JPS60220930A - 電子線レジストの現像法 - Google Patents
電子線レジストの現像法Info
- Publication number
- JPS60220930A JPS60220930A JP7825184A JP7825184A JPS60220930A JP S60220930 A JPS60220930 A JP S60220930A JP 7825184 A JP7825184 A JP 7825184A JP 7825184 A JP7825184 A JP 7825184A JP S60220930 A JPS60220930 A JP S60220930A
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- Japan
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- resist film
- electron beam
- developing
- substrate
- resist
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Electron 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は半導体基板またはマスク基板上の電子へ
（ロ）従来技術
従来、電子線レジストの現像は被現像試料を現像液（主
に有機溶剤）に浸漬するか、または現像液をスプレィで
被現像試料表面に噴霧するいわゆるウェット現像法がと
られている。しかし、このようなウェット現像法は、主
に、現像処理枚数に依存した現像液組成の変化や疲労ま
たは現像液温度の変化による現像特性の変動等によシ、
再現性かつ精度よく微細パターンを現像するのは困難で
あった。また、化学薬品の使用によ多試料表面が汚染さ
れる恐れがあ夛、廃液処理の問題とともに管理上のトラ
ブルの原因ともなっている。
に有機溶剤）に浸漬するか、または現像液をスプレィで
被現像試料表面に噴霧するいわゆるウェット現像法がと
られている。しかし、このようなウェット現像法は、主
に、現像処理枚数に依存した現像液組成の変化や疲労ま
たは現像液温度の変化による現像特性の変動等によシ、
再現性かつ精度よく微細パターンを現像するのは困難で
あった。また、化学薬品の使用によ多試料表面が汚染さ
れる恐れがあ夛、廃液処理の問題とともに管理上のトラ
ブルの原因ともなっている。
そのため、このような従来のウェット現像法の欠点を解
決するためにドライ現像法が考案され、注目されている
。このドライ現像法は、被現像試料を一定の圧力に制御
された清浄なガス雰囲気中に保持し、２つの電極間に高
周波電圧を印加して形成された高周波誘導のガスプラズ
マ中に存在する活性な原子ｉたは分子と、高分子である
電子線レジストとの化学反応を利用してガス状化合物に
変え、現像除去していくものである（特開昭５５−６９
２６５号公報）。この方法によれば試料表面の汚染や廃
液処理等の問題はなく、再現性・精度ともに艮好な現像
が可能である。
決するためにドライ現像法が考案され、注目されている
。このドライ現像法は、被現像試料を一定の圧力に制御
された清浄なガス雰囲気中に保持し、２つの電極間に高
周波電圧を印加して形成された高周波誘導のガスプラズ
マ中に存在する活性な原子ｉたは分子と、高分子である
電子線レジストとの化学反応を利用してガス状化合物に
変え、現像除去していくものである（特開昭５５−６９
２６５号公報）。この方法によれば試料表面の汚染や廃
液処理等の問題はなく、再現性・精度ともに艮好な現像
が可能である。
ところがこのドライ現像法はウェット現像法に比較して
電子線に対するレジストの感度が一桁程度低いという欠
点がある。代表的なポジ型電子線レジストであるＰＭＭ
Ａ（ポリメチルメタクリレート）の場合、ウェット現像
法では５ Ｘ １ ｏ−５ｃ／ｄの感度を有するのに苅
しドライ現像法では５Ｘ１０−’Ｃ／ｃＡ程度の感度し
か達成できていない。
電子線に対するレジストの感度が一桁程度低いという欠
点がある。代表的なポジ型電子線レジストであるＰＭＭ
Ａ（ポリメチルメタクリレート）の場合、ウェット現像
法では５ Ｘ １ ｏ−５ｃ／ｄの感度を有するのに苅
しドライ現像法では５Ｘ１０−’Ｃ／ｃＡ程度の感度し
か達成できていない。
しかも、前者では未露光部のレジスト膜の減少は皆無で
あるのに対して後者の場合、未露光部のレジスト膜厚は
６０％以下に膜減シしてしまうという欠点がある。この
相違は有機溶剤によるレジスト高分子の溶解機構とガス
プラズマによるレジスト除去機構の本質的な違いに起因
する。
あるのに対して後者の場合、未露光部のレジスト膜厚は
