JP2000039717A - レジストパターンの形成方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法および半導体装置の製造方法Info
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子線レジストを用いたレジストパターンの
形成方法および半導体装置の製造方法に関し、高感度を
実現することのできるレジストパターン形成方法を提供
することである。 【解決手段】 下地表面上に、一般式（１）を含むレジ
スト層を形成する工程と、 【化１】 ．．．．（１） 前記レジスト層にエネルギビームを照射して露光する工
程と、前記露光されたレジスト層を、一般式（２）を含
む現像剤で現像する工程と、 【化２】 ．．．．（２） を含む。
形成方法および半導体装置の製造方法に関し、高感度を
実現することのできるレジストパターン形成方法を提供
することである。 【解決手段】 下地表面上に、一般式（１）を含むレジ
スト層を形成する工程と、 【化１】 ．．．．（１） 前記レジスト層にエネルギビームを照射して露光する工
程と、前記露光されたレジスト層を、一般式（２）を含
む現像剤で現像する工程と、 【化２】 ．．．．（２） を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レジストパターン
の形成方法に関し、特に電子線レジストを用いたレジス
トパターンの形成方法および半導体装置の製造方法に関
する。
の形成方法に関し、特に電子線レジストを用いたレジス
トパターンの形成方法および半導体装置の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置において、集積度を向上した
り、動作速度を向上させようとすると、半導体素子の寸
法を縮小することが望まれる。このような微細化の要求
を満たすためには、パタニーングに用いられるリソグラ
フィ技術の分解能を上昇させる必要がある。分解能を向
上させるためには、波長の短いエネルギビームを用いる
ことが有効である。
り、動作速度を向上させようとすると、半導体素子の寸
法を縮小することが望まれる。このような微細化の要求
を満たすためには、パタニーングに用いられるリソグラ
フィ技術の分解能を上昇させる必要がある。分解能を向
上させるためには、波長の短いエネルギビームを用いる
ことが有効である。
【０００３】Ｘ線や電子線は、紫外線と比べ著しく短い
波長を有し、高分解能を実現することができる。電子線
露光は、さらに電子ビームをスキャンすることにより、
様々なパターンをプログラムに従って任意に描画するこ
とができる。
波長を有し、高分解能を実現することができる。電子線
露光は、さらに電子ビームをスキャンすることにより、
様々なパターンをプログラムに従って任意に描画するこ
とができる。
【０００４】電子線露光を利用した半導体装置の製造技
術の１つとして、化合物半導体を用いた高速素子のゲー
ト電極の作成がある。高電子移動度トランジスタなどの
高速素子の特性を向上させるためには、ゲート電極の開
口幅を狭くする必要がある。しかし、ゲート電極用開口
幅を単純に狭くすると、ゲート電極の抵抗が大きくなっ
てしまい、高速化が妨げられてしまう。
術の１つとして、化合物半導体を用いた高速素子のゲー
ト電極の作成がある。高電子移動度トランジスタなどの
高速素子の特性を向上させるためには、ゲート電極の開
口幅を狭くする必要がある。しかし、ゲート電極用開口
幅を単純に狭くすると、ゲート電極の抵抗が大きくなっ
てしまい、高速化が妨げられてしまう。
【０００５】この問題を解決する手段として、ゲート電
極をＴ字型電極で形成することが行なわれる。Ｔ字型電
極は、半導体基板と接する側で幅が狭く、上部にいくと
幅が広がった断面を有する電極である。ＨＥＭＴ等の化
合物半導体トランジスタのショットキゲート電極をＴ字
型電極で形成すると、半導体基板と接する実効ゲート電
極の幅を狭くし、かつゲート電極の抵抗を低減すること
が可能となる。
極をＴ字型電極で形成することが行なわれる。Ｔ字型電
極は、半導体基板と接する側で幅が狭く、上部にいくと
幅が広がった断面を有する電極である。ＨＥＭＴ等の化
合物半導体トランジスタのショットキゲート電極をＴ字
型電極で形成すると、半導体基板と接する実効ゲート電
極の幅を狭くし、かつゲート電極の抵抗を低減すること
が可能となる。
【０００６】Ｔ字型ゲート電極を形成するリソグラフィ
技術として、３層レジスト積層構造を用い、電子線を２
重に露光する技術が知られている。アルカリ可溶性層を
挟んで２層の電子線レジスト層を形成し、上層電子線レ
ジスト層用に広い幅の露光を行い、下層電子線レジスト
層用に狭い幅の露光を行なう。
技術として、３層レジスト積層構造を用い、電子線を２
重に露光する技術が知られている。アルカリ可溶性層を
挟んで２層の電子線レジスト層を形成し、上層電子線レ
ジスト層用に広い幅の露光を行い、下層電子線レジスト
層用に狭い幅の露光を行なう。
【０００７】広い幅の露光領域に対応させて上層電子線
レジスト層を現像し、中間のアルカリ可溶性層は上層電
子線レジスト層に形成された開口を介して現像し、下層
電子線レジスト層は狭い幅の露光領域に対応して現像す
る。
レジスト層を現像し、中間のアルカリ可溶性層は上層電
子線レジスト層に形成された開口を介して現像し、下層
電子線レジスト層は狭い幅の露光領域に対応して現像す
る。
【０００８】このような処理により、下部で開口幅が狭
く、上部で開口幅が広い複合形状の開口を有するレジス
トパターンを形成することができる。このようなレジス
トパターンを形成した後、ショットキゲート電極用電極
層を蒸着、スパッタリングなどによって形成し、積層レ
ジストパターンを除去すると共にその上の電極層をリフ
トオフすれば、複合形状のレジスト開口部に堆積したＴ
字型ショットキゲート電極が基板上に残る。
く、上部で開口幅が広い複合形状の開口を有するレジス
トパターンを形成することができる。このようなレジス
トパターンを形成した後、ショットキゲート電極用電極
層を蒸着、スパッタリングなどによって形成し、積層レ
ジストパターンを除去すると共にその上の電極層をリフ
トオフすれば、複合形状のレジスト開口部に堆積したＴ
字型ショットキゲート電極が基板上に残る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の３層レジストプ
ロセスによれば、下層電子線レジスト層の現像時に、上
層電子線レジスト層用の広い幅の電子線照射の影響が残
り、高解像度を実現することが困難であった。
ロセスによれば、下層電子線レジスト層の現像時に、上
層電子線レジスト層用の広い幅の電子線照射の影響が残
り、高解像度を実現することが困難であった。
【００１０】本発明の目的は、高感度を実現することの
できるレジストパターン形成方法を提供することであ
る。
できるレジストパターン形成方法を提供することであ
る。
【００１１】本発明の他の目的は、微細パターンを実現
する半導体装置の製造方法を提供することである。
する半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、下地表面上に、一般式（１）を含むレジスト層を形
成する工程と、
ば、下地表面上に、一般式（１）を含むレジスト層を形
成する工程と、
【００１３】
【化６】 ．．．．（１）
【００１４】前記レジスト層にエネルギビームを照射し
て露光する工程と、前記露光されたレジスト層を、一般
式（２）を含む現像剤で現像する工程と、
て露光する工程と、前記露光されたレジスト層を、一般
式（２）を含む現像剤で現像する工程と、
【００１５】
【化７】 ．．．．（２） を含むレジストパターンの形成方法が提供される。
【００１６】本発明の他の観点によれば、下地表面上に
第１電子線レジスト層を形成する工程と、前記第１電子
線レジスト層上にアルカリ可溶性層を形成する工程と、
前記アルカリ可溶性層の上に一般式（１）を含む第２電
子線レジスト層を形成する工程と、
第１電子線レジスト層を形成する工程と、前記第１電子
線レジスト層上にアルカリ可溶性層を形成する工程と、
前記アルカリ可溶性層の上に一般式（１）を含む第２電
子線レジスト層を形成する工程と、
【００１７】
【化８】 ．．．．（１）
【００１８】前記第２電子線レジスト層の上からエネル
ギビームを照射して前記第２電子線レジスト層を露光す
る工程と、前記露光された第２電子線レジスト層を、一
般式（２）を含む現像剤で現像する工程と、
ギビームを照射して前記第２電子線レジスト層を露光す
る工程と、前記露光された第２電子線レジスト層を、一
般式（２）を含む現像剤で現像する工程と、
【００１９】
【化９】 ．．．．（２） を含むレジストパターンの形成方法が提供される。
【００２０】本発明のさらに他の観点によれば、（ａ）
チャネル領域と、チャネル領域に接続された一対の電流
取出領域とを有する半導体基板を準備する工程と、
（ｂ）前記半導体基板上に、第１電子線レジスト層、ア
ルカリ可溶性層、第２電子線レジスト層をこの順序で形
成する工程と、（ｃ）前記一対の電流取出領域間のチャ
ネル領域を横断するように前記第２電子線レジスト層を
第１の幅のエネルギビームで露光する工程と、（ｄ）前
記第１領域内で第１の幅よりも狭い第２の幅のエネルギ
ビームで前記第１電子線レジスト層を露光する工程と、
（ｅ）前記第２電子線レジスト層を一般式（２）を含む
第１現像剤で現像する工程と、
チャネル領域と、チャネル領域に接続された一対の電流
取出領域とを有する半導体基板を準備する工程と、
（ｂ）前記半導体基板上に、第１電子線レジスト層、ア
ルカリ可溶性層、第２電子線レジスト層をこの順序で形
成する工程と、（ｃ）前記一対の電流取出領域間のチャ
ネル領域を横断するように前記第２電子線レジスト層を
第１の幅のエネルギビームで露光する工程と、（ｄ）前
記第１領域内で第１の幅よりも狭い第２の幅のエネルギ
ビームで前記第１電子線レジスト層を露光する工程と、
（ｅ）前記第２電子線レジスト層を一般式（２）を含む
第１現像剤で現像する工程と、
【００２１】
【化１０】 ．．．．（２）
【００２２】（ｆ）前記第２電子線レジスト層に形成さ
れた開口下の前記アルカリ可溶性層を除去する工程と、
（ｇ）前記第１電子線レジスト層を第２現像剤で現像す
る工程とを含む半導体装置の製造方法が提供される。
れた開口下の前記アルカリ可溶性層を除去する工程と、
（ｇ）前記第１電子線レジスト層を第２現像剤で現像す
る工程とを含む半導体装置の製造方法が提供される。
【００２３】電子線レジストの現像液として、一般式
（２）を含む現像剤を用いると、高感度が実現できる。
現像を高感度とすることにより、リソグラフィープロセ
スに要する時間を短縮することができる。
（２）を含む現像剤を用いると、高感度が実現できる。
現像を高感度とすることにより、リソグラフィープロセ
スに要する時間を短縮することができる。
【００２４】３層レジストプロセスにおいては、上層電
子線レジスト層を高感度で現像し、上層電子線レジスト
層用のエネルギビームの照射量を低減させる。下層電子
線レジスト層に副次的に照射されるエネルギビームの照
射量が低減し、下層電子線レジスト層を高分解能で現像
することが可能となる。
子線レジスト層を高感度で現像し、上層電子線レジスト
層用のエネルギビームの照射量を低減させる。下層電子
線レジスト層に副次的に照射されるエネルギビームの照
射量が低減し、下層電子線レジスト層を高分解能で現像
することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
【００２６】図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施例に
よる単層電子線レジスト層のリソグラフィープロセスを
示す。
よる単層電子線レジスト層のリソグラフィープロセスを
示す。
【００２７】図１（Ａ）に示すように、下地基板１０の
上に、電子線レジスト層１１を形成する。例えば、Ｓｉ
基板で形成された下地基板１０の表面上に、上述の一般
式（１）で表される物質を含むレジストである日本ゼオ
ン株式会社製の電子線ポジ型レジストＺＥＰ５２０Ａを
厚さ約０．２μｍスピン塗布する。電子線レジスト層１
１をスピン塗布した後、ホットプレート上で１８０℃、
１２０秒間のベーキングを行う。ベーキングは１８０℃
に限らず、１２０℃以上、２５０℃以下の温度で行なう
ことができる。
上に、電子線レジスト層１１を形成する。例えば、Ｓｉ
基板で形成された下地基板１０の表面上に、上述の一般
式（１）で表される物質を含むレジストである日本ゼオ
ン株式会社製の電子線ポジ型レジストＺＥＰ５２０Ａを
厚さ約０．２μｍスピン塗布する。電子線レジスト層１
１をスピン塗布した後、ホットプレート上で１８０℃、
１２０秒間のベーキングを行う。ベーキングは１８０℃
に限らず、１２０℃以上、２５０℃以下の温度で行なう
ことができる。
【００２８】その後、電子線レジスト層１１の選択され
た領域１２に電子線ＥＢを照射する。例えば、エリオニ
クス社製の電子線露光装置ＥＬＳ−３３００を用い、加
速電圧３０ｋＶ、電流値０．１ｎＡで電子線の照射を行
なう。なお、電子線照射時間を変化させることにより、
ドース量Ｄを変化する。
た領域１２に電子線ＥＢを照射する。例えば、エリオニ
クス社製の電子線露光装置ＥＬＳ−３３００を用い、加
速電圧３０ｋＶ、電流値０．１ｎＡで電子線の照射を行
なう。なお、電子線照射時間を変化させることにより、
ドース量Ｄを変化する。
【００２９】図１（Ｂ）に示すように、電子線照射した
電子線レジスト層１１を有する下地基板１０を一般式
（２）を含む現像液１５中に浸漬し、電子線レジスト層
１１の現像を行なう。
電子線レジスト層１１を有する下地基板１０を一般式
（２）を含む現像液１５中に浸漬し、電子線レジスト層
１１の現像を行なう。
【００３０】
【化１１】 ．．．．（２）
【００３１】一般式（２）で表される化合物としては、
例えば化学式（３）で表される安息香酸エチルを用いる
ことができる。
例えば化学式（３）で表される安息香酸エチルを用いる
ことができる。
【００３２】
【化１２】 ．．．．（３）
【００３３】上述の実施例に従い、安息香酸エチルを現
像液として用い、現像時間Ｔを３０秒〜３００秒の範囲
で変化させた。現像後、パターニングされた電子線レジ
スト層を有する下地基板を、日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ
（メチルイソブチルケトンとイソプロピルアルコールの
８９：１１混合液）でリンスした。
像液として用い、現像時間Ｔを３０秒〜３００秒の範囲
で変化させた。現像後、パターニングされた電子線レジ
スト層を有する下地基板を、日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ
（メチルイソブチルケトンとイソプロピルアルコールの
８９：１１混合液）でリンスした。
【００３４】なお、比較のため従来の技術に従い、現像
液として日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤ（メチルエチルケ
トンとメチルイソブチルケトンの４０：６０混合液）を
用い、同様の現像を行なった。
液として日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤ（メチルエチルケ
トンとメチルイソブチルケトンの４０：６０混合液）を
用い、同様の現像を行なった。
【００３５】図１（Ｃ）は、現像液として安息香酸エチ
ルを用いた時のドースＤに対する残膜率の変化を示すグ
ラフである。なお、現像時間Ｔとして３０秒、６０秒、
