JPH08320568A - パターン形成方法及び感光膜形成方法 - Google Patents
パターン形成方法及び感光膜形成方法Info
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- JPH08320568A JPH08320568A JP7127769A JP12776995A JPH08320568A JP H08320568 A JPH08320568 A JP H08320568A JP 7127769 A JP7127769 A JP 7127769A JP 12776995 A JP12776995 A JP 12776995A JP H08320568 A JPH08320568 A JP H08320568A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】被加工材を表面に有する基板上に形成したシリ
コン含有レジスト膜に、大気中もしくは酸素雰囲気中で
選択的に光を照射して露光部を光酸化し、これを現像し
て上記光酸化した部分もしくは、それ以外の部分を選択
的に除去してレジストパターンを形成し、これをマスク
として、被加工材をエッチングする。 【効果】高い解像性能と、大きなドライエッチ耐性，優
れた寸法制御性を有し、かつ工程数の少ない低コストで
スループットの高いパターン形成が可能となる。
コン含有レジスト膜に、大気中もしくは酸素雰囲気中で
選択的に光を照射して露光部を光酸化し、これを現像し
て上記光酸化した部分もしくは、それ以外の部分を選択
的に除去してレジストパターンを形成し、これをマスク
として、被加工材をエッチングする。 【効果】高い解像性能と、大きなドライエッチ耐性，優
れた寸法制御性を有し、かつ工程数の少ない低コストで
スループットの高いパターン形成が可能となる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的リソグラフィー
装置でのパターン形成方法および感光膜形成方法に関す
る
装置でのパターン形成方法および感光膜形成方法に関す
る
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体製造において、高集積化に
従いますます微細化したパターンが要求されてきてい
る。工業的には、薄膜形成技術と光リソグラフィーによ
って微細加工を行っている。
従いますます微細化したパターンが要求されてきてい
る。工業的には、薄膜形成技術と光リソグラフィーによ
って微細加工を行っている。
【０００３】従来は、高圧水銀灯のｉ線，ｇ線が光源と
して用いられて来ているが、最小加工寸法の向上を目指
して、露光光源の短波長化が進んできている。短波長光
源の候補としては、エキシマレーザーが最有力でありＫ
ｒＦエキシマレーザー（λ＝２４５ｎｍ）の実用化が検
討されている。更なる短波長光源としては、ＡｒＦエキ
シマレーザー（λ＝１９３ｎｍ）が候補と考えられてい
る。
して用いられて来ているが、最小加工寸法の向上を目指
して、露光光源の短波長化が進んできている。短波長光
源の候補としては、エキシマレーザーが最有力でありＫ
ｒＦエキシマレーザー（λ＝２４５ｎｍ）の実用化が検
討されている。更なる短波長光源としては、ＡｒＦエキ
シマレーザー（λ＝１９３ｎｍ）が候補と考えられてい
る。
【０００４】これらの露光に用いられるレジストとして
は一般に、フェノール樹脂と感光剤を主成分とする有機
系レジストを被加工基板上に回転塗布し、高圧水銀灯で
露光する、単層有機レジストによるパターン形成方法が
一般的である。又、感度の向上と、短波長領域での吸収
の低減するため、酸触媒反応を用いる化学増幅系レジス
トが提案されている。
は一般に、フェノール樹脂と感光剤を主成分とする有機
系レジストを被加工基板上に回転塗布し、高圧水銀灯で
露光する、単層有機レジストによるパターン形成方法が
一般的である。又、感度の向上と、短波長領域での吸収
の低減するため、酸触媒反応を用いる化学増幅系レジス
トが提案されている。
【０００５】また、高集積化に伴うデバイスの立体化に
よって生じる下地段差の増大，高解像度化に伴う焦点深
度の減少，基板反射による寸法変動等により生ずる問題
を改善する方法として、いわゆる多層レジストによるパ
ターン形成方法が提案されている。上記多層レジスト法
を簡便にした方法として、シリコン含有レジストを用い
る２層レジスト法が提案されている。上記シリコン含有
レジストとしては、例えばシロキサンに酸発生剤、また
は塩基発生剤を加えた化学増幅系レジスト，感光剤を含
むポリシラン膜，プラズマＣＶＤによって形成したポリ
サイリーン膜等が知られている。
よって生じる下地段差の増大，高解像度化に伴う焦点深
度の減少，基板反射による寸法変動等により生ずる問題
を改善する方法として、いわゆる多層レジストによるパ
ターン形成方法が提案されている。上記多層レジスト法
を簡便にした方法として、シリコン含有レジストを用い
る２層レジスト法が提案されている。上記シリコン含有
レジストとしては、例えばシロキサンに酸発生剤、また
は塩基発生剤を加えた化学増幅系レジスト，感光剤を含
むポリシラン膜，プラズマＣＶＤによって形成したポリ
サイリーン膜等が知られている。
【０００６】また、ゲートや配線，容量等のパターンを
形成する際、有機レジストマスクではドライエッチ耐性
が不足する場合には、まずＳｉＯ2 膜を形成し、その上
で前記単層有機膜によってパターン形成を行い、ＳｉＯ
2 膜にパターンを転写した後、これをマスクにして下地
金属の加工を行う方法（ハードマスク法）が知られてい
る。
形成する際、有機レジストマスクではドライエッチ耐性
が不足する場合には、まずＳｉＯ2 膜を形成し、その上
で前記単層有機膜によってパターン形成を行い、ＳｉＯ
2 膜にパターンを転写した後、これをマスクにして下地
金属の加工を行う方法（ハードマスク法）が知られてい
る。
【０００７】これらの様々な従来レジストによるパター
ン形成方法については、例えば「レジスト材料・プロセ
ス技術」技術情報協会刊の第１章１〜５節等に論じられ
ている。
ン形成方法については、例えば「レジスト材料・プロセ
ス技術」技術情報協会刊の第１章１〜５節等に論じられ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記単層有機レジスト
によるパターン形成方法では、下地の異方性ドライエッ
チングに必要なレジスト膜厚を確保するために、微細化
に伴いレジスト形状が高アスペクト比化している。この
ため、現像時のレジストのパターン倒れ、エッチング時
におけるマイクロローディング効果等の問題が生じてい
る。さらに、露光中レジスト膜内での多重干渉により、
レジスト膜厚の変動によってパターンの寸法変動がおこ
る。また、前記フェノール樹脂系のレジストは高いドラ
イエッチ耐性を持つが、波長が、２５０ｎｍ以下になる
とベンゼン環の吸収が強いため、パターン形成が困難に
なる。一方、１９０ｎｍまで透明なアクリル樹脂系レジ
ストは、ドライエッチング耐性に欠ける。
によるパターン形成方法では、下地の異方性ドライエッ
チングに必要なレジスト膜厚を確保するために、微細化
に伴いレジスト形状が高アスペクト比化している。この
ため、現像時のレジストのパターン倒れ、エッチング時
におけるマイクロローディング効果等の問題が生じてい
る。さらに、露光中レジスト膜内での多重干渉により、
レジスト膜厚の変動によってパターンの寸法変動がおこ
る。また、前記フェノール樹脂系のレジストは高いドラ
イエッチ耐性を持つが、波長が、２５０ｎｍ以下になる
とベンゼン環の吸収が強いため、パターン形成が困難に
