JPH0210357A - 微細パターン形成方法 - Google Patents
微細パターン形成方法Info
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- JPH0210357A JPH0210357A JP63161645A JP16164588A JPH0210357A JP H0210357 A JPH0210357 A JP H0210357A JP 63161645 A JP63161645 A JP 63161645A JP 16164588 A JP16164588 A JP 16164588A JP H0210357 A JPH0210357 A JP H0210357A
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- Japan
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- resist
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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。
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電子ビームを用いて
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。
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
いた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、ＡＳＩＣ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。電子ビームリソグラフィーにお
いては、電子線レジストの耐ドライエッチ特の悪さ、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
ン精度の劣化、露光電子によるチャージ・アップ等の欠
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プロセス
は有効な方法である。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。
いた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、ＡＳＩＣ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。電子ビームリソグラフィーにお
いては、電子線レジストの耐ドライエッチ特の悪さ、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
ン精度の劣化、露光電子によるチャージ・アップ等の欠
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プロセス
は有効な方法である。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２１として有機膜を
２〜３μｍ厚塗布し、中間層２２としてＳ ｉ０２等の
無機膜あるいは５ＯＧ（スピンオングラス）を塗布し、
上層に電子線レジスト２３を塗布し、この上にチャージ
・アップを防止するためにアルミ層２４を約１００人魚
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図中））。次に
、このレジストパターンをマスクとして中間層２２のド
ライエツチングを行ない（第３図（Ｃ））、次に中間層
２２をマスクとして下層膜２１のドライエツチングを行
なう（第３図（ｄ））。
２〜３μｍ厚塗布し、中間層２２としてＳ ｉ０２等の
無機膜あるいは５ＯＧ（スピンオングラス）を塗布し、
上層に電子線レジスト２３を塗布し、この上にチャージ
・アップを防止するためにアルミ層２４を約１００人魚
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図中））。次に
、このレジストパターンをマスクとして中間層２２のド
ライエツチングを行ない（第３図（Ｃ））、次に中間層
２２をマスクとして下層膜２１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
シ、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Ｉレミ層や８１０２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り、実用的でない。
シ、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Ｉレミ層や８１０２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り、実用的でない。
電子線レジストの中で、ポリメチルメタクリレ−） （
ＰＭＭＡ）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。
ＰＭＭＡ）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
の報告が行なわれてお９、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ル酸との共重合体
、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１．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り、高感度化をねらっ
たものであるが、耐ドライエツチ性の悪さ、絶縁性によ
るチャージ・アップの影響等の問題がある。
の報告が行なわれてお９、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ル酸との共重合体
、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１．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り、高感度化をねらっ
たものであるが、耐ドライエツチ性の悪さ、絶縁性によ
るチャージ・アップの影響等の問題がある。
また、耐ドライエツチ性の高１／′＞二層レジスト用の
レジストとしてポリシロキサン、ポリシルセスキオキサ
ン系のレジストがあるが、感度、解像度が十分でなく、
また、絶縁性によるチャージ・アップの影響光の問題が
ある。
レジストとしてポリシロキサン、ポリシルセスキオキサ
ン系のレジストがあるが、感度、解像度が十分でなく、
また、絶縁性によるチャージ・アップの影響光の問題が
ある。
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、アルミのコンタミネ
ーション等の問題点がある。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。
有効な方法であるが、複雑な工程、アルミのコンタミネ
ーション等の問題点がある。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・パッティング、合わせ精
度の劣化等、大きな問題が生じる。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・パッティング、合わせ精度の
劣化をまねく。
フィーにおいて、フィールド・パッティング、合わせ精
度の劣化等、大きな問題が生じる。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・パッティング、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、レジスト中をエネルギーをうしないながら
散乱して、レジスト表面から１−１．５μｍの深さで止
まってしまい、その領域でチャージがたまってしまう。
れた電子は、レジスト中をエネルギーをうしないながら
散乱して、レジスト表面から１−１．５μｍの深さで止
まってしまい、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・パッティング、合わせ精度の劣化をひきお
こすと考えた。
フィールド・パッティング、合わせ精度の劣化をひきお
こすと考えた。
また、従来の二層レジヌト用のレジストは、感度、解像
度ともに十分でなく、また、絶縁膜であるためチャージ
・アップをおこすという問題点があった。
度ともに十分でなく、また、絶縁膜であるためチャージ
・アップをおこすという問題点があった。
本発明者らは、これらの課題を解決するために、導電性
無機高分子を電子線レジストとして使用し、また、それ
らを用いた微細パターン形成方法を完成した。
無機高分子を電子線レジストとして使用し、また、それ
らを用いた微細パターン形成方法を完成した。
課題を解決するための手段
すなわち、本発明は、
（ただし、Ｒ１，Ｒ２は同−又は異なった含フツ素アル
キル基、または、アルキル基、アルコキシ基をあられし
、ｎは正の整数をあられす。）で表される、ポリホスフ
ァゼン系導電性無機高分子を電子線レジストとして使用
することによシ、上記のような問題点を解消しようとい
うものである。この高分子物質は、主鎖に共役二重結合
があるので、高い導電率を示すので、電子によるチャー
ジ・アップを防止することができる。また、側鎖にフッ
素を導入することによって、高感度のポジ型レジストに
なシうる。また、主鎖がＰ、Ｎのみから成っているので
、耐ドライエツチ性が高く、二層レジストの上層レジス
ト用として使用することができる。
キル基、または、アルキル基、アルコキシ基をあられし
、ｎは正の整数をあられす。）で表される、ポリホスフ
ァゼン系導電性無機高分子を電子線レジストとして使用
することによシ、上記のような問題点を解消しようとい
うものである。この高分子物質は、主鎖に共役二重結合
があるので、高い導電率を示すので、電子によるチャー
ジ・アップを防止することができる。また、側鎖にフッ
素を導入することによって、高感度のポジ型レジストに
なシうる。また、主鎖がＰ、Ｎのみから成っているので
、耐ドライエツチ性が高く、二層レジストの上層レジス
ト用として使用することができる。
また、レジストとして作用しなくても、三層レジストの
中間層として、この導電性無機高分子を使用することに
より、多層レジストを容易に形成することができ、チャ
ージ・アップによるフィールド・バッティング・コラ−
、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。
中間層として、この導電性無機高分子を使用することに
より、多層レジストを容易に形成することができ、チャ
ージ・アップによるフィールド・バッティング・コラ−
、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無機高分子レジスト、および、
それを用いたレジストプロセスにより、容易にチャージ
・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。アルミ層を蒸着する必要がなく、コンタミ
ネーションの問題もなく、工程を簡略化することができ
、電子によるチャージ・アップを防止して、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。
それを用いたレジストプロセスにより、容易にチャージ
・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。アルミ層を蒸着する必要がなく、コンタミ
ネーションの問題もなく、工程を簡略化することができ
、電子によるチャージ・アップを防止して、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
上記で示されたポリホスファゼンをクロロベンゼンに溶
解させた後、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、２００Ｏｒｐ
ｍでスピンコートシ、２ｏ○℃。
解させた後、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、２００Ｏｒｐ
ｍでスピンコートシ、２ｏ○℃。
３０分間のベーキングを行ない、１．２μｍ厚のレジス
ト膜を形成した。このレジスト膜に加速ＷＥ２ｏＫｖ、
照射量ｌＸ１０ Ｃ／ｄで電子線露光ヲ行なった後、
メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）とイソプロピルア
ルコール（ＩＰＡ）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
のない正確なレジストパターンを得ることができた。
ト膜を形成した。このレジスト膜に加速ＷＥ２ｏＫｖ、
照射量ｌＸ１０ Ｃ／ｄで電子線露光ヲ行なった後、
メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）とイソプロピルア
ルコール（ＩＰＡ）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
のない正確なレジストパターンを得ることができた。
（実施例２）
本発明の第２の実施例を第１図に示す。半導体基板１上
に下層膜として高分子有機膜２を塗布し、２２０℃、
３ｏ分間のベーキングを行なった。この上に実施例１で
得られたポリホスファゼン無機膜３を塗布し、２００℃
、２０分間のベーキングを行ない、０．６μｍ膜厚の無
機膜を得た（第１図（＆））。次ニ、加速ｔＥ ２０
ＫＶ 、照射量１ｘ １ｏ−５Ｃ／ｃｄで電子線露光を
行ない、ＭＩ ＢＫとＩＰＡの混合液で現像した所、正
確な微細レジストパターンが得られた（第１図（ｂ））
。チャージ・アップニヨルフィールド・バッティング・
エラーハ全り見られなかった。このレジストパターンを
マスクとして、下層の高分子有機膜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を形成すること
ができた（第１図（Ｃ））。
に下層膜として高分子有機膜２を塗布し、２２０℃、
３ｏ分間のベーキングを行なった。この上に実施例１で
得られたポリホスファゼン無機膜３を塗布し、２００℃
、２０分間のベーキングを行ない、０．６μｍ膜厚の無
機膜を得た（第１図（＆））。次ニ、加速ｔＥ ２０
ＫＶ 、照射量１ｘ １ｏ−５Ｃ／ｃｄで電子線露光を
行ない、ＭＩ ＢＫとＩＰＡの混合液で現像した所、正
確な微細レジストパターンが得られた（第１図（ｂ））
。チャージ・アップニヨルフィールド・バッティング・
エラーハ全り見られなかった。このレジストパターンを
マスクとして、下層の高分子有機膜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を形成すること
ができた（第１図（Ｃ））。
（実施例３）
本発明の第３の実施例を第２図に示す。半導体基板１上
に下層膜として高分子有機膜１１を塗布し、２ｏＯ℃、
３０分間のベーキングを行なった。
に下層膜として高分子有機膜１１を塗布し、２ｏＯ℃、
３０分間のベーキングを行なった。
この上に下記に示すポリホスファゼン無機膜１２を塗布
し、２ｏｏ℃、２０分間のベーキングを行なった。
し、２ｏｏ℃、２０分間のベーキングを行なった。
さらに、この上に電子線レジスト１３としてｐＭＭＡを
塗布し、１００℃、２０分間のベーキングを行なった（
第２図（ａ））。このレジスト膜に加速電圧２０Ｋｖ、
照射量１×１Ｏ−４Ｃ／ｃｄで電子線露光を行ない、Ｍ
ＩＢＫとＩＰＡ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・パッティング・エラーのな
い正確な微細レジストパターンを形成することができた
（第２図０３））。このレジストパターンをマスクとし
て無機膜１２のドライエツチングを行ない（第２図（Ｃ
））、次に無機膜をマスクとして高分子有無膜１１のエ
ツチングを行なった（第２図（ｄ））。このようにして
、正確で垂直な微細レジストパターンを得ることができ
た。
塗布し、１００℃、２０分間のベーキングを行なった（
第２図（ａ））。このレジスト膜に加速電圧２０Ｋｖ、
照射量１×１Ｏ−４Ｃ／ｃｄで電子線露光を行ない、Ｍ
ＩＢＫとＩＰＡ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・パッティング・エラーのな
い正確な微細レジストパターンを形成することができた
（第２図０３））。このレジストパターンをマスクとし
て無機膜１２のドライエツチングを行ない（第２図（Ｃ
））、次に無機膜をマスクとして高分子有無膜１１のエ
ツチングを行なった（第２図（ｄ））。このようにして
、正確で垂直な微細レジストパターンを得ることができ
た。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、導電性無機高分子
であるポリホスファゼン系ポリマーを電子線レジストと
して使用することによって、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シ、フィールド・バッティング、合
わせ精度を向上させることができる。また。耐ドライエ
ツチ性が十分高いので、二層レジストの上層レジストと
して使用することができる。
であるポリホスファゼン系ポリマーを電子線レジストと
して使用することによって、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シ、フィールド・バッティング、合
わせ精度を向上させることができる。また。耐ドライエ
ツチ性が十分高いので、二層レジストの上層レジストと
して使用することができる。
また、三層レジストの中間層として塗布することによっ
て、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。
て、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。
第１図は本発明における実施例の工程断面図、第２図は
同地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、１１・・・・・・高分子有
機膜、１２・・・・・・無機膜、１３・・・・・・電子
線レジスト。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名図 第２図
同地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、１１・・・・・・高分子有
機膜、１２・・・・・・無機膜、１３・・・・・・電子
線レジスト。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名図 第２図
Claims (2)
- （１）一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、Ｒ＿１、Ｒ＿２は同一又は異なった含フッ素
アルキル基をあらわし、ｎは正の整数をあらわす。） で表される、ポリホスファゼン系の無機高分子よりなる
ことを特徴とする微細パターン形成材料。 - （２）半導体基板上に、高分子有機膜を塗布し熱処理し
た後、上記高分子有機膜上に、 一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、Ｒ＿１、Ｒ＿２は同一又は異なったアルキル
基または、アルコキシ基をあらわし、ｎは正の整数をあ
らわす。） で表される、ポリホスファゼン系無機高分子を塗布し、
熱処理する工程と、上記無機高分子膜上にレジストを塗
布する工程と、パターン描画後、現像しレジストパター
ンをマスクとして無機高分子膜、および高分子有機膜を
エッチングする工程とから成ることを特徴とする微細パ
ターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161645A JP2506952B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 微細パタ―ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161645A JP2506952B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 微細パタ―ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210357A true JPH0210357A (ja) | 1990-01-16 |
| JP2506952B2 JP2506952B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=15739121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63161645A Expired - Lifetime JP2506952B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 微細パタ―ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506952B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102566259A (zh) * | 2010-12-21 | 2012-07-11 | 铼德科技股份有限公司 | 形成纳米结构的方法 |
| JP2020529728A (ja) * | 2017-07-31 | 2020-10-08 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェ サイアンティフィク | 局所化されたエッチング用途のための半導体材料を保護するための改良されたマスク |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444927A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Resist pattern forming method |
| JPS6444935A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Pattern forming method |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP63161645A patent/JP2506952B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444927A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Resist pattern forming method |
| JPS6444935A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Pattern forming method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102566259A (zh) * | 2010-12-21 | 2012-07-11 | 铼德科技股份有限公司 | 形成纳米结构的方法 |
| JP2020529728A (ja) * | 2017-07-31 | 2020-10-08 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェ サイアンティフィク | 局所化されたエッチング用途のための半導体材料を保護するための改良されたマスク |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2506952B2 (ja) | 1996-06-12 |
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