１２０秒、１８０秒、３００秒を採用した時の特性をそ
れぞれプロットで示す。
ルを用いた時のドースＤに対する残膜率の変化を示すグ
ラフである。なお、現像時間Ｔとして３０秒、６０秒、
１２０秒、１８０秒、３００秒を採用した時の特性をそ
れぞれプロットで示す。
【００３６】現像時間Ｔが３０秒の時は、ドースＤが高
くないと残膜率がなかなな減少しない。現像時間Ｔを６
０秒、１２０秒、１８０秒と増大させると、同一のドー
スＤに対する残膜率が減少し、やがて残膜率は０にな
る。従って、ドーズＤを低いものとしても、現像時間Ｔ
を十分長いものとすれば、露光された領域の電子線レジ
スト層を完全に除去することが可能である。
くないと残膜率がなかなな減少しない。現像時間Ｔを６
０秒、１２０秒、１８０秒と増大させると、同一のドー
スＤに対する残膜率が減少し、やがて残膜率は０にな
る。従って、ドーズＤを低いものとしても、現像時間Ｔ
を十分長いものとすれば、露光された領域の電子線レジ
スト層を完全に除去することが可能である。
【００３７】図１（Ｄ）は、現像液としてＺＥＰ−ＳＤ
を用いた場合の結果を示す。現像時間Ｔを３０秒、６０
秒、１２０秒、３００秒に変化させた時のプロットを示
している。一般的に、現像時間が短いほど、同一ドース
Ｄに対する残膜率が高い傾向は図１（Ｃ）と同様である
が、残膜率がほぼ０になるドースＤの値は、現像時間Ｔ
によらずほぼ一定である。
を用いた場合の結果を示す。現像時間Ｔを３０秒、６０
秒、１２０秒、３００秒に変化させた時のプロットを示
している。一般的に、現像時間が短いほど、同一ドース
Ｄに対する残膜率が高い傾向は図１（Ｃ）と同様である
が、残膜率がほぼ０になるドースＤの値は、現像時間Ｔ
によらずほぼ一定である。
【００３８】従って、露光領域の電子線レジスト層を完
全に除去しようとすると、現像時間にかかわらず十分高
いドースＤを与えなくてはならない。電子線露光の場
合、ドースＤを高く設定することは、露光時間の延長と
なり、リソグラフィープロセスに必要な時間が長くなる
ことを意味する。
全に除去しようとすると、現像時間にかかわらず十分高
いドースＤを与えなくてはならない。電子線露光の場
合、ドースＤを高く設定することは、露光時間の延長と
なり、リソグラフィープロセスに必要な時間が長くなる
ことを意味する。
【００３９】ＺＥＰ５２０Ａレジストの現像液として
は、上述のＺＥＰ−ＳＤの他、キシレン、酢酸ブチル等
も知られているが、いずれの現像液も低感度であり、レ
ジスト露光に必要な時間が長い。ＺＥＰ５２０Ａ等の電
子線レジストに対し、現像液として安息香酸等の一般式
（２）で表される化合物を用いることにより、高感度を
実現することができ、現像に必要な時間を短縮すること
ができる。
は、上述のＺＥＰ−ＳＤの他、キシレン、酢酸ブチル等
も知られているが、いずれの現像液も低感度であり、レ
ジスト露光に必要な時間が長い。ＺＥＰ５２０Ａ等の電
子線レジストに対し、現像液として安息香酸等の一般式
（２）で表される化合物を用いることにより、高感度を
実現することができ、現像に必要な時間を短縮すること
ができる。
【００４０】図２（Ａ）〜（Ｅ）は、３層レジストプロ
セスの１例を示す。図２（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ
基板５１の表面上に、日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａ等
の電子線ポジ型レジスト層５２を回転速度４５００ｒｐ
ｍで厚さ約０．２μｍスピン塗布する。電子線レジスト
層５２をスピン塗布した後、１８０℃、２分間のベーキ
ングを行なう。
セスの１例を示す。図２（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ
基板５１の表面上に、日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａ等
の電子線ポジ型レジスト層５２を回転速度４５００ｒｐ
ｍで厚さ約０．２μｍスピン塗布する。電子線レジスト
層５２をスピン塗布した後、１８０℃、２分間のベーキ
ングを行なう。
【００４１】その後、電子線レジスト層５２の上にポリ
ジメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）等のアルカリ可溶
性層５３を回転速度３０００ｒｐｍで厚さ約０．５μｍ
スピンコートする。アルカリ可溶性層５３をスピンコー
トした後、１８０℃、２分間のベーキングを行なう。
ジメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）等のアルカリ可溶
性層５３を回転速度３０００ｒｐｍで厚さ約０．５μｍ
スピンコートする。アルカリ可溶性層５３をスピンコー
トした後、１８０℃、２分間のベーキングを行なう。
【００４２】続いて、アルカリ可溶性層５３の上に、日
本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａ等の電子線ポジ型レジスト
層５４を回転速度３０００ｒｐｍで厚さ約０．３μｍス
ピン塗布し、１８０℃、２分間のベーキングを行う。こ
のようにして、３層レジスト積層構造５２、５３、５４
を作成する。
本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａ等の電子線ポジ型レジスト
層５４を回転速度３０００ｒｐｍで厚さ約０．３μｍス
ピン塗布し、１８０℃、２分間のベーキングを行う。こ
のようにして、３層レジスト積層構造５２、５３、５４
を作成する。
【００４３】３層レジスト積層構造を作成した後、選択
された領域上に電子線ビームＥＢ１を照射する。例え
ば、５０ｋＶの加速電圧で上層電子線レジスト層５４の
開口部に相当する露光を行なう。
された領域上に電子線ビームＥＢ１を照射する。例え
ば、５０ｋＶの加速電圧で上層電子線レジスト層５４の
開口部に相当する露光を行なう。
【００４４】次に、図２（Ｂ）に示すように、下層電子
線ポジ型レジスト層５２の開口部に相当する露光を電子
ビームＥＢ２を用いて行なう。例えば、加速電圧５０ｋ
Ｖの電子ビームＥＢ２を用い、上層電子線ポジ型レジス
ト層５４に対する露光領域内に重ねて下層電子線ポジ型
レジスト層５２に開口部に相当する露光を行なう。
線ポジ型レジスト層５２の開口部に相当する露光を電子
ビームＥＢ２を用いて行なう。例えば、加速電圧５０ｋ
Ｖの電子ビームＥＢ２を用い、上層電子線ポジ型レジス
ト層５４に対する露光領域内に重ねて下層電子線ポジ型
レジスト層５２に開口部に相当する露光を行なう。
【００４５】図２（Ｃ）に示すように、上層電子線ポジ
型レジスト層５４に対する現像を行い、開口５６を形成
する。この上層電子線ポジ型レジスト層５４に対する現
像は、従来は例えば日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤを用い
て行なっていたが、本実施例においては安息香酸エチル
を用いて行なう。
型レジスト層５４に対する現像を行い、開口５６を形成
する。この上層電子線ポジ型レジスト層５４に対する現
像は、従来は例えば日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤを用い
て行なっていたが、本実施例においては安息香酸エチル
を用いて行なう。
【００４６】図２（Ｄ）に示すように、上層電子線ポジ
型レジスト層５４の開口５６内に露出されたアルカリ可
溶性層５３に対し、水酸化テトラメチルアンモニウム
（東京応化（株）製ＮＭＤ−Ｗ）等のアルカリ現像液を
用いて現像を行なう。開口５６からさらに横方向に広が
った開口５７が形成される。
型レジスト層５４の開口５６内に露出されたアルカリ可
溶性層５３に対し、水酸化テトラメチルアンモニウム
（東京応化（株）製ＮＭＤ−Ｗ）等のアルカリ現像液を
