JPH05265224A - 三層レジスト法によるパターン形成方法 - Google Patents
三層レジスト法によるパターン形成方法Info
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- JPH05265224A JPH05265224A JP4062649A JP6264992A JPH05265224A JP H05265224 A JPH05265224 A JP H05265224A JP 4062649 A JP4062649 A JP 4062649A JP 6264992 A JP6264992 A JP 6264992A JP H05265224 A JPH05265224 A JP H05265224A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡便な三層レジスト法によるパターン形成方
法を提供する。 【構成】 シリコン基板１１上に、下層レジスト層１３
を形成する。この下層１３上に、アルコキシ基を有する
ポリ（シロキサン）誘導体、例えばポリ（ジ−ｔ−ブト
キシシロキサン）をスピンコートしてから、１０容量％
の酢酸水溶液により酸処理を施し、更に加熱処理して、
中間層としてのＳｉＯ2 膜１５を形成する。この中間層
１５上に、上層レジスト層１７を形成する。この層１７
に、電子線による露光、さらに現像を行なってパターニ
ングをし、次に、中間層に対してＣＨＦ3 −ＲＩＥを行
なった後、下層に対してＯ2 −ＲＩＥを行なう。
法を提供する。 【構成】 シリコン基板１１上に、下層レジスト層１３
を形成する。この下層１３上に、アルコキシ基を有する
ポリ（シロキサン）誘導体、例えばポリ（ジ−ｔ−ブト
キシシロキサン）をスピンコートしてから、１０容量％
の酢酸水溶液により酸処理を施し、更に加熱処理して、
中間層としてのＳｉＯ2 膜１５を形成する。この中間層
１５上に、上層レジスト層１７を形成する。この層１７
に、電子線による露光、さらに現像を行なってパターニ
ングをし、次に、中間層に対してＣＨＦ3 −ＲＩＥを行
なった後、下層に対してＯ2 −ＲＩＥを行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置などの製
造、特に能動素子、配線パターンの形成に用いられる三
層レジスト法によるパターン形成方法に関するものであ
る。
造、特に能動素子、配線パターンの形成に用いられる三
層レジスト法によるパターン形成方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路（ＩＣ）の高集積化と高
速化を図るため、ＩＣの製造に当たっては、配線の微細
化並びに多層化が進められている。しかし、微細化によ
る配線抵抗の増加を防止するため、配線のアスペクト比
は高くされる傾向にあり、そして、このような配線が多
層化されることにより、被加工基板上の段差はますます
大きくなる。したがって、このような段差を有する被加
工基板上に、例えば縮小投影露光装置を用いてレジスト
パターンを形成する場合、上記段差が露光装置の焦点深
度の範囲を超えるようになるので、従来のような一層の
レジストを用いたパターニング方法では、所望のパター
ンを形成できなくなる恐れがある。特に、サブミクロン
の領域においては、開口数の大きいレンズを装備した縮
小投影露光装置が用いられる傾向があり焦点深度がます
ます浅くなるため、この問題はさらに顕著になる。
速化を図るため、ＩＣの製造に当たっては、配線の微細
化並びに多層化が進められている。しかし、微細化によ
る配線抵抗の増加を防止するため、配線のアスペクト比
は高くされる傾向にあり、そして、このような配線が多
層化されることにより、被加工基板上の段差はますます
大きくなる。したがって、このような段差を有する被加
工基板上に、例えば縮小投影露光装置を用いてレジスト
パターンを形成する場合、上記段差が露光装置の焦点深
度の範囲を超えるようになるので、従来のような一層の
レジストを用いたパターニング方法では、所望のパター
ンを形成できなくなる恐れがある。特に、サブミクロン
の領域においては、開口数の大きいレンズを装備した縮
小投影露光装置が用いられる傾向があり焦点深度がます
ます浅くなるため、この問題はさらに顕著になる。
【０００３】そこで、これを解決する技術として、例え
ば文献ａ「ジャーナル オブ バキューム サイエンス
テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第１６
巻、第６号、１６２０〜１６２４頁、１９７９年１１月
／１２月」に開示の三層レジスト法と称される技術があ
った。
ば文献ａ「ジャーナル オブ バキューム サイエンス
テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第１６
巻、第６号、１６２０〜１６２４頁、１９７９年１１月
