JPH04294355A - レジスト組成物とレジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジスト組成物とレジストパターンの形成方法Info
- Publication number
- JPH04294355A JPH04294355A JP3059270A JP5927091A JPH04294355A JP H04294355 A JPH04294355 A JP H04294355A JP 3059270 A JP3059270 A JP 3059270A JP 5927091 A JP5927091 A JP 5927091A JP H04294355 A JPH04294355 A JP H04294355A
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- JP
- Japan
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- resist
- polymer
- polyacrylate
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二層用ネガ型レジストと
そのパターン形成方法に関する。大量の情報を高速に処
理する必要から、情報処理装置の主体を構成する半導体
装置は集積化が進んでＬＳＩ やＶＬＳＩが実用化さて
いる。
そのパターン形成方法に関する。大量の情報を高速に処
理する必要から、情報処理装置の主体を構成する半導体
装置は集積化が進んでＬＳＩ やＶＬＳＩが実用化さて
いる。
【０００２】こゝで、集積化は単位素子の小型化により
行われており、配線パターンの最小線幅はサブミクロン
に及んでいる。一方、多層配線が行われていることから
、集積回路を形成する半導体ウエハ上には微細な段差が
数多く存在している。
行われており、配線パターンの最小線幅はサブミクロン
に及んでいる。一方、多層配線が行われていることから
、集積回路を形成する半導体ウエハ上には微細な段差が
数多く存在している。
【０００３】さて、半導体集積回路の製造には半導体基
板上にレジストを被覆した後に選択露光を行い、現像処
理により露光部あるいは非露光部を溶解してレジストを
窓開けした後、ドライエッチングを行って導電膜や絶縁
膜をパターンニングする写真蝕刻技術（ フォトリソグ
ラフィ或いは電子線リソグラフィ） が不可欠である。
板上にレジストを被覆した後に選択露光を行い、現像処
理により露光部あるいは非露光部を溶解してレジストを
窓開けした後、ドライエッチングを行って導電膜や絶縁
膜をパターンニングする写真蝕刻技術（ フォトリソグ
ラフィ或いは電子線リソグラフィ） が不可欠である。
【０００４】そのため、段差の影響を無くして精度よく
微細パターンを形成する方法として二層構造あるいは三
層構造をとる多層レジスト法が用いられているが、中で
も工程数の少ない二層レジストが一般的に用いられてい
る。
微細パターンを形成する方法として二層構造あるいは三
層構造をとる多層レジスト法が用いられているが、中で
も工程数の少ない二層レジストが一般的に用いられてい
る。
【０００５】
【従来の技術】二層レジスト法は段差を伴う基板上にノ
ボラック樹脂などを下層レジストとして塗布して平坦化
した後、この上に酸素（Ｏ２）プラズマエッチング耐性
に優れ、また感度と解像性に優れた上層レジストを薄く
形成する方法である。
ボラック樹脂などを下層レジストとして塗布して平坦化
した後、この上に酸素（Ｏ２）プラズマエッチング耐性
に優れ、また感度と解像性に優れた上層レジストを薄く
形成する方法である。
【０００６】かゝる上層レジストとして各種のレジスト
が提案されているが、感度と解像性を充分に満足する電
子線レジストは未だ実用化されていない。すなわち、優
れたＯ２プラズマ耐性をもつことを特徴とするネガ型レ
ジストとして、シロキサン骨格をもつポリマーを用い、
これをラダー型としたり、三次元架橋型にしたものが提
案されている。
が提案されているが、感度と解像性を充分に満足する電
子線レジストは未だ実用化されていない。すなわち、優
れたＯ２プラズマ耐性をもつことを特徴とするネガ型レ
ジストとして、シロキサン骨格をもつポリマーを用い、
これをラダー型としたり、三次元架橋型にしたものが提
案されている。
【０００７】（２）式に構造式を示すＳＮＲ−ＥＸ（東
ソー製）はこの代表的なレジストである。
ソー製）はこの代表的なレジストである。
【０００８】
【化２】
【０００９】然し、このレジストはＯ２プラズマ耐性に
は優れるものゝ、有機溶媒を用いて現像する際に溶媒が
レジストの中に取り込まれるために膨潤を生じ、安定し
たパターン形成ができず、また充分な解像性をもたない
と云う問題がある。
は優れるものゝ、有機溶媒を用いて現像する際に溶媒が
レジストの中に取り込まれるために膨潤を生じ、安定し
たパターン形成ができず、また充分な解像性をもたない
と云う問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】二層レジスト法におい
て使用される上層レジストはＯ２プラズマ耐性が優れる
と共に、感度と解像性が優れていることが必要条件であ
る。
て使用される上層レジストはＯ２プラズマ耐性が優れる
と共に、感度と解像性が優れていることが必要条件であ
る。
【００１１】然し、従来より提案されているシロキサン
骨格をもつポリマーをラダー型としたり、三次元架橋型
にしたものはＯ２プラズマ耐性に優れるが、現像処理に
より膨潤が生ずるために充分な解像性を示さないことが
問題である。
骨格をもつポリマーをラダー型としたり、三次元架橋型
にしたものはＯ２プラズマ耐性に優れるが、現像処理に
より膨潤が生ずるために充分な解像性を示さないことが
問題である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題は構造式（１
）で表され解像性に優れたポリアクリレート系有機化合
物を基本骨格とするポリマーよりなるレジストを用い、
このレジストを下層レジストの上に塗布し、露光と現像
を行うことを特徴としてレジストパターンの形成方法を
構成することにより解決することができる。
）で表され解像性に優れたポリアクリレート系有機化合
物を基本骨格とするポリマーよりなるレジストを用い、
このレジストを下層レジストの上に塗布し、露光と現像
を行うことを特徴としてレジストパターンの形成方法を
構成することにより解決することができる。
【００１３】
【作用】二層レジスト法において使用される上層レジス
トとして従来はシロキサン骨格をもつポリマーを基本と
していたために解像性に優れた電子線レジストができな
かったことから、発明者は解像性に優れたアクリレート
を骨格とするポリマーのエステルにＳｉを導入してネガ
型のレジストを形成することを試みた。
トとして従来はシロキサン骨格をもつポリマーを基本と
していたために解像性に優れた電子線レジストができな
かったことから、発明者は解像性に優れたアクリレート
を骨格とするポリマーのエステルにＳｉを導入してネガ
型のレジストを形成することを試みた。
【００１４】然し、エステルをトリメチルシリルメチル
基とした図３に構造式を示すポリメタクリレートは電子
線照射によってポジ型の挙動を示し、ネガ型にはならな
かった。
基とした図３に構造式を示すポリメタクリレートは電子
線照射によってポジ型の挙動を示し、ネガ型にはならな
かった。
【００１５】
【化３】
【００１６】そこで、図１に構造式を示したポリアクリ
レート系有機化合物を基本骨格とするポリマーを合成し
、調査した結果、ネガ型の挙動を示し、解像性のよいレ
ジストを得ることができた。
レート系有機化合物を基本骨格とするポリマーを合成し
、調査した結果、ネガ型の挙動を示し、解像性のよいレ
ジストを得ることができた。
【００１７】なお、このレジストは図２に構造式を示す
従来のレジストに較べるとＳｉ含有率はやゝ少ないもの
ゝ、実験の結果、実用上充分なＯ２プラズマ耐性を有す
ることが判った。
従来のレジストに較べるとＳｉ含有率はやゝ少ないもの
ゝ、実験の結果、実用上充分なＯ２プラズマ耐性を有す
ることが判った。
【００１８】
【実施例】合成例１：（ホモポリマ−の合成例）図４に
構造式を示すモノマ−に、このモノマーの１．４ モル
％に相当するα，α´− アゾビスイソブチロニトリル
（ 略称ＡＩＢＮ） を入れ、８０℃で１１．５時間に
亙って保って反応させた。
構造式を示すモノマ−に、このモノマーの１．４ モル
％に相当するα，α´− アゾビスイソブチロニトリル
（ 略称ＡＩＢＮ） を入れ、８０℃で１１．５時間に
亙って保って反応させた。
【００１９】
【化４】
【００２０】その後、この反応物を大量のメタノール液
中に滴下し、沈澱してきたポリマーを濾別し、回収する
ことにより図５に構造式を示すホモポリマーを収率７８
％で得た。
中に滴下し、沈澱してきたポリマーを濾別し、回収する
ことにより図５に構造式を示すホモポリマーを収率７８
％で得た。
【００２１】なお、このポリマーの平均分子量は重量平
均分子量で７．７×１０４，また分散度は２．２８であ
った。
均分子量で７．７×１０４，また分散度は２．２８であ
った。
【００２２】
【化５】
【００２３】実施例１：（ ホモポリマー）Ｓｉウエハ
上にスピンコート法を用い、フェノールノボラック樹脂
を２μｍ の厚さに塗布して下層レジストとし、この上
に合成例１で得たホモポリマーのトルエン溶液をスピン
コート法により３０００Åの厚さに塗布し、１５０ ℃
で３０分間に亙って加熱乾燥した。
上にスピンコート法を用い、フェノールノボラック樹脂
を２μｍ の厚さに塗布して下層レジストとし、この上
に合成例１で得たホモポリマーのトルエン溶液をスピン
コート法により３０００Åの厚さに塗布し、１５０ ℃
で３０分間に亙って加熱乾燥した。
【００２４】次に、このウエハを２０ＫｅＶ の加速電
圧の電子線で露光し、エチルベンゼンを用いて現像した
ところ８．０ μＣ ／ｃｍ２ の露光量で形状のよい
０．６ μｍ 幅のネガ型パターンを形成することがで
きた。
圧の電子線で露光し、エチルベンゼンを用いて現像した
ところ８．０ μＣ ／ｃｍ２ の露光量で形状のよい
０．６ μｍ 幅のネガ型パターンを形成することがで
きた。
【００２５】次に、Ｏ２ガスを用いる反応性イオンエッ
チング（略称ＲＩＥ）によりドライエッチングを行った
が、エッチングレートはフェノールノボラック樹脂の約
１／５０であり、下層レジストに０．６ μｍ 幅のパ
ターンを転写することができた。 実施例２：（アルカリ現像可能なコポリマー）次のよう
なコポリマー（共重合体）を合成してレジストとした。
チング（略称ＲＩＥ）によりドライエッチングを行った
が、エッチングレートはフェノールノボラック樹脂の約
１／５０であり、下層レジストに０．６ μｍ 幅のパ
ターンを転写することができた。 実施例２：（アルカリ現像可能なコポリマー）次のよう
なコポリマー（共重合体）を合成してレジストとした。
【００２６】これらのコポリマーは現像液としてＴＭＡ
Ｈを使用することができるので膨潤を防ぐことができる
。
Ｈを使用することができるので膨潤を防ぐことができる
。
【００２７】
【化６】
【００２８】こゝで、Ｒ６はＣ００Ｈ基またはＣ６Ｈ４
ＯＨ基そして、実施例１と同様にＳｉウエハ上にフェノ
ールノボラック樹脂を２μｍ の厚さに塗布して下層レ
ジストとし、この上に上記のコーポリマーのトルエン溶
液をスピンコート法により３０００Åの厚さに塗布し、
１５０ ℃で３０分間に亙って加熱乾燥した。
ＯＨ基そして、実施例１と同様にＳｉウエハ上にフェノ
ールノボラック樹脂を２μｍ の厚さに塗布して下層レ
ジストとし、この上に上記のコーポリマーのトルエン溶
液をスピンコート法により３０００Åの厚さに塗布し、
１５０ ℃で３０分間に亙って加熱乾燥した。
【００２９】次に、このウエハを２０ＫｅＶ の加速電
圧の電子線で露光し、ＴＭＡＨを用いて現像したところ
実施例１と同様に８．０ μＣ ／ｃｍ２ の露光量で
形状のよい０．６ μｍ 幅のネガ型パターンを形成す
ることができた。
圧の電子線で露光し、ＴＭＡＨを用いて現像したところ
実施例１と同様に８．０ μＣ ／ｃｍ２ の露光量で
形状のよい０．６ μｍ 幅のネガ型パターンを形成す
ることができた。
【００３０】特に、（６） 式で表されるコポリマーは
アルカリ水溶液で現像できるため膨潤は全く認められな
い。 実施例３：（アルカリ水溶液以外で現像するコポリマー
）
アルカリ水溶液で現像できるため膨潤は全く認められな
い。 実施例３：（アルカリ水溶液以外で現像するコポリマー
）
【００３１】
【化７】
【００３２】こゝで、Ｒ とＲ７の組合せは次のようで
ある。 ■ Ｈ と Ｈ ■ ＣＨ３ と Ｈ ■ Ｈ と ＣＨ２Ｃｌ■
ＣＨ３ と ＣＨ２Ｃｌ■ Ｈ と
Ｃｌ ■ ＣＨ３ と Ｃｌ 次に、（６） 式と（７） 式で示されるコポリマーを
使用し、Ｏ２ガスを用いるＲＩＥによりドライエッチン
グを行ったが、何れの場合もエッチングレートはフェノ
ールノボラック樹脂の約１／３０であり、下層レジスト
に０．６ μｍ 幅のパターンを転写することができた
。 実施例４：（ホモポリマー） 合成例１で得たホモポリマーに感光剤である４，４ ´
− ジアドカルコンを１０％混合して紫外線領域の波長
に対して感光性をもたせた。
ある。 ■ Ｈ と Ｈ ■ ＣＨ３ と Ｈ ■ Ｈ と ＣＨ２Ｃｌ■
ＣＨ３ と ＣＨ２Ｃｌ■ Ｈ と
Ｃｌ ■ ＣＨ３ と Ｃｌ 次に、（６） 式と（７） 式で示されるコポリマーを
使用し、Ｏ２ガスを用いるＲＩＥによりドライエッチン
グを行ったが、何れの場合もエッチングレートはフェノ
ールノボラック樹脂の約１／３０であり、下層レジスト
に０．６ μｍ 幅のパターンを転写することができた
。 実施例４：（ホモポリマー） 合成例１で得たホモポリマーに感光剤である４，４ ´
− ジアドカルコンを１０％混合して紫外線領域の波長
に対して感光性をもたせた。
【００３３】そして、光源としてキセノン・水銀（Ｘｅ
−Ｈｇ） ランプを用い、３０秒に亙って露光した以外
は実施例１と同様にしてパターン形成を行った結果、０
．８ μｍ を解像することができた。
−Ｈｇ） ランプを用い、３０秒に亙って露光した以外
は実施例１と同様にしてパターン形成を行った結果、０
．８ μｍ を解像することができた。
【００３４】
【発明の効果】ポリアクリレートを基本骨格としたポリ
マーのエステルにＳｉを導入した本レジストの使用によ
り、Ｏ２プラズマ耐性が優れ、また感度と解像性に優れ
たネガ型のサブミクロンパターンを形成することができ
る。
マーのエステルにＳｉを導入した本レジストの使用によ
り、Ｏ２プラズマ耐性が優れ、また感度と解像性に優れ
たネガ型のサブミクロンパターンを形成することができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 下記の構造式で表されるポリアクリレ
ート系有機化合物を基本骨格とするポリマーよりなるこ
とを特徴とするレジスト組成物。 【化１】 但し、Ｒ はアルキル基または水素 Ｒ１〜Ｒ５はアルキル基であって、同一または異なって
いてもよい ｌとｍは１〜４の正数 ｎは正数 - 【請求項２】 上記レジスト組成物よりなるレジスト
を下層レジスト上に塗布し、露光と現像を行うことを特
徴とするレジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3059270A JPH04294355A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | レジスト組成物とレジストパターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3059270A JPH04294355A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | レジスト組成物とレジストパターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294355A true JPH04294355A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13108516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3059270A Withdrawn JPH04294355A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | レジスト組成物とレジストパターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04294355A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100564565B1 (ko) * | 2002-11-14 | 2006-03-28 | 삼성전자주식회사 | 실리콘을 함유하는 폴리머 및 이를 포함하는 네가티브형레지스트 조성물과 이들을 이용한 반도체 소자의 패턴형성 방법 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP3059270A patent/JPH04294355A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100564565B1 (ko) * | 2002-11-14 | 2006-03-28 | 삼성전자주식회사 | 실리콘을 함유하는 폴리머 및 이를 포함하는 네가티브형레지스트 조성물과 이들을 이용한 반도체 소자의 패턴형성 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |