JPH02264256A - 感放射線組成物及びそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
感放射線組成物及びそれを用いたパターン形成方法Info
- Publication number
- JPH02264256A JPH02264256A JP1084859A JP8485989A JPH02264256A JP H02264256 A JPH02264256 A JP H02264256A JP 1084859 A JP1084859 A JP 1084859A JP 8485989 A JP8485989 A JP 8485989A JP H02264256 A JPH02264256 A JP H02264256A
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- Japan
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- diazido
- azide compound
- pattern
- radiation
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- Pending
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- 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。
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〕
本発明は微細パターン形成に好適な放射線感応性組成物
およびそれを用いたパターン形成方法に関する。
およびそれを用いたパターン形成方法に関する。
集積度の高い半導体集積回路の製作には、アルカリ可溶
性フェノール樹脂と感光性デフ１−キノンジアジドから
なるホトレジストが多く用いられている。基板上に上記
ホトレジストを塗布し、ベーキングした後に、縮小投影
露光装置によるパターン鱈光を行ない、アルカリ水溶液
による現像によりパターンが形成されている。
性フェノール樹脂と感光性デフ１−キノンジアジドから
なるホトレジストが多く用いられている。基板上に上記
ホトレジストを塗布し、ベーキングした後に、縮小投影
露光装置によるパターン鱈光を行ない、アルカリ水溶液
による現像によりパターンが形成されている。
この種のパターン形成方法は、例えば特開昭６１−８６
７４９に論じられている。
７４９に論じられている。
上記従来技術は、高解像性の微細パターンの形成がＩｊ
ｆ能であるという特長を有してはいるが、人体に対して
毒性があり、かつ保存安定性の悪いアルカリ性物質がレ
ジストのす”と像液として用いられているという問題が
あった。
ｆ能であるという特長を有してはいるが、人体に対して
毒性があり、かつ保存安定性の悪いアルカリ性物質がレ
ジストのす”と像液として用いられているという問題が
あった。
本発明の目的は、レジストの１ｌｌｉ像液として、人体
にほとんど影響を及ぼさず、かつ保存安定性の良い酸性
水溶液を用いる新しい放射線感応性組成物およびパター
ン形成方法を提供することにある。
にほとんど影響を及ぼさず、かつ保存安定性の良い酸性
水溶液を用いる新しい放射線感応性組成物およびパター
ン形成方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、従来レジストに用いられて
いるマトリックスポリマーであるアルカリ可溶性フェノ
ール樹脂の代わりに、酸性水溶液に可溶性のポリビニル
ピリジンを用い、感放射線剤として、デフ１−キノンジ
アジドの代わりに芳香族アジド化合物を用いた組成をイ
イする。またレジストの現像液に酸性水溶液を用いるこ
とによりパターン形成を行なうようにしたものである。
いるマトリックスポリマーであるアルカリ可溶性フェノ
ール樹脂の代わりに、酸性水溶液に可溶性のポリビニル
ピリジンを用い、感放射線剤として、デフ１−キノンジ
アジドの代わりに芳香族アジド化合物を用いた組成をイ
イする。またレジストの現像液に酸性水溶液を用いるこ
とによりパターン形成を行なうようにしたものである。
本発明で用いるポリビニルピリジンは塩基性、１４１分
子であり、希薄酸性水溶液に可溶性である。しかも芳香
族アジド化合物の存在の下に放射線を照射すると、架橋
反応を起こし、酸性水溶液に不溶性となる、いわゆるネ
ガ型レジストとして機能する。ポリビニルピリジンには
、現在のところポリ（４−ビニルピリジン）、ポリ（２
−ビニルピリジン）の二種類が知られており、両者とも
アジド化合物との共存下でネガ型レジストとして機能す
る。
子であり、希薄酸性水溶液に可溶性である。しかも芳香
族アジド化合物の存在の下に放射線を照射すると、架橋
