JPH0223354A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
- Publication number
- JPH0223354A JPH0223354A JP63173447A JP17344788A JPH0223354A JP H0223354 A JPH0223354 A JP H0223354A JP 63173447 A JP63173447 A JP 63173447A JP 17344788 A JP17344788 A JP 17344788A JP H0223354 A JPH0223354 A JP H0223354A
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- JP
- Japan
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- group
- denotes
- alkyl group
- copolymer
- etching resistance
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- Pending
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- Materials For Photolithography (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】
〔概 要〕
パターン形成方法、特にポジ型の放射線感応性レジスト
を用いるパターン形成方法に関し、高感度かつ高解像性
を示し、ドライエツチング耐性にも優れたレジストパタ
ーンの形成方法の提供を目的とし、 一般式（Ｉ）、 （０）、（Ｉ） ＣＩ□ Ｘ Ｃ）１３ 、式中２８．よ−１，■）９．−６，３．−６゜２Ｉ？
３（Ｒ，、Ｒ１＋ ｉ？３は−Ｈまたはアルキル基）ハ
ロゲン アルキル基またはニトリル基、Ｙは−ＣＯ−−
Ｏ−、アルキレン基 またはフェニレン基、 Ｚはアルキレン基またはフェニレ ン基、 Ｒは一〇 −Ｓｉ （ＣＨｚ） ｉまたはアルキル基
を示す。
を用いるパターン形成方法に関し、高感度かつ高解像性
を示し、ドライエツチング耐性にも優れたレジストパタ
ーンの形成方法の提供を目的とし、 一般式（Ｉ）、 （０）、（Ｉ） ＣＩ□ Ｘ Ｃ）１３ 、式中２８．よ−１，■）９．−６，３．−６゜２Ｉ？
３（Ｒ，、Ｒ１＋ ｉ？３は−Ｈまたはアルキル基）ハ
ロゲン アルキル基またはニトリル基、Ｙは−ＣＯ−−
Ｏ−、アルキレン基 またはフェニレン基、 Ｚはアルキレン基またはフェニレ ン基、 Ｒは一〇 −Ｓｉ （ＣＨｚ） ｉまたはアルキル基
を示す。
また、Ｙ、Ｚはなくてもよい。）
のいずれかの重合体、またはその共重合体と、放射線照
射によりプロトン酸を生成する化合物とからなる混合物
をポジ型の放射線感応性レジスト材料に用いることを含
み構成する。
射によりプロトン酸を生成する化合物とからなる混合物
をポジ型の放射線感応性レジスト材料に用いることを含
み構成する。
本発明は、パターン形成方法に関する。さらに詳しく説
明すれば、ポジ型の放射線感応性レジストを用いるパタ
ーン形成方法に関する。
明すれば、ポジ型の放射線感応性レジストを用いるパタ
ーン形成方法に関する。
（従来の技術〕
近年、集積回路の製造においては、素子の高密度化の要
請が高まり、回路パターンの超微細化技術確立が進めら
れている。リソグラフィーにおいては従来の紫外線に代
わって波長の短い遠紫外線Ｘ線、電子線などの高エネル
ギー放射線を用いて、パターンを形成する方法が開発さ
れているゆこれに伴い、これら放射線に感応する高性能
レジスト材料の開発が不可欠である。
請が高まり、回路パターンの超微細化技術確立が進めら
れている。リソグラフィーにおいては従来の紫外線に代
わって波長の短い遠紫外線Ｘ線、電子線などの高エネル
ギー放射線を用いて、パターンを形成する方法が開発さ
れているゆこれに伴い、これら放射線に感応する高性能
レジスト材料の開発が不可欠である。
また、エツチング工程においてはサイドエツチングの大
きいウェットエツチング法に代わり、反応性スパッタリ
ング等によるドライエツチング法に移行している。この
ため、感度およびドライエンチング耐性に優れたレジス
ト材料の提供が求められている。
きいウェットエツチング法に代わり、反応性スパッタリ
ング等によるドライエツチング法に移行している。この
ため、感度およびドライエンチング耐性に優れたレジス
ト材料の提供が求められている。
分解効率が高く高感度となるが、エンチング耐性は著し
く低下する。さらに、単位構造に芳香環を含む材料はエ
ツチング耐性に優れているが、放射線に対する感応性が
乏しく非常に低悪度である。
く低下する。さらに、単位構造に芳香環を含む材料はエ
ツチング耐性に優れているが、放射線に対する感応性が
乏しく非常に低悪度である。
本発明は、高感度および高解像性を示し、さらにドライ
エツチング耐性にも優れたレジストパターンの形成方法
の提供を目的とする。
エツチング耐性にも優れたレジストパターンの形成方法
の提供を目的とする。
従来、放射線感応性を持つポジ型レジストにおいて、高
分子に放射線を照射することにより分子量を低下させ分
子量の違いによる溶解度差を利用してポジパターンを得
るものが多く開発されてきたが、感度および解像性に優
れ、さらにドライエツチング耐性にも優れたレジスト材
料は開発されていない。例えば、ＰＭＩＩＡ （メタク
リル酸メチル重合体）は解像性に優れたレジスト材料で
あるが、感度は電子線に対して１００μＣ／ｃｔｓ’程
度で実用感度とはいえず、エツチング耐性も十分でない
。また、ＥＢＲ−９（東し）はＰｊｌＭＡに比べて放射
線に対する（課題を解決するための手段〕 前記目的は、−綴代（Ｉ）、 Ｎｌ）、 （ｍ）Ｃ
ｊｌ。
分子に放射線を照射することにより分子量を低下させ分
子量の違いによる溶解度差を利用してポジパターンを得
るものが多く開発されてきたが、感度および解像性に優
れ、さらにドライエツチング耐性にも優れたレジスト材
料は開発されていない。例えば、ＰＭＩＩＡ （メタク
リル酸メチル重合体）は解像性に優れたレジスト材料で
あるが、感度は電子線に対して１００μＣ／ｃｔｓ’程
度で実用感度とはいえず、エツチング耐性も十分でない
。また、ＥＢＲ−９（東し）はＰｊｌＭＡに比べて放射
線に対する（課題を解決するための手段〕 前記目的は、−綴代（Ｉ）、 Ｎｌ）、 （ｍ）Ｃ
ｊｌ。
ＣＢ。
ＣＨ。
（式中、Ｘは−ｎ 、 （り’、 ＯＲ２、ＣＯ！
ｐ ３（Ｒ＋、 Ｒｚ、 Ｒ３は＝■またはアルキル
基）。
ｐ ３（Ｒ＋、 Ｒｚ、 Ｒ３は＝■またはアルキル
基）。
ハロゲン、アルキル基またはニトリル基、Ｙは−ＣＯ−
、−Ｏ−、アルキレン基 またはフェニレン基、 Ｚはアルキレン基またはフェニル ン基、 Ｒは−Ｈ，５ｉ（Ｃ１ｌｚ）ｚまたはアルキル基を示す
。
、−Ｏ−、アルキレン基 またはフェニレン基、 Ｚはアルキレン基またはフェニル ン基、 Ｒは−Ｈ，５ｉ（Ｃ１ｌｚ）ｚまたはアルキル基を示す
。
また、Ｙ、Ｚはなくてもよい。）
のいずれかの重合体、またはその共重合体と、放射線照
射によりプロトン酸を生成する化合物とからなる混合物
をポジ型の放射線感応性レジスト材料に用いることを特
徴とするパターン形成方法により達成される。
射によりプロトン酸を生成する化合物とからなる混合物
をポジ型の放射線感応性レジスト材料に用いることを特
徴とするパターン形成方法により達成される。
〔作用〕
一般式（＋）、 （ｕ）、 （ＩＩＩ）で示される
構造の物質は、ドライエツチング耐性が高く、また、プ
ロトン酸の存在下ではプロトン酸が触媒として作用し、
トリメチルシリル基が離脱し各々−ＯＨ。
構造の物質は、ドライエツチング耐性が高く、また、プ
ロトン酸の存在下ではプロトン酸が触媒として作用し、
トリメチルシリル基が離脱し各々−ＯＨ。
−ＩＩＲＨ，−ＣＯＯＨの掻性蟇を生成してアルカリ水
溶液、アルコール等の極性溶媒に可溶性になる。
溶液、アルコール等の極性溶媒に可溶性になる。
従って、本発明のパターン形成方法では、レジスト材料
にコードニウム塩、ジアゾニウム塩等の放射線照射に対
してプロトン酸を生成する化合物が添加されているので
、放射線を照射した部分のみ極性が変化して極性溶媒に
対して可溶性となり、これを極性溶媒を用いて現像する
。従って、従来の主鎖を分解して分子量低下による溶解
速度の違いを利用する方法と異なり、照射部分だけが現
像液に溶解するので解像性に優れたレジストパターンが
形成されるようになる。さらに、前記の化学的性質の変
化は、放射線の照射後にベーキングすることによりさら
に促進されるため、容易に増感が可能である。
にコードニウム塩、ジアゾニウム塩等の放射線照射に対
してプロトン酸を生成する化合物が添加されているので
、放射線を照射した部分のみ極性が変化して極性溶媒に
対して可溶性となり、これを極性溶媒を用いて現像する
。従って、従来の主鎖を分解して分子量低下による溶解
速度の違いを利用する方法と異なり、照射部分だけが現
像液に溶解するので解像性に優れたレジストパターンが
形成されるようになる。さらに、前記の化学的性質の変
化は、放射線の照射後にベーキングすることによりさら
に促進されるため、容易に増感が可能である。
従って、高感度かつ高解像性を示し、ドライエツチング
耐性にも優れたレジストパターンが形成できるようにな
る。
耐性にも優れたレジストパターンが形成できるようにな
る。
〔実施例］
本発明のパターン形成方法に係る実施例について説明す
る。レジスト材料の主成分である一般式（Ｉ）〜（Ｉ［
［）に示される物質としては、α−トリメルシロキシス
チレンとＮ−フェニルマレイミドＡＩＢＮ （アゾイソ
ブチロニトリル）を開始剤として、１．４−ジオキサン
中で８０’Ｃで８時間重合を行った結果、組成比６：４
１重量平均分子量−２，６Ｒ１重量平均分子量／数平均
分子量−１，８の共重合体が得られた。この共重合体の
構造式を次式（Ｉ）に示す。
る。レジスト材料の主成分である一般式（Ｉ）〜（Ｉ［
［）に示される物質としては、α−トリメルシロキシス
チレンとＮ−フェニルマレイミドＡＩＢＮ （アゾイソ
ブチロニトリル）を開始剤として、１．４−ジオキサン
中で８０’Ｃで８時間重合を行った結果、組成比６：４
１重量平均分子量−２，６Ｒ１重量平均分子量／数平均
分子量−１，８の共重合体が得られた。この共重合体の
構造式を次式（Ｉ）に示す。
ＨＩ
Ｈ３ＣＳｉ ＣＩ＋３
この共重合体にプロトン酸発生剤として（◎ｈｌＬ）Ｐ
ｈｅをポリマー量の２０重量％加え、シクロヘキサノン
溶液としてレジスト材料に用いる。
ｈｅをポリマー量の２０重量％加え、シクロヘキサノン
溶液としてレジスト材料に用いる。
前記シクロヘキサノン溶液をＳｉウェハ上に１．０μｍ
の厚さになるようにスピンコードし、８０°Ｃ１３０分
間のプリベークした後、加速電圧２０ｋＶの電子線露光
装置を用いて電子線を照射した後、ＴＭＡＨ（テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド）５重量％のアルカリ水
溶液で１０分間現像し、その後純水で３０秒間リンスし
た。
の厚さになるようにスピンコードし、８０°Ｃ１３０分
間のプリベークした後、加速電圧２０ｋＶの電子線露光
装置を用いて電子線を照射した後、ＴＭＡＨ（テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド）５重量％のアルカリ水
溶液で１０分間現像し、その後純水で３０秒間リンスし
た。
このとき、残膜率が０％になる感度は２０μＣ／ｃｍ”
を示し、０．５μｍのラインアンドスペース（Ｌｉｎｅ
＆ ５ｐａｃｅ ）で解像した。
を示し、０．５μｍのラインアンドスペース（Ｌｉｎｅ
＆ ５ｐａｃｅ ）で解像した。
また、電子線を照射した後に１３０°Ｃで２０分間のベ
ーキングを行い１．前記と同様にＴＭＡＨ（テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド）５重量％のアルカリ水溶
液で１０分間現像し、純水で３０秒間リンスしたときに
は、感度は８μＣ／ｃ＋ａ”を示し、解像性は同じ＜０
．５μｍのラインアンドスペース（Ｌｉｎｅ ＆ ５ｐ
ａｃｅ ）で解像した。このように本発明では、露光後
にベーキングすることにより容易に増感される。
ーキングを行い１．前記と同様にＴＭＡＨ（テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド）５重量％のアルカリ水溶
