JPS60124940A - 乾式ポジテイブ・ト−ンの微小パタ−ン形成方法 - Google Patents
乾式ポジテイブ・ト−ンの微小パタ−ン形成方法Info
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- JPS60124940A JPS60124940A JP59149833A JP14983384A JPS60124940A JP S60124940 A JPS60124940 A JP S60124940A JP 59149833 A JP59149833 A JP 59149833A JP 14983384 A JP14983384 A JP 14983384A JP S60124940 A JPS60124940 A JP S60124940A
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- 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
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は集積回路等に用いるポジティブ・トーン微小パ
ターン形成のための完全な乾式方法に関する。この方法
はマスクを介する陽子ビーム露光及び酸素反応性イオン
食刻によるＩＭ、像を含む。
ターン形成のための完全な乾式方法に関する。この方法
はマスクを介する陽子ビーム露光及び酸素反応性イオン
食刻によるＩＭ、像を含む。
米国特許第４００４０４４号は透明な剥離マスクを使用
するパターン薄膜の形成方法を開示している。食刻はＣ
Ｆ４を含む気体で行われる。陽ｒビームの使用は開示さ
れていない。
するパターン薄膜の形成方法を開示している。食刻はＣ
Ｆ４を含む気体で行われる。陽ｒビームの使用は開示さ
れていない。
１９７７年１１月ｌ’４Ｊ Ｉ Ｂ−Ｍ Ｔｅｃｈｎ、
１ｃａｌＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ第２
０巻、第６号の第２２０８頁にはマスク材料として有機
ケイ酸塩カラスの使用を開示しており、又ポリスルホン
層も使用されているが、陽子ビームの使用は開示されて
いない。
１ｃａｌＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ第２
０巻、第６号の第２２０８頁にはマスク材料として有機
ケイ酸塩カラスの使用を開示しており、又ポリスルホン
層も使用されているが、陽子ビームの使用は開示されて
いない。
特公昭５５−１３８８３５号は、第２のレジスト・パタ
ーンが第１のレジストのためのマスクとして使用される
多層レジストを開示しているが、陽子ビームの使用の開
示はない。
ーンが第１のレジストのためのマスクとして使用される
多層レジストを開示しているが、陽子ビームの使用の開
示はない。
米国特許出願第０６１５２９４５８号は、陽子ビーム露
光及び酸素プラズマ現像法を開示しているが、これはネ
ガティブ・トーン像に関するものである。
光及び酸素プラズマ現像法を開示しているが、これはネ
ガティブ・トーン像に関するものである。
本発明の目的は、高解像度及び高縦横比を有するポジテ
ィブ・１・−ン微小パターンを形成する完全な乾式方法
をケえる事にある。本発明に従えば湿式方法のすへての
欠点が除去される。
ィブ・１・−ン微小パターンを形成する完全な乾式方法
をケえる事にある。本発明に従えば湿式方法のすへての
欠点が除去される。
本発明の方法は先ず基板上に有機重合体薄膜をイ」着す
る事を含む。基板は通常ケイ素もしくは酸化ケイ素であ
る。次に上記有機重合体薄膜−ヒに酸素食刻障壁薄膜が
与えられる。次に酸素食刻障壁簿膜が低エネルギの陽子
ビームでパターンに従って露光される。次にこのパター
ンが酸素イオン食刻によって現像される。
る事を含む。基板は通常ケイ素もしくは酸化ケイ素であ
る。次に上記有機重合体薄膜−ヒに酸素食刻障壁薄膜が
与えられる。次に酸素食刻障壁簿膜が低エネルギの陽子
ビームでパターンに従って露光される。次にこのパター
ンが酸素イオン食刻によって現像される。
