JPH01296620A - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JPH01296620A
JPH01296620A JP63127871A JP12787188A JPH01296620A JP H01296620 A JPH01296620 A JP H01296620A JP 63127871 A JP63127871 A JP 63127871A JP 12787188 A JP12787188 A JP 12787188A JP H01296620 A JPH01296620 A JP H01296620A
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JP
Japan
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resist film
film pattern
pattern
positive resist
negative resist
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Pending
Application number
JP63127871A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Ishiwari
石割 秀敏
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (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】 [概要] 電子線リソグラフィ技術による微細パターンの形成方法
に関し、 耐ドライエツチング性に優れた電子線露光用ネガ型レジ
スト膜パターンを十分な膜厚の厚さに精度良く形成する
ことを目的とし、 被エツチング基板上に選択的なポジ型レジスト膜パター
ンを形成し、その上の全面に該ポジ型レジスト膜パター
ンの膜厚より厚いネガ型レジスト膜を塗布する工程、 次いで、該ネガ型レジスト膜を選択的に電子線露光し、
現像して前記ポジ型レジスト膜パターンとは逆パターン
のネガ型レジスト膜パターンを形成し、次いで、前記ポ
ジ型レジスト膜パターンを有機溶剤によって溶解除去す
る工程が含まれることを特徴とする。
被エツチング基板上に選択的なポジ型レジスト膜パター
ンを形成し、その上の全面に該ポジ型レジスト膜パター
ンの膜厚より厚い第1のネガ型レジスト膜を塗布して、
全面露光する工程、次いで、第2のネガ型レジスト膜を
塗布して選択的に電子線露光し、現像して前記ポジ型レ
ジスト膜パターンとは逆パターンのネガ型レジスト膜パ
ターンを形成する工程、 次いで、前記第1および第2のネガ型レジスト膜を酸素
イオンによるリアクティブイオンエツチングして、前記
ポジ型レジスト膜パターンを露出させ、次いで、前記ポ
ジ型レジスト膜パターンを有機溶剤によって溶解除去す
る工程が含まれてなることを特徴とする。
「産業上の利用分野] 本発明はパターン形成方法のうち、電子線リソグラフィ
技術による微細パターンの形成方法に関する。
ICなどの半導体装置の製造方法において、最も重要な
プロセスの一つにパターンを写真食刻法で形成する、所
謂リソグラフィー技術があり、現在、ICが微細化され
、高集積化されてきた背景にはリソグラフィー技術の進
歩が大きく寄与している。
更に、そのリソグラフィー技術も従前のフォトから電子
線に移行しており、現在、電子線リソグラフィ(ele
ctron beam lithography)技術
による微細レジスト膜パターンの形成とそのレジスト膜
パターンをマスクにした高精度パターンの形成が重要な
課題になっている。
[従来の技術〕 周知のように、フォトレジスト膜は光を受けて架橋した
り、分解したりしてパターン形成(パターンニング)す
るが、電子線レジスト膜は電子線(EB)を受けて架橋
したり、分解してパターンを形成しているが、レジスト
内部や基板からの二次電子を含む電子の散乱のために微
細パターンの制御が困難であると云う問題があり、その
ため、電子線露光では近接効果補正などの処理を加えて
パターンの高精度化を図っている。
しかし、電子線露光によるパターン形成方法において、
EB用ポジ型レジスト膜は解像性が良くて高精度にパタ
