JPS596541A - 微細パタ−ン形成方法 - Google Patents
微細パタ−ン形成方法Info
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- JPS596541A JPS596541A JP11521582A JP11521582A JPS596541A JP S596541 A JPS596541 A JP S596541A JP 11521582 A JP11521582 A JP 11521582A JP 11521582 A JP11521582 A JP 11521582A JP S596541 A JPS596541 A JP S596541A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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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】
本発明は微細なパターンの製造方法に関するものである
〇 集積回路、バブルメモリ素子などの製造において光学的
リンクラフィまたは電子ビームリソグラフィが主要な手
段として用いられている〇 これらの手段を用いて、微細パターンを形成する際、光
学的リソグラフィに右いては基板からの反射波の影響、
電子ビームリングラフィにおいては基板からの電子の後
方散乱の影替によりレジスト層が厚い場合は、解像度が
低下することが知られている０現像により得られたレジ
ストパターンを精度よ（基板に転写するために、ドライ
エツチングが用いられるが、高解、像変のレジストパタ
ーンを得るために、薄いレジスト層を使用するき、ドラ
イエツチングによりレジストもエツチングされ基板を加
工するための十分な耐性を示さないという不都合さがあ
る０また、段差部においては、この段差を平坦化するた
めに、レジスト層を厚く塗る必要が生じ、かかるレジス
ト層に微細なパターンを形成することは、著しく困難で
あるといえる。
〇 集積回路、バブルメモリ素子などの製造において光学的
リンクラフィまたは電子ビームリソグラフィが主要な手
段として用いられている〇 これらの手段を用いて、微細パターンを形成する際、光
学的リソグラフィに右いては基板からの反射波の影響、
電子ビームリングラフィにおいては基板からの電子の後
方散乱の影替によりレジスト層が厚い場合は、解像度が
低下することが知られている０現像により得られたレジ
ストパターンを精度よ（基板に転写するために、ドライ
エツチングが用いられるが、高解、像変のレジストパタ
ーンを得るために、薄いレジスト層を使用するき、ドラ
イエツチングによりレジストもエツチングされ基板を加
工するための十分な耐性を示さないという不都合さがあ
る０また、段差部においては、この段差を平坦化するた
めに、レジスト層を厚く塗る必要が生じ、かかるレジス
ト層に微細なパターンを形成することは、著しく困難で
あるといえる。
かかる不都合さを解決するために、三層構造がジ藤イ、
エム、モラン（Ｊ、？ｖＬＭｏｒａｎ）らによって＾−
ナル・オブ・バキュームサイエンスアンドテクノロジー
（Ｊ、 Ｖａｃｕｕｍ ８ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏ −ｇｙ）第１６巻第１６２０ページ（１
９７９年）ζこ提案されている◎ 三層構造においては、第一層に厚い有機層を塗布したの
ち中間層としてシリコン酸化膜、窒化膜、シリコン膜等
のように酸素ガスを使用するドライエツチングにおいて
蝕刻され難い無機物質材料を形成する。しかる後かかる
中間層の上にレジストをスピン塗布し、電子ビームや光
によりレジストを露光、現像する０得られたレジストパ
ターンをマスクに中間層をドライエツチングし、しかる
後この中間層をマスクに第一層の厚い有機層を酸素カス
ヲ用いた、反応性スパッタエツチング法によりエツチン
グする０この方法により薄い高解像度のレジストパター
ンを厚い有機層のパターンに変換することができる０ しかしながら、このような方法においては中間層を形成
するために蒸着法、スパッタ法あるいはプラズマＣＶＤ
法が用いられており、工程が複雑かつ長くなるという欠
点がある０ 本発明の目的は上記欠点を解消し、有効なパターン形成
方法を提供することであるＯ 本発明は被エツチング材上に有機高分子膜を形成し、該
有機高分子膜上に金属アルコキサイドを含有する溶液を
塗布し、加熱することにより金属アルコキサイドの一部
又は全部を金属酸化物とし次いで該金属酸化物膜上−こ
レジスト膜を設ける工程、及びリングラフィ技術を用い
て前記レジスト膜１こ所望のパターンを形成し、該パタ
ーンが形成された前記レジスト膜をマスクとして前記金
属酸化物膜をエツチングした後、エツチングされずに残
った咳金属酸化物膜をマスクとして、前記有機高分子膜
をドライエツチングし、その後エツチングされずに残っ
た前記有機高分子膜をマスクとして前記被エツチング材
をエツチングする工程を有することを特徴とするＯ まず被エツチング材上に有機高分子膜を形成した後、チ
タン、スズ、アルミニウムなど金属を含むアルコキサイ
ドを、適当な有機溶剤に溶解し、該有機高分子膜の上に
、スピン弛布し、加熱することにより、金属酸化物を生
成せしめ、この金属酸化物を中間層として使用する。
エム、モラン（Ｊ、？ｖＬＭｏｒａｎ）らによって＾−
ナル・オブ・バキュームサイエンスアンドテクノロジー
（Ｊ、 Ｖａｃｕｕｍ ８ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏ −ｇｙ）第１６巻第１６２０ページ（１
９７９年）ζこ提案されている◎ 三層構造においては、第一層に厚い有機層を塗布したの
ち中間層としてシリコン酸化膜、窒化膜、シリコン膜等
のように酸素ガスを使用するドライエツチングにおいて
蝕刻され難い無機物質材料を形成する。しかる後かかる
中間層の上にレジストをスピン塗布し、電子ビームや光
によりレジストを露光、現像する０得られたレジストパ
ターンをマスクに中間層をドライエツチングし、しかる
後この中間層をマスクに第一層の厚い有機層を酸素カス
ヲ用いた、反応性スパッタエツチング法によりエツチン
グする０この方法により薄い高解像度のレジストパター
ンを厚い有機層のパターンに変換することができる０ しかしながら、このような方法においては中間層を形成
するために蒸着法、スパッタ法あるいはプラズマＣＶＤ
法が用いられており、工程が複雑かつ長くなるという欠
点がある０ 本発明の目的は上記欠点を解消し、有効なパターン形成
方法を提供することであるＯ 本発明は被エツチング材上に有機高分子膜を形成し、該
有機高分子膜上に金属アルコキサイドを含有する溶液を
塗布し、加熱することにより金属アルコキサイドの一部
又は全部を金属酸化物とし次いで該金属酸化物膜上−こ
レジスト膜を設ける工程、及びリングラフィ技術を用い
て前記レジスト膜１こ所望のパターンを形成し、該パタ
ーンが形成された前記レジスト膜をマスクとして前記金
属酸化物膜をエツチングした後、エツチングされずに残
った咳金属酸化物膜をマスクとして、前記有機高分子膜
をドライエツチングし、その後エツチングされずに残っ
た前記有機高分子膜をマスクとして前記被エツチング材
をエツチングする工程を有することを特徴とするＯ まず被エツチング材上に有機高分子膜を形成した後、チ
タン、スズ、アルミニウムなど金属を含むアルコキサイ
ドを、適当な有機溶剤に溶解し、該有機高分子膜の上に
、スピン弛布し、加熱することにより、金属酸化物を生
成せしめ、この金属酸化物を中間層として使用する。
本発明の方法で使用する金属アルコキサイドとしてはチ
タン、スズ、アルミニウム、鉄、ジルコニウム、タンタ
ルなどのアルコキサイドが挙げられる。これらアルコキ
サイドを溶解する溶剤としては、エタノール、イソプロ
パツールなどのアルコール、メチルセロソルブアセテー
ト、エチル七′ロンルブアセテートなどのエステル、ト
ルエン、キシレンなどの芳香族災化水素などが挙げられ
、これらの溶剤の一１１類、必要に応じて二種以上の混
合溶剤を適宜選択して用いる〇 上記金属を含むアルコ、キサイドは空気中で１００℃以
上の温度で加熱するこをにより、金属酸化物に変化し、
酸素ガスによる反応性スパッタエツチングによるエツチ
ング速度はほとんどゼロとなる〇したがって、数百Ａ程
度の膜で、嬉一層の有機層１〜２Ｊｍをエツチングする
際のマスクに使用することがてきる。一方、加熱により
変化した金属酸化物はＣＣ１ａ−ＣＦａなどのガスを用
いた反応性スパッタエツチングにより容易にエツチング
されるのて、最上層の薄いレジストをマスクにパターン
を転写することができる。
タン、スズ、アルミニウム、鉄、ジルコニウム、タンタ
ルなどのアルコキサイドが挙げられる。これらアルコキ
サイドを溶解する溶剤としては、エタノール、イソプロ
パツールなどのアルコール、メチルセロソルブアセテー
ト、エチル七′ロンルブアセテートなどのエステル、ト
ルエン、キシレンなどの芳香族災化水素などが挙げられ
、これらの溶剤の一１１類、必要に応じて二種以上の混
合溶剤を適宜選択して用いる〇 上記金属を含むアルコ、キサイドは空気中で１００℃以
上の温度で加熱するこをにより、金属酸化物に変化し、
酸素ガスによる反応性スパッタエツチングによるエツチ
ング速度はほとんどゼロとなる〇したがって、数百Ａ程
度の膜で、嬉一層の有機層１〜２Ｊｍをエツチングする
際のマスクに使用することがてきる。一方、加熱により
変化した金属酸化物はＣＣ１ａ−ＣＦａなどのガスを用
いた反応性スパッタエツチングにより容易にエツチング
されるのて、最上層の薄いレジストをマスクにパターン
を転写することができる。
以下実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
実施例１゜
シリコン基板上化ノボラック樹脂（商品名ＡＺ−１３５
０Ｊ）を１μｍスピン塗布し、２００℃において１時間
加熱した。基板が室温になった後、チタンを含むアルコ
キサイドをエタノールに溶解し上記ノボラック樹脂上ζ
こ０．１μｍスピン塗布した後、２００℃において１時
間加熱した。
０Ｊ）を１μｍスピン塗布し、２００℃において１時間
加熱した。基板が室温になった後、チタンを含むアルコ
キサイドをエタノールに溶解し上記ノボラック樹脂上ζ
こ０．１μｍスピン塗布した後、２００℃において１時
間加熱した。
基板が室温化なった稜１重量平均分子量６０万の単分散
のポリスチレンをキシレンに溶解し、上記チタン酸化物
の上に０．３μｍスピン塗布した。
のポリスチレンをキシレンに溶解し、上記チタン酸化物
の上に０．３μｍスピン塗布した。
１１０℃で３０分窒素雰囲気中ヱベークし、た後、電子
線描画装置にて６Ｘ１０Ｃ／ｃｔＡの照射量１ζおいて
、電子ビーム露光を行なった。テトラヒドロフランとエ
タノールの４＝１混合溶液にて現像を行なったのち、メ
チルエチルケトンとエタノールのｌ：１混合溶液でリン
スを行なった。しかる後ＣＣムガスにて８５ｓｅｃｍ、
４Ｐａ、２００Ｗの条件ζζて１分間反応性スバツタエ
ッチンクを行なった。
線描画装置にて６Ｘ１０Ｃ／ｃｔＡの照射量１ζおいて
、電子ビーム露光を行なった。テトラヒドロフランとエ
タノールの４＝１混合溶液にて現像を行なったのち、メ
チルエチルケトンとエタノールのｌ：１混合溶液でリン
スを行なった。しかる後ＣＣムガスにて８５ｓｅｃｍ、
４Ｐａ、２００Ｗの条件ζζて１分間反応性スバツタエ
ッチンクを行なった。
しかる後、０奪ガスにて１０１０１ｃ、４Ｐａ、２００
Ｗの条件にて、１０分間反応性スパッタエツチングを行
なった０これにより、ポリスチレンに描画されたサブミ
クロンのパターンが精度よく、１μｍ厚の前記ノボラッ
ク樹脂に転写された。
Ｗの条件にて、１０分間反応性スパッタエツチングを行
なった０これにより、ポリスチレンに描画されたサブミ
クロンのパターンが精度よく、１μｍ厚の前記ノボラッ
ク樹脂に転写された。
なお、チタン酸化物、ポリスチレンのＣＣｌ４ガスζこ
よるエッチレートは、それぞれ１７１４Ａ／ｓ＊１３７
Ａ／−であり、チタン酸化物、前記ノボラック樹脂のＯ
禽ガス１こよるエッチレートは、それぞ実施例λ シリコン基板上ｌこ実施例Ｌ（！：同じノボラック樹脂
（商品名ＡＺ−１３５０Ｊ）を２μ。スピン欺布し２０
０℃に右いて１時間加熱した。基板が室温になっり後、
アルミニウムを含むアルコキサイドを、エタノールに溶
解し、実施例１．と同様に、前記ノボラック樹脂上に０
．１μｍスピン塗布し、２００℃において１時間加熱し
た。基板が室温化なった後前記ノボラック樹脂を０．４
μｍスピン塗布し、８０℃１こて３０分空気中で加熱し
た後、マスクを通して紫外線露光を行なった。
よるエッチレートは、それぞれ１７１４Ａ／ｓ＊１３７
Ａ／−であり、チタン酸化物、前記ノボラック樹脂のＯ
禽ガス１こよるエッチレートは、それぞ実施例λ シリコン基板上ｌこ実施例Ｌ（！：同じノボラック樹脂
（商品名ＡＺ−１３５０Ｊ）を２μ。スピン欺布し２０
０℃に右いて１時間加熱した。基板が室温になっり後、
アルミニウムを含むアルコキサイドを、エタノールに溶
解し、実施例１．と同様に、前記ノボラック樹脂上に０
．１μｍスピン塗布し、２００℃において１時間加熱し
た。基板が室温化なった後前記ノボラック樹脂を０．４
μｍスピン塗布し、８０℃１こて３０分空気中で加熱し
た後、マスクを通して紫外線露光を行なった。
現偉後、１２０℃で２０分加熱を行なった。得られたパ
ターンをマスクにＣＣ／ａＣ／化て３５８ ＣＣ０％４
Ｐ ｍ、２００ Ｗの条件にて）１分間しかる後に、
０■ガスにて１０１０５ｃ、４Ｐａ１２００Ｗの条件に
て四分間尺応性スパッタエツチングを行なった。このエ
ツチング番こより、最上層のノボラック樹脂のパターン
が精度よく、２μｍ厚のノボラック樹脂に転写された。
ターンをマスクにＣＣ／ａＣ／化て３５８ ＣＣ０％４
Ｐ ｍ、２００ Ｗの条件にて）１分間しかる後に、
０■ガスにて１０１０５ｃ、４Ｐａ１２００Ｗの条件に
て四分間尺応性スパッタエツチングを行なった。このエ
ツチング番こより、最上層のノボラック樹脂のパターン
が精度よく、２μｍ厚のノボラック樹脂に転写された。
なおアルミニウム酸化物、前記ノボラック樹脂のＣＣｌ
ｍガスζこよるエッチレートはそれぞれ１０７１Ａ
７ｍ、３７７ Ａ／−であり、アルミニウム酸化物の０
愈ガスによるエッチレートは７Ａ／ｍであった。
ｍガスζこよるエッチレートはそれぞれ１０７１Ａ
７ｍ、３７７ Ａ／−であり、アルミニウム酸化物の０
愈ガスによるエッチレートは７Ａ／ｍであった。
実施例３゜
実施例λの場合と同様にシリコン基板上にノボラック樹
脂を２μｍ塗布し、２００℃において１時間加熱した。
脂を２μｍ塗布し、２００℃において１時間加熱した。
しかる後スズを含むアルコキサイドを０．１／１ｍスピ
ン塗布し、２ｏｏ℃において１時間加熱した〇 かかる基板１こノボラック樹脂をざらζこ０．４μｍス
ピン塗布し、８０℃において３０分間空気中で加熱した
後、マスクを通して紫外線露光を行なった。
ン塗布し、２ｏｏ℃において１時間加熱した〇 かかる基板１こノボラック樹脂をざらζこ０．４μｍス
ピン塗布し、８０℃において３０分間空気中で加熱した
後、マスクを通して紫外線露光を行なった。
現像度、１２０℃で２０分、加熱を行なった０得られた
パターンをマスターこＣＣ１ａガスにて、実施例２、の
場合と同様の条件で２分間しかる後化ｏ１ガスにて１実
施例乙の場合と同様の条件で加分間尺応性スパッタエツ
チングを行なった。このエツチングにより最上層の７ボ
ラツク樹脂のパターンが精度よく、２μｍ厚の同じノボ
ラック樹脂ＩＣ転写された。
パターンをマスターこＣＣ１ａガスにて、実施例２、の
場合と同様の条件で２分間しかる後化ｏ１ガスにて１実
施例乙の場合と同様の条件で加分間尺応性スパッタエツ
チングを行なった。このエツチングにより最上層の７ボ
ラツク樹脂のパターンが精度よく、２μｍ厚の同じノボ
ラック樹脂ＩＣ転写された。
なおスズ酸化物のＣＣｌ ａガスによるエッチレートは
１１８０Ａ／−であり、ｏ■ガスによるエッチレートは
、８Ａ／−であった。
１１８０Ａ／−であり、ｏ■ガスによるエッチレートは
、８Ａ／−であった。
Claims (1)
- 被エツチング材上に有機高分子膜を形成し、該有機高分
子膜上に金属アルコキサイドを含有する溶液を塗布し、
加熱することにより金属アルコキサイドの一部又は全部
を金属酸化物とし、次いで該金属酸化物膜上にレジスト
膜を設ける工程、及びリングラフィ技術を用いて前記レ
ジスト膜に所望のパターンを形成し、該パターンが形成
された前記レジスト膜をマスクとして前記金属酸化物膜
をエツチングした後、エツチングされずに残った該金属
酸化物膜をマスクとして、前記有機高分子膜をドライエ
ツチングし、その後エツチングされずに残った前記有機
高分子膜をマスクとして前記被エツチング材をエツチン
グする１賽を有することを特徴とするパターン形成方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11521582A JPS596541A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 微細パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11521582A JPS596541A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 微細パタ−ン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS596541A true JPS596541A (ja) | 1984-01-13 |
Family
ID=14657209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11521582A Pending JPS596541A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 微細パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152031A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Hitachi Ltd | エツチング方法 |
| US4874462A (en) * | 1987-12-09 | 1989-10-17 | Central Glass Company, Limited | Method of forming patterned film on substrate surface by using metal alkoxide sol |
-
1982
- 1982-07-02 JP JP11521582A patent/JPS596541A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152031A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Hitachi Ltd | エツチング方法 |
| US4874462A (en) * | 1987-12-09 | 1989-10-17 | Central Glass Company, Limited | Method of forming patterned film on substrate surface by using metal alkoxide sol |
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