なる。一方、１９０ｎｍまで透明なアクリル樹脂系レジ
ストは、ドライエッチング耐性に欠ける。
【０００９】前記化学増幅系レジストでは、空気中アミ
ン等の微量のコンタミネーションにより露光後表面難溶
化層が生じる、レジスト感度が空気中放置時間に依存す
る等の問題がある。また、露光後の熱処理（ＰＥＢ）に
より触媒反応をさせているため、感度や寸法がＰＥＢの
条件の変動により大きくばらついてしまう。また、露光
部に発生した酸触媒がレジスト中を拡散してしまうた
め、パターンの形状制御性及び寸法制御性に問題があ
る。
ン等の微量のコンタミネーションにより露光後表面難溶
化層が生じる、レジスト感度が空気中放置時間に依存す
る等の問題がある。また、露光後の熱処理（ＰＥＢ）に
より触媒反応をさせているため、感度や寸法がＰＥＢの
条件の変動により大きくばらついてしまう。また、露光
部に発生した酸触媒がレジスト中を拡散してしまうた
め、パターンの形状制御性及び寸法制御性に問題があ
る。
【００１０】前記多層レジストによるパターン形成方法
では、工程の複雑化によるコスト増大とスループットの
低下，歩留まりの低下等の問題がある。また、近年、配
線工程等は平坦化プロセスの導入が検討されており、そ
の場合、反射の問題を除いては、多層の利点が全くない
ことになる。又、前記ポリシラン，ポリサイリーン等は
一般に合成が困難で、又膜形成にプラズマＣＶＤを用い
る場合、従来のスピンコートに比べてやはりコストの増
大とスループットの低下が避けられない。さらに、前記
ＳｉＯ2 ハードマスク法による金属のパターン形成は、
多層レジスト法と同様に工程が複雑でありスループット
にも問題がある。
では、工程の複雑化によるコスト増大とスループットの
低下，歩留まりの低下等の問題がある。また、近年、配
線工程等は平坦化プロセスの導入が検討されており、そ
の場合、反射の問題を除いては、多層の利点が全くない
ことになる。又、前記ポリシラン，ポリサイリーン等は
一般に合成が困難で、又膜形成にプラズマＣＶＤを用い
る場合、従来のスピンコートに比べてやはりコストの増
大とスループットの低下が避けられない。さらに、前記
ＳｉＯ2 ハードマスク法による金属のパターン形成は、
多層レジスト法と同様に工程が複雑でありスループット
にも問題がある。
【００１１】本発明の目的は、高い解像性能と、極めて
大きなドライエッチ耐性を有し、従って前述の単層有機
レジスト法における様々な問題点を解決できる新規なパ
ターン形成方法を提供することにある。
大きなドライエッチ耐性を有し、従って前述の単層有機
レジスト法における様々な問題点を解決できる新規なパ
ターン形成方法を提供することにある。
【００１２】また、本発明の別の目的は、前記化学増幅
系レジストの問題点を解決し、プロセス裕度が大きく、
寸法制御性に優れたパターン形成方法を提供することに
ある。
系レジストの問題点を解決し、プロセス裕度が大きく、
寸法制御性に優れたパターン形成方法を提供することに
ある。
【００１３】さらに、本発明の第３の目的は前記多層レ
ジストによるパターン形成方法及び、ハードマスクによ
るパターン形成方法の問題点を解決し、工程数の少ない
低コストでスループットの高いパターン形成方法を提供
することにある。
ジストによるパターン形成方法及び、ハードマスクによ
るパターン形成方法の問題点を解決し、工程数の少ない
低コストでスループットの高いパターン形成方法を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、被加工材を
表面に有する基板上に形成したＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ
−芳香族官能基結合を持つポリマー又はオリゴマーの化
合物やその混合物を、８０重量パーセント以上含む感光
性材料を、大気中もしくは酸素雰囲気中で、選択的に波
長２５０ｎｍ以下の光を照射して露光部を光酸化し、こ
れを現像して上記露光部もしくは、それ以外の部分を選
択的に除去してレジストパターンを形成することにより
達成される。
表面に有する基板上に形成したＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ
−芳香族官能基結合を持つポリマー又はオリゴマーの化
合物やその混合物を、８０重量パーセント以上含む感光
性材料を、大気中もしくは酸素雰囲気中で、選択的に波
長２５０ｎｍ以下の光を照射して露光部を光酸化し、こ
れを現像して上記露光部もしくは、それ以外の部分を選
択的に除去してレジストパターンを形成することにより
達成される。
【００１５】上記レジストパターンを用いて上記被加工
材をエッチングすることができる。その場合Ｓｉ原子数
に対するＯ原子数の比が１：１以上のレジストパターン
を用いることが望ましい。
材をエッチングすることができる。その場合Ｓｉ原子数
に対するＯ原子数の比が１：１以上のレジストパターン
を用いることが望ましい。
【００１６】上記レジストとしては、例えば化学式１な
いし３の一般式で表わされる化合物等を用いることがで
きる。露光波長に光吸収のピークを持つ官能基を、露光
波長のエネルギーより小さい活性化エネルギーを持つ化
学結合で側鎖に導入することにより高い感度が得られ
る。また、光照射によってラジカルを発生する化合物を
加えてもよい。また、Ｓｉ原子数に対するＯ原子数の比
が１：１以上である材料を使うことが望ましい。
いし３の一般式で表わされる化合物等を用いることがで
きる。露光波長に光吸収のピークを持つ官能基を、露光
波長のエネルギーより小さい活性化エネルギーを持つ化
学結合で側鎖に導入することにより高い感度が得られ
る。また、光照射によってラジカルを発生する化合物を
加えてもよい。また、Ｓｉ原子数に対するＯ原子数の比
が１：１以上である材料を使うことが望ましい。
【００１７】
【化４】
【００１８】
【化５】
【００１９】
【化６】
【００２０】上記露光光としては、波長２５０ｎｍ以下
の光、例えば、ＡｒＦエキシマレーザー又は、Ｆ2 エキ
シマレーザーを用いることができる。酸素分圧を１Torr
〜７６０Torrの雰囲気で行うことにより、光酸化を効率
的に行うことができる。
の光、例えば、ＡｒＦエキシマレーザー又は、Ｆ2 エキ
シマレーザーを用いることができる。酸素分圧を１Torr
〜７６０Torrの雰囲気で行うことにより、光酸化を効率
的に行うことができる。
【００２１】上記現像は、極性有機溶媒等のウェット現
像で行う。また、プラズマを用いたドライ現像を行って
もよい。
像で行う。また、プラズマを用いたドライ現像を行って
もよい。
【００２２】上記パターン露光後、加熱することにより
露光部の酸化を促進することができる。また、上記現像
の後レジストパターンを、酸素リアクティブイオンエッ
チング等を用いて、酸素プラズマ雰囲気中にさらすこと
により、レジストパターン中に残存する有機物を除去す
ることができる。３００ｎｍ以下の短波長光源で照射し
ても同様の効果が得られる。
露光部の酸化を促進することができる。また、上記現像
の後レジストパターンを、酸素リアクティブイオンエッ
チング等を用いて、酸素プラズマ雰囲気中にさらすこと
により、レジストパターン中に残存する有機物を除去す
ることができる。３００ｎｍ以下の短波長光源で照射し
ても同様の効果が得られる。
【００２３】上記エッチングは、一般的にドライエッチ
ング又は、光アシストエッチング等により行われるが、
ウエットエッチングを用いてもかまわない。なお、上記
レジスト膜は、所望のパターンの最小寸法に対してアス
ペクト比が３以下となるように形成することが好まし
い。
ング又は、光アシストエッチング等により行われるが、
