JPH0272361A - 二層構造電子線レジスト - Google Patents
二層構造電子線レジストInfo
- Publication number
- JPH0272361A JPH0272361A JP63223808A JP22380888A JPH0272361A JP H0272361 A JPH0272361 A JP H0272361A JP 63223808 A JP63223808 A JP 63223808A JP 22380888 A JP22380888 A JP 22380888A JP H0272361 A JPH0272361 A JP H0272361A
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- JP
- Japan
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- resist
- electron beam
- layer
- layered structure
- pattern
- Prior art date
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- Pending
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Electron Beam Exposure (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〕
二層構造レジストの上層レジストに関し、上層レジスト
のパターンを正確に下層に転写できる電子線レジストを
提供することを目的とし、ポリプテンサルフォン或いは
ポリα置換アクリル酸エステルからなる電子線分解型ポ
リマとシリコン含有置喚基が導入されたフェノール或い
はクレゾールノボランク樹脂との混合物を上層レジスト
に用い、二層構造電子線レジストを構成する。
のパターンを正確に下層に転写できる電子線レジストを
提供することを目的とし、ポリプテンサルフォン或いは
ポリα置換アクリル酸エステルからなる電子線分解型ポ
リマとシリコン含有置喚基が導入されたフェノール或い
はクレゾールノボランク樹脂との混合物を上層レジスト
に用い、二層構造電子線レジストを構成する。
本発明は耐酸素プラズマエツチング性に優れた二層構造
電子線レジストに関する。
電子線レジストに関する。
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、Ｉ、ＳＩやＶＬＳＩのような集
積回路が実用化されている。
（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、Ｉ、ＳＩやＶＬＳＩ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、当初は被処理
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配線パターンの
形成が行われていた。
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配線パターンの
形成が行われていた。
然し、集積化が進んで最小パターン幅が１μｍ未満まで
微細化が進行してきた結果、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。
微細化が進行してきた結果、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、紫外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＼、０．１ 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。
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＼、０．１ 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。
次に、ＬＳＩ、ＶＬＳＩのような半導体素子製造プロセ
スにおいては、回路の多層化が必要であり、この際、下
層に配線パターンが存在すると、この上に膜形成する絶
縁層の表面に１〜２μｍの段差を生ずることが多く、か
＼る場合に従来の単層レジスト法を適用すると微細パタ
ーンを高精度で形成することが不可能になる。
スにおいては、回路の多層化が必要であり、この際、下
層に配線パターンが存在すると、この上に膜形成する絶
縁層の表面に１〜２μｍの段差を生ずることが多く、か
＼る場合に従来の単層レジスト法を適用すると微細パタ
ーンを高精度で形成することが不可能になる。
そこで、まず下層レジストを用いて平坦化し、この上に
耐酸素ドライエツチング性の優れた上層レジストを薄く
形成してドライエツチングして微細パターンを形成する
二層構造レジストが用いられている。
耐酸素ドライエツチング性の優れた上層レジストを薄く
形成してドライエツチングして微細パターンを形成する
二層構造レジストが用いられている。
二層構造レジストは下層レジストとして、フェノールノ
ボラック樹脂或いはクレゾールノボラック樹脂のように
酸素（０□）プラズマにより容易にドライエツチングさ
れる材料を例えば２μｍ程度にスピンコードして平坦化
し、 この上に上層レジストとして電子線照射により容易に分
解し、現像剤により可溶な状態となるが、非照射部分は
０□プラズマによっては耐性のある高分子材料（ポリマ
）を０．２〜０．３μｍ程度に’ｌ’！’７ ＜塗布す
ることにより形成されている。
ボラック樹脂或いはクレゾールノボラック樹脂のように
酸素（０□）プラズマにより容易にドライエツチングさ
れる材料を例えば２μｍ程度にスピンコードして平坦化
し、 この上に上層レジストとして電子線照射により容易に分
解し、現像剤により可溶な状態となるが、非照射部分は
０□プラズマによっては耐性のある高分子材料（ポリマ
）を０．２〜０．３μｍ程度に’ｌ’！’７ ＜塗布す
ることにより形成されている。
こ＼で、上層レジストとしては、
■ シリコン（Ｓｉ）を＋１Ｎ成元素としてもつポリメ
タクリル酸エステル、 ■ Ｓｉを構成元素としてもつオレフィンと二酸化硫黄
（ＳＯ，）との共重合よりなるポリマ、などが提案され
ている。
タクリル酸エステル、 ■ Ｓｉを構成元素としてもつオレフィンと二酸化硫黄
（ＳＯ，）との共重合よりなるポリマ、などが提案され
ている。
然し、これらの上層レジストは耐酸素プラズマエツチン
グ性が下層レジストの１０倍程度に止まっており、酸素
プラズマエツチングを行って上層レジストパターンを下
層レジストに転写する工程で上層レジストも相当程度エ
ツチングされ、パターン精度が低下してしまうことが問
題である。
グ性が下層レジストの１０倍程度に止まっており、酸素
プラズマエツチングを行って上層レジストパターンを下
層レジストに転写する工程で上層レジストも相当程度エ
ツチングされ、パターン精度が低下してしまうことが問
題である。
以上記したように従来の二層構造レジストは耐酸素プラ
ズマエツチング性が充分とは言えず、酸素プラズマエツ
チングを行って上層レジストパターンを下層レジストに
転写する工程で上層レジストもかなりエツチングされ、
それによりパターン精度が低下することが問題である。
ズマエツチング性が充分とは言えず、酸素プラズマエツ
チングを行って上層レジストパターンを下層レジストに
転写する工程で上層レジストもかなりエツチングされ、
それによりパターン精度が低下することが問題である。
上記の課題は二層構造レジストの上層レジストがポリブ
テンサルフォン或いはポリα置換アクリル酸エステルな
どの電子線分解型ポリマとシリコン含有置換基が導入さ
れたフェノールノボラック樹脂或いはクレゾールノボラ
ック樹脂との混合物よりなる二層構造電子線レジストの
使用により解決することができる。
テンサルフォン或いはポリα置換アクリル酸エステルな
どの電子線分解型ポリマとシリコン含有置換基が導入さ
れたフェノールノボラック樹脂或いはクレゾールノボラ
ック樹脂との混合物よりなる二層構造電子線レジストの
使用により解決することができる。
既に記したように二層構造上層レジストの必要条件は、
■ 電子線照射により容易に分解すること、■ 耐０２
ドライエツチング性に優れていること、である。
ドライエツチング性に優れていること、である。
本発明は上層レジストとして第１図に構造式を示すポリ
ブテンサルフォン或いは第２図に構造式を示すポリα置
換アクリル酸エステルのような電子線分解型ポリマと第
４図および第５図に構造式を示すＳｉ含有置換基が導入
されたタレゾールノボランク樹脂あるいはフェノールノ
ボラック樹脂との混合物を用いるものである。
ブテンサルフォン或いは第２図に構造式を示すポリα置
換アクリル酸エステルのような電子線分解型ポリマと第
４図および第５図に構造式を示すＳｉ含有置換基が導入
されたタレゾールノボランク樹脂あるいはフェノールノ
ボラック樹脂との混合物を用いるものである。
発明者等は電子線照射により容易に分解するポリマとし
て知られており、主鎖にスルホニル基（−Ｓｏｗ）をも
つポリブテンサルフォン（Ｐｏｌｙｂｕｔｅｎｓｕｌｆ
ｏｎ略称ｒ’［ｌｓ）とポリα置換アクリル酸エステル
の三者を選んだ。
て知られており、主鎖にスルホニル基（−Ｓｏｗ）をも
つポリブテンサルフォン（Ｐｏｌｙｂｕｔｅｎｓｕｌｆ
ｏｎ略称ｒ’［ｌｓ）とポリα置換アクリル酸エステル
の三者を選んだ。
そして、か＼るポリマを感光剤として使用すると、電子
線照射によりポリブテンサルフォンの場合はＣ−８結合
が分解するため、また、ポリα置換アクリル酸エステル
の場合は主鎖のＣ−Ｃ結合が分解するためにポリマが低
分子量化し、現像液に溶は易くなる。
線照射によりポリブテンサルフォンの場合はＣ−８結合
が分解するため、また、ポリα置換アクリル酸エステル
の場合は主鎖のＣ−Ｃ結合が分解するためにポリマが低
分子量化し、現像液に溶は易くなる。
一方、非露光部は耐ドライエツチング性が優れているこ
とが必要であり、今まで耐酸素（０□）プラズマエツチ
ング性を要する用途には二酸化硅素（ＳｉＯ□）膜やス
ピンオングラス（略称５ＯＧ）が用いられている。
とが必要であり、今まで耐酸素（０□）プラズマエツチ
ング性を要する用途には二酸化硅素（ＳｉＯ□）膜やス
ピンオングラス（略称５ＯＧ）が用いられている。
そこで、本発明はバインダ樹脂としてＳｉ含有置換基が
導入されたクレゾールノボラック樹脂或いはフェノール
ノボラック樹脂を使用するものである。
導入されたクレゾールノボラック樹脂或いはフェノール
ノボラック樹脂を使用するものである。
このようにすると酸素プラズマにより感光剤およびバイ
ンダ樹脂が分解する際にＳｉ原子が酸素（０）原子と結
合してＳｉｎｇとなって表面を覆うため、耐ドライエツ
チング性を向上することができる。
ンダ樹脂が分解する際にＳｉ原子が酸素（０）原子と結
合してＳｉｎｇとなって表面を覆うため、耐ドライエツ
チング性を向上することができる。
実施例１−１：
ｍ（メタ）およびｐ （パラ）クレゾールとホルムアル
デヒドとをシリコーン変成し、第４図に示すような構造
式をもちＳｉ含有量が１４重量％のクレゾールノボラッ
ク樹脂を得た。
デヒドとをシリコーン変成し、第４図に示すような構造
式をもちＳｉ含有量が１４重量％のクレゾールノボラッ
ク樹脂を得た。
この樹脂０．２ｇと、ラジカル重合によって得られ分子
量が約２０万のポリブテンサルフォン０．８ｇとを混合
し、メチルセルソルブアセテートを溶媒に用い、５重量
％の電子線レジスト液を準備した。
量が約２０万のポリブテンサルフォン０．８ｇとを混合
し、メチルセルソルブアセテートを溶媒に用い、５重量
％の電子線レジスト液を準備した。
まず、Ｓｉ基板上に市販のポジ型レジストである０ＦＰ
Ｉ？−８０似東京応化製）をスピンコードし、２００°
Ｃで１時間乾燥して厚さが２μｌの下層レジスト層を形
成した。
Ｉ？−８０似東京応化製）をスピンコードし、２００°
Ｃで１時間乾燥して厚さが２μｌの下層レジスト層を形
成した。
次に、この上に先の電子線レジスト液をスピンコードし
た後に８０℃で乾燥し、厚さが約２０００人の上層レジ
スト層を形成した。
た後に８０℃で乾燥し、厚さが約２０００人の上層レジ
スト層を形成した。
次に、加速電圧２０ｋＶの電子線で露光した後、メチル
イソブチルケトン（略称旧ＢＫ）で２５秒現像した結果
、第３国人に示すような感度曲線を得、このとき０．８
μ鴎のライン・アンド・スペースを解像した。
イソブチルケトン（略称旧ＢＫ）で２５秒現像した結果
、第３国人に示すような感度曲線を得、このとき０．８
μ鴎のライン・アンド・スペースを解像した。
次に、耐０□リアクテイブ・イオンエツチング（略称Ｒ
ＩＥ）性を調べるために、０□の流量を５０ｃｃ／分と
し、真空度０．１５ ｔｏｒｒ、出力５０Ｗの条件で１
０分間に互ってプラズマエツチングを行ったが、膜減り
は見られなかった。
ＩＥ）性を調べるために、０□の流量を５０ｃｃ／分と
し、真空度０．１５ ｔｏｒｒ、出力５０Ｗの条件で１
０分間に互ってプラズマエツチングを行ったが、膜減り
は見られなかった。
実施例１−２＝
先の実施例においてはクレゾールとホルムアルデヒドと
をシリコーン変成し、Ｓｉ含有置換基の含イｆ量が１４
重量％のクレゾールノボラック樹脂を用い、これをポリ
ブテンサルフォンと混合して電子線レジスト液を準備し
たが、今回はＳｉ含有置換基の含有量が８重量％のもの
を用い、それ以外は実施例１−１と同様にして二層構造
レジストを作った。
をシリコーン変成し、Ｓｉ含有置換基の含イｆ量が１４
重量％のクレゾールノボラック樹脂を用い、これをポリ
ブテンサルフォンと混合して電子線レジスト液を準備し
たが、今回はＳｉ含有置換基の含有量が８重量％のもの
を用い、それ以外は実施例１−１と同様にして二層構造
レジストを作った。
然し、先と同じ条件でＯ！ＲＩＥを行った場合、約２０
００人分の膜減りが観察されたが、感度と解像力は実施
例１−１と同様であった。
００人分の膜減りが観察されたが、感度と解像力は実施
例１−１と同様であった。
実施例２−１；
第５図に構造式を示すＳｉ含有置換基が導入されたシリ
コーン変成ノボラック樹脂０．９６ｇをポリα置換アク
リル酸エステルの商品名であるＣＭＲ−１ｏ。
コーン変成ノボラック樹脂０．９６ｇをポリα置換アク
リル酸エステルの商品名であるＣＭＲ−１ｏ。
（日本ゼオン製） ２．４ ｇと混合し、ＭＣＡを溶媒
として５重量％の電子線レジストを準備した。
として５重量％の電子線レジストを準備した。
次に、Ｓｉ基板上に実施例１−１と同様に叶ＰＲ−８０
０（東京応化製）をスピンコードして２μｍの下層レジ
スト層を形成し、この上に先の電子線レジスト液をスピ
ンコードした後に８０°Ｃで乾燥して厚さが約２０００
人の上層レジスト層を形成した。
０（東京応化製）をスピンコードして２μｍの下層レジ
スト層を形成し、この上に先の電子線レジスト液をスピ
ンコードした後に８０°Ｃで乾燥して厚さが約２０００
人の上層レジスト層を形成した。
次に、先と同様に加速電圧２０ｋＶの電子線で露光した
のちメチルイソブチルケトン（略称旧ＢＫ）と酢酸エチ
ルの１：１溶液に１分間現像した結果、第３図已に示す
ような感度曲線を得ることができ、このときの感度は３
０μＣ／ｃｍ”であり、０．８ μｍライン・アンド・
スペースを解像できた。
のちメチルイソブチルケトン（略称旧ＢＫ）と酢酸エチ
ルの１：１溶液に１分間現像した結果、第３図已に示す
ような感度曲線を得ることができ、このときの感度は３
０μＣ／ｃｍ”であり、０．８ μｍライン・アンド・
スペースを解像できた。
次に、耐ｏ□ＲＩＩＥ性を調べるために、０□の流量を
５０ｃｃ／分とし、真空度０．１５ ｔｏｒｒ、出力５
０Ｗの条件で１０分間に亙ってプラズマエツチングを行
ったが、膜減りは見られなかった。
５０ｃｃ／分とし、真空度０．１５ ｔｏｒｒ、出力５
０Ｗの条件で１０分間に亙ってプラズマエツチングを行
ったが、膜減りは見られなかった。
本発明によれば、感光剤として電子線分解型ボリマを使
用するためパターン精度が良く、また０゜の１？ＩＥに
おけるエツチングレートが少ないために上層レジストパ
ターンを正確に下層に転写でき、これにより集積回路の
精度向上が可能となる。
用するためパターン精度が良く、また０゜の１？ＩＥに
おけるエツチングレートが少ないために上層レジストパ
ターンを正確に下層に転写でき、これにより集積回路の
精度向上が可能となる。
第１図はポリブテンサルフォンの構造式、第２図はポリ
α置換アクリル酸エステルの構造式、 第３図は本発明に係る電子線分解型ポリマの感度曲線、 第４図はシリコン含有置換基が導入されたタレゾールノ
ボランク樹脂の構造式、 第５図はシリコン含有置換基が導入されたフェノールノ
ボラック樹脂の構造式、 である。 Ｊ−１３ ノヌリフ゛テンヂルフ者ンＧ’）Ｆｔ−を武剖５１ 図 ＜ｏすｃｌ ＃ｑｅア２す）し＠ニスチルの２＊Ｑ’
−’茅 ２． 図 不抱らツ月にδ秀ミ゛る１１写赴角牛ヤガマリマグ１ど
に狽諭匈程年 ３ ノ
α置換アクリル酸エステルの構造式、 第３図は本発明に係る電子線分解型ポリマの感度曲線、 第４図はシリコン含有置換基が導入されたタレゾールノ
ボランク樹脂の構造式、 第５図はシリコン含有置換基が導入されたフェノールノ
ボラック樹脂の構造式、 である。 Ｊ−１３ ノヌリフ゛テンヂルフ者ンＧ’）Ｆｔ−を武剖５１ 図 ＜ｏすｃｌ ＃ｑｅア２す）し＠ニスチルの２＊Ｑ’
−’茅 ２． 図 不抱らツ月にδ秀ミ゛る１１写赴角牛ヤガマリマグ１ど
に狽諭匈程年 ３ ノ
Claims (1)
- ポリブテンサルフォン成いはポリα置換アクリル酸エス
テルからなる電子線分解型ポリマとシリコン含有置換基
が導入されたフェノール或いはクレゾールノボラック樹
脂との混合物を上層レジストとして使用することを特徴
とする二層構造電子線レジスト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223808A JPH0272361A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 二層構造電子線レジスト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223808A JPH0272361A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 二層構造電子線レジスト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272361A true JPH0272361A (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=16804044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63223808A Pending JPH0272361A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 二層構造電子線レジスト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0272361A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03137649A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 微細パターン形成材料およびパターン形成方法 |
| JPH05114673A (ja) * | 1991-10-23 | 1993-05-07 | Nikko Kyodo Co Ltd | Ｔａｂ用テ−プキヤリア製造裏止め剤 |
| US5627307A (en) * | 1995-11-20 | 1997-05-06 | Fortec Co., Ltd. | Method for measuring intensity index of odor |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63223808A patent/JPH0272361A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03137649A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 微細パターン形成材料およびパターン形成方法 |
| JPH05114673A (ja) * | 1991-10-23 | 1993-05-07 | Nikko Kyodo Co Ltd | Ｔａｂ用テ−プキヤリア製造裏止め剤 |
| US5627307A (en) * | 1995-11-20 | 1997-05-06 | Fortec Co., Ltd. | Method for measuring intensity index of odor |
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