用いて現像を行なう。開口５６からさらに横方向に広が
った開口５７が形成される。
【００４７】図２（Ｅ）に示すように、下層電子線レジ
スト層５２の露光領域に対する現像を行い、幅の狭い電
子線ＥＢ２による露光領域に相当する開口５８を形成す
る。この下層電子線レジスト層の現像は、従来の技術で
は例えば日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤを用いて行なわれ
ていたが、本発明の実施例においては、種々の現像液を
用いて行なうことができる。
スト層５２の露光領域に対する現像を行い、幅の狭い電
子線ＥＢ２による露光領域に相当する開口５８を形成す
る。この下層電子線レジスト層の現像は、従来の技術で
は例えば日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤを用いて行なわれ
ていたが、本発明の実施例においては、種々の現像液を
用いて行なうことができる。
【００４８】例えば、安息香酸エチルのような一般式
（２）で示される化合物を用いてもよい。好ましくは、
上層電子線レジスト層５４に対する現像液よりも低感度
のキシレン、酢酸ブチル、メチルエチルケトンとメチル
イソブチルケトンの混合物（例えば日本ゼオン社製ＺＥ
Ｐ−ＳＤ）等を用いる。さらに従来リンス液として用い
られているメチルイソブチルケトンとイソプロピルアル
コールの混合液（例えば日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ）等
を用いることもできる。
（２）で示される化合物を用いてもよい。好ましくは、
上層電子線レジスト層５４に対する現像液よりも低感度
のキシレン、酢酸ブチル、メチルエチルケトンとメチル
イソブチルケトンの混合物（例えば日本ゼオン社製ＺＥ
Ｐ−ＳＤ）等を用いる。さらに従来リンス液として用い
られているメチルイソブチルケトンとイソプロピルアル
コールの混合液（例えば日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ）等
を用いることもできる。
【００４９】３層レジストプロセスにおいて、上層電子
線ポジ型レジスト層５４の現像を高感度で行なうと、図
２（Ａ）に示す上層電子線ポジ型レジスト層５４に対す
る電子ビームＥＢ１のドースを低減することが可能とな
る。このため、上層電子線ポジ型レジスト用の露光の
際、下地電子線ポジレジスト層５２が副次的に受ける露
光量をを減少させ、その影響を低減することが可能とな
る。
線ポジ型レジスト層５４の現像を高感度で行なうと、図
２（Ａ）に示す上層電子線ポジ型レジスト層５４に対す
る電子ビームＥＢ１のドースを低減することが可能とな
る。このため、上層電子線ポジ型レジスト用の露光の
際、下地電子線ポジレジスト層５２が副次的に受ける露
光量をを減少させ、その影響を低減することが可能とな
る。
【００５０】図２（Ａ）において、下層電子線レジスト
層５２が厚さ０．２μｍ、上層電子線レジスト層５４が
厚さ０．３μｍである場合を例にとって説明する。上層
電子線レジスト層５４に線幅（データ長）０．６μｍの
パターンを解像するのに必要な最適露光量は、現像液と
して安息香酸エチルを用い、３００秒の現像を行なった
場合、１８μＣ／ｃｍ2 であった。
層５２が厚さ０．２μｍ、上層電子線レジスト層５４が
厚さ０．３μｍである場合を例にとって説明する。上層
電子線レジスト層５４に線幅（データ長）０．６μｍの
パターンを解像するのに必要な最適露光量は、現像液と
して安息香酸エチルを用い、３００秒の現像を行なった
場合、１８μＣ／ｃｍ2 であった。
【００５１】現像液として従来と同様のＺＥＰ−ＳＤを
用い、３０秒間の現像を行なう場合は、最適露光量が３
０μＣ／ｃｍ2 となる。この上層電子線レジスト層５４
に対する電子線露光は、下層電子線レジスト層５２に対
してもほぼそのまま照射される。本発明の実施例の場
合、下層電子線レジスト層５２が受ける副次的電子線露
光のドース量を、従来の場合の約６０％に低減すること
ができる。
用い、３０秒間の現像を行なう場合は、最適露光量が３
０μＣ／ｃｍ2 となる。この上層電子線レジスト層５４
に対する電子線露光は、下層電子線レジスト層５２に対
してもほぼそのまま照射される。本発明の実施例の場
合、下層電子線レジスト層５２が受ける副次的電子線露
光のドース量を、従来の場合の約６０％に低減すること
ができる。
【００５２】下層電子線レジスト層５２に線幅（データ
長）０．２μｍのパターンを解像するのに必要な最適露
光量は、８０μＣ／ｃｍ2 である。
長）０．２μｍのパターンを解像するのに必要な最適露
光量は、８０μＣ／ｃｍ2 である。
【００５３】上層電子線レジスト層５４の露光用に３０
μＣ／ｃｍ2 の電子線露光を行なった場合、下層電子線
レジスト層用の電子ビーム露光は、５０μＣ／ｃｍ2 に
なる。上層電子線レジスト層５４に対する電子ビーム露
光が１８μＣ／ｃｍ2 の場合、下層電子線レジスト層５
２に対する電子ビーム露光を６２μＣ／ｃｍ2 とするこ
とができる。
μＣ／ｃｍ2 の電子線露光を行なった場合、下層電子線
レジスト層用の電子ビーム露光は、５０μＣ／ｃｍ2 に
なる。上層電子線レジスト層５４に対する電子ビーム露
光が１８μＣ／ｃｍ2 の場合、下層電子線レジスト層５
２に対する電子ビーム露光を６２μＣ／ｃｍ2 とするこ
とができる。
【００５４】このように、所望パターンに対応する電子
線露光量を増大し、副次的電子線露光量を減少させるこ
とにより、電子線レジスト層５２の分解能を向上し、開
口形状を改善することができる。
線露光量を増大し、副次的電子線露光量を減少させるこ
とにより、電子線レジスト層５２の分解能を向上し、開
口形状を改善することができる。
【００５５】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、この効果を確認す
るために単一電子線レジスト層を用いて行なった実験を
示す。
るために単一電子線レジスト層を用いて行なった実験を
示す。
【００５６】図３（Ａ）に示すように、下地基板１０の
上に日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａを用い、厚さ０．２
μｍの電子線ポジ型レジスト層１１をスピン塗布した。
スピン塗布後、１８０℃、２分間のベーキングを行なっ
た。続いて、上層電子線レジストに対する電子ビーム露
光に対応する電子ビームＥＢ１を電子線レジスト層１１
の線幅１．２μｍの広い領域１２に照射した。なお、こ
の露光領域は、実際のプロセスでは０．６〜０．８μｍ
の寸法であるが、ＥＢ１の影響をわかり易くするため、
線幅を広げて実験した。この電子線照射におけるドース
を１８μＣ／ｃｍ2 の場合と３０μＣ／ｃｍ2 の場合に
分けて行なった。
上に日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａを用い、厚さ０．２
μｍの電子線ポジ型レジスト層１１をスピン塗布した。
スピン塗布後、１８０℃、２分間のベーキングを行なっ
た。続いて、上層電子線レジストに対する電子ビーム露
光に対応する電子ビームＥＢ１を電子線レジスト層１１
の線幅１．２μｍの広い領域１２に照射した。なお、こ
の露光領域は、実際のプロセスでは０．６〜０．８μｍ
の寸法であるが、ＥＢ１の影響をわかり易くするため、
線幅を広げて実験した。この電子線照射におけるドース
を１８μＣ／ｃｍ2 の場合と３０μＣ／ｃｍ2 の場合に
分けて行なった。
【００５７】図３（Ｂ）に示すように、電子線ポジ型レ
ジスト層１１の露光領域に対応する電子ビームＥＢ２に
よる露光を副次的露光領域１２内の線幅０．２μｍの領
域１３に対して行なった。この電子ビームＥＢ２による
電子線露光のドースは、電子ビームＥＢ１によるドース
が１８μＣ／ｃｍ2 の場合には６２μＣ／ｃｍ2 とし、