６０％以下に膜減シしてしまうという欠点がある。この
相違は有機溶剤によるレジスト高分子の溶解機構とガス
プラズマによるレジスト除去機構の本質的な違いに起因
する。
（ハ）登明の目的
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
夛、ドライ現像法による電子線レジストの感度を向上さ
せるとともに未露光部のレジスト膜の低減率を低減させ
ようとするものである。
夛、ドライ現像法による電子線レジストの感度を向上さ
せるとともに未露光部のレジスト膜の低減率を低減させ
ようとするものである。
に）発明の構成
本発明はパターン露光されたポジ型電子線レジストをド
ライ現像するために、酸素ガスヲ含む低温ガスプラズマ
に曝すとともに遠紫外光をレジスト皮膜全面に露光する
ことを特徴とする。
ライ現像するために、酸素ガスヲ含む低温ガスプラズマ
に曝すとともに遠紫外光をレジスト皮膜全面に露光する
ことを特徴とする。
遠紫外光とくに電子線レジストの分解に適する波長を有
する単色光は露光部のレジスト膜の分解を助長して処理
時間の短縮化に寄与すると共に未露光部の膜厚の目減シ
を防止するように作用する。
する単色光は露光部のレジスト膜の分解を助長して処理
時間の短縮化に寄与すると共に未露光部の膜厚の目減シ
を防止するように作用する。
又、現像処理期間中にレジスト膜を該レジストのガラス
転位温度以上に加熱してレジスト分子を流動化させ、更
に処理時間を少なくすることができる。
転位温度以上に加熱してレジスト分子を流動化させ、更
に処理時間を少なくすることができる。
（ホ）実施例
第１図、第２図、及び第６図は本発明方法の工程説明図
である。第１図は半導体基板（若しくはマスク基板）（
１）の表面上にレジスト膜（２）を形成したものについ
て電子ビーム（Ｐ）を付与して露光を行なっている状態
を示している。
である。第１図は半導体基板（若しくはマスク基板）（
１）の表面上にレジスト膜（２）を形成したものについ
て電子ビーム（Ｐ）を付与して露光を行なっている状態
を示している。
第２図は露光された基板に対してドライ現像を行なう装
置の断面図である。現像すべき基板（１）は、多数の小
孔を持ったアルミ製円筒（３）を設置しであるガスプラ
ズマ反応管（４）内に、基板ホルダー（５）によって支
持されている。ガスプラズマ反応管（４）には力゛ス導
入口（６）よシ酸素ガスを含む反応ガスが導入され、排
出口（７）よシ排気される。反応管（４）の外周には高
周波源（８）からの高周波電圧の印加される電極（９）
と接地電極（１０）があシ、高周波誘導によシ反応管（
４）中に低温プラズマが生成される。
置の断面図である。現像すべき基板（１）は、多数の小
孔を持ったアルミ製円筒（３）を設置しであるガスプラ
ズマ反応管（４）内に、基板ホルダー（５）によって支
持されている。ガスプラズマ反応管（４）には力゛ス導
入口（６）よシ酸素ガスを含む反応ガスが導入され、排
出口（７）よシ排気される。反応管（４）の外周には高
周波源（８）からの高周波電圧の印加される電極（９）
と接地電極（１０）があシ、高周波誘導によシ反応管（
４）中に低温プラズマが生成される。
一方、遠紫外光源ｌよシ放射される遠紫外光（Ｑ）はフ
ィルタし、石英コンデンサレンズα３）を通って基板（
１）上のレジスタ膜（２）全面に垂直に照射される。電
子ビーム（Ｐ）により照射されたレジスト膜（２）は遠
紫外光（Ｑ）によって高分子分解が促進され、低温ガス
プラズマ中の活性な分子と化学反応を起して速や一１ｔ
、Ｉこ剥離、除去される。一方、未露光部のレジスト膜
は遠紫外光照射によっても高分子分解かあ″１．９促進
されないので剥離速度は比較的遅い。従って現像速度は
大幅に向上するが未露光部のＭ厚の減少は低く抑えられ
るのでレジスト感度の大幅な向上が達成される。第６図
は第２図の装置で第１図のレジスト膜を現像した後の断
面図を示している。露光部分に対応する領域（Ｒ）では
レジスト膜（２）が完全に除去され、一方未露光部分に
対応する領域（８）では厚さく１１）だけレジスト膜が
目減りしていることを示している。
ィルタし、石英コンデンサレンズα３）を通って基板（
１）上のレジスタ膜（２）全面に垂直に照射される。電
子ビーム（Ｐ）により照射されたレジスト膜（２）は遠
紫外光（Ｑ）によって高分子分解が促進され、低温ガス
プラズマ中の活性な分子と化学反応を起して速や一１ｔ
、Ｉこ剥離、除去される。一方、未露光部のレジスト膜
は遠紫外光照射によっても高分子分解かあ″１．９促進
されないので剥離速度は比較的遅い。従って現像速度は
大幅に向上するが未露光部のＭ厚の減少は低く抑えられ
るのでレジスト感度の大幅な向上が達成される。第６図
は第２図の装置で第１図のレジスト膜を現像した後の断
