JPH021854A

JPH021854A - 電子線レジスト組成物

Info

Publication number: JPH021854A
Application number: JP14219488A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kakimoto; 柿本　芳弘
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-06-09
Filing date: 1988-06-09
Publication date: 1990-01-08

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】〔概要〕電子線レジストに関し、耐ドライエツチング性と解像性に優れ、且つ腐蝕性のな
い電子線レジストを提供することを目的とし、水酸基を２個以上もつ高級アルコールとアジド塩化ベン
ゾイルとの脱塩酸反応により合成したアジド化合物を感
光剤として用い、タレゾールノボラック樹脂と混合して
電子線造レジストを構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子線レジストの改良に関する。

半導体集積回路の形成には薄膜形成技術と写真蝕刻技術
（フォトリソグラフィ或いは電子線リソグラフィ）が多
用されており、これらの技術の進歩によって半導体単位
素子は益々微細化され、ＬＳＩやＶＬＳ　Ｉのような集
積回路が実用化されている。

すなわち、配線パターンについて言えば、被処理基板上
に形成した配線形成材料からなる薄膜の上にレジストを
被覆し、これに選択的に紫外線露光を施した後に現像し
てレジストパターンを作り、これにウェットエツチング
或いはドライエツチングを行って微細配線パターンを形
成する方法、或いは電子線の径を微少に絞ってレジスト
上を走査し、現像を行ってレジストパターンを作り、エ
ッチングにより微細な配線パターンを形成する方法が使
用されている。

このように薄膜形成技術と写真蝕刻技術とにより微細パ
ターンが形成されているが、最小パターン幅が１μｍ未
満まで微細化が進んできたため、露光光源として紫外線
に代わって電子線が使用されるようになった。

すなわち、紫夕（線露光による微細パターンの形成は波
長による制限から１μｍ程度に限られるのに対し、電子
線の波長は加速電圧により異なるもの−１０，１人程度
と格段に短いためにサブミクロン領域の微細パターンの
形成が可能となる。

そこで、耐ドライエツチング性が良く、解像性が優れ、
且つ腐蝕性のない電子線レジストの実用化が要望されて
いる。

〔従来の技術〕

先に記したように微細パターンの形成は被処理基板の上
に真空蒸着法やスパッタ法などにより金属薄膜や絶縁膜
を形成し、この上にスピンコード法などによってレジス
ｌ−膜を形成して後、電子線を選択走査し、ネガ形レジ
ストを用いる場合は電子線照射部が現像液に不溶となる
性Ｙｒを、またポジ形レジストを用いる場合は電子線照
射部が現像液に可溶となる性質を利用してレジストパタ
ーンを作り、これにドライエツチングを行うことにより
微細パターンが作られている。

こ−で、ドライエツチングにはパター７１９度の向上の
点から、多くの場合、エツチングに方向性があるリアク
ティブ・イオンエツチング（略称ＲＩＥ）が用いられて
いる。

さて、本発明はネガ形の電子線レジストに関するもので
あるが、この必要条件は、 ■　電子線に対して感度が高いこと、 ■　耐ドライエツチング性が優れていること、■　解像
性が優れていること、 ■　露光中に腐蝕性物質を発生しないこと、などである
。

具体的には、 ■については、１〜２　Ｘ　１０−’Ｃ／ａｍ２の感度
をもつこと、 ■については、現用のポリメチルメタクリレート（ＰＭ
ＭＡ）レジストよりも５〜６倍の耐ドライエツチング性
をもつこと。

■については、０．３μｍのライン・アンド・スペース
を解像すること。

■については、電子線照射により照射位置のレジストに
重合或いは分解が起こるが、その際に腐蝕性の反応物が
発生して被処理基板を侵すことのないこと。

などである。

こ−で、感度、耐ドライエツチング性および解像度の点
でこの条件をみたすネガ形レジストとしてはクロロメチ
ルスチレン（略称ＣＭＳ）レジストがある。

然し、ＣＭＳレジストは電子線照射により架橋重合する
際に塩素ガス（Ｃ１Ｚ）を発生することから集積回路の
配線パターンをアルミニウム（ｉ）で形成する場合など
では信頼性の点に問題がある。

これらのことから上記の必要条件を充分に満たすレジス
トは存在しない。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上記したように写真蝕刻技術を用いてサブミクロン・
パターンを形成するには感度、耐ドライエツチング性、
解像度および非腐蝕性の各特性が優れたネガ形の電子線
レジストを使用することが必要で、このレジストを開発
することが課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は水酸基を２個以上もつ高級アルコールとア
ジド塩化ベンゾイルとの脱塩酸反応により合成したアジ
ド化合物を感光剤として用い、クレゾールノボラック樹
脂と混合して形成した電子線レジスト組成物の使用によ
り解決することができる。

〔作用〕

本発明はアジド化合物が電子線照射により活性化してア
ジド５　（−１’ｈ）を分離し、タレゾールノボラック
樹脂の水酸基（−ＯＨ）と反応して架橋する性質を利用
するものである。

こ＼で、アジド化合物は塩化ベンゾイル（Ｎ、３−Ｃ６
Ｈ４−ＣＯＣｌ　）と０１１基を２個以上もつ高級アル
コール例えば、（０）ＩＣＨｚＯＣＨｚＯＣＨｚｏｌｌ）　。

（ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）　。

（ＣＨｚＣｔ（ＯＩＩＣＩｈＯＨ）　。

（ＣＨ３ＣＨＯＨＣＨ２ＣＨｚＯＨ）　。

（ＨＯＣＨ２Ｃ）１２０ＣＩＩ□Ｃ）１２０）１）　。

（ＨＯＣ２Ｈ４０Ｃ２１１４０ＣＺ）１４０Ｈ）　。

（ＣＨ２０ＨＣＩＩＯＨＣＨ２０Ｈ）　。

などを脱塩酸反応させることにより作ることができる。

いま、０ＨＣＨ２０ＣＨ２０ＣＨ２ＯＨと塩化ベンゾイ
ルとの反応式を記すと次のようになる。

（ＯＨＣＨｚＯＣｔｌ□０ＣＨｚＯＨ）　＋　２（Ｎ３
Ｃ６Ｈ，Ｃ０ｆｌ）→（Ｎ３Ｃ６Ｈ、Ｃ１１□ＣＨＣ６
Ｈ４Ｎ３ＣＨ２Ｃ６）＋４Ｎｓ）　　＋２ＣＯ２＋　　
２ＨＣｊｌ！・・・（１）本発明は、このようにして脱
塩酸して生じたアジド化合物とクレゾールノボラック樹
脂とを溶剤に溶解し、これをネガ形のレジストとして使
用するものである。

上記の如きレジストによると、電子線が照射された領域
はノボラック（分子量−万以下）がアジド化合物によっ
て架橋し、数百万以上の分子になることが確認されてい
る。

従って、電子線が照射されずに架橋しなかった領域との
現像液による溶解比が向上し、その結果、微細なバター
ニングが可能になる。

また、分子量が上記のように大幅に増幅するため、後の
工程における耐ドライエツチング性が向上する。

〔実施例〕

アジド安息香酸（Ｎ、Ｃ，１Ｉ４ＣＯＯ）１）と塩化チ
オニル（ＳＯＣｌ　２）とを反応させて塩化ベンゾイル
（ＮｙＣｂＨ＜Ｃ０Ｃ２）を作り、これと（ＯＨＣＨｚ
ＯＣＨｚＯＣＨｚＯＨ）　と反応させ、上記（１）式の
反応によりアジド化合物よりなる感光剤を作った。

そして、感光剤　　　　　　　　　　・・・０．５重量部タレゾ
ールノボランク樹脂　・・・９．５〃メチルセルソルブ
アセテート（溶剤）・・・１００〃を混合溶解させてレジストを作った。

次に、このレジストをＳｉウェハ上に乾燥後の膜厚が０
．８　μｍとなるようにスピンコードし、８５℃で２５
分間プレベークした後、１．Ｉ　Ｘｌ０−’Ｃ／ｃｍ”
の条件で電子線露光を行った。

次に、アルカリ現像を行ったところ０．８μｍのライン
・アンド・スペースを解像でき、またこの時の残膜率は
８７％であった。

が可能になる。

〔発明の効果〕

Claims

【特許請求の範囲】電子線に感度をもち写真蝕刻技術に使用するネガ形レジ
ストが、水酸基を２個以上もつ高級アルコールとアジド塩化ベン
ゾイルとの脱塩酸反応により合成したアジド化合物を感
光剤として用い、クレゾールノボラック樹脂と混合して
なることを特徴とする電子線レジスト組成物。