JP2000039717A - Method of forming resist pattern and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method of forming resist pattern and method of manufacturing semiconductor deviceInfo
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。The present invention relates to a method of forming a resist pattern, and more particularly to a method of forming a resist pattern using an electron beam resist and a method of manufacturing a semiconductor device.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In a semiconductor device, it is desired to reduce the size of a semiconductor element in order to improve the degree of integration or the operating speed. In order to satisfy such a demand for miniaturization, it is necessary to increase the resolution of a lithography technique used for patterning. In order to improve the resolution, it is effective to use an energy beam having a short wavelength.
【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。[0003] X-rays and electron beams have wavelengths significantly shorter than ultraviolet rays, and can realize high resolution. Electron beam exposure scans the electron beam further,
Various patterns can be arbitrarily drawn according to a program.
【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。As one of the manufacturing techniques of a semiconductor device using electron beam exposure, there is a method of forming a gate electrode of a high-speed element using a compound semiconductor. In order to improve the characteristics of a high-speed element such as a high electron mobility transistor, it is necessary to reduce the opening width of the gate electrode. However, simply reducing the width of the gate electrode opening increases the resistance of the gate electrode, which hinders speeding up.
【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。As a means for solving this problem, a gate electrode is formed by a T-shaped electrode. The T-shaped electrode is an electrode having a cross section in which the width is small on the side in contact with the semiconductor substrate and widened toward the top. When a Schottky gate electrode of a compound semiconductor transistor such as a HEMT is formed by a T-shaped electrode, it is possible to reduce the width of an effective gate electrode in contact with a semiconductor substrate and reduce the resistance of the gate electrode.
【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。As a lithography technique for forming a T-shaped gate electrode, a three-layer resist laminated structure is used,
A technique for performing heavy exposure is known. Two electron beam resist layers are formed with the alkali-soluble layer interposed therebetween, and a wide width exposure is performed for the upper electron beam resist layer and a narrow width exposure is performed for the lower electron beam resist layer.
【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。The upper electron beam resist layer is developed corresponding to a wide exposure area, the intermediate alkali-soluble layer is developed through an opening formed in the upper electron beam resist layer, and the lower electron beam resist layer is narrow. Develop corresponding to the width of the exposure area.
【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。By such a process, it is possible to form a resist pattern having a compound opening having a narrow opening width at the lower portion and a wide opening width at the upper portion. After forming such a resist pattern, an electrode layer for a Schottky gate electrode is formed by vapor deposition, sputtering, etc., and the laminated resist pattern is removed, and the electrode layer thereon is lifted off, so that the electrode layer is deposited on the resist opening of the composite shape. T
A schottky gate electrode remains on the substrate.
【0009】[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。According to the conventional three-layer resist process, during the development of the lower electron beam resist layer, the effect of the wide width electron beam irradiation for the upper electron beam resist layer remains, realizing high resolution. It was difficult to do.
【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。An object of the present invention is to provide a method of forming a resist pattern which can realize high sensitivity.
【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。Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which realizes a fine pattern.
【0012】[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、According to one aspect of the present invention, a step of forming a resist layer containing the general formula (1) on a base surface;
【0013】[0013]
【化6】 ....(1)Embedded image . . . . (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、Irradiating the resist layer with an energy beam to expose the resist layer; developing the exposed resist layer with a developer containing the general formula (2);
【0015】[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。Embedded image . . . . (2) A method for forming a resist pattern comprising:
【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、According to another aspect of the present invention, a step of forming a first electron beam resist layer on a base surface, a step of forming an alkali-soluble layer on the first electron beam resist layer,
Forming a second electron beam resist layer containing the general formula (1) on the alkali-soluble layer;
【0017】[0017]
【化8】 ....(1)Embedded image . . . . (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、A step of irradiating the second electron beam resist layer with an energy beam from above the second electron beam resist layer and exposing the second electron beam resist layer to a general formula (2) Developing with a developer containing
【0019】[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。Embedded image . . . . (2) A method for forming a resist pattern comprising:
【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、According to yet another aspect of the present invention, (a)
A step of preparing a semiconductor substrate having a channel region and a pair of current extraction regions connected to the channel region;
(B) forming a first electron beam resist layer, an alkali-soluble layer, and a second electron beam resist layer on the semiconductor substrate in this order; and (c) traversing a channel region between the pair of current extraction regions. Exposing the second electron beam resist layer with an energy beam of a first width so as to perform the second step; and (d) exposing the second electron beam resist layer with an energy beam of a second width smaller than the first width in the first region. (1) exposing the electron beam resist layer;
(E) developing the second electron beam resist layer with a first developer containing the general formula (2);
【0021】[0021]
【化10】 ....(2)Embedded image . . . . (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。(F) removing the alkali-soluble layer under the opening formed in the second electron beam resist layer;
(G) developing the first electron beam resist layer with a second developer.
【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。When a developer containing the general formula (2) is used as a developer for the electron beam resist, high sensitivity can be realized.
By making the development highly sensitive, the time required for the lithography process can be reduced.
【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。In the three-layer resist process, the upper electron beam resist layer is developed with high sensitivity to reduce the amount of energy beam irradiation for the upper electron beam resist layer. The amount of irradiation of the energy beam which is incidentally incident on the lower electron beam resist layer is reduced, and the lower electron beam resist layer can be developed with high resolution.
【0025】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
【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。FIGS. 1A to 1D show a lithography process of a single-layer electron beam resist layer according to an embodiment of the present invention.
【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。As shown in FIG. 1A, an electron beam resist layer 11 is formed on a base substrate 10. For example, Si
An electron beam positive resist ZEP520A manufactured by ZEON CORPORATION, which is a resist containing the substance represented by the above general formula (1), is spin-coated on a surface of a base substrate 10 formed of a substrate with a thickness of about 0.2 μm. Apply. Electron beam resist layer 1
After spin coating 1, 180 ° C on a hot plate,
Bake for 120 seconds. Baking is 180 ° C
The temperature is not limited to 120 ° C. and 250 ° C. or less.
【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。Thereafter, the selected area 12 of the electron beam resist layer 11 is irradiated with an electron beam EB. For example, electron beam irradiation is performed at an acceleration voltage of 30 kV and a current value of 0.1 nA using an electron beam exposure apparatus ELS-3300 manufactured by Elionix. By changing the electron beam irradiation time,
The dose amount D is changed.
【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。As shown in FIG. 1B, a base substrate 10 having an electron beam resist layer 11 irradiated with an electron beam is immersed in a developing solution 15 containing the general formula (2) to develop the electron beam resist layer 11. Perform
【0030】[0030]
【化11】 ....(2)Embedded image . . . . (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。The compound represented by the general formula (2) includes
For example, ethyl benzoate represented by the chemical formula (3) can be used.
【0032】[0032]
【化12】 ....(3)Embedded image . . . . (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。According to the above-described embodiment, ethyl benzoate was used as a developer, and the development time T was changed in the range of 30 seconds to 300 seconds. After the development, the underlying substrate having the patterned electron beam resist layer is replaced with ZMD-B manufactured by Zeon Corporation.
(89:11 mixed solution of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol).
【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。For comparison, the same development was carried out using ZEP-SD (40:60 mixed solution of methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone) manufactured by Zeon Corporation as a developer according to the conventional technique.
【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。FIG. 1C is a graph showing a change in the residual film ratio with respect to Dose D when ethyl benzoate is used as a developer. The development time T was 30 seconds, 60 seconds,
The characteristics when 120 seconds, 180 seconds, and 300 seconds are employed are plotted.
【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。When the developing time T is 30 seconds, the residual film ratio does not decrease significantly unless the dose D is high. Development time T is 6
When the time is increased to 0 seconds, 120 seconds, and 180 seconds, the remaining film ratio for the same dose D decreases, and eventually the remaining film ratio becomes zero. Therefore, even if the dose D is low, the development time T
Is sufficiently long, it is possible to completely remove the electron beam resist layer in the exposed area.
【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。FIG. 1D shows ZEP-SD as a developing solution.
The result when using is shown. Development time T is 30 seconds, 60
The plots when changing to seconds, 120 seconds, and 300 seconds are shown. In general, the shorter the development time, the higher the residual film ratio for the same dose D is the same as in FIG. 1C. However, the value of the dose D at which the residual film ratio becomes almost zero is determined by the development time T
It is almost constant regardless of
【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。Therefore, in order to completely remove the electron beam resist layer in the exposed area, a sufficiently high dose D must be given regardless of the development time. In the case of electron beam exposure, setting the dose D high means that the exposure time is extended and the time required for the lithography process is extended.
【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。As a developing solution for the ZEP520A resist, in addition to the above-described ZEP-SD, xylene, butyl acetate, and the like are also known. However, each developing solution has low sensitivity and requires a long time for resist exposure. By using a compound represented by the general formula (2) such as benzoic acid as a developing solution for an electron beam resist such as ZEP520A, high sensitivity can be realized and the time required for development can be reduced. it can.
【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。FIGS. 2A to 2E show an example of a three-layer resist process. As shown in FIG.
On the surface of the substrate 51, an electron beam positive type resist layer 52 such as ZEP520A manufactured by Zeon Corporation was rotated at a rotation speed of 4500 rpm.
The thickness is about 0.2 μm by spin coating. After spin coating the electron beam resist layer 52, baking is performed at 180 ° C. for 2 minutes.
【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。Thereafter, an alkali-soluble layer 53 such as polydimethylglutarimide (PMGI) is formed on the electron beam resist layer 52 at a rotation speed of 3000 rpm to a thickness of about 0.5 μm.
Spin coat. After spin-coating the alkali-soluble layer 53, baking is performed at 180 ° C. for 2 minutes.
【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。Subsequently, an electron beam positive resist layer 54 such as ZEP520A manufactured by Zeon Corporation is spin-coated on the alkali-soluble layer 53 at a rotation speed of 3000 rpm to a thickness of about 0.3 μm, and baked at 180 ° C. for 2 minutes. I do. In this way, the three-layer resist laminated structure 52, 53, 54
Create
【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。After forming the three-layer resist laminated structure, the selected area is irradiated with the electron beam EB1. For example, exposure corresponding to the opening of the upper electron beam resist layer 54 is performed at an acceleration voltage of 50 kV.
【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。Next, as shown in FIG. 2B, exposure corresponding to the opening of the lower electron beam positive resist layer 52 is performed using an electron beam EB2. For example, acceleration voltage 50k
Using the electron beam EB2 of V, exposure corresponding to an opening is performed on the lower electron beam positive resist layer 52 so as to overlap the exposure region for the upper electron beam positive resist layer 54.
【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。As shown in FIG. 2C, the upper electron beam positive resist layer 54 is developed to form an opening 56. The development of the upper electron beam positive resist layer 54 is conventionally performed using, for example, ZEP-SD manufactured by Zeon Corporation, but in this embodiment, is performed using ethyl benzoate.
【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。As shown in FIG. 2D, the alkali-soluble layer 53 exposed in the opening 56 of the upper electron beam positive resist layer 54 is exposed to tetramethylammonium hydroxide (NMD-TM, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.). Development is performed using an alkaline developer such as W). An opening 57 that extends further in the lateral direction from the opening 56 is formed.
【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。As shown in FIG. 2E, the exposed region of the lower electron beam resist layer 52 is developed to form an opening 58 corresponding to the exposed region of the narrow electron beam EB2. In the prior art, development of the lower electron beam resist layer was performed using, for example, ZEP-SD manufactured by Zeon Corporation. However, in the embodiment of the present invention, the development can be performed using various developing solutions. .
【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。For example, a compound represented by the general formula (2) such as ethyl benzoate may be used. Preferably,
A mixture of xylene, butyl acetate, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone (for example, ZEON Corporation) having lower sensitivity than the developing solution for the upper electron beam resist layer 54
P-SD) or the like. Further, a mixed solution of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol (for example, ZMD-B manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), which has been conventionally used as a rinsing liquid, may be used.
【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。In the three-layer resist process, when the development of the upper electron beam positive resist layer 54 is performed with high sensitivity, the dose of the electron beam EB1 to the upper electron beam positive resist layer 54 shown in FIG. 2A is reduced. It becomes possible. Therefore, during exposure for the upper layer electron beam positive resist, it is possible to reduce the amount of exposure that the base electron beam positive resist layer 52 receives secondarily, and to reduce the influence thereof.
【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。Referring to FIG. 2A, the case where the lower electron beam resist layer 52 has a thickness of 0.2 μm and the upper electron beam resist layer 54 has a thickness of 0.3 μm will be described as an example. The optimum exposure required for resolving a pattern having a line width (data length) of 0.6 μm in the upper electron beam resist layer 54 is 18 μC when ethyl benzoate is used as a developer and development is performed for 300 seconds. / Cm 2 .
【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。When ZEP-SD similar to the conventional one is used as a developing solution and development is performed for 30 seconds, the optimum exposure amount is 3
It becomes 0 μC / cm 2 . This upper electron beam resist layer 54
Is also applied to the lower electron beam resist layer 52 almost as it is. In the case of the embodiment of the present invention, the dose of the secondary electron beam exposure received by the lower electron beam resist layer 52 can be reduced to about 60% of the conventional case.
【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。The optimum exposure required for resolving a pattern having a line width (data length) of 0.2 μm on the lower electron beam resist layer 52 is 80 μC / cm 2 .
【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。For exposure of the upper electron beam resist layer 54, 30
If you make an electron beam exposure of the [mu] C / cm 2, electron beam exposure for a lower electron beam resist layer will 50μC / cm 2. When the electron beam exposure to the upper electron beam resist layer 54 is 18 μC / cm 2 , the lower electron beam resist layer 5
2 can be 62 μC / cm 2 .
【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。As described above, by increasing the amount of electron beam exposure corresponding to a desired pattern and decreasing the amount of secondary electron beam exposure, the resolution of the electron beam resist layer 52 is improved and the opening shape is improved. Can be.
【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。FIGS. 3A to 3D show experiments performed using a single electron beam resist layer to confirm this effect.
【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。As shown in FIG. 3A, a ZEP520A manufactured by Zeon Corporation of Japan was used on
The electron beam positive resist layer 11 of μm was spin-coated.
After spin coating, baking was performed at 180 ° C. for 2 minutes. Subsequently, an electron beam EB1 corresponding to the electron beam exposure on the upper layer electron beam resist is applied to the electron beam resist layer 11
Was irradiated onto a wide area 12 having a line width of 1.2 μm. Note that this exposure area is 0.6 to 0.8 μm in an actual process.
However, in order to make it easier to understand the effect of EB1,
The experiment was conducted with a wider line width. The dose of the electron beam irradiation was carried out separately in cases of 18μC / cm 2 and 30 .mu.C / cm 2.
【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。As shown in FIG. 3B, the exposure by the electron beam EB2 corresponding to the exposure area of the electron beam positive resist layer 11 is performed on the area 13 having a line width of 0.2 μm in the secondary exposure area 12. I did it. The dose of the electron beam exposure by the electron beam EB2 is 62 μC / cm 2 when the dose by the electron beam EB1 is 18 μC / cm 2 ,
50 when the dose of EB1 is 30 μC / cm 2
μC / cm 2 .
【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。As described above, in the sample corresponding to the embodiment of the present invention, 18 μC /
exposure cm 2, subjected to exposure of 62μC / cm 2 by an electron beam EB2, in the samples corresponding to the prior art,
30 .mu.C / cm 2 out exposure by an electron beam EB1, exposure by the electron beam EB2 were performed in 50 .mu.C / cm 2.
【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。The electron beam resist layer 11 thus double-exposed was developed for 30 seconds using ZMD-B manufactured by Zeon Corporation, which is a mixed solution of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol, as a developing solution. After the development, the substrate was rinsed with isopropyl alcohol for 20 seconds.
【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。FIG. 3C shows the shape of an electron beam resist pattern exposed and developed according to the embodiment of the present invention. A region corresponding to the exposure by the electron beam EB2 is clearly removed, and the surface of the electron beam resist layer around the region is hardly deteriorated. Also, the width of the formed opening is close to the intended 0.2 μm.
【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。FIG. 3D shows the shape of a sample which has been subjected to electron beam exposure and development according to the prior art. Although the exposure area by the electron beam EB2 was developed, the opening width was greatly widened. Further, the surface of the electron beam resist layer on both sides of the opening is severely deteriorated in a pleated shape.
【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。As described above, when not only the intended electron beam exposure is performed on the single electron beam resist layer but also the secondary electron beam exposure is performed on the upper electron beam resist layer, Efficient development of the resist layer using ethyl benzoate, etc., reducing the amount of electron beam irradiation, reducing the effects of secondary irradiation areas, providing a high resolution, improved cross-sectional electron beam resist pattern Can be obtained.
【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。After developing the electron beam positive type resist layer such as ZEP520A with ethyl benzoate, rinsing was carried out with ZMD-B (mixture of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol) manufactured by Zeon Corporation as before. As a result, a residue was formed on the entire surface of the unexposed portion.
【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。FIG. 4 shows a method of forming a resist pattern according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4A, an electron beam positive resist layer 2
2, alkali-soluble layer 23, electron beam positive resist layer 2
4 is formed, and the region 25 is exposed by an electron beam. This exposure is for the upper electron beam positive resist layer 24.
【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。Thereafter, the electron beam positive resist layer 24 is developed using ethyl benzoate. The exposed area 25 of the electron beam positive resist layer 24 is developed with ethyl benzoate.
【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。As shown in FIG. 4B, following the development step, the surface of the laminated resist structure is rinsed with a mixed solution of methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone (for example, ZEP-SD manufactured by Zeon Corporation). For example, by rinsing for 20 seconds, a surface is obtained in which no residue is observed at all when ZMD-B is used as a rinsing liquid.
【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。ZEP-SD is used as a developing solution in the prior art. By using ethyl benzoate as the developer, the amount of electron beam exposure is reduced, and after performing the desired development, rinsing with ZEP-SD does not cause deformation of the development area.
【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。Subsequently, the alkali-soluble layer 23 is developed with an alkali developer to expose the lower electron beam resist layer. A desired region of the lower electron beam resist layer 22 is exposed to an electron beam, and development and rinsing are performed in the same manner as in the process described with reference to FIG.
【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。Although the case of a three-layer resist structure has been described, similar results can be obtained when a single-layer electron beam resist layer having no lower electron beam positive resist layer 22 and no alkali-soluble layer 23 is used. It would be obvious.
【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。FIG. 5 shows a method of forming a resist pattern for lifting off a T-type electrode according to another embodiment of the present invention.
【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。As shown in FIG. 5A, the GaAs substrate 5
The surface of No. 1 was spin-coated with ZEP520A manufactured by Zeon Corporation at a rotation speed of 4500 rpm at a thickness of 0.2 μm,
Baking at 0 ° C. for 2 minutes. Subsequently, PMGI is rotated on the electron beam resist layer 52 at a rotation speed of 3000 rpm.
Is applied by spin coating at a thickness of 0.5 μm, and baked at 180 ° C. for 2 minutes. Further, ZEP520A manufactured by Zeon Corporation is rotated on the PMGI layer 53 at a rotation speed of 3000 rpm.
Then, spin coating is performed at a thickness of 0.25 μm and baking is performed at 180 ° C. for 2 minutes. Thus, a three-layer resist laminated structure is formed. An antistatic film (not shown) is applied on the three-layer resist laminated structure.
【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。An electron beam EB having an acceleration energy of 50 keV
1 in a region having a data length of 0.8 μm and a dose of 40 μ / cm.
Irradiation at 2 and electron beam exposure. After the EB exposure, the antistatic film is removed.
【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。As shown in FIG. 5B, development was performed at room temperature for 180 seconds using ethyl benzoate as a developing solution.
The upper electron beam resist layer 54 is developed. An opening 56 is formed in the upper electron beam resist layer 54 by the development. After development, using a mixed solution of methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone (for example, ZEP-SD manufactured by Zeon Corporation)
Rinse for 20 seconds at room temperature.
【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。As shown in FIG. 5C, using the opening 56 formed in the upper electron beam resist layer 54 as a mask,
The underlying PMGI (alkali-soluble) layer 53 is developed with an alkali developer. For example, development is performed at room temperature for 30 seconds using tetramethyl ammonium hydroxide (NMD-W) manufactured by Tokyo Ohka. After the development, rinsing is performed using, for example, pure water. In this manner, an opening 57 having a wider width than the opening 56 is formed in the PMGI layer 53 in the lateral direction. The lower electron beam resist layer 52 is exposed at the bottoms of the openings 56 and 57.
【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。As shown in FIG. 5D, the exposed lower electron beam resist layer 52 is exposed to an electron beam having a data length of 0.06 to 0.2 μm using an electron beam EB2. For example, at an acceleration energy of 50 keV and a data length of 0.0
Electron beam writing with a dose of 75 to 90 μC / cm 2 is performed in a region of 8 μm.
【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。As shown in FIG. 5E, a mixed solution of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol (for example, ZMD-B manufactured by Zeon Corporation) was used as a developing solution for the lower electron beam resist layer 52 after the electron beam exposure. Perform development. After the development, rinsing is performed at room temperature for 20 seconds using, for example, isopropyl alcohol.
【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。According to the above-described embodiment, an experiment was performed in which the data length of the opening, the development time, and the dose were changed, and the results were examined.
【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。FIG. 6A shows the dependence of the opening length of the obtained lower resist layer on the development time. 0.06 μm, 0.08 μm, 0.1 μm,
The result when 0.2 μm is used is shown by a plot. The lower electron beam resist layer was exposed at a dose of 85 μC / cm 2 . The upper electron beam resist layer was developed with benzoic acid.
【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。FIG. 6B shows the dependence of the opening length of the obtained lower electron beam resist layer on the dose of the electron beam for the lower resist layer. The lower electron beam resist layer is made of ZM
Development was performed for 50 seconds using DB. As in FIG.
The data length for the opening is 0.06 μm, 0.08 μm, 0.
It was changed to 1 μm and 0.2 μm.
【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。As is clear from FIGS. 6A and 6B,
The opening length obtained in the lower electron beam resist layer is determined by the development time,
Very low dependence on dose. Further, a stable opening length of 0.11 μm can be realized. According to the prior art, the minimum opening length obtained is about 0.15.
The opening length is significantly reduced as compared to the case of μm.
【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。FIG. 7 shows a method of manufacturing a HEMT type semiconductor device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7A, a heteroepitaxial layer is grown on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 31 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). First, a high-resistance GaAs layer 32 is grown to a thickness of about 300 nm on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 31,
Non-doped InGaAs is formed thereon as an electron transit layer 33.
The layer is grown to a thickness of about 20 nm. On the electron transit layer 33,
As the electron supply layer 34, a Si-doped n-type AlGaAs layer is grown to a thickness of about 20 nm. Further, a Si-doped n + -type GaAs is formed on the electron supply layer 34 as a surface low-resistance layer 35.
An s layer is grown to a thickness of about 50 nm. Thus, HE
A heteroepitaxial layer for forming an MT element is formed.
【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。After the epitaxial growth, oxygen is ion-implanted into a region surrounding the transistor region to form a semi-insulating region around the transistor to form an element isolation region 36.
【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。As shown in FIG. 7B, the element isolation region 3
A pair of current extraction terminals 38 is formed in the transistor region 37 surrounded by 6. The current extraction terminal 38 includes, for example, an AuGe layer 38a having a thickness of 50 nm and a thickness of 300 nm.
Of the Au layer 38b. In this way,
A pair of ohmic source / drain electrodes is formed.
【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。As shown in FIG. 7C, a three-layer resist laminated structure 52, 53, 54 is formed on the substrate on which the ohmic electrode 38 has been formed by the same process as in the above embodiment. The opening of the three-layer resist laminated structure is arranged in the middle of a pair of ohmic electrodes 38 for extracting current.
【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。Thereafter, aluminum is vapor-deposited on the three-layer resist laminated structure. By the evaporation, the Schottky gate electrode 39a is formed in the opening of the three-layer resist laminated structure. An aluminum layer 39b is also deposited on the three-layer resist laminated structure.
【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。As shown in FIG. 7D, the three-layer resist laminated structures 52, 53, 54 are removed by using a stripper. Three
The aluminum layer 39b on the layer resist laminated structure is lifted off at the same time. Thus, a HEMT having a T-shaped Schottky gate electrode 39a made of aluminum is formed.
【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。FIG. 8A shows the H fabricated in this manner.
5 shows IV characteristics of EMT. FIG. 8B shows the characteristics of a HEMT manufactured by a conventional technique for comparison.
【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。The HEMT shown in FIG. 8A had a gate length of 0.12 μm, and the HEMT shown in FIG. 8B had a gate length of 0.15 μm. According to an embodiment of the present invention,
It can be seen that a three-terminal device having excellent characteristics has been obtained.
【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。It will be apparent to those skilled in the art that various semiconductor devices can be manufactured without being limited to the HEMT.
【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。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, although the case where the electron beam resist layer is formed of ZEP520A has been mainly described, the electron beam resist is not limited to this. Various electron beam resists containing the substance represented by the general formula (1) can be used.
【0091】[0091]
【化13】 ....(1)Embedded image . . . . (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。The electron beam resist layer may be exposed with an energy beam such as X-rays. Various compounds represented by the general formula (2) could be used as a developer for the electron beam resist layer. It will be apparent to those skilled in the art that various other modifications, improvements, and combinations are possible.
【0093】[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。As described above, according to the present invention, the lithography process using the electron beam resist layer can be performed with high sensitivity. The resolution of a lithography process using a laminated electron beam resist structure can be improved.
【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。FIG. 1 is a sectional view and a graph showing a method for forming a resist pattern according to an embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a resist pattern according to another embodiment of the present invention.
【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。FIG. 3 is a cross-sectional view and a sketch showing an experiment performed to verify the effect of the embodiment of the present invention and the result.
【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。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a resist pattern according to another embodiment of the present invention.
【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。FIG. 5 is a sectional view illustrating a method of forming a resist pattern according to another embodiment of the present invention.
【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。FIG. 6 is a graph showing the results of an experiment performed to verify the effects of the embodiment of the present invention.
【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。FIG. 7 is a sectional view showing main steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
【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。FIG. 8 is a graph showing characteristics of a semiconductor device manufactured according to another embodiment of the present invention in comparison with characteristics of a semiconductor device manufactured by a conventional manufacturing method.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Undersubstrate 11 Electron beam positive resist layer 12 (EB irradiation) area 15 Developer 21 Undersubstrate 22 Electron beam positive resist layer 23 Alkali-soluble layer 24 Electron beam positive resist layer 31 Semi-insulating GaAs substrate 32 High resistance GaAs Layer 33 Electron transit layer 34 Electron supply layer 35 Surface low resistance layer 36 Element isolation region 37 Transistor region 38 Current extraction terminal 39a T-shaped Schottky gate electrode 51 GaAs substrate 52 Electron beam positive resist layer 53 Alkali-soluble layer 54 Electron beam positive Resist layer 56-58 opening EB electron beam
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Ei Yano 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Keiji Watanabe 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Fujitsu Co., Ltd. (72) Inventor Takahisa Namiki 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture 1-1 Within Fujitsu Co., Ltd. (72) Koji Nozaki 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Fujitsu Co., Ltd. (72) Inventor Miwa Igarashi 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Within Fujitsu Co., Ltd. Location Fujitsu Quantum Devices Co., Ltd. No. 1 Fujitsu Co., Ltd. (72) Inventor Mizuhisa Nihei 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Fujitsu Co., Ltd. (Reference) 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)
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。1. A step of forming a resist layer containing the general formula (1) on an underlayer surface; . . . . (1) a step of irradiating the resist layer with an energy beam to expose the resist layer, and a step of developing the exposed resist layer with a developer containing the general formula (2). . . . . (2) A method for forming a resist pattern comprising:
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。2. The method according to claim 1, further comprising the step of rinsing the developed resist layer with a mixed solution of methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
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。3. The method according to claim 1, wherein the general formula (2) is ethyl benzoate.
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。4. A step of forming a first electron beam resist layer on an underlayer surface; a step of forming an alkali-soluble layer on the first electron beam resist layer; A) forming a second electron beam resist layer comprising: . . . . (1) a step of exposing the second electron beam resist layer by irradiating an energy beam from above the second electron beam resist layer; and forming the exposed second electron beam resist layer by a general formula (2)
Developing with a developer containing: . . . . (2) A method for forming a resist pattern comprising:
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。5. The method according to claim 4, further comprising the step of rinsing the developed second electron beam resist layer with a mixed solution of methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
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。6. The method according to claim 4, wherein the general formula (2) is ethyl benzoate.
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。7. The step of exposing the second electron beam resist layer, the step of exposing the first electron beam resist layer, and the step of exposing the second electron beam resist layer. Irradiating an energy beam to a second region in the first exposure region of the one electron beam resist layer to expose the first electron beam resist layer; and selectively exposing the second region of the first electron beam resist layer. 5. The method for forming a resist pattern according to claim 4, further comprising the step of:
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。8. A step of preparing a semiconductor substrate having a channel region and a pair of current extraction regions connected to the channel region; and (b) a first electron beam resist layer on the semiconductor substrate. Forming an alkali-soluble layer and a second electron beam resist layer in this order; and (c) forming the second electron beam resist layer to have a first width so as to cross a channel region between the pair of current extraction regions. (D) exposing the first electron beam resist layer with an energy beam having a second width smaller than a first width in the first region; and (e) exposing the first electron beam resist layer to the first region. Developing the two-electron beam resist layer with a first developer containing the general formula (2); . . . . (2) (f) removing the alkali-soluble layer below the opening formed in the second electron beam resist layer; and (g) developing the first electron beam resist layer with a second developer. A method for manufacturing a semiconductor device including:
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。9. The steps (e), (f), and (g) are steps of forming a narrow opening at the bottom and a wide opening at the top in the resist stack, and further forming an electrode layer on the resist stack with the opening formed. 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising the steps of: depositing; and removing the resist stack together with an electrode layer thereon.
(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。10. The method according to claim 8, wherein the step (d) is performed between the steps (f) and (g).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10209711A JP2000039717A (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Method of forming resist pattern and method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10209711A JP2000039717A (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Method of forming resist pattern and method of manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=16577389
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