JPS5957432A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

パタ−ン形成方法

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JPS5957432A
JPS5957432A JP16750782A JP16750782A JPS5957432A JP S5957432 A JPS5957432 A JP S5957432A JP 16750782 A JP16750782 A JP 16750782A JP 16750782 A JP16750782 A JP 16750782A JP S5957432 A JPS5957432 A JP S5957432A
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JP
Japan
Prior art keywords
resist
resist pattern
radiation
film
exposing
Prior art date
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Pending
Application number
JP16750782A
Other languages
English (en)
Inventor
Tateo Kitamura
健郎 北村
Yasuhiro Yoneda
泰博 米田
Masashi Miyagawa
昌士 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP16750782A priority Critical patent/JPS5957432A/ja
Publication of JPS5957432A publication Critical patent/JPS5957432A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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】 (1)発明の技術分野 本発明はパターン形成方法に関し、更に詳しくは電子H
1X線、イオンビーム又は紫外線等の放射線を用いたり
ソグラフィ技術を利用し、ドライエツチング性によジノ
やターン全形成する方法においてリソグラフィ技術に用
いられるレジストパターンの耐ドライエツチング性を改
良したパターン形成方法に関する。
(2)技術の背景並びに従来技術と問題点従来、リング
ラフィ技術におい1用いられてきたレジストには?リン
チルメタアクリレート(PMMA ) 、ポリグリシツ
ルメタアクリレート(PGMA ) 、等がある。これ
らのレジストは解像性が高いことおよび高感度であるこ
と等の特長を有している。しかし、これらのレジストは
プラズマエツチング、反応性イオンエツチング又はイオ
ンミリング等のいわゆるドライエツチングに対しては耐
性が低いという欠点があった。この欠点は半導体素子等
を製造した際製品の歩留まり信頼性の欠如として表われ
る。従って感度の良好なレノストを使用したままで対ド
ライエツチング性を向上させるパターン形成方法が望ま
れていた。
(3)発明の目的および構成 本発明はかかる要望に応えるためになされたもので、本
発明は、基板上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜に
放射線を照射し、次いで現像し基板上に所望のレジスト
パターンを形成し、得られたレジストパターンに放射線
を照射するか又は得られたレジストツヤターンに膜を形
成しない気体のプラズマにさらし、次いでレジストハタ
ーンヲ有機化合物の蒸気にさらすことを特徴とする。
すなわち、本発明は選択的にレジストパターン表面にの
みラジカルを発生させて放射線グラフト重合又はプラズ
マグラフト重合を行ないレジストパターン表面にポリマ
一層を形成して耐ドライエツチング性を得んとするもの
である。つまり、本発明はレノストパターン形成後に、
該レジストと有機化合物とを化学的に反応させレジスト
表面に該有機化合物のポリマ一層を形成し、一方しジス
トノ9ターンが形成されていない基板表面には伺らの影
響も与えず、またレジストの有する本来の優れた特質を
維持してレジストの耐ドライエツチング性を改良するも
のである。
本発明において照射する放射線としては、γ線、電子線
、X線、α線、中性子線、イオンビーム、紫外線又は遠
紫外線等が使用できる。
又、プラズマを生じさせる気体は、プラズマ重合膜を形
成しない気体であれば特にその種類は問わないが、アル
ゴン、ヘリウム、ネオン等の希ガス、水素、窒素、四塩
化炭素、四フッ化炭素等のパーフルオロ飽和炭化水素、
アンモニア等が使用できる。
又、使用する有機化合物としては耐ドライエツチング性
を向上させかつレジストと反応する化合物であれば特に
制限されないが、例えばスチレン、クロロスチレン、ブ
ロモスチレン、メチルスチレン、クロルメチルスチレン
