JPH0519465A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH0519465A JPH0519465A JP3193557A JP19355791A JPH0519465A JP H0519465 A JPH0519465 A JP H0519465A JP 3193557 A JP3193557 A JP 3193557A JP 19355791 A JP19355791 A JP 19355791A JP H0519465 A JPH0519465 A JP H0519465A
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Abstract
パターン形状およびスループットに優れたレジストパタ
ーン形成方法を提供する。 【構成】m−クレゾールとp−クレゾールとを含有する
混合クレゾールとホルムアルデヒドとを重縮合して得ら
れ、ポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜1
0,000でありそしてポリスチレン換算分子量が60
0未満の低分子量成分を13重量%以上含有するノボラ
ック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル
を含有する感放射線性樹脂組成物を用いたレジストパタ
ーン形成方法。
Description
グを用いるドライ現像によるパターン形成方法に関す
る。
造工程では、その加工されるべき基材上にポリイソプレ
ンの環化物にビスアジドを混合したネガ型ホトレジスト
やノボラック樹脂にキノンジアジド化合物を混合したポ
ジ型ホトレジスト等の感放射線性樹脂組成物を塗布し、
水銀灯のg線(波長436mn)やi線(365nm)
を用いて露光し、現像液にて現像することによりパター
ンを形成するホトリソグラフィ法が採用されている。
基板上に形成されるべきパターンの最少寸法が1μm以
下の領域に入りつつあり、このような寸法領域では、現
像液を現像に用いる従来のホトリソグラフィ法を使用し
ても、特に段差構造を有する基板が使用される場合、露
光時の光の反射の影響や露光系における焦点深度の浅さ
等の問題のために十分な解像ができないという問題が発
生する。
リソグラフィ法において現像液を用いて現像する代り
に、異方性酸素プラズマ等のガスプラズマを用いてエッ
チングすることによりドライ現像し、レジストパターン
を形成する方法が知られている。
活性化合物と混合または結合させたポリマーを含む感光
性樹脂層を基材に塗布し、前記の層が該層の照射される
部分が可視光または紫外線に露光されたとき、シリル化
剤が前記の照射された部分に選択的に拡散できる性質を
有するものであり;前記の感光性樹脂層を、該層の選ば
れた部分のみを露光させるマスクを通して紫外線または
可視光線に露光し;
し、それによって前記のシリル化剤を選択的に前記のコ
ーティング(感光性樹脂層)の照射された部分に吸収さ
せて前記の照射された部分と反応を起こさせ;そして、
マエッチングによりドライ現像してその非照射部分を選
択的に除去し、所望のネガ図形を得る方法が記載されて
いる。
に照射された部分に吸収されたシリル化剤が酸素プラズ
マに対する耐性が非常に高いため、異方性の高い酸素プ
ラズマでエッチングを行なうことにより急峻な側壁を持
つレジストパターンを得ることができ、従って微細なパ
ターンを解像できることが知られている。
面形状を観察すると、アンダーカットと呼ばれるパター
ン断面の上部の線幅よりも中央部付近の線幅が細くなる
現象(以下、この現象を「アンダーカット」と称する)
が問題となってきた。この様なアンダーカットが発生す
ると、ウェーハを破壊せずにレジストパターンと基板が
接する部分の寸法を測定することが困難なため、レジス
トパターンを保護膜として下地の基板を加工する際に加
工後のパターンの寸法を予測することが著しく困難とな
り、得られる半導体素子の性能の信頼性や分留りが大幅
に低下する問題を生じる。また、前記のパターン形成方
法において、用いられている従来の感放射線性樹脂の感
度が低いため、ウェーハ1枚当たりの露光時間が長くな
り、露光のスループットが低下する問題が生じる。
ーン形成方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、アンダーカットが生じない、パターン形状およびス
ループットの優れたレジストパターン形成方法を提供す
ることにある。本発明のさらに他の目的および利点は以
下の説明から明らかとなろう。
の上記目的および利点は、 (1). m−クレゾールとp−クレゾールとを含有する
混合クレゾールとホルムアルデヒドとを重縮合して得ら
れ、ポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」
と称する)が1,000〜10,000でありそしてポリ
スチレン換算分子量が600未満の低分子量成分を13
重量%以上含有するノボラック樹脂の1,2−キノンジ
アジドスルホン酸エステルを含有する感放射線性樹脂組
成物を層状に塗布し、
し、(3). シリル化剤蒸気で処理してシリル化剤を選
択的に放射線照射部に吸収させて反応させ、そして (4). 該層を異方性酸素プラズマエッチングによりド
ライ現像して該層の放射線非照射部分を選択的に除去す
る、 ことを特徴とするレジストパターン形成方法によって達
成される。
2−キノンジアジドスルホン酸エステルは、ノボラック
樹脂と1,2−キノンジアジドスルホニルハライドを適
当な縮合溶媒中で塩基性触媒の存在下に縮合させて得ら
れる。
とp−クレゾールを主成分として含有する混合クレゾー
ルとホルムアルデヒドを酸触媒下に縮合して合成され
る。その際、m−クレゾールとp−クレゾールは予め混
