JPH0124290B2 - - Google Patents
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- JPH0124290B2 JPH0124290B2 JP10100681A JP10100681A JPH0124290B2 JP H0124290 B2 JPH0124290 B2 JP H0124290B2 JP 10100681 A JP10100681 A JP 10100681A JP 10100681 A JP10100681 A JP 10100681A JP H0124290 B2 JPH0124290 B2 JP H0124290B2
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- methacrylate
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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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Description
本発明は微細加工技術、特に超LSI製造時の写
真蝕刻技術に有用な電離放射線感応ネガ型レジス
トに関する。 周知の如く、写真蝕刻技術は感光性材料（フオ
トレジスト）を用いて耐蝕性パターン（レジスト
パターン）を半導体基体等の上に形成し、該耐蝕
性パターンをマスクとして半導体基体等を蝕刻し
たり、所要の材料を層状に形成したりするもので
ある。しかしながら、かかる感光性材料であるフ
オトレジストは感光波長領域が3000〜5000Å程度
の紫外又は可視光に限定されて感応するため、
高々2μｍ程度のレジストパターン形成にしかむ
かず、1μｍ以下の微細加工は困難であつた。 このようなことから、1μｍ以下の微細加工が
要求される超LSI製造において、電子線、Ｘ線、
シンクロトロン軌導放射線などの高エネルギーの
電離放射線を利用した微細パターン形成が実用化
されている。かかる電離放射線に感応するレジス
トとしては、従来、グリシジルメタクリレート−
エチルアクリレート共重合体やポリスチレンなど
のネガ型レジストが知られている。しかしなが
ら、グリシジルメタクリレート−エチルメタクリ
レートの共重合体は高感度であるが、解像度が低
いという欠点を有する。ポリスチレンは解像度が
比較的高いものの、ネガ型レジスト特有のスカム
発生が不可避的に起こり、蝕刻パターンの精度を
低下させ、しかも感度が極めて低いという欠点が
ある。 これに対し、本発明者は上記欠点を克服すべく
鋭意研究を重ねた結果、トリクロルエチルメタク
リレートとジクロルエチルメタクリレートを所定
比率で共重合した共重合体よりレジストを構成す
ることによつて、電離放射線に対して高感度であ
り、高解像度性を有し、比較的少ない電離放射線
照射量でもつてドライエツチングプロセスにも十
分適用可能なスカム発生のない高密度レジストパ
ターンを形成し得る電離放射線感応ネガ型レジス
トを見い出した。このように、本発明のネガ型レ
ジストが優れた感度と解像度を発揮する理由は、
各共重合体単位の特性と、レジスト中の塩素によ
り電離放射線に対する分子内架橋が顕著となるこ
とから、感度向上と解像度向上が達成され、更に
現像後に形成されるレジストパターンの耐イオン
エツチング性が改善されることに基因するものと
推定される。 すなわち、本発明の電離放射線感応ネガ型レジ
ストはトリメチルメタクリレートとジクロルエチ
ルメタクリレートからなり、これら単量体の共重
合比が40：60〜１：99の共重合体より構成される
ことを特徴とするものである。 本発明において共重合体を構成するジクロルエ
チルメタクリレートの共重合比を上記範囲に限定
した理由はトリメチルメタクリレートに対する共
重合比を60未満にすると、感度、解像度の向上が
期待できなくなり、かといつてトリメチルメタク
リレートに対する共重合比が99を越えると、プリ
ベーク処理等で容易に架橋し、レジストの安定性
が損なわれるからである。 次に、本発明の電離放射線感応ネガ型レジスト
を用いてパターンを形成する方法を一例を示して
説明する。 まず、電離放射線感応ネガ型レジストを適当な
溶媒で溶解し、レジスト溶液を調整する。つづい
て、このレジスト溶液を半導体基板もしくはマス
ク基板上にスピンナー等で均一に塗布し、乾燥し
た後、プリベーク処理を施して厚さ0.1〜2μｍ程
度のレジスト膜を形成する。このプリベーク温度
は200℃以下、より好ましくは100〜140℃の範囲
の温度でプリベーク処理することが望ましい。ひ
きつづき、レジスト膜の所望部分を常法に従つて
電子線、Ｘ線等の電離放射線を照射してパターン
描画を行なう。次いで、パターン描画後の基板を
現像液で処理してレジスト膜を選択的に溶解除去
してレジストパターンを形成する。なお現像液と
してケトン系、エステル系の溶剤単独又はアルコ
ール系、エーテル系を混合したものが用いられ
る。その後、レジストパターンをマスクとして露
出する基板部分をドライ又はウエツトエツチング
により蝕刻し、蝕刻パターンを形成する。 実施例 １〜４ 下記表に示す共重合比の異なるトリクロルエチ
ルメタクリレート−ジクロルエチルメタクリレー
ト共重合体をメチルセロソルブで溶解して４種の
ネガ型レジスト溶液を調整した。つづいて、これ
らレジスト溶液をガラス基板上のクロム膜にスピ
ンナーにより厚さ1.0μｍ塗布してレジスト膜を被
覆し、さらに120℃で40分間プリベーク処理を施
した。プリベーク後の各レジスト膜に電子線又は
Ｘ線（Al−Kα線）を選択的に照射して露光を行
なつた後、エチルセロソルブ−エチルアルコール
混合溶媒で現像処理してレジストパターンを形成
した。その後、排気圧３×10-1Torr、出力
300W、CCl4とO2の混合ガスによる反応性イオン
エツチングによりレジストパターンから露出する
クロム膜を４分間エツジングしてクロムパターン
を有するフオトマスクを製作した。 しかして、本実施例１〜４における電子線又は
Ｘ線の照射が施されたレジスト部と非照射レジス
ト部との間に充分な溶解度差が生じる、つまり非
照射レジスト部を選択的に除去し得る程度に溶解
度差が生じるのに要した電子線、Ｘ線の照射量
（感度）及び解像度を調べた。また、ドライエツ
チング時のレジストパターンの膜ベリ速度（耐ド
ライエツチング性）を調べた。これらの結果を同
表に併記した。
真蝕刻技術に有用な電離放射線感応ネガ型レジス
トに関する。 周知の如く、写真蝕刻技術は感光性材料（フオ
トレジスト）を用いて耐蝕性パターン（レジスト
パターン）を半導体基体等の上に形成し、該耐蝕
性パターンをマスクとして半導体基体等を蝕刻し
たり、所要の材料を層状に形成したりするもので
ある。しかしながら、かかる感光性材料であるフ
オトレジストは感光波長領域が3000〜5000Å程度
の紫外又は可視光に限定されて感応するため、
高々2μｍ程度のレジストパターン形成にしかむ
かず、1μｍ以下の微細加工は困難であつた。 このようなことから、1μｍ以下の微細加工が
要求される超LSI製造において、電子線、Ｘ線、
シンクロトロン軌導放射線などの高エネルギーの
電離放射線を利用した微細パターン形成が実用化
されている。かかる電離放射線に感応するレジス
トとしては、従来、グリシジルメタクリレート−
エチルアクリレート共重合体やポリスチレンなど
のネガ型レジストが知られている。しかしなが
ら、グリシジルメタクリレート−エチルメタクリ
レートの共重合体は高感度であるが、解像度が低
いという欠点を有する。ポリスチレンは解像度が
比較的高いものの、ネガ型レジスト特有のスカム
発生が不可避的に起こり、蝕刻パターンの精度を
低下させ、しかも感度が極めて低いという欠点が
ある。 これに対し、本発明者は上記欠点を克服すべく
鋭意研究を重ねた結果、トリクロルエチルメタク
リレートとジクロルエチルメタクリレートを所定
比率で共重合した共重合体よりレジストを構成す
ることによつて、電離放射線に対して高感度であ
り、高解像度性を有し、比較的少ない電離放射線
照射量でもつてドライエツチングプロセスにも十
分適用可能なスカム発生のない高密度レジストパ
ターンを形成し得る電離放射線感応ネガ型レジス
トを見い出した。このように、本発明のネガ型レ
ジストが優れた感度と解像度を発揮する理由は、
各共重合体単位の特性と、レジスト中の塩素によ
り電離放射線に対する分子内架橋が顕著となるこ
とから、感度向上と解像度向上が達成され、更に
現像後に形成されるレジストパターンの耐イオン
エツチング性が改善されることに基因するものと
推定される。 すなわち、本発明の電離放射線感応ネガ型レジ
ストはトリメチルメタクリレートとジクロルエチ
ルメタクリレートからなり、これら単量体の共重
合比が40：60〜１：99の共重合体より構成される
ことを特徴とするものである。 本発明において共重合体を構成するジクロルエ
チルメタクリレートの共重合比を上記範囲に限定
した理由はトリメチルメタクリレートに対する共
重合比を60未満にすると、感度、解像度の向上が
期待できなくなり、かといつてトリメチルメタク
リレートに対する共重合比が99を越えると、プリ
ベーク処理等で容易に架橋し、レジストの安定性
が損なわれるからである。 次に、本発明の電離放射線感応ネガ型レジスト
を用いてパターンを形成する方法を一例を示して
説明する。 まず、電離放射線感応ネガ型レジストを適当な
溶媒で溶解し、レジスト溶液を調整する。つづい
て、このレジスト溶液を半導体基板もしくはマス
ク基板上にスピンナー等で均一に塗布し、乾燥し
た後、プリベーク処理を施して厚さ0.1〜2μｍ程
度のレジスト膜を形成する。このプリベーク温度
は200℃以下、より好ましくは100〜140℃の範囲
の温度でプリベーク処理することが望ましい。ひ
きつづき、レジスト膜の所望部分を常法に従つて
電子線、Ｘ線等の電離放射線を照射してパターン
描画を行なう。次いで、パターン描画後の基板を
現像液で処理してレジスト膜を選択的に溶解除去
してレジストパターンを形成する。なお現像液と
してケトン系、エステル系の溶剤単独又はアルコ
ール系、エーテル系を混合したものが用いられ
る。その後、レジストパターンをマスクとして露
出する基板部分をドライ又はウエツトエツチング
により蝕刻し、蝕刻パターンを形成する。 実施例 １〜４ 下記表に示す共重合比の異なるトリクロルエチ
ルメタクリレート−ジクロルエチルメタクリレー
ト共重合体をメチルセロソルブで溶解して４種の
ネガ型レジスト溶液を調整した。つづいて、これ
らレジスト溶液をガラス基板上のクロム膜にスピ
ンナーにより厚さ1.0μｍ塗布してレジスト膜を被
覆し、さらに120℃で40分間プリベーク処理を施
した。プリベーク後の各レジスト膜に電子線又は
Ｘ線（Al−Kα線）を選択的に照射して露光を行
なつた後、エチルセロソルブ−エチルアルコール
混合溶媒で現像処理してレジストパターンを形成
した。その後、排気圧３×10-1Torr、出力
300W、CCl4とO2の混合ガスによる反応性イオン
エツチングによりレジストパターンから露出する
クロム膜を４分間エツジングしてクロムパターン
を有するフオトマスクを製作した。 しかして、本実施例１〜４における電子線又は
Ｘ線の照射が施されたレジスト部と非照射レジス
ト部との間に充分な溶解度差が生じる、つまり非
照射レジスト部を選択的に除去し得る程度に溶解
度差が生じるのに要した電子線、Ｘ線の照射量
（感度）及び解像度を調べた。また、ドライエツ
チング時のレジストパターンの膜ベリ速度（耐ド
ライエツチング性）を調べた。これらの結果を同
表に併記した。
【表】
＊ スカム発生が多くライトアツシングが必要
上表より明らかな如く、本発明のネガ型レジス
トは電子線に対する感度は従来のグリシジルアク
リレート−エチルメタクリレート共重合体より若
干劣るが、Ｘ線に対する感度は優れ、しかも従来
のネガ型レジストを凌ぐ高解像度性を有し、更に
耐ドライエツチングも優れていることがわかる。
また、実施例１〜４のレジストパターンにより製
作されたフオトマスクは、同パターンと同等のク
ロム膜パターンを有することが確認された。 以上詳述した如く、本発明によれば電離放射線
に対して高感度であり、高解像度性を有し、比較
的少ない電離放射線照射量でもつてドライエツチ
ングプロセスにも十分適用可能なスカム発生のな
い高密度レジストパターンを形成でき、ひいては
超LSI製造等での微細な写真蝕刻技術に有用な電
離放射線感応ネガ型レジストを提供できるもので
ある。
上表より明らかな如く、本発明のネガ型レジス
トは電子線に対する感度は従来のグリシジルアク
リレート−エチルメタクリレート共重合体より若
干劣るが、Ｘ線に対する感度は優れ、しかも従来
のネガ型レジストを凌ぐ高解像度性を有し、更に
耐ドライエツチングも優れていることがわかる。
また、実施例１〜４のレジストパターンにより製
作されたフオトマスクは、同パターンと同等のク
ロム膜パターンを有することが確認された。 以上詳述した如く、本発明によれば電離放射線
に対して高感度であり、高解像度性を有し、比較
的少ない電離放射線照射量でもつてドライエツチ
ングプロセスにも十分適用可能なスカム発生のな
い高密度レジストパターンを形成でき、ひいては
超LSI製造等での微細な写真蝕刻技術に有用な電
離放射線感応ネガ型レジストを提供できるもので
ある。
Claims (1)
- １ トリクロルエチルメタクリレートとジクロル
エチルメタクリレートとからなり、これら単量体
の共重合比が40：60〜１：99の共重合体から構成
されることを特徴とする電離放射線感応ネガ型レ
ジスト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100681A JPS57108847A (en) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | Negative type resist sensitive to ionized radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100681A JPS57108847A (en) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | Negative type resist sensitive to ionized radiation |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11494979A Division JPS5639537A (en) | 1979-09-07 | 1979-09-07 | Ionized radiation sensitive resist |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57108847A JPS57108847A (en) | 1982-07-07 |
| JPH0124290B2 true JPH0124290B2 (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=14289157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10100681A Granted JPS57108847A (en) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | Negative type resist sensitive to ionized radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57108847A (ja) |
-
1981
- 1981-06-29 JP JP10100681A patent/JPS57108847A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57108847A (en) | 1982-07-07 |
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