JPS6041851B2 - パタ−ン形成方法 - Google Patents
パタ−ン形成方法Info
- Publication number
- JPS6041851B2 JPS6041851B2 JP52159900A JP15990077A JPS6041851B2 JP S6041851 B2 JPS6041851 B2 JP S6041851B2 JP 52159900 A JP52159900 A JP 52159900A JP 15990077 A JP15990077 A JP 15990077A JP S6041851 B2 JPS6041851 B2 JP S6041851B2
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- JP
- Japan
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- pattern
- resist
- radiation
- resist film
- substrate
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Classifications
-
- 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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/7045—Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体基板もしくはマスク基板の上のレジスト
膜にパターンを形成する方法の改良に関するものである
。
膜にパターンを形成する方法の改良に関するものである
。
従来、半導体基板もしくはマスク基板の上にエッチング
マスクとして働らくレジストパターンを形成する方法と
しては、フォトリソグラフィーが採用されていたが、近
年、半導体素子の高密度化、高集積化に伴ない微細パタ
ーンを形成し得る放射線リソグラフィーが注目されてい
る。
マスクとして働らくレジストパターンを形成する方法と
しては、フォトリソグラフィーが採用されていたが、近
年、半導体素子の高密度化、高集積化に伴ない微細パタ
ーンを形成し得る放射線リソグラフィーが注目されてい
る。
ところで、放射線リソグラフィーによるレジストパター
ン形成法は、半導体基板もしくはマスク基板に放射線感
応レジスト膜を被覆し、このレジスト膜に放射線を照射
してパターンを描画した後、現像処理を施してレジスト
膜にパターンを形成し、その後このレジストパターンを
マスクとしてエッチングし各基板に所望のパターンを蝕
刻、形成するものである。
ン形成法は、半導体基板もしくはマスク基板に放射線感
応レジスト膜を被覆し、このレジスト膜に放射線を照射
してパターンを描画した後、現像処理を施してレジスト
膜にパターンを形成し、その後このレジストパターンを
マスクとしてエッチングし各基板に所望のパターンを蝕
刻、形成するものである。
ここに用いる放射線感応レジストは高精度のレジストパ
ターンを形成し、かつエッチング時のマスクとしての機
能を保持させる観点から、塗膜特性が良好なこと、高感
度であること、高解像度であること、耐エッチング性が
良好なこと、等の特性が要求される。しかしながら、現
在、これらの特性を全て満足するレジストは存在しない
。たとえば、ポリメチルメタクリレートは塗布特性、解
像度が良好なものの、感度、耐エッチング性が充分満足
するものではない。また感度及び耐エッチング性を向上
するために、分子量数１００万以上にしたレジストが提
案されていノるが、塗布特性が著しく低い欠点を有する
。本発明は上記欠点を解消するためになされたもので、
上述した各々の特性を全て満足し、レジストパターン精
度を向上すると共に現像エッチング時の膜減りを防止し
、半導体基板、マスク基板のクエツチング精度（パター
ン精度）を著しく向上し得るパターン形成方法を提供し
ようとするものである。すなわち、本発明方法は半導体
基板もしくはマスク基板の上に、光架橋性ポジ型放射線
感応レジスト膜を被覆し、このレジスト膜全体に波長２
５００Ａ〜７５００Ａの光を照射した後、放射線を照射
して所望のパターン描画を行ない、ひきつづき現像処理
せしめることを特徴とするものである。
ターンを形成し、かつエッチング時のマスクとしての機
能を保持させる観点から、塗膜特性が良好なこと、高感
度であること、高解像度であること、耐エッチング性が
良好なこと、等の特性が要求される。しかしながら、現
在、これらの特性を全て満足するレジストは存在しない
。たとえば、ポリメチルメタクリレートは塗布特性、解
像度が良好なものの、感度、耐エッチング性が充分満足
するものではない。また感度及び耐エッチング性を向上
するために、分子量数１００万以上にしたレジストが提
案されていノるが、塗布特性が著しく低い欠点を有する
。本発明は上記欠点を解消するためになされたもので、
上述した各々の特性を全て満足し、レジストパターン精
度を向上すると共に現像エッチング時の膜減りを防止し
、半導体基板、マスク基板のクエツチング精度（パター
ン精度）を著しく向上し得るパターン形成方法を提供し
ようとするものである。すなわち、本発明方法は半導体
基板もしくはマスク基板の上に、光架橋性ポジ型放射線
感応レジスト膜を被覆し、このレジスト膜全体に波長２
５００Ａ〜７５００Ａの光を照射した後、放射線を照射
して所望のパターン描画を行ない、ひきつづき現像処理
せしめることを特徴とするものである。
本発明に使用する半導体基板としては、たとえばシリコ
ン基板単独、或いはこの基板上に酸化シリコン膜を設け
たもの、または該基板上に酸化シリコン膜、多結晶シリ
コン膜を順次設けたもの等を挙げることができ、マスク
基板としては透明ガラス板上に酸化鉄膜、クロム膜、あ
るいはクロム膜、クロム酸化膜を順次設けたもの等を挙
げることができる。
ン基板単独、或いはこの基板上に酸化シリコン膜を設け
たもの、または該基板上に酸化シリコン膜、多結晶シリ
コン膜を順次設けたもの等を挙げることができ、マスク
基板としては透明ガラス板上に酸化鉄膜、クロム膜、あ
るいはクロム膜、クロム酸化膜を順次設けたもの等を挙
げることができる。
本発明に使用する光架橋肚ポジ型放射線感応レジストと
しては、たとえば一般式Ｘ−Ｒ−Ｘ〔但し、式中のＸは
波長２５００Ａ〜７５００Ａの光によつて高分子物質と
結合反応を起こす官能基、Ｒは放射線により崩壊反応を
起こす鎖状炭化水素を示す〕の構造を有する有機化合物
を高分子中に混入したもの等を挙げることができる。
しては、たとえば一般式Ｘ−Ｒ−Ｘ〔但し、式中のＸは
波長２５００Ａ〜７５００Ａの光によつて高分子物質と
結合反応を起こす官能基、Ｒは放射線により崩壊反応を
起こす鎖状炭化水素を示す〕の構造を有する有機化合物
を高分子中に混入したもの等を挙げることができる。
上記一般式中のＸ（官能基）としては、たとえばアジド
基、ケイ皮酸基、アミド基等を挙げることがてき、とく
にアジド基は比較的安定で、かつ光照射により容易に分
解、ラジカル化し、他の高分子物質と結合し易いため有
効である。
基、ケイ皮酸基、アミド基等を挙げることがてき、とく
にアジド基は比較的安定で、かつ光照射により容易に分
解、ラジカル化し、他の高分子物質と結合し易いため有
効である。
また、上記一般式中のＲ（鎖状炭化水素）は主鎖の一部
に四級炭素原子を有するものが好ましく、具体的に．は
メチルメタクリレート、エチルメタアクリレート、プロ
ピルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、シア
ノメタアクリレート、メタアクリル酸、メタアクリロイ
ルクロライド、ポリイソブチレン等を挙げることができ
、勿論これらの構造！要素のみならず放射線に感応しな
い構造要素が主鎖の一部に含まれているものでもよい。
上記高分子物質としては、種々のものが使用できるが、
とくに二重結合を有する高分子物質が適しており、中で
も耐エッチング性が良好なブタジるエン、イソプレンゴ
ムが最適である。
に四級炭素原子を有するものが好ましく、具体的に．は
メチルメタクリレート、エチルメタアクリレート、プロ
ピルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、シア
ノメタアクリレート、メタアクリル酸、メタアクリロイ
ルクロライド、ポリイソブチレン等を挙げることができ
、勿論これらの構造！要素のみならず放射線に感応しな
い構造要素が主鎖の一部に含まれているものでもよい。
上記高分子物質としては、種々のものが使用できるが、
とくに二重結合を有する高分子物質が適しており、中で
も耐エッチング性が良好なブタジるエン、イソプレンゴ
ムが最適である。
なお上記有機化合物の一般式中のＸがアミド基の場合は
ＮＨないしＮＨ２を含有する高分子物質を用いることが
必要である。上記高分子物質に混合する一般式の有機化
合物量は高分子物質に対して１〜１０％程度にすること
が望ましい。
ＮＨないしＮＨ２を含有する高分子物質を用いることが
必要である。上記高分子物質に混合する一般式の有機化
合物量は高分子物質に対して１〜１０％程度にすること
が望ましい。
本発明における放射線のパターン描画手段としては、ビ
ームを走査すれば外部から容易にパターン形成が制御し
得る電子線を利用した直接パターン描画法、或いはレジ
スト膜と放射線源との間に所望パターンのマスクを介在
させてパターン形成を行なう電子線、Ｘ線、γ線、α線
、を利用したｊ間接パターン描画法が採用できる。しか
して、本発明は巨大高分子化されていない光架橋性ポジ
型放射線感応レジストを半導体基板もしくはマスク基板
に塗布するため、塗布特性が良好となり均質かつ均一厚
のレジスト膜を被覆で・きる。
ームを走査すれば外部から容易にパターン形成が制御し
得る電子線を利用した直接パターン描画法、或いはレジ
スト膜と放射線源との間に所望パターンのマスクを介在
させてパターン形成を行なう電子線、Ｘ線、γ線、α線
、を利用したｊ間接パターン描画法が採用できる。しか
して、本発明は巨大高分子化されていない光架橋性ポジ
型放射線感応レジストを半導体基板もしくはマスク基板
に塗布するため、塗布特性が良好となり均質かつ均一厚
のレジスト膜を被覆で・きる。
また、基板上の光架橋性ポジ型放射線感応レジスト膜全
体に光を照射することによつて、レジスト膜中の光エネ
ルギーで架橋反応を誘起する官能基が活性化されて、該
レジスト膜中の高分子物質同志を架橋して網目結合を形
成する、つまり”高分子化して耐薬品性が向上し、しか
もその後の放射線照射によるパターン描画時に照射部の
レジスト膜中の放射線崩壊剤である鎖状炭化水素が切断
されて低分子化するため、感度が向上すると共に、現像
時の解像度の向上、膜減りの改善化が図られ、高精度の
レジストパターンを形成できる。しかも得られたレジス
ストパターンは高分子化された耐エッチング性の優れた
ものであるため、このレジストパターンをマスクとして
基板をエッチングする場合、レジストパターンのエッチ
ング度合を抑制でき、高精度のエッチングパターンを基
板に形成できる。次に、本発明の実施例を説明する。
体に光を照射することによつて、レジスト膜中の光エネ
ルギーで架橋反応を誘起する官能基が活性化されて、該
レジスト膜中の高分子物質同志を架橋して網目結合を形
成する、つまり”高分子化して耐薬品性が向上し、しか
もその後の放射線照射によるパターン描画時に照射部の
レジスト膜中の放射線崩壊剤である鎖状炭化水素が切断
されて低分子化するため、感度が向上すると共に、現像
時の解像度の向上、膜減りの改善化が図られ、高精度の
レジストパターンを形成できる。しかも得られたレジス
ストパターンは高分子化された耐エッチング性の優れた
ものであるため、このレジストパターンをマスクとして
基板をエッチングする場合、レジストパターンのエッチ
ング度合を抑制でき、高精度のエッチングパターンを基
板に形成できる。次に、本発明の実施例を説明する。
実施例１
まず、β−ニトロメチルイソプロピルケトンに紫外線を
照射しながら２量化した試料のニトロ基を接触還元して
アミノ化し、さらにアジド化を行なつて得た有機化合物
を、分子量５万のシスー１●４−イソプレン環化ゴム１
０％ベンゼン溶解液にイソプレンに対してモル比で１：
１となるように混合して光架橋性ポジ型放射線感応レジ
スト液を調合した。
照射しながら２量化した試料のニトロ基を接触還元して
アミノ化し、さらにアジド化を行なつて得た有機化合物
を、分子量５万のシスー１●４−イソプレン環化ゴム１
０％ベンゼン溶解液にイソプレンに対してモル比で１：
１となるように混合して光架橋性ポジ型放射線感応レジ
スト液を調合した。
次いで、シリコン基板上に１μｍ厚のシリコン酸化膜を
設けた半導体基板に、上記レジスト液を厚さ１μｍとな
るように塗布し、乾燥してレジス卜膜を形成した後、こ
のレジスト膜に２００Ｗの高圧水銀灯にて該レジスト膜
から２０ｃＩｒ１隔てて窒素雰囲気中で３紛間紫外線の
全面照射を施し、ひきつづき電子線露光装置にセットし
、５×１０−４ｅＩｃＩｔの電子線を照射して所望のパ
ターン描画を行なつた。
設けた半導体基板に、上記レジスト液を厚さ１μｍとな
るように塗布し、乾燥してレジス卜膜を形成した後、こ
のレジスト膜に２００Ｗの高圧水銀灯にて該レジスト膜
から２０ｃＩｒ１隔てて窒素雰囲気中で３紛間紫外線の
全面照射を施し、ひきつづき電子線露光装置にセットし
、５×１０−４ｅＩｃＩｔの電子線を照射して所望のパ
ターン描画を行なつた。
しかして、上記パターン描画を施したレジスト膜を有す
る半導体基板、及び紫外線照射を行なわずにパターン描
画を施したレジスト膜を有する半導体基板（比較例）を
、夫々トルエンて約１分間現像処理したところ、実施例
１のレジスト膜は電子線照射部分のみが溶解除去されて
高精度のレジストパターンが形成されたのに対し、比較
例のレジスト膜は電子線未照射部分をも溶解除去されて
膜減りがはなはだしく精度の低いレジストパターンしか
得られなかつた。
る半導体基板、及び紫外線照射を行なわずにパターン描
画を施したレジスト膜を有する半導体基板（比較例）を
、夫々トルエンて約１分間現像処理したところ、実施例
１のレジスト膜は電子線照射部分のみが溶解除去されて
高精度のレジストパターンが形成されたのに対し、比較
例のレジスト膜は電子線未照射部分をも溶解除去されて
膜減りがはなはだしく精度の低いレジストパターンしか
得られなかつた。
また、上記実施例１のレジストパターンを有する半導体
基板を１３０℃で３０分間ポストベークした後、該レジ
ストパターンをマスクとして基板のシリコン酸化膜を弗
化アンモニウムでエッチングしたところ、サイドエッチ
ングの少ない良好なエッチングパターンが基板に形成さ
れた。
基板を１３０℃で３０分間ポストベークした後、該レジ
ストパターンをマスクとして基板のシリコン酸化膜を弗
化アンモニウムでエッチングしたところ、サイドエッチ
ングの少ない良好なエッチングパターンが基板に形成さ
れた。
実施例２
ガラス基板上に厚さ１０００Ａのクロム膜を被着したマ
スク基板に、前記光架橋性ポジ型放射線感応レジスト液
を厚さ７０００入となるように塗布し、乾燥してレジス
ト膜を被覆した後、このレジスト膜に前記実施例１と同
様に紫外線全面照射、電子線によるパターン描画、現像
処理を施しマスク基板上にレジストパターンを形成した
。
スク基板に、前記光架橋性ポジ型放射線感応レジスト液
を厚さ７０００入となるように塗布し、乾燥してレジス
ト膜を被覆した後、このレジスト膜に前記実施例１と同
様に紫外線全面照射、電子線によるパターン描画、現像
処理を施しマスク基板上にレジストパターンを形成した
。
しかして、レジストパターンを有するマスク基板を１３
０゜Ｃで３吟間ポストベークした後、該レジストパター
ンをマスクとしてマスク基板のクロム膜を四塩化炭素に
よるプラズマエッチングでエッチングしたところ、良好
なエッチングパターンがマスク基板に形成され、しかも
エッチング終了後も基板上に十分な厚さのレジストパタ
ーンが残存していた。
０゜Ｃで３吟間ポストベークした後、該レジストパター
ンをマスクとしてマスク基板のクロム膜を四塩化炭素に
よるプラズマエッチングでエッチングしたところ、良好
なエッチングパターンがマスク基板に形成され、しかも
エッチング終了後も基板上に十分な厚さのレジストパタ
ーンが残存していた。
実施例３
シリコンウェハー上に１μｍのシリコン酸化膜を被着し
た半導体基板上に、前記光架橋性ポジ型放射線感応レジ
スト液を厚さ５０００Ａとなるように塗布し、乾燥して
レジスト膜を被覆した後、このレジスト膜に２００Ｗの
高圧水銀灯にて該レジスト膜から２０ｃｍ隔てて窒素雰
囲気中て３紛間紫外線の全面照射を施し、ひきつづき石
英ガラス上のクロム層にパターニングされたマスクを介
して該レジスト膜から１０ｃｍ隔て、窒素雰囲気中でＸ
線を６紛間照射して所望のパターン描画を行なつた。
た半導体基板上に、前記光架橋性ポジ型放射線感応レジ
スト液を厚さ５０００Ａとなるように塗布し、乾燥して
レジスト膜を被覆した後、このレジスト膜に２００Ｗの
高圧水銀灯にて該レジスト膜から２０ｃｍ隔てて窒素雰
囲気中て３紛間紫外線の全面照射を施し、ひきつづき石
英ガラス上のクロム層にパターニングされたマスクを介
して該レジスト膜から１０ｃｍ隔て、窒素雰囲気中でＸ
線を６紛間照射して所望のパターン描画を行なつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板もしくはマスク基板の上に、光架橋性ポ
ジ型放射線感応レジスト膜を被覆し、このレジスト膜全
体に波長２５００〜７５００Åの光を照射せしめた後、
放射線を照射して所望のパターン描画を施し、ひきつづ
き現像処理せしめることを特徴とするパターン形成方法
。 ２ 光架橋性ポジ型放射線感応レジストとして、一般式
Ｘ−Ｒ−Ｘ〔但し、式中のＸは波長２５００〜７５００
Åの光エネルギーによつて高分子物質と結合反応を起こ
す官能基、Ｒは放射線により崩壊反応を起こす鎖状炭化
水素を示す〕の構造を有する有機化合物を高分子物質中
に混入してなるものを用い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 |
|---|---|---|---|
| JP52159900A JPS6041851B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52159900A JPS6041851B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5489578A JPS5489578A (en) | 1979-07-16 |
| JPS6041851B2 true JPS6041851B2 (ja) | 1985-09-19 |
Family
ID=15703616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52159900A Expired JPS6041851B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041851B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131403U (ja) * | 1989-04-07 | 1990-11-01 | ||
| JPH02268738A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Kanebo Ltd | 皮膚測定装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2768670B2 (ja) * | 1987-02-13 | 1998-06-25 | 株式会社東芝 | パターン形成方法 |
-
1977
- 1977-12-27 JP JP52159900A patent/JPS6041851B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131403U (ja) * | 1989-04-07 | 1990-11-01 | ||
| JPH02268738A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Kanebo Ltd | 皮膚測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5489578A (en) | 1979-07-16 |
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