JPH0334054B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0334054B2 JPH0334054B2 JP58053674A JP5367483A JPH0334054B2 JP H0334054 B2 JPH0334054 B2 JP H0334054B2 JP 58053674 A JP58053674 A JP 58053674A JP 5367483 A JP5367483 A JP 5367483A JP H0334054 B2 JPH0334054 B2 JP H0334054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- cracks
- pattern
- water
- sulfonic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/022—Quinonediazides
- G03F7/023—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は半導体、磁気バブル素子または光応用
部品の製造に好適な電子線、Ｘ線等の高エネルギ
ービームによる微細レジストパターンの形成方法
に関するものである。
部品の製造に好適な電子線、Ｘ線等の高エネルギ
ービームによる微細レジストパターンの形成方法
に関するものである。
（従来技術）
現在半導体デバイスの高集積化に対する要請は
非常に厳しく、かかる高集積化のための微細加工
としては、電子線（以下所謂EBとも称す）等で
レジストパターンを形成した後、イオン、プラズ
マを用いたドライエツチングにより精度よく基板
に転写する方法が一般に行われている。
非常に厳しく、かかる高集積化のための微細加工
としては、電子線（以下所謂EBとも称す）等で
レジストパターンを形成した後、イオン、プラズ
マを用いたドライエツチングにより精度よく基板
に転写する方法が一般に行われている。
そしてこのような微細加工のために用いられる
レジストとしては、特に高解像性及び高い耐ドラ
イエツチング性等の優れた特性が要求される。
レジストとしては、特に高解像性及び高い耐ドラ
イエツチング性等の優れた特性が要求される。
しかしながら従来一般に知られている放射線感
応レジストは、上記に要望される特性について必
らずしもこれらを満足しうるものはないと云つて
良い。例えば、高解像性ポジ型EBレジストとし
て良く知られるポリメチルメタクリレート（以下
PMMAと略す）は上記のドライエツチング耐性
が充分であるとは云いがたい。他にかかるポジ型
レジストとしてのメタクリル系ポリマー、ポリブ
テン−１−スルフオン等は、それらの解像力は上
記PMMAに劣り、又ドライエツチング耐性も
PMMAと同等かあるいは若干劣つている。一方
ネガ型レジストのポリグリシジルメタクリレート
等のアクリル系レジストは、上記PMMAと同様
にドライエツチング耐性が不充分である。
応レジストは、上記に要望される特性について必
らずしもこれらを満足しうるものはないと云つて
良い。例えば、高解像性ポジ型EBレジストとし
て良く知られるポリメチルメタクリレート（以下
PMMAと略す）は上記のドライエツチング耐性
が充分であるとは云いがたい。他にかかるポジ型
レジストとしてのメタクリル系ポリマー、ポリブ
テン−１−スルフオン等は、それらの解像力は上
記PMMAに劣り、又ドライエツチング耐性も
PMMAと同等かあるいは若干劣つている。一方
ネガ型レジストのポリグリシジルメタクリレート
等のアクリル系レジストは、上記PMMAと同様
にドライエツチング耐性が不充分である。
更にポリスチレン又はポリスチレンに感応基を
付与した例えばクロルメチル化ポリスチレンは、
フエニル基を含みドライエツチング耐性には優れ
ているが、他面、架橋型のレジストであつて、パ
ターンの膨潤によるスカムやブリツジの発生が避
けられず、実際に例えば0.3μｍルールのデバイス
のレジストパターンを形成することが著しく困難
である。
付与した例えばクロルメチル化ポリスチレンは、
フエニル基を含みドライエツチング耐性には優れ
ているが、他面、架橋型のレジストであつて、パ
ターンの膨潤によるスカムやブリツジの発生が避
けられず、実際に例えば0.3μｍルールのデバイス
のレジストパターンを形成することが著しく困難
である。
（発明の目的）
以上の様に、高解像力を具備すると共に、しか
もドライエツチング耐性に優れかつクラツクの発
生しないレジスト材料及びレジストのパターン形
成方法についてそれらの確立が切望されているの
が実情である。
もドライエツチング耐性に優れかつクラツクの発
生しないレジスト材料及びレジストのパターン形
成方法についてそれらの確立が切望されているの
が実情である。
ここに発明者等はかかる事情に鑑み鋭意研究を
重ねた結果、ノボラツク又はポリビニルフエノー
ルのナフトキノンジアジドスルフオン酸エステル
をレジストとして用い、高エネルギービームを照
射し、0.05重量パーセント以上の水を含む酢酸エ
ステル又はアルキルケトン溶液で現像することに
より上記要望に驚くほど適合し得ることを見出し
この発明に到達したのである。
重ねた結果、ノボラツク又はポリビニルフエノー
ルのナフトキノンジアジドスルフオン酸エステル
をレジストとして用い、高エネルギービームを照
射し、0.05重量パーセント以上の水を含む酢酸エ
ステル又はアルキルケトン溶液で現像することに
より上記要望に驚くほど適合し得ることを見出し
この発明に到達したのである。
（発明の構成）
即ちこの発明は、基板上に、ノボラツク又はポ
リビニルフエノールのナフトキノンジアジドスル
フオン酸エステルにより皮膜を形成し、電子線又
はＸ線等の高エネルギービームを照射した後、水
を少なくとも0.05重量パーセント以上含有する酢
酸エステル又はアルキルケトンあるいはこれらの
混合溶液で現像することを特徴とするネガレジス
トパターンの形成方法である。
リビニルフエノールのナフトキノンジアジドスル
フオン酸エステルにより皮膜を形成し、電子線又
はＸ線等の高エネルギービームを照射した後、水
を少なくとも0.05重量パーセント以上含有する酢
酸エステル又はアルキルケトンあるいはこれらの
混合溶液で現像することを特徴とするネガレジス
トパターンの形成方法である。
この発明においては、後記実施例でも明らかな
ように用いる現像液に水を所定量含有させること
により、現像後にクラツク発生のないレジストパ
ターンが得られたのである。ここで上記の水を添
加しない現像液を用いた場合には該クラツクは、
特に抜きパターンの周辺に発生しやすく、しかも
その抜きパターンが微細化するほど、又レジスト
層が増加するほどそれが著しくなることが認めら
れる。
ように用いる現像液に水を所定量含有させること
により、現像後にクラツク発生のないレジストパ
ターンが得られたのである。ここで上記の水を添
加しない現像液を用いた場合には該クラツクは、
特に抜きパターンの周辺に発生しやすく、しかも
その抜きパターンが微細化するほど、又レジスト
層が増加するほどそれが著しくなることが認めら
れる。
これら発生したクラツクは下地のエツチングに
著しい悪影響を与えることからその発生を極力お
さえる必要があり、その一手段としてレジスト厚
を薄くすることが考えられるが、かかる薄いレジ
ストは基板のドライエツチングを考えると実用的
ではない。本発明は単に現像液に水を添加するこ
とにより、上記クラツク発生を防止することを可
能ならしめて居り工業的に極めて有効である。
著しい悪影響を与えることからその発生を極力お
さえる必要があり、その一手段としてレジスト厚
を薄くすることが考えられるが、かかる薄いレジ
ストは基板のドライエツチングを考えると実用的
ではない。本発明は単に現像液に水を添加するこ
とにより、上記クラツク発生を防止することを可
能ならしめて居り工業的に極めて有効である。
上述した水の添加量は現像液に対し0.05重量パ
ーセント以上でクラツク防止の効果が充分であ
り、特にレジスト厚が1μｍでは、0.1重量パーセ
ント以上が望ましい。勿論この添加の上限は水の
現像液に対する溶解度で決定されるが例えば酢酸
イソアミルでは15℃で0.25％である。
ーセント以上でクラツク防止の効果が充分であ
り、特にレジスト厚が1μｍでは、0.1重量パーセ
ント以上が望ましい。勿論この添加の上限は水の
現像液に対する溶解度で決定されるが例えば酢酸
イソアミルでは15℃で0.25％である。
この発明で用いられるレジスト樹脂としては、
特に重合度１−10のノボラツク樹脂のナフトキノ
ン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸エステル
（以下LMRと云う）が好適に用いられる。この
LMRは上記キノンジアジドとノボラツクがスル
フオン酸で結合されているものであり、これが電
子線での構造変化はノボラツクの反応ではなくキ
ノンジアジド基の反応によるものと考えられる。
つまり本発明で用いる重合体としては、キノンジ
アジド基を有すると共に酢酸エステル又はアルキ
ルケトンに溶解することが必須である。
特に重合度１−10のノボラツク樹脂のナフトキノ
ン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸エステル
（以下LMRと云う）が好適に用いられる。この
LMRは上記キノンジアジドとノボラツクがスル
フオン酸で結合されているものであり、これが電
子線での構造変化はノボラツクの反応ではなくキ
ノンジアジド基の反応によるものと考えられる。
つまり本発明で用いる重合体としては、キノンジ
アジド基を有すると共に酢酸エステル又はアルキ
ルケトンに溶解することが必須である。
（実施例）
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例 １
重合度１〜10のノボラツク樹脂のナフトキノン
１，２ジアジド−５−スルフオン酸エステルをメ
チルセルソルブアセテートに溶解し、スピンコー
テイング法によりシリコン基板上に0.8μｍ厚に塗
布した。
１，２ジアジド−５−スルフオン酸エステルをメ
チルセルソルブアセテートに溶解し、スピンコー
テイング法によりシリコン基板上に0.8μｍ厚に塗
布した。
次に60℃で30分窒素雰囲気中でプリベークを行
つた後、電子線により20KV、30μC／cm2のDose
量でパターニングを行なつた。その後、水を0.15
％含有させた酢酸イソアミル溶液で現像を行つた
ところ0.3μｍ角の抜きパターンを形状よく形成で
き、しかも得られたパターン面には全くクラツク
の発生は認められなかつた。
つた後、電子線により20KV、30μC／cm2のDose
量でパターニングを行なつた。その後、水を0.15
％含有させた酢酸イソアミル溶液で現像を行つた
ところ0.3μｍ角の抜きパターンを形状よく形成で
き、しかも得られたパターン面には全くクラツク
の発生は認められなかつた。
比較例 １
実施例と同様にパターニングした試料を用い、
酢酸イソアミルで現像を行つた。0.3μｍのライン
アンドスペース及び、0.2μｍのラインは良好にパ
ターニングされたが、走査型電子顕微鏡で詳細に
観察したところ0.3μｍ角の抜きパターンの周辺に
非常に小さいクラツクらしきものが多数発生して
いた。一方、0.7μｍ角の抜きパターンにはこのよ
うなクラツクは発生せず、又上記レジスト厚を
0.4μｍにして同様な実験を行つたが、この場合に
は上述の如き0.3μｍ角の抜きパターンの周辺にも
クラツクは発生していなかつた。
酢酸イソアミルで現像を行つた。0.3μｍのライン
アンドスペース及び、0.2μｍのラインは良好にパ
ターニングされたが、走査型電子顕微鏡で詳細に
観察したところ0.3μｍ角の抜きパターンの周辺に
非常に小さいクラツクらしきものが多数発生して
いた。一方、0.7μｍ角の抜きパターンにはこのよ
うなクラツクは発生せず、又上記レジスト厚を
0.4μｍにして同様な実験を行つたが、この場合に
は上述の如き0.3μｍ角の抜きパターンの周辺にも
クラツクは発生していなかつた。
実施例 ２
実施例１と同様にしてパターニングを行つた試
料を用い水を0.2％含有させたメチルイソブチル
ケトン５部とシクロヘキサン１部からなる混合溶
液で現像したところ、0.5μｍ角の抜きパターンを
良好に形成することができた。
料を用い水を0.2％含有させたメチルイソブチル
ケトン５部とシクロヘキサン１部からなる混合溶
液で現像したところ、0.5μｍ角の抜きパターンを
良好に形成することができた。
比較例 ２
実施例１と同様にしてパターニングした試料を
メチルイソブチルケトン５部とシクロヘキサン１
部より成る溶液で現像したところ、0.5μｍ角の抜
きパターンの周辺にクラツクが発生していた。
メチルイソブチルケトン５部とシクロヘキサン１
部より成る溶液で現像したところ、0.5μｍ角の抜
きパターンの周辺にクラツクが発生していた。
実施例 ３
ヒドロキシスチレンのオリゴマのナフトキノン
ジアジドスルフオン酸エステルを用いた外は実施
例１と同様にEB露光（ドーズ量50μC／cm2）を行
つた。次に0.15％の水を含有する酢酸イソプロピ
ルで現像したところ0.5μｍ角の抜きパターンが良
好に得られた。
ジアジドスルフオン酸エステルを用いた外は実施
例１と同様にEB露光（ドーズ量50μC／cm2）を行
つた。次に0.15％の水を含有する酢酸イソプロピ
ルで現像したところ0.5μｍ角の抜きパターンが良
好に得られた。
比較例 ３
実施例３と同様に露光した試料を用い、酢酸イ
ソプロピルで現像したところ0.5μｍ角の抜きパタ
ーンの周辺にクラツクが発生していた。
ソプロピルで現像したところ0.5μｍ角の抜きパタ
ーンの周辺にクラツクが発生していた。
（発明の効果）
本発明は以上説明した如く耐ドライエツチング
性に著しく優れ、高解像力であり、しかもクラツ
クの発生の殆んどないレジストパターンを電子線
及びＸ線等の高エネルギービームで形成できる効
果があり、特に高密度化された半導体部品、磁気
バブル素子等の製造に好適であり、工業的利用価
値は極めて高い。
性に著しく優れ、高解像力であり、しかもクラツ
クの発生の殆んどないレジストパターンを電子線
及びＸ線等の高エネルギービームで形成できる効
果があり、特に高密度化された半導体部品、磁気
バブル素子等の製造に好適であり、工業的利用価
値は極めて高い。
Claims (1)
- １ 基板上に、ノボラツク又はポリビニルフエノ
ールのナフトキノンジアジドスルフオン酸エステ
ルにより皮膜を形成し、電子線又はＸ線等の高エ
ネルギービームを照射した後、水を少なくとも
0.05重量パーセント以上含有する酢酸エステル又
はアルキルケトンあるいはこれらの混合溶液で現
像することを特徴とするネガレジストパターンの
形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053674A JPS59181536A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | レジストパタ−ンの形成方法 |
| US06/574,363 US4600684A (en) | 1983-02-10 | 1984-01-27 | Process for forming a negative resist using high energy beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053674A JPS59181536A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181536A JPS59181536A (ja) | 1984-10-16 |
| JPH0334054B2 true JPH0334054B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=12949370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58053674A Granted JPS59181536A (ja) | 1983-02-10 | 1983-03-31 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181536A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045243A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパタ−ンの形成方法 |
| JPH01177539A (ja) * | 1988-01-07 | 1989-07-13 | Matsushita Electron Corp | レジストの現像方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49127615A (ja) * | 1973-04-07 | 1974-12-06 | ||
| US4078098A (en) * | 1974-05-28 | 1978-03-07 | International Business Machines Corporation | High energy radiation exposed positive resist mask process |
| JPS5151939A (en) * | 1974-10-31 | 1976-05-07 | Canon Kk | Saisenpataanyohotorejisutogenzoeki |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58053674A patent/JPS59181536A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59181536A (ja) | 1984-10-16 |
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