／１２月」に開示の三層レジスト法と称される技術があ
った。
【０００４】この三層レジスト法では、例えば、段差を
有する被加工基板上に形成された金属層から配線パター
ンを形成する場合、次のような手順がとられる。
有する被加工基板上に形成された金属層から配線パター
ンを形成する場合、次のような手順がとられる。
【０００５】まず、被加工基板上の金属層上に熱硬化性
樹脂が厚く（１．５〜３μｍ厚）塗布される。次に、こ
れが熱硬化されて下層とされる。この下層により、被加
工基板の段差が平坦化される。次に、この下層上に、中
間層として、酸素プラズマによるエッチングに対し高い
耐性を有するＳｉＯ2 の薄層（０．１μｍ厚）が、２０
０℃の加熱によりスパッタ法により形成される。次にこ
の中間層上に、上層としての感光性樹脂層が形成され、
これが露光及び現像されて、感光性樹脂層のパターンが
得られる。次に、このパターンをマスクとして、ＣＨＦ
3 ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、中間層
がパターニングされる。その後、この中間層のパターン
をマスクとして、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング（Ｏ2 −ＲＩＥ）により下層のエッチングが行なわ
れる。これにより高アスペクト比の三層レジストパター
ンが得られる。そして、これをマスクとして被加工基板
上の下地金属層がエッチングされて所望の配線パターン
が形成される。
樹脂が厚く（１．５〜３μｍ厚）塗布される。次に、こ
れが熱硬化されて下層とされる。この下層により、被加
工基板の段差が平坦化される。次に、この下層上に、中
間層として、酸素プラズマによるエッチングに対し高い
耐性を有するＳｉＯ2 の薄層（０．１μｍ厚）が、２０
０℃の加熱によりスパッタ法により形成される。次にこ
の中間層上に、上層としての感光性樹脂層が形成され、
これが露光及び現像されて、感光性樹脂層のパターンが
得られる。次に、このパターンをマスクとして、ＣＨＦ
3 ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、中間層
がパターニングされる。その後、この中間層のパターン
をマスクとして、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング（Ｏ2 −ＲＩＥ）により下層のエッチングが行なわ
れる。これにより高アスペクト比の三層レジストパター
ンが得られる。そして、これをマスクとして被加工基板
上の下地金属層がエッチングされて所望の配線パターン
が形成される。
【０００６】三層レジスト法の利点は、厚い平坦化層
（下層）の上に感光性樹脂層のパターンを形成するた
め、感光性樹脂層のパターニングの際に基板上の段差の
影響を受けることがなく、従って、寸法変動なしに高ア
スペクト比の微細パターンを形成できることである。
（下層）の上に感光性樹脂層のパターンを形成するた
め、感光性樹脂層のパターニングの際に基板上の段差の
影響を受けることがなく、従って、寸法変動なしに高ア
スペクト比の微細パターンを形成できることである。
【０００７】なお、中間層としては、例えばＯＣＤ（東
京応化工業（株）製）なる名称で市販されているＳｉＯ
2 系被膜形成用塗布液を用いることもできる。文献ａに
記載の方法では中間層を形成するためスパッタ装置が必
要であり、またそのために工程が複雑であったが、ＯＣ
Ｄを用いる場合は、スピンコートによって膜の形成がで
きるため、極めて簡便である。
京応化工業（株）製）なる名称で市販されているＳｉＯ
2 系被膜形成用塗布液を用いることもできる。文献ａに
記載の方法では中間層を形成するためスパッタ装置が必
要であり、またそのために工程が複雑であったが、ＯＣ
Ｄを用いる場合は、スピンコートによって膜の形成がで
きるため、極めて簡便である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ＯＣＤを用いて膜形成を行なう場合、４５０℃という高
温（カタログ記載の推奨温度）が必要なため、下地への
影響がある。また、成膜時に当該膜にクラックが生じ易
いという問題点があった。
ＯＣＤを用いて膜形成を行なう場合、４５０℃という高
温（カタログ記載の推奨温度）が必要なため、下地への
影響がある。また、成膜時に当該膜にクラックが生じ易
いという問題点があった。
【０００９】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従って、この発明の目的は、中間層の形成を
スピンコート法により行なえ、然も下地への熱による影
響を従来より低減できる三層レジスト法によるパターン
形成方法を提供することにある。
のであり、従って、この発明の目的は、中間層の形成を
スピンコート法により行なえ、然も下地への熱による影
響を従来より低減できる三層レジスト法によるパターン
