JPH05265223A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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- JPH05265223A JPH05265223A JP5856892A JP5856892A JPH05265223A JP H05265223 A JPH05265223 A JP H05265223A JP 5856892 A JP5856892 A JP 5856892A JP 5856892 A JP5856892 A JP 5856892A JP H05265223 A JPH05265223 A JP H05265223A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 中層のレジスト感度は上層の感度より高く、
かつ下層の感度よりも高くなるように感度選択した上中
下のレジスト三層を基板上に順次積層し所定の電子線パ
ターン照射及び現像を行い、中層の開口寸法が下層及び
上層よりも大なる断面形状を有するレジストパターンを
形成して、前記現像処理後に前記レジストの軟化する温
度以上の熱処理を行い上層レジストの開口を広げ中層レ
ジストの開口と等しく、或はそれより僅かに小さくする
ことを特徴とし、更に熱処理工程の前においてレジスト
パターンに１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線を照射し熱
処理による上層レジストの開口の広がりの制御を行う。 【効果】 中層、上層レジストの開口寸法の精密な制御
と、各層の開口寸法を独立して制御可能なので希望形状
を容易に作成できる。又、ゲート電極の基板へ接する部
分の寸法を短縮しつつ、上部低抵抗部分の寸法を自由に
設定できる。
かつ下層の感度よりも高くなるように感度選択した上中
下のレジスト三層を基板上に順次積層し所定の電子線パ
ターン照射及び現像を行い、中層の開口寸法が下層及び
上層よりも大なる断面形状を有するレジストパターンを
形成して、前記現像処理後に前記レジストの軟化する温
度以上の熱処理を行い上層レジストの開口を広げ中層レ
ジストの開口と等しく、或はそれより僅かに小さくする
ことを特徴とし、更に熱処理工程の前においてレジスト
パターンに１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線を照射し熱
処理による上層レジストの開口の広がりの制御を行う。 【効果】 中層、上層レジストの開口寸法の精密な制御
と、各層の開口寸法を独立して制御可能なので希望形状
を容易に作成できる。又、ゲート電極の基板へ接する部
分の寸法を短縮しつつ、上部低抵抗部分の寸法を自由に
設定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レジストパターンの形
成方法に関する。特に、ＭＥＳＦＥＴ及びＨＥＭＴ用低
抵抗電極の製造に用いられる。
成方法に関する。特に、ＭＥＳＦＥＴ及びＨＥＭＴ用低
抵抗電極の製造に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＭＥＳＦＥＴやＨＥＭＴは、衛星
放送や衛星通信に代表されるようにマイクロ波帯域での
低雑音アンプとして用いられており、低雑音増幅特性を
向上させるためには、ゲート長（ゲート電極のチャネル
部に接する部分）を短縮して寄生容量を下げることが必
要不可欠であり、ゲート長を短縮し、ゲート電極上部に
低抵抗の部分を設けた低抵抗ゲート電極（電極の断面が
マッシュルーム状であることからマッシュルームゲート
と呼ばれる）が一般に良く用いられる。
放送や衛星通信に代表されるようにマイクロ波帯域での
低雑音アンプとして用いられており、低雑音増幅特性を
向上させるためには、ゲート長（ゲート電極のチャネル
部に接する部分）を短縮して寄生容量を下げることが必
要不可欠であり、ゲート長を短縮し、ゲート電極上部に
低抵抗の部分を設けた低抵抗ゲート電極（電極の断面が
マッシュルーム状であることからマッシュルームゲート
と呼ばれる）が一般に良く用いられる。
【０００３】このマッシュルームゲートを作成するに
は、まず、半導体基板上に電子線に対する感度が低感
度、高感度、中感度の各レジストを順次積層して、三層
のレジストパターンに電子線を照射、現像することによ
り、基板に近いレジスト（下層）はゲート長を規定する
目的に合った小さい線幅でパターン形成し、２番目のレ
ジスト（中層）は大きな線幅のパターンを形成し、さら
に１番上のレジスト（上層）は中層レジストよりは小さ
な線幅のパターンであるが、ゲート電極上部に設ける低
抵抗の部分を形成する目的にあった大きい線幅を形成し
て、中層レジストと上層レジストでリフトオフに有利な
アンダーカット形状のレジストパターンを形成し、最後
に、ゲート電極となるべき金属を蒸着しリフトオフする
方法が一般的に用いられる。（例えば、ＩＥＤＭ Ｔｅ
ｃｈ．Ｄｉｇ．，ｐ６１３−６１６（１９８３）） また、ゲート長をより短縮させ、かつ、ゲート電極上部
に設ける低抵抗の部分をより大きい線幅に加工して、さ
らなる低雑音増幅特性の向上する必要性がある。そこ
で、特開平０２−２７５９５８に示すように、前記の三
層レジストの工程において、現像のみを二段階にする方
法で、ゲート電極上部に低抵抗の部分を作成するととも
に、ゲート長をより短縮させる方法が提案されている。
は、まず、半導体基板上に電子線に対する感度が低感
度、高感度、中感度の各レジストを順次積層して、三層
のレジストパターンに電子線を照射、現像することによ
り、基板に近いレジスト（下層）はゲート長を規定する
目的に合った小さい線幅でパターン形成し、２番目のレ
ジスト（中層）は大きな線幅のパターンを形成し、さら
に１番上のレジスト（上層）は中層レジストよりは小さ
な線幅のパターンであるが、ゲート電極上部に設ける低
抵抗の部分を形成する目的にあった大きい線幅を形成し
て、中層レジストと上層レジストでリフトオフに有利な
アンダーカット形状のレジストパターンを形成し、最後
に、ゲート電極となるべき金属を蒸着しリフトオフする
方法が一般的に用いられる。（例えば、ＩＥＤＭ Ｔｅ
ｃｈ．Ｄｉｇ．，ｐ６１３−６１６（１９８３）） また、ゲート長をより短縮させ、かつ、ゲート電極上部
に設ける低抵抗の部分をより大きい線幅に加工して、さ
らなる低雑音増幅特性の向上する必要性がある。そこ
で、特開平０２−２７５９５８に示すように、前記の三
層レジストの工程において、現像のみを二段階にする方
法で、ゲート電極上部に低抵抗の部分を作成するととも
に、ゲート長をより短縮させる方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記記
載の方法では、上層レジストの開口の制御性、安定性が
充分ではない。
載の方法では、上層レジストの開口の制御性、安定性が
充分ではない。
【０００５】この原因として、第１に、電子線のビーム
径は下層レジストの開口を規定することを最大の目的と
しているため、中層、及び、上層レジストの開口寸法に
相当する領域では、電子線露光のコントラストが、ほと
んど無いことがあげられる。つまり、より感度の高いレ
ジストを用いたり、或は、現像液としてより溶解性の高
いものを用いることによって中層、及び、上層レジスト
の開口寸法を大きくする方法では、電子線の露光によっ
てその大きさを規定する限り、本質的に、制御性、安定
性を十分に確保できない。
径は下層レジストの開口を規定することを最大の目的と
しているため、中層、及び、上層レジストの開口寸法に
相当する領域では、電子線露光のコントラストが、ほと
んど無いことがあげられる。つまり、より感度の高いレ
ジストを用いたり、或は、現像液としてより溶解性の高
いものを用いることによって中層、及び、上層レジスト
の開口寸法を大きくする方法では、電子線の露光によっ
てその大きさを規定する限り、本質的に、制御性、安定
性を十分に確保できない。
【０００６】第２に、下層の開口寸法をより小さくすべ
く電子線のビーム径をより小さくすれば、安定した中
層、及び、上層レジストの開口寸法を得ることが困難に
なる。第３に、上層の開口寸法より中層の開口寸法が大
幅に大きくなった場合、その後の工程の金属を蒸着する
時に、上層の強度が不足し、蒸着中に上層の開口寸法が
変化してしまう問題もある。
く電子線のビーム径をより小さくすれば、安定した中
層、及び、上層レジストの開口寸法を得ることが困難に
なる。第３に、上層の開口寸法より中層の開口寸法が大
幅に大きくなった場合、その後の工程の金属を蒸着する
時に、上層の強度が不足し、蒸着中に上層の開口寸法が
変化してしまう問題もある。
【０００７】結局、従来の三層のレジストによる方法で
は、三層全てに厳密な制御が必要で、かつ、それが全て
レジストの感度に依存しているため、下層開口寸法と独
立に、ゲート長、低抵抗の部分の大きさ、形状、等を変
更することが困難であるという問題があった。
は、三層全てに厳密な制御が必要で、かつ、それが全て
レジストの感度に依存しているため、下層開口寸法と独
立に、ゲート長、低抵抗の部分の大きさ、形状、等を変
更することが困難であるという問題があった。
【０００８】本発明は上記の問題を解決すべくなされた
もので、中層および上層レジストの開口寸法の精密な制
御を可能にし、かつ、各層の開口寸法を独立して制御す
ることを目的とする。
もので、中層および上層レジストの開口寸法の精密な制
御を可能にし、かつ、各層の開口寸法を独立して制御す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は中層のレジスト感度は上層のレジスト感度
より高く、 かつ下層のレジスト感度よりも高くなるよう
に感度を選択したレジストからなる上、中、下のレジス
ト三層を、 基板上に順次積層し、これらのレジスト層に
所定の電子線パターン照射及び現像を行い、中層の開口
寸法が下層及び上層よりも大なる断面形状を有するレジ
ストパターンを形成したものにおいて、前記現像処理の
後に、前記レジストの軟化する温度以上の熱処理を行う
ことにより、上層レジストの開口を広げ、中層レジスト
の開口と等しく、或いは、それより僅かに小さくするこ
とを特徴とする。
に、本発明は中層のレジスト感度は上層のレジスト感度
より高く、 かつ下層のレジスト感度よりも高くなるよう
に感度を選択したレジストからなる上、中、下のレジス
ト三層を、 基板上に順次積層し、これらのレジスト層に
所定の電子線パターン照射及び現像を行い、中層の開口
寸法が下層及び上層よりも大なる断面形状を有するレジ
ストパターンを形成したものにおいて、前記現像処理の
後に、前記レジストの軟化する温度以上の熱処理を行う
ことにより、上層レジストの開口を広げ、中層レジスト
の開口と等しく、或いは、それより僅かに小さくするこ
とを特徴とする。
【００１０】さらに詳しくは、基板に近いレジスト（下
層）はゲート電極のチャネル部に接する所望の小さい線
幅でパターンが形成され、２番目のレジスト（中層）は
ゲート電極上部に設ける低抵抗の部分を形成する所望の
大きい線幅、或は、それよりも僅かに大きい線幅で形成
する。
層）はゲート電極のチャネル部に接する所望の小さい線
幅でパターンが形成され、２番目のレジスト（中層）は
ゲート電極上部に設ける低抵抗の部分を形成する所望の
大きい線幅、或は、それよりも僅かに大きい線幅で形成
する。
【００１１】ここで、１番上のレジスト（上層）は中層
レジストよりは小さな線幅のパターンとする必要はある
がその開口寸法は特に制御する必要はない。ここで、
上、中、下層の三層を構成するレジストがメタクリル酸
−メタクリル酸フェニル共重合体レジストからなること
を特徴とする。
レジストよりは小さな線幅のパターンとする必要はある
がその開口寸法は特に制御する必要はない。ここで、
上、中、下層の三層を構成するレジストがメタクリル酸
−メタクリル酸フェニル共重合体レジストからなること
を特徴とする。
【００１２】また、現像工程において、現像液には中層
レジストを電子線の露光量に関係なく溶解する高溶解度
レジストを用いることにより、中層レジストの開口寸法
を現像時間により制御し、前記現像処理後の熱処理工程
によって、上層レジストの開口寸法を中層の開口寸法に
より、規定して作成することを特徴とする。
レジストを電子線の露光量に関係なく溶解する高溶解度
レジストを用いることにより、中層レジストの開口寸法
を現像時間により制御し、前記現像処理後の熱処理工程
によって、上層レジストの開口寸法を中層の開口寸法に
より、規定して作成することを特徴とする。
【００１３】さらに、熱処理工程の前において、レジス
トパターンに１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線を照射す
ると、その照射量や照射時間の制御により、後の熱処理
工程での上層の開口の広がりを制御するとともに、それ
以外の部分の形状の変化を抑制することを特徴とする。
紫外線の照射量や照射時間はその後の熱処理工程の温度
や時間の変化によって、 最適な値を適宜選択することに
なるが、 好ましくは、紫外線強度が０．６６ｍＷ／ｃｍ2
程度では、５〜１５分程度の時間で、レジストのリフト
オフが容易な時間を選択する。
トパターンに１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線を照射す
ると、その照射量や照射時間の制御により、後の熱処理
工程での上層の開口の広がりを制御するとともに、それ
以外の部分の形状の変化を抑制することを特徴とする。
紫外線の照射量や照射時間はその後の熱処理工程の温度
や時間の変化によって、 最適な値を適宜選択することに
なるが、 好ましくは、紫外線強度が０．６６ｍＷ／ｃｍ2
程度では、５〜１５分程度の時間で、レジストのリフト
オフが容易な時間を選択する。
【００１４】
【作用】一般に、微細な構造を持つレジストを軟化点以
上の温度に保った場合、レジストはそのパターン形状の
表面積が小さくなるように変形する。また、より微細な
部分の変形が早く、かつ顕著に起こる。
上の温度に保った場合、レジストはそのパターン形状の
表面積が小さくなるように変形する。また、より微細な
部分の変形が早く、かつ顕著に起こる。
【００１５】そのため、本発明では、熱処理により、上
層レジストの中層レジストより突出した部分の形状変化
が最も低温でかつ早く起こり、求めるレジスト形状が得
られることとなる。
層レジストの中層レジストより突出した部分の形状変化
が最も低温でかつ早く起こり、求めるレジスト形状が得
られることとなる。
【００１６】この熱処理によって、上層レジストの開口
寸法が中層レジストの開口寸法より小さな線幅のパター
ンでありさえすれば、中層レジストの開口寸法、或は、
それより幾分小さい寸法に自己整合的に変更することを
可能にしているのである。
寸法が中層レジストの開口寸法より小さな線幅のパター
ンでありさえすれば、中層レジストの開口寸法、或は、
それより幾分小さい寸法に自己整合的に変更することを
可能にしているのである。
【００１７】また、現像処理において、中層レジストを
電子線の露光に関係なく溶解する現像液を用いることを
併用すれば、中層の開口寸法が電子線の露光に関係な
く、現像時間で設定できることになり、結果として、電
子ビーム径に対して、独立して中層、上層の開口寸法を
制御を可能にしている。
電子線の露光に関係なく溶解する現像液を用いることを
併用すれば、中層の開口寸法が電子線の露光に関係な
く、現像時間で設定できることになり、結果として、電
子ビーム径に対して、独立して中層、上層の開口寸法を
制御を可能にしている。
【００１８】さらに、上記の熱処理の前に、レジストパ
ターンに１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線を照射した場
合、レジスト高分子の分子間で架橋反応が生じるため
に、大きなパターンほど、形状の変化が起こり難くな
り、相対的に微細部の変化がより大きく現れる。
ターンに１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線を照射した場
合、レジスト高分子の分子間で架橋反応が生じるため
に、大きなパターンほど、形状の変化が起こり難くな
り、相対的に微細部の変化がより大きく現れる。
【００１９】よって、紫外線照射をしない場合に比べ
て、熱処理温度が高くなるだけでなく、紫外線の照射量
によって、熱処理による形状変化が一定の変化量まで達
すると、それ以上に処理時間を延ばしても、また、温度
を１０℃程度上昇させても、それ以上のレジストの形状
変化がきわめて少なくなることが見いだされた。そのた
め、紫外線の照射量によって、熱処理でのレジスト形状
の変化を制御することができ、精密な熱処理条件の設定
を必要としなくなる。
て、熱処理温度が高くなるだけでなく、紫外線の照射量
によって、熱処理による形状変化が一定の変化量まで達
すると、それ以上に処理時間を延ばしても、また、温度
を１０℃程度上昇させても、それ以上のレジストの形状
変化がきわめて少なくなることが見いだされた。そのた
め、紫外線の照射量によって、熱処理でのレジスト形状
の変化を制御することができ、精密な熱処理条件の設定
を必要としなくなる。
【００２０】
＜実施例１＞メタクリル酸−メタクリル酸フェニル共重
合体の共重合比の異なる下記３種の共重合体からなるレ
ジスト溶液、下層用レジスト［低感度；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％メチルセロソルブアセテート溶
液）］、中層用レジスト［高感度；メタクリル酸成分
５．７モル％、メタクリル酸フェニル成分９４．３モル
％（８重量％イソアミルケトン溶液）］、上層用レジス
ト［低感度；メタクリル酸成分２０．０モル％、メタク
リル酸フェニル成分８０．０モル％（５重量％エチルセ
ロソルブ溶液）］を用意し、０．０５μｍの窒化シリコ
ン膜をプラズマＣＶＤ法により表面に析出させたＧａＡ
ｓウエハーに、下層用レジストを２３００ｒｐｍの回転
速度でスピンコーティングを行い、２３０℃、２０分間
のプリベーキングを行った。ベーク後の下層用レジスト
膜厚は０．１２μｍであった。
合体の共重合比の異なる下記３種の共重合体からなるレ
ジスト溶液、下層用レジスト［低感度；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％メチルセロソルブアセテート溶
液）］、中層用レジスト［高感度；メタクリル酸成分
５．７モル％、メタクリル酸フェニル成分９４．３モル
％（８重量％イソアミルケトン溶液）］、上層用レジス
ト［低感度；メタクリル酸成分２０．０モル％、メタク
リル酸フェニル成分８０．０モル％（５重量％エチルセ
ロソルブ溶液）］を用意し、０．０５μｍの窒化シリコ
ン膜をプラズマＣＶＤ法により表面に析出させたＧａＡ
ｓウエハーに、下層用レジストを２３００ｒｐｍの回転
速度でスピンコーティングを行い、２３０℃、２０分間
のプリベーキングを行った。ベーク後の下層用レジスト
膜厚は０．１２μｍであった。
【００２１】次に、中層用レジストを２０００ｒｐｍの
回転速度でスピンコーティングを行い、２３０℃、２０
分間のプリベーキングを行った。ベーク後の中層用レジ
スト膜厚は０．３μｍであった。
回転速度でスピンコーティングを行い、２３０℃、２０
分間のプリベーキングを行った。ベーク後の中層用レジ
スト膜厚は０．３μｍであった。
【００２２】次に、上層用レジストを５０００ｒｐｍの
回転速度でスピンコーティングを行い、２３０℃、２０
分間のプリベーキングを行った。ベーク後の中層用レジ
スト膜厚は０．１μｍであった。
回転速度でスピンコーティングを行い、２３０℃、２０
分間のプリベーキングを行った。ベーク後の中層用レジ
スト膜厚は０．１μｍであった。
【００２３】得られた上、中、下、の三層のレジスト層
全体の膜厚は０．５２μｍであり、また、各レジスト間
のミキシングは全く観察されなかった。
全体の膜厚は０．５２μｍであり、また、各レジスト間
のミキシングは全く観察されなかった。
【００２４】次に、これらの基板上の三層のレジスト層
に、電子線描画装置を用いて、加速電圧２５ＫＶ、照射
電流値０．８ｎＡ、ビーム径０．０３μｍの条件で、線
照射量４．８ｎＣ／ｃｍの条件で線パターンを描画し
た。
に、電子線描画装置を用いて、加速電圧２５ＫＶ、照射
電流値０．８ｎＡ、ビーム径０．０３μｍの条件で、線
照射量４．８ｎＣ／ｃｍの条件で線パターンを描画し
た。
【００２５】次に、メチルイソブチルケトン７５％とエ
チルシクロヘキサン２５％の混合溶液を用いて２３℃、
１８０秒の現像処理を行い、さらに、エチルシクロヘキ
サンを用いて、２３℃、２０秒のリンス処理を行いウエ
ハー上にパターンを形成した。形成パターンの断面形状
を走査型電子顕微鏡により観察したところ、表１の様に
中層の開口寸法が、下層、及び、上層の開口寸法より大
きなレジストパターン（図１）が得られた。
チルシクロヘキサン２５％の混合溶液を用いて２３℃、
１８０秒の現像処理を行い、さらに、エチルシクロヘキ
サンを用いて、２３℃、２０秒のリンス処理を行いウエ
ハー上にパターンを形成した。形成パターンの断面形状
を走査型電子顕微鏡により観察したところ、表１の様に
中層の開口寸法が、下層、及び、上層の開口寸法より大
きなレジストパターン（図１）が得られた。
【００２６】
【表１】
【００２７】次に、それぞれのパターンを１４０℃、１
４５℃、１５０℃で各１０分の熱処理を行い、同じく断
面形状を走査型電子顕微鏡により観察した。
４５℃、１５０℃で各１０分の熱処理を行い、同じく断
面形状を走査型電子顕微鏡により観察した。
【００２８】その結果、１４０℃による熱処理では、断
面形状にほとんど変化は見られなかった。１４５℃によ
る熱処理では、断面形状全体としては幾分角がとれた形
状となるとともに、上層レジストの開口の広がりが観察
された（図２）。１５０℃による熱処理では、上層レジ
ストの中層からの突出は消失し、断面形状が大きく変形
し、この条件では１５０℃以下の温度で熱処理しなけれ
ばならないことがわかった。１４５℃での各層の開口寸
法を表２に示す。
面形状にほとんど変化は見られなかった。１４５℃によ
る熱処理では、断面形状全体としては幾分角がとれた形
状となるとともに、上層レジストの開口の広がりが観察
された（図２）。１５０℃による熱処理では、上層レジ
ストの中層からの突出は消失し、断面形状が大きく変形
し、この条件では１５０℃以下の温度で熱処理しなけれ
ばならないことがわかった。１４５℃での各層の開口寸
法を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】また、このレジストパターンをマスクに
し、下層の窒化シリコン膜をフッ化水素水溶液にてエッ
チングした後、アルミニウムを０．７μｍ蒸着し、アセ
トンにてリフトオフすることで、ゲート長が短い、マッ
シュルームゲートを作成することができた。
し、下層の窒化シリコン膜をフッ化水素水溶液にてエッ
チングした後、アルミニウムを０．７μｍ蒸着し、アセ
トンにてリフトオフすることで、ゲート長が短い、マッ
シュルームゲートを作成することができた。
【００３１】＜実施例２＞実施例１と同様にレジストを
塗布、ベークを行ったのちに、電子線描画装置を用い
て、加速電圧２５ＫＶ、照射電流値０．８ｎＡ、ビーム
径０．０３μｍの条件で、線照射量３．０ｎＣ／ｃｍの
条件で線パターンを描画した。
塗布、ベークを行ったのちに、電子線描画装置を用い
て、加速電圧２５ＫＶ、照射電流値０．８ｎＡ、ビーム
径０．０３μｍの条件で、線照射量３．０ｎＣ／ｃｍの
条件で線パターンを描画した。
【００３２】次に、これらの電子線描画したウエハをジ
メチルアセトアミド２０％とブチルセロソルブ８０％の
混合溶液（低溶解性溶剤）を用いて、２３℃、１５０秒
の現像処理を行い、上層と中層を貫通させ下層の上面を
露出させた。
メチルアセトアミド２０％とブチルセロソルブ８０％の
混合溶液（低溶解性溶剤）を用いて、２３℃、１５０秒
の現像処理を行い、上層と中層を貫通させ下層の上面を
露出させた。
【００３３】その後、メチルイソブチルケトン８０％と
エチルシクロヘキサン２０％の混合溶液（下層レジスト
を現像すると共に、中層レジストを電子線の露光に関係
無く溶解する溶剤）を用いて２３℃、３０秒から１８０
秒に現像時間を変化させ現像処理を行い、さらに、エチ
ルシクロヘキサンを用いて、２３℃、２０秒のリンス処
理を行いウエハー上にパターンを形成した。
エチルシクロヘキサン２０％の混合溶液（下層レジスト
を現像すると共に、中層レジストを電子線の露光に関係
無く溶解する溶剤）を用いて２３℃、３０秒から１８０
秒に現像時間を変化させ現像処理を行い、さらに、エチ
ルシクロヘキサンを用いて、２３℃、２０秒のリンス処
理を行いウエハー上にパターンを形成した。
【００３４】形成パターンの断面形状を走査型電子顕微
鏡により観察したところ、２回目の現像時間によって、
表３の様に中層の開口寸法が変化したが、下層の開口寸
法はほとんど変化していなかった。また、上層の開口寸
法は変化するものの極僅かだった。
鏡により観察したところ、２回目の現像時間によって、
表３の様に中層の開口寸法が変化したが、下層の開口寸
法はほとんど変化していなかった。また、上層の開口寸
法は変化するものの極僅かだった。
【００３５】
【表３】
【００３６】次に、それぞれのパターンを１４０℃、１
４５℃、１５０℃、各１０分の熱処理を行い、同じく断
面形状を走査型電子顕微鏡により観察した。
４５℃、１５０℃、各１０分の熱処理を行い、同じく断
面形状を走査型電子顕微鏡により観察した。
【００３７】その結果、実施例１と同様に、１４０℃に
よる熱処理では、断面形状にほとんど変化は見られなか
った。１４５℃による熱処理では、断面形状全体として
は幾分角がとれた形状となるとともに、上層レジストの
開口の広がりが観察された。１５０℃による熱処理で
は、上層レジストの中層からの突出は消失し、断面形状
が大きく変形し、この条件では１５０℃以下の温度で熱
処理しなければならないことがわかった。
よる熱処理では、断面形状にほとんど変化は見られなか
った。１４５℃による熱処理では、断面形状全体として
は幾分角がとれた形状となるとともに、上層レジストの
開口の広がりが観察された。１５０℃による熱処理で
は、上層レジストの中層からの突出は消失し、断面形状
が大きく変形し、この条件では１５０℃以下の温度で熱
処理しなければならないことがわかった。
【００３８】１４５℃での各層の開口寸法を表４に示
す。
す。
【００３９】
【表４】
【００４０】また、このレジストパターンをマスクに
し、下層の窒化シリコン膜をフッ化水素水溶液にてエッ
チングした後、アルミニウムを０．７μｍ蒸着し、アセ
トンにてリフトオフすることで、ゲート長の短いマッシ
ュルームゲートを作成することができた。
し、下層の窒化シリコン膜をフッ化水素水溶液にてエッ
チングした後、アルミニウムを０．７μｍ蒸着し、アセ
トンにてリフトオフすることで、ゲート長の短いマッシ
ュルームゲートを作成することができた。
【００４１】＜実施例３＞実施例２と同様にレジストを
塗布、ベーク、電子線描画し、現像によってパターンを
形成したものに、１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線（光
強度：０．６６ｍＷ／ｃｍ2）により、室温にて１０分
照射を行った。
塗布、ベーク、電子線描画し、現像によってパターンを
形成したものに、１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線（光
強度：０．６６ｍＷ／ｃｍ2）により、室温にて１０分
照射を行った。
【００４２】次に、それぞれのパターンを１５０℃、１
０分の熱処理を行い、同じく断面形状を走査型電子顕微
鏡により観察した。
０分の熱処理を行い、同じく断面形状を走査型電子顕微
鏡により観察した。
【００４３】その結果、下層、中層の断面形状にほとん
ど変化は見られず、上層のみに開口の広がりが観察され
た。（図３） 各層の開口寸法を表５に示す。
ど変化は見られず、上層のみに開口の広がりが観察され
た。（図３） 各層の開口寸法を表５に示す。
【００４４】
【表５】
【００４５】また、このレジストパターンをマスクに
し、下層の窒化シリコン膜をフッ化水素水溶液にてエッ
チングした後、アルミニウムを０．７μｍ蒸着し、５０
℃のアセトンにてリフトオフすることで、ゲート長の短
いマッシュルームゲートを作成することができた。
し、下層の窒化シリコン膜をフッ化水素水溶液にてエッ
チングした後、アルミニウムを０．７μｍ蒸着し、５０
℃のアセトンにてリフトオフすることで、ゲート長の短
いマッシュルームゲートを作成することができた。
【００４６】さらに、上記のレジストパターンに、１５
０℃、１０分の熱処理を追加しても、断面形状にそれ以
上の変化は見られなかった。
０℃、１０分の熱処理を追加しても、断面形状にそれ以
上の変化は見られなかった。
【００４７】また、１６０℃、１０分の熱処理を行った
場合も、１５０℃の熱処理での断面形状と差は見られ
ず、この熱処理工程も可能であることが分かった。つま
り、紫外線の照射により熱処理の工程における使用可能
な温度範囲が広がり、プロセス上有利となる。
場合も、１５０℃の熱処理での断面形状と差は見られ
ず、この熱処理工程も可能であることが分かった。つま
り、紫外線の照射により熱処理の工程における使用可能
な温度範囲が広がり、プロセス上有利となる。
【００４８】さらに、紫外線照射時間の差異によるレジ
スト断面形状の変化を調べた。上記の紫外線照射時間が
１分以下では、紫外線照射しないときと同じ傾向のレジ
スト全体の変形が見られたが、その程度は、紫外線照射
しないときに比べて少ないものであった。
スト断面形状の変化を調べた。上記の紫外線照射時間が
１分以下では、紫外線照射しないときと同じ傾向のレジ
スト全体の変形が見られたが、その程度は、紫外線照射
しないときに比べて少ないものであった。
【００４９】紫外線照射時間が１分以上では、中層、下
層の変形はほとんど見られず、照射時間が５分までは上
層レジストの開口が起こり難い傾向に変化し、それ以降
は、逆に上層レジストが大きく開口する傾向が観られ
た。
層の変形はほとんど見られず、照射時間が５分までは上
層レジストの開口が起こり難い傾向に変化し、それ以降
は、逆に上層レジストが大きく開口する傾向が観られ
た。
【００５０】照射時間の違いによる熱処理後のレジスト
形状の変化を表６に示す。
形状の変化を表６に示す。
【００５１】
【表６】
【００５２】即ち、紫外線照射時間にはかかわりなく、
ゲート長の短いマッシュルームゲートを作成することが
できた。
ゲート長の短いマッシュルームゲートを作成することが
できた。
【００５３】
【発明の効果】本発明によると、中層および上層レジス
トの開口寸法の精密な制御を可能にし、かつ、各層の開
口寸法を独立して制御することができるため、希望形状
を容易に作成することが可能となる。
トの開口寸法の精密な制御を可能にし、かつ、各層の開
口寸法を独立して制御することができるため、希望形状
を容易に作成することが可能となる。
【００５４】本発明によると、断面がマッシュルーム状
の低抵抗ゲート電極を作成した場合の基板へ接する部分
の寸法を短縮しつつ、上部の低抵抗の部分の寸法を自由
に設定すること、即ち下層開口寸法と独立に、上部の低
抵抗の部分の大きさ、形状を変更することが可能とな
る。
の低抵抗ゲート電極を作成した場合の基板へ接する部分
の寸法を短縮しつつ、上部の低抵抗の部分の寸法を自由
に設定すること、即ち下層開口寸法と独立に、上部の低
抵抗の部分の大きさ、形状を変更することが可能とな
る。
【図１】中層レジストを溶解し、広げた後の断面形状で
ある。
ある。
【図２】熱処理によって、上層が広がったレジストの断
面形状である。
面形状である。
【図３】図１の形状に紫外線照射を行った後、熱処理に
よって上層が広がったレジストの断面形状である。
よって上層が広がったレジストの断面形状である。
１ 上層レジスト ２ 中層レジスト ３ 下層レジスト ４ 窒化シリコン ５ 半導体基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (4)
- 【請求項１】 中層のレジスト感度は上層のレジスト感
度より高く、 かつ下層のレジスト感度よりも高くなるよ
うに感度を選択したレジストからなる上、中、下のレジ
スト三層を、 基板上に順次積層し、これらのレジスト層
に所定の電子線パターン照射及び現像を行い、中層の開
口寸法が下層及び上層よりも大なる断面形状を有するレ
ジストパターンを形成したものにおいて、前記現像処理
の後に、前記レジストの軟化する温度以上の熱処理を行
うことにより、上層レジストの開口を広げ、中層レジス
トの開口と等しく、或いは、それより僅かに小さくする
ことを特徴とするレジストパターン作成方法。 - 【請求項２】 上、中、下層の三層を構成するレジスト
がメタクリル酸−メタクリル酸フェニル共重合体レジス
トからなることを特徴とする請求項１のレジストパター
ン作成方法。 - 【請求項３】 現像工程において、現像液には中層レジ
ストを電子線の露光量に関係なく溶解する高溶解度レジ
ストを用いることにより、中層レジストの開口寸法を現
像時間により制御し、前記現像処理後の熱処理工程によ
って、上層レジストの開口寸法を中層の開口寸法によ
り、規定して作成することを特徴とする請求項１または
請求項２のレジストパターン作成方法。 - 【請求項４】 熱処理工程の前において、レジストパタ
ーンに１８０〜３５０ｎｍ波長の紫外線を照射すること
を特徴とする請求項１または請求項２または請求項３の
レジストパターン作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058568A JP2863365B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | レジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058568A JP2863365B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05265223A true JPH05265223A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2863365B2 JP2863365B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=13088052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4058568A Expired - Fee Related JP2863365B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | レジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863365B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198587A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Oki Semiconductor Co Ltd | レジストパターン形成方法、及びそれを利用した金属パターン形成方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271834A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Toshiba Corp | レジストパタ−ンの形成方法 |
| JPS6482629A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Seiko Epson Corp | Formation of resist pattern |
| JPH02275958A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Sharp Corp | レジストパターンの形成方法 |
| JPH02288325A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-28 | Sharp Corp | 微細パターンの形成方法 |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP4058568A patent/JP2863365B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271834A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Toshiba Corp | レジストパタ−ンの形成方法 |
| JPS6482629A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Seiko Epson Corp | Formation of resist pattern |
| JPH02275958A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Sharp Corp | レジストパターンの形成方法 |
| JPH02288325A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-28 | Sharp Corp | 微細パターンの形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198587A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Oki Semiconductor Co Ltd | レジストパターン形成方法、及びそれを利用した金属パターン形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2863365B2 (ja) | 1999-03-03 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |