JPS60222848A - パタ−ン形成方法 - Google Patents
パタ−ン形成方法Info
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- JPS60222848A JPS60222848A JP59078471A JP7847184A JPS60222848A JP S60222848 A JPS60222848 A JP S60222848A JP 59078471 A JP59078471 A JP 59078471A JP 7847184 A JP7847184 A JP 7847184A JP S60222848 A JPS60222848 A JP S60222848A
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- photosensitive
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- G03C5/00—Photographic processes or agents therefor; Regeneration of such processing agents
- G03C5/56—Processes using photosensitive compositions covered by the groups G03C1/64 - G03C1/72 or agents therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03C1/72—Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705
- G03C1/73—Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705 containing organic compounds
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- Materials Engineering (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はパターン形成方法に係り、特に高解像度を有し
、かつ加工寸法バラツキを抑制するに適したパターン形
成方法に関する。
、かつ加工寸法バラツキを抑制するに適したパターン形
成方法に関する。
従来のパターン形成方法においては、シリコンウェハな
どの基板上に感光性組成物の溶液を回転塗布して該組成
物の薄膜を形成し、これを現像処理して所望のパターン
を形成していた。ところで半導体の高集積化に伴なって
１μｍ以下の微細なパターンが要求されている。これを
達成するためには、感光性組成物層をうすくする必要が
あるが、回転塗布法では欠陥なしに０．１μｍ以下の薄
膜を形成することは困難である。
どの基板上に感光性組成物の溶液を回転塗布して該組成
物の薄膜を形成し、これを現像処理して所望のパターン
を形成していた。ところで半導体の高集積化に伴なって
１μｍ以下の微細なパターンが要求されている。これを
達成するためには、感光性組成物層をうすくする必要が
あるが、回転塗布法では欠陥なしに０．１μｍ以下の薄
膜を形成することは困難である。
また半導体での配線の多層化にともない、あらかじめパ
ターンを形成しである。段差を有する基板上に感光性組
成物層をもうける必要がある。しかし回転塗布法では段
差を有する表面にそって均一な厚さに膜を形成すること
は不可能である。
ターンを形成しである。段差を有する基板上に感光性組
成物層をもうける必要がある。しかし回転塗布法では段
差を有する表面にそって均一な厚さに膜を形成すること
は不可能である。
更に従来のレジストパターン形成技術において、現像後
のレジストパターンの寸法バラツキを抑制する（寸法精
度を向上する）ためには、露光装置の解像度を向上する
こと、および現像条件の厳密な制御が主に必要である。
のレジストパターンの寸法バラツキを抑制する（寸法精
度を向上する）ためには、露光装置の解像度を向上する
こと、および現像条件の厳密な制御が主に必要である。
しかし、高解像度化に伴いｎｙ６装置にかかわるコスト
の増加は避けられず、量産技術としての問題が生じる。
の増加は避けられず、量産技術としての問題が生じる。
また、現像条件を制御するにしても、現像にかかわる化
学種の流れや拡散についての制御はほとんど不可能であ
るから、早暁、現像寸法のバラツキの程度がパターン幅
に比して無視し得なくなることは明らかである。
学種の流れや拡散についての制御はほとんど不可能であ
るから、早暁、現像寸法のバラツキの程度がパターン幅
に比して無視し得なくなることは明らかである。
有機薄膜を得る他の方法としてＬａｎｇｍｕｉｒ −Ｆ
３１ ｏ ｄ ｇ ｅ ｔ； ｌ；法（Ｌ Ｂ法）が知
られている。これは単分子層を展開させた水面上で基板
を上下させ、単分子膜を基板−にに順次移しとる方法で
ある。こうして作製された０、１μｍ以下の薄膜に電子
線を照射して微細パターンを形成することも可能であり
Ｍｏ１．Ｃｒｙｓ＋：、ｌ、ｉｑ、Ｃｒｙｓ七、９６
３５３ （’８３） やＪ、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃ
ｉ、１８２６０３ （’８３）などにその記載がある。
３１ ｏ ｄ ｇ ｅ ｔ； ｌ；法（Ｌ Ｂ法）が知
られている。これは単分子層を展開させた水面上で基板
を上下させ、単分子膜を基板−にに順次移しとる方法で
ある。こうして作製された０、１μｍ以下の薄膜に電子
線を照射して微細パターンを形成することも可能であり
Ｍｏ１．Ｃｒｙｓ＋：、ｌ、ｉｑ、Ｃｒｙｓ七、９６
３５３ （’８３） やＪ、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃ
ｉ、１８２６０３ （’８３）などにその記載がある。
ところがこの方法で得られたパターンには欠陥が多く、
それらの欠陥には二種類あった。第一は空気中の塵埃に
よるものである。ＬＢ法では基板をゆっくり上下させる
ために基板は長時間空気中にさらされる。クラス１０の
クリーンルームで上記実験を行なったが、膜形成中に空
気中の塵埃が基板に付着したものと推察される。
それらの欠陥には二種類あった。第一は空気中の塵埃に
よるものである。ＬＢ法では基板をゆっくり上下させる
ために基板は長時間空気中にさらされる。クラス１０の
クリーンルームで上記実験を行なったが、膜形成中に空
気中の塵埃が基板に付着したものと推察される。
第二の欠陥は基板として用いたＳｉウェハの腐食による
ものであり、従来の回転塗布法では存在しなかったもの
である。３回蒸留した水を用いて膜形成を行なったが、
それでも電解質の混入が避けられず、これによってＳｉ
が腐食したと考えられる。
ものであり、従来の回転塗布法では存在しなかったもの
である。３回蒸留した水を用いて膜形成を行なったが、
それでも電解質の混入が避けられず、これによってＳｉ
が腐食したと考えられる。
以上の結果からＬ Ｂ法を半導体プロセスに適用するに
は量産性の点で問題が多いことがわかった。
は量産性の点で問題が多いことがわかった。
更に、このＬＢ法もまた段差を有する基板上への膜形成
は困難である。
は困難である。
本発明の目的は従来技術の問題点を克服し、高い寸法精
度を有する微細パターン形成方法を提供することにある
。更に段差を有する基板上においても同様のパターン形
成を実現する方法を提供することにある。
度を有する微細パターン形成方法を提供することにある
。更に段差を有する基板上においても同様のパターン形
成を実現する方法を提供することにある。
本発明者らの一部は、界面活性物質の真空蒸着によって
Ｌａｎｇｍｕｊｒ、 Ｂｌｏｄｇｅｔｔ：法によるもの
と同等の配向膜が得られることを見出し本発明を得た。
Ｌａｎｇｍｕｊｒ、 Ｂｌｏｄｇｅｔｔ：法によるもの
と同等の配向膜が得られることを見出し本発明を得た。
真空蒸着法は簿膜を得るには格好な手段であり、また膜
中で各分子が配向しているために電子線。
中で各分子が配向しているために電子線。
Ｘ線あるいは紫外光の照射によって膜中での構造変化が
すみやかに進行する。更に真空中で膜形成するために塵
埃の影響や基板の腐食による欠陥発生の恐れがないとい
う利点も有している。
すみやかに進行する。更に真空中で膜形成するために塵
埃の影響や基板の腐食による欠陥発生の恐れがないとい
う利点も有している。
実施例１
膜厚０ 、１ ｍｍのタンタルボートへの抵抗加熱によ
って下に示すω位に二重結合を有する一部カルボン酸（
ω−ＩＺｒｊｃｏｓｅｎｏｉｃ ａｃｊ、ｄ）をＳｔ基
板上に真空蒸着した。
って下に示すω位に二重結合を有する一部カルボン酸（
ω−ＩＺｒｊｃｏｓｅｎｏｉｃ ａｃｊ、ｄ）をＳｔ基
板上に真空蒸着した。
ＣＨ２＝ ＣＨ（ＣＨ２） ｑｏ ＣＯＯＨ真空装置内
の真空度は１．５Ｘ１０ ”Ｐａであり、Ｓｉウェハは
支持台と共に１１００ｒｐで回転させて膜厚の均一化を
図った。ウェハとボーととの最短距離は］Ｏｃｍである
。蒸着に際しては水晶振動子の固有振動数の変化をモニ
タし、蒸着速度が一定になるようにボートに流す電流値
を制御した。
の真空度は１．５Ｘ１０ ”Ｐａであり、Ｓｉウェハは
支持台と共に１１００ｒｐで回転させて膜厚の均一化を
図った。ウェハとボーととの最短距離は］Ｏｃｍである
。蒸着に際しては水晶振動子の固有振動数の変化をモニ
タし、蒸着速度が一定になるようにボートに流す電流値
を制御した。
６０分かけて蒸着した後、装置内を大気圧にもどしてウ
ェハをとり出した。
ェハをとり出した。
同時に有機薄膜を作製した複数のウェハのうち、一枚に
ついて多重干渉法で膜厚を測定したところ、０．３５μ
ｍであった。他の一枚についてＸ線回折を行なったとこ
ろ、配向性を示す回折パターンが得られた。残りの試料
に対して電子線描画装置により解像度テストパターンを
描画した。照射量は】μｃ／Ｃｍ２である。描画を終え
た試料をエタノールで現像したところ、公称０．２５μ
ｍラインー０．２５μｍスペースの最小くり返しパター
ンまでパターンが形成されていた。走査型電子顕微鏡で
ｍ察した限りでは、得られたパターンには欠陥が存在し
なかった。
ついて多重干渉法で膜厚を測定したところ、０．３５μ
ｍであった。他の一枚についてＸ線回折を行なったとこ
ろ、配向性を示す回折パターンが得られた。残りの試料
に対して電子線描画装置により解像度テストパターンを
描画した。照射量は】μｃ／Ｃｍ２である。描画を終え
た試料をエタノールで現像したところ、公称０．２５μ
ｍラインー０．２５μｍスペースの最小くり返しパター
ンまでパターンが形成されていた。走査型電子顕微鏡で
ｍ察した限りでは、得られたパターンには欠陥が存在し
なかった。
公称０．５μｍの孤立ラインについて、寸法精度に及ぼ
す現像時間の影響を調べた。結果を第１図に示す。横軸
はエタノールへの浸漬時間であり、同一ウエバ内の５０
点について測定したライン幅の平均値をたて軸に示した
。現像時間２０秒以上では寸法バラツキは同一ウエバ内
で０．０２７μｍであり、また平均ライン幅の現像時間
依存性が小さい。
す現像時間の影響を調べた。結果を第１図に示す。横軸
はエタノールへの浸漬時間であり、同一ウエバ内の５０
点について測定したライン幅の平均値をたて軸に示した
。現像時間２０秒以上では寸法バラツキは同一ウエバ内
で０．０２７μｍであり、また平均ライン幅の現像時間
依存性が小さい。
従って本発明によって寸法精度が従来技術に比べて約１
桁向−トし、また現像時間の裕度も大きくなっている。
桁向−トし、また現像時間の裕度も大きくなっている。
上記結果の理由は次の様に考えられる。蒸着膜において
は、各分子が基板に垂直な方向に配向している。従って
該薄膜を溶剤に浸漬した際に、溶剤の膜中への浸透速度
には異方性がある。即ち分子軸にそった厚み方向への浸
透速度は大きいが、側内方向へは容媒が浸透しにくい。
は、各分子が基板に垂直な方向に配向している。従って
該薄膜を溶剤に浸漬した際に、溶剤の膜中への浸透速度
には異方性がある。即ち分子軸にそった厚み方向への浸
透速度は大きいが、側内方向へは容媒が浸透しにくい。
そのために寸法精度が向上すると共に、現像時間依存性
が小さいと考えられる。
が小さいと考えられる。
実施例２
実施例１で蒸着に用いたω−Ｉ・リコセン酸は公知の方
法で合成したが、合成の一段階毎に精製をくり返して得
たものである。精製という過程を経ずに合成して得られ
たω−トリコセン酸を用いて実施例１と同様にパターン
を形成し、実施例１と同じ結果を得た。本実施例で用い
たωトリコセン酸は不純物を含むが、不純物によると思
われる記録感度や解像度の低下は認められなかった。
法で合成したが、合成の一段階毎に精製をくり返して得
たものである。精製という過程を経ずに合成して得られ
たω−トリコセン酸を用いて実施例１と同様にパターン
を形成し、実施例１と同じ結果を得た。本実施例で用い
たωトリコセン酸は不純物を含むが、不純物によると思
われる記録感度や解像度の低下は認められなかった。
実施例３
実施例１と同様の方法で形成したＳｔウェハ＋の一部カ
ルボン酸の蒸着膜に対し、電子線描画装置により解像度
テストパターンを描画した。照射量は０．５μｃ／ｃｍ
”であり、薄膜表面層のみが反応する照射量である。
ルボン酸の蒸着膜に対し、電子線描画装置により解像度
テストパターンを描画した。照射量は０．５μｃ／ｃｍ
”であり、薄膜表面層のみが反応する照射量である。
描画を終えた５枚の試料を、円筒型プラズマ処理装置内
に設置し、０２ ： ＣＦ４＝９ ： １の混合ガスを
導入して圧力を２００Ｐａに設定した後、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、現像
処理を２分間行なった。
に設置し、０２ ： ＣＦ４＝９ ： １の混合ガスを
導入して圧力を２００Ｐａに設定した後、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、現像
処理を２分間行なった。
現像後、形成されたパターンの残存膜厚を測定したとこ
ろ、０．４１μｍであった。現像されたパターンのうち
では公称０．２μｍラインー０．２μＩｎスペースの繰
り返しパターンが最小であった。公称０．５μｍの孤立
ラインについて、寸法精度を測長用走査型電子顕微鏡で
測定した結果、Ｉウェハ内５０点につき０．４８±０．
０２１μｍ （平均値上標準偏差×３）、ウェハ５枚に
つき０．４７０±０．０２９ｐｍの値が得られた。
ろ、０．４１μｍであった。現像されたパターンのうち
では公称０．２μｍラインー０．２μＩｎスペースの繰
り返しパターンが最小であった。公称０．５μｍの孤立
ラインについて、寸法精度を測長用走査型電子顕微鏡で
測定した結果、Ｉウェハ内５０点につき０．４８±０．
０２１μｍ （平均値上標準偏差×３）、ウェハ５枚に
つき０．４７０±０．０２９ｐｍの値が得られた。
従来技術によれば、寸法バラツキ（寸法測定値の標準偏
差の３倍を以て評価する。）は、同様な条件下で０．２
μｍ程度あったので、本発明により、それが約１桁抑制
されて、格段に寸法精度が向上したことは明らかである
。
差の３倍を以て評価する。）は、同様な条件下で０．２
μｍ程度あったので、本発明により、それが約１桁抑制
されて、格段に寸法精度が向上したことは明らかである
。
円筒型プラズマ処理装置においては、プラズマの分布が
不均一であるのが通常であるにもかかわらず、同一ウエ
バ内におけるバラツキも、複数のウェハ間にわたるバラ
ツキもきわめて小さいことは、本発明の方法によれば現
像条件に対する制御が緩やかであっても、高精度の加工
が可能であることを示している。
不均一であるのが通常であるにもかかわらず、同一ウエ
バ内におけるバラツキも、複数のウェハ間にわたるバラ
ツキもきわめて小さいことは、本発明の方法によれば現
像条件に対する制御が緩やかであっても、高精度の加工
が可能であることを示している。
実施例１の場合と同様に、プラズマによる現像プロセス
の場合においても現像の異方性が生じ、このために寸法
精度が向上したと考えられる。
の場合においても現像の異方性が生じ、このために寸法
精度が向上したと考えられる。
前述の実施例においては電子線照射によってパターンを
形成したが、照射源としてはこれに限られるものではな
く、紫外線、Ｘ線、イオン線なども適用可能である。
形成したが、照射源としてはこれに限られるものではな
く、紫外線、Ｘ線、イオン線なども適用可能である。
レジストを構成するために真空蒸着に供される有機物と
してはあらゆるものが用いられる。ただし高い記録感度
を得るためには該有機化合物が、その一端に極性基を有
し、他端に疎水基を有する界面活性物質であり、かつ分
子内に一つ以−Ｈの不飽和結合あるいは４級炭素を含む
ことが望ましい。
してはあらゆるものが用いられる。ただし高い記録感度
を得るためには該有機化合物が、その一端に極性基を有
し、他端に疎水基を有する界面活性物質であり、かつ分
子内に一つ以−Ｈの不飽和結合あるいは４級炭素を含む
ことが望ましい。
不飽和結合を有する界面活性物質としては、ω−トリコ
セン酸やジアセチレンモノカルボン酸などの不飽和モノ
カルボン酸及びその金属塩、α−オクタデシルアクリル
酸などのアクリル酸の長鎖誘導体、オクタデシルアクリ
レートやオクタデシルメタアクリレ−１−などのアクリ
ル酸やメタアクリル酸のエステルなどがあげられる。
セン酸やジアセチレンモノカルボン酸などの不飽和モノ
カルボン酸及びその金属塩、α−オクタデシルアクリル
酸などのアクリル酸の長鎖誘導体、オクタデシルアクリ
レートやオクタデシルメタアクリレ−１−などのアクリ
ル酸やメタアクリル酸のエステルなどがあげられる。
また、光分解に伴い構造異性化をするたとえば、０−キ
ノンジアジド化合物の長鎖誘導体も本発明の実施に良好
な材料である。
ノンジアジド化合物の長鎖誘導体も本発明の実施に良好
な材料である。
本発明による効果を以下に列記する。
（１）本発明によれば感光性組成物層の膜厚を小さくで
きるため、解像度の高いパターンが得られる。従来の回
転塗布法では０．２μｍ幅が限界であったが、０．０９
５μｍの膜厚の蒸着膜から０．１５μｍ幅のパターンが
得られた。膜厚を小さくすることによってより微細なパ
ターンの形成も可能である。
きるため、解像度の高いパターンが得られる。従来の回
転塗布法では０．２μｍ幅が限界であったが、０．０９
５μｍの膜厚の蒸着膜から０．１５μｍ幅のパターンが
得られた。膜厚を小さくすることによってより微細なパ
ターンの形成も可能である。
（２）感光性組成物層が膜厚方向に配向しているため現
像に異方性があり、寸法精度が従来技術に比べて約１桁
向上する。
像に異方性があり、寸法精度が従来技術に比べて約１桁
向上する。
（３）真空という清浄な雰囲気内で膜を形成するため欠
陥の少ないパターンが形成される。欠陥の発生びん度は
従来技術と同程度かそれ以下であり、ＬＢ法に比べると
、１桁以上、向上している。
陥の少ないパターンが形成される。欠陥の発生びん度は
従来技術と同程度かそれ以下であり、ＬＢ法に比べると
、１桁以上、向上している。
（４）不純物を含む蒸着材料からも、高感度でパターン
が形成される。ＬＢ法で配向膜を形成する際には、膜中
に不純物が含まれると配向が乱され感度が低下する。従
って充分に精製した材料を用いて膜を形成する必要があ
る。
が形成される。ＬＢ法で配向膜を形成する際には、膜中
に不純物が含まれると配向が乱され感度が低下する。従
って充分に精製した材料を用いて膜を形成する必要があ
る。
それに反して真空蒸着する際には、蒸気圧の高い不順物
は最初に蒸発し、蒸気圧の低い不順物はボートに残る。
は最初に蒸発し、蒸気圧の低い不順物はボートに残る。
従って真空蒸着法では精製しながら膜を形成することに
なり、単一成分の薄膜が得られる。
なり、単一成分の薄膜が得られる。
（５）実施例３に示したとおり、潜像形成のための照射
エネルギーとしてはレジスト表面層が反応するのに充分
な量であれば良いから、従来法における必要照射量の１
／２以下の照射量で良く、レジスト感度が向上したと同
等の効果が得られる。
エネルギーとしてはレジスト表面層が反応するのに充分
な量であれば良いから、従来法における必要照射量の１
／２以下の照射量で良く、レジスト感度が向上したと同
等の効果が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、感光性有機薄膜層への露光と現像によるパターン形
成方法において、被加工基板上への該有機薄膜の形成が
有機化合物の真空蒸着法によることを特徴とするパター
ン形成方法。 ２、上記有機薄膜を構成する有機化合物が、その一端が
親木基であり他端が疎水基であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のパターン形成方法。 ３、上記現像プロセスが、酸素を主成分とする低温ガス
プラズマ雰囲気でのプラズマ処理であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078471A JPH067545B2 (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078471A JPH067545B2 (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60222848A true JPS60222848A (ja) | 1985-11-07 |
| JPH067545B2 JPH067545B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=13662927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078471A Expired - Lifetime JPH067545B2 (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067545B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62247356A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-10-28 | ロクタイト．（アイルランド）．リミテツド | アニオン性重合可能モノマ−の蒸着フオトレジストの製造方法およびその製品 |
| JPS63240551A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 | Res Dev Corp Of Japan | 完全ドライリソグラフィー方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58112794A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-05 | Ricoh Co Ltd | 光学的情報記録媒体 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59078471A patent/JPH067545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58112794A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-05 | Ricoh Co Ltd | 光学的情報記録媒体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62247356A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-10-28 | ロクタイト．（アイルランド）．リミテツド | アニオン性重合可能モノマ−の蒸着フオトレジストの製造方法およびその製品 |
| JPS63240551A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-06 | Res Dev Corp Of Japan | 完全ドライリソグラフィー方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH067545B2 (ja) | 1994-01-26 |
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