本発明は例えば微小回路の製造に使用される。
多くの場合ｗ板はケイ素もしくは酸化ケイ素であるが、
他の材料でもよい。基板に直接何着される有機重合体薄
膜は任意の種類の重合体でよいが、有用な重合体は例え
ばポリ（メチル・メタクリレ−Ｉ−）、ノボラック樹脂
、ポリイミド ポリ（オレフィン・スルホン）及びポリ
（フェニルスルポン）である。
他の材料でもよい。基板に直接何着される有機重合体薄
膜は任意の種類の重合体でよいが、有用な重合体は例え
ばポリ（メチル・メタクリレ−Ｉ−）、ノボラック樹脂
、ポリイミド ポリ（オレフィン・スルホン）及びポリ
（フェニルスルポン）である。
酸素食刻障壁薄膜は有機金属化合物もしくは金属である
。有用な有機金属化合物にはテトラビニルシラン、ヘキ
サメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、モノ
ビニルトリメチルシランの如き有機ケイ素もしくはテト
ラメチル錫の如き有機鯛化合物が含まれる。有用な金属
にはビスマス、アルミニウム、銀、ニッケル及び錫が含
まれる。
。有用な有機金属化合物にはテトラビニルシラン、ヘキ
サメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、モノ
ビニルトリメチルシランの如き有機ケイ素もしくはテト
ラメチル錫の如き有機鯛化合物が含まれる。有用な金属
にはビスマス、アルミニウム、銀、ニッケル及び錫が含
まれる。
最良の結果を得るためには、酸素食刻障壁薄膜の厚さは
約１５０から２５０人である。この層中のピンホールを
避けるためには、障壁層は気相から付着されなくてはな
らない。この付着は金属を含む層を４＝Ｊ着する場合に
は蒸着もしくはスパッタリングによって、もしくはプラ
ズマ重合化によ″）で、直接もしくは下流で遂行さＡし
る。障壁薄膜が薄い金属薄膜から形成される場合には、
１−一ナッ型像を生じ得る電荷形成にまつわる問題を避
けｔ！）るという利点を有する。これによって５ミクロ
ンを越える厚い薄膜でも極めて高い解像力、極めて高い
縦横比がＦられる。この金属は陽子ビー１１露先によっ
てΔＱ、ｌ１３ 、 ｎＮ１３ 、 Ｓｉ、ｌＩ４ 、
５ｎｌ１４の如き揮発性水素化金属として効果的に除去
される。酸素食刻障壁薄膜は低エネルギ陽子ビームに、
パターンを形成する様に露光される。この露光はマスク
の使用によ−）てり・えられるパターンによっても行わ
れる。もしくは走査収束ビームを使用して生ずる。
約１５０から２５０人である。この層中のピンホールを
避けるためには、障壁層は気相から付着されなくてはな
らない。この付着は金属を含む層を４＝Ｊ着する場合に
は蒸着もしくはスパッタリングによって、もしくはプラ
ズマ重合化によ″）で、直接もしくは下流で遂行さＡし
る。障壁薄膜が薄い金属薄膜から形成される場合には、
１−一ナッ型像を生じ得る電荷形成にまつわる問題を避
けｔ！）るという利点を有する。これによって５ミクロ
ンを越える厚い薄膜でも極めて高い解像力、極めて高い
縦横比がＦられる。この金属は陽子ビー１１露先によっ
てΔＱ、ｌ１３ 、 ｎＮ１３ 、 Ｓｉ、ｌＩ４ 、
５ｎｌ１４の如き揮発性水素化金属として効果的に除去
される。酸素食刻障壁薄膜は低エネルギ陽子ビームに、
パターンを形成する様に露光される。この露光はマスク
の使用によ−）てり・えられるパターンによっても行わ
れる。もしくは走査収束ビームを使用して生ずる。
最後の段ｖ）１ηは酸素反応性イオン食刻によってパタ
ーンを現ｆ９＋する１（である。本発明の方法は完全に
乾式であるので、湿式方法によって生ずる接着、研摩、
ひび割Ａしの問題が完全に避けられ得る。
ーンを現ｆ９＋する１（である。本発明の方法は完全に
乾式であるので、湿式方法によって生ずる接着、研摩、
ひび割Ａしの問題が完全に避けられ得る。
〔実施例１〕
ケイ素Ｊ、Ｑ仮Ｊ、にヘース重合体ン１す膜として３ミ
クロンの厚さのポリ（メチル・メタクリレ−１〜）（１
）Ｍ ｌｖｌ Ａ ）の薄膜が被覆された。次にテトラ
ビニルシランの１生めて薄い重合（４曽１ｑＩ漠が下流
のアルゴン・プラズマ重合化過程によって（＝Ｊ着され
た。
クロンの厚さのポリ（メチル・メタクリレ−１〜）（１
）Ｍ ｌｖｌ Ａ ）の薄膜が被覆された。次にテトラ
ビニルシランの１生めて薄い重合（４曽１ｑＩ漠が下流
のアルゴン・プラズマ重合化過程によって（＝Ｊ着され
た。
（＝Ｊ着時間は全圧が２５０マイクロトルの条件で３０
秒である。余分な量の食刻障壁は後になって完全に弓り
像される重合体像を生じない。食刻障壁の厚さは１５０
人の程度に最小に保持されなければならない。食刻障壁
は任■、の種類の酸素食刻障壁でよいが、ただしＨ＋（
陽子）ビームによって除去可能なものでなければならな
い。ポリシラン薄膜の場合、ケイ素はＳｉＨ２及び／も
しくは ５１１１４の形で除去されなければならない。
秒である。余分な量の食刻障壁は後になって完全に弓り
像される重合体像を生じない。食刻障壁の厚さは１５０
人の程度に最小に保持されなければならない。食刻障壁
は任■、の種類の酸素食刻障壁でよいが、ただしＨ＋（
陽子）ビームによって除去可能なものでなければならな
い。ポリシラン薄膜の場合、ケイ素はＳｉＨ２及び／も
しくは ５１１１４の形で除去されなければならない。
酸素食刻障壁（９着に続き、１４＋ビーム露光（エネル
ギ４ＫｅＶ、電流１００マイクロΔ、圧力３×］、Ｏ−
５１−ル）が、直径１６ミクロンの開花を有するＳｉの
マスクを使用して遂行された。添加レベルは略１０−’
Ｃ／ｃｎＴの程度である。ＩＩ＋ビームの露光の後に
、マスクが除去され、多屯体仰が酸素反応性イオン食刻
（ＲＩＥ）によって現像された（−２００Ｖバイアス電
圧、０．１２１〜ル、７ 、６ ｃｌ ／分、４５分、
１００Ｗパワー・１ノベル）。
ギ４ＫｅＶ、電流１００マイクロΔ、圧力３×］、Ｏ−
５１−ル）が、直径１６ミクロンの開花を有するＳｉの
マスクを使用して遂行された。添加レベルは略１０−’
Ｃ／ｃｎＴの程度である。ＩＩ＋ビームの露光の後に
、マスクが除去され、多屯体仰が酸素反応性イオン食刻
（ＲＩＥ）によって現像された（−２００Ｖバイアス電
圧、０．１２１〜ル、７ 、６ ｃｌ ／分、４５分、
１００Ｗパワー・１ノベル）。
〔実施例２〕
サブミクロン・ポジティブ・１ヘ一ン重合体パターン形
成の他の実施例として、シャドウ印刷マノ、夕が使用さ
れた。しかしながら本発明の勺ブ１〜ラクテイブ・イオ
ン・ビーム技法は収集された１１＋ビームを使用する走
査イオン・ビームにも同様に適している。、ｐ順は実施
例１の通りに行われた。
成の他の実施例として、シャドウ印刷マノ、夕が使用さ
れた。しかしながら本発明の勺ブ１〜ラクテイブ・イオ
ン・ビーム技法は収集された１１＋ビームを使用する走
査イオン・ビームにも同様に適している。、ｐ順は実施
例１の通りに行われた。
ポリ（ｐ−ヒ１へロオキシスチレン）及び芳香族アジ１
−光増感剤より成るホトレジスト極めて良好な結果が得
られた。ケイ素ウェハ」〕にこの薄膜がスピン被覆され
、１００°Ｃで加熱され、厚さは２ミクロンになった。
−光増感剤より成るホトレジスト極めて良好な結果が得
られた。ケイ素ウェハ」〕にこの薄膜がスピン被覆され
、１００°Ｃで加熱され、厚さは２ミクロンになった。
このホトレジスト薄膜のに部には０．２５１−ルの圧力
で３０秒にわたりド流のＡ１プラズマ重合化過程で、テ
トラビニルシラン薄膜が付着さオした。食刻障壁細石に
続いて、４ＫｅＶ． １． Ｏ Ｏマイクロへのビーム
条件の下にＩ（＋ビー１１露光が行われた。Ｉ］＋ビー
ム露光の後に、酸−ｌ Ｒ Ｉ Ｅ現像は３８分にわた
り、０．１２１〜ル、− ２ ５ ０ Ｖバイアス電圧
、１００Ｗパワー・レベル及び７．６ｃ１ａ／分で遂行
された。現像東金体パターンの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ
）写真は殆んど垂直な壁プロフィールを有するサブミク
ロンのポジティブ・パターンを示した。
で３０秒にわたりド流のＡ１プラズマ重合化過程で、テ
トラビニルシラン薄膜が付着さオした。食刻障壁細石に
続いて、４ＫｅＶ． １． Ｏ Ｏマイクロへのビーム
条件の下にＩ（＋ビー１１露光が行われた。Ｉ］＋ビー
ム露光の後に、酸−ｌ Ｒ Ｉ Ｅ現像は３８分にわた
り、０．１２１〜ル、− ２ ５ ０ Ｖバイアス電圧
、１００Ｗパワー・レベル及び７．６ｃ１ａ／分で遂行
