JPH0727211B2 - レジスト構造体の製造方法 - Google Patents

レジスト構造体の製造方法

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JPH0727211B2
JPH0727211B2 JP63053410A JP5341088A JPH0727211B2 JP H0727211 B2 JPH0727211 B2 JP H0727211B2 JP 63053410 A JP63053410 A JP 63053410A JP 5341088 A JP5341088 A JP 5341088A JP H0727211 B2 JPH0727211 B2 JP H0727211B2
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G03F7/0758Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ケイ素含有ポジ型レジスト及び紫外線による
光反応性成分をベースとするレジスト構造体を製造する
方法に関する。
〔従来の技術〕
所定のトポグラフィを有する基板上に高度に解像された
構造体(サブマイクロメータ範囲)をフォトリゾグラフ
ィにより製造するには、数時間前までにいわゆる三層構
造化を行わなければならなかった。しかしこの技術は極
めて不経済であり、また経費が嵩み、更にこれは、特に
中間保護層が不均一に構成されることから、良好に再生
することができない。
この間に高解像性のケイ素含有ポジ型レジストが開発さ
れた。このレジストは酸素プラズマ中での反応性イオン
エッチングに対して安定である。すなわち必要とされる
O2/RIE抵抗性(RIE=反応性イオンエッチング)を有す
る。しかし現在ではこの種のレジスト、いわゆるバイレ
ベル−レジスト(Bilevel Resist)で二層レジスト法に
よる高度に解像された構造体を製造することが可能であ
る。
シリコン含有バイレベル−レジストは例えば米国特許第
4521274号明細書から公知である。このレジストはホル
ムアルデヒドとケイ素で置換されたフェノール、例えば
トリメチルシリルフェノールとの縮合生成物、すなわち
これはケイ素含有フェノール−ノボラックである。この
レジストはフェノール、トリメチルシリルフェノール及
びホルムアルデヒドからなるターポリマーの形であって
もよい(「ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンテ
ィフィック・テクノロジー(J.Vac.Sci.Technol.)」第
B3巻、1985年、第306〜309頁参照)。
二層レジスト系、すなわち二層レジスト法用のケイ素含
有レジストは「ジャーナル・オブ・ジ・エレクトロケミ
カル・ソサイエティ(J.Electrochem.Soc.)」、第132
巻、1985年、第909〜913頁からも公知である。これは部
分的にトリメチルシリルメチル化されたレゾルシン−ホ
ルムアルデヒド樹脂、すなわちケイ素含有レゾルシン−
ノボラックである。
前記種類のケイ素含有ポジ型レジストは酸素プラズマ中
での反応性イオンエッチングに対して安定であり、また
高い解像力を有することの他に、アルカリ可溶性である
という利点を有する。このことは現像を水性−アルカリ
性で行うこと、すなわち有機の現像剤の使用を省略し得
ることから、きわめて重要である。例えば米国特許第44
81049号明細書から公知のような、ケイ素含有ポリメチ
ルメタクリレートの形のポジ型レジストもまた欧州特許
第0096596号明細書から公知の置換シリル基を有するレ
ジストもこの特性を有さない。
更に二層レジスト系に関してはシリル化ポリスチロール
をベースとするポジ型レジストが公知であり、これはア
ルキルシリルオキシ基を有している(ホイベルガー(A.
Heuberger)、ベネキング(H.Beneking)著、「マイク
ロサーキット・エンジニアリング84(Microcircuit Eng
ineering 84)」Academic Press Inc.社出版、1985年、
第471〜481頁参照)。このレジストは、酸素プラズマ中
での反応性イオンエッチングに対する抵抗性の他に、ア
ルカリ可溶性の特性も有しているが、しかしその解像能
は設定要件を満たさず、(紫外線に対する)コントラス
トは極めて僅かであり、すなわち2以下にとどまる。
しかし高エキルギーの光線に対して敏感な公知のケイ素
含有ポジ型レジストはいまだ全ての必要な特性を備えて
はいない。酸素プラズマ中での反応性イオンエッチング
に対する抵抗性、高い解像能及びアルカリ可溶性の他に
特に高い軟化温度が必要である。高い軟化温度はレジス
ト構造体の輪郭形成並びに寸法安定性にとって、すなわ
ち乾燥処理並びに酸素プラズマ中でのエッチングにおい
ても重要である。それというのもこれらの処理に際して
基板、例えばウェハは加熱されるからである。しかし公
知のレジストのように軟化温度が低い場合には、かなり
低い温度でレジストの面取りが行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は冒頭に記載した形式の方法を改良して、
レジスト構造体の輪郭維持並びに寸法安定性が保証さ
れ、またそれに使用されるレジスト材料が酸素プラズマ
中での反応性イオンエッチングに対する抵抗性、高い解
像能及びアルカリ可溶性の他に高い軟化温度を有するよ
うにすることにある。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は本発明によればレジスト材料として次の構造
〔式中m+n=1であり、nは最高0.55であり、また基
X、R1及びR2は X=H、CH3、C2H5又はハロゲン(すなわちF、Cl、Br、
I)、 R1=H、CH3、C2H5又はハロゲン、 R2=H、CH3、C2H5、C3H7又はC6H5であり、 その際基X、R1及びR2はそれぞれ同じか又は異なっていて
もよい〕 で示されるビニルフェノール−ビニルシラン−コポリマ
ーを使用することにより達成される。
式I中のm及びnはコポリマーの組成を物質量(分子
率)として表す。その際成分n、すなわちビニルシラン
基本構造の量は最高0.55である。
〔作用効果〕
本発明方法で使用されるレジスト材料は高い軟化温度を
有し、これは155℃以上である。このレジスト材料は更
にアルカリ可溶性である。すなわちこれを使用する場合
市販の水性現像液を使用することができる。更にこのレ
ジスト材料は酸素プラズマ中での高い腐食抵抗性及び高
い解像性をも有する。光反応性成分と共にこのレジスト
材料は紫外線に敏感なポジ型レジストを生ずる。その際
通常の紫外線(NUV、すなわち約330〜440nm)に対して
もまた短波のすなわち深紫外線(DUV、すなわち<300n
m)に対しても極めて良好な感度を示すことは重要であ
る。NUV(近紫外線)に対するこの高い感度は、更に既
存の露光装置を利用できることから、すなわちこの構造
体を製造するのに付加的な投資を要さないことから重要
である。更に紫外線に対するコントラストは極めて高く
約6である。これに比べて公知のシリル化フェノール−
並びにレゾルシン−ノボラックは単に約3のコントラス
トを有するにすぎない。
既に記載した特性の他に本発明方法で使用されるレジス
ト材料は再生可能の製造及び貯蔵安定性の利点を有す
る。更にこの材料が緊密な分子量配分を有することも有
意義であり、そのMw/Mm値は1.2である。その他本発明方
法でレジスト材料として使用されるビニルフェノール−
ビニルシラン−コポリマーは約500〜50000の分子量を有
し、有利には分子量は約1000〜5000の範囲内である。
本発明によるこのレジスト材料はバイレベル−RIE法で
使用されるばかりでなく、むしろ単層としても使用可能
である。その際この材料のケイ素量は比較的広い範囲で
任意に変えることができる。バイレベル−レジストとし
て使用する場合、ビニルフェノールとビニルシランの両
方のコポリマー基本成分のモル比は85:15及び45:55の間
である。すなわちレジスト材料はビニルシラン成分を最
低15モル%、また最高55モル%有する。すなわちケイ素
含有量が少ない場合、O2/RIE抵抗が少な過ぎ、含有量が
多い場合はもはや水性−アルカリ性で現像することは不
可能である。有利にはビニルシラン成分の量は約30〜50
モル%の間である(バイレベル−レジストとしてコポリ
マーを使用した場合)。
本発明方法の場合レジスト材料としてビニルフェノール
及びビニルトリメチルシランからなるコポリマーを使用
するのが有利である。このレジスト材料に光反応性成
分、有利にはナフトキノンジアジドのようなキノンジア
ジド、すなわちキノイド構造のジアゾカルボニル化合物
を添加する。
キノンジアジドとしては特に、次の化合物 と芳香族又は脂肪族のHアシド化合物、例えばアルコー
ル、フェノール及びアミンとの反応生成物が挙げられ
る。特に適する光反応性成分は2,3,4−トリヒドロキシ
ベンゾフェノン及びビスフェノールAのような多価フェ
ノールを有するナフトキノンジアジドの4並びに5−ス
ルホン酸エステルである。
本発明方法においてレジスト材料として使用されるコポ
リマーの製造は、相当するフェノールエーテルから行わ
れる(一般式I中のOHの代わりのOR*)。このフェノー
ルエーテルを適当なルイス酸で分解する。フェノールエ
ーテルコポリマーのエーテル分解並びに製造については
本件出願人に係る同日出願の特許願の明細書「アルケニ
ルフェノール−及びアルケニルフェノールエーテル−コ
ポリマー」に記載されている。
〔実施例〕
本発明を実施例に基づき更に詳述する。
例1 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン1モルと6−ジ
アゾ−5−オキソ−5,6−ジヒドロ−ナフタリンスルホ
ニルクロリド3モルとから製造したエステル(米国特許
第3148983号明細書参照)1重量部、P−ビニルフェノ
ール60モル%とビニルトリメチルシラン40モル%とから
なるコポリマー(分子量約2500)3重量部及びシクロヘ
キサノン16重量部を混合することによってフォトレジス
ト溶液を製造した。完成溶液を0.2μmフィルタで濾過
し、10.16cm(4Zoll)のケイ素円板(ウェハ)上に遠心
塗布した(25秒間)。すなわち毎分3000回転させること
により0.9μmの層厚が得られた。引続き空気循環炉中
で30分間90℃の温度で乾燥した。その後水銀ランプ(OS
RAM型HBO350W)で3秒間接触マスクを介して露光し、引
続き45秒間市販のアルカリ性現像液(Shipley)社の“M
icroposit developer303"を4倍の容量の蒸留水で希釈
したもの)で現像した。その際サブミクロン範囲の構造
体が得られ、これは140℃/30分の後乾燥中その寸法精度
にいかなる損傷もきたさなかった。
例2 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン1モルと6−ジ
アゾ−5−オキソ−5,6−ジヒドロ−ナフタリンスルホ
ニルクロリド2モルとから製造したエステル(例1参
照)1重量部、例1に相当するビニルフェノール−ビニ
ルトリメチルシラン−コポリマー3重量部、及び2−エ
トキシエチルアセテート16重量部を混合することにより
フォトレジスト溶液を製造した。完成溶液を0.2μmフ
ィルタで濾過し、10.16cm(4Zoll)のシリコン円板(ウ
ェハ)上に遠心塗布した(25秒間)。すなわち毎分2000
回転させることにより0.6μmの層厚が得られた。引続
き空気循環炉中で30分間90℃の温度で乾燥した。その後
水銀ランプ(OSRAM型HBO350W)で2秒間接触マスクを介
して露光し、引続き45秒間市販のアルカリ性現像液(2
倍容量の蒸留水で希釈した“Microposit developer30
3")で現像した。その際サブミクロン範囲の構造体が得
られ、これは140℃/30分の後乾燥中その寸法精度にいか
なる損傷もきたさなかった。
例3 ビスフェノールA1モルと6−ジアゾ−5−オキソ−5,6
−ジヒドロ−ナフタリンスルホニルクロリド2モルとか
ら製造したエステル1重量部、例1に相当するビニルフ
ェノール−ビニルトリメチルシラン−コポリマー2重量
部及びシクロヘキサノン12重量部を混合することによっ
てフォトレジスト溶液を製造した。完成溶液を0.2μm
フィルタで濾過し、10.16cm(4Zoll)のシリコン円板
(ウェハ)上に遠心塗布した(25秒間)。すなわち毎分
3000回転させることにより0.9μmの層厚が得られた。
引続き空気循環炉中で30分間90℃の温度で乾燥した。そ
の後水銀ランプ(OSRAM型HBO350W)で10秒間接触マスク
を介して露光し、引続き180秒間市販のアルカリ性現像
液(Dynachem社の“OFPR Developer NMD−3")で現像し
た。その際サブミクロン範囲の構造体が得られ、これは
140℃/30分の後乾燥中その寸法精度にいかなる損傷もき
たさなかった。
例4 10.16cm(4Zoll)のシリコン円板(ウェハ)上にノボラ
ック/キノンジアジド(Shiprey社の“Microposit 1450
J")をベースとする市販のNUVポジ型レジストを毎分300
0回転で遠心塗布した(25秒間)。その後30分間90℃で
乾燥し、引続き30分間250℃で循環空気炉中で加熱し
た。加熱後ボトム−レジスト(Bottom-Resist)として
使用されるレジストの層厚は2.2μmであった。
例1に相当するレジスト溶液を毎分3000回転でボトム−
レジスト上に遠心塗布し(25秒間)、循環空気炉中で30
分間90℃で乾燥した。その際ボトム−レジストに良好に
付着する層厚0.9μmのトップ−レジスト(Top-Resis
t)が得られた。二層レジストの全層厚は3.1μmであっ
た。
次いでトップ−レジストを水銀ランプ(OSRAM型HBO350
W)で6秒間接触マスクを介して露光し、引続き45秒間
例1に相当する現像液で現像した。その際トップ−レジ
スト中にサブミクロン範囲のきれいな構造体が得られ
た。140℃/30分での後乾燥中この構造体は寸法精度にい
かなる損傷も示さなかった。
次いでトップ−レジストに生じた構造体を酸素プラズマ
(Applied Materials.Inc.社製の反応炉AME8111で)中
での反応性イオンエッチングにより(ガス圧0.7pa、流
速35sccm/分、出力密度0.2W/cm2でボトム−レジスト中
に転写した。その際トップ−レジストはマスクとして使
われた。構造体転写は鋭い縁面を生じた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー、ロイシユナー ドイツ連邦共和国グローセンゼーバツハ、 ブーヒエンベーク2 (56)参考文献 特開 昭60−52845(JP,A) 特開 昭60−196750(JP,A) 特開 昭61−255909(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン含有ポジ型レジスト及び紫外線に
    よる光反応性成分をベースとするレジスト構造体を製造
    する方法において、レジスト材料として次の構造式 〔式中m+n=1であり、nは最高0.55であり,また基
    X、R1及びR2はX=H、CH3、C2H5又はハロゲン(すなわち
    F、Cl、Br、I)、 R1=H、CH3、C2H5又はハロゲン、 R2=H、CH3、C2H5、C3H7又はC6H5であり、その際基X、R1
    びR2はそれぞれ同じか又は異なっていてもよい〕で示さ
    れるビニルフェノール−ビニルシラン−コポリマーを使
    用することを特徴とするレジスト構造体の製造方法。
  2. 【請求項2】レジスト材料としてビニルフェノール及び
    ビニルトリメチルシランからなるコポリマーを使用する
    ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】レジスト材料に光反応性成分としてキノン
    ジアジドを加えることを特徴とする請求項1又は2記載
    の方法。
JP63053410A 1987-03-11 1988-03-07 レジスト構造体の製造方法 Expired - Lifetime JPH0727211B2 (ja)

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DE3707841 1987-03-11
DE3707841.0 1987-03-11

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JPS63231443A JPS63231443A (ja) 1988-09-27
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JP63053410A Expired - Lifetime JPH0727211B2 (ja) 1987-03-11 1988-03-07 レジスト構造体の製造方法

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EP (1) EP0285797A3 (ja)
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5206111A (en) * 1988-04-02 1993-04-27 Hoechst Aktiengesellschaft Binders soluble in aqueous alkali and containing silanyl groups in the side chain for a photosensitive mixture
DE3811242A1 (de) * 1988-04-02 1989-10-19 Hoechst Ag Im waessrigem alkali loesliche, silanylgruppen in der seitenkette enthaltende bindemittel, verfahren zu deren herstellung sowie lichtempfindliches gemisch, enthaltend diese verbindungen
JP2725351B2 (ja) * 1989-03-10 1998-03-11 富士通株式会社 X線レジスト組成物
JP3001607B2 (ja) * 1989-04-24 2000-01-24 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 二層法における寸法安定な構造転写方法
ATE125666T1 (de) * 1991-02-07 1995-08-15 Siemens Ag Mikromehrlagenverdrahtung.
US5326727A (en) * 1992-12-30 1994-07-05 At&T Bell Laboratories Method for integrated circuit fabrication including linewidth control during etching
EP2137140B1 (en) * 2007-03-23 2010-11-10 Council of Scientific & Industrial Research Novel diazonaphthoquinonesulfonic acid bisphenol derivative useful in photo lithographic sub micron patterning and a process for preparation thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125554A (en) * 1958-11-25 1964-03-17 Olefinic hydrocarbons
US4237208A (en) * 1979-02-15 1980-12-02 Rca Corporation Silane electron beam resists
US4551417A (en) * 1982-06-08 1985-11-05 Nec Corporation Method of forming patterns in manufacturing microelectronic devices
US4481049A (en) * 1984-03-02 1984-11-06 At&T Bell Laboratories Bilevel resist
US4521274A (en) * 1984-05-24 1985-06-04 At&T Bell Laboratories Bilevel resist

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US4812200A (en) 1989-03-14
EP0285797A2 (de) 1988-10-12
EP0285797A3 (de) 1989-01-04
JPS63231443A (ja) 1988-09-27

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