JPH02101461A - 微細パターン形成材料およびパターン形成方法 - Google Patents

微細パターン形成材料およびパターン形成方法

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JPH02101461A
JPH02101461A JP63255116A JP25511688A JPH02101461A JP H02101461 A JPH02101461 A JP H02101461A JP 63255116 A JP63255116 A JP 63255116A JP 25511688 A JP25511688 A JP 25511688A JP H02101461 A JPH02101461 A JP H02101461A
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JP
Japan
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resist
film
polymer
pattern
electron beam
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JP63255116A
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English (en)
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Kazuhiko Hashimoto
和彦 橋本
Taichi Koizumi
太一 小泉
Kenji Kawakita
川北 憲司
Noboru Nomura
登 野村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体素子や集積回路を荷電ビームを用いて
パターン形成して製作する際に使用する微細パターン形
成材料ならびに同材料を用いた微細パターン形成方法に
関するものである。
従来の技術 従来、IC及びLSI等の製造においては、紫外線を用
いだホトリソグラフィーによってパターン形成を行なっ
ている。素子の微細化に伴ない、ステッパーレンズの高
NA化、短波長光源の使用等がすすめられているが、そ
れによって焦点深度が浅くなるという欠点がある。また
、LSI素子のパターン寸法の微細化、ムSICの製造
等にともない、電子ビームリソグラフィーが用いられる
ようになってきている。この電子ビームリソグラフィー
による微細パターン形成にはポジ型電子線レジストは欠
くことのできないものである。その中でポリメチルメタ
クリレート(PMMム)は最も解像性の良いものとして
知られているが、低感度であることが欠点である。それ
故、近年ポジ型電子線レジストの感度を高める多くの報
告が行なワしており、例えばポリメタクリル酸ブチル、
メタクリル酸メチルとメタクリ酸との共重合体、メタク
リル酸とアクリロニトリルとの共重合体、メタクリル酸
メチルとイソブチレンとの共重合体、ポリブテン−1−
スルホン、ポリイソプロペニルケトン、含フツ素ポリメ
タクリレート等のポジ型電子線レジストが発表されてい
る。これらのレジストはいづれも、側鎖に電子吸引性基
を導入、または主鎖に分解しやすい結合を導入すること
によって、電子ビームによる主鎖切断が容易におこるよ
うにしたレジストであシ、高感度化をねらったものであ
るが、解像度と感度の両方を十分に満たしたものである
とはいえない。
また、電子ビームリソグラフィーにおいては、電子ビー
ムレジストの耐ドライエツチ性の悪さ、電子の前方散乱
、後方散乱のだめの近接効果によるパターン精度への影
響、また、露光電子のチャージ・アップによるパターン
描画への影響等の欠点がある。これらの欠点をおぎなう
ために、レジストの働きを感光層と平坦化層とに分けた
多層レジスト法は非常に有効な方法である。第3図は電
子ビームリソグラフィーにおける多層レジストプロセス
を説明する図である。近接効果をおさえるために下層膜
として有機膜を2〜3μm厚塗布し、中間層として8i
02等の無機膜あるいは5oG(スピン オン グラス
)等の無機膜を塗布し、上層に電子線レジストを塗布し
、その上にチャージ・アップを防止するためにアルiを
約100人蒸着する(第3図a)。露光後、アルカリ水
溶液でアルミ層を除去し、その後現像する(第3図b)
次にこのレジストパターンをマスクとして中間層のドラ
イエツチングを行ない(第3図C)、次に、中間層をマ
スクとして下層のドライエツチングを行なう(第3図d
)。以上のような多層レジストプロセスを用いることに
より、微細なパターンを高アスペクト比で形成すること
ができる。
しかし、アルミ層を蒸着する多層レジストでは工程がよ
り複雑となシ、また、コンタミネーション等の問題があ
シ、実用的であるとはいえない。
発明が解決しようとする課題 上記のように、アルミ層つきの多層レジストプロセスは
有効な方法であるが、複雑な工程、アルばのコンタミネ
ーション等の課題がある。また、アルミ層をとりのぞい
た多層レジストプロセスではチャージ、アップの問題が
ある。チャージ・アップとは露光電子が絶縁体であるレ
ジスト、中間層または下層にたまる現象である。このチ
ャージ・アップ効果によシ、電子ビームリソグラフィー
において、フィールドバッティング、合わせ精度の劣化
等、大きな課題が生じる。また、単層レジストでもこの
チャージ・アップ現象は見られ、三層レジストと同様に
フィールドバッティング、合わせ精度の劣化をまねく。
すなわち、電子ビームリソグラフィーにおいて、露光さ
れた電子はレジスト中を散乱するが、一部がレジスト中
で止り、その領域でチャージがたまってしまう。このた
まったチャージにより電子ビームが曲げられ、フィール
ドバッティング、合わせ精度の劣化をひきおこすと考え
た。
本発明者らはこの現象を解決するために、導電性電子線
レジスト、また、それらを用いた微細パターン形成方法
を完成した。
課題を解決するだめの手段 すなわち、本発明は、荷電ビームを照射することによっ
て重合または分解がおこる高分子物質に、導電性高分子
を混合したものを電子線レジストとして使用することに
よって、上記のような課題を解消しようというものであ
る。この電子線レジストは高い導電率を示すようになる
ので、露光時における電子のチャージ・アンプを防止す
ることができる。このレジスト材料は、荷電ビームによ
って分解または重合がおこる感光性高分子と、露光時の
チャージを取りのぞく導電性高分子の2相から成ってお
り、電子ビームに対して高い感度を示す導電性電子線レ
ジストになりうる。また、導電性高分子も電子ビームと
反応してもよく、その時は導電性高分子は、現像時の溶
解阻止剤としても働く。
導電性高分子としてシリコン含有導電性高分子を使用す
ることによって、耐ドライエツチ性の高い、二層レジス
ト用のシリコン含有導電性レジストになりうる。
これらの導電性高分子物質を多層レジストの上層レジス
トに用いることによって、アルミ層をつけずに多層レジ
ストを容易に形成することができ、チャージアップによ
るバッティングエラー、アライメントずれのない正確な
微細レジストパターンを形成することができる。
作用 本発明は前記した導電性電子線レジスト、および、それ
を用いたレジストプロセスによす、容易に、チャーハア
ップのおこらない正確な微細パターンを形成することが
できる。特に、アルミ層を蒸着する必要がなく、コンタ
ミネーシコンの問題もなく、また、工程も簡略化するこ
とができ、電子によるチャージ・ア多プを防止して、正
確な微細パターンを形成することができる。従って、本
発明を用いることによって、正確な高解像度な微細パタ
ーン形成に有効に作用する。
実施例 (実施例1) 分子量約20万のポリメチルメタクリレート(PMM人
)01 fをメチルイソブチルケトン10C,C,に溶
解させた後、分子量約10万のポリジブチルチオフェン
0.1yを加えて、不溶分をろ別しレジスト溶液とした
。このレジスト溶液を半導体基板上に滴下し200 O
rpmでスピンコードし15′0℃、30分間のベーキ
ングを行ない、12μm厚のレジスト膜を得ることがで
きだ。次に、加速電圧20KV、照射量1.OX 10
 ’ c/CXPテ電子線露光を行なった後、メチルイ
ンブチルケトン(MIBK)とイソプロピルアルコール
(IFム)の混合液で現像を行なった所、チャージアッ
プによるフィールドバッティングエラーのない、正確な
ポジ型レジストパターンを得ることができた。
まだ、末照射部の膜減りはほとんどなかった。
(実施例2) 分子量約10万の含フツ素ポリメタクリレート01yを
MIBKloccに溶解させた後、分子量約1万のラダ
ー型ジメチルポリシラン0.1yを加えて、不溶分をろ
別しレジスト溶液とした。このレジスト溶液を半導体基
板上に滴下し200Orpmでスピンコードし、150
’C,30分間のベーキングを行ない、12μm厚のレ
ジスト膜を得ることができた。次に、加速電圧20KV
、照射量10 X 10−6c/(がで電子線露光を行
なった後、IP人で現像を行なった所、チャージ・アン
プによるフィールドバッティングエラーのない、正確な
ポジ型レジストパターンを得ることができた。
また、末照射部の膜減りはほとんどなかった。
(実施例3) 実施例2においてラダー型ジメチルポリシランのかわり
に、パーシラポリアセチレンを加えることによってレジ
スト膜を形成した。このレジスト膜に加速電圧20KV
、照射量1x1o−6c/iがで電子線露光を行なった
後、IP人で現像を行なった所、チャージアップによる
フィールドバッティングエラーのない、正確なポジ型レ
ジストパターンを得ることができた。
(実施例4) 本発明の第4の実施例を第1図に示す。半導体基板1上
に下層膜2として高分子有機膜を塗布し、220’C,
20分間ベーキングを行なう。この上に中間層3として
SOGをスピンコードし、200℃。
2o分間ベーキングを行なう。この上に実施例1で得ら
れた混合物を電子線レジスト4として塗布し、150℃
、20分間のベーキングを行ない、06μm厚のレジス
ト膜を形成した。(第1図a)次に、加速電圧20KV
、照射量1×1o C/afで電子線5の露光を行ない
、IPムで現像を行なった所、正確な微細レジストパタ
ーン4Pが得られた。(第1図b)導電性が良いのでチ
ャージアップによるフィールドパッティングエラーは全
く見られなかった。このレジストパターン4P″Ir:
?スフとして中間層5OG3のエツチングを行なった。
(第1図C)そして中間層をマスクとして下層膜2のエ
ツチングを行ない、正確で垂直な微細レジストパターン
2Pを得ることができた。(第1図d)(実施例6) 本発明の第5の実施例を第2図に示す。半導体基板1上
に下層膜12として高分子有機膜を塗布し、220℃、
20分間ベベーキング行なう。この上に、実施例2で得
られた混合物を電子線レジスト13として塗布し、15
0’C,20分間のベーキングを行ない、0.6μm厚
のレジスト膜を形成した。(第2図a)次に、加速電圧
20KV、照射量1x 1o−’ c/crで電子線1
4で露光を行ない、IPムで現像すると、正確な微細レ
ジストパター713Pが得られた。(第2図b)導電性
が良いのでチャージアップによるフィールドパッティン
グエラーは全く見られなかった。このレジストパターン
13Pをマスクとして下層膜12のエツチングを行ない
、正確で垂直な微細レジストパターン12Pを得ること
ができた。(第2図C)なお、電子線レジスト13とし
て実施例3で得られた混合物を使用してもよい。
発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、荷電ビーム照射に
よって重合または分解する高分子物質と導電性高分子と
の混合物を電子線レジストとして使用すると、高感度で
高解像度のレジストパターンを形成することができる。
これらのレジストを使用することによって露光電子によ
るチャージアップの影響はなくなり、フィールドパッテ
ィング、合わせ精度を向上させることができる。また、
導電性高分子として、シリコン含有導電性高分子を使用
することによって、二層レジストの上層レジストとして
使用でき、容易にチャージアップを防止することができ
、正確で垂直な微細レジストパターンを形成することが
でき、超高密度集積回路の製造に大きく寄与することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における一実施例の工程断面図、第2図
は同他の実施例の工程断面図、第3図は従来の多層レジ
スト法の工程断面図である。 1・・・・・・半導体基板、2・・・・・・下層膜、3
・・・・・・中間層、4・・・・・・電子線レジスト。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名菓 
lr!A 箔 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)荷電ビームが照射されることによって分解または
    重合をおこす高分子物質と、導電性高分子との混合物よ
    り成ることを特徴とする微細パターン形成材料。
  2. (2)荷電ビームが照射されることによって分解または
    重合をおこす高分子物質と、シリコン含有導電性高分子
    との混合物より成ることを特徴とする微細パターン形成
    材料。
  3. (3)半導体基板上に、有機高分子膜を塗布し熱処理し
    た後、上記有機高分子膜上に無機膜を塗布し熱処理する
    工程と、上記無機膜上に、導電性高分子と感光性高分子
    物質との混合物をレジスト膜として塗布し熱処理する工
    程と、上記レジスト膜にパターンを描画し現像する工程
    と、上記レジストパターンをマスクとして上記無機膜お
    よび高分子有機膜をエッチングする工程とを備えて成る
    ことを特徴とする微細パターン形成方法。
  4. (4)半導体基板上に、有機高分子膜を塗布し熱処理す
    る工程と、上記有機高分子膜上に、感光性高分子物質と
    シリコン含有導電性高分子との混合物をレジスト膜とし
    て塗布し熱処理する工程と、上記レジスト膜にパターン
    を描画し現像する工程と、上記レジストパターンをマス
    クとして高分子有機膜をエッチングする工程とを備えて
    成ることを特徴とする微細パターン形成方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204848A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細パターン形成方法
US5527662A (en) * 1990-05-24 1996-06-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Process for forming fine pattern
US5783363A (en) * 1992-05-28 1998-07-21 National Semiconductor Corporation Method of performing charged-particle lithography

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58105227A (ja) * 1981-12-18 1983-06-23 Fujitsu Ltd 電子ビ−ム用レジスト
JPS5993441A (ja) * 1982-11-19 1984-05-29 Hitachi Ltd レジスト
JPS59107347A (ja) * 1982-12-13 1984-06-21 Fujitsu Ltd パタ−ン形成材料
JPS60103342A (ja) * 1983-11-11 1985-06-07 Toshiba Corp カラ−フイルタ用レジスト組成物
JPS62113136A (ja) * 1985-11-13 1987-05-25 Fujitsu Ltd レジスト組成物
JPS6381424A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 Sumitomo Chem Co Ltd レジスト材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58105227A (ja) * 1981-12-18 1983-06-23 Fujitsu Ltd 電子ビ−ム用レジスト
JPS5993441A (ja) * 1982-11-19 1984-05-29 Hitachi Ltd レジスト
JPS59107347A (ja) * 1982-12-13 1984-06-21 Fujitsu Ltd パタ−ン形成材料
JPS60103342A (ja) * 1983-11-11 1985-06-07 Toshiba Corp カラ−フイルタ用レジスト組成物
JPS62113136A (ja) * 1985-11-13 1987-05-25 Fujitsu Ltd レジスト組成物
JPS6381424A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 Sumitomo Chem Co Ltd レジスト材料

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5527662A (en) * 1990-05-24 1996-06-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Process for forming fine pattern
JPH04204848A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細パターン形成方法
US5783363A (en) * 1992-05-28 1998-07-21 National Semiconductor Corporation Method of performing charged-particle lithography

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