JPH08181091A

JPH08181091A - パターン形成方法

Info

Publication number: JPH08181091A
Application number: JP6325915A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Hiraiwa; 知子平岩; Kazunari Takemoto; 一成竹元
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】高感度の有機化合物薄膜を利用し、エキシマ光
照射による自己現像で高精度パターン形成を実現する。【構成】鎖にＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少
なくとも一方を複数個含有するポリアミド酸もしくはポ
リイミド薄膜を感光性有機高分子薄膜１として所定の基
板２上に成膜する。これにエキシマ光を酸素を含まない
雰囲気下で照射、露光することにより、自己現像を進行
させ、パターン形成を行う。これをレジスト膜１ａとし
て、その下層の被加工膜（例えば炭素膜）３を例えばド
ライエッチングすれば、高精度にパターン化し、レジス
トパターン１ａを被加工膜３に転写した被加工膜パター
ン３ａを容易に形成することができる。露光時の薄膜
は、ポリアミド酸の状態でもポリイミドの状態でも良い
が、前者の方が感度が高い。レジスト膜、もしくは層間
絶縁膜として最終的に使用するときには膜質を強化する
ためにポリアミド酸をポリイミドに変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リソグラフィ技術にお
ける微細加工法に係り、特に、エキシマ光照射による感
光性有機高分子薄膜の反応を利用して、基板上に薄膜パ
ターンを形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光性有機高分子薄膜として、ポリイミ
ド薄膜をパターン化することは、この膜が電子材料とし
て優れているだけに大変有用な技術である。したがっ
て、パターン形成技術として、従来から例えばイオンエ
ッチング、フォトエッチングと云った各種のリソグラフ
ィ技術による検討がなされてきた。その中でも、例えば
フォトエッチングによるドライエッチングは、エキシマ
レーザーを光源とする短波長紫外線を酸素を含む雰囲気
中で照射、露光する際に、マスクを用いたり、紫外線ビ
ームをスキャンするだけでポリイミドに選択的にパター
ンを形成することができ、格別な現像処理工程を必要と
しないことから優れたパターン形成方法の一つとして知
られている。なお、この種のポリイミドのフォトエッチ
ング技術に関連するものとしては、例えば特開昭５９−
６９９３１号公報が挙げられる。

【０００３】とろで、従来のポリイミド膜は、イミド結
合を有する有機高分子膜であるが、パターンが微細化す
るのに伴い、例えばＬＳＩ等の半導体装置の製造工程に
おいては、レジスト膜とする場合、イオンエッチングに
対する耐性を向上させるために、在来のポリイミド骨格
中にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を導入することが提案されてい
る。なお、この種のポリイミドに関連するものとして
は、例えば特開昭５７−１６８９４２号公報および特開
昭５９−１６０１４０号公報が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フォトエッチングにおいて、エキシマレーザーを露光源
として使用する場合、コストが高く、使い勝手が良くな
い上に照射面積を大きくすることができないという難点
があり、大量の微細パターンを処理するプロセスへの適
用には課題が多かった。

【０００５】また、最近ではエキシマレーザーの代わり
にエキシマランプを用いてポリイミドをエッチングする
検討が行われている。エキシマランプは、誘電体バリア
放電、過渡放電、マイクロ波無電極放電、などを励起源
とする。エキシマレーザーと比較して、より広い露光面
積を得ることができるので、高スループットおよび低コ
ストを可能にする。誘電体バリア放電方式のエキシマラ
ンプは、低コストのものが提案されており、露光設備と
して、特に実用的である。しかし、エキシマランプは、
エキシマレーザーと比べて照度が低いため、例えばポリ
イミドをフォトエッチングする場合、感度が低く実用性
に乏しいと云う難点があった。

【０００６】したがって、本発明の目的は、上記従来の
問題点を解消することにあり、エキシマ光を利用するフ
ォトエッチング技術により、実用性のある高感度および
高効率の有機薄膜を用いた微細加工方法を提供すること
にある。

【０００７】さらに本発明の他の目的は、この有機薄膜
をレジスト膜として、被加工膜を高精度にパターン化す
る優れたパターン形成方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するためにエキシマ光照射によるポリイミドの感
光性を高め、フォトエッチングの実用化を図るために、
ポリイミドの改質と露光方法について種々実験検討し
た。その結果、次に示すような有用な知見が得られた。
すなわち、その第１の知見はポリイミドの構造にあり、
従来のＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の代わりにＳｉ−Ｓｉ結合と
することで感度が飛躍的に向上した。また、同様の効果
がＧｅ−Ｇｅ結合においても見られた。第２の知見はエ
キシマ光照射による露光に際しては、雰囲気が重要で、
酸素を含まない雰囲気、例えば真空下、窒素ガス等の不
活性ガス雰囲気下とすることが高感度維持に有効である
ことを見出した。本発明は、このような知見に基づいて
なされたものであり、以下にその具体的な目的達成手段
について説明する。

【０００９】上記目的は、所定の基板上に感光性有機高
分子薄膜を形成する工程と、この薄膜にエキシマ光を照
射してフォトエッチングする露光工程とを有して成るパ
ターン形成方法において、前記薄膜の形成工程を、その
主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少なくと
も一方の結合を複数個含有するポリアミド酸もしくはポ
リイミドの薄膜形成工程とし、前記露光工程を、酸素を
含まない雰囲気下で露光し、少なくともエキシマ光の露
光による自己現像効果に基づいて薄膜パターンを形成す
る工程として成るパターン形成方法により、達成され
る。

【００１０】また、上記目的は、所定の基板上に感光性
有機高分子薄膜を形成し、この薄膜にエキシマ光を照
射、露光してレジストパターンを形成する工程と、この
レジストパターンをマスクにして下地層をドライエッチ
ングする工程とを有して成るパターン形成方法におい
て、前記レジストパターンの形成工程を、その主鎖にＳ
ｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少なくとも一方の
結合を複数個含有するポリアミド酸もしくはポリイミド
の薄膜形成工程と、この薄膜を酸素を含まない雰囲気下
で露光し、少なくともエキシマ光の露光による自己現像
効果に基づいて薄膜パターンを形成する工程とで構成し
て成るパターン形成方法によっても達成される。

【００１１】これらにより、露光部の薄膜を自己現像効
果に基づいて選択的に除去することができ、容易に高精
度のパターンを形成することができる。露光時のエキシ
マ光の波長は、２５０ｎｍ以下、好ましくは１７２〜２
２２ｎｍである。

【００１２】また、露光時の薄膜はポリイミド前駆体の
ポリアミド酸の状態でも、その後の加熱硬化によりポリ
イミドに変化した後の状態でもよいが、自己現像効果を
最大限に発揮させ、高感度を得るにはポリアミド酸の状
態で露光するのが望ましい。

【００１３】また、露光時の雰囲気は、前述したように
酸素を含まない雰囲気とすることが重要である。酸素が
存在すると、感度が著しく低下する。また、感度向上に
は、露光時に基板を加熱することも有効であり、１００
〜３００℃程度に加熱保持した状態で露光するのが望ま
しい。

【００１４】さらにまた、露光時のポリアミド酸もしく
はポリイミドの薄膜は、高感度を維持するために高分子
の主鎖に感光基となるＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ
結合の少なくとも一方が１０個以上含まれていることが
望ましい。通常使用される薄膜の分子量は約５，０００
以上であることから、例えば分子量１０，０００の薄膜
であれば、これらの感光基は少なくとも２０個以上含ま
れていることが望ましい。

【００１５】ポリアミド酸もしくはポリイミドの主鎖に
含まれる、これらの感光基はＳｉ−Ｓｉ結合単独の場
合、Ｇｅ−Ｇｅ結合単独の場合、及びこれら両者が含ま
れる場合の３種が存在するが、感度の点からはＳｉ−Ｓ
ｉ結合よりもＧｅ−Ｇｅ結合の方が優れている。

【００１６】上記ポリアミド酸もしくはポリイミドの薄
膜は、例えばドライエッチングのレジスト膜として使用
される以外に、それ自身がＬＳＩの層間絶縁膜として、
また、多層回路基板の層間絶縁膜として使用されるが、
いずれの場合も周知のように薄膜としての機能は、ポリ
アミド酸をポリイミドに化学変化させた状態で発揮され
る。一般に、この薄膜パターンをレジスト膜として使用
した場合には、パターン形成後に残存膜は、周知の方法
で除去される。また、層間絶縁膜とする場合には、除去
せずに積極的に残して使用する。また、膜厚についてレ
ジスト膜として使用する場合には０．１〜１．０μｍ、
層間絶縁膜として使用する場合には１〜１０μｍ程度の
ものが用いられる。

【００１７】上記ポリアミド酸もしくはポリイミドの薄
膜は、以下に示す２つの製造方法により容易に所望の基
板上に形成することができる。第１の方法は、原料モノ
マであるジアミンと酸二無水物を溶液中で混合させ、液
相反応によってポリアミド酸を合成する。このポリアミ
ド酸に熱処理等を加えると化学反応が進行し、ポリイミ
ドとなる。第２の方法は、気相による蒸着重合法であっ
て、ジアミンと酸二無水物との両モノマをそれぞれ真空
槽内で気化させ、気相反応させてポリアミド酸膜として
基板上に析出させる。さらに例えば加熱処理等の周知の
手段により化学変化させてポリイミド膜としてもよい。
ここで用いる原料モノマのジアミンと酸二無水物とは、
少なくともそのいずれかがＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ−
Ｇｅ結合の少なくとも一方を含有する構造を持つ。これ
らが重合してポリアミド酸、さらにはポリイミドとなっ
た時、その高分子の主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ−
Ｇｅ結合の少なくとも一方を含有する構造となり得る材
料モノマーを用いる。

【００１８】これらのモノマーを例示すると、ジアミン
としては、例えばビス（アミノプロピル）ジシラン、ビ
ス（アミノブチル）ジシラン、ビス（アミノブチル）ジ
ゲルマン、ビス（アミノフェニル）ジシラン、ビス（ア
ミノフェニル）ジゲルマン、ビス（アミノシクロヘキシ
ル）ジシラン、ビス（アミノシクロヘキシル）ジゲルマ
ン、ビス（アミノシクロブチル）ジシラン、ビス（アミ
ノフェニル）トリシラン、ビス（アミノフェニル）テト
ラシラン、ジアミノジシラン、ジアミノトリシラン、ジ
アミノテトラシランなどが挙げられる。

【００１９】また、酸二無水物としては、例えばビス
（テトラヒドロ無水フタル酸）ジシラン、ビス（無水フ
タル酸）ジシラン、ビス（テトラヒドロ無水フタル酸）
ジゲルマン、ビス（無水フタル酸）ジゲルマンなどが挙
げられる。

【００２０】エキシマ光照射源としては、従来のエキシ
マレーザーを用いることもできるが、エキシマランプを
用いることにより、低コストで比較的大面積を露光でき
るため、効率の高い生産プロセスによりパターン形成で
きる。

【００２１】

【作用】通常のレジストパターン形成は、成膜、露光、
現像というプロセスを経て行われる。しかし、本発明に
係るパターン形成は、露光と共に現像が進行する（これ
を自己現像と呼ぶ）ので、成膜、露光のみでパターン形
成を行なうことができ、現像プロセスを削減できると云
う特徴がある。したがって、本発明のパターン形成方法
は、エキシマ光照射により露光部の薄膜が気化し、露光
と同時に現像が進行する自己現像効果を利用するもので
ある。

【００２２】ポリイミドあるいはポリアミド酸の主鎖に
含有されるＳｉ−Ｓｉ結合および／またはＧｅ−Ｇｅ結
合は、紫外領域波長の光に感光し、結合を解裂する性質
を持つ。この性質を利用し、レジストとしての感度向上
を実現する。すなわち、これらの結合は感光基となるも
のであり、主鎖に含まれる数が多いほど感度が高くなる
傾向にある。なお、Ｇｅ−Ｇｅ結合は、遠紫外光に対し
てＳｉ−Ｓｉ結合よりもさらに高い感度で結合解裂反応
を行うので、自己現像速度が速く、高感度レジストとな
る。

【００２３】本発明の感光性有機高分子薄膜として用い
るポリイミドあるいはポリアミド酸は、露光時に大気か
ら受ける影響が大きいので、露光時の雰囲気設定が重要
である。主鎖に含有され、感光基を形成するＳｉ−Ｓｉ
結合やＧｅ−Ｇｅ結合は、大気中の酸素や水と反応し易
く、それらの酸素と反応してＳi−Ｓi結合がＳi−Ｏ−
Ｓiに、Ｇｅ−Ｇｅ結合がＧｅ−Ｏ−Ｇｅに変質し、感
度が著しく低下する。

【００２４】したがって、露光処理は、真空中あるいは
酸素を含まないガス雰囲気中で行うことが望ましい。こ
れにより、大気から受ける影響を抑え、エキシマ光照射
時の露光部のレジスト膜最表面における化学変化と物理
変化とを最適化することができ、レジスト膜の気化反応
を促進することができる。特に減圧下を含む真空中での
露光は、酸素の導入防止と、露光により高分子から解裂
した低分子生成物を露光雰囲気外に排気、除去する作用
とを有しており、さらには大気からのコンタミネーショ
ンや温度変化による膜質の変化等、環境から受ける影響
をも抑制できるので、再現性良く自己現像を行うことが
でき好ましい。

【００２５】露光光源としては、エキシマレーザーも使
用できるが、エキシマランプを用いる場合には、より広
い露光面積が得られるので、高スループットおよび低コ
ストを可能にし、実用的で好ましい。エキシマランプと
は、エキシマレーザーとは異なり、誘電体バリア放電、
マイクロ波無電極放電、過渡放電等を励起源として利用
するものがある。波長選択性に優れ、比較的広い露光面
積を得られることを特徴とする。望ましくは、誘電体バ
リア放電を利用するものを用いる。

【００２６】このエキシマ光照射による露光時に、基板
を加熱することは、自己現像量をさらに大きくする効果
がある。レジストの分解反応及び気化反応は、光反応で
あると同時に熱反応でもあるため、基板を介してレジス
ト膜に例えば１００〜３００℃程度の熱を加えることに
よりその反応を促進することができる。

【００２７】また、このレジスト膜の下層に、プラズマ
耐性の異なる薄膜を形成した構成をもつ場合、上層のレ
ジスト膜に形成された所定のパターンを、ドライエッチ
ングにより下層に転写することで、下層の被加工薄膜を
高精度で加工することができる。ドライエッチングに際
して、反応性プラズマを用いる場合、下層の被加工膜が
有機膜あるいは炭素膜のときには、加工性の点から酸素
プラズマを用いることが望ましい。また、下層の被加工
膜がシリコン膜、あるいは例えば配線導体を構成する他
の金属膜のときには、例えばＳＦ₆等のハロゲン系ガス
のプラズマを用いることが望ましい。

【００２８】また、主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合および／また
はＧｅ−Ｇｅ結合を含有するポリアミド酸あるいはポリ
イミドは、前述した通りジアミンと酸二無水物とを反応
させる周知の製造方法により容易に得られるが、とりわ
けこれら両モノマを気相反応させて薄膜として基板上に
析出させる蒸着重合法が優れている。この方法は、減圧
下で原料モノマーを加熱蒸発させ重合膜として基板上に
析出させる方法であり、比較的低エネルギーしか加わら
ないため、原料モノマー中の感光基を確実に保持した状
態で重合膜が得られる。すなわち、原料モノマであるジ
アミンおよび酸二無水物の少なくとも一方が含有するＳ
ｉ−Ｓｉ結合および／またはＧｅ−Ｇｅ結合を損なうこ
となく重合膜を得ることができる成膜手法である。

【００２９】また、蒸着重合法のように気相成膜により
成膜を行う場合には、成膜後にレジスト膜を大気にさら
すことなく真空中、あるいはその他の酸素を含まないガ
ス中に保持して露光を行う場合には、レジストの成膜か
らエキシマ光照射によるパターン形成までの工程を一貫
して基板を外気にさらさないで処理できるので、酸化等
の膜質変化の他に大気からのコンタミネーションや温度
変化等の不安定要因を削減できるため、レジストの感光
性を高く保ち、高精度のパターン形成が可能となる。

【００３０】また、リソグラフィープロセス全てを一貫
して真空槽内で行えば、大気からのコンタミネーション
を抑えて製造歩留まりを向上できる。一方、大気のクリ
ーン度を維持するためにクリーンルーム設備に要するコ
ストは多大であるが、上記のように基板を途中で外気に
さらさないプロセスであれば、クリーンルームのクリー
ン度を低減することもできるため、設備の低コスト化を
期待できる。さらに、従来のプロセスに比べて有機溶媒
の廃液を大幅削減できる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
具体的に説明する。〈実施例１〉図１は、レジストパタ−ン形成工程を示し
た断面図であり、以下、この工程図にしたがって順次説
明する。図１（ａ）工程は、レジスト膜の形成工程を示
しており、直径３インチのシリコンウェハ基板２上に、
レジスト膜１を次の手順で形成した。先ず、レジスト母
材となる感光性有機高分子の形成であるが、酸二無水物
としてピロメリット酸二無水物を、ジアミンとしてビス
（４−アミノフェニル）テトラメチルジシランをモノマ
ー原料とし、周知の溶液中での合成法にしたがいポリア
ミド酸を合成した。このポリアミド酸溶液を基板上に塗
布し、１００℃で乾燥して膜厚１.５７μｍのポリアミ
ド酸の薄膜を形成し、レジスト膜１とした。なお、得ら
れたポリアミド酸は、重量平均分子量９８００であり、
その主鎖にはＳｉ−Ｓｉ結合を平均１９個含有してい
た。

【００３２】図１（ｂ）は、露光工程を示しており、次
の露光条件で露光し、レジストパターンを形成した。窒
素ガス気流中、室温の条件下で、このレジスト膜１に、
図示されていない１０μｍ幅のラインアンドスペースの
縞模様パタ−ンを有するフォトマスクを配置して波長２
４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーを２Ｊ／ｃｍ²照射
した。その結果、ポジ形のレジストパターン１ａが形成
された。この露光部１ｂの膜厚は０.２８μｍに減少し
ていた（膜の除去率８２％）。すなわち、自己現像効果
により露光部の膜厚を減少させてポリアミド酸膜のパタ
ーンを形成することができた。なお、この場合の露光条
件では、露光部１ｂにわずかなレジスト膜が残存した
が、照射量を４Ｊ／ｃｍ²とすることにより完全に除去
することができた。

【００３３】露光部１ｂのレジスト膜を一部残すか、完
全に除去するかは、この膜の利用方法により適宜選択す
ればよい。例えばドライエッチングによる下地加工のレ
ジストマスクとする場合には、エッチング過程でこの残
存膜も除去されてしまうので、レジストパターン形成工
程で完全に除去しなくとも問題はない。しかし、このレ
ジストパターン１ａを、そのまま薄膜素子等の層間絶縁
膜として利用し、この絶縁層の上下の配線層と電気的に
接続させる必要がある場合には、残存膜があると配線接
続の妨げになるので完全に除去する必要がある。

【００３４】この例では、露光時のレジスト膜１をポリ
アミド酸としたが、さらに例えば２５０℃に加熱処理し
て、ポリイミド膜にしてから露光しても同様の結果が得
られる。ただし、自己現像作用の上からはポリアミド酸
の状態で露光した方が、樹脂の分解が促進され効果が大
きい傾向にある。また、このレジストパターン１ａを実
際にエッチングマスクや多層配線の層間絶縁膜として使
用する場合には、膜強度を向上させるためにポリアミド
酸を加熱処理等で反応させてポリイミドにすることが望
ましい。

【００３５】〈比較例１〉実施例１に対する比較例とし
て比較例１を説明する。ここで用いるポリアミド酸ある
いはポリイミドは、Ｓｉ−Ｓｉ結合を含有していない。
すなわち、製造工程は、基本的に実施例１と同一である
が、ポリアミド酸を合成するモノマーが異なり、ピロメ
リット酸二無水物とビス（４−アミノフェニル）メタン
とを用いて溶液中で合成しポリアミド酸を得た。この溶
液を図１（ａ）の工程にしたがって基板上に塗布し、膜
厚２.０３μｍのポリアミド酸薄膜１を形成した。次い
で、図１（ｂ）工程においては、このレジスト膜１に、
実施例１と同様のフォトマスクを配置して波長２４８ｎ
ｍのＫｒＦエキシマレーザーを２０Ｊ／ｃｍ²照射し露
光した。その結果としてポジ形のパターンが得られた
が、露光部の膜厚は１.３２μｍ（膜の除去率３５％）
であり、表層のみしか解像されていなかった。ちなみに
上記実施例での膜の除去率は８２％であり、極めて高い
感度を有しており、主鎖に含有されたＳｉ−Ｓｉ結合の
感度に与える有効性が明らかである。

【００３６】また、実施例１と同様にポリアミド酸を２
５０℃に加熱処理してポリイミド膜としてから同様の条
件で露光しても、ポリアミド酸の場合と大差なく、実施
例１のようにＳｉ−Ｓｉ結合を含有する場合と比べて著
しく感度が低かった。

【００３７】〈実施例２〉この例は、Ｇｅ−Ｇｅ結合を
持つレジストパタ−ンを基板上に作成する具体的を示す
ものであるが、ポリアミド酸を合成する際のモノマーの
一部を変更したのを除き、基本的には実施例１の場合と
同様である。先ず、図１（ａ）工程に示すように、直径
３インチのシリコンウェハ基板２上に、レジスト膜１を
次の手順で形成した。酸二無水物として実施例１と同様
のピロメリット酸二無水物、ジアミンとして実施例１と
は異なるビス（４−アミノフェニル）ジゲルマンを用い
て溶液中で合成し、Ｇｅ−Ｇｅ結合を含有するポリアミ
ド酸を合成した。この溶液を基板上に塗布し、レジスト
膜１とした。なお、得られたポリアミド酸は、重量平均
分子量約５０００であり、その主鎖にはＧｅ−Ｇｅ結合
を約９個含有していた。

【００３８】この推積物を２５０℃に加熱処理して１.
９０μｍの厚さのポリイミド膜を得、レジスト膜１とし
た。

【００３９】次に図１（ｂ）工程に示すように、このレ
ジスト膜１に図示されていない１０μｍ幅のラインアン
ドスペースの縞模様パタ−ンを有するフォトマスクを配
置し、実施例１と同様の露光雰囲気下で、波長２４８ｎ
ｍのＫｒＦエキシマレーザーを２Ｊ／ｃｍ²照射した。
その結果、ポジ形のレジストパターン１ａが形成され
た。露光部の膜厚は０.１０μｍに減少していた（膜の
除去率９４．７％）。すなわち、自己現像によりポリイ
ミド膜のパターン１ａを形成することができた。このレ
ジストパターン１ａをそのまま薄膜素子等の絶縁膜とし
て、また下地のパターン形成用レジスト膜として利用す
ることができる。

【００４０】ここで用いるゲルマニウム化合物は、ケイ
素化合物に比べて高価であることから、材料コストは比
較的大きくなる。しかし、エキシマ光照射時の分解能は
ゲルマニウムの方が高いので、レジストの感度はケイ素
含有の場合より高い。

【００４１】〈実施例３〉この例は、主鎖にＳｉ−Ｓｉ
結合を含有するポリイミドを感光性有機高分子薄膜とす
るレジストパターンを用いて、下地の炭素膜をパターン
化する具体例を示すものであり、以下、図２の断面工程
図を用いて順次説明する。

【００４２】先ず、図２(ａ）工程において、直径３イ
ンチのシリコウェハ基板２上に厚さ１.０μｍの炭素膜
３をスパッタリングにより形成した。さらに図２(ｂ）
工程において、この上に実施例１と同様にしてレジスト
膜１を形成した。このとき得られたポリイミドの膜厚は
１.８２μｍであった。次に図２(ｃ）工程において、こ
のレジスト膜１に実施例１と同じフォトマスクを設置
し、同一の露光雰囲気中で、波長２２２ｎｍのＫｒＣｌ
エキシマランプ光により２Ｊ／ｃｍ²照射し、ポジ型パ
ターンのレジスト膜１ａを得た。

【００４３】続いて、図２(ｄ）工程において、このレ
ジストパターン１ａをマスクにして、酸素プラズマによ
る反応性イオンエッチング（以下、ＲＩＥと略称）を行
った。エッチング条件は、パワー２５０Ｗ、酸素ガス圧
力３.０Ｐａ、酸素ガス流量５０ｍｌ／ｍｉｎであっ
た。その結果、炭素膜３が選択的に除去されて、レジス
トパターン１ａのない部分の基板２が露出した。この時
のエッチングレートを計算したところ、レート比は約１
２（炭素膜３／レジスト膜１ａ）であった。次に、図２
(ｅ）工程において、アルカリ水溶液を用いて残存レジ
スト膜１ａを除去し、炭素膜３のパターン３ａを基板２
上に得た。

【００４４】以上のようにして形成した炭素パターン３
ａの基板面内２０箇所の寸法ばらつきは９.５±０.４μ
ｍであり、優れた加工精度であった。また、炭素パター
ン側壁へのレジストの再付着も認められなかった。

【００４５】以上のようにレジスト膜１の下層にプラズ
マ耐性の異なる薄膜を形成し、レジストパターン１ａを
ドライエッチングにより下層３に転写することで、被加
工薄膜を高精度で加工することができた。この実施例に
使用したレジスト膜１はケイ素を含有する。ケイ素は酸
素プラズマ耐性が高いため、下層の炭素膜３を高い選択
性でパターン化することができた。

【００４６】〈実施例４〉この例も実施例１と同様に、
主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合を含有するポリアミド酸、もしく
はポリイミドの薄膜を感光性有機高分子薄膜とするレジ
ストパターンの形成方法について説明するものである。
ただし、この例では、実施例１の溶液による合成方法の
代わりに原料モノマーを加熱蒸発させて重合させる蒸着
重合方法（気相成膜）を採用した点で合成法が異なる。

【００４７】再び図１を用いて具体的に説明すると、図
１（ａ）工程において、先ず、酸二無水物としてエチレ
ングリコールジ無水トリメリテット酸エステル、ジアミ
ンとしてビス（４−アミノフェニル）テトラフェニルジ
シラン（これらは何れも実施例１とは異なるモノマー）
を、別々に真空装置内に設置し、１×１０^-4Ｐａ以上の
真空度に排気後、エチレングリコールジ無水トリメリテ
ット酸エステルを１５０℃に、ビス（４−アミノフェニ
ル）テトラフェニルジシランを８０℃にそれぞれ加熱し
て、３０分間蒸発させ、４０℃に加熱した直径３インチ
のシリコンウェハ基板２上に推積させた。この推積物を
２００℃に加熱処理して０.６５μｍの厚さのポリイミ
ド膜を得、レジスト膜１とした。得られたポリイミドの
重量平均分子量は、約６５００であり、主鎖に含まれる
Ｓｉ−Ｓｉ結合は、平均７個であった。

【００４８】次いで、図１（ｂ）工程において、このレ
ジスト膜１に、実施例１と同様のフォトマスクを配置し
て、基板２を１５０℃に加熱し、波長２２２ｎｍのＫｒ
Ｃｌエキシマランプ光を２Ｊ／ｃｍ²照射、露光し、レ
ジストパターン１ａを形成した。なお、露光時の雰囲気
は窒素ガス気流中とした。露光部１ｂの膜厚は０.０８
μｍであった（膜の除去率８８％）。エキシマ光照射時
に基板を加熱することにより、自己現像量を大きくする
ことができた。

【００４９】なお、この例では蒸着重合方法により合成
されたポリアミド酸を、２００℃で加熱処理してポリイ
ミドとしたレジスト膜について露光処理したが、露光は
加熱処理前のポリアミド酸の状態で行なってもよく、む
しろ自己現像効果は、ポリアミド酸の状態の方が大き
い。

【００５０】〈実施例５〉この例は、主鎖にＳｉ−Ｓｉ
結合を含有するポリイミドを感光性有機高分子薄膜とす
るレジストパターンを用いて、下地の炭素膜をパターン
化する具体例を示すものであり、実施例３と類似の工程
をとるが、ポリイミドの合成を溶液合成から蒸着重合方
法（気相成膜）とした点で異なっている。以下、図２の
断面工程図を引用して順次説明する。

【００５１】先ず、図２（ａ）に示すように、直径３イ
ンチのシリコンウェハ基板２上に、被加工膜である炭素
膜３をスパッタ法により約１μｍの厚さに形成した。次
いで、図２（ｂ）に示すように、この基板を真空雰囲気
中に保持して搬送し、蒸着重合を行う真空槽に設置し
た。ビス（テトラヒドロ無水フタル酸）シランとビス
（４−アミノフェニル）ジメチルジシランを別々に設置
し、１×１０^-4Ｐａ以上の真空度に排気後、酸二無水物
を２１０℃に、ビス（４−アミノフェニル）ジメチルジ
シランを１００℃にそれぞれ加熱して、３０分間蒸発さ
せ、炭素膜３の上に推積させた。この推積物を２５０℃
に加熱処理して０.７４μｍの厚さのポリイミド膜を
得、レジスト膜１とした。得られたポリイミドの重量平
均分子量は、約５２００であり、主鎖に含まれるＳｉ−
Ｓｉ結合は、平均９個であった。

【００５２】図２（ｃ）に示すように、このレジスト膜
１に、実施例１と同様のフォトマスクを配置して、真空
雰囲気下にて波長１７２ｎｍのＸｅ₂エキシマランプ光
を２Ｊ／ｃｍ²照射、露光した。その結果、ポジ形のレ
ジストパターン１ａが形成され、照射領域１ｂの炭素膜
３が露出した。

【００５３】次に、図２（ｄ）に示すように、炭素膜を
酸素のＲＩＥによって選択的にエッチングし、炭素膜パ
ターン３ａを形成した。エッチング条件は、パワー２０
０Ｗ、酸素ガス圧力３.０Ｐａ、酸素ガス流量５０ｍｌ
／ｍｉｎであった。この時のエッチングレート比は、１
３.５（炭素膜３／レジスト膜１ａ）であった。このよ
うにして形成した炭素膜３ａのラインアンドスペースパ
ターンの線幅を測定したところ、基板面内２０箇所の寸
法ばらつきは９.１±０.７μｍであり優れた精度をもっ
ていた。また、パターン形状も良好であり、異物の付着
量は少なかった。

【００５４】このように蒸着重合によりレジスト膜１を
真空槽内で形成し、気相成膜後にレジスト膜を大気にさ
らすことなく真空中に保持して露光を行うことにより、
膜表面が大気から受けるコンタミネーションあるいは酸
化等の膜質変化を抑制できた。最後に図２(ｅ）工程
に示すように、アルカリ水溶液を用いて残存レジスト膜
１ａを除去し、炭素膜３のパターン３ａを基板２上に得
た。

【００５５】〈実施例６〉この例は、シリコンを被加工
膜とするパターン形成方法について説明するものであ
り、実施例５と同様にして（ただし、炭素膜３の形成工
程は省略）、直径３インチのシリコンウェハ基板２上
に、ビス（テトラヒドロ無水フタル酸）シランとビス
（４−アミノフェニル）ジメチルジシランとを原料モノ
マーとして用いて３０分間蒸着重合を行い、加熱処理
後、基板上に０.６３μｍの厚さのポリイミド膜を得、
レジスト膜１とした〔図２（ｂ）に相当〕。得られたポ
リイミドの重量平均分子量は、約５６００であり、主鎖
に含まれるＳｉ−Ｓｉ結合は、平均１０個であった。

【００５６】このレジスト膜１に、１００μｍ幅のライ
ンアンドスペースのパタ−ンを有するフォトマスクを配
置して、露光雰囲気を減圧下の真空中とし、波長１７２
ｎｍのＸｅ₂エキシマランプ光を２Ｊ／ｃｍ²照射、露光
した。その結果としてポジ形のレジストパターン１ａが
形成された〔図２（ｃ）に相当〕。露光部１ｂの膜厚は
０.１３μｍであった（膜の除去率７９％）。

【００５７】次に、ＳＦ₆ガスを用いてＲＩＥによって
シリコンウェハ２の表面をエッチングした。エッチング
条件は、パワー１５０Ｗ、ＳＦ₆ガス圧力３.０Ｐａ、Ｓ
Ｆ₆ガス流量５０ｍｌ／ｍｉｎであった。この時のエッ
チングレート比は、約１０（シリコン２／レジスト膜１
ａ）であった。このようにして、シリコンウェハ２の表
面に深さ約２μｍの溝を形成した。すなわち、レジスト
膜１のパターン１ａをシリコンウェハ表面に転写した。

【００５８】このレジスト膜は、主鎖にシリコンを含有
するが、有機膜でもあることから、ハロゲン系のガスプ
ラズマに対する耐性がある。よって、ＳＦ₆ガスの反応
性イオンエッチングによってシリコンをパターン化する
際のレジストマスクとすることができた。

【００５９】最後に図２(ｅ）工程に示すように、アル
カリ水溶液を用いて残存レジスト膜１ａを除去した。

【００６０】〈実施例７〉この例は、実施例５とほぼ同
様の工程により、ドライ一貫リソグラフィーにより、基
板上に形成した炭素膜をレジストパターンを用いてパタ
ーン化する具体例を、図４に示した製造装置の平面図に
したがって説明する。先ず、装置の概要について説明す
ると、このドライ一貫リソグラフィー装置は、試料基板
の搬入出口となる真空槽である搬入出口室Ａ、基板表面
の脱気を行う真空槽である表面処理室Ｃ、炭素膜を成膜
するスパッタ成膜室Ｄ、蒸着重合（ポリアミド酸の合
成）を行うレジスト成膜室Ｅ、ポリアミド酸をイミド化
するベーク室Ｆ、エキシマ光照射を行う露光室Ｇ、反応
性イオンエッチングを行うエッチング室Ｈ、およびレジ
スト除去室Ｉが、それぞれ専用の真空チャックゲートバ
ルブａ２、及びｃ１〜ｉ１を介して搬送室Ｂに接続され
ている。ａ１は搬入出口室Ａに設けられた試料基板の搬
入出口ゲートバルブである。

【００６１】パターン形成の手順は、先ず、ゲートバル
ブａ１を開いて搬入出口室Ａに試料基板２を設置し、真
空排気を十分行った後に搬送室Ｂとの間のゲートバルブ
ａ２を開けて搬送室Ｂへ基板２を搬送する。搬入出口室
Ａとの間のゲートバルブａ２を閉じ、基板表面のクリー
ニングを行う真空槽である表面処理室Ｃとの間のゲート
バルブｃ１を開けて、前記基板２を前記表面処理室Ｃへ
搬送する。搬送室Ｂとの間のゲートバルブｃ１を閉め
る。この真空槽Ｃにおいて、基板２を２００℃に加熱す
ることにより基板表面に付着したガスや水分を脱気させ
る。

【００６２】次に、搬送室Ｂとの間のゲートバルブｃ１
を開け、基板２を一旦搬送室Ｂに戻し、スパッタ成膜室
Ｄとの間のゲートバルブｄ１を開閉して基板２をスパッ
タ成膜室Ｄへ搬送し、設置する。これらの搬送は、基板
２を真空雰囲気中に保持して行われる。スパッタ成膜室
Ｄにおいて、基板２上に、被加工膜である炭素膜３をス
パッタ法により１.２μｍの厚さに形成した。

【００６３】次に、再びゲートバルブｄ１を開閉させて
搬送室Ｂを経由して基板２を蒸着重合成膜室Ｅへ搬送し
た。この成膜室Ｅでは、ビス（テトラヒドロ無水フタル
酸）ジメチルシランとビス（４−アミノフェニル）ジメ
チルジシランとを設置し、１×１０^-4Ｐａ以上の真空度
に排気後、酸二無水物を２２０℃に、ビス（４−アミノ
フェニル）ジメチルジシランを１００℃に加熱して、３
０分間蒸発させ、４０℃に加熱した基板上にポリアミド
酸を推積させた。この推積物を２５０℃に加熱処理して
０.６９μｍの厚さのポリイミド膜を得、レジスト膜１
とした。得られたポリイミドの重量平均分子量は、約６
２００であり、主鎖に含まれるＳｉ−Ｓｉ結合は、平均
１０個であった。

【００６４】この基板２を真空雰囲気中に保持して露光
室Ｇへ搬送し、このレジスト膜１に、１０μｍ幅のライ
ンアンドスペースのパタ−ンを有するフォトマスクを配
置し、室温下で波長２２２ｎｍのＫＣｌエキシマランプ
光を３Ｊ／ｃｍ²照射、露光し、ポジ形のレジストパタ
ーン１ａを得た。

【００６５】次に、この基板２を真空雰囲気中に保持し
てエッチング室Ｈへ搬送し、炭素膜３を酸素のＲＩＥに
よって選択的にエッチングし、レジストパターン１ａを
転写し、炭素膜パターン３ａを形成した。エッチング条
件は、パワー２５０Ｗ、酸素ガス圧力３.０Ｐａ、酸素
ガス流量５０ｍｌ／ｍｉｎであった。この時のエッチン
グレート比は、１２.５（炭素膜３／レジスト膜１ａ）
であった。

【００６６】このようにして形成した炭素膜３ａのライ
ンアンドスペースパターンの線幅を測定したところ、基
板面内２０箇所の寸法ばらつきは９.４±０.６μｍであ
り優れた精度をもっていた。また、パターン形状も良好
であり、異物の付着はほとんど見られなかった。また、
ドライエッチング処理であることから、従来の湿式エッ
チングの問題（乾燥および有機溶媒廃液の処理等）を解
消し、工程を大幅に削減できた。

【００６７】レジストの成膜からエキシマ光照射による
パターン形成までを一貫して真空槽内で処理し、基板を
外気にさらさないことにより、大気からのコンタミネー
ションを削減できた。したがって、歩留まりを向上でき
た。さらに、リソグラフィープロセス全てを一貫して真
空槽内で行えば、装置外の大気のクリーン度を低減する
ことができるため、クリーンルーム設備の低コスト化を
期待できる。

【００６８】〈実施例８〉この例は、露光時の基板加熱
の効果を検討したものである。実施例４と類似の蒸着重
合方法で、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とビス
（４−アミノフェニル）ジメチルジシランとを用いて重
合を行い、４０℃に加熱した直径３インチのシリコンウ
ェハ基板２上にポリアミド酸を推積させた。この推積物
を２００℃に加熱処理して０.５４μｍの厚さのポリイ
ミド膜を得、レジスト膜１とした。得られたポリイミド
の重量平均分子量は、約７７００であり、主鎖に含まれ
るＳｉ−Ｓｉ結合は、平均１５個であった。

【００６９】このレジスト膜１に、１０μｍ幅のライン
アンドスペースの縞模様パタ−ンを有するフォトマスク
を配置し、減圧下の真空雰囲気中で、基板を２００℃に
加熱した状態で、波長２２２ｎｍのＫｒＣｌエキシマラ
ンプ光を２Ｊ／ｃｍ²照射、露光し、レジストパターン
１ａを自己現像により形成した。露光部の膜厚は０.０
３μｍであった（膜の除去率９４．４％）。

【００７０】一方、同様にして蒸着重合を行い、加熱処
理して０.６１μｍの厚さのポリイミド膜を基板２上に
得、レジスト膜１とした。比較例のために、このレジス
ト膜１に、先と同様のフォトマスクを配置して、同様の
条件で露光した。ただし、この場合には露光時に基板加
熱は行わなかった。露光部の膜厚は０.１０μｍであっ
た（膜の除去率８１．５％）。

【００７１】これら両者の自己現像によるレジスト膜の
除去率を対比して見れば明らかなように、露光時に基板
を加熱した方の除去率が１２．９％増加し、自己現像量
を大きくできた。図３は、この露光時のエキシマ光照射
量とレジストの自己現像量の関係を、基板温度２００
℃、１００℃、及び室温の時について示したものであ
る。この特性曲線図から、露光時の基板温度が高い方
が、自己現像の速度および最終的自己現像量が大きくな
っていることがわかる。レジストの分解反応及び気化反
応は、熱反応でもあるため、基板加熱により促進され
る。

【００７２】〈実施例９〉この例は、Ｇｅ−Ｇｅ結合を
主鎖に含有するポリアミド酸、さらにはそれをイミド化
したレジストのパターン形成方法について説明するもの
である。レジスト膜の構成は異なるが、実施例４と同様
に蒸着重合によりレジスト膜を形成した。露光工程の内
容は異なるが手順が実施例１と類似しているので、ここ
でも図１の工程図を引用して説明する。

【００７３】図１（ａ）に示すように、先ず、直径３イ
ンチのシリコンウェハ基板２上に、ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物とビス（４−アミノフェニル）ジメチ
ルジゲルマンとを別々に真空装置内に設置し、１×１０
^-4Ｐａ以上の真空度に排気後、酸二無水物を２５０℃
に、ジゲルマンを１２０℃に加熱して、６０分間蒸発さ
せ、４０℃に加熱した基板上に推積させた。この推積物
を２００℃に加熱処理して０.６５μｍの厚さのポリイ
ミド膜を得、レジスト膜１とした。得られたポリイミド
の重量平均分子量は、約５２００であり、主鎖に含まれ
るＧｅ−Ｇｅ結合は、平均８個であった。

【００７４】図１（ｂ）に示すように、このレジスト膜
１に、１０μｍ幅のラインアンドスペースの縞模様パタ
−ンを有するフォトマスクを配置し、減圧下の真空雰囲
気中で、基板を２００℃に加熱した状態で、波長２２２
ｎｍのＫｒＣｌエキシマランプ光を２Ｊ／ｃｍ²照射、
露光し、自己現像によりレジストパターン１ａを形成し
た。露光部の膜厚は０.０３μｍであり、膜の除去率は
９５．４％に達した。

【００７５】〈実施例１０〉この例は、Ｓｉ−Ｓｉ結合
とＧｅ−Ｇｅ結合との両者を主鎖に含有するポリアミド
酸、さらにはそれをイミド化したレジストのパターン形
成方法について説明するものである。レジスト膜の構成
は異なるが、実施例４と同様に蒸着重合によりレジスト
膜を形成した。露光工程の内容は異なるが手順が実施例
１と類似しているので、ここでも図１の工程図を引用し
て説明する。

【００７６】図１（ａ）に示すように、先ず、直径３イ
ンチのシリコンウェハ基板２上に、ビス（テトラヒドロ
無水フタル酸）ジメチルジシランとビス（４−アミノフ
ェニル）ジメチルジゲルマンとを別々に真空装置内に設
置し、１×１０^-4Ｐａ以上の真空度に排気後、酸二無水
物を２５０℃に、ジゲルマンを１２０℃に加熱して、６
０分間蒸発させ、４０℃に加熱した基板上に推積させ
た。この推積物を２００℃に加熱処理して０.６５μｍ
の厚さのポリイミド膜を得、レジスト膜１とした。得ら
れたポリイミドの重量平均分子量は、約３０００であ
り、主鎖には平均４個のＳｉ−Ｓｉ結合と、平均４個の
Ｇｅ−Ｇｅ結合が含まれていた。

【００７７】図１（ｂ）に示すように、このレジスト膜
１に、１０μｍ幅のラインアンドスペースの縞模様パタ
−ンを有するフォトマスクを配置し、減圧下の真空雰囲
気中、基板を２００℃に加熱した状態で、波長２２２ｎ
ｍのＫｒＣｌエキシマランプ光を２Ｊ／ｃｍ²照射、露
光し、自己現像によりレジストパターン１ａを形成し
た。露光部の膜厚は０.０３μｍであり、膜の除去率は
９５．４％に達した。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により所期
の目的を達成することができた。すなわち、主鎖にＳｉ
−Ｓｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少なくとも一方を複
数個含有するポリアミド酸もしくはポリイミド薄膜を感
光性有機高分子薄膜とし、これにエキシマ光を酸素を含
まない雰囲気下で照射、露光することにより、自己現像
効果に基づいて高精度の微細パターン形成を高効率で実
現することを可能にした。また、露光の際に基板加熱を
行うことにより自己現像量を多くすることができた。さ
らにまた、露光を真空槽内で行うことにより、レジスト
感度およびその加工精度を向上させた。特に、気相成膜
法により本レジストを形成する場合には、レジスト成膜
からパターン形成に至までドライ一貫リソグラフィーを
実現可能にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すパターン形成方法の断
面工程図。

【図２】同じく他の実施例を示すパターン形成方法の断
面工程図。

【図３】同じく基板温度をパラメータとした露光量と自
己現像量との相関を示す特性曲線図。

【図４】同じくパターン形成方法の一実施例に使用した
ドライ一貫リソグラフィー装置の平面概略図。

【符号の説明】

１…レジスト膜、１ａ…露光により形成されたレジストパターン、１ｂ…露光現像領域、２…基板、３…被加工薄膜、炭素膜、３ａ…レジストパターン１ａを転写した被加工薄膜、炭
素膜等のパターン、Ａ…搬入出口室、Ｂ…搬送室、Ｃ…表面処理室、Ｄ…スパッタ成膜室、Ｅ…レジスト成膜室、Ｆ…ベーク室、Ｇ…露光室、Ｈ…エッチング室、Ｉ…レジスト除去室、ａ１…真空チャックゲートバルブ、ａ２…真空チャックゲートバルブ、ｃ１…真空チャックゲートバルブ、ｄ１…真空チャックゲートバルブ、ｅ１…真空チャックゲートバルブ、ｆ１…真空チャックゲートバルブ、ｇ１…真空チャックゲートバルブ、ｈ１…真空チャックゲートバルブ、ｉ１…真空チャックゲートバルブ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｆ 7/26 ５２１Ｈ０１Ｌ 21/027 21/312 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基板上に感光性有機高分子薄膜を形
成する工程と、この薄膜にエキシマ光を照射してフォト
エッチングする露光工程とを有して成るパターン形成方
法において、前記薄膜の形成工程を、その主鎖にＳｉ−
Ｓｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少なくとも一方の結合
を複数個含有するポリアミド酸もしくはポリイミドの薄
膜形成工程とし、前記露光工程を、酸素を含まない雰囲
気下で露光し、少なくともエキシマ光の露光による自己
現像効果に基づいて薄膜パターンを形成する工程として
成るパターン形成方法。
【請求項２】露光時の薄膜構成を、その主鎖にＳｉ−Ｓ
ｉ結合を複数個含有するポリアミド酸もしくはポリイミ
ドとして成る請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】露光時の薄膜構成を、その主鎖にＧｅ−Ｇ
ｅ結合を複数個含有するポリアミド酸もしくはポリイミ
ドとして成る請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項４】露光時の薄膜構成を、その主鎖にＳｉ−Ｓ
ｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合をそれぞれ複数個含有する
ポリアミド酸もしくはポリイミドとして成る請求項１記
載のパターン形成方法。
【請求項５】露光時の薄膜構成を、その主鎖にＳｉ−Ｓ
ｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少なくとも一方の結合を
複数個含有するポリアミド酸とし、露光後に加熱硬化し
てポリイミドとする工程を有して成る請求項１記載のパ
ターン形成方法。
【請求項６】露光時の雰囲気を、真空中もしくは不活性
ガス気流中として成る請求項１乃至５何れか一つに記載
のパターン形成方法。
【請求項７】露光時に基板を加熱保持した状態で、エキ
シマ光を照射、露光する工程として成る請求項１乃至６
何れか一つに記載のパターン形成方法。
【請求項８】所定の基板上に感光性有機高分子薄膜を形
成し、この薄膜にエキシマ光を照射、露光してレジスト
パターンを形成する工程と、このレジストパターンをマ
スクにして下地層をドライエッチングする工程とを有し
て成るパターン形成方法において、前記レジストパター
ンの形成工程を、その主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ
−Ｇｅ結合の少なくとも一方の結合を複数個含有するポ
リアミド酸もしくはポリイミドの薄膜形成工程と、この
薄膜を酸素を含まない雰囲気下で露光し、少なくともエ
キシマ光の露光による自己現像効果に基づいて薄膜パタ
ーンを形成する工程とで構成して成るパターン形成方
法。
【請求項９】露光時の薄膜を、その主鎖にＳｉ−Ｓｉ結
合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少なくとも一方の結合を複数
個含有するポリアミド酸で構成し、露光後に加熱硬化し
てポリイミドとする工程を有して成る請求項８記載のパ
ターン形成方法。
【請求項１０】所定の基板上に感光性有機高分子薄膜を
形成し、この薄膜にエキシマ光を露光してレジストパタ
ーンを形成する工程と、このレジストパターンをマスク
にして下地層をドライエッチングする工程と、レジスト
パターンを除去する工程とを有して成るパターン形成方
法において、前記レジストパターンの形成工程を、その
主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ−Ｇｅ結合の少なくと
も一方の結合を複数個含有するポリアミド酸もしくはポ
リイミドの薄膜形成工程と、この薄膜を酸素を含まない
雰囲気下で露光し、少なくともエキシマ光の露光による
自己現像効果に基づいて薄膜パターンを形成する工程と
で構成して成るパターン形成方法。
【請求項１１】レジストパターンを形成する工程におけ
る薄膜の構成を、その主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合およびＧｅ
−Ｇｅ結合の少なくとも一方の結合を複数個含有するポ
リアミド酸とし、露光後に加熱硬化してポリイミドとす
る工程を有して成る請求項１０記載のパターン形成方
法。
【請求項１２】基板上へのポリアミド酸もしくはポリイ
ミドの薄膜形成工程を、原料モノマーを加熱蒸発させて
重合させる蒸着重合方法により形成する工程として成る
請求項１乃至１１何れか一つに記載のパターン形成方
法。