JPS598336A

JPS598336A - パタ−ン形成方法

Info

Publication number: JPS598336A
Application number: JP11677282A
Authority: JP
Inventors: Yoji Maruyama; 洋治丸山; Kozo Mochiji; 広造持地; Norikazu Tsumita; 積田　則和; Akira Imura; 亮井村; Ken Sugita; 杉田　愃
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-07-07
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1984-01-17

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】本発明はパターン形成方法に関し、詳しくは、各種半導
体集積回路や磁気バブルメモリ素子などの微細パターン
形成にとくに有用な、パターン形成方法に関する。

近年における磁気バブルメモリ素子や各Ｓ半導体集積回
路の高密度化や高集積度化にともない、線幅や間隔が極
めて小さい微細パターンを高い精度で容易に形成できる
方法がますます必要になった。

従来、磁気バブルメモリ素子や半導体集積回路の各種パ
ターンは、一般に、ホトリングラフイーとよばれる方法
によって形成された。

しかし、従来のホトリング−ｊフィーは、通常、波長が
ほぼ３２０〜ｓ００ｎｍの紫外光を使用していたため、
光の回折や干渉など光の有する固有の特性による影響を
受け、微細パターンを高い精度よく形成するために、レ
ジスト中への入射直進性が優れたイオンビームを紫外光
のがわりに用いるいわゆるイオンビーム照射法が提案さ
れている。

イオンビームは、その性質上、干渉や回折による悪影響
がなく、極めて微細な領域を選択的に精度良く照射する
ことが可能である。

しかし、レジストツターンヲ得るためには紫外光法と同
様、−ｆオン照射後に現像液中にレジスト膜を浸し、未
照射領域を除去する必要があった。

現像に溶液を用いるいわゆる湿式現像法では、現像処理
中にレジストが膨潤し微細パターンが架橋する問題があ
る。したがって従来のイオン照射法では現像処理時に、
パターン不良が発生する欠点があった。

本発明の目的は、従来のイオン照射法によるパターン形
成方法の有する上記問題を解決し、微細パターンを能率
よく形成することのできる、パターン形成方法を提供す
ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、イオン照射に対す
るホトレジストの特殊な性質を利用することによって、
微細パターンを精度良く形成するものである。

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す工程図である。

まず、第１図（ａ）に示すように、８１基板３の表面に
、真空蒸着法によってアルミニウム膜２を被加工層とし
て形成し、さらにその上に、ホトレジスト膜１として、
０ＥＢＲ−１０００（商品名、東京応化社製）を０．６
μｍの厚さに塗布した。

１７０Ｃ，２０分間プリベークを行った後、イオン照射
装置を用い、上記ホトレジスト膜１の所望領域５をＰ“
イオンビーム４によって、第１図（ｂ）に示すように照
射した。この際のイオン照射量は、２　Ｘ　１０”　／
ｃｍ”　　とした、又、加速電圧は１２０ＫＶとした。

このイオン照射により、ホトレジスト膜１のうち、Ｐ＋
イオンビーム４を照射された領域５では、乾式エツチン
グによる侵食速度が低下するが、非照射領域７の侵食速
度は、全く低下しない。

したがって、たとえば四塩化炭素プラズマによる乾式エ
ツチング法で、上記レジスト膜１をイオン照射処理後に
エツチングすると、上記のように、イオン照射されなか
った隼域７の侵食速度は、イオン照射された領域５に比
べ速いため、第１図（Ｃ）に示すように、イオン照射き
れなかった領域７が除去され、照射てれた領域５が残り
レジストツクターンが形成式れる。

上記エツチングによって形成されたレジスト膜（ターン
をマスクにして、アルミニウム膜２の露出部分を第１図
（ｄ）に示すように四塩化炭素ガスを用いたプラズマエ
ツチングで除去し、さらに、アルミニウム膜上のレジス
トパターンを除去すれば第１図（ｅ）に示すように、ア
ルミニウム膜からなるノくターン６が形成される。

上記説明から明らかなように、パターン６はイオン照射
によって形状が規定されるため、これが極めて微細なパ
ターンであっても精度良く形成することができる。

磁気バブルメモリ素子や半導体集積回路には、極めて高
い精度が要求される微細ツクターンが存在する。

従来のイオン照射法に用いられていた湿式現像法では、
これらの微細パターンが、現像時に用いられる溶液によ
り膨潤を起し、パターン間で架橋が発生する問題があっ
た。

しかし、本発明によれば湿毀現像法を用いずに乾式エツ
チング（現像）法でレジストパターンを形成することが
できる。

本発明は、イオン照射によりホトレジストの乾式エツチ
ング（現像）に直する侵食速度が低下し、イオン照射さ
れない領域が除去された後も、レジストパターンとして
残るという新規な知見にもとづいて行なわれたものであ
り、それによって、上記のように、高い精度で極めて高
い精度のノ（ターンを形成することを可能としたもので
あり、さらにレジストパターンと被加工層の）（ターン
を同じエツチングガスで加工できる。

これは、本発明の、他に類を見ない大きな特徴である。

本発明において、イオン照射によってホトレジストの乾
式エツチングに対する侵食速度を低下させることが必要
である。

乾式エツチングに対しく侵食速度を低下させ、本発明の
目的を支障なく達成するためには、照射されるＰ＋イオ
ンの量は、加速電圧１２０ＫＶとした場合、５　Ｘ　１
０”　／ｃｍ２以上であることが必要である。イオン照
射の量がこれより少ないと、侵食速度の低下が不十分で
、乾式エツチング後に、パターンが除去されてしまう。

しかし、はぼ５　Ｘ　１０　”　／ｃｍ２　以上である
と、レジスト膜厚の減少が著しく、微細パターンの形成
が困難になるので、イオン照射量ば５Ｘ１０”〜５　Ｘ
　１０　′４／ｃｍ’の範囲内にあることが好ましい。

イオンが打込まれる深さはほぼ３００Å以上なることが
必要であり、そのためには、打込み電圧は、Ｐ＋の場合
はぼ１００〜１５０ＫｅＶに選ばれる。Ｐ＋以外のイオ
ンを打込む場合は、はぼこのときと同程度の深さとダメ
ージが得られるように、打込み電圧と打込み量を調節す
ればよい。

乾式エツチングとしては、プラズマ方式、スパッタ方式
、イオンミリング方式各種方法を用いることができ、か
つ、流入ガスとしても酸素、アルゴン、四塩化炭素、Ｃ
Ｆ”　４等を用い、通常用いられる条件下で処理すれば
良く、たとえば、四塩化炭素で流量を０．３　Ｐ　ａと
し入力ｉｏｏｗのプラズマを用いて、極めて好ましい結
果が得られる。

第２図はＰ＋イオンの照射量と、プラズマエツチングに
対する、レジスト膜の侵食速度の関係を示したものであ
る。

Ｐ１イオンの加速電圧は１２０ＫＶであり、プラズマ条
件は、ＣＦ４．０２　、四塩化炭素の３種ガスを用い入
力１００Ｗとした。

上記で述べたように、Ｐ＋イオンｅ５Ｘ１ｏ＋ｓ以上照
射すると、レジスト膜の侵食速度は低下することがわか
る。

上記実施例では、ホトレジストとして０ＥＢＲ−１００
０１用イタカ、タトエば、０ＥＢＲ−１０３（１ど、東
京応化社から市販はれている０ＥＢＲ系ポトレジストを
同様に用い得ることはいうまでもない。

また、０ＥＢＲ系のみではなく、他のポトレジストヲ用
いても、本発明は支障な〈実施することができる。

また、イオンンースとしてもＰ＋のみではなく、Ｈ”、
Ｂ＋等をイオンンースとしても、本発明は支障な〈実施
することが可能である。

以上説明したように、本発明によれば、高精度が要求さ
れる微細パターンを形成することが可能であり、磁気バ
ブルメモリ素子や、半導体集積回路の製造に極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す工程図である。第２図はイオン照射量とレジスト膜の侵食速度の関係を
示す曲線図である。１・・・ホトレジスト膜、２・・・被加工層、３・・・
基板、４・・・Ｐ＋イオン（リンイオン）、５・・・イ
オン照射された領域、６・・・パターン、７・・・イオ
ン照射されない領域。代理人　弁理士　薄田利幸１（９）第　　１　　口（α）（ｂ）第　２　図

Claims

【特許請求の範囲】１、下記工程を含むパターン形成方法（１）被加工層上にホトレジスト膜を被着する工程。（２）上記ホトレジスト膜の所望領域にイオン照射を行
なう工程。の（３ン　　上記ホトレジスト換ｆイオン照射されなかっ
た領域を乾式エツチング法により除去し、レジストパタ
ーンを形成する工程。（４）上記レジスタパターンをマスクに用い、上記被加
工層の露出された部分を乾式エツチング法により除去す
る工程（５）　　上記レジストパターンを除去する工程。