された。現像東金体パターンの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ
）写真は殆んど垂直な壁プロフィールを有するサブミク
ロンのポジティブ・パターンを示した。
［実施例３〕
蒸着されたポリイミド薄膜によって極めて良好な結果が
得られた。蒸着されたポリイミド薄膜は空気中で３０分
にわたり２５０℃で加熱された。
得られた。蒸着されたポリイミド薄膜は空気中で３０分
にわたり２５０℃で加熱された。
酸素食刻障壁薄膜の付着及びＩ−１＋ビーム露光は実施
例１の場合と全く同様に遂行された。酸素Ｒ ＴＥによ
る重合体の現像はポリイミド薄膜の場合はわずか２５分
で生じた。Ｓ ｌ”： Ｍ写真によりポリイミドのサブ
ミクロン・パターンがポジティブで画定できる事が証明
された。
例１の場合と全く同様に遂行された。酸素Ｒ ＴＥによ
る重合体の現像はポリイミド薄膜の場合はわずか２５分
で生じた。Ｓ ｌ”： Ｍ写真によりポリイミドのサブ
ミクロン・パターンがポジティブで画定できる事が証明
された。
〔実施例４〕
ＰＭＭＡの最上部上に極めて薄いビスマスそり膜が蒸着
された。実施例３の場合と同様にして幅０。
された。実施例３の場合と同様にして幅０。
５ミクロン及び５ミクロンの高さの高縦横比及び高分解
能の重合体パターンが得られた．１．）ＭＭΔの最上部
上に形成された酸化ビスマスは塩化水素の水溶液によっ
て容易に除去された。
能の重合体パターンが得られた．１．）ＭＭΔの最上部
上に形成された酸化ビスマスは塩化水素の水溶液によっ
て容易に除去された。
本発明に従えば、従来の湿式方法の持つすべての欠点が
除去された、高解像度及び高縦横比を有する乾式ポジテ
ィブ・トーン微小パターン形成方法が与えられる。
除去された、高解像度及び高縦横比を有する乾式ポジテ
ィブ・トーン微小パターン形成方法が与えられる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）基板１．に有機重合体薄膜を１１着し、（２）
、、ｌ二記有（幾重合体薄膜」二に酸素食刻障壁簿膜を
４１着し、 （３）上記障壁薄膜に低エネルギーの陽子ビームをパタ
ーンに従って露光し、 （４）酸素反応性食刻によってパターンを現像する段階
より成る、 乾式でポジティブ・１〜−ンの微小パターン形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/560,638 US4507331A (en) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | Dry process for forming positive tone micro patterns |
| US560638 | 1983-12-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124940A true JPS60124940A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH0376743B2 JPH0376743B2 (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=24238657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59149833A Granted JPS60124940A (ja) | 1983-12-12 | 1984-07-20 | 乾式ポジテイブ・ト−ンの微小パタ−ン形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4507331A (ja) |
| EP (1) | EP0145911B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60124940A (ja) |
| DE (1) | DE3481939D1 (ja) |
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