JPH05152200A - レジストパターン形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法Info
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- JPH05152200A JPH05152200A JP3312326A JP31232691A JPH05152200A JP H05152200 A JPH05152200 A JP H05152200A JP 3312326 A JP3312326 A JP 3312326A JP 31232691 A JP31232691 A JP 31232691A JP H05152200 A JPH05152200 A JP H05152200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- silicon nitride
- nitride film
- opening
- residue
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- Granted
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- 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】
【目的】 窒化シリコン膜２上に所定寸法のレジスト開
口部４を精度良く形成する。 【構成】 窒化シリコン膜２の表面に波長１８０〜２２
０nmの紫外線を照射して、膜表面を改質する。つぎに、
カルボキシル基を側鎖に持つレジスト３を塗布し、ベー
クを行った後、電子線描画を行って、上記レジスト３に
所定寸法の開口部４を形成する。上記紫外線照射によ
り、レジスト残渣３bの発生を抑える。
口部４を精度良く形成する。 【構成】 窒化シリコン膜２の表面に波長１８０〜２２
０nmの紫外線を照射して、膜表面を改質する。つぎに、
カルボキシル基を側鎖に持つレジスト３を塗布し、ベー
クを行った後、電子線描画を行って、上記レジスト３に
所定寸法の開口部４を形成する。上記紫外線照射によ
り、レジスト残渣３bの発生を抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レジストパターン形
成方法に関し、より詳しくは、窒化シリコン膜上に塗布
したレジストに所定寸法の開口部を形成する方法に関す
る。
成方法に関し、より詳しくは、窒化シリコン膜上に塗布
したレジストに所定寸法の開口部を形成する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子線に対して感度を持つレジス
トとして、カルボキシル基を側鎖に持つレジストが種々
開発されており、半導体プロセスにおいて微細加工に用
いられている。例えば、図１に示すように、ＧaＡs基板
１上に堆積した窒化シリコン膜２を加工するために、こ
の種のカルボキシル基を側鎖にもつレジストをマスクと
して用いることがある。メタクリル酸フェニル共重合体
レジスト３の例では、まず、窒化シリコン膜２上に、ス
ピンコータを用いて上記レジスト３を１５００Åの厚さ
に塗布する。続いて、温度２３０℃(１５０℃以上が要
求される)で２時間のベークを施した後、電子線露光に
より線幅１５００Åのパターンを描画する。次に、メチ
ルイソブチルケトン−エチルシクロヘキサノール(８０:
２０)の混合液を用いて現像を行って、上記レジスト３
に開口部４を形成する。ここで、開口部４の底に厚さ２
５０〜３００Åのレジスト３の残渣３bが生ずるため、
酸素プラズマによってレジスト残渣３bを除去する。こ
の後、レジスト３をマスクとして、ふっ化水素水溶液な
どによって上記窒化シリコン膜２をエッチングし、パタ
ーン化する。
トとして、カルボキシル基を側鎖に持つレジストが種々
開発されており、半導体プロセスにおいて微細加工に用
いられている。例えば、図１に示すように、ＧaＡs基板
１上に堆積した窒化シリコン膜２を加工するために、こ
の種のカルボキシル基を側鎖にもつレジストをマスクと
して用いることがある。メタクリル酸フェニル共重合体
レジスト３の例では、まず、窒化シリコン膜２上に、ス
ピンコータを用いて上記レジスト３を１５００Åの厚さ
に塗布する。続いて、温度２３０℃(１５０℃以上が要
求される)で２時間のベークを施した後、電子線露光に
より線幅１５００Åのパターンを描画する。次に、メチ
ルイソブチルケトン−エチルシクロヘキサノール(８０:
２０)の混合液を用いて現像を行って、上記レジスト３
に開口部４を形成する。ここで、開口部４の底に厚さ２
５０〜３００Åのレジスト３の残渣３bが生ずるため、
酸素プラズマによってレジスト残渣３bを除去する。こ
の後、レジスト３をマスクとして、ふっ化水素水溶液な
どによって上記窒化シリコン膜２をエッチングし、パタ
ーン化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、酸素プラズ
マによってレジスト残渣３bをエッチングする場合、エ
ッチングに異方性を持たせることが難しく、レジスト残
渣３bをエッチングすると同時に、開口部４の側壁３aが
相当量エッチングされる。上に述べた例では、酸素プラ
ズマにより２５０〜３００Åのエッチングを行っている
ため、開口部４の横方向の幅(線幅)Ａが大きく(５００
〜６００Å程度)増加するという問題がある。また、酸
素プラズマによるレジストのエッチングは数百Åのレベ
ルでは再現性良く行うことができないため(エッチング
量が少なければ良い。)、線幅Ａの精度が低下する。
マによってレジスト残渣３bをエッチングする場合、エ
ッチングに異方性を持たせることが難しく、レジスト残
渣３bをエッチングすると同時に、開口部４の側壁３aが
相当量エッチングされる。上に述べた例では、酸素プラ
ズマにより２５０〜３００Åのエッチングを行っている
ため、開口部４の横方向の幅(線幅)Ａが大きく(５００
〜６００Å程度)増加するという問題がある。また、酸
素プラズマによるレジストのエッチングは数百Åのレベ
ルでは再現性良く行うことができないため(エッチング
量が少なければ良い。)、線幅Ａの精度が低下する。
【０００４】なお、リアクティブ・イオン・エッチング
(ＲＩＥ)によってレジストを異方性エッチングすること
により、開口部４の側壁３aのエッチング量を減少させ
る方法が考えられるが、開口部４の直下に浅いチャネル
層があるような場合には好ましくない。チャネル層がダ
メージを受け、ダメージを回復させるために別途熱処理
を行わなければならないからである。
(ＲＩＥ)によってレジストを異方性エッチングすること
により、開口部４の側壁３aのエッチング量を減少させ
る方法が考えられるが、開口部４の直下に浅いチャネル
層があるような場合には好ましくない。チャネル層がダ
メージを受け、ダメージを回復させるために別途熱処理
を行わなければならないからである。
【０００５】そこで、この発明の目的は、窒化シリコン
膜上に所定寸法のレジスト開口部を精度良く形成できる
レジストパターン形成方法を提供することにある。
膜上に所定寸法のレジスト開口部を精度良く形成できる
レジストパターン形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、この発明は、窒化シリコン膜の表面にカル
ボキシル基を側鎖に持つレジストを塗布し、ベークを行
った後、電子線描画を行って、上記レジストに所定寸法
の開口部を形成するレジストパターン形成方法におい
て、上記レジストを塗布する前に、上記窒化シリコン膜
の表面に波長１８０nm乃至２２０nmの紫外線を照射する
ことを特徴としている。
成するため、この発明は、窒化シリコン膜の表面にカル
ボキシル基を側鎖に持つレジストを塗布し、ベークを行
った後、電子線描画を行って、上記レジストに所定寸法
の開口部を形成するレジストパターン形成方法におい
て、上記レジストを塗布する前に、上記窒化シリコン膜
の表面に波長１８０nm乃至２２０nmの紫外線を照射する
ことを特徴としている。
【０００７】この発明は、本発明者による次の実験,考
察により創出された。本発明者は、窒化シリコン膜の表
面に上記レジストを塗布し、所定温度でベークを行った
後、上記レジストを良溶媒であるアセトンに浸漬した。
本来ならば上記レジストは完全に溶解するはずである
が、実際には窒化シリコン膜の表面に厚さ２２０Å程度
のレジスト残渣が生じた。この原因は、窒化シリコン膜
表面のイミノ基,アミノ基がレジスト中のカルボキシル
基と脱水反応などによって強く結合し、界面のレジスト
が溶解しない状態になっているからである。したがっ
て、上記レジストを塗布する前に、上記窒化シリコン膜
の表面に紫外線を照射して改質することによって、レジ
スト残渣の発生を抑えることができる。したがって、酸
素プラズマによるレジスト残渣のエッチングが不要とな
るか又はわずかで済み、所定寸法のレジスト開口部を精
度良く形成できるようになる。
察により創出された。本発明者は、窒化シリコン膜の表
面に上記レジストを塗布し、所定温度でベークを行った
後、上記レジストを良溶媒であるアセトンに浸漬した。
本来ならば上記レジストは完全に溶解するはずである
が、実際には窒化シリコン膜の表面に厚さ２２０Å程度
のレジスト残渣が生じた。この原因は、窒化シリコン膜
表面のイミノ基,アミノ基がレジスト中のカルボキシル
基と脱水反応などによって強く結合し、界面のレジスト
が溶解しない状態になっているからである。したがっ
て、上記レジストを塗布する前に、上記窒化シリコン膜
の表面に紫外線を照射して改質することによって、レジ
スト残渣の発生を抑えることができる。したがって、酸
素プラズマによるレジスト残渣のエッチングが不要とな
るか又はわずかで済み、所定寸法のレジスト開口部を精
度良く形成できるようになる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明のレジストパターン形成方法
を実施例により詳細に説明する。なお、カルボキシル基
を側鎖に持つレジストとしてメタクリル酸−メタクリル
酸フェニル共重合体レジストを用いることとする。
を実施例により詳細に説明する。なお、カルボキシル基
を側鎖に持つレジストとしてメタクリル酸−メタクリル
酸フェニル共重合体レジストを用いることとする。
【０００９】まず、図１に示したのと同様に、ＧaＡs基
板１の表面に窒化シリコン膜２を堆積する(簡単のた
め、同一符号を用いて説明する。)。この後、この窒化
シリコン膜２の表面に、波長１８０〜２２０nmの紫外線
を、光強度０.６６mＷ／cm-2、室温にて１.５時間照射
した。この紫外線照射処理の前後に上記窒化シリコン膜
２の赤外吸収スペクトルを測定したところ、紫外線照射
前に観測されたＮ−Ｈ(ベンド)による１１００〜１２０
０cm-1の吸収が紫外線照射後には大幅に減少していた。
すなわち、紫外線照射により、窒化シリコン膜２表面の
イミノ基,アミノ基が減少していることが分かった。こ
の後、上記窒化シリコン膜２上に、スピンコータを用い
て上記レジスト(詳しくは、メタクリル酸成分２５.４モ
ル％、メタクリル酸フェニル成分７４.６モル％、５重
量％メチルセルソルブアセテート溶液)３を１５００Å
の厚さに塗布した。続いて、温度２３０℃(１５０℃以
上が要求される)で１時間のベークを施し、電子線露光
装置により３nＣ／cmの線パターンを描画した。次に、
メチルイソブチルケトン−エチルシクロヘキサノール
(８０:２０)の混合液を用いて現像を行って、上記レジ
スト３に開口部４を形成した。ここで、酸素プラズマに
よってレジスト残渣３bを８０Åだけエッチングした。
この後、レジスト３をマスクとして、ふっ化水素水溶液
によって上記窒化シリコン膜２をエッチングしたとこ
ろ、電子線で描画した通りに精度良くパターン加工する
ことができた。これにより、レジスト残渣３bは、窒化
シリコン膜２表面のイミノ基,アミノ基がレジスト３中
のカルボキシル基と結合して生ずるということを間接的
に確認できた。この後、上記ＧaＡs基板１上に、レジス
ト３をマスクとして金属アルミニウムを厚さ２０００Å
だけ蒸着した。これにより、ＧaＡs基板上に０.１５μm
線幅のアルミニウム電極を形成した。
板１の表面に窒化シリコン膜２を堆積する(簡単のた
め、同一符号を用いて説明する。)。この後、この窒化
シリコン膜２の表面に、波長１８０〜２２０nmの紫外線
を、光強度０.６６mＷ／cm-2、室温にて１.５時間照射
した。この紫外線照射処理の前後に上記窒化シリコン膜
２の赤外吸収スペクトルを測定したところ、紫外線照射
前に観測されたＮ−Ｈ(ベンド)による１１００〜１２０
０cm-1の吸収が紫外線照射後には大幅に減少していた。
すなわち、紫外線照射により、窒化シリコン膜２表面の
イミノ基,アミノ基が減少していることが分かった。こ
の後、上記窒化シリコン膜２上に、スピンコータを用い
て上記レジスト(詳しくは、メタクリル酸成分２５.４モ
ル％、メタクリル酸フェニル成分７４.６モル％、５重
量％メチルセルソルブアセテート溶液)３を１５００Å
の厚さに塗布した。続いて、温度２３０℃(１５０℃以
上が要求される)で１時間のベークを施し、電子線露光
装置により３nＣ／cmの線パターンを描画した。次に、
メチルイソブチルケトン−エチルシクロヘキサノール
(８０:２０)の混合液を用いて現像を行って、上記レジ
スト３に開口部４を形成した。ここで、酸素プラズマに
よってレジスト残渣３bを８０Åだけエッチングした。
この後、レジスト３をマスクとして、ふっ化水素水溶液
によって上記窒化シリコン膜２をエッチングしたとこ
ろ、電子線で描画した通りに精度良くパターン加工する
ことができた。これにより、レジスト残渣３bは、窒化
シリコン膜２表面のイミノ基,アミノ基がレジスト３中
のカルボキシル基と結合して生ずるということを間接的
に確認できた。この後、上記ＧaＡs基板１上に、レジス
ト３をマスクとして金属アルミニウムを厚さ２０００Å
だけ蒸着した。これにより、ＧaＡs基板上に０.１５μm
線幅のアルミニウム電極を形成した。
【００１０】これに対して、上記紫外線照射処理を行わ
ず、無処理の窒化シリコン膜２上でレジスト３塗布以降
の工程を行ったものでは、酸素プラズマによるレジスト
残渣３bのエッチング量が２００Å以下のときは、窒化
シリコン膜２が全くエッチングされないか又は部分的に
エッチングされない箇所が残った。レジスト残渣３bを
除去しきれなかったからである。酸素プラズマによるレ
ジスト残渣３bのエッチング量を２００Åとしたとき
は、最終的にアルミニウム電極の線幅が０.２μmに増加
してしまった。
ず、無処理の窒化シリコン膜２上でレジスト３塗布以降
の工程を行ったものでは、酸素プラズマによるレジスト
残渣３bのエッチング量が２００Å以下のときは、窒化
シリコン膜２が全くエッチングされないか又は部分的に
エッチングされない箇所が残った。レジスト残渣３bを
除去しきれなかったからである。酸素プラズマによるレ
ジスト残渣３bのエッチング量を２００Åとしたとき
は、最終的にアルミニウム電極の線幅が０.２μmに増加
してしまった。
【００１１】なお、本発明者は、上記窒化シリコン膜２
表面にレジスト３を塗布,ベークした後、電子線描画前
にアセトン(良溶媒)に浸漬したときのレジスト残渣３b
の量が、表１に示すように、紫外線照射時間に応じて変
化するのを観測した。すなわち、紫外線照射を行わない
場合はレジスト残渣３bの厚さは２２０Åとなるのに対
して、紫外線照射時間を室温で１０分,３０分,９０分と
した場合はレジスト残渣３bの厚さは１９０Å,１４５
Å,８０Åとなることが分かった。これにより、この発
明の効果を定量的に確認することができた。
表面にレジスト３を塗布,ベークした後、電子線描画前
にアセトン(良溶媒)に浸漬したときのレジスト残渣３b
の量が、表１に示すように、紫外線照射時間に応じて変
化するのを観測した。すなわち、紫外線照射を行わない
場合はレジスト残渣３bの厚さは２２０Åとなるのに対
して、紫外線照射時間を室温で１０分,３０分,９０分と
した場合はレジスト残渣３bの厚さは１９０Å,１４５
Å,８０Åとなることが分かった。これにより、この発
明の効果を定量的に確認することができた。
【表１】
【００１２】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明はレ
ジストパターン形成方法は、窒化シリコン膜の表面にカ
ルボキシル基を側鎖に持つレジストを塗布し、ベークを
行った後、電子線描画を行って、上記レジストに所定寸
法の開口部を形成する場合に、上記レジストを塗布する
前に、上記窒化シリコン膜の表面に波長１８０nm乃至２
２０nmの紫外線を照射しているので、窒化シリコン膜上
に所定寸法のレジスト開口部を精度良く形成することが
できる。
ジストパターン形成方法は、窒化シリコン膜の表面にカ
ルボキシル基を側鎖に持つレジストを塗布し、ベークを
行った後、電子線描画を行って、上記レジストに所定寸
法の開口部を形成する場合に、上記レジストを塗布する
前に、上記窒化シリコン膜の表面に波長１８０nm乃至２
２０nmの紫外線を照射しているので、窒化シリコン膜上
に所定寸法のレジスト開口部を精度良く形成することが
できる。
【図１】 窒化シリコン膜の表面に塗布したレジストに
開口部を形成した状態を示す図である。
開口部を形成した状態を示す図である。
１ ＧaＡs基板 ２ 窒化シリコン膜 ３ カルボキシル基を側鎖に持つレジスト ３a レジスト側壁 ３b レジスト残渣 ４ 開口部
Claims (1)
- 【請求項１】 窒化シリコン膜の表面にカルボキシル基
を側鎖に持つレジストを塗布し、ベークを行った後、電
子線描画を行って、上記レジストに所定寸法の開口部を
形成するレジストパターン形成方法において、 上記レジストを塗布する前に、上記窒化シリコン膜の表
面に波長１８０nm乃至２２０nmの紫外線を照射すること
を特徴とするレジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3312326A JP2723726B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3312326A JP2723726B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レジストパターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152200A true JPH05152200A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2723726B2 JP2723726B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=18027892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3312326A Expired - Fee Related JP2723726B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2723726B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09312257A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-12-02 | Fujitsu Ltd | 微細加工方法及び装置 |
| US6569578B2 (en) | 2000-03-03 | 2003-05-27 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method for forming photo-mask |
| US6797647B2 (en) | 2001-06-19 | 2004-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for fabricating organic thin film |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP3312326A patent/JP2723726B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09312257A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-12-02 | Fujitsu Ltd | 微細加工方法及び装置 |
| US6569578B2 (en) | 2000-03-03 | 2003-05-27 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method for forming photo-mask |
| US6797647B2 (en) | 2001-06-19 | 2004-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for fabricating organic thin film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2723726B2 (ja) | 1998-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |