JPH07120048B2 - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH07120048B2 JPH07120048B2 JP62256263A JP25626387A JPH07120048B2 JP H07120048 B2 JPH07120048 B2 JP H07120048B2 JP 62256263 A JP62256263 A JP 62256263A JP 25626387 A JP25626387 A JP 25626387A JP H07120048 B2 JPH07120048 B2 JP H07120048B2
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- resist
- resist film
- silylated
- silylation
- heat treatment
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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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/265—Selective reaction with inorganic or organometallic reagents after image-wise exposure, e.g. silylation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Weting (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レジスト膜に、熱処理と光化学反応を利用し
てシリル化又は非シリル化することにより、正転写又は
反転写のパターンを形成する方法であつて、半導体や各
種デバイス用基板上に微細パターンを高精度に形成する
方法に関する。
てシリル化又は非シリル化することにより、正転写又は
反転写のパターンを形成する方法であつて、半導体や各
種デバイス用基板上に微細パターンを高精度に形成する
方法に関する。
〔従来の技術〕 微細パターンを高精度に形成する方法として、従来から
多層レジスト法が開発されている。当該方法は、レジス
ト単層膜にパターン形成を行う場合に比べ、基板表面に
残存する段差に伴うレジスト膜厚の局所的な変動を起因
とするパターン形成特性への悪影響を取除くことが可能
であり、かつ像を形成する最上層のレジスト膜厚をレジ
スト単層膜に比べて薄くできるため、微細パターンまで
精度よく形成できる利点がある。しかしその反面、工程
数が複雑でかつ特殊なレジスト材料が必要である等実用
上いくつかの大きな問題点を有していた。現在多層レジ
スト法として開発されている技術には、３層レジスト法
と２層レジスト法がある。３層レジスト法は、中間層の
膜形成とその中間膜及び下層膜を加工するためのドライ
エツチングを２回行うため、プロセスが複雑で工程数が
多い等の問題点がある。それに対して２層レジスト法
は、３層レジスト法の工程数を半減させ、より実用性の
あるパターン形成法として開発されたもので、その特徴
は、上層レジストに酸素プラズマ耐性のあるシリコン含
有レジストを使用したものである。しかし、一般にポリ
マーの構成元素にシリコンを含有させた場合には、溶媒
に対する溶解性や感度、パターンの解像度等、レジスト
として必要な基本特性に影響を及ぼし、まだ実用上問題
点がある。
多層レジスト法が開発されている。当該方法は、レジス
ト単層膜にパターン形成を行う場合に比べ、基板表面に
残存する段差に伴うレジスト膜厚の局所的な変動を起因
とするパターン形成特性への悪影響を取除くことが可能
であり、かつ像を形成する最上層のレジスト膜厚をレジ
スト単層膜に比べて薄くできるため、微細パターンまで
精度よく形成できる利点がある。しかしその反面、工程
数が複雑でかつ特殊なレジスト材料が必要である等実用
上いくつかの大きな問題点を有していた。現在多層レジ
スト法として開発されている技術には、３層レジスト法
と２層レジスト法がある。３層レジスト法は、中間層の
膜形成とその中間膜及び下層膜を加工するためのドライ
エツチングを２回行うため、プロセスが複雑で工程数が
多い等の問題点がある。それに対して２層レジスト法
は、３層レジスト法の工程数を半減させ、より実用性の
あるパターン形成法として開発されたもので、その特徴
は、上層レジストに酸素プラズマ耐性のあるシリコン含
有レジストを使用したものである。しかし、一般にポリ
マーの構成元素にシリコンを含有させた場合には、溶媒
に対する溶解性や感度、パターンの解像度等、レジスト
として必要な基本特性に影響を及ぼし、まだ実用上問題
点がある。
そこで開発されたのがシリル化２層レジスト法である
（特開昭60-165041号、同61-116844号）。当該方法は、
感度、解像度とも優れた特性を持つ市販レジストをその
まま上層レジストに使用し、パターン形成後にシリル化
処理をして酸素プラズマ耐性を得るものである。したが
つて、光露光のみでなく、電子ビームやＸ線等の露光方
式にも適用でき、また、正転写あるいは反転写プロセス
に使用できる汎用性のある技術である。
（特開昭60-165041号、同61-116844号）。当該方法は、
感度、解像度とも優れた特性を持つ市販レジストをその
まま上層レジストに使用し、パターン形成後にシリル化
処理をして酸素プラズマ耐性を得るものである。したが
つて、光露光のみでなく、電子ビームやＸ線等の露光方
式にも適用でき、また、正転写あるいは反転写プロセス
に使用できる汎用性のある技術である。
第５図にこの従来のシリル化２層レジスト法を電子ビー
ム露光に適用した場合の正転写プロセスによるパターン
形成の一例を工程図として示す。第５図において、符号
３は基板、６は下層レジスト膜、７は上層レジスト膜、
８はシリル化層を意味する。
ム露光に適用した場合の正転写プロセスによるパターン
形成の一例を工程図として示す。第５図において、符号
３は基板、６は下層レジスト膜、７は上層レジスト膜、
８はシリル化層を意味する。
第５図（ａ）に示すごとく基板３上にシリル化されない
下層レジスト膜（例えばポリイミド等を200℃以上の高
温でキユアしたもの）６を塗布する。次に上層レジスト
膜７として電子ビーム露光用レジスト〔例えばポリメチ
ルメタクリレート（PMMA）、RE-5000P（日立化成社
製）、クロロメチルスチレン（CMS）等〕を薄く塗布す
る。次に上層レジスト７を電子ビーム露光装置を使用し
て露光・現像を行つて第５図（ｂ）で示すようにパター
ン形成を行う。この後にハロゲン化アルキルシラン等の
有機シランを用いて、遠紫外光を照射すれば、第５図
（ｃ）で示すように上層レジスト７の表層部にシリル化
層８が形成される。最後に基板全体を酸素ガスによつて
ドライエツチングすればシリル化層８をマスクに下層レ
ジスト膜６がエツチングされ第５図（ｄ）のようにパタ
ーン形成ができる。
下層レジスト膜（例えばポリイミド等を200℃以上の高
温でキユアしたもの）６を塗布する。次に上層レジスト
膜７として電子ビーム露光用レジスト〔例えばポリメチ
ルメタクリレート（PMMA）、RE-5000P（日立化成社
製）、クロロメチルスチレン（CMS）等〕を薄く塗布す
る。次に上層レジスト７を電子ビーム露光装置を使用し
て露光・現像を行つて第５図（ｂ）で示すようにパター
ン形成を行う。この後にハロゲン化アルキルシラン等の
有機シランを用いて、遠紫外光を照射すれば、第５図
（ｃ）で示すように上層レジスト７の表層部にシリル化
層８が形成される。最後に基板全体を酸素ガスによつて
ドライエツチングすればシリル化層８をマスクに下層レ
ジスト膜６がエツチングされ第５図（ｄ）のようにパタ
ーン形成ができる。
一方、第６図に従来の電子ビーム露光に適用した場合の
反転写プロセスによるパターン形成例を工程図として示
す。第６図における符号３、６〜８は第５図と同義であ
る。
反転写プロセスによるパターン形成例を工程図として示
す。第６図における符号３、６〜８は第５図と同義であ
る。
第６図（ａ）に示すごとく、基板３上にシリル化できる
下層レジスト膜６（例えば200℃前後にハードベークし
たノボラツク樹脂等）を塗布する。次に上層レジスト膜
７として電子ビーム露光用レジスト〔例えばEBR-9（東
レ社製）、PMMA、フルオロブチルメタクリレート（FB
M）等〕を薄く塗布する。次に電子ビーム露光を行つ
て、現像すれば第６図（ｂ）で示すようにパターン形成
される。この後にハロゲン化アルキルシラン雰囲気の下
でシリル化処理を行うわけであるが、ここでは上層レジ
スト膜７はシリル化されず、下層レジスト膜６のみシリ
ル化するような遠紫外光を用いることによつて選択的に
シリル化が可能となり、第６図（ｃ）に示すように下層
レジスト膜６のみにシリル化層８が形成できる。最後に
基板全体を酸素ガス中においてドライエツチングすれ
ば、第６図（ｄ）に示すようにシリル化層８をマスクに
シリル化されていない上層膜の残つている部分がエツチ
ングされ、反転写パターンが形成できる。以上のように
このシリル化２層レジスト法は、市販レジスト材料を用
いて、シリル化の際の遠紫外光源の波長を選択すること
によつて正転写あるいは反転写パターンが容易に形成で
きる技術である。ところで、これらの発明（特願昭60-1
65041号、同61-116844号）では、正転写パターンを形成
する場合、下層レジスト膜６としてシリル化されないポ
リイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル等の元々不活性なポリマー材料の使用を挙げてい
る。
下層レジスト膜６（例えば200℃前後にハードベークし
たノボラツク樹脂等）を塗布する。次に上層レジスト膜
７として電子ビーム露光用レジスト〔例えばEBR-9（東
レ社製）、PMMA、フルオロブチルメタクリレート（FB
M）等〕を薄く塗布する。次に電子ビーム露光を行つ
て、現像すれば第６図（ｂ）で示すようにパターン形成
される。この後にハロゲン化アルキルシラン雰囲気の下
でシリル化処理を行うわけであるが、ここでは上層レジ
スト膜７はシリル化されず、下層レジスト膜６のみシリ
ル化するような遠紫外光を用いることによつて選択的に
シリル化が可能となり、第６図（ｃ）に示すように下層
レジスト膜６のみにシリル化層８が形成できる。最後に
基板全体を酸素ガス中においてドライエツチングすれ
ば、第６図（ｄ）に示すようにシリル化層８をマスクに
シリル化されていない上層膜の残つている部分がエツチ
ングされ、反転写パターンが形成できる。以上のように
このシリル化２層レジスト法は、市販レジスト材料を用
いて、シリル化の際の遠紫外光源の波長を選択すること
によつて正転写あるいは反転写パターンが容易に形成で
きる技術である。ところで、これらの発明（特願昭60-1
65041号、同61-116844号）では、正転写パターンを形成
する場合、下層レジスト膜６としてシリル化されないポ
リイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル等の元々不活性なポリマー材料の使用を挙げてい
る。
しかし、現在のLSIプロセスにおいての適用を考えた場
合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等
は使用実績が全くなく、またポリイミドにおいても近年
半導体プロセスとして使われ始めた材料であるため、量
産プロセスに適用するには、更に十分な検討が必要であ
る。
合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等
は使用実績が全くなく、またポリイミドにおいても近年
半導体プロセスとして使われ始めた材料であるため、量
産プロセスに適用するには、更に十分な検討が必要であ
る。
このようなことから、シリル化２層レジスト法を量産プ
ロセスで使用するためには、使用実績のある材料での検
討が必要である。できれば反転写パターンに使用する材
料と同一であることがプロセス上望まれる。
ロセスで使用するためには、使用実績のある材料での検
討が必要である。できれば反転写パターンに使用する材
料と同一であることがプロセス上望まれる。
本発明は、上記事情にかんがみてなされたもので、その
目的は、レジスト膜表面に光化学反応を利用して有機シ
ランを付加する場合、そのレジスト膜を選択的にシリル
化あるいは非シリル化することを可能にするレジスト膜
のパターン形成方法を提供することにある。
目的は、レジスト膜表面に光化学反応を利用して有機シ
ランを付加する場合、そのレジスト膜を選択的にシリル
化あるいは非シリル化することを可能にするレジスト膜
のパターン形成方法を提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明はパターン形成方法に関す
る発明であつて、パターン形成したレジスト膜に対し
て、有機シラン液中又はその蒸気に接触させながら遠紫
外光でその表面を照射するパターン形成方法において、
上記レジスト膜の熱処理条件によつて該レジスト膜の表
面をシリル化あるいは非シリル化することを特徴とす
る。
る発明であつて、パターン形成したレジスト膜に対し
て、有機シラン液中又はその蒸気に接触させながら遠紫
外光でその表面を照射するパターン形成方法において、
上記レジスト膜の熱処理条件によつて該レジスト膜の表
面をシリル化あるいは非シリル化することを特徴とす
る。
前記問題点を解決するため本発明では、有機ポリマー材
料として、VLSIの量産プロセスで使用実績のあるホトレ
ジストを使用することを前提とし、その処理条件によつ
てポリマー表面をシリル化しあるいは非シリル化するこ
とを特徴とするものである。したがつて従来技術と比べ
正転写あるいは反転写プロセスにおいて同一材料の適用
が可能である。なお本発明に係る光化学反応を利用した
シリル化法に関しては、既に提案した発明（特願昭60-1
65041号、同61-116844号）の原理を更に発展させたもの
である。
料として、VLSIの量産プロセスで使用実績のあるホトレ
ジストを使用することを前提とし、その処理条件によつ
てポリマー表面をシリル化しあるいは非シリル化するこ
とを特徴とするものである。したがつて従来技術と比べ
正転写あるいは反転写プロセスにおいて同一材料の適用
が可能である。なお本発明に係る光化学反応を利用した
シリル化法に関しては、既に提案した発明（特願昭60-1
65041号、同61-116844号）の原理を更に発展させたもの
である。
以下に本発明に関して詳しく説明する。
本発明では下層レジスト膜のポリマー材料として、VLSI
の量産に適用できる、若しくは適用しているポジ型ホト
レジストの中から幾つか選択し、これらのシリル化反応
状態を調べた。表１にノボラツク系をベースポリマーと
する各種市販レジストを示す。
の量産に適用できる、若しくは適用しているポジ型ホト
レジストの中から幾つか選択し、これらのシリル化反応
状態を調べた。表１にノボラツク系をベースポリマーと
する各種市販レジストを示す。
これらレジストの中から代表的なレジストについて熱処
理温度、熱処理時間を変えた試料を製作した。
理温度、熱処理時間を変えた試料を製作した。
次に本発明のシリル化処理方法を第１図に概要図として
示す。第１図において符号１は容器、２は有機シラン
液、３は基板、４はレジスト膜、５は蓋を意味する。容
器１の中にはジメチルクロロシラン〔（CH3）2SiHCl〕
の有機シラン液２が満たされている。また基板３上に
は、処理条件を変えた、各種レジスト膜４が形成してあ
る。そして容器１には石英ガラス５で蓋をし、その上面
より遠紫外光を照射してレジスト膜４をシリル化する。
次にシリル化反応状態を確認するために、酸素ガスを導
入した平行平板型スパツタエツチング装置内でリアクテ
イブイオンエツチングをし、エツチング時間に対するエ
ツチング量を測定し、非シリル化のものと比較すること
によつて調べた。この結果、レジスト膜の各処理条件と
シリル化処理条件、によつてシリル化反応に大きな差異
があることが判明した。なお、以下に各種処理条件を示
す。レジストの熱処理には、熱風循環式オーブンを使用
し、処理時間を30分、60分間とした。また処理温度は20
0℃、240℃、280℃、300℃の４種類とした。シリル化処
理は、低圧水銀灯（253.7nm）による遠紫外光を10分間
と20分間照射した。
示す。第１図において符号１は容器、２は有機シラン
液、３は基板、４はレジスト膜、５は蓋を意味する。容
器１の中にはジメチルクロロシラン〔（CH3）2SiHCl〕
の有機シラン液２が満たされている。また基板３上に
は、処理条件を変えた、各種レジスト膜４が形成してあ
る。そして容器１には石英ガラス５で蓋をし、その上面
より遠紫外光を照射してレジスト膜４をシリル化する。
次にシリル化反応状態を確認するために、酸素ガスを導
入した平行平板型スパツタエツチング装置内でリアクテ
イブイオンエツチングをし、エツチング時間に対するエ
ツチング量を測定し、非シリル化のものと比較すること
によつて調べた。この結果、レジスト膜の各処理条件と
シリル化処理条件、によつてシリル化反応に大きな差異
があることが判明した。なお、以下に各種処理条件を示
す。レジストの熱処理には、熱風循環式オーブンを使用
し、処理時間を30分、60分間とした。また処理温度は20
0℃、240℃、280℃、300℃の４種類とした。シリル化処
理は、低圧水銀灯（253.7nm）による遠紫外光を10分間
と20分間照射した。
これらの各条件の試料について、ドライエツチング（酸
素圧力2Pa、流量50sccm、高周波出力100W）を行いエツ
チング時間２分と５分の時点でのエツチング量を求め、
非シリル化の試料のそれと比較して、シリル化反応状態
を調べた。
素圧力2Pa、流量50sccm、高周波出力100W）を行いエツ
チング時間２分と５分の時点でのエツチング量を求め、
非シリル化の試料のそれと比較して、シリル化反応状態
を調べた。
第２図に代表例としてMP-1400レジストのドライエツチ
ング特性を、エツチング時間（分、横軸）とエツチング
量（μｍ、縦軸）との関係のグラフとして示す。丸印は
280℃、60分の熱処理、三角印は240℃、60分の熱処理、
×印は200℃、60分の熱処理をし、この後10分間シリル
化を行つたものである。なお、実線はシリル化をしない
MP-1400レジストのエツチング量である。この場合、熱
処理条件には依存しなかつた。この結果より、シリル化
時間、熱処理時間は同じでも熱処理温度によつてエツチ
ング量に大きな変化が見られることが判る。
ング特性を、エツチング時間（分、横軸）とエツチング
量（μｍ、縦軸）との関係のグラフとして示す。丸印は
280℃、60分の熱処理、三角印は240℃、60分の熱処理、
×印は200℃、60分の熱処理をし、この後10分間シリル
化を行つたものである。なお、実線はシリル化をしない
MP-1400レジストのエツチング量である。この場合、熱
処理条件には依存しなかつた。この結果より、シリル化
時間、熱処理時間は同じでも熱処理温度によつてエツチ
ング量に大きな変化が見られることが判る。
表２に各種レジストのシリル化反応状態をまとめた結果
を示す。表中の丸印はシリル化しなかつたもの、×印は
シリル化したもの、三角印な表面が若干シリル化してい
る状態をそれぞれ表す。
を示す。表中の丸印はシリル化しなかつたもの、×印は
シリル化したもの、三角印な表面が若干シリル化してい
る状態をそれぞれ表す。
この結果、熱処理温度240℃以下では各レジスト材料は
すべてシリル化し、１時間程度の処理時間に対してもほ
とんど変化しないことが判つた。
すべてシリル化し、１時間程度の処理時間に対してもほ
とんど変化しないことが判つた。
次に熱処理温度280℃以上では、レジスト材料によつて
シリル化の反応が若干異なつた。すなわち280℃、30分
の熱処理条件では、シリル化処理10分間の場合、レジス
ト表面が若干シリル化していることが判つた（第２図か
ら非シリル化レシストに比べエツチンググレートが悪く
なるのでわかる）。これはクレゾールノボラツク樹脂
（1H-303）とジアゾ／ノボラツク系ホトレジストの中か
らコダツク（Kodak）‐820以外のレジストについてほぼ
同じであった。またシリル化処理を20分間とした場合に
は、Kodak-820と1H-303を除くレジストはすべて十分に
シリル化することが判つた。一方、熱処理時間60分の場
合には、Kodak-809でシリル化20分間処理の場合を除き
シリル化されないことが判つた。
シリル化の反応が若干異なつた。すなわち280℃、30分
の熱処理条件では、シリル化処理10分間の場合、レジス
ト表面が若干シリル化していることが判つた（第２図か
ら非シリル化レシストに比べエツチンググレートが悪く
なるのでわかる）。これはクレゾールノボラツク樹脂
（1H-303）とジアゾ／ノボラツク系ホトレジストの中か
らコダツク（Kodak）‐820以外のレジストについてほぼ
同じであった。またシリル化処理を20分間とした場合に
は、Kodak-820と1H-303を除くレジストはすべて十分に
シリル化することが判つた。一方、熱処理時間60分の場
合には、Kodak-809でシリル化20分間処理の場合を除き
シリル化されないことが判つた。
また、熱処理温度300℃の場合には、熱処理時間として3
0分であればレジストはすべてシリル化されないことが
判つた。
0分であればレジストはすべてシリル化されないことが
判つた。
なお、今回の実験では、熱処理装置として、熱風循環式
のオーブンを使用したため、処理時間が長くなつている
が、吸着式のホツトプレートを使用すれば、基板の温度
均一性も含め短時間に熱処理が可能である（量産のプロ
セスではほとんどホツトプレート式でレジストの熱処理
を行つている）。
のオーブンを使用したため、処理時間が長くなつている
が、吸着式のホツトプレートを使用すれば、基板の温度
均一性も含め短時間に熱処理が可能である（量産のプロ
セスではほとんどホツトプレート式でレジストの熱処理
を行つている）。
ホトレジストのベースポリマーであるノボラツク樹脂の
シリル化反応は、遠紫外光の吸収によつて励起・活性化
され、ノボラツク樹脂のOH基にクロロシランが脱塩酸反
応によつてシロキサン結合してシリル化される。
シリル化反応は、遠紫外光の吸収によつて励起・活性化
され、ノボラツク樹脂のOH基にクロロシランが脱塩酸反
応によつてシロキサン結合してシリル化される。
一方、表２の結果から、熱処理温度が280℃付近で、シ
リル化されなくなる傾向を示しはじめ300℃では完全に
シリル化されない。この要因を考察すればベンゼン核に
あるOH基が熱分解を起しはじめ、クロロシランが結合し
ずらくなつてきたためと推定される。またレジストによ
つて若干シリル化反応が異なつているのは、ベンゼン核
であるベースポリマーに若干差があるものと推定され
る。
リル化されなくなる傾向を示しはじめ300℃では完全に
シリル化されない。この要因を考察すればベンゼン核に
あるOH基が熱分解を起しはじめ、クロロシランが結合し
ずらくなつてきたためと推定される。またレジストによ
つて若干シリル化反応が異なつているのは、ベンゼン核
であるベースポリマーに若干差があるものと推定され
る。
したがつて、本実験からも明らかになつたように、市販
のホトレジスト（ベースポリマーとしてノボラツク樹
脂）の熱処理条件を変えるだけで選択的にシリル化でき
るため、これを下層レジスト膜に使用すれば同一材料で
正転写若しくは反転写パターンが実現できる。
のホトレジスト（ベースポリマーとしてノボラツク樹
脂）の熱処理条件を変えるだけで選択的にシリル化でき
るため、これを下層レジスト膜に使用すれば同一材料で
正転写若しくは反転写パターンが実現できる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが本
発明はこれら実施例に限定されない。
発明はこれら実施例に限定されない。
実施例１ 第３図に本発明の正転写パターンによる具体的な１実施
例を工程図として示す。符号３は基板、６は下層レジス
ト膜、７は上層レジスト膜、８はシリル化層である。
例を工程図として示す。符号３は基板、６は下層レジス
ト膜、７は上層レジスト膜、８はシリル化層である。
本実施例の方法を実施するには、まず第３図（ａ）のよ
うに、基板３上に厚さ1.5μｍ程度のMP-1400ホトレジス
トを塗布し、下層レジスト膜６を形成する。次に300
℃、30分の熱処理を行つた後、その上に厚さ0.3μｍ程
度のRE-5000Pの電子ビームレジストを塗布し、90℃、10
分の熱処理を行つて上層レジスト膜７を形成する。この
後、電子ビーム露光装置で上層レジスト膜７に所望のパ
ターンを焼付け、更に現像処理を行つて、上層レジスト
膜７のパターン形成を行う。この場合、下層レジスト膜
６を十分厚く塗布したことにより、基板３の段差による
影響を軽減し、更に上層レジスト膜７を薄く塗布したこ
とにより0.2μｍ程度の微細パターンまで再現性よく形
成可能である。その後、ジメチルクロロシラン〔（C
H3）2SiHCl〕液を用いて、波長253.7nmの低圧水銀灯に
よつて約10分間照射し、シリル化処理を行つた。ここで
下層レジスト膜６は300℃で熱処理を行つているためシ
リル化されず上層レジスト膜７のみ第３図（ｂ）に示す
ごとくシリル化層８が形成される。この後、基板３をリ
アクテイブイオンエツチング装置に移し、高周波出力10
0W、酸素圧力2Pa、流量50sccmの条件の下で下地の基板
３が十分見えるまで（残渣物がない）エツチング（約20
分間）を行い、第３図（ｃ）に示すようにパターン形成
する。
うに、基板３上に厚さ1.5μｍ程度のMP-1400ホトレジス
トを塗布し、下層レジスト膜６を形成する。次に300
℃、30分の熱処理を行つた後、その上に厚さ0.3μｍ程
度のRE-5000Pの電子ビームレジストを塗布し、90℃、10
分の熱処理を行つて上層レジスト膜７を形成する。この
後、電子ビーム露光装置で上層レジスト膜７に所望のパ
ターンを焼付け、更に現像処理を行つて、上層レジスト
膜７のパターン形成を行う。この場合、下層レジスト膜
６を十分厚く塗布したことにより、基板３の段差による
影響を軽減し、更に上層レジスト膜７を薄く塗布したこ
とにより0.2μｍ程度の微細パターンまで再現性よく形
成可能である。その後、ジメチルクロロシラン〔（C
H3）2SiHCl〕液を用いて、波長253.7nmの低圧水銀灯に
よつて約10分間照射し、シリル化処理を行つた。ここで
下層レジスト膜６は300℃で熱処理を行つているためシ
リル化されず上層レジスト膜７のみ第３図（ｂ）に示す
ごとくシリル化層８が形成される。この後、基板３をリ
アクテイブイオンエツチング装置に移し、高周波出力10
0W、酸素圧力2Pa、流量50sccmの条件の下で下地の基板
３が十分見えるまで（残渣物がない）エツチング（約20
分間）を行い、第３図（ｃ）に示すようにパターン形成
する。
以上説明したような方法によつてパターン加工を行うな
らば上層レジスト膜７として電子ビーム用レジスト以外
の紫外線、遠紫外線用はもとより、エキシマ、Ｘ線、プ
ラズマ等のあらゆるリソグラフイ方式が使用できる利点
がある。
らば上層レジスト膜７として電子ビーム用レジスト以外
の紫外線、遠紫外線用はもとより、エキシマ、Ｘ線、プ
ラズマ等のあらゆるリソグラフイ方式が使用できる利点
がある。
実施例２ 第４図に本発明の反転写パターンによる具体的な１実施
例を工程図として示す。第４図において、符号３は基
板、６は下層レジスト、７′は上層レジスト、８はシリ
ル化層を意味する。
例を工程図として示す。第４図において、符号３は基
板、６は下層レジスト、７′は上層レジスト、８はシリ
ル化層を意味する。
本実施例の方法を実施するには、まず第４図（ａ）のよ
うに基板３上に厚さ1.5μｍ程度のMP-1400ホトレジスト
を塗布し、下層レジスト膜６を形成する。次に200℃前
後の温度で30分間熱処理を行う。
うに基板３上に厚さ1.5μｍ程度のMP-1400ホトレジスト
を塗布し、下層レジスト膜６を形成する。次に200℃前
後の温度で30分間熱処理を行う。
次に上層レジスト膜７′として電子ビーム用のEBR-9を
0.3μｍ程度の厚さに塗布し、190℃、30分の熱処理を行
う。この後、電子ビームで露光し、現像を行つてパター
ン形成をする。次にクロロトリエチルシラン〔（C2H5）
3SiCl〕を用いて、253.7nmを有する低圧水銀灯によつて
10分間シリル化処理を行うと、EBR-9のベースポリマー
であるメタクリレートポリマーは、感光する波長が250n
m以下であるため、感光せず、そのためシリル化されな
い。一方、下層レジスト膜６は200℃前後の熱処理であ
るから十分シリル化されることになり、第４図（ｂ）の
ように下層膜の露出している部分にシリル化層８が形成
される。この後前記実施例１と同様にリアクテイブイオ
ンエツチングを行えば第４図（ｃ）で示すように前記実
施例１とは逆の反転写パターンが形成できる。
0.3μｍ程度の厚さに塗布し、190℃、30分の熱処理を行
う。この後、電子ビームで露光し、現像を行つてパター
ン形成をする。次にクロロトリエチルシラン〔（C2H5）
3SiCl〕を用いて、253.7nmを有する低圧水銀灯によつて
10分間シリル化処理を行うと、EBR-9のベースポリマー
であるメタクリレートポリマーは、感光する波長が250n
m以下であるため、感光せず、そのためシリル化されな
い。一方、下層レジスト膜６は200℃前後の熱処理であ
るから十分シリル化されることになり、第４図（ｂ）の
ように下層膜の露出している部分にシリル化層８が形成
される。この後前記実施例１と同様にリアクテイブイオ
ンエツチングを行えば第４図（ｃ）で示すように前記実
施例１とは逆の反転写パターンが形成できる。
以上説明したように、本発明は有機シランモノマーの光
化学反応において、パターン形成したレジスト膜の熱処
理条件を変えることによつてそのレジスト膜表面をシリ
ル化あるいは非シリル化するものである。したがつて、
同一種類のレジスト膜を用いて正転写パターンあるいは
反転写パターンが容易に形成できる。またこのレジスト
膜は量産プロセスに使用実績のある物が使えるため何ら
プロセスに悪影響を与えることがないものである。
化学反応において、パターン形成したレジスト膜の熱処
理条件を変えることによつてそのレジスト膜表面をシリ
ル化あるいは非シリル化するものである。したがつて、
同一種類のレジスト膜を用いて正転写パターンあるいは
反転写パターンが容易に形成できる。またこのレジスト
膜は量産プロセスに使用実績のある物が使えるため何ら
プロセスに悪影響を与えることがないものである。
第１図は本発明のシリル化処理方法を示す概要図、第２
図はドライエツチング特性を示すグラフ、第３図は本発
明に係る正転写パターン作成の工程図、第４図は本発明
に係る反転写パターン作成の工程図、第５図は従来の正
転写パターン作成の工程図、第６図は従来の反転写パタ
ーン作成の工程図である。 1:容器、2:有機シラン液、3:基板、4:レジスト膜、5:
蓋、6:下層レジスト膜、7,7′：上層レジスト膜、8:シ
リル化層
図はドライエツチング特性を示すグラフ、第３図は本発
明に係る正転写パターン作成の工程図、第４図は本発明
に係る反転写パターン作成の工程図、第５図は従来の正
転写パターン作成の工程図、第６図は従来の反転写パタ
ーン作成の工程図である。 1:容器、2:有機シラン液、3:基板、4:レジスト膜、5:
蓋、6:下層レジスト膜、7,7′：上層レジスト膜、8:シ
リル化層
Claims (1)
- 【請求項１】パターン形成したレジスト膜に対して、有
機シラン液中又はその蒸気に接触させながら遠紫外光で
その表面を照射するパターン形成方法において、上記レ
ジスト膜の熱処理条件によつて該レジスト膜の表面をシ
リル化あるいは非シリル化することを特徴とするパター
ン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256263A JPH07120048B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256263A JPH07120048B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199042A JPH0199042A (ja) | 1989-04-17 |
| JPH07120048B2 true JPH07120048B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=17290214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62256263A Expired - Lifetime JPH07120048B2 (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120048B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56104437A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-20 | Hitachi Ltd | Formation of pattern |
| US4552833A (en) * | 1984-05-14 | 1985-11-12 | International Business Machines Corporation | Radiation sensitive and oxygen plasma developable resist |
| JPS61114243A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-05-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | 超微細パタ−ンの形成方法 |
| US4657845A (en) * | 1986-01-14 | 1987-04-14 | International Business Machines Corporation | Positive tone oxygen plasma developable photoresist |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP62256263A patent/JPH07120048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0199042A (ja) | 1989-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |