JPH0799435B2 - 電子デバイスの製造方法 - Google Patents

電子デバイスの製造方法

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JPH0799435B2
JPH0799435B2 JP60040345A JP4034585A JPH0799435B2 JP H0799435 B2 JPH0799435 B2 JP H0799435B2 JP 60040345 A JP60040345 A JP 60040345A JP 4034585 A JP4034585 A JP 4034585A JP H0799435 B2 JPH0799435 B2 JP H0799435B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明はリソグラフイ技術を用いた電子デバイスの製造
方法に関する。
(2) 技術の背景 電子デバイスの形成においては、3層(trilevel)レジ
ストが使用されてきたが、当該レジストは特に微小形状
すなわち2μm以下の微小形状についてのリソグラフイ
による形状決定に関して適したものである。これらレジ
ストは、一般に処理中の基板上に直接被着された下位層
を含んでいる。(ここにおいて当該基板とは、例えば被
着金属、注入された半導体物質または絶縁物からなる種
々の層を有する半導体である。)基板は平らな表面をも
つていないのが常であるから、上述の層は通常被着面の
でこぼこにもかかわらず実際上平らな表面ができるよう
十分厚く被着される。従がつて中間層は上記平坦化され
た層の上に形成される。当該中間層の組成は、下位レジ
スト層の除去ができるプラズマによるエツチングが、該
平坦化された層よりも少なくとも5倍遅くなるように選
ばれている。第3の層(上位層)は放射線による露光お
よびその後の適当な現像媒質による処理によつてその形
状が決められるものであるが、当該第3の層は中間層の
上に形成されている。
3層レジストは、最初上位層を所望の形状に描画するこ
とによつてパターニングされる。次いでこのパターンは
例えばリアクテイブイオンエツチングの如きドライ処理
などの通常の技術で中間層に転写され、所望のパターン
部分における下位層を露出させる。次いで一般には有機
材料であるこの露出した部分は酸素プラズマによつて取
り除かれる。酸素プラズマの影響を実際的には受けない
二酸化シリコンなどの材料である中間層が、プラズマ処
理中の破損、従がつて転写されたパターンの崩壊を避け
るために使用される。
三層レジストは半導体デバイス製造における微細形状の
形成に関して優れた手段であることは明らかであるが、
複数の別個の処理ステツプを含んでいる。処理ステツプ
を少なくして必要なコストを下げることは常に望まれる
とであるので、3層構造のもつ優位性である平坦化およ
び高い解像度とを与える2層(bilevel)構造の開発に
多くの努力がなされてきた。代表的な試みとしては、中
間層と上位層との特徴を合わせて1つの層にすることが
なされた。この組み合わせを実現するには、形成される
層が描画可能であることだけでなく、下位層の現像に使
用される溶媒に対して当該下位層よりも少なくとも5倍
の耐性をもつていなければならない。上記組み合わせ層
の材料に使用できるものとして数種の材料が報告されて
いる。例えば、次の構造式で表わされる材料が文献に報
告されている(化合物1については、ニユーヨーク、エ
レンビレ(Ellenville)の1982年11月8日号の“地方技
術会議(Regional Technical Conference)のシヤウ
(J.M.Shaw)らによる”光重合体の原理−処理と材料
“(Photopolymers Prineiples-Processes and Materia
ls)を参照。化合物2および3については、ロスアンゼ
ルスカリフオルニアのマクドナルド(S.A.Mac Donald)
による"1983年電子、イオンおよびフオトンビームに関
する国際インポジユウム(1983 Interhational Symposi
um on Electron, Ion and Photon Beams)の5月31日号
を参照。その他の化合物については鈴木(Suzuki)らに
よるジヤーナル オブエレクトロケミカル ソサエテイ
ー(Journal of the Electrochemical Society)1983年
130巻の1962ページ参照)。
(Qはメチル、フエニルもしくはビニルである) 上記材料は酸素プラズマに対しては耐性であるが、それ
ぞれ他の理由により満足できるものではない。例えば、
上記すべての材料はネガレジストである。しかしながら
本来これらネガレジストは望まれないものではないが、
現像レジスト、特に3層レジストについて現在使用され
ているマスクのほとんどにはポジレジスト形の現像がな
されている。従がつてネガレジストの使用は半導体デバ
イスの製造に使用されているマスクの組み合わせの完全
な変更をもたらす。この変更は可能ではあるが、コスト
がかかり望まれるものではない。さらには、構造式
(1)で表わされる材料は形状上の安定性に欠けるとと
もに厚膜に対する処理の間にしなう傾向があるか、また
は薄膜に使用されたとき非常にきずがつきやすい。従が
つて多層レジストの使用における解像度の増加という1
つの目的は失われたことになる。
結論として、3層レベル構造のもつ特性を有する2層レ
ジストを開発するという強力な要因はあるけれども、今
だに満できる提案がない。
(4) 発明の構成 平坦な表面を与え、優れた安定性を有し、また例えば紫
外線のような放射線に対してポジ形露光を受け、かつ例
えば0.75μmまたはこれ以上の優れた解像度を有する2
層レジストが見出された。当該2層レジストは、通常の
下位層例えば硬質焼付けHRR-204(基本的にはナフトキ
ノンジアジド増感剤をもつノボラツク樹脂であり、フイ
リツプ エー.フント ケミカル カンパニー(Philip
A.Hunt Chemical Company)の特許製品)のようなノボ
ラツク下地レジストと、メチルメタクリレート(methac
rylate)のシリコン誘導体を含有する単量体の重合によ
つて形成される物質を含む上位層とから成る。適当な物
質の例として、次の構造式で表わされる化合物をあげる
ことができる。
上式において、R′は次式で表わされるシリコンアルキ
ルの如きをその部分として含むシリコンである。
なおこの構造式において、nは1,2または3であり、X,Y
およびZは上記成分のTgが50℃以上であり、かつシリコ
ンの重量パーセントが少なくとも6パーセントであるよ
うに選択されるものであり、例えばX,YおよびZはエチ
ル、メチルまたはトリメチルシロキル(trimethylsilox
yl)の任意の組み合わせである。
(5) 発明の実施例 上述の如く、本発明の2層レジストは、基板7上に平坦
化された下位層5とパターニングができ、かつ下層の現
像に使用される媒質に対して耐性を有した上位層とから
成る。下位層として用いられる物質には特に制限がな
く、代表的なものとしては、ノボラツクおよびポリイミ
ド樹脂、例えば 1) HRR-204またはAZ-1350またはAZ-1350J(シプレイ
社(Shipley Co.Inc.)の特許製品で、基本的には置換
されたナフトキノンジアジド溶液抑制剤をもつノボラツ
ク樹脂)を200℃で0.5時間焼いたもの; 2) ピラリン(Pyralin),(ヂユポン社(E.I.duPon
t deNemours and Co., Inc.)の特許物質)の如きポリ
イミド; のような有機物質が含まれる。
下位層の材料は、レジストの特徴としては似つかわしく
ないが、放射線の露光によつて化学的な変化を被るもの
である必要はない。ただレジストの下位層の材料は、酸
素プラズマによつて除去し得るものであり、かつ上位層
を形成するときに使用される溶剤に多少なりとも溶解す
るものであつてはならないことが必要である(ニユーヨ
ーク、マグロウヒル編集による1983年版超LSI技術(VLS
I Technology)の第8章のプラズマ技術による材料の除
去に関する詳細な記載を参照)。ここにおいて多少なり
とも溶解するとの意味は、上位層が下位層の表面から50
nmより深いところの材料と混ざり合うことである。下位
層の厚さは基板表面のでこぼこの程度によつて決められ
る。半導体デバイスの形成で使用されている代表的な構
成としては、層の厚さが1μm以上のときに実質的に平
坦な表面が得られる。しかしながら、4μm以上の厚さ
になると、これは不可能ではないが一般に経済的に合わ
なくなるとともに長すぎるほどの処理時間が必要にな
る。
上位層の厚さは、所望される解像度によつて決められ
る。一般的に、層が厚くなるほど解像度は悪くなる。2
μm以下の解像度のためには、通常0.3μmから1.0μm
の範囲の厚さが使用される。下位層または上位層の適切
な厚さは、例えばシクロペンタノン(cyclopentanone)
または2−エトキシエチル アセテート(2−methoxye
thyl acetate)の如き溶剤において層を形成することが
できる材料溶解すること、または基板上に最終層をスピ
ンコートするといつた通常の技術によつて容易に達成す
ることができる(スピンコートに関する十分な記述は、
ニユーヨーク、マグロウヒルの1975年版のデフオレスト
(W.S.DeFerrest)によるホトレジスト材料およびプロ
セス(Photoresist Materials and Processes)の223ペ
ージにある)。塗布処理において使用されるスピン速度
は、層の厚さを決定するものであり、所望の結果が得ら
れるよう制御されている。
上位層の材料は、次式で表わされるような化合物を少な
くとも1つ含む単量体から形成される重合体を含むもの
である。
ここでR′基はシリコンを含むよう特に選ばれるもので
ある。構造式(8)で表わされる化合物については、1,
2または3個のメチレン基が酸素とシリコン部位との間
にあることが望ましい。例えば、 トリメチルシリルメチル(trimethylsilylmethyl)、 2−(トリメチルシリル)エチル(2−(trimethylsil
yl)ethyl)、 3−(トリメチルシリル)プロピル(3−(trimethyls
ilyl)propyl)、 トリメトキシシリルメチル(trimethoxysilyl methy
l)、 2−(トリメトキシシリル)エチル(2−(trimethoxy
silyl)ethyl)、 3−(トリメトキシシリル)プロピル(3−(trimetho
xysilyl)propyl)、 3−(ペンタメチルジシロキシ)プロピル(3−(pent
amethyldisiloxy)propyl)、 3−〔ビス(トリメチルシロキシ)メチルシリル〕プロ
ピル(3−〔bis(trimethylsiloxy)methylsilyl〕pro
pyl)、および 3−〔トリス(トリメチルシロキシ)シリル〕プロピル
(3−〔tris(trimethylsiloxy)silyl〕propyl)が適
当なR′としての典型的なものとしてあげられる。メチ
レン基が介在していること以外に、精密シリコンを含む
部位については、単量体から形成されるホモポリマーま
たは適当な共重合体のガラス転移温度(Tg)が50℃以
上、好ましくは70℃以上であれば問題ではない。重合体
の代表的なTgは、非常に長い炭素鎖、すなわち3炭素を
越える炭素数からなる連鎖が使用された場合、またはシ
リコンに結びついた置換基がエチル、メチルまたはメト
キシ基の連鎖長より長い連鎖長を有している場合にはか
なり低いものであり、50℃以下である。
上記に加えて、非常に大きい炭素を含むR′部位は望ま
しくない。その理由は、部位がプラズマ中の酸素に対す
る材料の抵抗をかなり減少させてしまうからである。一
般に、重合体中のシリコンの重量パーセントは6パーセ
ント以上にするのが望ましいとされている。重量パーセ
ントが6パーセント以下の場合には、十分な酸素に対す
る抵抗が得られない。
紫外線によつて描画することができ、かつ本発明の2層
レジストに使用できるホモポリマーを、構造式(8)の
材料を重合して形成することができる。これら重合体の
使用に支障はないけれども、それらは相対的に感光がゆ
つくりなものの代表であり、従がつて2μmまたはそれ
以下の大きさの画像を作るためには1ジユール/cm2
上の露光照射量を必要とする。故に、本質的ではない
が、例えば0.5ジユール/cm2またはそれ以下である比較
的速い露光が可能な層に対する感光度を増加させること
が望まれる。この増加は、上位層の露光に使用される放
射線を受けたときに化学反応を起こす単量体とともに構
造式(8)の材料を共重合させることによる本発明の1
実施例において達成される。即ち放射線に対して感度を
有する層の感光度を増大させる特性を有する単量体とし
て、例えば、次の構造式で表されるオキシムの様な単量
体は、構造式(8)の単量体とともに共重合されて、例
えば波長200nmから320nmの範囲の紫外光に対してより大
きな感度を持つ材料を形成する。
構造式(8)の単量体とともに共重合される上記感光度
を増大させる特性を有する単量体は臨界的なものでなく
(但し、シリコン(Si)を有するものは除く。)、他の
化合物、例えば次の式のようなものも使用することがで
きる。
単量体を含むシリコンの放射線感度を増大する単量体に
対する相対比は、最終の重合体材料におけるシリコンの
重量パーセントが6パーセントより大きくなるよう制限
される。
またシリコン単量体が最終の重合体のTgを50℃以上に増
加させる第2の単量体と共重合されるならば、そのホモ
ポリマーのTgが50℃以下であるシリコン単量体を使用す
ることも可能である。例えば、次の構造式で表わされる
ようなそれぞれの単量体のホモポリマーは50℃以下のTg
をもつている。
これらの単量体がメチル メタクリレート(methyl met
hacrylate)あるいはメタクリル酸(methacrylic aci
d)のような単量体の適当なレベルとともに共重合され
ると、最終の重合体は50℃よりかなり大きいTgを有し、
使用することができるものである。適切なTgを与える単
量体レベルを決定するために制御用サンプルを容易に使
用することができる。
上述したすべての単量体の重合は、自由ラジカル重合
(free radical polymerization)の如き通常の技術で
行なうことができる。当該技術に関しては多くの本に議
論されていて、例えばニユーヨークのアカデミツク プ
レス(Academic Press)のボーベイ(F.A.Bovey)およ
びウインスロー(F.H.Winslow)による1979年版の“高
分子,重合科学入門”(Macromolecules,An Introducti
on to Polymer Science)の第2章がそうである。簡略
に述べると、手順は、1)単量体を溶剤(例えば、トル
エンまたはテトラヒドロフラン)および過酸化ベンゾイ
ルまたはt−ブチルヒドロペルオキシド(t−butylhyd
roperoxide)の如き重合開始剤と組合わせ、2)これら
混合物全体を代表的には40℃から110℃の範囲の温度ま
で加熱することである。化合物を含むシリコンの感度を
増大する(任意の)単量体に対する比は、最終の重合体
におけるシリコン含有量が6重量パーセント以上である
ように制御される必要がある。さらに加えて単量体比
は、下位層に大きな悪影響をおよぼすことなく上位層の
現像が可能となるように制御される必要がある。一般的
にオキシム(oxime)の如き感度を増大させる単量体に
関しては、単量体を含むシリコンの当該感度増大単量体
に対するモル比が80:20から40:60であることが適当であ
る。80:20以上の比では、溶解度特性が大きく変化して
上位層の露光されている部分とされていない部分との間
の溶解度差を得るのが難しくなつてしまう。また40:60
以下の比では、十分でないシリコンレベルから酸素プラ
ズマ耐性の不十分さが結果される(当該比は最後の重合
体に関するモル比である。重合物における所望のモル比
を与えるために要求される正確な単量体モル比は制御サ
ンプルを容易に使用することによつて決定することがで
きる。)。与えられる重合体の分子量は光描画に影響を
与える。代表的には、30,000から1,000,000の範囲の分
子量が望まれる。分子量が1,000,000より大きいと、粘
性の大きい重合体溶液が得られ、他方分子量が30,000よ
り小さいと上位層において露光された部分とされていな
い部分の間での溶解度にわずかの差しか得られない。
本発明の2層レジストを現像するためには、上位層を例
えば紫外線の如き適当な放射光によつて露光する。オキ
シムまたは重合物を含むインダノン(indanon)の場合
には、波長200nmから320nmの範囲の放射線が一般に使用
される。代表的には、0.1ジユール/cm2から1ジユール
/cm2までの範囲の露光照射量が使用されている。使用
される特定の露光照射量は、放射線を受けている領域の
表面から露光表面領域下の体積を介して下位レジスト材
料へと化学反応が起こるのに十分でなければならない。
従がつて、露光は現像されたときに露光領域の下位レジ
スト材料が露出しているように十分でなければならな
い。
現像は例えばヘキサン、シクロヘキサン、メチルイソブ
チルケトンまたはこれらの混合物の如き溶剤を使用して
なされる。典型的には、溶剤は上位層の露光領域を露光
されていない領域の体積の25パーセント以上を除去する
ことなく取り除かなければならない。上位層が現像され
た後は、そのパターンが下位層に転写される。このパタ
ーン転写は、基板を酸素プラズマにさらすことによつて
なされる。当該酸素プラズマ技術はワシントンのアメリ
カ ケミカル ソサエテイ(American Chemical Societ
y)の1983年版シンポジユウム シリーズ(Symposium S
eries)219におけるトンプソン(L.F.Thompson),ウイ
ルソン(C.G.Willson)およびボーデン(M.J.Bowden)
によるマイクロリソグラフイー入門(Introduction to
Microlithography)の第6章に広範囲にわたつて記述さ
れている。代表的には、0.0015ワツト/cm3から0.15ワ
ツト/cm3の範囲の電力密度が使用されてプラズマを維
持し、その結果下位層の除去使度として0.15μm/分から
0.3μm/分の範囲が達成される(これらの条件の下で
は、上位層は0.003μm/分から0.03μm/分の範囲でエツ
チングされる。)。一般的に、プラズマは酸素を含んだ
ガスで衝撃するものである。通常1.33Paから2.67Pa(0.
01Torrから0.2Torr)の範囲のトータルガス圧が使用さ
れている。
下位層にパターンが転写された後は、パターニングされ
た2Lレベルレジストが金属被着、ドーパントの拡散また
は図における基板7のエツチングなどの処理ステツプに
使用される。次いで当該レジストは除去され、基板の処
理が終了して所望の電子デバイスが形成される。
以下に本発明の例証を示す。
例1 材料の精製 アルドリツヒ ケミカル カンパニー(Aldrich Chemic
al Company)から入手することができるメチル メタク
リレート(methyl methacrylate)をまる底フラスコに
入れ、短経路(short-path)蒸留塔を用いて約266.64Pa
(20Torr)の圧力で蒸留する。集収された留出物は次の
重合で使用される。
同様にアルドリツヒ ケミカル カンパニーから入手で
きるメタクリル酸を、当該ろ過されるメタクリル酸50ブ
ラム当り約10グラムのアルミナをろ過媒質に用いた区分
ろ過により精製する。
3−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロカイ
ン(3−Methacryloxypropylpenta methyldisiloxan
e)、 3−メタクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキ
シ)メチルシラン(3−methacryl oxypropylbis(trim
ethylsiloxy)methylsilame)および3−メタクリルオ
キシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(3
−methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silan
e)はペトラルヒ システム 会社(Petrarch Systems
Inc.)から入手される。それぞれの化合物は、当該化合
物50ml当り蒸留水100ccアリコートで2回洗浄される。
サンプルは硫酸マグネシウムで1時間乾燥され、次いで
メタクリル酸についての記述のようにろ過される。
トリメチルシリルメチル メタクリレート(trimethyls
ilylmethyl methacrylate)はペトラルヒ システム
会社から入手され、エーテル1体積にサンプル2体積を
溶解することによつて精製される。溶液は当該メタクリ
レート溶液3アリコート当り1アリコートの希釈2炭酸
ナトリウム水を用いて3回洗浄される。次いで当該溶液
はその3体積に対して1体積の蒸留水でもつて3回洗浄
される。洗浄された溶液は無水硫酸マグネシウム上で乾
燥される。次いでろ過された後減圧下で銅ふるいわけ
(copper screening)を用いて濃縮される。銅ふるいわ
けに接触しているろ液は、当該銅ふるいわけと一緒にな
っている短蒸留塔を通して、温度約60℃、圧力約266.64
Pa(20Torr)の下で蒸留される。留出物は次いで後の処
理で使用される。
単量体、3−オキサミノ−2−ブタノンメタクリレート
(3−oximio−2−butanone-methacrylate)は1983年
5月3日発行の合衆国特許第4,382,120号の記載によつ
て用意できる。
例2 重合体の形成 A.コポリマ(3−メタクリルオキシプロピルペンタメチ
ルジシロキサン−メタクリル酸) (Poly(3−metacryloxypropylpentamethyl-disiloxan
e-co-methacrylic acid)) 3−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサ
ンの約68グラムをメタクリル酸20グラムとともに酢酸エ
チル300mlに溶解する。溶液はアルゴンの雰囲気中で約
1時間還流温度で加熱され、次いで過酸化ベンゾール20
mgが加えられる。さらに加熱を約4時間行ない、次いで
室温で冷却し、その溶液を約1,500mlのヘキサン中へ入
れるとことによつて沈殿を生じさせる。当該沈殿は集め
られて再び酢酸エチルの約200mlに溶解する。当該溶液
は次いで約1,500mlのヘキサン中に入れられ重合体を沈
殿させる。当該重合体は集収され風乾される。
B.ターポリマー 全体として約90グラムの該単量体を約300mlのテトラヒ
ドロフラン(tetrahydrofuran)に溶解して8つの異な
るターポリマーを用意する。全体量90グラム中の単量体
の各割合は、それぞれのターポリマーに関して表Iに示
されている。重合手順は3−メタクリルオキシプロピル
ペンタメチルジシロキサン(3−methacryloxypropylpe
ntamethyldisiloxane)とメタクリル酸との反応におけ
る記載と同様である。使用される開始剤は水溶液中の体
積パーセントが70パーセントのt−ブチルヒドロペルオ
キシド(t−butylhydroperoxide)5mlである。
C.ポリ(トリメチルシリルメチル メタクリレート) (Poly(trimethlsilylmethyl methacrylate)) 3−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサ
ンとメタクリル酸との重合に関して記載された手順は、
トリメチルシリルメチル メタクリレートの約43グラム
を約120mlのトルエンに溶解すること以外は次の通りで
ある。
D.コポリマ(トリメチルシリルメチル メタクリレート
−3−オキシミノ−2−ブタノン メタクリレート) (Poly(trimethylsilylmethyl methacrylate-co−3−
oximino−2−butanone methacrylate)) 先ず組み合わされた単量体の約80グラムを酢酸エチル約
200ml中に溶解し、次いで3−メタクリルオキシプロピ
ルペンタメチルジシロキサンのメタクリル酸による重合
の処理を行なつて共重合体を含む3つのオキシムを用意
する。それぞれのオキシウに関する80グラム中の各単量
体の割合いは、表IIに示されている。
例3 2層レジストの形成 直径7.62cm(3インチ)の複数のシリコン基板上にそれ
ぞれ約3mlのHPR-204を与え、次いで該基板を約3,000rpm
で回転させることにより通常のノボラツクレジストの塗
布を行なう。次いで各基板を空気中、温度250℃で1時
間加熱処理をする。重合体を含むシリコンの溶液は、シ
クロペンタノン(cyclopentanone)に重合体を15重量パ
ーセント溶解して作る。それぞれの溶液は0.5μmの膜
フイルターを通してろ過される。それぞれのシリコン−
重合体溶液の約3mlアリコートをノボラツクが塗布され
た基板上におき、約3,000rpmで回転する。次いで各基板
を温度160℃で1時間空気中で焼く。
例4 露光および現像−露光感度の測定 レジストを塗布した各サンプルを接解マスクを用いて露
光する。当該マスクは水晶多重密度解像標的(オプト−
ライン コーポレーシヨン(Opto-Line Corporation)
から入手できるモデルB)である。露光はオプテイカル
アソシエイト 会社(Optical Associates Inc.)か
ら入手できるモデル29DHシステムの光源を使用して行な
い、当該光源は約260nm付近の光源として最適である。
光源の出力はマスク表面で約10ミリワツト/cm2であ
る。現像を行なつたときに光照射を受けた部分のレジス
トが完全に除去ができるようになるのに必要な時間とし
て定義される感度は、それぞれのレジストについて表II
Iに示されている。この表を得るために当該表IIIに示さ
れている現像液が使用され、各現像液は露光領域の除去
中に露光されなかつた領域の除去される量を制限できる
ように選ばれている。
例5 露光および現像−解像度の測定 例4で述べたと同じ現像手順を、別々のレジストが塗布
されたシリコン基板に対して行なう。ただしマスクは幅
が除々に大きくなる窓(0.75μmから10μmの幅)をも
つている。露光されたサンプルは、例4で述べたように
現像される。次いで各基板はリアクテイブイオンエツチ
ング(RIE)装置のサンルルホルダーに配設される。チ
ヤンバーは真空排気され、そして流量15sccmの酸素が導
入されてチヤンバー内の分圧を2.67Pa(0.02Torr)また
は1.33Pa(0.1Torr)にする。電力はバイアスがマイナ
ス200ボルトで電力密度が0.0035ワツト/cm3の高周波電
力を使用する。プラズマは10分で消滅する。2.67Paまた
は1.33Pa(0.02Torrまたは0.1Torr)のそれぞれの圧力
において各サンプルで達成された解像度が表IVに示され
ている。
例6 エツチング速度の測定 表VにはHPR層を有しないシリコン基板上に、例3で述
べたように置かれたサンプルを示す。当該サンプルは例
5で述べたようにエツチングされて、エツチング速度の
決定、従がつて2層レジストの上位層としての適用性が
決定される。表Vにはエツチング速度も示されている。
【図面の簡単な説明】
図は本発明によるレジスト構造を示す図である。 3……上位層、5……下位層 7……基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエラルド スモリンスキー アメリカ合衆国 07940 ニユージヤーシ イ,マデイソン,フアーンデール ロード 3 (56)参考文献 特開 昭60−119549(JP,A) 特開 昭58−214148(JP,A) 特開 昭58−93047(JP,A)

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に放射線に対して感度を有する層を
    形成する工程、前記層の少なくとも一部をパターンニン
    グする工程及び続いて基板の処理を行う工程からなる電
    子デバイスの製造方法において、 前記放射線に対して感度を有する層が構造式 で表される材料と、前記放射線に対して感度を有する層
    の感光度を増大させる特性を有する単量体であってシリ
    コンを有さないものとの共重合工程により形成された共
    重合体を含み、ここで、R′はシリコンを含みかつ該共
    重合体のガラス転移温度(Tg)を50℃より高くでき、更
    に該共重合体のシリコンの重量%を少なくとも6%にす
    るものを選択することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の電子デバイ
    スの製造方法において、 前記R′は構造式 で表され、当該構造式においてX、YおよびZは前記共
    重合体のTgが50℃より高く、かつ前記成分のシリコンの
    重量%が少なくとも6%であるように選択されているこ
    とを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第2項に記載の電子デバイ
    スの製造方法において、 前記R′をトリメチルシリルメチル、2−(トリメチル
    シリル)エチル、3−(トリメチルシリル)プロピル、
    トリメトキシシリルメチル、2−(トリメトキシシリ
    ル)エチル、及び3−(トリメトキシシリル)プロピル
    から選択することを特徴とする電子デバイスの製造方
    法。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項または第2項または
    第3項に記載の電子デバイスの製造方法において、 前記共重合体を前記材料とオキシムおよびインダノン化
    合物を含むものから選択された単量体とを用いる重合工
    程によって形成することを特徴とする電子デバイスの製
    造方法。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項に記載の電子デバイ
    スの製造方法において、 前記放射線に対して感度を有する層と前記基板との間に
    選択的除去が可能な領域を介在させることを特徴とする
    電子デバイスの製造方法。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第5項に記載の電子デバイ
    スの製造方法において、 前記パターンニング工程が前記選択除去可能な領域に前
    記放射線を露光し、次いで当該領域をプラズマ放電にさ
    らす工程からなることを特徴とする電子デバイスの製造
    方法。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第6項に記載の電子デバイ
    スの製造方法において、 前記プラズマ放電は酸素プラズマ放電よりなることを特
    徴とする電子デバイスの製造方法。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第6項または第7項に記載
    の電子デバイスの製造方法において、 前記選択除去可能な領域が溶剤によって前記除去がなさ
    れることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  9. 【請求項9】基板上に放射線に対して感度を有する層を
    形成する工程、前記層の少なくとも一部をパターンニン
    グする工程及び続いて基板の処理を行う工程からなる電
    子デバイスの製造方法において、 前記放射線に対して感度を有する層が構造式 で表される材料とメチルメタクリレート及びまたはメタ
    クリル酸との共重合工程により形成された共重合体を含
    み、ここで、R′は、該共重合体のガラス転移温度(T
    g)を50℃より高くでき、更に該共重合体のシリコンの
    重量%を少なくとも6%にするように、3−(ペンタメ
    チルジシロキシ)プロピル、3−〔ビス(トリメチルシ
    ロキシ)メチルシリル〕プロピル及び3−〔トリス(ト
    リメチルシロキシ)シリル〕プロピルよりなる群より選
    択することを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】特許請求の範囲第9項に記載の電子デバ
    イスの製造方法において、 前記放射線に対して感度を有する層と前記基板との間に
    選択的除去が可能な領域を介在させることを特徴とする
    電子デバイスの製造方法。
  11. 【請求項11】特許請求の範囲第10項に記載の電子デバ
    イスの製造方法において、 前記パターンニング工程が前記選択除去可能な領域に前
    記放射線を露光し、次いで当該領域をプラズマ放電にさ
    らす工程からなることを特徴とする電子デバイスの製造
    方法。
  12. 【請求項12】特許請求の範囲第11項に記載の電子デバ
    イスの製造方法において、 前記プラズマ放電は酸素プラズマ放電よりなることを特
    徴とする電子デバイスの製造方法。
  13. 【請求項13】特許請求の範囲第11項または第12項に記
    載の電子デバイスの製造方法において、 前記選択除去可能な領域が溶剤によって前記除去がなさ
    れることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  14. 【請求項14】基板上に放射線に対して感度を有する層
    を形成する工程、前記層の少なくとも一部をパターンニ
    ングする工程及び続いて基板の処理を行う工程からなる
    電子デバイスの製造方法において、 前記放射線に対して感度を有する層が構造式 で表される材料を使用する重合工程により形成された単
    独重合体を含み、ここで、R′はシリコンを含みかつ該
    単独重合体のガラス転移温度(Tg)を50℃より高くで
    き、更に該単独重合体のシリコンの重量%を少なくとも
    6%にするように、2−(トリメチルシリル)エチル、
    3−(トリメチルシリル)プロピル、トリメトキシシリ
    ルメチル、2−(トリメトキシシリル)エチルよりなる
    群より選択されることを特徴とする方法。
  15. 【請求項15】特許請求の範囲第14項に記載の電子デバ
    イスの製造方法において、 前記放射線に対して感度を有する層と前記基板との間に
    選択的除去が可能な領域を介在させることを特徴とする
    電子デバイスの製造方法。
  16. 【請求項16】特許請求の範囲第15項に記載の電子デバ
    イスの製造方法において、 前記パターンニング工程が前記選択除去可能な領域に前
    記放射線を露光し、次いで当該領域をプラズマ放電にさ
    らす工程からなることを特徴とする電子デバイスの製造
    方法。
  17. 【請求項17】特許請求の範囲第16項に記載の電子デバ
    イスの製造方法において、 前記プラズマ放電は酸素プラズマ放電よりなることを特
    徴とする電子デバイスの製造方法。
  18. 【請求項18】特許請求の範囲第16項または第17項に記
    載の電子デバイスの製造方法において、 前記選択除去可能な領域が溶剤によって前記除去がなさ
    れることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6969577B2 (en) 2003-03-04 2005-11-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Positive resist composition

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4551417A (en) * 1982-06-08 1985-11-05 Nec Corporation Method of forming patterns in manufacturing microelectronic devices
JPS60214532A (ja) * 1984-04-11 1985-10-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> パタ−ン形成方法
US4552833A (en) * 1984-05-14 1985-11-12 International Business Machines Corporation Radiation sensitive and oxygen plasma developable resist
US4532005A (en) * 1984-05-21 1985-07-30 At&T Bell Laboratories Device lithography using multi-level resist systems
US4521274A (en) * 1984-05-24 1985-06-04 At&T Bell Laboratories Bilevel resist
US4601913A (en) * 1984-06-27 1986-07-22 International Business Machines Corporation Underlay surface modification to control resin glass polymerization
DE3430075A1 (de) * 1984-08-16 1986-02-27 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zum herstellen einer messsonde zur verwendung bei der messung der temperatur oder masse eines stroemenden mediums
US4892617A (en) * 1984-08-22 1990-01-09 American Telephone & Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Processes involving lithographic materials
JPS61144639A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Hitachi Ltd 放射線感応性組成物及びそれを用いたパタ−ン形成法
US4701342A (en) * 1986-03-06 1987-10-20 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Negative resist with oxygen plasma resistance
US4690833A (en) * 1986-03-28 1987-09-01 International Business Machines Corporation Providing circuit lines on a substrate
EP0255303B1 (en) * 1986-07-25 1989-10-11 Oki Electric Industry Company, Limited Negative resist material, method for its manufacture and method for using it
US4788127A (en) * 1986-11-17 1988-11-29 Eastman Kodak Company Photoresist composition comprising an interpolymer of a silicon-containing monomer and an hydroxystyrene
DE3702035A1 (de) * 1987-01-24 1988-08-04 Basf Ag Copolymerisate mit o-nitrocarbinolestergruppierungen und verfahren zur herstellung von zweilagenresisten sowie von halbleiterbauelementen
EP0285797A3 (de) * 1987-03-11 1989-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung von Resiststrukturen
WO1988009527A2 (en) * 1987-05-21 1988-12-01 Hughes Aircraft Company Silicon-containing negative resist material, and process for its use in patterning substrates
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
DE3811241A1 (de) * 1988-04-02 1989-10-12 Hoechst Ag Silylierungsreagenzien zur herstellung von in waessrigem alkali loeslichen, silanylgruppen in der seitenkette enthaltenden, bindemittel
JPH02115853A (ja) * 1988-10-26 1990-04-27 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
US5212050A (en) * 1988-11-14 1993-05-18 Mier Randall M Method of forming a permselective layer
JP2793251B2 (ja) * 1989-05-09 1998-09-03 株式会社東芝 パターン形成方法
US4935094A (en) * 1989-05-26 1990-06-19 At&T Bell Laboratories Negative resist with oxygen plasma resistance
US5166038A (en) * 1989-07-27 1992-11-24 International Business Machines Corporation Etch resistant pattern formation via interfacial silylation process
US5262392A (en) * 1991-07-15 1993-11-16 Eastman Kodak Company Method for patterning metallo-organic percursor film and method for producing a patterned ceramic film and film products
US5322986A (en) * 1992-04-06 1994-06-21 Eastman Kodak Company Methods for preparing polymer stripe waveguides and polymer stripe waveguides prepared thereby
US5290397A (en) * 1992-08-21 1994-03-01 Cornell Research Foundation, Inc. Bilayer resist and process for preparing same
NL9201996A (nl) * 1992-11-16 1994-06-16 Univ Delft Tech Werkwijze voor het vervaardigen van microstructuren.
US5886119A (en) * 1995-08-08 1999-03-23 Olin Microelectronic Chemicals, Inc. Terpolymers containing organosilicon side chains
US5985524A (en) * 1997-03-28 1999-11-16 International Business Machines Incorporated Process for using bilayer photoresist
KR100269513B1 (ko) * 1997-10-08 2000-10-16 윤덕용 신규한 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 유도체 및 이들의 고분자중합체를 함유하는 포토레지스트(New acrylate or metacrylate derivatives and photoresist containing its polymer)
US6492092B1 (en) * 1999-03-12 2002-12-10 Arch Specialty Chemicals, Inc. Hydroxy-epoxide thermally cured undercoat for 193 NM lithography
US7507783B2 (en) * 2003-02-24 2009-03-24 Brewer Science Inc. Thermally curable middle layer comprising polyhedral oligomeric silsesouioxanes for 193-nm trilayer resist process
DE102008054993B4 (de) 2008-12-19 2012-08-09 Andreas Hettich Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers mit Mikrostrukturen
US8677929B2 (en) * 2010-12-29 2014-03-25 Intevac, Inc. Method and apparatus for masking solar cell substrates for deposition
US12503556B2 (en) 2020-01-22 2025-12-23 Dow Silicones Corporation Silicone-acrylate polymers, copolymers, and related methods and compositions

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578248A (en) * 1980-06-19 1982-01-16 Toray Ind Inc Production of photosensitive resin
US4396704A (en) * 1981-04-22 1983-08-02 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Solid state devices produced by organometallic plasma developed resists
JPS5893047A (ja) * 1981-11-27 1983-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd ポジ型遠紫外線レジスト
DE3377597D1 (en) * 1982-04-12 1988-09-08 Nippon Telegraph & Telephone Method for forming micropattern
JPS58214148A (ja) * 1982-06-08 1983-12-13 Nec Corp レジスト材料および微細パタ−ン形成方法
JPS60119549A (ja) * 1983-12-02 1985-06-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> パタ−ン形成材料及びパタ−ン形成法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6969577B2 (en) 2003-03-04 2005-11-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Positive resist composition

Also Published As

Publication number Publication date
KR930001671B1 (ko) 1993-03-08
KR850006734A (ko) 1985-10-16
JPS60229026A (ja) 1985-11-14
US4481049A (en) 1984-11-06

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