ＥＢ１によるドースが３０μＣ／ｃｍ2 の場合には５０
μＣ／ｃｍ2 とした。
ジスト層１１の露光領域に対応する電子ビームＥＢ２に
よる露光を副次的露光領域１２内の線幅０．２μｍの領
域１３に対して行なった。この電子ビームＥＢ２による
電子線露光のドースは、電子ビームＥＢ１によるドース
が１８μＣ／ｃｍ2 の場合には６２μＣ／ｃｍ2 とし、
ＥＢ１によるドースが３０μＣ／ｃｍ2 の場合には５０
μＣ／ｃｍ2 とした。
【００５８】このようにして、本発明の実施例に対応す
るサンプルにおいては、電子ビームＥＢ１で１８μＣ／
ｃｍ2 の露光、電子ビームＥＢ２で６２μＣ／ｃｍ2 の
露光を行い、従来技術に対応するサンプルにおいては、
電子ビームＥＢ１による露光をで３０μＣ／ｃｍ2 、電
子ビームＥＢ２による露光は５０μＣ／ｃｍ2 で行なっ
た。
るサンプルにおいては、電子ビームＥＢ１で１８μＣ／
ｃｍ2 の露光、電子ビームＥＢ２で６２μＣ／ｃｍ2 の
露光を行い、従来技術に対応するサンプルにおいては、
電子ビームＥＢ１による露光をで３０μＣ／ｃｍ2 、電
子ビームＥＢ２による露光は５０μＣ／ｃｍ2 で行なっ
た。
【００５９】このようにそれぞれ２重露光した電子線レ
ジスト層１１をメチルイソブチルケトンとイソプロピル
アルコールの混合液である日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂを
現像液として用い、３０秒間の現像を行なった。現像
後、イソプロピルアルコールで２０秒間のリンスを行な
った。
ジスト層１１をメチルイソブチルケトンとイソプロピル
アルコールの混合液である日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂを
現像液として用い、３０秒間の現像を行なった。現像
後、イソプロピルアルコールで２０秒間のリンスを行な
った。
【００６０】図３（Ｃ）は、本発明の実施例に従って露
光、現像を行なった電子線レジストパターンの形状を示
す。電子ビームＥＢ２による露光に対応する領域が奇麗
に除去されており、その周辺の電子線レジスト層の表面
はほとんど劣化されていない。また、形成された開口部
の幅も目的の０．２μｍに近いものである。
光、現像を行なった電子線レジストパターンの形状を示
す。電子ビームＥＢ２による露光に対応する領域が奇麗
に除去されており、その周辺の電子線レジスト層の表面
はほとんど劣化されていない。また、形成された開口部
の幅も目的の０．２μｍに近いものである。
【００６１】図３（Ｄ）は、従来技術に対応する電子ビ
ーム露光、現像を行なったサンプルの形状を示す。電子
ビームＥＢ２による露光領域が現像されているが、開口
幅は大幅な拡がりを見せた。さらに、開口部の両脇の電
子線レジスト層の表面はひだ状に激しく劣化している。
ーム露光、現像を行なったサンプルの形状を示す。電子
ビームＥＢ２による露光領域が現像されているが、開口
幅は大幅な拡がりを見せた。さらに、開口部の両脇の電
子線レジスト層の表面はひだ状に激しく劣化している。
【００６２】このように、１層の電子線レジスト層に対
し、目的とする電子ビーム露光が行なわれるのみでな
く、上層電子線レジスト層に対する露光が副次的に照射
される場合、上層電子線レジスト層に対する現像を安息
香酸エチル等を用いて高感度とし、電子線照射量を低減
することにより、副次的照射領域の影響を減少し、高解
像度、改善された断面形状の電子線レジストパターンを
得ることができる。
し、目的とする電子ビーム露光が行なわれるのみでな
く、上層電子線レジスト層に対する露光が副次的に照射
される場合、上層電子線レジスト層に対する現像を安息
香酸エチル等を用いて高感度とし、電子線照射量を低減
することにより、副次的照射領域の影響を減少し、高解
像度、改善された断面形状の電子線レジストパターンを
得ることができる。
【００６３】ところで、ＺＥＰ５２０Ａ等の電子線ポジ
型レジスト層を安息香酸エチルで現像した後、リンスを
従来と同様の日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ（メチルイソブ
チルケトンとイソプロピルアルコールとの混合液）で行
なったところ、未露光部の全表面上に残渣が生じた。
型レジスト層を安息香酸エチルで現像した後、リンスを
従来と同様の日本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ（メチルイソブ
チルケトンとイソプロピルアルコールとの混合液）で行
なったところ、未露光部の全表面上に残渣が生じた。
【００６４】図４は、本発明の他の実施例によるレジス
トパターンの形成方法を示す。図４（Ａ）に示すよう
に、下地基板２１表面上に電子線ポジ型レジスト層２
２、アルカリ可溶性層２３、電子線ポジ型レジスト層２
４の積層レジスト構造を形成し、電子ビームにより領域
２５を露光する。この露光は、上層電子線ポジ型レジス
ト層２４に対するものである。
トパターンの形成方法を示す。図４（Ａ）に示すよう
に、下地基板２１表面上に電子線ポジ型レジスト層２
２、アルカリ可溶性層２３、電子線ポジ型レジスト層２
４の積層レジスト構造を形成し、電子ビームにより領域
２５を露光する。この露光は、上層電子線ポジ型レジス
ト層２４に対するものである。
【００６５】その後、安息香酸エチルを用い、電子線ポ
ジ型レジスト層２４の現像を行なう。電子線ポジ型レジ
スト層２４の露光領域２５は、安息香酸エチルにより現
像される。
ジ型レジスト層２４の現像を行なう。電子線ポジ型レジ
スト層２４の露光領域２５は、安息香酸エチルにより現
像される。
【００６６】図４（Ｂ）に示すように、現像工程に続
き、積層レジスト構造の表面をメチルエチルケトンとメ
チルイソブチルケトンの混合液（例えば日本ゼオン社製
ＺＥＰ−ＳＤ）を用いリンスする。例えば２０秒間のリ
ンスを行なうことにより、ＺＭＤ−Ｂをリンス液として
用いた場合に観察された残渣が全く見られない表面が得
られる。
き、積層レジスト構造の表面をメチルエチルケトンとメ
チルイソブチルケトンの混合液（例えば日本ゼオン社製
ＺＥＰ−ＳＤ）を用いリンスする。例えば２０秒間のリ
ンスを行なうことにより、ＺＭＤ−Ｂをリンス液として
用いた場合に観察された残渣が全く見られない表面が得
られる。
【００６７】ＺＥＰ−ＳＤは、従来の技術においては現
像液として用いられているものである。現像液を安息香
酸エチルとすることにより、電子ビーム露光量を低減
し、所望の現像を行なった後、ＺＥＰ−ＳＤでリンスを
しても現像領域の変形は生じない。
像液として用いられているものである。現像液を安息香
酸エチルとすることにより、電子ビーム露光量を低減
し、所望の現像を行なった後、ＺＥＰ−ＳＤでリンスを
しても現像領域の変形は生じない。
【００６８】続いて、アルカリ可溶性層２３をアルカリ
現像液で現像し、下層電子線レジスト層を露出する。下
層電子線レジスト層２２の所望領域を電子線露光し、図
２（Ｅ）を参照して説明したプロセスと同様の現像、リ
ンスを行なう。
現像液で現像し、下層電子線レジスト層を露出する。下
層電子線レジスト層２２の所望領域を電子線露光し、図
２（Ｅ）を参照して説明したプロセスと同様の現像、リ
ンスを行なう。
【００６９】なお、３層レジスト構造の場合を示した
が、下層電子線ポジ型レジスト層２２、アルカリ可溶性
層２３が無い単層電子線レジスト層を用いた場合も同様
の結果が得られることは自明であろう。
が、下層電子線ポジ型レジスト層２２、アルカリ可溶性
層２３が無い単層電子線レジスト層を用いた場合も同様
の結果が得られることは自明であろう。
【００７０】図５は、本発明の他の実施例により、Ｔ型
電極をリフトオフするためのレジストパターンの形成方
法を示す。
電極をリフトオフするためのレジストパターンの形成方
法を示す。