形成方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明の三層レジスト法によるパターン形成方法
によれば、中間層形成材料として、アルコキシ基を有す
るポリ（シロキサン）誘導体を用いる。更に、下層上
に、前述の中間層形成材料の層を形成する工程と、前述
の層に対して酸処理を施す工程と、該酸処理済みの層に
対して熱処理をする工程と、該熱処理済みの層上に、上
層を形成する工程とを含むことを特徴とする。下層およ
び上層それぞれの構成材料は、特に限定されない。
め、この発明の三層レジスト法によるパターン形成方法
によれば、中間層形成材料として、アルコキシ基を有す
るポリ（シロキサン）誘導体を用いる。更に、下層上
に、前述の中間層形成材料の層を形成する工程と、前述
の層に対して酸処理を施す工程と、該酸処理済みの層に
対して熱処理をする工程と、該熱処理済みの層上に、上
層を形成する工程とを含むことを特徴とする。下層およ
び上層それぞれの構成材料は、特に限定されない。
【００１１】この発明の実施に当たり、前述のポリ（シ
ロキサン）誘導体を、式（１）で示される重合体、式
（２）で示される重合体、および式（１）で示される重
合体と式（２）で示される重合体との共重合体よりなる
群から選択される一つまたは複数のものとするのがよい
（ただし、式（３）中および式（４）中、Ｒ1 、Ｒ2 、
Ｒ3 およびＲ4 は、アルキル基を表わし、これらは同一
でも異なっていてもよい。また、Ｒ5 は、主に溶剤中で
の当該ポリ（シロキサン）誘導体の保存安定性を確保で
きるあらゆる基を表わし、例えばトリメチルシリル（Ｔ
ＭＳ）基などであり、また、ｍおよびｎは正の整数を表
わす。）。
ロキサン）誘導体を、式（１）で示される重合体、式
（２）で示される重合体、および式（１）で示される重
合体と式（２）で示される重合体との共重合体よりなる
群から選択される一つまたは複数のものとするのがよい
（ただし、式（３）中および式（４）中、Ｒ1 、Ｒ2 、
Ｒ3 およびＲ4 は、アルキル基を表わし、これらは同一
でも異なっていてもよい。また、Ｒ5 は、主に溶剤中で
の当該ポリ（シロキサン）誘導体の保存安定性を確保で
きるあらゆる基を表わし、例えばトリメチルシリル（Ｔ
ＭＳ）基などであり、また、ｍおよびｎは正の整数を表
わす。）。
【００１２】
【化２】
【００１３】また、この発明の実施に当たり、ポリシロ
キサン誘導体を、重量平均分子量が５００〜１００００
０の範囲のものとするのが好ましい。重量平均分子量が
５００より小さいと、皮膜（ＳｉＯ2 ）の形成時間が長
く必要であり実用的でなく、重量平均分子量が１０００
００より大きいものは、その合成を分子量の制御性よく
行なうことが難しいからである。
キサン誘導体を、重量平均分子量が５００〜１００００
０の範囲のものとするのが好ましい。重量平均分子量が
５００より小さいと、皮膜（ＳｉＯ2 ）の形成時間が長
く必要であり実用的でなく、重量平均分子量が１０００
００より大きいものは、その合成を分子量の制御性よく
行なうことが難しいからである。
【００１４】このようなポリ（シロキサン）誘導体の一
部は、この出願に係る出願人による特願平４−１７５８
８号公報に記載の化合物である。また、このようなポリ
（シロキサン誘導体）の一部のものの合成方法について
もこの出願に係る出願人による特願平４−０２０８８９
号公報に記載されている。
部は、この出願に係る出願人による特願平４−１７５８
８号公報に記載の化合物である。また、このようなポリ
（シロキサン誘導体）の一部のものの合成方法について
もこの出願に係る出願人による特願平４−０２０８８９
号公報に記載されている。
【００１５】更に、この発明の実施に当たり、中間層形
成過程における加熱温度を、４０〜４００℃の範囲、好
ましくは６０〜２５０℃の範囲とする。４０℃以下で
は、シラノールの縮合反応が実用的時間で進まない。一
方、４００℃以上の高い温度では、下地基板に対して影
響がでる可能性がある。
成過程における加熱温度を、４０〜４００℃の範囲、好
ましくは６０〜２５０℃の範囲とする。４０℃以下で
は、シラノールの縮合反応が実用的時間で進まない。一
方、４００℃以上の高い温度では、下地基板に対して影
響がでる可能性がある。
【００１６】酸処理に用いる酸の種類、その濃度は、主
に下地に対する影響やスループットを考慮して決定す
る。これに限られないが、例えば塩酸、酢酸、しゅう酸
或いはその希釈液は、好ましい酸と考えられる。下地に
対する影響が比較的少ないからである。その水溶液濃度
は、５〜３０容量％とするのが望ましい。また酸処理
は、例えば中間層形成材料を形成した被加工基板を前述
の酸溶液の中に浸漬するか、あるいは、酸溶液をスプレ
ーにて中間層形成材料の層に接触させるようにして行う
ことができる。浸漬による酸処理を行う場合、酸溶液の
温度および浸漬時間は、特定されず、任意好適な条件と
