JPS63296342A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、リソグラフィーにおける１μｍ以下の微細パ
ターン形成方法に係シ、特に電子ビーム露光における反
転パターン形成方法に関するものである。

従来の技術 電子ビーム露光では紫外線露光のようにマスクを使用せ
ず、パターンデータを直接ウェハに描画する直接描画や
、表面に光電物質やホトカソードを付けたマスクを使用
した一括露光などがある。

第３図（ａ）〜［Ｃ）はＥＢ（電子ビーム）露光におけ
るパターン形成の概念図である。第３図（ａ）のパター
ンデータＰに電子ビームを走査させ、レジストを感光さ
せパターンを描画する。このレジストが、露光された部
分が現像時に残るネガ型であればＡ−Ｂ断面図は図（ｂ
）のように、露光された部分が現像時に除去されるポジ
型であれば図（Ｃ）のようになる。ここで、１ｏは基板
、１１はネガレジストパターン、１２はポジレジストパ
ターンを示す。

よって、パターンデータによって露光された領域のレジ
ストを残すか除去するかによって、どちらのレジストを
選択するかが決まる。しかし、従来ＥＢレジストはポジ
型の方が解像度がよく、微細パターン形成にはポジ型の
方が良く使われている。

その為、パターンデータ上ネガレジストが必要な場合、
第４図のようにパターンデータＰを反転させたパターン
データＲを使い、ポジ型レジストに露光することによっ
て行なわれている。

また、多層レジストを応用したパターン上での反転パタ
ーンも研究されている。

さらに、電子通信学会技報５ＳＤ８５−１０６に記載さ
れているような一層による反転パターン形成も発表され
ている。この方法は、ＥＢレジストを２μｍ厚に塗布し
、その表面から０．４〜０．５μｍの深さまで露光、現
像し、その上にエツチング選択比の大きいマスク材（シ
リコーン樹脂）をスピンコーティングして平坦化する。

その後マスク材をエッチバックして凹パターンの中央で
止めることによりマスクパターンを形成する。最後に、
０２ＲＩ　Ｅによりマスクパターンをレジストに転写し
、反転パターンを形成するというものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような方法では、図形反転処理に膨
大な時間を費いやすのと、パターンデータの量が増加す
るという問題点を有している。

さらに、上記の一層による反転パターン形成方法では、
パターン形状が急峻でないため、マスク材のエツチング
が凹パターン中央での傾斜によって寸法が変化するとい
う問題があり、寸法精度が悪かった。

本発明はかかる点に鑑み、反転パターンを容易に形成す
る方法を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、下層薄膜上にＥＢレジストを塗布した二層構
造を形成し、上層ＥＢレジストをＥＢ露光しパターン形
成を行った後、第３の薄膜をその上に形成する。次に、
第３の薄膜を上層ＥＢレジストパターンのレジストが除
去された領域にだけ残るようにエツチングする。その後
筒３の薄膜によるパターンをマスクとして上層ＥＢレジ
スト、および下層薄膜をエツチングすることにより、反
転パターンを形成するものである。

作　　用 本発明によれば、高解像度ＥＢレジストにより微細なパ
ターンを形成し、そのパターンのレジストが残っていな
い領域にだけ第３の薄膜が残るように形成し、その第３
の薄膜のパターンをマスクに上層、下層をエツチングす
ることにより、パターンデータ上の反転ではなく、実パ
ターン上で反転パターンを形成することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例における反転パターン形成方
法を説明する工程断面図である。

第１図（ａ）において、半導体基板１の表面上に、熱硬
化樹脂２を１〜１．３μｍの厚さにスピンコードし２ｏ
Ｑ０Ｃベーク後ポジ型ＥＢレジスト３を０．１〜０．３
μｍの厚さにスピンコードし、２層構造を形成する。

次に上層ポジ型ＥＢレジスト３に電子ビーム４をパター
ン領域５に照射し、第１図−）に示すように微細で急峻
なパターンを形成を行う。前記した一層によるＥＢレジ
ストによるパターン形状の断面図は第２図の図（ａ）の
ようになるのに対し、二層の場合は膜厚が薄くできると
いった利点から第２図の図（ｂ）のようにコントラスト
の高い急峻な形状が得られる。このため、二層の場合は
第３の薄膜のエツチングの際に余裕ができ、寸法精度が
良くなる。

次に第１図（Ｃ）に示すように、上層ポジ型ＥＢレジス
トパターン３上にＳ　ＯＧ　（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａ
ｓｓ　）を０．２〜０．５μｍの厚さにスピンコードし
、０２プラズマ処理により酸化膜（ＳｉＯ２）６′を形
成する。

次にエッチバック後、第１図（ｄ）に示すように、酸化
膜６′がパターニングされた上層ＥＢレジスト３の間に
だけ残るようにドライエツチングを行う。この場合、酸
化膜６′と上層ＥＢレジスト３、　　の選択比がおよそ
３ぐらいであるため、酸化膜６１の膜減りに対し、上層
ＥＢレジストパターン３の膜減りはあまシ問題にならな
い。

次に第１図（ｅ）に示すように、上層ＥＢレジストパタ
ーン３及び下層の熱硬化樹脂２を酸化膜６′をマスクと
してドライエツチングを行うことにより、パターン形成
をする。

この場合、上層ＥＢレジスト３と下層の熱硬化樹脂２の
ドライエツチング条件は同一のものででき、また酸化膜
６′との選択比は１０ｏ近いので、この時の酸化膜６′
の膜減シは問題にならない。

以上の方法により形成された熱硬化樹脂パターンは上層
ＥＢレジストパターン３の反転パターンになっている。

なお上記実施例で説明した電子ビーム４は他の放射線、
例えばイオンビーム、Ｘ線等でもかまわない。ただし、
上層のレジスト３はそれぞれの放射線に対するものにし
なければならない。

また、第３の薄膜として他の薄膜、窒化膜（ＳｉＮ）や
金属膜、ＡＩ、Ｔｉ等でもかまわない。

まだ、上層レジストがネガ型でもかまわないし、下層の
薄膜が何らかの処理によって感光しなくしたレジストで
もかまわない。

発明の効果 本発明は、２層レジスト（上層ＥＢレジスト。

下層熱硬化樹脂）構造を用いて、電子ビームにょ多形成
された微細な上層レジストパターンのレジスト間にだけ
別種の薄膜を形成し、この薄膜をマスクに上層、下層の
レジストをエツチングすることにより、微細な上層レジ
ストパターンの反転パターンを容易に形成することがで
きる。

しかも一層とは違い、二層にすることによりＥＢレジス
トの形状が急峻になるため、マスク材のエツチングの際
に余裕ができ、寸法精度が一層に比べ良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例における反転
パターン形成方法を説明する工程断面図、第２図（ａ）
　、　（ｂ）はそれぞれは、一層、二層におけるＥＢレ
ジストパターンの断面図、第３図は従来の電子ビーム露
光によるパターン形成方法を説明する概念図で（ａ）は
パターン平面図、（ｂｌ　、　（０）は（、）のＡ−Ｂ
断面図、第４図は従来のパターンデータ反転方法を説明
する図である。 ２・・・・・・熱硬化樹脂、３・・・・・・ＥＢレジス
ト、４・・・・・・電子ビーム、６・・・・・・５ＯＧ
１ｅ’・・・・・・酸化膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ−
一≠１休墓孜 第１図 １３図 とａυ 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面上に下層薄膜、その上に上層感光
   体を形成する工程と、前記上層感光体を放射線で露光、
   パターン形成する工程と、前記上層パターン上に第３の
   薄膜を形成し表面を平坦化する工程と、前記第３の薄膜
   を前記上層パターンが露出するまでエッチングする工程
   と、前記第３の薄膜によるパターンをマスクとして前記
   上層感光体及び下層薄膜をエッチングし所定のパターン
   形成をする工程とを含むことを特徴とするパターン形成
   方法。
2. （２）放射線に電子ビームを用い、上層感光体が電子ビ
   ームレジスト、下層薄膜が電子ビームによって感光され
   ない、もしくは感光されないようにした熱硬化樹脂から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパ
   ターン形成方法。
3. （３）第３の薄膜がスピンコートにより形成された酸化
   膜（ＳｉＯ＿２）より成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のパターン形成方法。