JPH01179314A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
- Publication number
- JPH01179314A JPH01179314A JP63000128A JP12888A JPH01179314A JP H01179314 A JPH01179314 A JP H01179314A JP 63000128 A JP63000128 A JP 63000128A JP 12888 A JP12888 A JP 12888A JP H01179314 A JPH01179314 A JP H01179314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- resist layer
- layer
- ion implantation
- linear aliphatic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
半導体装置製造でのイオン注入処理を行なう際のレジス
トパターン形成方法に関し、 イオン注入処理のレジストマスクパターンを、従来のノ
ボラック樹脂系レジストに代えて残渣な（（目視レベル
で）アッシング除去できるレジストでもってパターンを
形成することを目的とし、イオン注入処理時のレジスト
マスクパターンに、注入イオンの投影飛程よりも厚くか
つ直鎖状脂肪族ポリマーを含むレジスト層を使用するこ
と、あるいは、直鎖状脂肪族ポリマーを含む上層レジス
ト層と、ノボラック樹脂を含む下層レジスＩ・層との２
層レジスト層を注入イオンの投影飛程よりも厚くして使
用することのように構成する。
トパターン形成方法に関し、 イオン注入処理のレジストマスクパターンを、従来のノ
ボラック樹脂系レジストに代えて残渣な（（目視レベル
で）アッシング除去できるレジストでもってパターンを
形成することを目的とし、イオン注入処理時のレジスト
マスクパターンに、注入イオンの投影飛程よりも厚くか
つ直鎖状脂肪族ポリマーを含むレジスト層を使用するこ
と、あるいは、直鎖状脂肪族ポリマーを含む上層レジス
ト層と、ノボラック樹脂を含む下層レジスＩ・層との２
層レジスト層を注入イオンの投影飛程よりも厚くして使
用することのように構成する。
本発明は、パターン形成方法に関し、より詳細に述べる
ならば、半導体装置製造でのイオン注入処理を行なう際
のレジストパターン形成方法に関する。
ならば、半導体装置製造でのイオン注入処理を行なう際
のレジストパターン形成方法に関する。
イオン注入技術は半導体基板（シリコン）中への不純物
導入のための基本的プロセスであり、ＬＳＩの高集積化
・高密度化に対応したより精密な不純物制御ができるの
で広く採用されるようになってきた。
導入のための基本的プロセスであり、ＬＳＩの高集積化
・高密度化に対応したより精密な不純物制御ができるの
で広く採用されるようになってきた。
半導体基板の所定領域に不純物（ドナー、アクセプタ）
をイオン注入するために、注入しない部分をマスクで覆
うわけであり、このマスク材料にレジストも使用されて
いる。そして、ノボラック樹脂を含む（ノボラック樹脂
系）レジストが広く採用されている。
をイオン注入するために、注入しない部分をマスクで覆
うわけであり、このマスク材料にレジストも使用されて
いる。そして、ノボラック樹脂を含む（ノボラック樹脂
系）レジストが広く採用されている。
イオン注入処理を行なうときには、レジスト層のマスク
パターンにも、当然、不純物が注入され（打込まれ）で
、ノボラック樹脂系レジストの表面が変質してしまう（
時として、炭化していると表現される）。例えば、リン
（Ｐｏ）やヒ素（Ａｓ”）を１×１０′５個／ｃｄ以上
もレジスト層に注入すると、生じた変質層は非常に除去
・剥離しにくくなる。
パターンにも、当然、不純物が注入され（打込まれ）で
、ノボラック樹脂系レジストの表面が変質してしまう（
時として、炭化していると表現される）。例えば、リン
（Ｐｏ）やヒ素（Ａｓ”）を１×１０′５個／ｃｄ以上
もレジスト層に注入すると、生じた変質層は非常に除去
・剥離しにくくなる。
変質層の除去を溶剤によるウェット法あるいは酸素プラ
ズマによる０２ガスとＣＦ ａガスとのガスプラズマの
ダウン・フロー・アッシング法（室温）で行なおうとし
ても全くと言って良い程できていない。また、処理温度
を２００℃以上とした高温ダウン・フロー・アッシング
法、オゾンアッシング法あるいは直接プラズマアッシン
グ法でもって変質層を含めてレジスト層を除去しても残
渣が残ってしまう。
ズマによる０２ガスとＣＦ ａガスとのガスプラズマの
ダウン・フロー・アッシング法（室温）で行なおうとし
ても全くと言って良い程できていない。また、処理温度
を２００℃以上とした高温ダウン・フロー・アッシング
法、オゾンアッシング法あるいは直接プラズマアッシン
グ法でもって変質層を含めてレジスト層を除去しても残
渣が残ってしまう。
例えば、現在−殻内に用いられているノボラック樹脂を
用いたポジ型フォトレジストのひとつであるＨＰＲ２０
４（フジハント社の商品名）にリン（Ｐｌ）を注入した
く打込んだ）ときに生じる変質層を調べると下記（ａ）
〜（ｈ）に示すようにリン（Ｐ）によって結合されたも
のが存在する。
用いたポジ型フォトレジストのひとつであるＨＰＲ２０
４（フジハント社の商品名）にリン（Ｐｌ）を注入した
く打込んだ）ときに生じる変質層を調べると下記（ａ）
〜（ｈ）に示すようにリン（Ｐ）によって結合されたも
のが存在する。
＊にＰ （Ｐｈｅ） ２＊にＰ （Ｐｈｅ） 、
＊にＰ（Ｃ１ｈ）ｚ（ａ）
（ｂ） （ｃ）（ｄ）
（ｅ） Ｐ ＣＨ２ＣＨｚ ＰＣＩｌｚ（ｆ）
（ｇ） （ｈ） これらリン結合のもののうちで、特に、（ａ）および（
ｂ）ではリンがベンゼン環（Ｐｈｅ：フェニル基）；す
なわち、ノボラック樹脂どうしを架橋していることを示
している。他方、ベンゼン環や二重結合があると耐イオ
ン衝撃性が強くなる（ボンドが切れにくい）ことが知ら
れている（例えば、！１．Ｇｏｋａｎ、 Ｓ、Ｅｓｈｏ
ａｎｄ Ｙ、０ｈｎｉｓｈｉＨＪ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃ
ｈｅｍ。
＊にＰ（Ｃ１ｈ）ｚ（ａ）
（ｂ） （ｃ）（ｄ）
（ｅ） Ｐ ＣＨ２ＣＨｚ ＰＣＩｌｚ（ｆ）
（ｇ） （ｈ） これらリン結合のもののうちで、特に、（ａ）および（
ｂ）ではリンがベンゼン環（Ｐｈｅ：フェニル基）；す
なわち、ノボラック樹脂どうしを架橋していることを示
している。他方、ベンゼン環や二重結合があると耐イオ
ン衝撃性が強くなる（ボンドが切れにくい）ことが知ら
れている（例えば、！１．Ｇｏｋａｎ、 Ｓ、Ｅｓｈｏ
ａｎｄ Ｙ、０ｈｎｉｓｈｉＨＪ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃ
ｈｅｍ。
Ｓｏｃ、 Ｖｏｌ、１３０． Ｎａ １ ＋ Ｊａｎｕ
ａｒｙ、 １９８３＋ ｐｐ、１４３−１４６参照）。
ａｒｙ、 １９８３＋ ｐｐ、１４３−１４６参照）。
これらのことからレジストのプラズマアッシング時での
プラズマ中の荷電粒子の衝突に強い耐性を（ａ）および
（ｂ）の化合物は有することが推定でき、実際に（ａ）
および（ｂ）などの化合物となったレジスト変質層は除
去しにくい。
プラズマ中の荷電粒子の衝突に強い耐性を（ａ）および
（ｂ）の化合物は有することが推定でき、実際に（ａ）
および（ｂ）などの化合物となったレジスト変質層は除
去しにくい。
そこで、従来は変質層の残渣をフッ酸溶液で下のＳｉｎ
ｇと共にリフトオフ法的に除去しており、工程的にめん
どうであり、残渣は溶解しないのでゴミとなることもあ
る。
ｇと共にリフトオフ法的に除去しており、工程的にめん
どうであり、残渣は溶解しないのでゴミとなることもあ
る。
本発明の目的は、イオン注入処理のレジストマスクパタ
ーンを残渣なく （目視レベルで）アッシング除去でき
るレジストでもってパターンを形成することである。
ーンを残渣なく （目視レベルで）アッシング除去でき
るレジストでもってパターンを形成することである。
上述の目的が、イオン注入処理時のレジストマスクパタ
ーンに、注入イオンの投影飛程よりも厚くかつ直鎖状脂
肪族ポリマーを含むレジスト層を使用すること、あるい
は、直鎖状脂肪族ポリマーを含む上層レジスト層と、ノ
ボラック樹脂を含む下層レジスト層との２層レジスト層
を注入イオンの投影飛程よりも厚くして使用することを
特徴とするパターン形成方法によって達成される。
ーンに、注入イオンの投影飛程よりも厚くかつ直鎖状脂
肪族ポリマーを含むレジスト層を使用すること、あるい
は、直鎖状脂肪族ポリマーを含む上層レジスト層と、ノ
ボラック樹脂を含む下層レジスト層との２層レジスト層
を注入イオンの投影飛程よりも厚くして使用することを
特徴とするパターン形成方法によって達成される。
直鎖状脂肪族ポリマーには、ポリ （メチルメタクリレ
ート） ： （ＰＭＭＡ） 、ポリ （グリジルメ
タクリレートーコーエチルアクリル）： （ＣＵＰ）
、ポリ （メタクリレート−ヨーｔ−ブチルメタクリレ
ート）： （ＣＰ−３） 、ポリ （ヘキサフルオロ
ブチルメタクリレート）： （ＦＢＭ） 、ポリ （
メチルイソプロピルケトン） ： （ＰＭＩＰＫ）
、クロロメチル化ゴム： （ＣＭＲ） 、ＲＥ２００
ＯＮ（日立化成の商品名）などがある。例えば、遠紫外
線・電子線レジストとして用いられているＰＭＭＡであ
っても適切な感光剤を添加混合するなどしてフォトレジ
ストとして使用することができる。このようにフォトレ
ジストでない直鎖状脂肪族ポリマーであっても感光性を
持たせることができる。
ート） ： （ＰＭＭＡ） 、ポリ （グリジルメ
タクリレートーコーエチルアクリル）： （ＣＵＰ）
、ポリ （メタクリレート−ヨーｔ−ブチルメタクリレ
ート）： （ＣＰ−３） 、ポリ （ヘキサフルオロ
ブチルメタクリレート）： （ＦＢＭ） 、ポリ （
メチルイソプロピルケトン） ： （ＰＭＩＰＫ）
、クロロメチル化ゴム： （ＣＭＲ） 、ＲＥ２００
ＯＮ（日立化成の商品名）などがある。例えば、遠紫外
線・電子線レジストとして用いられているＰＭＭＡであ
っても適切な感光剤を添加混合するなどしてフォトレジ
ストとして使用することができる。このようにフォトレ
ジストでない直鎖状脂肪族ポリマーであっても感光性を
持たせることができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例および比
較例によって本発明の詳細な説明する。
較例によって本発明の詳細な説明する。
■よ
ＰＭＭＡをシリコン基板（４インチウェハ）上に厚さ２
μｍに塗布してレジスト層を形成した。このレジスト層
を所定のパターンに遠紫外光を用いて露光現像してイオ
ン注入用マスクパターンとした。
μｍに塗布してレジスト層を形成した。このレジスト層
を所定のパターンに遠紫外光を用いて露光現像してイオ
ン注入用マスクパターンとした。
イオン注入装置において、リン（Ｐ゛）を７０ｋｅＶの
加速エネルギーで１×１０′６個／ ｃｔシリコン基板
中に注入し同時にレジスト層のマスクパターンにも注入
した。なお、このときの注入したリンイオンの実質的投
影飛程は０．３μｍであった。
加速エネルギーで１×１０′６個／ ｃｔシリコン基板
中に注入し同時にレジスト層のマスクパターンにも注入
した。なお、このときの注入したリンイオンの実質的投
影飛程は０．３μｍであった。
次に、バレル型プラズマアッシング装置において、３０
０ｃｃ／ｍｉｎの酸素（０２）ガスを１． ＯＴｏｒｒ
の圧力下で、３００Ｗのマイクロ波（１３，５６１Ｈｚ
）によってプラズマにして、マスクパターンのレジスト
層を２０分間アッシングした。その結果、目視レベルで
は残渣なくレジスト層を除去することができた。なお、
目視レベルでの判断で残渣がないとは、５０μｍ程度の
残渣又はゴミが４インチウェハで１００個レベル（５０