することができる。
に下地に対する影響やスループットを考慮して決定す
る。これに限られないが、例えば塩酸、酢酸、しゅう酸
或いはその希釈液は、好ましい酸と考えられる。下地に
対する影響が比較的少ないからである。その水溶液濃度
は、５〜３０容量％とするのが望ましい。また酸処理
は、例えば中間層形成材料を形成した被加工基板を前述
の酸溶液の中に浸漬するか、あるいは、酸溶液をスプレ
ーにて中間層形成材料の層に接触させるようにして行う
ことができる。浸漬による酸処理を行う場合、酸溶液の
温度および浸漬時間は、特定されず、任意好適な条件と
することができる。
【００１７】酸処理後の熱処理に際し、その加熱雰囲気
については特に限定せず、大気中で行うことができる。
また加熱手段も特に限定されない。加熱手段としては、
例えばオーブンやホットプレートなどを挙げることがで
きる。場合により、酸処理の後、好適なときに洗浄工程
を設けてもよい。
については特に限定せず、大気中で行うことができる。
また加熱手段も特に限定されない。加熱手段としては、
例えばオーブンやホットプレートなどを挙げることがで
きる。場合により、酸処理の後、好適なときに洗浄工程
を設けてもよい。
【００１８】
【作用】この発明の構成によれば、アルコキシ基を有す
るポリ（シロキサン）誘導体を溶剤に溶かすことによ
り、中間層形成材料の塗布液を調製できる。用い得る溶
剤としては、例えば、モノクロロベンゼン、２−メトキ
シ酢酸エチル、キシレン、ジオキサン、メチルイソブチ
ルケトン、酢酸イソアミルなど、種々のものを挙げるこ
とができる。この塗布液は、下層上に、例えば回転塗布
法により塗布でき、これにより、下層上に、アルコキシ
基を有するポリ（シロキサン）誘導体の層が形成でき
る。
るポリ（シロキサン）誘導体を溶剤に溶かすことによ
り、中間層形成材料の塗布液を調製できる。用い得る溶
剤としては、例えば、モノクロロベンゼン、２−メトキ
シ酢酸エチル、キシレン、ジオキサン、メチルイソブチ
ルケトン、酢酸イソアミルなど、種々のものを挙げるこ
とができる。この塗布液は、下層上に、例えば回転塗布
法により塗布でき、これにより、下層上に、アルコキシ
基を有するポリ（シロキサン）誘導体の層が形成でき
る。
【００１９】次に、この層が酸処理される。この酸の作
用で、ポリ（シロキサン）誘導体のアルコキシ基が脱離
されるので、ポリ（シロキサン）誘導体ではシラノール
が生成される。さらに酸処理後の層は加熱処理される。
それにより、前記シラノールの縮合が容易に起こるた
め、中間層形成材料の層は、ＳｉＯ2 となりかつＯ2 −
ＲＩＥ耐性に優れる中間層が得られる。
用で、ポリ（シロキサン）誘導体のアルコキシ基が脱離
されるので、ポリ（シロキサン）誘導体ではシラノール
が生成される。さらに酸処理後の層は加熱処理される。
それにより、前記シラノールの縮合が容易に起こるた
め、中間層形成材料の層は、ＳｉＯ2 となりかつＯ2 −
ＲＩＥ耐性に優れる中間層が得られる。
【００２０】次に、この中間層の上に適当なレジストを
回転塗布し、かつ、このレジストを適当な放射線源によ
り露光を行なった後さらに現像を行ない、上層のパター
ンを得る。この上層のパターンを用いて、例えばＣＨＦ
3 −ＲＩＥにより中間層のエッチングを行ない、中間層
のパターンを形成する。その後、この中間層のパターン
をマスクとして、例えばＯ2 −ＲＩＥにより下層のエッ
チングを行ない、高アスペクト比の三層レジストパター
ンが得られる。
回転塗布し、かつ、このレジストを適当な放射線源によ
り露光を行なった後さらに現像を行ない、上層のパター
ンを得る。この上層のパターンを用いて、例えばＣＨＦ
3 −ＲＩＥにより中間層のエッチングを行ない、中間層
のパターンを形成する。その後、この中間層のパターン
をマスクとして、例えばＯ2 −ＲＩＥにより下層のエッ
チングを行ない、高アスペクト比の三層レジストパター
ンが得られる。
【００２１】また、中間層形成材料の層に対する酸処理
温度は、シラノールの縮合が起こる温度でよいので、中
間層形成材料をＳｉＯ2 化するための温度を、下地に影
響のない温度（例えば、４０〜４００℃の範囲、好まし
くは６０〜２５０℃）にできる。
温度は、シラノールの縮合が起こる温度でよいので、中
間層形成材料をＳｉＯ2 化するための温度を、下地に影
響のない温度（例えば、４０〜４００℃の範囲、好まし
くは６０〜２５０℃）にできる。
【００２２】
【実施例】以下、この発明の、三層レジスト法によるパ
ターン形成方法の実施例について説明する。なお、以下
の説明中で述べる、使用材料及びその量、処理時間、温
度、その他の数値的条件は、この発明の範囲内の好適例
にすぎない。従って、この発明は、これら条件にのみ限
定されるものでない。
ターン形成方法の実施例について説明する。なお、以下
の説明中で述べる、使用材料及びその量、処理時間、温
度、その他の数値的条件は、この発明の範囲内の好適例
にすぎない。従って、この発明は、これら条件にのみ限
