JPH01123232A - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JPH01123232A
JPH01123232A JP62282569A JP28256987A JPH01123232A JP H01123232 A JPH01123232 A JP H01123232A JP 62282569 A JP62282569 A JP 62282569A JP 28256987 A JP28256987 A JP 28256987A JP H01123232 A JPH01123232 A JP H01123232A
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JP
Japan
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pattern
resist pattern
resist
polymer material
material film
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Application number
JP62282569A
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English (en)
Inventor
Shinji Kishimura
眞治 岸村
Akira Kawai
河合　晃
Junji Miyazaki
宮崎　順二
Sachiko Ogawa
小川　佐知子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH01123232A publication Critical patent/JPH01123232A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • G03F7/405—Treatment with inorganic or organometallic reagents after imagewise removal

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion 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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明はパターン形成方法に関するものであり、特に
、予め被加工基板上に形成されたレジストパターン表面
にのみ選択的に有機高分子材料膜を形成する、パターン
形成方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来、ＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスの製造は、以
下の工程によって行なわれている。すなわち、被加工基
板面上にレジストと呼ばれる高分子化合物等からなる有
機組成物の溶液を塗布して、薄膜を形成する。次に、そ
の上に、半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパ
ターンを、光、電子ビーム、Ｘ線などの高エネルギ線に
より転写し、レジストの化学変化により、上記被加工基
板上に潜像を形成する。その後、現像によりパターン状
のレジスト膜を形成し、これをマスクに用いて波加工基
板面の加工を行なっている。
［発明が解決しようとする問題点コ ところで、近年、ＬＳＩのパターン寸法の微細化に伴い
、パターン形成に使用されるレジスト材料には、エネル
ギ線に対する高い感度および解像度が要求されており、
さらに基板加工時のドライエツチングに対する高い耐性
も要求されている。
しかしながら、レジスト材料の感度、解像度およびドラ
イエツチング耐性はそれぞれ互いに相反する傾向にあり
、すべての性能を満足する材料は現在のところできてい
ない。たとえば、最近の高解像度ポジ型フォトレジスト
たとえばＭＣＰＲ２０００Ｈ（三菱化成工業（株）製）
では、高解像露光装置を用いても、解像度が「残しパタ
ーン」で０．６μｍ１コンタクトホールのような「抜き
パターン」では０．７μｍが限界である。独立の「残し
パターン」では露光量を多くすれば解像度は上がるが、
レジストの膜厚が減少するという膜減りが生じ、ドライ
エツチング時にレジストもすべてエツチングされてしま
う。また、現在量産工場で使用されている汎用レジスト
では、「残しパターン」がマスクの寸法より細る傾向が
あり、これを防ぐために、予めマスク寸法を太くしてお
く必要があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、パターン形成されたレジストに耐ドライエツ
チング性を持たせることができるとともに、レジストパ
ターンの細る傾向をなくし、さらに、微細な「抜きパタ
ーン」を形成することのできる、パターン形成方法を提
供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るパターン形成方法は以下の工程を含む。
（ａ）　　被加工基板上にレジストパターンを形成する
工程。
（ｂ）　　上記レジストパターンに気体を用いる低温プ
ラズマ前処理を施し、該レジストパターンの表面に重合
開始種を生成させる工程。
（Ｃ）　　重合開始種が生成されたレジストパターン表
面に有機単量体ガスを接触させ、該レジストパターン表
面に該有機単量体ガスをグラフト重合させ、該レジスト
パターン表面に有機高分子材料膜を形成する工程。
［作用］ レジストパターン表面に有機高分子材料膜を形成するの
で、該レジストがドライエツチング耐性の小さいレジス
トであっても、ドライエツチング耐性が向上する。また
、レジストパターン表面に有機高分子材料膜が形成され
るので、その膜厚の分だけレジストが太る。また、レジ
ストパターン表面に有機高分子材料膜を形成するので、
微細な「抜きパターン」が形成される。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１Ａ図〜第１Ｄ図はこの発明の一実施例の工程を断面
図で示したものである。
まず、フォトリソグラフィによって、レジストパターン
１を被加工基板２」二に形成する（第１Ａ図）。第１Ａ
図において、３は「残しパターン」であり、４は「抜き
パターン」である。
次いで、この基板２をプラズマ反応装置中に導入し、Ｈ
２および／または０２ガスにより低温プラズマ前処理を
行ない、レジスト１表面に重合開始種５を生成する（第
１Ｂ図）。
その後、同反応装置中に、芳香族シラン化合物たとえば
下記の構造式を有するフェニルシランのガス６を導入し
、プラズマ重合させる（第１Ｃ図）芳香族シラン化合物
において、Ｓｉと、該Ｓｔと結合している有機分子との
間の結合は弱く、プラズマ中で容易に解離して、Ｓｉを
１Ｌ！−格とする重合体を与える重合反応が進行する。
重合は、第１Ｂ図で示したレジスト表面の重合開始種５
から選択的に起こる（グラフト重合）。この重合反応に
より、レジストパターン１上に、芳香環とＳｉを何する
何機高分子材料膜７が形成される（第１Ｄ図）。この有
機高分子材料膜７は、ドライエッチング耐性に優れた膜
である。第１Ｄ図から明らかなように、「残しパターン
」３では有機高分子材料膜７の分だけ寸法が太り、「抜
きパターン」４では、有機高分子材料膜７の膜厚の分だ
け微細化されたパターンが得られる。
なお、上記プラズマ重合の工程（第１Ｃ図）において、
印加電圧、ガス圧、ガス流量を調節することにより、有
機高分子材料膜７の膜厚を調整することができる。
また、上記実施例ではドライエツチング耐性のある膜を
形成する場合について説明したが、この発明の応用はこ
のものに限定されるものでなく、導入するガスの種類を
変えることによって、導電性の膜、光電変換膜、光記憶
膜など種々の機能を有する機能膜の微細パターンを形成
することができる。この場合、導電性の膜および光電変
換膜を作る場合には、チオフェン、ピロール等のガスが
好ましく用いられ、光記憶膜ではポルフィリン。
アゾ化合物が好ましく用いられる。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明によれば、被加工基板上
に形成されたレジストパターン表面に有機高分子材料膜
を形成するので、ドライエツチング耐性の小さいレジス
トでも、ドライエツチング耐性が生じてくる。また、有
機高分子膜が形成された分だけレジストの寸法が太るの
で、従来方法において見られた、パターンの細りがなく
なる。
また、「抜きパターン」では、より一層、パターンが微
細化される。なお、本発明に用いる導入ガスの種類を変
えることによって、上記効果が得られるばかりでなく、
導電性膜、光電変換膜、光記憶膜等種々の機能を有する
機能膜の微細パターンを形成することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図および第１Ｄ図はこの発
明の一実施例の工程を断面図で示したものである。 図において、１はレジスト、２は被加工基板、３は「残
しパターン」、４は「抜きパターン」、５は重合開始種
、６は有機単量体ガス、７は有機高分子材料膜である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）被加工基板上にレジストパターンを形成する工程
    と、 前記レジストパターンに、気体を用いる低温プラズマ前
    処理を施し、該レジストパターンの表面に重合開始種を
    生成させる工程と、 前記重合開始種が生成されたレジストパターン表面に有
    機単量体ガスを接触させ、該レジストパターン表面に該
    有機単量体ガスをグラフト重合させ、該レジストパター
    ン表面に有機高分子材料膜を形成する工程と、 を含むパターン形成方法。
  2. （２）前記低温プラズマ前処理に用いる気体はＨ＿２ま
    たはＯ＿２ガスである特許請求の範囲第１項記載のパタ
    ーン形成方法。
  3. （３）前記有機単量体が芳香族シランである特許請求の
    範囲第１項または第２項記載のパターン形成方法
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