JPS6272127A

JPS6272127A - パタ−ン形成方法

Info

Publication number: JPS6272127A
Application number: JP60213129A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Oota; 和俊太田; Eiichi Hoshino; 栄一星野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1987-04-02
Also published as: JPH0239086B2

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】目既要コ残圧酸素気中において光ビームをレジスト膜に選択的に
照射して、その照射部分の酸素を光励起させ、その励起
酸素を照射部分のレジスト膜と反応させて蒸発除去して
、パターンニングする。

［産業上の利用分野コ本発明はフォトプロセスにおける新規なパターン形成方
法に関する。

ＩＣなどの半導体装置を製造する際、フォトプロセスは
ウェハー処理に欠くことのできない必須の工程となって
おり、ウェハーには繰り返しフォトプロセスが適用され
る。

一方、ｒｃは急速な発展を遂げて、高集積化・高微細化
されているが、それはフォトプロセスの進歩によるとこ
ろが大きく、今後もＩＣの発展はフォトプロセスの進歩
によって左右されるといっても過言ではない。

従って、更に一層高集積化・高微細化するための斬新な
フォトプロセスが望まれている。

［従来の技術］第３図（ａ）〜（Ｃ１は公知のフォトプロセスの工程順
断面図を示しており、本例はシリコン基板ｌ上の二酸化
シリコン（Ｓｉ０２）膜２をパターンニングする簡単な
例である。その概要を説明すると、まず、同図（ａ）に
示すように、５ｉ０２膜２の全面にスピンナーによって
膜厚数１０００人のレジスト膜３を塗布する。

次いで、第３図（ｂｌに示すように、上面から紫外光線
を選択的に照射してレジスト膜３を露光した後、現像し
てレジスト膜３のパターンを形成する。

本例はポジ型レジスト膜を使用した例であるから、露光
部分が現像で除去されている。ネガ型レジスト膜の場合
は反対になる。

次いで、第３図（Ｃ１に示すように、レジスト膜３のパ
ターンをマスクにし、エツチングして５ｉ０２膜２をパ
ターンニングする。

このようなフォトプロセスにおいて、露光法が紫外線か
ら遠紫外線、電子ビームと進歩してきており、また、エ
ツチング法がウェットエツチングからドライエツチング
と進歩し、かようにして、パターンの微細化が急速に進
んできた。また、更に、Ｘ線露光法の研究や光学機器、
新レジスト剤の開発も盛んで、現在、この方式による一
層の微細化も検討されている。

［発明が解決しようとする問題点」しかし、上記した従来のフォトプロセスでは、レジスト
膜を露光して、そのレジスト膜を現像しなければならな
ず、その現像の際、現像液に浸漬するとレジスト膜が膨
潤し、次いで、水洗・乾燥してレジスト膜パターンを形
成させると、現像時の膨潤のためパターン歪みが生じて
、それが微細パターンの高精度形成を害する問題がある
。少なくともサブミクロン程度のパターンには、その膨
潤で影響されるところが大きい。

また、各種のレジスト材料はそれぞれ感度が異なってお
り、そのレジスト材料に応じたマスク寸法、露光条件、
現像条件を選択して、コントロールしなければならなず
、このようなフォトプロセスの制御は大変複雑になる。

更に、レジスト膜パターンはエツチングの他、気相成長
などの選択成長マスクとしても使用されており、これら
のエツチング剤や反応ガスによってレジスト膜が傷めら
れることがある。しかし、その場合でも、パターン精度
が優先しており、エツチング剤や反応ガスに十分に耐性
のあるレジスト材料を選択することに制約がある。

本発明は、これらの問題点を有する現行の露光・現像に
代わるパターン形成方法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］その目的は、減圧酸素気中において光ビームをレジスト
膜に選択的に照射し、該照射部分のレジスト膜を励起酸
素と反応させて、該レジスト膜の照射部分を除去するよ
うにしたパターン形成方法によって達成される。

［作用］即ち、本発明は光励起酸素によってレジスト膜に選択的
に反応させて、蒸発除去させるパターン形成方法である
。そうして、パターンを形成すると、膨潤の問題やレジ
スト材料によってプロセス条件を制御する問題がなくな
る。

［実施例］以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にかかるパターン形成工程の途中断面図
を示しており、本例はガラス基板６上に被着した膜厚１
０００人のクロム膜７の上に、膜厚数１０００人のレジ
スト膜８を塗布した図で、このレジスト膜８をパターン
ニングする実施例である。尚、このレジスト膜８の膜厚
は少なくとも３０００Å以上は必要である。

今、このような試料を０．１〜ｌ　Ｔｏｒｒの酸素減圧
気中において、数ワットのエネルギーをもったレーザビ
ーム光ｈνを照射する。そうすると、酸素（０２）がホ
トン（光量子）で励起されてオゾン（０３）になり、そ
のオゾンがレジスト膜に作用して、Ｃｏ２　（炭酸ガス
）、Ｃｏ（−酸化炭素）やカルボン酸を生成し、これら
は蒸発して、排気系から外部に放出される。

次に反応式を示している。

０２＋ｈｖ−０３レジスト＋０３→ｃｏ２．ｃｏ、カルボン酸この時、レ
ーザビーム光ｈνは波長１００〜２００　ｎｍ。

又は３００〜４００　ｎｍの何れかの光を含んでいるこ
とが必要で、その波長が容易に酸素をオゾンとする。

この時、励起光はレーザビームでなくても、スリットを
透過させる水銀灯を用いても良い。

尚、レジスト膜はガラス転位点以上に加熱しておく方法
が望ましく、例えば、レジストとしてポジ型のＰＩＭＩ
Ｐに（東京応化型）を用いた場合、１２０℃程度に加熱
する。

このようにすれば、レジスト膜パターンは膨潤すること
なく、且つ、種々のプロセス条件を選択することな（、
レジスト膜のパターンが形成でき、そのレジスト膜パタ
ーンをマスクにしてクロム膜７を高精度にエツチングす
ることができる。

次に、第２図は本発明にかかるパターン形成装置の概要
断面図を示しており、１１は真空処理室。

１２は試料、１３はヒータを備えたステージ、１４は透
明石英板、１５はレーザ光源で、真空処理室１１には酸
素流入口１６．排気口１７が設けられ、また、レーザ光
源１５は窒素ガスを充満した中性ガス室１８に配置され
ている。

かくして、流量１００〜１０１０００ｓｅの酸素ガスを
真空処理室１１に流入させ、排気口１７から排気して減
圧度を０．１〜Ｉ　Ｔｏｒｒにする。レーザ光源１５が
中性ガス室１８に配置されているが、それはレジスト材
料の照射前に励起光エネルギーの消耗を防ぐためである
。この状態で、レーザ光源１５からレーザビーム光ｈν
を試料１２に選択的に照射する。そうすると、試料１２
上の照射部のレジスト膜は上記反応によって灰化し飛散
除去されて、レジスト膜パターンが形成される。

このような本発明にかかるパターン形成方法は、現像工
程がないために膨潤はなく、且つ、レジスト膜はその感
度に応じて露光や現像の条件を選択する必要がな（、エ
ツチング剤や反応ガスに十分耐性のあるレジスト材料を
任意に選んで、パターンマスクとすることができる。

［発明の効果コ以上の説明から明らかなように、本発明にょれば従来の
露光・現像工程を使用することなく、高精度パターンが
形成されて、半導体装置の高集積化、高微細化に寄与す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる形成工程途中の断面図、第２図
はそのパターン形成装置の概要図、第３　図（ａ）〜（
Ｃ１は従来のフォトプロセスの工程順断面図である。図において、６はガラス基板、　　　　７はクロム膜、８はレジスト
膜、　　　　ｈｖはレーザビーム光、１１は真空処理室
、　　　１２は試料、１３はステージ、　　　　１４は
透明石英板、″ｌｆ、ｚトＢ冴ｌ；θ・や・３ハフ一レ
ガ多戸＼′Ｉ享Ｘｉ市ｔｖｒｒａｎａｔ第　１　図）Ｃ９−＞カブＦ（゛１央１ｔのｇ乏唱シＤ」第２図

Claims

【特許請求の範囲】

減圧酸素気中において光ビームをレジスト膜に選択的に
照射し、該照射部分のレジスト膜を励起酸素と反応させ
て、該レジスト膜の照射部分を除去するようにしたこと
を特徴とするパターン形成方法。