面図を示している。露光部分に対応する領域（Ｒ）では
レジスト膜（２）が完全に除去され、一方未露光部分に
対応する領域（８）では厚さく１１）だけレジスト膜が
目減りしていることを示している。
この厚さくｔｌ）は最初の厚さくｔＯ）の５０％未満、
挽面すれば、残されたレジスト膜の膜厚が厚さくｔ２）
の５０％以上であり、実用に供しうるレジストパターン
を提供できる。
挽面すれば、残されたレジスト膜の膜厚が厚さくｔ２）
の５０％以上であり、実用に供しうるレジストパターン
を提供できる。
次に、具体例について更に詳しく説明する。先ず、現像
用サンプルとして、直径６インチのシリコンウェハ（半
導体基板）上に分子ｊｉ５０万のＰＭＭＡレジストを塗
布して厚さ５０００＾のレジス）Ｍを作成し、その後１
５［］’Ｃで６０分間グリベーキングを行なったものに
、電子ビーム露光装置を用いて４種類の露光量すなわち
、１ Ｘ １０”−５０／ｄ、５Ｘ １０−５０／ｄ、
ＩＸ １ｏ−’ａ／ｉ。
用サンプルとして、直径６インチのシリコンウェハ（半
導体基板）上に分子ｊｉ５０万のＰＭＭＡレジストを塗
布して厚さ５０００＾のレジス）Ｍを作成し、その後１
５［］’Ｃで６０分間グリベーキングを行なったものに
、電子ビーム露光装置を用いて４種類の露光量すなわち
、１ Ｘ １０”−５０／ｄ、５Ｘ １０−５０／ｄ、
ＩＸ １ｏ−’ａ／ｉ。
５ Ｘ １０−’Ｃ／ｄでＮ光を施し、゛順番に第１．
第２、第６．第４露光域を備えたものを用意する。
第２、第６．第４露光域を備えたものを用意する。
現像用サンプルをプラズマ反応管内にセットして、酸素
力１スと窒素ガスの混合ガス（Ｎ２：０２＝１１）を導
入して２）−／Ｌ／（’Ｉ’０ｒｒ）の圧力とする。周
波数’１３．６５ＭＨｚの高周波電圧を印加し出力６０
０Ｗで低温プラズマを発生させ６分間現像処理を行なっ
たところ、第４露光域については現像されたが未露光域
の厚さが１００ＯＡに低減していることが認められた。
力１スと窒素ガスの混合ガス（Ｎ２：０２＝１１）を導
入して２）−／Ｌ／（’Ｉ’０ｒｒ）の圧力とする。周
波数’１３．６５ＭＨｚの高周波電圧を印加し出力６０
０Ｗで低温プラズマを発生させ６分間現像処理を行なっ
たところ、第４露光域については現像されたが未露光域
の厚さが１００ＯＡに低減していることが認められた。
これに対して、本発明の第１実施例の如く、混合ガスの
組成、ガス圧、高周波源の周波数、出力を上記数値通シ
（以下の実施例でも同じ）に設定すると共に、遠紫外光
源である５０［］］ＷＸ６一旦ｇランよシの遠紫外光を
１０ｍＷ／ｄの照射量でレジスト全面に照射し６分間の
現像処理を行なったところ、第２露光域までのもの（す
なわち第２．第６．第４ｇ！光域のもの）に対して現像
されておシ、″１ｆＣ未露光部のレジスト膜厚は約２８
０ＯＡであった。
組成、ガス圧、高周波源の周波数、出力を上記数値通シ
（以下の実施例でも同じ）に設定すると共に、遠紫外光
源である５０［］］ＷＸ６一旦ｇランよシの遠紫外光を
１０ｍＷ／ｄの照射量でレジスト全面に照射し６分間の
現像処理を行なったところ、第２露光域までのもの（す
なわち第２．第６．第４ｇ！光域のもの）に対して現像
されておシ、″１ｆＣ未露光部のレジスト膜厚は約２８
０ＯＡであった。
次に、上記第１実施例における現像処理条件中、遠紫外
光を単色化（波長２５０ｎｍ）することと処理時間を２
．５分間に短縮することを除き他を同じ現像処理条件に
してなる第２実施例では、やはシ第２Ｎ光域までのもの
に対して現像処理されておシ、また未露光部のレジスト
膜厚が約６５０ＯＡであった。この第２実施例では処理
時間が短かい分だけ未露光部が保護されるものと認めら
れる。
光を単色化（波長２５０ｎｍ）することと処理時間を２
．５分間に短縮することを除き他を同じ現像処理条件に
してなる第２実施例では、やはシ第２Ｎ光域までのもの
に対して現像処理されておシ、また未露光部のレジスト
膜厚が約６５０ＯＡであった。この第２実施例では処理
時間が短かい分だけ未露光部が保護されるものと認めら
れる。
また、露光部にはレジスト膜の分解を促進する波長の遠
紫外光が付与される結果、現像処理時間が短かくて済む
ものと認められる。
紫外光が付与される結果、現像処理時間が短かくて済む
ものと認められる。
次に、上記第１実施例における現像処理条件中、処理時
間を１．５分にすることを除き他の項目を同じ条件にす
ると共に、さらにサンプルを約１６０”Ｃ（ＰＭＭＡの
転移温度１１０°Ｃ以上でかつＰＭＭＡが熱分解してし
まう約２００’Ｏ以下の温度）に設定して現像処理を行
なう第６実施例では、第２露光域までのものに対して現
像処理されておシ、また未露光部のレジスト膜厚が約２
８０ＯＡであった。この現像処理工程中におけるサンプ
