JPH0442229A - レジスト材料およびパターンの形成方法 - Google Patents

レジスト材料およびパターンの形成方法

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JPH0442229A
JPH0442229A JP2150820A JP15082090A JPH0442229A JP H0442229 A JPH0442229 A JP H0442229A JP 2150820 A JP2150820 A JP 2150820A JP 15082090 A JP15082090 A JP 15082090A JP H0442229 A JPH0442229 A JP H0442229A
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resist
copolymer
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azide
denotes
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Akiko Kodachi
小太刀　明子
Satoshi Takechi
敏 武智
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 二層用ポジ型レジストに関し、 感度と解像性に優れ、酸素プラズマエツチング耐性に優
れた上層用レジストを提供することを目的とし、 下記の一般式で表わされる共重合体にアジド化合物を添
加してレジストを作り、該レジストを下層レジスト上に
塗布し、加熱して架橋せしめた後、露光と現像を行うこ
とを特徴として二層用上層レジストパターンの形成方法
を構成する。
ＲＩ　　　　　　　　　　ＣＦ３ →Ｃ１ｌ□Ｃ→１−→Ｃ）１２Ｃ→］−・・・（１）Ｃ
ＯＲ２ＣＲ３ １１］１ 但し、Ｒ１はＣ１１３，ＣＦｉ、ＣＮ、Ｃ１ｌ□叶基ま
たはＣＨ２Ｃ０□Ｒ１こ−でＲは炭素数が １〜５のアルキル基、 Ｒ２は少なくとも一個のＳｉを含む炭 化水素基、 Ｒ３は−ＯＨ，−０−Ｃ（ＣＨ３）　３．−Ｎｔｈまた
はＮ　１１　ＣＩＩ□０１１、 （産業上の利用分野〕 本発明は二層用ポジ型レジストに関する。
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Ｖ
ＬＳＩが実用化さている。
こ−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達している
。
また、多層配線が行われていることから、集積回路を形
成する半導体ウェハ上には微細な段差が数多く存在して
いる。
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
部或いは非露光部を溶解してレジストを窓開けした後、
ドライエンチングを行って導電膜や絶縁膜をエツチング
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。
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三層構造成いは一層構造をとる多
層レジスト法が用いられているが、中でも工程数の少な
い二層レジスト法が一般的に用いられている。
〔従来の技術〕
二層レジスト法は段差を伴う基板面にノボラック樹脂な
どを下層レジストとじて塗布し平坦化した後、この上に
酸素プラズマエツチング耐性に優れ、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。
か！る、二層レジストとしては各種のレジストが提案さ
れているが、感度良くサブミクロン（Ｓｕｂ−ｍｉｃｒ
ｏｎ）を解像できる電子線レジストは未た実用化されて
いない。
そのなかでも、優れた酸素（０□）プラズマ耐性を示ず
ポジ型レジストとじて第１式に示す共重合体が提案され
ている。
Ｒ，ＣＦ３ 一＋ＣＨ２Ｃ−＋Ｅ−＋Ｃ■２Ｃ±７　　　　・（１）
但し、Ｒ１はＣ１ｌ：＋、Ｃｈ、ＣＮ、Ｃｔｌ□ＯＨ基
またはＣＨ２Ｃ０□Ｒ１こ−でＲは炭素数が １〜５のアルキル基、 Ｒ２は少なくとも一個のＳｉを含む炭 化水素基、 Ｒ３は一０ｆ（、−０−Ｃ（ＣＨｚ）３．−ＮＨ３また
はＮ１１ＣＩｈＯＨ。
このレジストは加熱によりＲ３の位置で熱架橋が進行す
るが、０□プラズマ耐性を良くするためには共重合体と
してＳｉを含むα置換アクリレートの構成比を大きくと
る必要があり、そのために架橋密度が不充分であり、こ
れにより解像性が不足し、０．３　μｍと云うような微
細パターンを解像することは困難であった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の一般式（１）で表されるレジストはサブミクロン
・パターンの解像は無理であるが、それ以上の線幅のも
のについては形状の良いパターンが得られている。
そこで、解像性を向上して０．３　μｍパターンを解像
できるするようにすることが課題である。
（課題を解決するだめの手段〕 上記の課題は下記の一般式で表わされる共重合体にアジ
ド化合物を添加してレジストを作り、該レジストを下層
レジスト上に塗布し、加熱して架橋せしめた後、露光と
現像を行うことを特徴として二層用上層レジストパター
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。
ＣＦ３ −ｆＣ１１□Ｃ→コｒ→ＣＨ，Ｃ−テコ−・・・（１） 但し、Ｒ１はＣ１ｈ、ＣＦ３１ＣＮ、Ｃｌｌ□０１１基
またはＣ）１２ｃｏ□Ｒ１こ＼でＲは炭素数が１〜５の
アルキル基、 Ｒ２は少なくとも一個のＳｉを含む炭 化水素基、 Ｒ３は−ＯＨ，−０−Ｃ（ＣＩＬ＋）　３＋−ＮＨ３ま
たはＮｌＩＣｌ１ｚＯＨ３ 〔作用］ 本発明は一般式（１）で表されるような共重合体に次の
一般式（２）〜（７）で表されるようなアジド化合物を
添加し、加熱することにより架橋密度を増加させるもの
である。
すなわち、従来は一般式（１）の共重合体を加熱（ベー
タ）することにより、Ｒ３の位置でＲ３を構成する基の
０１１やＮＨ２などが取れ架橋が進んでいたが、本発明
においては、アジド化合物を加え、このアジド化合物の
分解温度以上で且つ一般式（１）で表される共重合体の
分解温度以下の温度で加熱（ハートヘーク）することに
より、このＲ３の位置以外でも架橋を行わせることによ
り架橋密度を向上させるものである。
Ｎ５−（”−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ−１”−Ｎ３　　　　　・
・・（２）Ｎ３−；・−０−２τ５−Ｎ３　　　　　　
　　・・・（３）Ｎ３−・互！−（ＣＨｚ）　ｚ−Ｏ−
Ｎ３　　　　　　・・・（４）Ｎ３−■−ＣＩｌ□−Ｃ
・−Ｎ３　　　　　　　・・・（５）Ｎｘ−ｅ・−ｃ　
Ｈ＝　ＣＨ＝　〔Ｑ）＝　ｃ　ｏ　−ｔＨ−Ｎ３　　　
・・・（７）Ｃ］１３ すなわち、−形成（１）で表される共重合体に上記の内
の何れかのアジド化合物を添加して加熱すると、共重合
体の架橋が進行し、溶剤に対する不溶性が増加する。
一方、架橋が進んだ共重合体は電子線照射を受けると、
従来とは同様に、その位置の主鎖の切断が起こって溶剤
に可溶性となる。
なお、アジド化合物は上記の加熱処理により分解する。
なお、アジド化合物の共重合体に対する添加量は実験の
結果、０．１〜３０％である。
この理由は、添加量が０．１％以下の場合は効果が無く
、また３０％を超える場合は架橋により、分子量が大き
くなり過ぎることから、電子線照射によっても充分に分
解が起らなくなり、ポジ型のパターンが得られなくなる
ためである。
さて、先に記したように、本発明の実施により溶剤に対
する不溶性が向上したことから、従来は溶剤としてイソ
プロピルアルコール（略称ＩＰＡ）のような弱い現像液
しか使用できなかったのに対し、アジド化合物の添加に
よりメチルイソブチルケトン（略称旧ＢＫ）のように強
い現像液の使用が可能となり、これによりサブミクロン
・パターンの解像を可能とすることができた。
〔実施例〕
実施例１ニ 一般式（１）で表される共重合体として（８）で表され
る共重合体を用いた。
ＣＨ３ＣＦ３ また、アジド化合物としては（２）の一般弐であられさ
れる４、４′−ジアドカルコンを用い、共重合体に対し
５重量％を混合し、ＭＩＢＫ溶液に３０　ｇ　／　Ｎの
割合で混合してレジストを作った。
このレジストをＳｉウェハ上に約３０００人の厚さに塗
布した後、ホントプレート上で２２０　’Ｃで８分間加
熱した。
その後、２０Ｋ　ｅＶの加速電圧で電子線露光し、［Ｂ
Ｋで３分間現像した結果、感度（Ｅｔｈ）　−１４，４
μＣ７ｃｍ２であり、０．４７１ｍのパターンを形状よ
く解像することができた。
実施例２〜７： （８）式で表される共重合体を用い、アジド化合物とし
て（３）〜（７）の−形成で表されるものを実施例１と
同様にしてレジストを作り、Ｓｉウェハ上に約３０００
人の厚さに塗布し、実施例１と同様にして実験を行った
が同様な効果を得ることができた。
実施例８ニ 一般式（１）で表される共重合体として（８）で表され
る共重合体を用いた。
ＣＦ３　　　　　　　　　ＣＦ３ また、アジド化合物としては（２）の−形成であられさ
れる４、４′−ジアドカルコンを用い、共重合体に対し
５重量％を混合し、以下実施例１と同様にしてレジスト
を作り、Ｓｉウェハ上に約３０００人の厚さに塗布した
後、ボットプレート上で２２０　’Ｃで８分間加熱した
。
その後、２０ＫｅＶの加速電圧で電子線露光し、ＭＩＢ
Ｋで３分間現像した結果、感度（Ｅｔｈ）　−１１，２
μＣ／ｃｍ２であり、０．３　μｍのパターンを形状よ
く解像することができた。
実施例９ニ 一般式（１）で表される共重合体としてＣ０）で表され
る共重合体を用いた。
Ｃ１１３ＣＩ’。
−（−ＣＩ＋２−Ｃ−＋−Ｖ−ｆＣＩｌｚ　Ｃ−＋ν・
・・００） ＣＯＣｌｈＳｉ（ＣＨ３）３ Ｃ−ＮＨ。
以下、実施例１と同様な実験を行った結果、感度（Ｅ　
ｔｈ）　−１６，０ｔｔ　Ｃ／ｃｍ２であり、０．４５
ｐｍのパターンを形状よく解像することができた。
実施例１０： 共重合体として（９）と００）で示されるものを用い、
アジド化合物として（３）〜（７）で示されるものを用
い、以下実施例１と同様にして実験した場合も結果は同
様であり、サブミクロン・パターンを解像することがで
きた。
〔発明の効果］ 本発明の実施によりサブミクロン・パターンを現像する
ポジ型レジストを作ることができ、このレジストを二層
構造上層レジストとして使用することによりザブミクロ
ン・パターンの形成が可能となる。
〒称 ′、＝ｆ、；７ −ジ′

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）下記の一般式で表わされる共重合体にアジド化合
    物を添加したレジスト材料。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） 但し、Ｒ＿１はＣＨ＿３、ＣＦ＿３、ＣＮ、ＣＨ＿２Ｏ
    Ｈ基またはＣＨ＿２ＣＯ＿２Ｒ、こゝでＲは炭素数が １〜５のアルキル基、 Ｒ＿２は少なくとも一個のＳｉを含む炭 化水素基、 Ｒ＿３は−ＯＨ、−Ｏ−Ｃ（ＣＨ＿３）＿３、−ＮＨ＿
    ３または−ＮＨＣＨ＿２ＯＨ、
  2. （２）上記の一般式で表される共重合体にアジド化合物
    を添加してレジストを作り、該レジストを下層レジスト
    上に塗布し、加熱して架橋せしめた後、露光と現像を行
    うことを特徴とする二層用上層レジストパターンの形成
    方法。
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