【００７１】図５（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板５
１の表面上に、日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａを回転速
度４５００ｒｐｍで厚さ０．２μｍスピン塗布し、１８
０℃、２分間のベーキングを行なう。続いて、電子線レ
ジスト層５２の上にＰＭＧＩを回転速度３０００ｒｐｍ
で厚さ０．５μｍスピン塗布し、１８０℃、２分間のベ
ーキングを行なう。さらに、ＰＭＧＩ層５３の上に日本
ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａを回転速度３０００ｒｐｍ
で、厚さ０．２５μｍスピン塗布し、１８０℃、２分間
のベーキングを行なう。このようにして、３層レジスト
積層構造を形成する。この３層レジスト積層構造の上
に、帯電防止膜（図示せず）を塗布する。
１の表面上に、日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａを回転速
度４５００ｒｐｍで厚さ０．２μｍスピン塗布し、１８
０℃、２分間のベーキングを行なう。続いて、電子線レ
ジスト層５２の上にＰＭＧＩを回転速度３０００ｒｐｍ
で厚さ０．５μｍスピン塗布し、１８０℃、２分間のベ
ーキングを行なう。さらに、ＰＭＧＩ層５３の上に日本
ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａを回転速度３０００ｒｐｍ
で、厚さ０．２５μｍスピン塗布し、１８０℃、２分間
のベーキングを行なう。このようにして、３層レジスト
積層構造を形成する。この３層レジスト積層構造の上
に、帯電防止膜（図示せず）を塗布する。
【００７２】加速エネルギ５０ｋｅＶの電子ビームＥＢ
１を、データ長０．８μｍの領域にドース４０μ／ｃｍ
2 で照射し、電子ビーム露光を行なう。ＥＢ露光後、帯
電防止膜を除去する。
１を、データ長０．８μｍの領域にドース４０μ／ｃｍ
2 で照射し、電子ビーム露光を行なう。ＥＢ露光後、帯
電防止膜を除去する。
【００７３】図５（Ｂ）に示すように、安息香酸エチル
を現像液として用い、室温で１８０秒間の現像を行い、
上層電子線レジスト層５４を現像する。現像により、上
層電子線レジスト層５４内に開口５６が形成される。現
像後、メチルイソブチルケトンとメチルエチルケトンの
混合液（例えば日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤ）を用い、
室温で２０秒間のリンスを行なう。
を現像液として用い、室温で１８０秒間の現像を行い、
上層電子線レジスト層５４を現像する。現像により、上
層電子線レジスト層５４内に開口５６が形成される。現
像後、メチルイソブチルケトンとメチルエチルケトンの
混合液（例えば日本ゼオン社製ＺＥＰ−ＳＤ）を用い、
室温で２０秒間のリンスを行なう。
【００７４】図５（Ｃ）に示すように、上層電子線レジ
スト層５４に形成された開口５６をマスクとして用い、
その下のＰＭＧＩ（アルカリ可溶性）層５３をアルカリ
現像液で現像する。例えば、東京応化製水酸化テトラメ
チルアンモニウム（ＮＭＤ−Ｗ）を用い、室温で３０秒
間の現像を行なう。現像後例えば純水を用いてリンスを
行なう。このようにして、ＰＭＧＩ層５３に横方向に開
口５６よりも広い広がりを有する開口５７が形成され
る。なお、開口５６、５７の底面には、下層電子線レジ
スト層５２が露出される。
スト層５４に形成された開口５６をマスクとして用い、
その下のＰＭＧＩ（アルカリ可溶性）層５３をアルカリ
現像液で現像する。例えば、東京応化製水酸化テトラメ
チルアンモニウム（ＮＭＤ−Ｗ）を用い、室温で３０秒
間の現像を行なう。現像後例えば純水を用いてリンスを
行なう。このようにして、ＰＭＧＩ層５３に横方向に開
口５６よりも広い広がりを有する開口５７が形成され
る。なお、開口５６、５７の底面には、下層電子線レジ
スト層５２が露出される。
【００７５】図５（Ｄ）に示すように、露出した下層電
子線レジスト層５２に対し、電子ビームＥＢ２を用いて
データ長０．０６〜０．２μｍの電子ビーム露光を行な
う。例えば、加速エネルギ５０ｋｅＶでデータ長０．０
８μｍの領域にドース量７５〜９０μＣ／ｃｍ2 の電子
線描画を行なう。
子線レジスト層５２に対し、電子ビームＥＢ２を用いて
データ長０．０６〜０．２μｍの電子ビーム露光を行な
う。例えば、加速エネルギ５０ｋｅＶでデータ長０．０
８μｍの領域にドース量７５〜９０μＣ／ｃｍ2 の電子
線描画を行なう。
【００７６】図５（Ｅ）に示すように、電子ビーム露光
後の下層電子線レジスト層５２に対し、メチルイソブチ
ルケトンとイソプロピルアルコールの混合液（例えば日
本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ）を現像液として現像を行な
う。現像後、例えばイソプロピルアルコールを用いて室
温で２０秒間のリンスを行なう。
後の下層電子線レジスト層５２に対し、メチルイソブチ
ルケトンとイソプロピルアルコールの混合液（例えば日
本ゼオン社製ＺＭＤ−Ｂ）を現像液として現像を行な
う。現像後、例えばイソプロピルアルコールを用いて室
温で２０秒間のリンスを行なう。
【００７７】なお、上述の実施例に従い、開口のデータ
長、現像時間、ドース量を変化させた実験を行い、その
結果を調べた。
長、現像時間、ドース量を変化させた実験を行い、その
結果を調べた。
【００７８】図６（Ａ）は、得られた下層レジスト層の
開口長の現像時間に対する依存性を示す。開口用のデー
タ長として０．０６μｍ、０．０８μｍ、０．１μｍ、
０．２μｍを用いた場合の結果をプロットで示す。下層
電子線レジスト層は、ドーズ量８５μＣ／ｃｍ2 で露光
した。なお、上層電子線レジスト層は安息香酸で現像し
ている。
開口長の現像時間に対する依存性を示す。開口用のデー
タ長として０．０６μｍ、０．０８μｍ、０．１μｍ、
０．２μｍを用いた場合の結果をプロットで示す。下層
電子線レジスト層は、ドーズ量８５μＣ／ｃｍ2 で露光
した。なお、上層電子線レジスト層は安息香酸で現像し
ている。
【００７９】図６（Ｂ）は、得られた下層電子線レジス
ト層の開口長の下層レジスト層用電子ビームのドース量
に対する依存性を示す。下層電子線レジスト層は、ＺＭ
Ｄ−Ｂを用い、５０秒間で現像した。図６（Ａ）同様、
開口用のデータ長は０．０６μｍ、０．０８μｍ、０．
１μｍ、０．２μｍに変化させた。
ト層の開口長の下層レジスト層用電子ビームのドース量
に対する依存性を示す。下層電子線レジスト層は、ＺＭ
Ｄ−Ｂを用い、５０秒間で現像した。図６（Ａ）同様、
開口用のデータ長は０．０６μｍ、０．０８μｍ、０．
１μｍ、０．２μｍに変化させた。
【００８０】図６（Ａ）、（Ｂ）から明らかなように、
下層電子線レジスト層で得られる開口長は、現像時間、
ドース量に対する依存性が極めて低い。また、安定して
得られる開口長として０．１１μｍが実現できる。従来
の技術によれば、得られる開口長の最小値は約０．１５
μｍであったことと較べると、開口長が著しく減少す
る。
下層電子線レジスト層で得られる開口長は、現像時間、
ドース量に対する依存性が極めて低い。また、安定して
得られる開口長として０．１１μｍが実現できる。従来
の技術によれば、得られる開口長の最小値は約０．１５
μｍであったことと較べると、開口長が著しく減少す
る。
【００８１】図７は、本発明の実施例によるＨＥＭＴ型
半導体装置の製造方法を示す。図７（Ａ）に示すよう
に、半絶縁性ＧａＡｓ基板３１の表面上に、有機金属気
相成長法（ＭＯＣＶＤ）により、ヘテロエピタキシャル
層を成長する。まず、半絶縁性ＧａＡｓ基板３１の表面
上に高抵抗ＧａＡｓ層３２を厚さ約３００ｎｍ成長し、
その上に電子走行層３３としてノンドープＩｎＧａＡｓ
層を厚さ約２０ｎｍ成長する。電子走行層３３の上に、
電子供給層３４としてＳｉドープのｎ型ＡｌＧａＡｓ層
を厚さ約２０ｎｍ成長する。さらに、電子供給層３４の
上に表面低抵抗層３５としてＳｉドープのｎ+ 型ＧａＡ
ｓ層を厚さ約５０ｎｍ成長する。このようにして、ＨＥ
ＭＴ素子を形成するためのヘテロエピタキシャル層が形
成される。
半導体装置の製造方法を示す。図７（Ａ）に示すよう
に、半絶縁性ＧａＡｓ基板３１の表面上に、有機金属気
相成長法（ＭＯＣＶＤ）により、ヘテロエピタキシャル
層を成長する。まず、半絶縁性ＧａＡｓ基板３１の表面
上に高抵抗ＧａＡｓ層３２を厚さ約３００ｎｍ成長し、
その上に電子走行層３３としてノンドープＩｎＧａＡｓ
層を厚さ約２０ｎｍ成長する。電子走行層３３の上に、
電子供給層３４としてＳｉドープのｎ型ＡｌＧａＡｓ層
を厚さ約２０ｎｍ成長する。さらに、電子供給層３４の
上に表面低抵抗層３５としてＳｉドープのｎ+ 型ＧａＡ
ｓ層を厚さ約５０ｎｍ成長する。このようにして、ＨＥ
ＭＴ素子を形成するためのヘテロエピタキシャル層が形
成される。
【００８２】エピタキシャル成長後、トランジスタ領域
を取り囲む領域に酸素をイオン注入し、トランジスタ周
辺領域を半絶縁性として素子分離領域３６を形成する。
を取り囲む領域に酸素をイオン注入し、トランジスタ周
辺領域を半絶縁性として素子分離領域３６を形成する。
【００８３】図７（Ｂ）に示すように、素子分離領域３
６で囲まれたトランジスタ領域３７に、１対の電流取り
出し端子３８を形成する。電流取り出し端子３８は、例
えば厚さ５０ｎｍのＡｕＧｅ層３８ａと厚さ３００ｎｍ
のＡｕ層３８ｂの積層で形成される。このようにして、
１対のオーミックなソース／ドレイン電極が形成され
る。
６で囲まれたトランジスタ領域３７に、１対の電流取り
出し端子３８を形成する。電流取り出し端子３８は、例
えば厚さ５０ｎｍのＡｕＧｅ層３８ａと厚さ３００ｎｍ
のＡｕ層３８ｂの積層で形成される。このようにして、
１対のオーミックなソース／ドレイン電極が形成され
る。
【００８４】図７（Ｃ）に示すように、オーミック電極
３８を形成した基板上に、上述の実施例同様のプロセス
により３層レジスト積層構造５２、５３、５４を形成す
る。３層レジスト積層構造の開口は、１対の電流取り出
し用オーミック電極３８の中間に配置される。
３８を形成した基板上に、上述の実施例同様のプロセス
により３層レジスト積層構造５２、５３、５４を形成す
る。３層レジスト積層構造の開口は、１対の電流取り出
し用オーミック電極３８の中間に配置される。
【００８５】その後、３層レジスト積層構造の上からア
ルミニウムを蒸着する。蒸着により、３層レジスト積層
構造の開口内にショットキゲート電極３９ａが形成され
る。なお、３層レジスト積層構造の上ににもアルミニウ
ム層３９ｂが堆積される。
ルミニウムを蒸着する。蒸着により、３層レジスト積層
構造の開口内にショットキゲート電極３９ａが形成され
る。なお、３層レジスト積層構造の上ににもアルミニウ
ム層３９ｂが堆積される。
【００８６】図７（Ｄ）に示すように、３層レジスト積
層構造５２、５３、５４を剥離液を用いて除去する。３
層レジスト積層構造の上のアルミニウム層３９ｂも同時
にリフトオフされる。このようにして、アルミニウムで
形成されたＴ字型ショットキゲート電極３９ａを有する
ＨＥＭＴが形成される。
層構造５２、５３、５４を剥離液を用いて除去する。３
層レジスト積層構造の上のアルミニウム層３９ｂも同時
にリフトオフされる。このようにして、アルミニウムで
形成されたＴ字型ショットキゲート電極３９ａを有する
ＨＥＭＴが形成される。
【００８７】図８（Ａ）は、このようにして作製したＨ
ＥＭＴのＩ−Ｖ特性を示す。図８（Ｂ）は、比較のため
に従来の技術により作製したＨＥＭＴの特性を示す。
ＥＭＴのＩ−Ｖ特性を示す。図８（Ｂ）は、比較のため
に従来の技術により作製したＨＥＭＴの特性を示す。
【００８８】なお、図８（Ａ）のＨＥＭＴは、ゲート長
０．１２μｍであり、図８（Ｂ）に示すＨＥＭＴは、ゲ
ート長０．１５μｍであった。本発明の実施例により、
特性の優れた３端子デバイスが得られていることが判
る。
０．１２μｍであり、図８（Ｂ）に示すＨＥＭＴは、ゲ
ート長０．１５μｍであった。本発明の実施例により、
特性の優れた３端子デバイスが得られていることが判
る。
【００８９】なお、ＨＥＭＴに限らず種々の半導体装置
を作製することができることは当業者に自明であろう。
を作製することができることは当業者に自明であろう。
【００９０】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、電
子線レジスト層をＺＥＰ５２０Ａで形成する場合を主に
説明したが、電子線レジストはこれに限らない。一般式
（１）で表される物質を含む種々の電子線レジストを用
いることができる。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、電
子線レジスト層をＺＥＰ５２０Ａで形成する場合を主に
説明したが、電子線レジストはこれに限らない。一般式
（１）で表される物質を含む種々の電子線レジストを用
いることができる。
【００９１】
【化１３】 ．．．．（１）
【００９２】電子線レジスト層をＸ線等のエネルギビー
ムで露光してもよい。電子線レジスト層に対する現像液
として一般式（２）で表される種々の化合物を用いるこ
とができるであろう。その他、種々の変更、改良、組み
合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
ムで露光してもよい。電子線レジスト層に対する現像液
として一般式（２）で表される種々の化合物を用いるこ
とができるであろう。その他、種々の変更、改良、組み
合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【００９３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、電子線レジスト層を用いたリソグラフィ工程を高感
度にすることができる。積層電子線レジスト構造を用い
たリソグラフィ工程の分解能を向上することができる。
ば、電子線レジスト層を用いたリソグラフィ工程を高感
度にすることができる。積層電子線レジスト構造を用い
たリソグラフィ工程の分解能を向上することができる。
【図１】本発明の実施例によるレジストパターン形成方
法を示す断面図およびグラフである。
法を示す断面図およびグラフである。
【図２】本発明の他の実施例によるレジストパターン形
成方法を示す断面図である。
成方法を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例の効果を検証するために行なっ
た実験とその結果を示す断面図およびスケッチである。
た実験とその結果を示す断面図およびスケッチである。
【図４】本発明の他の実施例によるレジストパターン形
成方法を示す断面図である。
成方法を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施例によるレジストパターン形
成方法を示す断面図である。
成方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例の効果を検証するために行なっ
た実験結果を示すグラフである。
た実験結果を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施例による半導体装置の製造方
法の主要工程を示す断面図である。
法の主要工程を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施例に従って作製した半導体装
置の特性を従来の製造方法で作製した半導体装置の特性
と比較して示すグラフである。
置の特性を従来の製造方法で作製した半導体装置の特性
と比較して示すグラフである。
１０ 下地基板 １１ 電子線ポジ型レジスト層 １２ （ＥＢ照射）領域 １５ 現像液 ２１ 下地基板 ２２ 電子線ポジ型レジスト層 ２３ アルカリ可溶性層 ２４ 電子線ポジ型レジスト層 ３１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ３２ 高抵抗ＧａＡｓ層 ３３ 電子走行層 ３４ 電子供給層 ３５ 表面低抵抗層 ３６ 素子分離領域 ３７ トランジスタ領域 ３８ 電流取り出し端子 ３９ａ Ｔ字型ショットキゲート電極 ５１ ＧａＡｓ基板 ５２ 電子線ポジ型レジスト層 ５３ アルカリ可溶性層 ５４ 電子線ポジ型レジスト層 ５６−５８ 開口 ＥＢ 電子線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 映 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 渡部 慶二 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 並木 崇久 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 野崎 耕司 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 五十嵐 美和 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 丹 孝弘 山梨県中巨摩郡昭和町大字紙漉阿原1000番 地 富士通カンタムデバイス株式会社内 (72)発明者 牧山 剛三 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 二瓶 瑞久 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AA02 AA03 AB16 AC06 AD03 BF08 CB16 CB55 DA11 DA14 DA20 FA16 FA28 2H096 AA25 BA11 EA06 GA03 KA07 5F046 AA28 DA02 JA04 JA22 LA12 LA14 LA18 NA06
Claims (10)
- 【請求項１】 下地表面上に、一般式（１）を含むレジ
スト層を形成する工程と、 【化１】 ．．．．（１） 前記レジスト層にエネルギビームを照射して露光する工
程と、 前記露光されたレジスト層を、一般式（２）を含む現像
剤で現像する工程と、 【化２】 ．．．．（２） を含むレジストパターンの形成方法。 - 【請求項２】 さらに、前記現像したレジスト層をメチ
ルエチルケトンとメチルイソブチルケトンとの混合液で
リンスする工程を含む請求項１記載のレジストパターン
の形成方法。 - 【請求項３】 前記一般式（２）が安息香酸エチルであ
る請求項１または２記載のレジストパターンの形成方
法。 - 【請求項４】 下地表面上に第１電子線レジスト層を形
成する工程と、 前記第１電子線レジスト層上にアルカリ可溶性層を形成
する工程と、 前記アルカリ可溶性層の上に一般式（１）を含む第２電
子線レジスト層を形成する工程と、 【化３】 ．．．．（１） 前記第２電子線レジスト層の上からエネルギビームを照
射して前記第２電子線レジスト層を露光する工程と、 前記露光された第２電子線レジスト層を、一般式（２）
を含む現像剤で現像する工程と 【化４】 ．．．．（２） を含むレジストパターンの形成方法。 - 【請求項５】 さらに、前記現像した第２電子線レジス
ト層をメチルエチルケトンとメチルイソブチルケトンと
の混合液でリンスする工程を含む請求項４記載のレジス
トパターンの形成方法。 - 【請求項６】 前記一般式（２）が安息香酸エチルであ
る請求項４または５記載のレジストパターンの形成方
法。 - 【請求項７】 前記第２電子線レジスト層を露光する工
程が、前記第１電子線レジスト層も露光するものであ
り、さらに、 前記第２電子線レジスト層を露光する工程によって露光
された第１電子線レジスト層の第１露光領域内の第２領
域に、エネルギビームを照射して第１電子線レジスト層
を露光する工程と、 前記第１電子線レジスト層の前記第２領域を選択的に現
像する工程とを含む請求項４記載のレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項８】 （ａ）チャネル領域と、チャネル領域に
接続された一対の電流取出領域とを有する半導体基板を
準備する工程と、 （ｂ）前記半導体基板上に、第１電子線レジスト層、ア
ルカリ可溶性層、第２電子線レジスト層をこの順序で形
成する工程と、 （ｃ）前記一対の電流取出領域間のチャネル領域を横断
するように前記第２電子線レジスト層を第１の幅のエネ
ルギビームで露光する工程と、 （ｄ）前記第１領域内で第１の幅よりも狭い第２の幅の
エネルギビームで前記第１電子線レジスト層を露光する
工程と、 （ｅ）前記第２電子線レジスト層を一般式（２）を含む
第１現像剤で現像する工程と、 【化５】 ．．．．（２） （ｆ）前記第２電子線レジスト層に形成された開口下の
前記アルカリ可溶性層を除去する工程と、 （ｇ）前記第１電子線レジスト層を第２現像剤で現像す
る工程とを含む半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記工程（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）が下部
で狭く、上部で広い開口をレジスト積層に形成する工程
であり、さらに前記開口を形成したレジスト積層上に電
極層を堆積する工程と、 前記レジスト積層をその上の電極層と共に除去する工程
とを含む請求項８記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 前記工程（ｄ）が前記工程（ｆ）と
（ｇ）との間に行なわれる請求項８または９記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10209711A JP2000039717A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | レジストパターンの形成方法および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10209711A JP2000039717A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | レジストパターンの形成方法および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000039717A true JP2000039717A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=16577389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10209711A Withdrawn JP2000039717A (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | レジストパターンの形成方法および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000039717A (ja) |
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-07-24 JP JP10209711A patent/JP2000039717A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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