ーンニングできる利点があるが、耐ドライエツチング性
に劣る欠点がある。一方、EB用ネガ型レジストは耐ド
ライエツチング性に優れているが、解像性が良くない欠
点がある。
第3図(a)、 (b)はそのEB用レジスト膜の問題
点を示す図で、同図(a)はネガ型レジスト膜のパター
ン断面図、同図(b)はポジ型レジスト膜のパターン断
面図である。図中の1は被エツチング基板、2はネガ型
レジスト膜パターン、3はポジ型レジスト膜パターンで
あるが、例えば、レジスト膜の膜厚を1μm程度にし、
間隔を1μmにすると、同図(a)に示すように、ネガ
型レジスト膜は解像度の悪さ、現像時の膨潤などのため
に完全にパターンニングできない場合が起こる。一方、
ポジ型レジスト膜は、同図(blに示すように、高精度
にパターンニングできる。
このように、ポジ型レジスト膜の方が解像性が良いが、
反面、図示していないが、耐ドライエツチング性は、例
えば、アルミニウムをバクーンニングする場合、塩素イ
オンをエツチング剤とすればアルミニウムとネガ型レジ
ストとのエツチング比は3倍程度あるいはそれ以上の差
があるのに対して、アルミニウムとポジ型レジストとの
エツチング比は1/4程度で、ポジ型レジストはアルミ
ニウムの保護マスクにならない問題がある。
そこで、そのようなEB用のポジ型レジストとネガ型レ
ジストとのお互いの弱点を補って、高精度で、且つ、耐
ドライエツチング性に優れたレジスト膜パターンを形成
するためのパターン形成方法が提案されでいる。
第4図(a)〜(d)はその従来の形成方決の工程順断
面図を示しており、その概要を説明すると、第4図(a
)参照;まず、被エツチング基板l上にポジ型レジスト
膜を塗布し、電子線露光、現像してポジ型レジスト膜パ
ターン3を形成する。なお、電子線露光法はビームを走
査してパターンを描画する方法であるが、本図では非露
光部を遮蔽用のマスク5で示している。また、周知のよ
うに、ポジ型レジスト膜は露光部が現像で除去される性
質のレジストであり、ネガ型レジスト膜は露光部が現像
で残存する性質のレジストである。
第4図(b)参照;次いで、その上にネガ型レジスト膜
4を塗布し、全面を電子線露光(遠紫外線露光でもよい
)して現像する。その際、ネガ型レジスト膜4の膜厚は
ポジ型レジスト膜パターン3の膜厚より厚く被着する。
第4図(C1参照;次いで、そのネガ型レジスト膜4の
上から酸素イオンを用いたりアクティブイオンエツチン
グ(RI E)によって垂直にエツチングし、全面を平
均に除去してポジ型レジスト膜パターン3を露出させる
。そうすれば、ネガ型レジスト膜パターン2が形成され
る。
第4図(d)参照;次いで、露出したポジ型レジスト膜
パターン3を有機溶剤で溶解除去して、ネガ型レジスト
膜パターン2のみを残存させる。例えば、M i B 
Kなどの有機溶剤を用いれば、ネガ型レジスト膜を残存
させて、ポジ型レジスト膜を除去することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の第4図に説明したような形成方法によれば、パタ
ーン精度がポジ型レジスト膜パターンで規制されて高精
度になり、且つ、耐ドライエソ4チング性に優れたネガ
型レジスト膜パターンが形成される。
ところが、ネガ型レジストを塗布すると、ネガ型レジス
ト表面が平坦にならずに凹凸ができて、ネガ型レジスト
の膜厚が一定にならないと云う問題がある。例えば、大
きなパターン、即ち、ポジ型レジスト膜パターンの存在
しない広い面積の被エツチング基板の露出した部分のネ
ガ型レジスト膜厚が薄くなって、狭い面積の被エツチン
グ基板の露出部分やポジ型レジスト膜パターンの存在す
る部分は膜厚が厚くなり易い。そのため、その膜厚の変
動がエツチング保護マスクのネガ型レジスト膜パターン
に持ち越される。
そうすると、そのような膜厚の変化したネガ型レジスト
膜パターンはエツチング時に十分に保護の役目を果たさ
ない欠点がある。
本発明はそのようなレジストに起因する問題点を低減さ
せて、高精度で、且つ、耐ドライエツチング性に優れた
ネガ型レジスト膜パターンを十分な膜厚の厚さに形成す
ることを目的とした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課題] その目的は、被エツチング基板上に選択的なポジ型レジ
スト膜パターンを形成し、その上の全面に該ポジ型レジ
スト膜パターンの膜厚より厚いネガ型レジスト膜を塗布
する工程、 次いで、該ネガ型レジスト膜を選択的に電子線露光し、
現像して前記ポジ型レジスト膜パターンとは逆パターン
のネガ型レジスト膜パターンを形成し、次いで、前記ポ
ジ型レジスト膜パターンを有機溶剤によって溶解除去す
る工程が含まれるパターン形成方法、 または、被エツチング基板上に選択的なポジ型レジスト
膜パターンを形成し、その上の全面に該ポジ型レジスト
膜パターンの膜厚より厚い第1のネガ型レジスト膜を塗
布して、全面露光する工程、次いで、第2のネガ型レジ
スト膜を塗布して選択的に電子線露光し、現像して前記
ポジ型レジスト膜パターンとは逆パターンのネガ型レジ
スト膜パターンを形成する工程、 次いで、前記第1および第2のネガ型レジスト膜を酸素
イオンによるリアクティブイオンエツチングして、前記
ポジ型レジスト膜パターンを露出させ、次いで、前記ポ
ジ型レジスト膜パターンを有機溶剤によって溶解除去す
る工程が含まれる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、ネガ型レジスト膜パターンをポジ型レ
ジスト膜パターンとは逆のパターンによって選択露光、
現像する工程を用いて、被エツチング基板のエツチング
に十分に耐える膜厚の厚さのネガ型レジスト膜パターン
を形成するものである。
[実施例コ 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(a)〜(d)は本発明にかかる実施例(I)の
形成工程順断面図を示している。
第1図(a)参照;まず、被エツチング基板ll上にポ
ジ型レジスト膜を塗布し、マスク15の部分は露光走査
せずに、他部分を電子線露光、現像してポジ型レジスト
膜パターン13(膜厚1μm程度)を形成する。このポ
ジ型レジストとしては例えば、PMMAを用いる。
第1図(b)参照;次いで、その上にネガ型レジスト膜
14を塗布し、そのネガ型レジスト膜14の膜厚をポジ
型レジスト膜パターン13の膜厚1μmより厚くして、
例えば、1.5μm程度の厚さに塗布する。
ネガ型レジスト膜は、例えば、CMSを用いる。
第1図(C1参照;次いで、そのネガ型レジスト膜14
を上記と同様に、マスク15以外の部分を電子線露光、
現像してネガ型レジスト膜パターン12を形成する。
第1図(d)参照;次いで、露出したポジ型レジスト膜
パターン13を有機溶剤で溶解除去して、ネガ型レジス
ト膜パターン12のみを残存させる。
ごのような形成方法によれば、ネガ型レジスト膜パター
ンを厚い膜厚に形成することができて、微細に、且つ、
精度良く形成することが可能になる。
次に、第2図(al〜telは本発明にかかる実施例(
■〉の形成工程順断面図を示している。
第2図(a)参照;同様に、被エツチング基板21上に
ポジ型レジスト膜を塗布し、マスク25の部分は露光走
査せずに、他部分を電子線露光、現像してポジ型レジス
ト膜パターン23を形成する。
第2図(bl参照;次いで、その上に第1のネガ型レジ
スト膜24を塗布し、その第1のネガ型レジスト膜24
の膜厚をポジ型レジスト膜パターン23の膜厚より厚く
形成し、この第1のネガ型レジスト膜24を全面露光す
る。尚、全面露光は遠紫外線露光を用いても良い。
第2図(C)参照;次いで、その第1のネガ型レジスト
膜24の上に膜厚0.5μm程度の第2のネガ型レジス
ト膜24′を塗布する。
第2図(d)参照;次いで、その第2のネガ型レジスト
膜24“を選択的に電子線露光、現像して第2のネガ型
レジスト膜パターン22′を形成する。その際、マスク
25の部分は露光せず、その他の部分を電子線露光する
。
第2図(e)参照;次いで、その第2のネガ型レジスト
24および第2のネガ型レジスト膜パターン22’の上
から酸素イオンを用いたRIEによって垂直にエツチン
グして、ポジ型レジスト膜パターン23を露出させる。
そうして、ネガ型レジスト膜パターン22が形成される
が、その時は第2のネガ型レジスト膜パターン22°の
部分は消滅している。
第2図(f)参照;次いで、露出したポジ型レジスト膜
パターン23を有機溶剤で溶解除去して、ネガ型レジス
ト膜パターン22のみを残存させる。それには、MiB
Kなどの有機溶剤を用い、ネガ型レジスト膜を残存させ
て、ポジ型レジスト膜を除去する。
この第2図で説明した実施例(II)は第1図で説明し
た実施例(I)よりも処理工程が長(かかるが、より精
度良いネガ型レジスト膜パターン22が形成できる利点
がある。
従って、上記した本発明にかかる形成方法によって形成
したネガ型レジスト膜パターンを用いれば、被エツチン
グ基板にサブミクロンパターンを精度良く形成すること
ができる。
「発明の効果」 以上の説明から明らかなように、本発明によれば高精度
で、耐エツチング性の良いネガ型レジスト膜パターンを
形成することができ、そのネガ型レジスト膜パターンに
よって高精度な微細パターンが精度良く形成できる。従
って、本発明はICの微細化に大きく貢献するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(d)は本発明にかかる実施例(1)の
形成工程順断面図、 第2図(a)〜(f)は本発明にかかる実施例(II)
の形成工程順断面図、 第3図はEB用レジスト膜の問題点を示す図、第4図(
a)〜fdlは従来の形成方法の工程順断面図である。  図において、 1、11.21は被エツチング基板、 2.12はネガ型レジスト膜パターン、3、13.23
はポジ型レジスト膜パターン、4.14はネガ型レジス
ト膜、 5、15.25はマスク、 22は第1のネガ型レジスト膜パターン、22’は第2
のネガ型レジスト膜パターン、24は第1のネガ型レジ
スト膜、 241は第2のネガ型レジスト膜、 を示している。 t〜                    へOD 7−ン ム託哩τ)ろ裏層例U) q形べL硅4−面区第 2 
図  はの2) EB用しシλトIl臭の〔冒にた、を示T6第3 図 =−==−−一一一一一乙5マス7 従5)ミー−7→1で3A″5う一法−フコ()11貞
断廿6ヒフ0第4 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被エッチング基板上に選択的な電子線露光をおこ
    なつてポジ型レジスト膜パターンを形成する工程、 該ポジ型レジスト膜パターンを含む被エッチング基板全
    面に、該ポジ型レジスト膜パターンの膜厚より厚いネガ
    型レジスト膜を塗布する工程、次いで、該ネガ型レジス
    ト膜を選択的に電子線露光し、現像して前記ポジ型レジ
    スト膜パターンとは逆パターンのネガ型レジスト膜パタ
    ーンを形成する工程、 次いで、前記ポジ型レジスト膜パターンを有機溶剤によ
    つて溶解除去する工程が含まれてなることを特徴とする
    パターン形成方法。
  2. (2)被エッチング基板上に選択的な電子線露光をおこ
    なつてポジ型レジスト膜パターンを形成する工程、 該ポジ型レジスト膜パターンを含む被エッチング基板全
    面に該ポジ型レジスト膜パターンの膜厚より厚い第1の
    ネガ型レジスト膜を塗布して、全面露光する工程、 次いで、第2のネガ型レジスト膜を塗布して選択的に電
    子線露光し、現像して前記ポジ型レジスト膜パターンと
    は逆パターンのネガ型レジスト膜パターンを形成する工
    程、 次いで、前記第1および第2のネガ型レジスト膜を酸素
    イオンによるリアクティブイオンエッチングして、前記
    ポジ型レジスト膜パターンを露出させる工程、 次いで、前記ポジ型レジスト膜パターンを有機溶剤によ
    つて溶解除去する工程が含まれてなることを特徴とする
    パターン形成方法。
JP63127871A 1988-05-24 1988-05-24 パターン形成方法 Pending JPH01296620A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100396193B1 (ko) * 2000-03-21 2003-08-27 샤프 가부시키가이샤 패턴의 형성방법
JP2014235391A (ja) * 2013-06-05 2014-12-15 三菱製紙株式会社 パターン形成方法

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KR100396193B1 (ko) * 2000-03-21 2003-08-27 샤프 가부시키가이샤 패턴의 형성방법
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