ルへの熱の付与はレジスト膜の除去スピードをあげるの
に役立ち、その結実現像処理に要する時間を大幅に低減
させる。
間を１．５分にすることを除き他の項目を同じ条件にす
ると共に、さらにサンプルを約１６０”Ｃ（ＰＭＭＡの
転移温度１１０°Ｃ以上でかつＰＭＭＡが熱分解してし
まう約２００’Ｏ以下の温度）に設定して現像処理を行
なう第６実施例では、第２露光域までのものに対して現
像処理されておシ、また未露光部のレジスト膜厚が約２
８０ＯＡであった。この現像処理工程中におけるサンプ
ルへの熱の付与はレジスト膜の除去スピードをあげるの
に役立ち、その結実現像処理に要する時間を大幅に低減
させる。
（へ）発明の効果
本発明は露光しｆＣ電子線レジスト膜を酸素ガスを含む
低温ガスプラズマに曝すと同時に遠紫外光をレジスト膜
全面に露光しながらドライ現像を行なうので、ウェット
現像と同程度のレジスト感度とすることができ、又未露
光部のレジスト膜減シも減少される。
低温ガスプラズマに曝すと同時に遠紫外光をレジスト膜
全面に露光しながらドライ現像を行なうので、ウェット
現像と同程度のレジスト感度とすることができ、又未露
光部のレジスト膜減シも減少される。
更に遠紫外光を単一波長にすることによシ未露光部のレ
ジスト膜減少量をさらに低下させることができ、又、基
板をレジスト膜のガラス転移点以上に加熱しながら現像
処理を行なうことで現像時間を大幅に短縮させることが
できる。
ジスト膜減少量をさらに低下させることができ、又、基
板をレジスト膜のガラス転移点以上に加熱しながら現像
処理を行なうことで現像時間を大幅に短縮させることが
できる。
第１図、第２図、第６図は本発明方法の工程説明図であ
り、第１図は露光動作を示す基板の断面図、第２図は現
像装置の断面図、第６図は現像後の基板の断面図である
。 主な符号の説明 （１）・・・・・・基板、（２）・・・・・・レジスト
膜、（１１）・・・・・・遠紫外光源。 出絋三洋電機株式会社 代理人弁理士佐野静夫
り、第１図は露光動作を示す基板の断面図、第２図は現
像装置の断面図、第６図は現像後の基板の断面図である
。 主な符号の説明 （１）・・・・・・基板、（２）・・・・・・レジスト
膜、（１１）・・・・・・遠紫外光源。 出絋三洋電機株式会社 代理人弁理士佐野静夫
Claims (3)
- （１）半導体基板″！たけマスク基板上に高分子のポジ
型電子線レジストを塗布し、この塗布された電子線レジ
スト膜上に電子ビームを用いて所定のパターン形状を照
射した後、これを酸素ガスを含む低温ガスプラズマに曝
すと共に遠紫外光を前記電子線レジスト膜全面に露光す
ることによって現像することを特徴とする電子線レジス
トの現像法。 - （２）前記遠紫外光は単一波長光であることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の電子線レジストの現
像法。 - （３）前記露光処理に先立ち、前記基板を、前記電子線
レジストのガラス転移温度以上に加熱する
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7825184A JPS60220930A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 電子線レジストの現像法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7825184A JPS60220930A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 電子線レジストの現像法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60220930A true JPS60220930A (ja) | 1985-11-05 |
Family
ID=13656777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7825184A Pending JPS60220930A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 電子線レジストの現像法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60220930A (ja) |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP7825184A patent/JPS60220930A/ja active Pending
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