反応を起こし、酸性水溶液に不溶性となる、いわゆるネ
ガ型レジストとして機能する。ポリビニルピリジンには
、現在のところポリ（４−ビニルピリジン）、ポリ（２
−ビニルピリジン）の二種類が知られており、両者とも
アジド化合物との共存下でネガ型レジストとして機能す
る。
またポリビニルピリジンの誘導体であるポリ（ハロゲン
化−１−アルキルピリジン）も芳香族アジ１〜化合物と
の共存下で照射線照射によりネガ型レジストとなる６ レジストの特性には、感度・解像度に加えて、ドライエ
ツチング耐性が要求される。この耐トライエツチング性
は、レジストを４１？成する分子ｒｐに芳香環があるこ
とが重要である。ポリビニルピリジンは、単位分子内に
１個の芳香環を有しており、極めて配置；いエツチング
耐性がある。
化−１−アルキルピリジン）も芳香族アジ１〜化合物と
の共存下で照射線照射によりネガ型レジストとなる６ レジストの特性には、感度・解像度に加えて、ドライエ
ツチング耐性が要求される。この耐トライエツチング性
は、レジストを４１？成する分子ｒｐに芳香環があるこ
とが重要である。ポリビニルピリジンは、単位分子内に
１個の芳香環を有しており、極めて配置；いエツチング
耐性がある。
ポリビニルピリジンを光架橋化により酸性不溶性とする
芳香族アジド化合物には、特に制限はないが、微細パタ
ーンを形成する際の放射線とじて光を用いる場合、用い
る光の波長は短かいほど高解像度のパターン形成が可能
であることが知られている。このため本発明に用いるア
ジド化合物としては、２００〜３２０ｎｍの遠紫外領域
に吸収極大をもつ、下記一般式で示されるものが特に好
適である。
芳香族アジド化合物には、特に制限はないが、微細パタ
ーンを形成する際の放射線とじて光を用いる場合、用い
る光の波長は短かいほど高解像度のパターン形成が可能
であることが知られている。このため本発明に用いるア
ジド化合物としては、２００〜３２０ｎｍの遠紫外領域
に吸収極大をもつ、下記一般式で示されるものが特に好
適である。
ここで、Ａは、ｏ、Ｓ、ＣＨ２，ＣＨ，ＣＨ，。
ＳＯ２または８２など、二つのベンゼン環と非共役性の
元素または置換基、ＸはＨまたはＮｘ、ＺはＸがＨであ
るときはＮδなる置換基、ＸがＮ８であるときはＨまた
はＣＱなる元素を、それぞれ表わす。
元素または置換基、ＸはＨまたはＮｘ、ＺはＸがＨであ
るときはＮδなる置換基、ＸがＮ８であるときはＨまた
はＣＱなる元素を、それぞれ表わす。
波長２００〜３２０ｎｍの遠紫外領域に吸収極大を持ち
、３２０ｎｍ以上に大きな吸収を持たないためには、式
（１）に示した構造において、Ａがベンゼン環と共役し
ない元素または置換基であることが必要である。また、
ベンゼン環が１個のみのアジド化合物にも、上記条件を
満足するものが存在するが、沸点が低いためプリベータ
の工程において揮散してしまう、などの欠点があり、上
記式（１）で表ねされる組成を持ったアジド化合物が実
用上好ましい。
、３２０ｎｍ以上に大きな吸収を持たないためには、式
（１）に示した構造において、Ａがベンゼン環と共役し
ない元素または置換基であることが必要である。また、
ベンゼン環が１個のみのアジド化合物にも、上記条件を
満足するものが存在するが、沸点が低いためプリベータ
の工程において揮散してしまう、などの欠点があり、上
記式（１）で表ねされる組成を持ったアジド化合物が実
用上好ましい。
また上記式（１）で表わされる組成を有するアジド化合
物の中でも、４．４’ −ジアジドジフェニルスルフィ
ド、４，４′−ジアジドジフェニルスルホン、３．３′
−ジアジドジフェニルスルホン、４．４′−ジアジドジ
フェニルメタン、３，３′−ジクロロ−４，４′−ジア
ジドジフェニルメタン、４，４′−ジアジドジフェニル
エーテル、４゜４′−ジアジドジフェニルジスルフィド
および４゜４Ｉ−ジアジドビベンジルは、放射線照射に
より効率良く分解されるので特に好ましい。
物の中でも、４．４’ −ジアジドジフェニルスルフィ
ド、４，４′−ジアジドジフェニルスルホン、３．３′
−ジアジドジフェニルスルホン、４．４′−ジアジドジ
フェニルメタン、３，３′−ジクロロ−４，４′−ジア
ジドジフェニルメタン、４，４′−ジアジドジフェニル
エーテル、４゜４′−ジアジドジフェニルジスルフィド
および４゜４Ｉ−ジアジドビベンジルは、放射線照射に
より効率良く分解されるので特に好ましい。
酸性水溶液現像可能なレジストに用いるマトリックスポ
リマーは、酸性水溶液に可溶である必要がある。本発明
で用いるポリビニルピリジン及びビニルピリジン共重合
体は、希薄酸性水溶液、例えば酢酸、クエン酸、修酸、
酒石酸、こはく酸。
リマーは、酸性水溶液に可溶である必要がある。本発明
で用いるポリビニルピリジン及びビニルピリジン共重合
体は、希薄酸性水溶液、例えば酢酸、クエン酸、修酸、
酒石酸、こはく酸。
マロン酸等の有機酸及び塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸の
希薄水溶液に溶解するという特性を有しているので、酸
性水溶液現像可能なレジストのマトリックスポリマーと
して適している。しかもアジド化合物の存在下で放射線
照射すると、酸性水溶液に不溶性となるので、放射線に
よるパターン露光後に酸性水溶液で現像すればネガ型の
レジストパターンが形成される。
希薄水溶液に溶解するという特性を有しているので、酸
性水溶液現像可能なレジストのマトリックスポリマーと
して適している。しかもアジド化合物の存在下で放射線
照射すると、酸性水溶液に不溶性となるので、放射線に
よるパターン露光後に酸性水溶液で現像すればネガ型の
レジストパターンが形成される。
ポリビニルピリジンの不溶化を誘起させるアジド化合物
は放射線照射により効率良く分解し、高感度でポリビニ
ルピリジンを不溶化できる必要がある０本発明に用いる
アジド化合物は、放射線に対する感度が高いので、従来
のレジストと同程度の照射量で、微細レジストパターン
の形成が可能である。
は放射線照射により効率良く分解し、高感度でポリビニ
ルピリジンを不溶化できる必要がある０本発明に用いる
アジド化合物は、放射線に対する感度が高いので、従来
のレジストと同程度の照射量で、微細レジストパターン
の形成が可能である。
実施例１
ポリ （２−ビニルピリジン）２０ｇ、３，３′一ジア
ジドジフエニルスルホン４ｇをメチルエチルケトン７６
ｇに溶解してホトレジストを作製した。このホトレジス
トを、シリコンウェハ上に回転塗布し、乾燥し、厚さ約
１μｍのホトレジスｉ・膜を形成した。
ジドジフエニルスルホン４ｇをメチルエチルケトン７６
ｇに溶解してホトレジストを作製した。このホトレジス
トを、シリコンウェハ上に回転塗布し、乾燥し、厚さ約
１μｍのホトレジスｉ・膜を形成した。
５００Ｗのキセノン−水銀灯を光源に用い、合成石英基
板から成るクロムマスクを介して１．５秒間、上記ホト
レジスト膜に鮨光した。この際、長波長光の影響を除き
、また、赤外線によってウェハが加熱されるのを防止す
る目的で、波長３００ｎｍより長波長の光を吸収するコ
ールドミラーを用い、光源からの光のうち、波長３００
ｎｍ以−ドの光のみを反射させて、ホトレジスト膜に露
光した。
板から成るクロムマスクを介して１．５秒間、上記ホト
レジスト膜に鮨光した。この際、長波長光の影響を除き
、また、赤外線によってウェハが加熱されるのを防止す
る目的で、波長３００ｎｍより長波長の光を吸収するコ
ールドミラーを用い、光源からの光のうち、波長３００
ｎｍ以−ドの光のみを反射させて、ホトレジスト膜に露
光した。
このようにして、波長２００〜３００ｎｍの遠紫外光に
よって露光されたホトレジスト膜を。
よって露光されたホトレジスト膜を。
０．０１ ｗ ｔ％酢酸水溶液によって現像して、未露
光部分を溶解除去すると、線幅１μｍ、間隔１μｍの線
状くり返しホトレジストパターンが、極めて高い精度で
形成された。
光部分を溶解除去すると、線幅１μｍ、間隔１μｍの線
状くり返しホトレジストパターンが、極めて高い精度で
形成された。
実施例２
実施例１で用いたポリ（２−ビニルピリジン）の代わり
にポリ（４−ビニルピリジン）、及びメチルエチルケト
ンの代わりにイソプロピルアルコールを溶媒として用い
てレジストを作製したこと以外は、実施例１と全く同様
の方法でパターン形成を行なったところ、線幅１μｍ、
間隔１μｍの線状くり返しホトレジストパターンが極め
て高い精度で形成された。
にポリ（４−ビニルピリジン）、及びメチルエチルケト
ンの代わりにイソプロピルアルコールを溶媒として用い
てレジストを作製したこと以外は、実施例１と全く同様
の方法でパターン形成を行なったところ、線幅１μｍ、
間隔１μｍの線状くり返しホトレジストパターンが極め
て高い精度で形成された。
実施例３
実施例１で用いたアジド化合物の代わりに第１表に示し
たアジド化合物を用いた場合にも、実施例１と同様に、
線幅１μｍ９間隔１μｍの線状くり返しホトレジストパ
ターンが高い精度で形成された。
たアジド化合物を用いた場合にも、実施例１と同様に、
線幅１μｍ９間隔１μｍの線状くり返しホトレジストパ
ターンが高い精度で形成された。
実施例４
実施例１で述べた方法で形成したホトレジスト膜に電子
線描画装置を用いて電子線を照射し、実施例１と同様の
方法で現像を行なったところ線幅０．８μｍ ９間隔０
．８μｍのくり返しパターンが、高い精度で形成された
。
線描画装置を用いて電子線を照射し、実施例１と同様の
方法で現像を行なったところ線幅０．８μｍ ９間隔０
．８μｍのくり返しパターンが、高い精度で形成された
。
上記説明から明らかなように、本発明によれば酸性水溶
液を現像液として用い、微細パターンを高い精度で形成
することがＩＪｆ能であり、従来のアルカリ性水溶液を
用いる技術に比べ、毒性がなく且つ保存安定性も高いの
で、半導体デバスや磁気バブルメモリゾバスの製造コス
ト低減にとくに効果がある。
液を現像液として用い、微細パターンを高い精度で形成
することがＩＪｆ能であり、従来のアルカリ性水溶液を
用いる技術に比べ、毒性がなく且つ保存安定性も高いの
で、半導体デバスや磁気バブルメモリゾバスの製造コス
ト低減にとくに効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、酸性水溶液可溶性のポリビニルピリジンまたはポリ
ビニルピリジン共重合体と感放射線性芳香族アジド化合
物とを含むことを特徴とする感放射線組成物。 ２、特許請求の範囲第１項記載の感放射線性芳香族アジ
ド化合物が下記一般式で表わされるアジド化合物である
ことを特徴とする感放射線組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、Ａは二つのベンゼン環と非共役性の元素また
は置換基、ＸはＨまたはＮ＿３、Ｚは、ＸがＨであると
きはＮ＿３、ＸがＮ＿３であるときはＨまたはＣｌ。） ３、特許請求の範囲第２項記載の芳香族アジド化合物は
、４、４′−ジアジドジフェニルスルフィド、４、４′
−ジアジドジフェニルスルホン、３、３′−ジアジドジ
フェニルスルホン、４、４′−ジアジドジフェニルメタ
ン、３、３′−ジクロロ−４、４′−ジアジドジフェニ
ルメタン、４、４′−ジアジドジフェニルエーテル、４
、４′−ジアジドジフェニルジスルフィドおよび４、４
′−ジアジドビベンジルからなる群から選ばれることを
特徴とする感放射線組成物。 ４、微細パターンを形成すべき物質上に、酸性水溶液可
溶性ポリビニルピリジンまたはビニルピリジン共重合体
と芳香族アジド化合物を含むホトレジスト膜を形成する
工程、上記ホトレジスト膜の所望部分に放射線を照射し
て、被照射部分の溶解度を低下させる工程、酸性水溶液
で現像し、上記ホトレジスト膜の非照射部分を除去して
ホトレジストパターンを形成する工程、上記ホトレジス
トパターンをマスクにしてドライエッチングを行ない、
上記物質の微細パターンを形成する工程から成ることを
特徴とするパターン形成方法。 ５、特許請求の範囲第４項記載の芳香族アジド化合物が
、下記一般式で表わされるアジド化合物であることを特
徴とするパターン形成方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、Ａは二つのベンゼン環と非共役性の元素また
は置換基、ＸはＨまたはＮ＿３、Ｚは、ＸがＨであると
きはＮ＿３、ＸがＮ＿３であるときはＨまたはＣｌ。） ６、特許請求の範囲第５項記載の芳香族アジド化合物は
、４、４′−ジアジドジフェニルスルフィド、４、４′
−ジアジドジフェニルスルホン、３、３′−ジアジドジ
フェニルスルホン、４、４′−ジアジドジフェニルメタ
ン、３、３′−ジクロロ−４、４′−ジアジドジフェニ
ルメタン、４、４′−ジアジドジフェニルエーテル、４
、４′−ジアジドジフェニルジスルフィドおよび４、４
′−ジアジドビベンジルからなる群から選ばれることを
特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1084859A JPH02264256A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 感放射線組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1084859A JPH02264256A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 感放射線組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264256A true JPH02264256A (ja) | 1990-10-29 |
Family
ID=13842536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1084859A Pending JPH02264256A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 感放射線組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02264256A (ja) |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP1084859A patent/JPH02264256A/ja active Pending
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