定されるものでない。
【００２３】１．中間層形成材料のＯ2 −ＲＩＥ耐性テ
スト １−１．ポリ（ジ−ｔ−ブトキシシロキサン）の場合：
重量平均分子量が２００００のポリ（ジ−ｔ−ブトキシ
シロキサン）（式（３）中、Ｒ1 およびＲ2 がｔ−ブチ
ル（Ｂｕ）基であり、かつ、Ｒ5 がトリメチルシリル
（ＴＭＳ）基であるもの。）１９０ｇ（１ｍｏｌ）を、
モノクロロベンゼン１７８０ｇ中に溶解し、それを０．
２μｍ孔メンブレンフィルターで濾過して、中間層形成
材料の塗布液を調製する。
スト １−１．ポリ（ジ−ｔ−ブトキシシロキサン）の場合：
重量平均分子量が２００００のポリ（ジ−ｔ−ブトキシ
シロキサン）（式（３）中、Ｒ1 およびＲ2 がｔ−ブチ
ル（Ｂｕ）基であり、かつ、Ｒ5 がトリメチルシリル
（ＴＭＳ）基であるもの。）１９０ｇ（１ｍｏｌ）を、
モノクロロベンゼン１７８０ｇ中に溶解し、それを０．
２μｍ孔メンブレンフィルターで濾過して、中間層形成
材料の塗布液を調製する。
【００２４】このようにして調製した塗布液を、シリコ
ン基板に対し回転塗布してから、ホットプレート上で約
８０℃にて、約１分間加熱乾燥させ、膜厚０．２μｍの
中間層形成材料の層を形成する。次に、これを１０容量
％の酢酸水溶液中に、室温で約数分間浸漬する。それを
取り出してから、必要に応じ洗浄を行った後、ホットプ
レート上で約１８０℃にて、約２分間加熱処理すること
によりＳｉＯ2 膜を得る。なお、中間層形成材料の層が
ＳｉＯ2 膜になったか否かの確認は、中間層形成材料の
層の加熱処理前後のＩＲスペクトルによる分析により行
なった。
ン基板に対し回転塗布してから、ホットプレート上で約
８０℃にて、約１分間加熱乾燥させ、膜厚０．２μｍの
中間層形成材料の層を形成する。次に、これを１０容量
％の酢酸水溶液中に、室温で約数分間浸漬する。それを
取り出してから、必要に応じ洗浄を行った後、ホットプ
レート上で約１８０℃にて、約２分間加熱処理すること
によりＳｉＯ2 膜を得る。なお、中間層形成材料の層が
ＳｉＯ2 膜になったか否かの確認は、中間層形成材料の
層の加熱処理前後のＩＲスペクトルによる分析により行
なった。
【００２５】次に、この処理済みの基板に対し、ＤＥＭ
４５１平行平板型ドライエッチャー（日電アネルバ社
製）を用いて、Ｏ2 −ＲＩＥを約２０分間行なう。エッ
チング条件は、酸素（Ｏ2 ）ガス圧を１．０Ｐａ、Ｏ2
ガス流量を２０ＳＣＣＭ、ＲＦパワー密度を０．１２Ｗ
／ｃｍ2 とした。
４５１平行平板型ドライエッチャー（日電アネルバ社
製）を用いて、Ｏ2 −ＲＩＥを約２０分間行なう。エッ
チング条件は、酸素（Ｏ2 ）ガス圧を１．０Ｐａ、Ｏ2
ガス流量を２０ＳＣＣＭ、ＲＦパワー密度を０．１２Ｗ
／ｃｍ2 とした。
【００２６】エッチング後のＳｉＯ2 膜（中間層形成材
料の層から得たもの）の膜減り量を、膜厚計（タリステ
ップ、テーラーホブソン社製）を用いて測定したとこ
ろ、膜減りは観察されなかった。また、クラックも生じ
ていなかった。
料の層から得たもの）の膜減り量を、膜厚計（タリステ
ップ、テーラーホブソン社製）を用いて測定したとこ
ろ、膜減りは観察されなかった。また、クラックも生じ
ていなかった。
【００２７】１−２．ポリ（ジメトキシシロキサン）の
場合：１−１項の構成において、ポリ（シロキサン）誘
導体としてポリ（ジメトキシシロキサン）（式（３）
中、Ｒ1 およびＲ2 がメチル基であり、かつ、Ｒ5 がＴ
ＭＳ基であるもの。）を用い、中間層形成材料の層の加
熱温度を２５０℃とした以外は、１−１項に記載の条件
と同じ条件で実験を行なう。
場合：１−１項の構成において、ポリ（シロキサン）誘
導体としてポリ（ジメトキシシロキサン）（式（３）
中、Ｒ1 およびＲ2 がメチル基であり、かつ、Ｒ5 がＴ
ＭＳ基であるもの。）を用い、中間層形成材料の層の加
熱温度を２５０℃とした以外は、１−１項に記載の条件
と同じ条件で実験を行なう。
【００２８】この実施例において、Ｏ2 −ＲＩＥによる
膜減り及びクラックは、観察されなかった。
膜減り及びクラックは、観察されなかった。
【００２９】１−３．ポリ（ｔ−ブトキシシルセスキオ
キサン）の場合：１−１項の構成において、ポリ（シロ
キサン）誘導体としてポリ（ｔ−ブトキシシルセスキオ
キサン）（式（４）中、Ｒ3 およびＲ4 がｔ−Ｂｕ基で
あり、かつ、Ｒ5 がＴＭＳ基であるもの。）を用いた以
外は、１−１項に記載の条件と同じ条件で実験を行な
う。
キサン）の場合：１−１項の構成において、ポリ（シロ
キサン）誘導体としてポリ（ｔ−ブトキシシルセスキオ
キサン）（式（４）中、Ｒ3 およびＲ4 がｔ−Ｂｕ基で
あり、かつ、Ｒ5 がＴＭＳ基であるもの。）を用いた以
外は、１−１項に記載の条件と同じ条件で実験を行な
う。
【００３０】この実施例において、Ｏ2 −ＲＩＥによる
膜減り及びクラックは、観察されなかった。
膜減り及びクラックは、観察されなかった。
【００３１】２．三層レジスト法によるパターン作成 図１の（Ａ）〜（Ｃ）、および図２の（Ａ）〜（Ｃ）
は、それぞれ、この発明の三層レジストパターン形成方
法の実施例の説明に供する工程図で、各図は、要部断面
図で示してある。なお、説明に用いる各図は、この発明
が理解できる程度に、各構成成分の大きさ、形状及び配
置関係を概略的に示してあるにすぎない。
は、それぞれ、この発明の三層レジストパターン形成方
法の実施例の説明に供する工程図で、各図は、要部断面
図で示してある。なお、説明に用いる各図は、この発明
が理解できる程度に、各構成成分の大きさ、形状及び配
置関係を概略的に示してあるにすぎない。
【００３２】図１の（Ａ）に示すように、シリコン（Ｓ
ｉ）基板１１上に、この場合、フォトレジスト、ＭＰ２
４００（シプレー社製、商品名）を回転塗布し、その
後、この試料をオーブン中で約２００℃にて、約１時間
加熱して硬化させ、膜厚２．０μｍの下層レジスト層１
３を形成する。
ｉ）基板１１上に、この場合、フォトレジスト、ＭＰ２
４００（シプレー社製、商品名）を回転塗布し、その
後、この試料をオーブン中で約２００℃にて、約１時間
加熱して硬化させ、膜厚２．０μｍの下層レジスト層１
３を形成する。
【００３３】次に、図１の（Ｂ）に示すように、この下
層レジスト層１３上に、実施例１−１の項において調製
した塗布液を、膜厚が０．２μｍとなるように回転塗布
した後、この試料を、１０容量％の酢酸水溶液中に室温
にて約数分間浸漬する。この試料を酸溶液から取り出し
て、次に、それをホットプレート上で約１８０℃にて、
約２分間加熱することにより、ＳｉＯ2 膜（中間層）１
５を形成する。
層レジスト層１３上に、実施例１−１の項において調製
した塗布液を、膜厚が０．２μｍとなるように回転塗布
した後、この試料を、１０容量％の酢酸水溶液中に室温
にて約数分間浸漬する。この試料を酸溶液から取り出し
て、次に、それをホットプレート上で約１８０℃にて、
約２分間加熱することにより、ＳｉＯ2 膜（中間層）１
５を形成する。
【００３４】次に、図１の（Ｃ）に示すように、この中
間層１５の上に、この場合ＳＡＬ６０１−ＥＲ７（シプ
レー社製、商品名）による上層レジスト層１７を、膜厚
が０．４μｍとなるように形成する。
間層１５の上に、この場合ＳＡＬ６０１−ＥＲ７（シプ
レー社製、商品名）による上層レジスト層１７を、膜厚
が０．４μｍとなるように形成する。
【００３５】次に、この上層レジスト層１７を電子線に
より選択的に露光する。その際の露光量を、３μＣ／ｃ
ｍ2 とする。この電子線露光を行なったものに、約１１
５℃の温度にて、約１分間、ポストエクスポージャーベ
ークを行なう。その後、これを、０．２７ＴＭＡＨ（テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド）溶液中に約５分
間浸漬し、更に水の中に約５分間浸漬してから、ホット
プレート上で約６０℃にて、約１分間のベークを行なっ
て上層パターン１７ａを得た（図２（Ａ））。
より選択的に露光する。その際の露光量を、３μＣ／ｃ
ｍ2 とする。この電子線露光を行なったものに、約１１
５℃の温度にて、約１分間、ポストエクスポージャーベ
ークを行なう。その後、これを、０．２７ＴＭＡＨ（テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド）溶液中に約５分
間浸漬し、更に水の中に約５分間浸漬してから、ホット
プレート上で約６０℃にて、約１分間のベークを行なっ
て上層パターン１７ａを得た（図２（Ａ））。
【００３６】その後、この上層パターン１７ａをマスク
とし、ドライエッチャーＤＥＭ４５１（日電アネルバ社
製）を用い、中間層１５に対してＣＨＦ3 −ＲＩＥを行
なう。これにより、中間層パターン１５ａが形成される
（図２の（Ｂ））。エッチング条件は、ＣＨＦ3 ガス圧
を１０Ｐａ、ＣＨＦ3 ガス流量を５０ＳＣＣＭ、ＣＦ4
ガス流量を５０ＳＣＣＭ、ＲＦパワー密度を１００Ｗ／
ｃｍ2 とし、エッチングを約５分間行なう。これに引き
続き、下層１３に対してＯ2 −ＲＩＥを約３５分間行な
う。それにより、下層パターン１３ａが形成される（図
２の（Ｃ））。エッチング条件は、Ｏ2 ガス圧を１．０
Ｐａ、Ｏ2 ガス流量を２０ＳＣＣＭ、ＲＦパワー密度を
０．１２Ｗ／ｃｍ2 とした。
とし、ドライエッチャーＤＥＭ４５１（日電アネルバ社
製）を用い、中間層１５に対してＣＨＦ3 −ＲＩＥを行
なう。これにより、中間層パターン１５ａが形成される
（図２の（Ｂ））。エッチング条件は、ＣＨＦ3 ガス圧
を１０Ｐａ、ＣＨＦ3 ガス流量を５０ＳＣＣＭ、ＣＦ4
ガス流量を５０ＳＣＣＭ、ＲＦパワー密度を１００Ｗ／
ｃｍ2 とし、エッチングを約５分間行なう。これに引き
続き、下層１３に対してＯ2 −ＲＩＥを約３５分間行な
う。それにより、下層パターン１３ａが形成される（図
２の（Ｃ））。エッチング条件は、Ｏ2 ガス圧を１．０
Ｐａ、Ｏ2 ガス流量を２０ＳＣＣＭ、ＲＦパワー密度を
０．１２Ｗ／ｃｍ2 とした。
【００３７】このようにして得られたレジストパターン
（１３ａ，１５ａ，１７ａの積層体部分（図２の
（Ｃ））の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察した結果、０．５μｍのラインアンドスペースパタ
ーン（Ｌ／Ｓ）がアスペクト比４で、かつ、矩形の形状
に形成されていることが分かった。
（１３ａ，１５ａ，１７ａの積層体部分（図２の
（Ｃ））の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察した結果、０．５μｍのラインアンドスペースパタ
ーン（Ｌ／Ｓ）がアスペクト比４で、かつ、矩形の形状
に形成されていることが分かった。
【００３８】上述においては、この発明の三層レジスト
法によるパターン形成方法の実施例について説明した
が、この発明は、上述の実施例に制約されるものではな
い。
法によるパターン形成方法の実施例について説明した
が、この発明は、上述の実施例に制約されるものではな
い。
【００３９】例えば、上述の実施例では、ポリ（シロキ
サン）誘導体として、ポリ（ジ−ｔ−ブトキシシロキサ
ン）、ポリ（ジメトキシシロキサン）、およびポリ（ｔ
−ブトキシシルセスキオキサン）を用いていたが、これ
らは単なる一例にすぎない。ポリ（シロキサン）誘導体
を上記の式（１）または式（２）で示されるもの等の他
の好適なものとした場合も、実施例と同様の効果を得る
ことができる。
サン）誘導体として、ポリ（ジ−ｔ−ブトキシシロキサ
ン）、ポリ（ジメトキシシロキサン）、およびポリ（ｔ
−ブトキシシルセスキオキサン）を用いていたが、これ
らは単なる一例にすぎない。ポリ（シロキサン）誘導体
を上記の式（１）または式（２）で示されるもの等の他
の好適なものとした場合も、実施例と同様の効果を得る
ことができる。
【００４０】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の三層レジスト法によるパターン形成方法によれ
ば、アルコキシ基を有するポリ（シロキサン）誘導体を
中間層形成材料として用いているので、下層上に、この
中間層形成材料の層を回転塗布（スピンコート）法で形
成できる。さらに、この形成された層を、酸処理した
後、熱処理するので、中間層としてのＳｉＯ2 層が得ら
れる。従って、Ｏ2 −ＲＩＥ耐性が高い中間層を簡単に
形成できる。
の発明の三層レジスト法によるパターン形成方法によれ
ば、アルコキシ基を有するポリ（シロキサン）誘導体を
中間層形成材料として用いているので、下層上に、この
中間層形成材料の層を回転塗布（スピンコート）法で形
成できる。さらに、この形成された層を、酸処理した
後、熱処理するので、中間層としてのＳｉＯ2 層が得ら
れる。従って、Ｏ2 −ＲＩＥ耐性が高い中間層を簡単に
形成できる。
【００４１】また、中間層形成材料に対する熱処理温度
は、シラノールを縮合させるのに必要な程度の温度でよ
いので、上述のＯＣＤ（従来のＳｉＯ2 系被膜形成材）
の場合に比べ低くて済み（実施例の温度でいえば、２０
０℃程度低い温度で済む。）、下地への熱の影響も低減
できる。
は、シラノールを縮合させるのに必要な程度の温度でよ
いので、上述のＯＣＤ（従来のＳｉＯ2 系被膜形成材）
の場合に比べ低くて済み（実施例の温度でいえば、２０
０℃程度低い温度で済む。）、下地への熱の影響も低減
できる。
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の三層レジスト法
によるパターン形成方法の実施例の説明に供する工程図
である。
によるパターン形成方法の実施例の説明に供する工程図
である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の三層レジスト法
によるパターン形成方法の実施例の説明に供する図１に
続く工程図である。
によるパターン形成方法の実施例の説明に供する図１に
続く工程図である。
１１：Ｓｉ基板 １３：下層レジスト層 １３ａ：下層パターン １５：中間層（ＳｉＯ2 膜） １５ａ：中間層パターン １７：上層レジスト層 １７ａ：上層パターン
Claims (4)
- 【請求項１】 三層レジスト法によるパターン形成方法
であって、 中間層形成材料として、アルコキシ基を有するポリ（シ
ロキサン）誘導体を用い、及び、 下層上に、前記中間層形成材料の層を形成する工程と、 該層に対して酸処理を施す工程と、 該酸処理済みの層に対して熱処理をする工程と、 該熱処理済みの層上に、上層を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする三層レジスト法によるパターン形成方
法。 - 【請求項２】 ポリ（シロキサン）誘導体を、式（１）
で示される重合体、式（２）で示される重合体、および
式（１）で示される重合体と式（２）で示される重合体
との共重合体よりなる群から選択される一つまたは複数
のものとしたことを特徴とする請求項１記載の三層レジ
スト法によるパターン形成方法（ただし、式（１）およ
び式（２）中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 およびＲ4 は、アルキ
ル基を表わし、かつこれらは同一でも異なっていてもよ
く、また、ｍおよびｎは正の整数を表わす。）。 【化１】 - 【請求項３】 ポリシロキサン誘導体を、重量平均分子
量が５００〜１０００００の範囲のものとしたことを特
徴とする請求項１または２記載の三層レジスト法による
パターン形成方法。 - 【請求項４】 熱処理温度を、４０〜４００℃の範囲と
したことを特徴とする請求項１記載の三層レジスト法に
よるパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062649A JPH05265224A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 三層レジスト法によるパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062649A JPH05265224A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 三層レジスト法によるパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05265224A true JPH05265224A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13206391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4062649A Withdrawn JPH05265224A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 三層レジスト法によるパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05265224A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743885B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-06-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resin composition for intermediate layer of three-layer resist |
| US7060635B2 (en) | 2002-06-28 | 2006-06-13 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device and method of forming pattern |
| JP2006306631A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Central Glass Co Ltd | 機能性物品の製法及びプライマー層の再活性化方法 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4062649A patent/JPH05265224A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743885B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-06-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resin composition for intermediate layer of three-layer resist |
| US7060635B2 (en) | 2002-06-28 | 2006-06-13 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device and method of forming pattern |
| JP2006306631A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Central Glass Co Ltd | 機能性物品の製法及びプライマー層の再活性化方法 |
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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: 19990518 |