合状態でホルムアルデヒドと一緒にしてもよく、あるい
は別個にホルムアルデヒドと一緒にして反応系内で一緒
にしてもよい。いずれの場合も混合クレゾールの範囲に
包含されると理解すべきである。
の割合は、好ましくは40〜90重量%であり、より好
ましくは50〜80重量%である。また、p−クレゾー
ルの割合は、好ましくは10〜60重量%であり、より
好ましくは20〜50重量%である。m−クレゾールの
割合が40重量%未満の場合、後記のレジストパターン
形成時に使用するシリル化剤との反応が進行しにくくな
り、解像度が低下する傾向にある。一方、m−クレゾー
ルの割合が90重量%を超えると、得られるレジストパ
ターンのアンダーカットが大きくなる傾向にある。ホル
ムアルデヒドの使用量は、混合クレゾール1モル当り、
好ましくは0.6〜2モル、特に好ましくは0.6〜1.
2モルである。
酸、蓚酸、酢酸等が使用される。酸触媒の使用量は、混
合クレゾール1モル当たり、1×10-4〜1×10-1モ
ルが好ましい。
用いられるが、使用する混合クレゾールがホルムアルデ
ヒドの水溶液に溶解せず、反応初期から不均一系になる
場合には、反応媒質として親水性溶媒を使用することも
できる。この際使用される親水性溶媒としては、例えば
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等
のアルコール類、およびテトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等の環状エーテル類が挙げられる。
00重量部当たり、20〜1000重量部が好ましい。
応じて適宜調整することができるが、好ましくは10〜
200℃、より好ましくは70〜150℃である。重縮
合反応終了後、系内に存在する未反応原料、酸触媒およ
び反応媒質を除去するため、一般的には内温を130〜
230℃に上昇させ、減圧下に揮発分を留去する。また
必要に応じて反応系を水で洗浄した後、上記のように内
温を上昇させ、減圧下に揮発分を留去することもでき
る。
のMwは、1,000〜10,000であり、好ましくは
1,000〜8,000であり、特に好ましくは1,00
0〜6,000である。Mwが10,000を超えるとア
ンダーカットが生じパターン形状が悪化する。また、該
樹脂のポリスチレン換算分子量が600未満の低分子量
成分の含有量は13重量%以上であり、好ましくは15
重量%以上、特に好ましくは18〜60重量%である。
低分子量成分の含有量が13重量%未満だと感度が低下
し露光のスループットが低下する。
キノンジアジドスルホニルハライドとしては、例えば
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリ
ド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルク
ロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホニ
ルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホニルブロミド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホニルブロミド、1,2−ナフトキノンジアジド−
6−スルホニルブロミド等の1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホニルハライド;および1,2−ベンゾキノン
ジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ベンゾキ
ノンジアジド−5−スルホニルクロリド、1,2−ベン
ゾキノンジアジド−6−スルホニルクロリド、1,2−
ベンゾキノンジアジド−4−スルホニルブロミド、1,
2−ベンゾキノンジアジド−5−スルホニルブロミド、
1,2−ベンゾキノンジアジド−6−スルホニルブロミ
ド等の1,2−ベンゾキノンジアジドスルホニルハライ
ドを挙げることができる。これらのうち1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホニルクロリドおよび1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリドが好
ましい。
ジドスルホニルハライドとの縮合割合は、ノボラック樹
脂100重量部当たり、好ましくは1,2−キノンジア
ジドスルホニル基が1〜60重量部、より好ましくは5
〜50重量部、特に好ましくは10〜40重量部になる
割合である。1,2−キノンジアジドスルホニル基が1
重量部未満であると、1,2−キノンジアジドスルホニ
ル基の熱分解による活性種とノボラック樹脂の分子鎖間
および該活性種と1,2−キノンジアジドスルホニル基
の間の架橋反応は多くは起こらない。このため、放射線
非照射部分の密度が小さくなり、そのため後記のレジス
トパターンの形成時に使用するシリル化剤が容易に拡散
して反応するようになって放射線照射部と放射線非照射
部とで異方性酸素プラズマによるドライエッチング速度
に差をつけることができ難くなりパターニングが困難と
なる傾向がある。
線照射では1,2−キノンジアジドスルホニル基の大半
が未だそのままの形で残存するためシリル化剤を吸収さ
せ反応させるときの加熱処理中に1,2−キノンジアジ
ドスルホン酸エステルの分子間で熱架橋反応が進行し、
その後のシリル化剤処理でシリル化剤が十分には吸収さ
れにくい傾向がある。この為放射線照射部分のドライエ
ッチング耐性が十分でなくパターニングが困難となる傾
向がある。
ては、例えばアセトン、ジオキサン、乳酸エチル、酢酸
エチル、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、メチルセロソル
ブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチル
セロソルブアセテート、アセトニトリル、メチルエチル
ケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン
等を挙げることができ、通常、ノボラック樹脂および
1,2−キノンジアジドスルホニルハライドの総量10
0重量部当たり100〜10,000重量部、好ましく
は200〜3,000重量部使用される。なお、縮合反
応の際、生成する塩基とハロゲンの塩を溶媒中に溶解さ
せるために、必要に応じて水を加えることもできる。加
える水の量は縮合溶媒100重量部に対して1〜10重
量部である。
しては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、重炭酸水素ナトリウム、
炭酸水素カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩;
トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリブチル
アミン、モノエタノールアミン、ピリジン等のアミン
類;水酸化アンモニウム、トリメチルアンモニウム等の
アンモニウム塩およびアンモニア等を挙げることがで
き、1,2−キノンジアジドスルホニルハライドのモル
数の0.1〜10倍を使用するのが好ましく、0.5〜
2.0倍のモル数がより好ましく使用される。縮合反応
は、好ましくは5〜50℃、より好ましくは10〜40
℃の温度で行なわれる。反応時間は15分〜10時間が
好ましく、より好ましくは30分〜5時間程度である。
射部分がシリル化剤とより反応し易くする為に有機酸、
有機酸塩、有機酸ハロゲニドまたは放射線の照射により
酸を発生する物質(以下、「酸発生物質」という)を含
有させることもできる。
ホン酸または芳香族カルボン酸を好適なものとして挙げ
ることができる。好ましくはナフタレンスルホン酸、ナ
フタレンカルボン酸、ジアゾキノンスルホン酸およびジ
アゾキノンカルボン酸である。これらの例としては、例
えば1−ナフタレンスルホン酸、2−ナフタレンスルホ
ン酸、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸、
1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸、1,2
−ナフトキノンジアジド−7−スルホン酸、1,2−ナ
フトキノンジアジド−8−スルホン酸、2,1−ナフト
キノンジアジド−4−スルホン酸、2,1−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジ
アジド−6−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジアジ
ド−7−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−
8−スルホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−3−
スルホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スル
ホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−5−スルホン
酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−6−スルホン酸、
1−ナフタレンカルボン酸、2−ナフタレンカルボン
酸、1,2−ナフトキノンジアジド−4−カルボン酸、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−カルボン酸、1,2
−ナフトキノンジアジド−6−カルボン酸、1,2−ナ
フトキノンジアジド−7−カルボン酸、1,2−ナフト
キノンジアジド−8−カルボン酸、2,1−ナフトキノ
ンジアジド−4−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジ
アジド−5−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジ
ド−6−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−
7−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−8−
カルボン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−3−カル
ボン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−カルボン
酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−5−カルボン酸お
よび1,2−ベンゾキノンジアジド−6−カルボン酸を
挙げることができる。
しては、例えば上記有機酸のアンモニウム塩、アミン塩
およびこれらの酸に対応する酸ハロゲニドを挙げること
ができる。これらのうち特に好ましくは、下記式(1)
で示されるジアゾキノン化合物が用いられる。
電子線、可視光等の放射線が照射されることにより酸を
発生する物質である。ここで、発生する酸は、例えばス
ルホン酸、リン酸、ヨウ素酸、ジアゾ酸、ハロゲン化水
素等の無機酸;またはニトロベンジルスルホン酸、シア
ノベンジルスルホン酸、ニトロベンジルカルボン酸、シ
アノベンジルカルボン酸、ニトロベンジルリン酸、シア
ノベンジルリン酸、ニトロベンジル硝酸、シアノベンジ
ル硝酸等の有機酸である。
ルホニウム、ホスホニウム、ヨウドニウム、ジアゾニウ
ム等のオニウム塩;ニトロベンジルハライド;ハロゲン
化炭化水素;ニトロベンジルスルホン酸フェニル、ニト
ロベンジルスルホン酸ナフトル、o−ニトロベンジル−
9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネー
ト、p−ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアント
ラセン−2−スルホネート、o−ニトロベンジル−9,
10−ジメトキシアントラセン−2−スルホネート、p
−ニトロベンジル−9,10−ジメトキシアントラセン
−2−スルホネート、o−ニトロベンジル−9,10−
ジプロポキシアントラセン−2−スルホネート、p−ニ
トロベンジル−9,10−ジプロポキシアントラセン−
2−スルホネート等のニトロベンジルスルホン酸エステ
ル;ベンゾイントシレート、2−メチルベンゾイントシ
レート等のベンゾインスルホン酸エステル;シアノベン
ジルスルホン酸フェニル、シアノベンジルスルホン酸ナ
フトル等のシアノベンジルスルホン酸エステル;ニトロ
ベンジルカルボン酸フェニル、ニトロベンジルカルボン
酸ナフトル等のニトロベンジルカルボン酸エステル;
ノベンジルカルボン酸ナフトルなどのシアノベンジルカ
ルボン酸エステル;ニトロベンジルリン酸フェニル、ニ
トロベンジルリン酸ナフトル等のニトロベンジルリン酸
エステル;シアノベンジルリン酸フェニル、シアノベン
ジルリン酸ナフトル等のシアノベンジルリン酸エステ
ル;ニトロベンジル硝酸フェニル、ニトロベンジル硝酸
ナフトル等のニトロベンジル硝酸エステル;シアノベン
ジル硝酸フェニル、シアノベンジル硝酸ナフトル等のシ
アノベンジル硝酸エステルが挙げられる。
ニドおよび酸発生物質は、ノボラック樹脂の1,2−キ
ノンジアジドスルホン酸エステル100重量部に対し、
好ましくは0.1〜20重量部、特に好ましくは0.5〜
10重量部の割合で用いられる。
トリエーション等の塗布性を改良するために界面活性剤
等を配合することもできる。界面活性剤としては、例え
ばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエ
チレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエ
ーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテ
ル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレ
ングリコールジステアレート、エフトップEF301、
EF303、EF352(新秋田化成(株)製)、メガ
ファックF171、F172、F173(大日本インキ
(株)製)、アサヒガートAG710(旭硝子(株)
製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリ
ーエム(株)製)、サーフロンS−382、SC10
1、SC102、SC103、SC104、SC10
5、SC106(旭硝子(株)製)、オルガノシロキサ
ンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、アク
リル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフロー
No.75、No.90、No.95、WS(共栄社油脂
化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの
界面活性剤の配合量は、ノボラック樹脂の1,2−キノ
ンジアジドスルホン酸エステル100重量部当たり、好
ましくは2重量部以下、より好ましくは0.005〜1
重量部である。
射線照射部の潜像を可視化させたり、放射線照射時のハ
レーションの影響を少なくするために染料、顔料、紫外
線吸収剤等を配合することができる。好ましい染料また
は顔料は、例えばネオペンゲルブ075(バスフ社
製)、ネオザポンゲルブ073(同)、ソルベントイエ
ロー162、SOTイエロー3(保土谷化学工業(株)
製)、マクロレックスイエロー(バイエル社製)、ハイ
ドロキシアゾベンゼン等を挙げることができる。
えば2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)
−ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′
−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−
(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェ
ニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−
ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチルフェニ
ル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒ
ドロキシ−3′,5′−ジ−t−アミルフェニル)−ベ
ンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,
5′−ジ−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾー
ル、2−(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチルフェニ
ル)−ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−
5′−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール等
が挙げられる。さらに、本発明で用いられる組成物に
は、必要に応じて保存安定剤、消泡剤等も配合すること
ができる。
ック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル
と前記の各種添加剤とを有機溶剤に溶解させることによ
り固形分濃度が5〜50重量%に調製され、例えば孔径
0.2μm程度のフィルタで瀘過される。
ばエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコ
ールメチルエーテルアセテート、メチルセロソルブアセ
テート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソル
ブアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シク
ロペンタノン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、
イソホロン、ベンジルエチルエーテル、1,2−ジブト
キシエタン、ジヘキシルエーテル、カプロン酸、カプリ
ル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、1−デカノ
ール、ベンジルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、
酢酸イソアミル、2−エチルヘキシルアセテート、酢酸
ベンジル、安息香酸ベンジル、蓚酸ジエチル、蓚酸ジブ
チル、マロン酸ジエチル、乳酸エチル、乳酸メチル、乳
酸プロピル、乳酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メ
チル、3−メトキシプロピオン酸エチル、マレイン酸ジ
メチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フ
タル酸ジブチル、フタル酸ジメチル、炭酸エチレン、炭
酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、ジメチルイミダゾ
リジノン等を挙げることができる。このようにして調製
された組成物は回転塗布、流し塗布、ロール塗布等によ
りシリコンウェーハ等に塗布することができる。
するため、プレベーク処理を例えば70〜130℃の温
度で行なう。その後、基板上のレジスト層に、例えばパ
ターンを通して選ばれた部分のみに、放射線、例えば紫
外線、遠紫外線、X線、電子線、可視光等を照射する。
て、ノボラック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホン
酸エステルの1,2−キノンジアジドスルホニル基が分
解され、また酸発生物質が含まれる場合は酸が生成され
る。次いで必要に応じ基板を加熱処理する。このときの
加熱処理は、120〜200℃の温度において行なうの
が好ましい。この加熱処理により放射線未照射部分に存
在する1,2−キノンジアジドスルホニル基とノボラッ
ク樹脂および1,2−キノンジアジドスルホニル基どう
しが反応して、分子鎖に架橋構造が形成される。一方放
射線照射部分では、既に1,2−キノンジアジドスルホ
ニル基が大半分解しているため、架橋構造の形成は放射
線未照射部分に較べて極めて少ない。
て、放射線照射部分はシリル化剤を吸収し、反応する
が、放射線未照射部分は架橋構造のため、シリル化剤を
吸収し、反応することが強く抑制され、ドライエッチン
グ耐性のネガ型潜像が形成される。
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジク
ロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルブロ
モシラン、トリメチルヨードシラン、トリフェニルクロ
ロシラン、ヘキサメチルジシラザン、1,1,3,3−テ
トラメチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ヘキ
サフェニルジシラザン、1,3−ビス(クロロメチル)
−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、N−トリメ
チルシリルイミダゾール、N−トリメチルシリルアセト
アミド、N−トリメチルシリルジメチルアミン、N−ト
リメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルシランジ
アミン、N,O−ビス(トリエチルシリル)アセトイミ
ド、N,N′−ビス(トリメチルシリル)尿素、N,N′
−ジフェニル−N−(トリメチルシリル)尿素等を挙げ
ることができる。シリル化剤による感放射線性樹脂層の
処理温度は、感放射線性樹脂層の組成と使用されるシリ
ル化剤の種類および処理時間によって決められ、好まし
くは0〜250℃の間で選択することができ、より好ま
しくは140〜200℃である。
た後、乾式現像、例えば異方性酸素プラズマエッチング
により現像することにより所望のネガ型パターンが得ら
れる。
発明はこれらの実施例により何ら制約されるものではな
い。以下の実施例において諸特性は次のように評価し
た。
トグラフィー(GPC)でポリスチレン換算分子量を求
めた。測定条件は、東ソー(株)製高速GPC装置HL
C−802A、ディテクターはRI、カラムは東ソー
(株)製TSK−GEL G4000H8、G3000
H8、G2000H8×2本、溶出溶媒はTHF、流速
は1.2ml/min、カラム温度は40℃、試料濃度
は0.02g/10ml(THF)で求めた。
下に相当する低分子量成分の重量%は、得られたクロマ
トグラムの面積をS1、ポリスチレン換算分子量が60
0以下の部分の面積をS2としたとき、下記式より求め
られる値である。 W=(S2/S1)×100
走査形電子顕微鏡にて観察した。アンダーカットの度合
いは図1および図2に示したa、bの寸法比b/aによ
って表わすことができる。ここで、aはレジストパター
ン上部の最も太い部分の寸法、bはアンダーカットのた
めに最も細くなった部分の寸法である。なお、測定は設
計が0.6μmのラインアンドスペースのパターンで行
なった。
ーンにおいて、図1のaの寸法が0.6μmとなる露光
量を最適露光量とした。
にm−クレゾール303g、p−クレゾール130g、
37重量%ホルムアルデヒド水溶液276gおよびシュ
ウ酸2水和物0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、
フラスコを油浴に浸し、内温を100℃に保持しなが
ら、1時間反応させた。その後水500gを加え攪拌
し、2分間静置し、上層の水、未反応モノマー、未反応
ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除去する処理を2回
繰り返した。さらに油浴温度を180℃まで上げ2時間
攪拌した後、フラスコ内を減圧にして、残留する水、未
反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除
いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温に戻して
回収した。得られたノボラック樹脂のMwは1600で
あり、低分子量成分は36重量%であった。
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド36.4gおよび水77.6gを2300gの
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(以下「PGMA」と称する)に溶解した後、8重量%
のトリエチルアミンのPGMA溶液188.6gを加
え、攪拌して90分間反応させた。その後、1規定塩酸
を14.92ml加え20分間攪拌し、次いで水1lを
加え攪拌した後、静置し水層と有機層を分離した。水層
を廃棄した後、同様の水洗操作をさらに2回行ない、反
応溶液中に残存しているトリエチルアミン塩酸塩、トリ
エチルアミンおよび塩酸を除去した。次いで、反応液か
ら減圧下でPGMAおよび水を除去し、部分的にエステ
ル化されたノボラック樹脂(以下、「エステル化ノボラ
ック樹脂」と称する)を128g得た。
ック樹脂20gをPGMA50gに溶解した。次いで
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過し
組成物の溶液を調製した。
ェーハ上にスピンナーで塗布した後、120℃で90秒
間ホットプレート上でプリベークして膜厚1.5μmの
レジスト膜を形成した。次いでこれを(株)ニコン製ス
テッパーNSR1755G7Aを用いパターンマスクを
介して露光した。その後露光したシリコンウェーハを1
70℃で3分間真空中でベークし(これを「シリル化前
ベーク」と称する)さらに基板を170℃でベークしな
がら4分間ヘキサメチルジシラザン蒸気で処理した。
型反応性イオンエッチング装置(MRC社製ARIES
−C)に装着し、異方性酸素プラズマエッチングにより
ドライ現像しレジストパターンを形成した。このときの
エッチング条件は以下の通りである。 RFパワー:1000W、 酸素流量:70SCCM、 圧力:4mtorr、 エッチング時間:2分30秒、
ルを観察したところb/a=0.99とアンダーカット
がほとんど無い良好なパターンが得られた。また、最適
露光量は150mJ/cm2であった。
ルフェノール120g、フェノール300g、パラホル
ムアルデビト86g、37重量%ホルムアルデヒド水溶
液105gおよびシュウ酸2水和物4.5gを仕込ん
だ。攪拌しながら、フラスコを油浴に浸し、内温を10
0℃に保持しながら3時間反応させた。その後油浴温度
を190℃まで上げ、同時にフラスコ内を減圧にして、
水、未反応フェノール類、ホルムアルデヒドおよびシュ
ウ酸を除いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温
に戻して回収した。得られたノボラック樹脂のMwは1
4,200であり、低分子量成分は13.9重量%であっ
た。
5g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロリド9.1gおよび水33gを660gのPGMA
に溶解した後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA
溶液47.15gを加え攪拌し90分間反応させた。そ
の後、1規定塩酸を3.73ml加え20分間攪拌し、
次いで水250mlを加え攪拌した後、静置して水層と
有機層を分離した。水層を廃棄した後、同様の水洗操作
をさらに2回行ない反応溶液中に残存しているトリエチ
ルアミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去し
た。その後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除
去し、エステル化ノボラック樹脂を32g得た。
ック樹脂を用いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液
を調製した。 (4)実施例1(4)と同様にレジストパターンを形成
した。 (5)ドライ現像後のパターンプロファイルを観察した
ところb/a=0.80とアンダーカットが大きいこと
が分かった。また最適露光量は140mJ/cm2であ
った。
ル389g、p−クレゾール43g、37重量%ホルム
アルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物0.
756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油浴に
浸し、内温を110℃に保持しながら、2時間反応させ
た。その後油浴温度を180℃まで上げ、同時にフラス
コ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルムアル
デヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融したノボ
ラック樹脂を室温に戻して回収した。 得られたノボラ
ック樹脂のMwは3800であり、低分子量成分は22
重量%であった。
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を120g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.96で最適露光量は400mJ/cm2であっ
た。
ル216g、p−クレゾール216g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液276gおよびシュウ酸2水和物
0.252gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を110℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後水600gを加え攪拌後3分間静置した
後上層の水、未反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよ
びシュウ酸の懸濁液を除去した。さらに油浴温度を18
0℃まで上げ、同時にフラスコ内を減圧にして、水、未
反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除
いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温に戻して
回収した。得られたノボラック樹脂のMwは2100で
あり、低分子量成分は31重量%であった。
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を125g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。 (4)(3)で得られた溶液を用いて実施例1(4)と
同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.97で最適露光量は180mJ/cm2であっ
た。
ル130g、p−クレゾール303g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液260gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を100℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後水500gを加え攪拌後2分間静置した
後、上層の水、未反応クレゾール、ホルムアルデヒドお
よびシュウ酸の懸濁液を除去する操作を2回行なった。
さらに油浴温度を200℃まで上げ、2時間攪拌後フラ
スコ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルムア
ルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融したノ
ボラック樹脂を室温に戻して回収した。得られたノボラ
ック樹脂のMwは2500であり、低分子量成分は30
重量%であった。
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を125g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.98であり、最適露光量は300mJ/cm2で
あった。った。
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド1
0.6gおよび水35gを700gのPGMAに溶解し
た後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA溶液5
4.9gを加え攪拌し90分間反応させた。その後、1
規定塩酸を4.34ml加え20分間攪拌し、次いで、
水250mlを加え攪拌した後、静置し水層と有機層を
分離した。水層を廃棄した後同様の水洗操作をさらに2
回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチルアミン
塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去した。この
様に水洗した反応液を減圧下でPGMAおよび水を除去
しエステル化ノボラック樹脂を33g得た。
施例1(3)と同様の方法で組成物の溶液を調製した。
次いで、実施例1(4)と同様にレジストパターンを形
成した。ドライ現像後のパターンを観察したところ、b
/a=0.99で最適露光量は200mJ/cm2であっ
た。
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド
7.5gおよび水20gを320gのPGMAに溶解し
た後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA溶液3
8.8gを加え攪拌し90分間反応させた。その後、1
規定塩酸を3.07ml加え20分間攪拌し次いでPG
MA飽和水溶液250mlを加え攪拌した後、静置し水
層と有機層を分離した。水層を廃棄し、同様の水洗操作
をさらに2回行ない、反応溶液中に残存しているトリエ
チルアミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去
した。この様に水洗した反応液を減圧下でPGMAおよ
び水を除去しエステル化ノボラック樹脂を31g得た。
実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。次い
で、実施例1(4)と同様にレジストパターンを形成し
た。ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/a
=0.99で最適露光量は100mJ/cm2であった。
樹脂20gとp−ニトロベンジル−9,10−ジエトキ
シアントラセン−2−スルホネート0.6gをPGMA
60gに溶解した後、共栄社油脂化学工業(株)製ポリ
フローNo.90の10重量%PGMA溶液を0.2g加
え攪拌した。その後孔径0.2μmのメンブランフィル
ターで濾過し組成物の溶液を調製した。
化前ベークおよびシリル化処理の温度を160℃とする
以外は同様にレジストパターンを形成した。ドライ現像
後のパターンを観察したところb/a=0.95で最適
露光量は220mJ/cm2であった。
樹脂20gと染料としてネオペンゲルプ075(バスフ
社製)0.6gをPGMA60gに溶解した。次いで1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2gを
1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、前記樹脂溶液に攪拌しながら徐々に加え均一な溶液
になるまで攪拌した。その後孔径0.2μmのメンブラ
ンフィルターで濾過しレジスト組成物の溶液を調製し
た。
パターンを形成した。ドライ現像後のパターンを観察し
たところb/a=0.99で最適露光量は140mJ/
cm2であった。
ル303g、p−クレゾール130g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を100℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後油浴温度を180℃まで上げ、同時にフ
ラスコ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルム
アルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融した
ノボラック樹脂を室温に戻して回収した。得られたノボ
ラック樹脂のMwは5600であり、低分子量成分は2
0重量%であった。
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド25.3gおよび水15gを2200gのP
GMAに溶解した後、8重量%のトリエチルアミンのP
GMA溶液131gを加え攪拌して90分間反応させ
た。その後、1規定塩酸を10.4ml加え20分間攪
拌し次いで水1lを加え攪拌した後静置し水層と有機層
を分離した。水層を廃棄し、同様の水洗操作をさらに2
回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチルアミン
塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去した。その
後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除去しエス
テル化ノボラック樹脂を118g得た。
ック樹脂20gをPGMA55gに溶解した。次いで、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過
し、組成物の溶液を調製した。
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.92で最適露光量は450mJ/cm2であっ
た。
ル303g、p−クレゾール130g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながらフラスコを油浴
に浸し内温を110℃に保持しながら3時間反応させ
た。その後、油浴温度を180℃まで上げるとともにフ
ラスコ内を10mmHgに減圧して、水、未反応クレゾ
ール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次い
で溶融したノボラック樹脂を室温に戻して回収した。得
られたノボラック樹脂のMwは15,300であり、低
分子量成分は11重量%であった。
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド20.3gおよび水112gを2140gの
PGMAに溶解した後、8重量%のトリエチルアミンの
PGMA溶液105gを加え攪拌して90分間反応させ
た。次いで、1規定塩酸を8.3ml加え20分間攪拌
し、次いで水1lを加え攪拌した後、静置し水層と有機
層に分離した。水層を廃棄した後、同様の水洗操作をさ
らに2回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチル
アミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去し
た。その後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除
去しエステル化ノボラック樹脂を115g得た。
ック樹脂20gをPGMA60gに溶解した。次いで、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過
し、組成物の溶液を調製した。
例1(4)と同様の方法でシリコンウェーハ上にレジス
トパターンを得ようと試みたが、露光部、未露光部とも
レジスト膜が全てエッチングされてしまいパターンは得
られなかった。
果を使用したノボラック樹脂の1,2−キノンジアジド
スルホン酸エステル等と併せて表1にまとめた。
ットが生じないパターン形状およびスループットに優れ
たレジストパターン形成方法を提供することができる。
を示す。
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 (1). m−クレゾールとp−クレゾー
ルとを含有する混合クレゾールとホルムアルデヒドとを
重縮合して得られ、ポリスチレン換算重量平均分子量が
1,000〜10,000でありそしてポリスチレン換算
分子量が600未満の低分子量成分を13重量%以上含
有するノボラック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホ
ン酸エステルを含有する感放射線性樹脂組成物を層状に
塗布し、(2). 選ばれた部分のみに放射線を照射し、
(3). シリル化剤蒸気で処理してシリル化剤を選択的
に放射線照射部に吸収させて反応させ、そして(4).
該層を異方性酸素プラズマエッチングによりドライ現像
して該層の放射線非照射部分を選択的に除去する、こと
を特徴とするレジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193557A JP2943138B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193557A JP2943138B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519465A true JPH0519465A (ja) | 1993-01-29 |
| JP2943138B2 JP2943138B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=16310028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3193557A Expired - Lifetime JP2943138B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943138B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0862860A (ja) * | 1994-08-16 | 1996-03-08 | Nec Corp | レジストパターンの形成方法 |
| JP2009016653A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Tokyo Electron Ltd | 基板の処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| CN111538211A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-14 | 苏州理硕科技有限公司 | 一种酚醛树脂光刻胶组合物及其制备方法 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3193557A patent/JP2943138B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0862860A (ja) * | 1994-08-16 | 1996-03-08 | Nec Corp | レジストパターンの形成方法 |
| JP2009016653A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Tokyo Electron Ltd | 基板の処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| CN111538211A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-14 | 苏州理硕科技有限公司 | 一种酚醛树脂光刻胶组合物及其制备方法 |
| CN111538211B (zh) * | 2020-05-25 | 2023-04-21 | 苏州理硕科技有限公司 | 一种酚醛树脂光刻胶组合物及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943138B2 (ja) | 1999-08-30 |
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