液で１０分間現像し、純水で３０秒間リンスしたときに
は、感度は８μＣ／ｃ＋ａ”を示し、解像性は同じ＜０
．５μｍのラインアンドスペース（Ｌｉｎｅ ＆ ５ｐ
ａｃｅ ）で解像した。このように本発明では、露光後
にベーキングすることにより容易に増感される。
次に、このレジストパターンをマスクとしてＣＦａ＋Ｃ
ＨＦ３ガスを用いて平行平板型エツチング装置でＳｉウ
ェハをエツチングし、膜減り量を測定したところ、膜減
り量はエツチング耐性に優れているフォトレジスト０Ｆ
ＰＲ−８００と同じ程度であった。
ＨＦ３ガスを用いて平行平板型エツチング装置でＳｉウ
ェハをエツチングし、膜減り量を測定したところ、膜減
り量はエツチング耐性に優れているフォトレジスト０Ｆ
ＰＲ−８００と同じ程度であった。
このように本発明のパターン形成方法によれば、放射線
の照射によりプロトン酸が生成されて構造式（Ｉ）のト
リメチルシリル基が離脱し、−ＯＲの極性基が生成され
て露光部分だけが極性溶媒に可溶性となるので、従来の
主鎖を分解して分子量低下による溶解速度の違い利用す
る方法と異なり、解像性に優れたレジストパターンが形
成されるようになる。また、極性基の生成する反応は露
光後にベーキングすることにより促進されるので、容易
に増感が可能である。さらに、構造式（Ｉ）に示すレジ
スト材料はその単位構造に芳香環を有するので、高いド
ライエツチング耐性を示す。
の照射によりプロトン酸が生成されて構造式（Ｉ）のト
リメチルシリル基が離脱し、−ＯＲの極性基が生成され
て露光部分だけが極性溶媒に可溶性となるので、従来の
主鎖を分解して分子量低下による溶解速度の違い利用す
る方法と異なり、解像性に優れたレジストパターンが形
成されるようになる。また、極性基の生成する反応は露
光後にベーキングすることにより促進されるので、容易
に増感が可能である。さらに、構造式（Ｉ）に示すレジ
スト材料はその単位構造に芳香環を有するので、高いド
ライエツチング耐性を示す。
従って、高感度かつ高解像性を示し、ドライエツチング
耐性にも優れたレジストパターンが形成できるようにな
り、半導体装置のより一層の微細化、高集積化に効果が
ある。
耐性にも優れたレジストパターンが形成できるようにな
り、半導体装置のより一層の微細化、高集積化に効果が
ある。
本発明ではレジスト材料として、構造式（Ｉ）に示す共
重合体とプロトン発生剤として（ｅ）−！＋ｅｐｐ−を
用いたが、他の物質を使用してもよいことは言うまでも
ない０例えば、プロトン発生剤として（◎ｈｓΦＰＦ−
を用いたときは本実施例と同様に感度は８μＣ／ａｍ”
を示し、０．５μｍのラインアンドスペース（Ｌｉｎｅ
＆ ５ｐａｃｅ ）で解像し、エツチング耐性は０Ｆ
ＰＲ−８００と同じ程度であった。また、構造式（Ｉ）
の共重合体の代わりに下記に示す構造式（２）の重合体
または構造式（３）の共重合体を用いたときは、１０μ
Ｃ／ｃｍ”の感度を示し、０．５μｍの１ｉｎｅ ＆
５ｐａｃｅで解像した。このときのドライエツチング耐
性はフォトレジスト０ＦＰＲ−８００と同程度を示した
。
重合体とプロトン発生剤として（ｅ）−！＋ｅｐｐ−を
用いたが、他の物質を使用してもよいことは言うまでも
ない０例えば、プロトン発生剤として（◎ｈｓΦＰＦ−
を用いたときは本実施例と同様に感度は８μＣ／ａｍ”
を示し、０．５μｍのラインアンドスペース（Ｌｉｎｅ
＆ ５ｐａｃｅ ）で解像し、エツチング耐性は０Ｆ
ＰＲ−８００と同じ程度であった。また、構造式（Ｉ）
の共重合体の代わりに下記に示す構造式（２）の重合体
または構造式（３）の共重合体を用いたときは、１０μ
Ｃ／ｃｍ”の感度を示し、０．５μｍの１ｉｎｅ ＆
５ｐａｃｅで解像した。このときのドライエツチング耐
性はフォトレジスト０ＦＰＲ−８００と同程度を示した
。
成できるようになり、半導体装置のより一層の微細化、
高集積化に効果がある。
高集積化に効果がある。
ＣＨｓ Ｃ）Ｉ ｓ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一般式（ I ）、（II）、（III） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（III） （式中、Ｘは−Ｈ、▲数式、化学式、表等があります▼
、−ＯＲ＿２、−ＣＯ＿２Ｒ＿３（Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ
＿３は−Ｈまたはアルキル基）、ハロゲン、アルキル基
またはニトリル基、 Ｙは−ＣＯ−、−Ｏ−、アルキレン基 またはフェニレン基、 Ｚはアルキレン基またはフェニレ ン基、 Ｒは−Ｈ、−Ｓｉ（ＣＨ＿３）＿３またはアルキル基を
示す。 また、Ｙ、Ｚはなくてもよい。） のいずれかの重合体、またはその共重合体と、放射線照
射によりプロトン酸を生成する化合物とからなる混合物
をポジ型の放射線感応性レジスト材料に用いることを特
徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173447A JPH0223354A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173447A JPH0223354A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223354A true JPH0223354A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=15960644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63173447A Pending JPH0223354A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0223354A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02146544A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-05 | Fujitsu Ltd | 二層構造ポジ型レジストの上層レジスト |
| JPH02209977A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-08-21 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高感度ポジ型フオトレジスト組成物 |
| JPH0450947A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成方法 |
| JP2002055457A (ja) * | 2000-05-31 | 2002-02-20 | Shipley Co Llc | 高エネルギー放射線でのイメージング用フォトレジスト |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP63173447A patent/JPH0223354A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02209977A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-08-21 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高感度ポジ型フオトレジスト組成物 |
| JPH02146544A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-05 | Fujitsu Ltd | 二層構造ポジ型レジストの上層レジスト |
| JPH0450947A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成方法 |
| JP2002055457A (ja) * | 2000-05-31 | 2002-02-20 | Shipley Co Llc | 高エネルギー放射線でのイメージング用フォトレジスト |
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