JPH024267A - Method for enhancing etching resistance of resist - Google Patents
Method for enhancing etching resistance of resistInfo
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- JPH024267A JPH024267A JP63155532A JP15553288A JPH024267A JP H024267 A JPH024267 A JP H024267A JP 63155532 A JP63155532 A JP 63155532A JP 15553288 A JP15553288 A JP 15553288A JP H024267 A JPH024267 A JP H024267A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は半導体素子製造工程において、エツチング用マ
スクとして用いるレジストのエッチ耐性を向上させる方
法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for improving the etch resistance of a resist used as an etching mask in a semiconductor device manufacturing process.
(従来の技術とその問題点)
半導体素子製造工程において、基板をエツチングする際
のマスク材であるレジストのエッチ耐性を向上させる方
法として、レジストにイオン照射を行う方法が一般的に
知られている。これはレジストにイオンを照射すること
によって、その高いイオンエネルギーによってあらかじ
めレジスト構成分子の主鎖あるいは側鎖の励起され易い
部分を励起し、架橋反応を起こさせることより、その後
のエツチング工程において、反応性イオンによってレジ
ストの構成分子が容易に励起、切断及び飛散するのを防
ぐものである。(Conventional technology and its problems) In the semiconductor device manufacturing process, a method of irradiating resist with ions is generally known as a method of improving the etch resistance of resist, which is a mask material when etching a substrate. . This is because by irradiating the resist with ions, the high ion energy excites the easily excited parts of the main chain or side chain of the resist constituent molecules, causing a crosslinking reaction. This prevents the constituent molecules of the resist from being easily excited, cut, and scattered by chemical ions.
第1図は従来の技術による一例である。Si基板12上
にスピン塗布したノボラック系ポジ型フォトレジスト1
1(第1図(a))にフォトマスク14を通して紫外線
光13を露光する(第1図(b))。その後アルカリ系
現象液中にて現像を行うことによってエツチングマスク
となるレジストパターンが形成される(第1図(C))
。次に基板全面にHイオンをI X 1013ions
/am2程度照射することによって、レジストの架橋反
応が進行し、エッチ耐性が向上する(第1図(d))。FIG. 1 is an example of a conventional technique. Novolac positive type photoresist 1 spin-coated on Si substrate 12
1 (FIG. 1(a)) is exposed to ultraviolet light 13 through a photomask 14 (FIG. 1(b)). Thereafter, development is performed in an alkaline developing solution to form a resist pattern that will become an etching mask (Figure 1 (C)).
. Next, H ions are applied to the entire surface of the substrate at I x 1013 ions.
By irradiating the resist at about /am2, the crosslinking reaction of the resist proceeds and the etch resistance improves (FIG. 1(d)).
しがしこの従来の方法では、イオン照射を基板全面に行
うため、レジスト以外の基板面にもイオンが注入され、
基板に損傷を与えること及び、注入されたイオンが不純
物となることなど、素子特性を劣化させる原因となる。However, in this conventional method, ions are irradiated onto the entire surface of the substrate, so ions are implanted into the substrate surface other than the resist.
This causes damage to the substrate and causes the implanted ions to become impurities, deteriorating device characteristics.
また、レジスト現像工程後にイオン照射工程を行うため
、通常のレジストパターン形成工程に比較し工程が複雑
になるという欠点もあった。(例えば第47回応用物理
学会学術講演会予稿集P、 333.3OA−ZF−9
,橋本ら)。Furthermore, since the ion irradiation process is performed after the resist development process, there is also a drawback that the process is more complicated than a normal resist pattern forming process. (For example, Proceedings of the 47th Japan Society of Applied Physics Academic Conference P, 333.3OA-ZF-9
, Hashimoto et al.).
本発明の目的は、イオン照射によるレジストのエッチ耐
性向上方法において、レジストパターン以外の部分への
イオン照射による損傷及び不純物を与えず、従来法に比
較し工程が簡略化されたレジストエッチ耐性向上方法を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for improving the etch resistance of a resist by ion irradiation, which does not cause damage or impurities to parts other than the resist pattern due to ion irradiation, and has a simplified process compared to conventional methods. Our goal is to provide the following.
(問題を解決するための手段)
本発明によれば、イオン照射によるレジストのエッチ耐
性向上方法において、集束イオンビームによるイオン照
射工程を具備することを特徴とするレジストエッチ耐性
向上方法である。(Means for Solving the Problem) According to the present invention, a method for improving resist etch resistance by ion irradiation is characterized by comprising an ion irradiation step using a focused ion beam.
(作用)
第2図は本発明で用いた集束イオンビーム装置の構成を
示している。イオン源201から放出されたイオンはE
XB質量分離器204によって必要なイオン種に選別さ
れ、対物レンズ208によって0.1pm以下のビーム
径にまで集束される。さらに偏向器209によって基板
210上に任意のパターンを描画するようイオンビーム
を偏向する。(Function) FIG. 2 shows the configuration of the focused ion beam device used in the present invention. The ions emitted from the ion source 201 are E
The XB mass separator 204 selects necessary ion species, and the objective lens 208 focuses the beam to a beam diameter of 0.1 pm or less. Furthermore, the ion beam is deflected by a deflector 209 so as to draw an arbitrary pattern on the substrate 210.
また第3図は本発明の詳細な説明するための基板の断面
図である。すなわち基板32上に塗布したレジスト31
(第3図(a))に集束イオンビーム33を用いて露光
を行う(第3図(b))。この時集束イオンビームによ
る露光によって、そのレジストの本来的な像形成のため
の化学的反応のほか、照射イオンの高エネルギーにより
・、レジスト構成分子の架橋反応が進行し、潜像が形成
される。従ってパターン領域以外にはイオンは照射され
ず、基板に損傷や不純物を与えることはない。その後現
像液中にて現像を行うことにより、そのレジスト本来よ
りもエッチ耐性の向上したパターンが形成され、パター
ン描画工程とエッチ耐性向上のためのイオン照射工程が
同時に行われるため、従来法よりも工程が簡略化される
。Further, FIG. 3 is a sectional view of the substrate for explaining the present invention in detail. That is, the resist 31 coated on the substrate 32
Exposure is performed using a focused ion beam 33 (FIG. 3(a)) (FIG. 3(b)). At this time, due to the exposure with the focused ion beam, in addition to the chemical reaction that is inherent in the resist for image formation, the high energy of the irradiated ions promotes cross-linking reactions in the resist constituent molecules, forming a latent image. . Therefore, ions are not irradiated to areas other than the pattern area, and the substrate is not damaged or impurities are introduced. By subsequently developing the resist in a developer, a pattern with improved etch resistance than the original resist is formed, and because the pattern drawing process and the ion irradiation process to improve etch resistance are performed simultaneously, it is better than the conventional method. The process is simplified.
(実施例)
以下、本発明の実施例について第4図を用いて説、明す
る。まず、基板42上にレジストとしてノボラック系ネ
ガ型レジストとしてシブレイ社の5AL601−ER7
を厚さ約0.5pmスピン塗布し、80°030分間ベ
イクする(第4図(a))。次いでAu−8i−Be合
金イオン源から得られる、加速エネルギー260keV
のBe集束イオンビームを用いてレジストの露光を行う
(第4図(b))。通常ノボラック系ネガ型レジストの
パターン形成のための適正露光量は3 X 1012i
ons/cm2程度であるが、この場合レジストの架橋
反応を進行させるために露光量は3倍程度のI X 1
013ions/cm2とした。その後アルカリ系現像
液中にて5分間現像を行い、純水で1分間リンスを行う
ことにより第4図(e)に示したようなエッチ耐性の向
上したレジストパターンが形成された。その場合、レジ
スト露光工程及びイオン照射工程に用いたBeイオンは
形成されたレジストパターンの部分にのみ注入されるの
で、その他の基板面にイオン照射による損傷及び不純物
を与えることはない。またBe集束イオンビームによる
レジストパターン露光工程と、エッチ耐性向上のための
イオン照射工程が同時に行われるため、パターン現像工
程後にエッチ耐性向上のためのイオン照射工程を行う従
来の方法と比較し、工程の簡略化が計れた。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described and explained using FIG. 4. First, as a resist on the substrate 42, 5AL601-ER7 manufactured by Sibley Co., Ltd. is used as a novolac negative type resist.
was spin-coated to a thickness of about 0.5 pm and baked for 80°030 minutes (Figure 4(a)). Next, the acceleration energy of 260 keV obtained from the Au-8i-Be alloy ion source
The resist is exposed using a Be focused ion beam (FIG. 4(b)). Normally, the appropriate exposure amount for patterning novolac negative resist is 3 x 1012i.
ons/cm2, but in this case, in order to advance the crosslinking reaction of the resist, the exposure amount is about 3 times I
013 ions/cm2. Thereafter, development was carried out for 5 minutes in an alkaline developer and rinsed for 1 minute with pure water, thereby forming a resist pattern with improved etch resistance as shown in FIG. 4(e). In this case, the Be ions used in the resist exposure step and the ion irradiation step are implanted only into the formed resist pattern portion, so that other substrate surfaces are not damaged or impurities are caused by ion irradiation. In addition, since the resist pattern exposure process using a Be focused ion beam and the ion irradiation process to improve etch resistance are performed simultaneously, the process simplification was achieved.
本実施例ではレジスト露光工程及び、エッチ耐性向上の
ためのイオン照射工程にAu−8i−Be合金イオン源
から得られるBe集束イオンビームを用いたが、他のL
i、 Ga、 Au等単体金属イオン源、Au−8i。In this example, a Be focused ion beam obtained from an Au-8i-Be alloy ion source was used in the resist exposure process and the ion irradiation process to improve etch resistance.
i, Ga, Au, etc. elemental metal ion source, Au-8i.
Pt−8b、 Pb−N1−B等合金イオン源、あるい
はHe、 H2゜02、F2等のガスイオン源から得ら
れるイオン種の集束イオンビームを用いても良い。また
本実施例ではレジストとしてノボラック系ネガ型レジス
ト(シブレイ社、5AL601−ER7)を用いたが、
ノボラック系ポジ型レジスト等地のノボラック系レジス
ト、あるいはポリメチルメタクリレート等メタクリレー
ト系レジスト、クロロメチル化ポリスチレン等ポリスチ
レン系レジストなど他のレジストを用いてもよい。更に
本実施例では加速エネルギーは260keV、露光量は
1×1011013ions1としたが、これは用いる
レジストに像形成及び架橋反応を起こさせ、かつイオン
衝撃によるレジストの膜減りが起こらない範囲であれば
異なる大きさの加速エネルギー及び露光量としてもよい
。A focused ion beam of ion species obtained from an alloy ion source such as Pt-8b, Pb-N1-B, or a gas ion source such as He, H2°02, F2, etc. may also be used. In addition, in this example, a novolak-based negative resist (Sibley, 5AL601-ER7) was used as the resist.
Other resists such as a novolac resist such as a novolac positive resist, a methacrylate resist such as polymethyl methacrylate, or a polystyrene resist such as chloromethylated polystyrene may be used. Further, in this example, the acceleration energy was 260 keV and the exposure amount was 1 x 1011013 ions1, but these may vary as long as they cause image formation and crosslinking reactions in the resist used and do not reduce the resist film due to ion bombardment. It may also be the acceleration energy and exposure amount of the magnitude.
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によればイオン照射による
レジストのエッチ耐性向上方法において、集束イオンビ
ームによるイオン照射工程を具備することを特徴とする
レジストエッチ耐性向上方法によって、従来の方法に比
べ、レジストパターン以外の基板面にイオン照射による
損傷及び不純物を与えることなくレジストのエッチ耐性
向上が計れ、また工程の簡略化が計れた。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in a method for improving resist etch resistance by ion irradiation, a method for improving resist etch resistance characterized by comprising an ion irradiation step using a focused ion beam, Compared to the method described above, the etch resistance of the resist can be improved without causing damage or impurities to the substrate surface other than the resist pattern due to ion irradiation, and the process can be simplified.
第1図は従来技術を説明するための基板の部分断面図、
第2図は本発明の詳細な説明するための集束イオンビー
ム装置の概略図、第3図は本発明の詳細な説明するため
の基板の部分断面図、第4図は本発明の一実施例を説明
するための基板の部分断面図である。
図において 11・・・ノボラック系ポジ型フォトレジ
スト、12・・・Si基板、13・・・紫外線光、14
・・・フォトマスク、15・・・Hイオン、16・・・
損傷、201・・・イオン源、202・・・集束レンズ
、203.207・・・アライメント偏向器、204・
・・EXB質量分離器、205・・・イオン種選別絞り
、206・・・非点補正子、208・・・対物レンズ、
209・・、偏向器、210・・・基板、211・・・
試料ステージ、31・・・レジスト、32・・・基板、
33・・・集束イオンビーム、41・・・ノボラック系
ネガ型レジスト、42・・・基板、43・・・Be集束
ジオンビームである。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a substrate for explaining the prior art;
FIG. 2 is a schematic diagram of a focused ion beam device for explaining the present invention in detail, FIG. 3 is a partial sectional view of a substrate for explaining the present invention in detail, and FIG. 4 is an embodiment of the present invention. FIG. In the figure, 11... Novolac positive photoresist, 12... Si substrate, 13... Ultraviolet light, 14
...Photomask, 15...H ion, 16...
damage, 201... ion source, 202... focusing lens, 203.207... alignment deflector, 204...
... EXB mass separator, 205 ... ion species selection aperture, 206 ... astigmatism corrector, 208 ... objective lens,
209... Deflector, 210... Substrate, 211...
sample stage, 31... resist, 32... substrate,
33...Focused ion beam, 41...Novolac negative resist, 42...Substrate, 43...Be focused dion beam.
Claims (1)
、集束イオンビームを用いたイオン照射をレジストに行
うことを特徴とする、レジストエッチ耐性向上方法。A method for improving resist etch resistance by ion irradiation, the method comprising performing ion irradiation on the resist using a focused ion beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155532A JPH024267A (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Method for enhancing etching resistance of resist |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155532A JPH024267A (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Method for enhancing etching resistance of resist |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024267A true JPH024267A (en) | 1990-01-09 |
Family
ID=15608126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63155532A Pending JPH024267A (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Method for enhancing etching resistance of resist |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH024267A (en) |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP63155532A patent/JPH024267A/en active Pending
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