〜２００個）となっていることを意味しており、空気中
に取出して付着するゴミを含めた数なので、実際には残
渣はなくなったと見てよい。
０ｃｃ／ｍｉｎの酸素（０２）ガスを１． ＯＴｏｒｒ
の圧力下で、３００Ｗのマイクロ波（１３，５６１Ｈｚ
）によってプラズマにして、マスクパターンのレジスト
層を２０分間アッシングした。その結果、目視レベルで
は残渣なくレジスト層を除去することができた。なお、
目視レベルでの判断で残渣がないとは、５０μｍ程度の
残渣又はゴミが４インチウェハで１００個レベル（５０
〜２００個）となっていることを意味しており、空気中
に取出して付着するゴミを含めた数なので、実際には残
渣はなくなったと見てよい。
止較斑
シリコン基板（４インチウェハ）上にノボラック樹脂系
のポジ型フォトレジスト０ＦＰＲ８００（東京応工業の
商品名）を厚さ２μｍに塗布してレジスト層を形成した
。露光現像してイオン注入用マスクパターンとした。例
１と同じにリン（Ｐ＋）をイオン注入した。このときに
、マスクパターンの表面に変質層が生じていた。そして
、例１と同じプラズマアッシング装置にて同じアッシン
グ条件でレジスト層をアッシングしたところ、シリコン
基板中央部にレジスト残渣が残っていた。この場合で５
０μｍ程度以上の残渣又はゴミが８０００個以上あった
。
のポジ型フォトレジスト０ＦＰＲ８００（東京応工業の
商品名）を厚さ２μｍに塗布してレジスト層を形成した
。露光現像してイオン注入用マスクパターンとした。例
１と同じにリン（Ｐ＋）をイオン注入した。このときに
、マスクパターンの表面に変質層が生じていた。そして
、例１と同じプラズマアッシング装置にて同じアッシン
グ条件でレジスト層をアッシングしたところ、シリコン
基板中央部にレジスト残渣が残っていた。この場合で５
０μｍ程度以上の残渣又はゴミが８０００個以上あった
。
炎ｌ
シリコン基板（４インチウェハ）上に、まず、ポジ型フ
ォトレジスト（ＯＦＰＲ８００）を厚さ１μｍに塗布し
て第２レジスト層を、電子線レジストとして使用される
感光性のないＰＭＭＡを厚さ１μｍに塗布して第２レジ
スト層を、そして、０ＦＰＲ８００を厚さ３ＱＱｎｍと
薄く塗布して第３レジスト層を形成した。
ォトレジスト（ＯＦＰＲ８００）を厚さ１μｍに塗布し
て第２レジスト層を、電子線レジストとして使用される
感光性のないＰＭＭＡを厚さ１μｍに塗布して第２レジ
スト層を、そして、０ＦＰＲ８００を厚さ３ＱＱｎｍと
薄く塗布して第３レジスト層を形成した。
このような３層レジストを露光して第１および第３レジ
スト層の感光部分を現像液に可溶可して、現像により第
３レジスト層の感光部分を除去した（パターニングした
）。この第３レジスト層をマスクとして酸素ガスによる
リアクティブイオンエツチング（ＲＩ Ｅ）で第２レジ
スト（ＰＭＭＡ）層をバターニングした。このときの条
件は２００ ｃｃ ／ ｍ ｉ ｎの酸素ガス、０．０
５Ｔｏｒｒの圧力および３００Ｗの電力であり、第３レ
ジスト層は同時に完全にアッシング除去され、第３レジ
スト層の一部も除去された。
スト層の感光部分を現像液に可溶可して、現像により第
３レジスト層の感光部分を除去した（パターニングした
）。この第３レジスト層をマスクとして酸素ガスによる
リアクティブイオンエツチング（ＲＩ Ｅ）で第２レジ
スト（ＰＭＭＡ）層をバターニングした。このときの条
件は２００ ｃｃ ／ ｍ ｉ ｎの酸素ガス、０．０
５Ｔｏｒｒの圧力および３００Ｗの電力であり、第３レ
ジスト層は同時に完全にアッシング除去され、第３レジ
スト層の一部も除去された。
再度、同じ現像液で第ルジスト層の残っている感光部分
を除去して、第１ （ノボラック樹脂系）レジスト層と
第２ （ＰＭＭＡ）レジスト層とからなる２層レジスト
層のマスクパターンがシリコン基板上に形成された。
を除去して、第１ （ノボラック樹脂系）レジスト層と
第２ （ＰＭＭＡ）レジスト層とからなる２層レジスト
層のマスクパターンがシリコン基板上に形成された。
次に、例１と同じにリン（Ｐ＋）をイオン注入した。そ
して、例１と同じプラズマアッシング装置にて同じアッ
シング条件で２層レジスト層をアッシング除去したとこ
ろ、目視レベルで残渣なくレジストを除去することがで
きた。
して、例１と同じプラズマアッシング装置にて同じアッ
シング条件で２層レジスト層をアッシング除去したとこ
ろ、目視レベルで残渣なくレジストを除去することがで
きた。
本発明によると、イオン注入用レジストマスクとして、
ノボラック樹脂を含むレジストに代えて直鎖状脂肪族ポ
リマーを含むレジストを用いるならば、残渣なく （目
視レベルで）イオン注入後にアッシング除去できる。
ノボラック樹脂を含むレジストに代えて直鎖状脂肪族ポ
リマーを含むレジストを用いるならば、残渣なく （目
視レベルで）イオン注入後にアッシング除去できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン注入処理時のレジストマスクパターンに、注
入イオンの投影飛程よりも厚くかつ直鎖状脂肪族ポリマ
ーを含むレジスト層を使用することを特徴とするパター
ン形成方法。 ２、前記直鎖状脂肪族ポリマーを含むレジスト層は感光
性を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のパターン形成方法。 ３、イオン注入処理時のレジストマスクパターンに、直
鎖状脂肪族ポリマーを含む上層レジスト層と、ノボラッ
ク樹脂を含む下層レジスト層との２層レジスト層を注入
イオンの投影飛程よりも厚くして使用することを特徴と
するパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63000128A JPH01179314A (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63000128A JPH01179314A (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179314A true JPH01179314A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=11465391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63000128A Pending JPH01179314A (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179314A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439365B1 (ko) * | 2000-03-27 | 2004-07-14 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치 제조 방법 |
| JP2023012755A (ja) * | 2021-07-14 | 2023-01-26 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-01-05 JP JP63000128A patent/JPH01179314A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439365B1 (ko) * | 2000-03-27 | 2004-07-14 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치 제조 방법 |
| JP2023012755A (ja) * | 2021-07-14 | 2023-01-26 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
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