、−アリルベンゼン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエ
ン、ビニルベンジルクロライド、ペンシルメタクリレー
ト、ペンツルアクリレート、フェニルメタアクリレート
、フェニルアクリレート、1−フェニル−2−ブテン、
フェニルジアクリレート、フェニルエチルアクリレート
、フェニルエチルメタアクリレート、又はフェニルビニ
ルケトン等の芳香環と官能基とを有する化合物が用いら
れる。
尚、放射線の照射は大気田下又は減圧下のいずれでも行
なうことができるが、大体10 Tory以下程度の減
圧下での照射が好ましい。
又、本発明においては、得られたレジストパターンを減
圧下で放射線を照射する工程又は該レジストパターンを
膜を形成しない気体のプラズマにさらす工程とレジスト
パターンを有機化合物の蒸気にさらす工程とにおいて、
−の工程又は双方の工程において基板を加熱することに
より反応時間(重合時間)を短縮することができる。
尚、本発明においてプラズマ反応装置として内部に平行
平板型′電極を有する装置を用いることができ、さらに
電極の形状がコイル状のものでも使用できる。又、外部
から高周波を印加する装置を用いることもできる。用い
る高周波は、13.56MH2が好1しく用いられるが
、2.45GH2のマイクロ波等も好ましく使用できる
@ (4)発明の実施例 以下、本発明を更に実施例により説明する。
医1旧U 市販のPMMAレソスト溶液を用いて5102は81基
板上に厚さ1μmのPMMAのレジスト膜をスピンコー
ド法により形成した。このレジスト膜に加速電圧20 
kVの電子線を用い露光量8×10″″5c/71!2
で0.5mmX0.5慣のノJ?ターンを抽画し、次い
で現像液にメチルイソブチルケトン(液温20℃)を用
い、浸漬法によ91分間現像しレジストパターンを形成
した。得られた試料を真空容器に入れ1 X 10  
Torr以下となるように排気した。この真空容器中の
試別に60coのγ線源(強度3×105ra4/11
r)を用いてγ線を照射した。またドーズ員は2X10
radとした。次にこの真空容器ヘスチレン’io、5
Torrとなるように導入し、2時間そのまま放置した
。放置後の試別を反応性イオンエツチング装置を用いエ
ッチャントにCF 40 e 06 To r r、印
加電圧帆2W/cm2の条件でエツチングした。試別の
レジスト膜のエツチング速度は4601/1ninであ
ることが判明した。比較のためγ線照射およびスチレン
にさらす処理をしなかった試料のレジスト膜のエツチン
グ速度は600 Vminであった。尚、パターンを抽
画したレジスト膜のない部分の5lo2のエツチング速
度を前記両試料について測定したところ共に3501/
1ninであシ両者において差異は認められなかった。
実施例2 実施例1と同様にして・屏&沃、のレジストパ2−ン形
成後、得られた試料を真空容器内に入れ、容器内をI 
X 10  Torr以下となるまで排気した。
試料を加速電圧20 kVの電子線を照射量2×10C
/crn2で照射し、その後容器内ヘスチレンeo−5
Torr となるように導入し2時間放置した。実施例
1と同様に得られたレジ1スト膜のエツチング速度を測
定し490ル漏inの値を得た。これより耐ドライエツ
チング性が向上していることが判明した。
去1旦」 実施例1と同様にしてPMMAのレジスト・フタ−1ン
を形成し、真空容器内に試料を入れ、容器内をl X 
10  Torr以下となるまで排気した。次に試料を
50℃に加熱しながら実施例1と同様にしてγ線を照射
しさら如スチレンを導入した。試料をスチレンに45分
さらした後実施例1と同様に工1ツチング速度を測定し
、実施例IKおけると同様の効果を得た。
!流上」 市販のPGMAレソスト溶液を用いて実施例1と同様に
してレジスト膜を形成し電子線を用いてし21ソストパ
ターンを形成した。但し露光量は9 X 10  C7
cm2とし、現像液にメチルエチルケトン/エタノール
(5/1 :体積比)を用いた。次にこの試料を実施例
1と同様にγ線を照射し、その後、ペンシルメタクリレ
ートを帆4Torr となるまで導入し、2時間放置し
た。実施例1におけると同様にエツチング速度を測定し
480 Vmin f得た。前記の処理しなかったレジ
ストのエツチング速度は580X/lTlInであった
去五月1 市販のPMMAレソスト溶液を用いて5102はSt基
板上に厚さ1μmのPMMAのレジスト膜をスピンコー
ド法により形成した。このレジスト膜に加速電圧20 
kVの電子線を用い露光量8×10C/rn2で0.5
+mnX帆5w+mのノぐターンを抽画し、次いで現像
液にメチルイソブチルケトン(液温20℃)を用い、浸
漬法により1分間現像しレジスト・やターンを形成した
。得られた試料を真空容器に入れI X 10  To
rr以下となるように排気した。この真空容器にアルゴ
ンを0.ITorrとなるように導入し、13.56M
H2の高周波を2分間印加した。尚、印加HI力は0 
、3 W/1yn2とした。その後、反応容器内を再た
びI X HI  Torr以下まで排気した。次いで
1 スチレン′に0.2Torrとなるまで導入し2時
間そのまま散瞳した。放置後の試料を反応性イオンエツ
チング装置を用いエッチャントにcF4o、o6Tor
r+印加電圧0 、2 W/cm20条件でエツチング
した。試料のレジスト膜のエツチング速度は480X/
mlnであることが判明した。比較のためノラズマにさ
らす処理をしなかった試料のレジスト膜のエツチング速
度は60oX/n11nであった。
尚、ノ平ターンを抽画したレジスト膜のない部分のSI
O□のエツチング速度を前記両試料について測定したと
ころ共K 350 X/minであシ両者において差異
は認められなかった。
去1上四 市販のPGMAレジスト溶液を用いて実施例1と同様に
してレジスト膜を形成し電子線を用いてレソストノやタ
ーンを形成した。但し露光量は9X10C/G−とし、
現像液にメチルエチルクト7 / −Cl’ /−ル(
5/1 :体積比)を用いた。次にこの試料を実施例5
と同様にプラズマ処理をし、次に4−クロロスチレンを
0.ITorrとなるまで導入し、2時間放置した。実
施例5におけると同様にエツチング速度を測定し460
ル仝inを得た。
前記の処理しなかったレジストのエツチング速度は58
0ル4inであった。この結果から分かるように、耐ド
ライエツチング性が改良されている。
111ユ 実施例5と同様にしてPMMAのレソストパターン形成
後、得られた試料をプラズマ反応装置内に入れ、容器内
1c I X 10  Torr以下となるまで排気し
た。排気後、ヘリウムを帆2Torrとなるまで導入し
、実施例5と同様にして反応容器内を再たび排気し、フ
ェニルメタクリレートを0.3Torrとなるまで導入
し3時間放置した。得られた試料について反応性イオン
エツチング装置を用い、エッチャントCF4.0−04
Torr、印加電力0.3W/lynの条件でエツチン
グした。その結果、エツチング速度は6701/mln
であった。一方、プラズマ処理を行なわなかったPMM
A レソストパターンのエツチング速度は8101/1
m1nであった。
去り上」 実施例5と同様にしてP■仏レゾスト1ll−ンを形成
した後、同様にしてプラズマ反応装置内へ試料を設置し
た。接地電極内に温水を流すことによシ、試料を50℃
に加熱した後、実施例5と同様にアルゴンプラズマにさ
らし更にスチレンにさらした。スチレンにさらす時間は
1時間とした。
実施例5と同様にエツチング速度に測定したところ、実
施例5と同様の値を得た。
(5)発明の詳細 な説明したように本発明は構成されるものであるから、
従来のレノストが有する優れた特性を維持したままで、
形成したレジストノ9ターンの耐ドライエツチング性を
著るしく改良する効果を奏する。従ってドライエツチン
グを用いて半導体素子等を製造する際の歩留りおよび信
頼性を向上′せしめることが可能となる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、基板上にレノスト膜を形成し、該レジスト膜に放射
    線を照射し、次いで現像し基板上に所望のレソストノや
    ターンを形成し、得られたレゾストパターンに、放射線
    を照射するか又は得られたレジストパターンに膜を形成
    しない気体のプラズマにさらし、次いでレジスト・母タ
    ーン全有機化合物の蒸気にさらすことを特徴とする、ツ
    ヤターン形成方法。 2、前記レジストパターンに照射する放射線が、γ線、
    電子線、X線、α線、中性子線、イオンビーム、紫外線
    又は遠紫外線である、特許請求の範囲第1項記載の方法
    ・ 3、前記の得られたレジストパターンを放射線を照射す
    る工程又は該レノストパターンを膜を形成しない気体の
    プラズマにさらす工程とレノスト・!ターンを有機化合
    物の蒸気にさらす工程とにおい℃、−の工程又は双方の
    工程におい1基板を加熱することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4、前記放射線の照射を減圧下で行う、特許請求の範囲
    第1項ないし第3項のいずれかに記載の方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0187421A2 (en) * 1985-01-11 1986-07-16 Philips Electronics Uk Limited Method of manufacturing a semiconductor device
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US9656825B2 (en) 2011-10-24 2017-05-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Leader devices usable with roll media and image forming system having output member

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