JPH0199041A - 微細パターン形成方法 - Google Patents
微細パターン形成方法Info
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- JPH0199041A JPH0199041A JP62256522A JP25652287A JPH0199041A JP H0199041 A JPH0199041 A JP H0199041A JP 62256522 A JP62256522 A JP 62256522A JP 25652287 A JP25652287 A JP 25652287A JP H0199041 A JPH0199041 A JP H0199041A
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- resist
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- fine pattern
- mask
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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
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (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】
産業上の利用分野
本発明は、レジストを用いたパターン形成方法に関する
ものであり、特にサブミクロンルールを持つ半導体装置
等の製造に用いるレジスト膜中に関する。
ものであり、特にサブミクロンルールを持つ半導体装置
等の製造に用いるレジスト膜中に関する。
従来の技術
従来、半導体製造プロセスに用いられているレジストは
、高分子有機物から彦り、これを基板上に塗布して膜を
形成し、これにＵＶ 、 ＤＵＶ 、 Ｘ線又は電子線
等のエネルギ線を照射して、レジスト膜中にパターンを
潜像として形成し、その後現像によってパターンを形成
していた。また、気相クラフト重合法を利用して、エネ
ルギ線を照射し微細パターンを形成する方法も特開昭６
２−２６１７４号等で示されている。
、高分子有機物から彦り、これを基板上に塗布して膜を
形成し、これにＵＶ 、 ＤＵＶ 、 Ｘ線又は電子線
等のエネルギ線を照射して、レジスト膜中にパターンを
潜像として形成し、その後現像によってパターンを形成
していた。また、気相クラフト重合法を利用して、エネ
ルギ線を照射し微細パターンを形成する方法も特開昭６
２−２６１７４号等で示されている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、従来のレジスト処理法では、露光の際に
、入射する光は下地からの反射によって影響を受けるだ
め、マスクと同一寸法の高いコントラストの像が入射し
たとしても、下地からの反射によってコントラストが低
下し、線巾の管理が困難であった。さらに、基板表面に
グラフト重合体膜を厚くして形状比の良いレジストパタ
ーンをグラフト重合体膜とレジストとの材質の差を利用
して形成するときでも、グラフト重合体膜も厚く形成す
る必要がある。グラフト重合体膜形成には方向性がない
ため、膜厚の増加に伴い線巾も太くなり、解像性の低下
を起こしていた。
、入射する光は下地からの反射によって影響を受けるだ
め、マスクと同一寸法の高いコントラストの像が入射し
たとしても、下地からの反射によってコントラストが低
下し、線巾の管理が困難であった。さらに、基板表面に
グラフト重合体膜を厚くして形状比の良いレジストパタ
ーンをグラフト重合体膜とレジストとの材質の差を利用
して形成するときでも、グラフト重合体膜も厚く形成す
る必要がある。グラフト重合体膜形成には方向性がない
ため、膜厚の増加に伴い線巾も太くなり、解像性の低下
を起こしていた。
本発明は上記従来のレジスト処理の欠点である下地から
の反射及びグラフト重合の等方性による解像度の低下を
、レジスト膜中のパターン潜像を一部現像し、この表面
凹凸の凹部に吸着膜又は重合体膜を形成し、この吸着膜
又は重合体膜をマスクとして前記レジストを除去してパ
ターン形成するものである。
の反射及びグラフト重合の等方性による解像度の低下を
、レジスト膜中のパターン潜像を一部現像し、この表面
凹凸の凹部に吸着膜又は重合体膜を形成し、この吸着膜
又は重合体膜をマスクとして前記レジストを除去してパ
ターン形成するものである。
問題点を解決す、るだめの手段
本発明では、レジスト膜中のパターン潜像に応じた凹部
を形成し、との凹部を埋めるように吸着又は重合体膜を
埋込み平坦化して下層レジストをパターニングするので
、レジストの表面に形成されるパターン潜像に忠実にパ
ターンが形成される。
を形成し、との凹部を埋めるように吸着又は重合体膜を
埋込み平坦化して下層レジストをパターニングするので
、レジストの表面に形成されるパターン潜像に忠実にパ
ターンが形成される。
作 用
たとえば、吸着膜がシアニン系色素である場合は、アル
カリ性であるために、ポジレジストの露光部である、ナ
フトキノンジアジドの光生成物であるインデンカルボン
酸に選択的に吸着する。
カリ性であるために、ポジレジストの露光部である、ナ
フトキノンジアジドの光生成物であるインデンカルボン
酸に選択的に吸着する。
又、シアニン系色素は、紫外領域の光を吸収する特性が
あシ、たとえば、０．１μｍのシアニン色素の層があれ
ば、これは完全に下層に対するマスクとして働き光を通
さない。又、同時に、露光部のインデンカルボン酸とシ
アニン色素の結合により、露光部が現像液に不溶化する
。
あシ、たとえば、０．１μｍのシアニン色素の層があれ
ば、これは完全に下層に対するマスクとして働き光を通
さない。又、同時に、露光部のインデンカルボン酸とシ
アニン色素の結合により、露光部が現像液に不溶化する
。
５ ・・−ノ
以上のことから前記凹部にシアニン系色素を埋込み紫外
線等を用いて全面露光を行なえば、シアニン色素が吸着
していない当初のパターンの未露光部のみが光反応を生
ずることになり、現像液に溶解して当初の露光部である
シアニン色素の吸着したパターンが形成される。
線等を用いて全面露光を行なえば、シアニン色素が吸着
していない当初のパターンの未露光部のみが光反応を生
ずることになり、現像液に溶解して当初の露光部である
シアニン色素の吸着したパターンが形成される。
又、シアニン系色素がシリコン、スズなどの耐酸素プラ
ズマ性を有する原子を有している場合には、シアニン色
素吸着後、酸素プムズマによるドライエツチングを行な
うことにより、シアニン系色素が未吸着の未露光部がエ
ツチング（ドライ現像）され、当初の露光部であるシア
ニン色素の吸着したパターンが形成されることになる。
ズマ性を有する原子を有している場合には、シアニン色
素吸着後、酸素プムズマによるドライエツチングを行な
うことにより、シアニン系色素が未吸着の未露光部がエ
ツチング（ドライ現像）され、当初の露光部であるシア
ニン色素の吸着したパターンが形成されることになる。
シアニン色素の露光部への吸着方法としては、水中にシ
アニン色素を溶解させ、その溶液中に基板を浸漬する方
法が最も容易である。しかし、この方法に限定されるも
のではない。
アニン色素を溶解させ、その溶液中に基板を浸漬する方
法が最も容易である。しかし、この方法に限定されるも
のではない。
この方法によれば、パターンの解像性がレジストの表面
に形成した凹部の形状で決まる、言いかえれば、薄膜の
レジストの露光と同様と々す、パ６１＼−／ ターンの解像性は向上する。又、同時に、薄膜のコンタ
クトマスクであるシアニン色素の層が、全面露光の際の
光回折を防止するか、又はｏ２ドライエ・ソチングの際
のエツチングマスクとなるために、形状の良いパターン
が形成される。
に形成した凹部の形状で決まる、言いかえれば、薄膜の
レジストの露光と同様と々す、パ６１＼−／ ターンの解像性は向上する。又、同時に、薄膜のコンタ
クトマスクであるシアニン色素の層が、全面露光の際の
光回折を防止するか、又はｏ２ドライエ・ソチングの際
のエツチングマスクとなるために、形状の良いパターン
が形成される。
本発明によればシアニン色素等の吸着膜又は重合体膜が
選択的に凹部のみに埋込まれるため、パターンの解像性
が大きく改善される。
選択的に凹部のみに埋込まれるため、パターンの解像性
が大きく改善される。
実施例
（実施例１）
第１図を用いて、本発明のパターン形成方法の一実施例
について説明する。
について説明する。
疎水性処理を行なった半導体等の基板１上にポジレジス
ト（シブレイ社製ＭＰ１４００−２７）を塗布し、９０
℃２分のホットプレートベーク後、１．２μｍのレジス
ト膜２を得た（第１図ａ）。次に、マスク３を介して、
ｑ線（４３ｓｎｍ）光４により露光を行なってパターン
潜像６を形成した。
ト（シブレイ社製ＭＰ１４００−２７）を塗布し、９０
℃２分のホットプレートベーク後、１．２μｍのレジス
ト膜２を得た（第１図ａ）。次に、マスク３を介して、
ｑ線（４３ｓｎｍ）光４により露光を行なってパターン
潜像６を形成した。
７ ・・−
ｍ Ｊ ／ｃｌであった（第１図ｂ）。現像は露光に対
応した部分を完全に現像除去するのではなく、現像液の
希釈液によってパターン潜像６のうちの表面層０．２μ
ｍ程度の領域を除去して凹部７を形成した後（第１図Ｃ
）、露光したレジスト部分を以下の組成から成るシアニ
ン色素水溶液に６ｏ秒間浸漬した。
応した部分を完全に現像除去するのではなく、現像液の
希釈液によってパターン潜像６のうちの表面層０．２μ
ｍ程度の領域を除去して凹部７を形成した後（第１図Ｃ
）、露光したレジスト部分を以下の組成から成るシアニ
ン色素水溶液に６ｏ秒間浸漬した。
浸漬後、露光部すなわち凹部７にシアニン色素の層５が
０．３μｍの厚さで吸着していた（第１図ｄ）。
０．３μｍの厚さで吸着していた（第１図ｄ）。
次に、ｑ線光４により１５０ｍ Ｊ ／ｃｙｊ のエ
ネルギにて全面露光を行ない層５をマスクとするレジス
ト２の露光を行なった（第１図ｅ）。最後に、アルカリ
水溶液（シブレイ社製ＭＦ３１９ ）６ｏ秒現像により
層５の形成されていないレジスト２の部分を除去し、反
転したパターン２Ａを形成した（第１図ｆ）。パターン
２Ａは、全く膜減シのない、アスペクト比が８８°の良
好な０．５μｍパターンであった。
ネルギにて全面露光を行ない層５をマスクとするレジス
ト２の露光を行なった（第１図ｅ）。最後に、アルカリ
水溶液（シブレイ社製ＭＦ３１９ ）６ｏ秒現像により
層５の形成されていないレジスト２の部分を除去し、反
転したパターン２Ａを形成した（第１図ｆ）。パターン
２Ａは、全く膜減シのない、アスペクト比が８８°の良
好な０．５μｍパターンであった。
なお、シアニン色素は本実施に限らず、又、その水溶液
濃度についても任意であり、数％程度で十分マスクとし
ての働きをする。シアニン色素として、同類のメロシア
ニン色素を用いても良く、同様の良好な結果が得られる
。
濃度についても任意であり、数％程度で十分マスクとし
ての働きをする。シアニン色素として、同類のメロシア
ニン色素を用いても良く、同様の良好な結果が得られる
。
シアニン系色素の他の例として、たとえば以下の様々化
合物が挙げられる。
合物が挙げられる。
Ｃ２Ｈ５・ｌ−Ｃ２Ｈ５
９・＼−７
（実施例２）
第２図を用いて第２の実施例について説明する。
疎水性処理を行なった基板１１上にポジレジヌト（ヘキ
スｌ−社製ＡＺ５２１７）を塗布し、１００℃２分のホ
ットプレートベーク後、Ｑ、８μｍのレジスト膜１２を
得た（第１図ａ）。次に、電子ビームによってパターン
露光を行なった。露光量は従来の露光量の約いの２０μ
Ｃ／Ｃａ であった（第１図ｂ）。現像は露光に対応し
た部分を完全１ｏ ベーク に現像除去するのではなく、パターン潜像２６のうちの
表面層０．３μｍを除去した後（第１図Ｃ）、露光した
レジスト部分を以下の組成からなるＳｉ含有シアニン系
色素水溶液に１２０秒間浸漬した。
スｌ−社製ＡＺ５２１７）を塗布し、１００℃２分のホ
ットプレートベーク後、Ｑ、８μｍのレジスト膜１２を
得た（第１図ａ）。次に、電子ビームによってパターン
露光を行なった。露光量は従来の露光量の約いの２０μ
Ｃ／Ｃａ であった（第１図ｂ）。現像は露光に対応し
た部分を完全１ｏ ベーク に現像除去するのではなく、パターン潜像２６のうちの
表面層０．３μｍを除去した後（第１図Ｃ）、露光した
レジスト部分を以下の組成からなるＳｉ含有シアニン系
色素水溶液に１２０秒間浸漬した。
シアニン系色素の例としてはこの他
１１、、−
等が挙げられる。
浸漬後、露光部にシアニン色素の層５（第１図ｄ）が０
．２５μｍ の厚さで吸着していた。次に、０２プラズ
マによるリアクティブ・イオン・エツチング（０２ＲＩ
Ｅ）を行なった（第２図ａ）。
．２５μｍ の厚さで吸着していた。次に、０２プラズ
マによるリアクティブ・イオン・エツチング（０２ＲＩ
Ｅ）を行なった（第２図ａ）。
ｏ２Ｒ工Ｅにより、シアニン色素の堆積した部分５が残
り、それ以外の部分は０２プラズマによる異方性エツチ
ングで除去され（第２図ｂ）、パターン１２Ｂが形成さ
れた。パターン２Ｂは全く膜減りのないアスペクト比９
００の良好な０．６μｍパターンであった。
り、それ以外の部分は０２プラズマによる異方性エツチ
ングで除去され（第２図ｂ）、パターン１２Ｂが形成さ
れた。パターン２Ｂは全く膜減りのないアスペクト比９
００の良好な０．６μｍパターンであった。
カお、Ｓｉ含有シアニン色素は本実施例に限らず、又、
その水溶液濃度についても任意であり、Ｓｉ含有率、数
％程度で十分マスクとしての働きをする。シアニン色素
として、同類のメロシアニン色素を用いても良く、又、
耐０２エツチング性のある元素としてシリコン以外にＳ
ｎ、Ｇｅ、Ｚｎ。
その水溶液濃度についても任意であり、Ｓｉ含有率、数
％程度で十分マスクとしての働きをする。シアニン色素
として、同類のメロシアニン色素を用いても良く、又、
耐０２エツチング性のある元素としてシリコン以外にＳ
ｎ、Ｇｅ、Ｚｎ。
Ｆｅなどを用いても良い。
（実施例３）
第３図を用いて本実施例のパターン形成方法を説明する
。疎水性処理を行なった半導体等の基板２１上に下記の
組成を持つネガ型レジストを塗布し、９０ ’Ｃ２分の
ホットプレートベーク後、１．２μｍのレジスト膜２２
を得た（第３図ａ）。次にパターンを電子ビーム露光法
によって行なった。
。疎水性処理を行なった半導体等の基板２１上に下記の
組成を持つネガ型レジストを塗布し、９０ ’Ｃ２分の
ホットプレートベーク後、１．２μｍのレジスト膜２２
を得た（第３図ａ）。次にパターンを電子ビーム露光法
によって行なった。
このときの電子ビームは２０Ｋ ｅ Ｖのエネルギーで
あり、１Ｑ〜２ｏμＣ／ｄのドーズ量であった（第３図
ｂ）。
あり、１Ｑ〜２ｏμＣ／ｄのドーズ量であった（第３図
ｂ）。
ネガ型レジストは、電子ビーム露光により、１３ ・＼
−７ −（−ＣＨ２−ＣＨ−）−ｎ 上記のような反応を生じる。ネガレジストは、電子ビー
ム照射によってＣ１基が解離し、近傍にあるカルボン酸
と重合反応を生じ、現像液に対して不溶となる。現像を
行なうと未露光部分に対応した部分の膜厚が減少し凹部
２７が形成される。
−７ −（−ＣＨ２−ＣＨ−）−ｎ 上記のような反応を生じる。ネガレジストは、電子ビー
ム照射によってＣ１基が解離し、近傍にあるカルボン酸
と重合反応を生じ、現像液に対して不溶となる。現像を
行なうと未露光部分に対応した部分の膜厚が減少し凹部
２７が形成される。
現像は未露光部分を完全に除去するのではなく、表面層
約０．２μｍ程度を除去して凹部２７を形成した後（第
３図Ｃ）、未露光部の上にシアニン色素水溶液に６ｏ秒
間浸漬した。
約０．２μｍ程度を除去して凹部２７を形成した後（第
３図Ｃ）、未露光部の上にシアニン色素水溶液に６ｏ秒
間浸漬した。
１４へ一ン゛
浸漬後、未露光部にシアニン色素の層２５が０．３μｍ
の厚さで吸着していた（第３図ｄ）。次に０２プラズマ
によるリアクティブ・イオン・工・ソチング（０２Ｒ工
Ｅ）を行なった（第３図ｅ）。
の厚さで吸着していた（第３図ｄ）。次に０２プラズマ
によるリアクティブ・イオン・工・ソチング（０２Ｒ工
Ｅ）を行なった（第３図ｅ）。
０２Ｒ工Ｅにより、シアニン色素の堆積した部分が残り
、それ以外の部分は０２プラズマによる異方性エツチン
グで除去され、レジストパターン２２Ｂが形成された。
、それ以外の部分は０２プラズマによる異方性エツチン
グで除去され、レジストパターン２２Ｂが形成された。
パターン２２Ｂは全く膜減りのないアスペクト比の良好
な０．５μｍのパターンであった。
な０．５μｍのパターンであった。
なお、Ｓｉ含有シアニン色素は、本実施例に限らず、ま
だその水溶液濃度についても任意であり、Ｓｉ含有率数
％程度で十分マスクとしての働をする。シアニン色素と
して同類のメロシアニン色素を用いても良く、又は耐ｏ
２ＲＩＥ性のある元素と１５７、−７ してシリコン以外にＳｎ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｆｅなどを用い
てもよい。
だその水溶液濃度についても任意であり、Ｓｉ含有率数
％程度で十分マスクとしての働をする。シアニン色素と
して同類のメロシアニン色素を用いても良く、又は耐ｏ
２ＲＩＥ性のある元素と１５７、−７ してシリコン以外にＳｎ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｆｅなどを用い
てもよい。
発明の効果
本発明の方法によれば、微細レジストパターンが下地反
射等によらず表面のみの解像性能により高アスペクト比
で得られ、簡単な工程により実現されるので半導体製造
の歩留りが高く工業的価値が高い。
射等によらず表面のみの解像性能により高アスペクト比
で得られ、簡単な工程により実現されるので半導体製造
の歩留りが高く工業的価値が高い。
第１図、第２図、第３図は本発明の実施例のパターン形
成方法の工程断面図である。 １．１１．２１・・・・・・基板、２，１２．２２・・
・・・・レジスト、３・・・・・・マスク、４・・・・
・・ｑ線、５，２５・・・・・・シアニン色素、２Ａ
、１２Ｂ 、２２Ｂ・・・・・・レジストパターン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名城
Ｉ：ｊ−Ｑ ０へ 一／℃ 一フ Ｃ５−７
成方法の工程断面図である。 １．１１．２１・・・・・・基板、２，１２．２２・・
・・・・レジスト、３・・・・・・マスク、４・・・・
・・ｑ線、５，２５・・・・・・シアニン色素、２Ａ
、１２Ｂ 、２２Ｂ・・・・・・レジストパターン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名城
Ｉ：ｊ−Ｑ ０へ 一／℃ 一フ Ｃ５−７
Claims (4)
- （１）エネルギ線照射により感光反応し、さらに付加重
合開始可能な活性点を有するレジスト膜を基板上に塗布
し、前記、膜にエネルギ線を用いてパターン潜像を生成
した後、前記パターン潜像の一部を残して現像して凹凸
を形成し、この表面凹凸を埋めるように吸着膜又は重合
体膜を形成し、この吸着膜又は重合体膜をマスクとして
前記レジストを除去してパターン形成することを特徴と
する微細パターン形成方法。 - （２）レジスト膜がポジ型であり、現像された凹部のエ
ネルギ線照射したパターン潜像上に吸着膜又は重合体膜
を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の微細パターン形成方法。 - （３）レジスト膜がネガ型であり、エネルギ線照射によ
って付加重合開始活性点が重合して不活性となり、エネ
ルギ線非照射域を一部現像後、エネルギ線非照射域に吸
着膜又は重合体膜を形成することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の微細パターン形成方法。 - （４）吸着膜又は重合体膜がシリコンスズ等の耐酸素プ
ラズマ性を有する原子を含有していることを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
微細パターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256522A JPH0199041A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 微細パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256522A JPH0199041A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 微細パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199041A true JPH0199041A (ja) | 1989-04-17 |
Family
ID=17293795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62256522A Pending JPH0199041A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 微細パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0199041A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105702584A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及阵列基板的制作方法、阵列基板、显示装置 |
-
1987
- 1987-10-12 JP JP62256522A patent/JPH0199041A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105702584A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及阵列基板的制作方法、阵列基板、显示装置 |
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