表示しである。
また、以下の記述は、半導体ウェハ処理に使用される一
般の写真製版技術用として適するフォトマスクの製造に
関するものである。
まず、例えば、一般のスパッタリング技術を用いて・ア
ルミノ珪酸塩または合成石英の基板】上に、標準的に(
)暑μmの厚みを有するクロムF¥12を析出させる。
次いで、該クロム層2上に、英国特許GB ]、、 4
45,845号オヨびCB 1,500,541号に記
載されているような交差結合ポジティブ作用レジストの
フィルムを設ける。この場合・例えば、ポリ−(メチル
 メタクリレートーコーメタクリック アシッド]およ
びポリ−(メチル メタクリレートーコーメタクリロイ
ル クロライド)の混合物により形成したレジストは電
子放射線に感知するので、既知の電子ビーム写真製版技
術を用いてレジスト フィルムにパターンを設けること
ができる。このように、電子ビームにさらした後ニハ、
z<ターンを設けたレジスト フィルム8が残るような
レジスト フィルムが生成される。
次いで、50ないし100オングストロームの厚みを有
するクロムの被覆層を、クロムの厚さがノ・jターンを
設けたレジスト フィルム8にヨリマスクされていない
領域で大となるようクロム層2の露出領域およびパター
ン状レジスト8上にスパッタ析出させる。
次に、約180 ’Cの潤度まで約30分間加熱するこ
とによりレジスト上のクロムを下方にあるレジスト フ
ィルムの材料と化学的に反応させ、かくして、パターン
を設けたレジスタ フィルム3の面に表皮部5を形成さ
せる。前記表皮部5は後続のプラズマ エツチング処理
に対して耐性を育する。第2図において、この表皮部5
の境界は破線Gこより表示しである。
次のステップはプラズマ エツチングによりクロム層2
にパターンを設けるステップを含む。このステップにお
いて、パターンを設けたレジストフィルム8は、表皮部
5とともに、クロへ曳へ層2の下方にある部分をマスク
する働きをする。実際に、プラズマ エッチに耐性を有
する表皮部5を設けることによりマスクの耐蝕性を5倍
程度まえば、−酸化アルゴンまたは一酸化炭素のような
坦体ガス8のうち四塩化炭素1ないし#素1を含む0.
5トル、400ワツトのプラズマ中で10分間エツチン
グを行うようにするを可とする。 1m 4および層2
は双方ともクロムにより形成しているので・このエツチ
ング処理により層4の非反応部分を取除いた後、層2そ
れ自体をエッチするようにする。
次いで1蒸気状硝酸を用いて、パターンを設けたレジス
ト フィルム8を表皮部5とともに取除き、ガラス基板
1上にパターンを設けた半透明クロム層2を含むフォト
マスクを残存させる。
また、上述したと同じ方法を用いて、間知の電子ビーム
画像投写技術に使用する光電陰極マスク・を製造するこ
ともできる。この場合には、基板lを石英により形成し
、表面層2もクロムにより形成するを可とするが、基板
のさらされた表面部分およびパターンを設けたクロム層
は、マスクが後方から紫外線を多量に浴びた際に電子源
として作動じつる沃化セシウムのような光電陰極材料で
被覆することが望ましい。
本発明方法は半導体ウェハを処理するのに直接使用する
こともできる。この場合、基板1はそれ自体を半導体ウ
ェハにより影成し、表面層2は爾後の処理ステップに対
して半導体表面をマスクして、例えば、酸化物のような
材r(の層により形成するを可とする。
本発明は本明細書記載の実施例に限定されるものでなく
本発明は他の変形をも包含するものであるO 発明の要約 本発明は基板(1)上にある放射m感知レジスト フィ
ルム(3)Qこ写真製版技術を用いてパグーンを設ける
ことにより、プラズマ エツチング処理に耐性を有する
マスクを形成する方法に関するもので、例えば、基板の
パターンを設けたフィルム上および露出表面上にクロム
の層を設けた後これを焼成し、クロムがレジストと化学
的に反応・して、パターンを設けたフィルムのまわりに
耐蝕。
性表皮部(5)を形成させることによりマスクの耐蝕性
を向上させるようにしている。この方法は、例えば、ク
ロム被覆ガラス基板を用いてフォトマスクを製造するの
に使用することができ・もしくは半導体ウニ八基板上に
おける半導体ウエノ・の製造中に使用することもできる
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明方法を用いて基板上にプラ
ズマ エッチに耐性を有するマスクを形成する場合の各
工程を示す断面図である。 1・・・基板       2・・・クロム層(表面層
)8・・・パターンを設けたレジスト フィルム4・・
・被覆層      5・・・表皮部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基板−ヒにある放射線感知レジスト フィルムに写
    真製版技術を用いてパターンを設けるステップを含む基
    板上にプラズマエツチングに耐性を有するマスクを形成
    する方法(こおいて、基板のパターンを設けたレジスト
     フィルム上および露出領域上にII覆材料層を設けた
    後、熱処理を行って該@覆層の材料を該レジストと化学
    的に反応させることにより、パターンを設けたレジスト
     フィルムの表面にプラズマ エツチングに耐性を有す
    る表皮部を形成させ、次いで、被覆層の反応しない材料
    を取除き、パターンを設けたレジスト フィルムを該表
    皮部とともに基板上のマスクとして残すようにする他の
    ステップを含むことを特徴とするプラズマ エツチング
    に耐性を有するレジスト マスクを形成する方法。 2 該放射線感知レジストをポジティブ作用レジストと
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法
    。 & パターンをiけた該レジスト フィルムを基板の表
    面層上に形成するとともに、該表面層を該vtW層と同
    じ材料により形成するようにしたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項に記載の方法。 4 該被覆層の材料をクロムとしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記載の方
    法。 5 該放射線感知レジストを交差結合ポジティブ作用共
    重合体レジストにより形成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の方法。 fL  i放射線感知レジストをポリ−(メチルメタク
    リレートーコーメタクリック アシッド)およびポリ−
    (メチル メタクリレートーコーメタクリロイル クロ
    ライドフの混合物により形成したことを特徴とする特許
    M求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載のプラ
    ズマ エツチングに耐性を有するレジストマスクを形成
    する方法。 I 該レジスト フィルムの厚さを0.25μmより小
    としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第
    6項のいずれかに記載のプラズマ エツチングに耐性を
    有するレジストマスクを形成する方法。
JP58089307A 1982-05-26 1983-05-23 プラズマエツチングに耐性を有するレジストマスクを形成する方法 Pending JPS59153A (ja)

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JPS59153A true JPS59153A (ja) 1984-01-05

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