ウエットエッチングを用いてもかまわない。なお、上記
レジスト膜は、所望のパターンの最小寸法に対してアス
ペクト比が３以下となるように形成することが好まし
い。
【００２４】上記被加工材は、有機物又は、金属等であ
り、平坦化加工されていることが望ましい。特に、本発
明はＭＯＳ半導体において、ゲート又は、配線又は、キ
ャパシタ等の加工に適している。
り、平坦化加工されていることが望ましい。特に、本発
明はＭＯＳ半導体において、ゲート又は、配線又は、キ
ャパシタ等の加工に適している。
【００２５】
【作用】本発明の作用を図１と式を用いて説明する。例
えば、ポリフェニルシルセスキオサン（以下［Ｗ−Ｓ
ｉ］と表わす）を、被加工材を表面に有する基板上１に
回転塗布してレジスト膜２を形成する（図１（ａ））。
エキシマレーザー光３等で大気中もしくは酸素雰囲気中
でパターン露光を行うと、光エネルギーは上記ポリフェ
ニルシルセスキオキサン分子４中のベンゼン環５に吸収
されＳｉ−フェニル基の結合が切断され反応性に富むラ
ジカル６（以下［Ｗ−Ｓｉ］・と表わす）が生成する
（図１（ｂ））。
えば、ポリフェニルシルセスキオサン（以下［Ｗ−Ｓ
ｉ］と表わす）を、被加工材を表面に有する基板上１に
回転塗布してレジスト膜２を形成する（図１（ａ））。
エキシマレーザー光３等で大気中もしくは酸素雰囲気中
でパターン露光を行うと、光エネルギーは上記ポリフェ
ニルシルセスキオキサン分子４中のベンゼン環５に吸収
されＳｉ−フェニル基の結合が切断され反応性に富むラ
ジカル６（以下［Ｗ−Ｓｉ］・と表わす）が生成する
（図１（ｂ））。
【００２６】 ［Ｗ−Ｓｉ］＋光エネルギー＞［Ｗ−Ｓｉ］・ 酸素分子又は、短波長光照射により生成した酸素ラジカ
ルやオゾン（以下Ｏ・と表わす）７等が上記レジスト中
に存在するため、上記ラジカルと酸素ラジカル等が反応
する。最終的に近接するポリフェニルシルセスキオキサ
ン分子が酸素原子を介して結ばれ露光部がＳｉＯ2 化す
る（図１（ｃ））。
ルやオゾン（以下Ｏ・と表わす）７等が上記レジスト中
に存在するため、上記ラジカルと酸素ラジカル等が反応
する。最終的に近接するポリフェニルシルセスキオキサ
ン分子が酸素原子を介して結ばれ露光部がＳｉＯ2 化す
る（図１（ｃ））。
【００２７】２［Ｗ−Ｓｉ］・ ＋ Ｏ・＞［Ｗ−Ｓｉ］
−Ｏ−［Ｗ−Ｓｉ］ 以上が光酸化反応のモデルである。
−Ｏ−［Ｗ−Ｓｉ］ 以上が光酸化反応のモデルである。
【００２８】上記レジストに対するフーリエ赤外吸収ス
ペクトルの露光前，露光後の実験結果を図２に示す。露
光によりフェニル基−Ｓｉの吸収が減少する一方、Ｓｉ
−Ｏの吸収が大きくなっており、上記の化学反応が起こ
っていることがわかる。
ペクトルの露光前，露光後の実験結果を図２に示す。露
光によりフェニル基−Ｓｉの吸収が減少する一方、Ｓｉ
−Ｏの吸収が大きくなっており、上記の化学反応が起こ
っていることがわかる。
【００２９】露光によりＳｉＯ2 化されたパターン部
は、Ｓｉ−Ｏ結合の数が３パーセント増加して３次元ネ
ットワーク化が進むと有機溶媒やアルカリ溶媒等に不溶
になる。従って、これらの溶媒を用いて現像することに
より、ネガ型のレジストパターン８を得ることができる
（図１（ｄ））。
は、Ｓｉ−Ｏ結合の数が３パーセント増加して３次元ネ
ットワーク化が進むと有機溶媒やアルカリ溶媒等に不溶
になる。従って、これらの溶媒を用いて現像することに
より、ネガ型のレジストパターン８を得ることができる
（図１（ｄ））。
【００３０】また、露光により生じたＳｉＯ2 はフッ酸
水溶液に可溶，有機物を含んだ未露光部は不溶であるの
で、フッ酸水溶液で現像するとポジ型のレジストパター
ンを得ることができる。
水溶液に可溶，有機物を含んだ未露光部は不溶であるの
で、フッ酸水溶液で現像するとポジ型のレジストパター
ンを得ることができる。
【００３１】上記の如く形成したＳｉＯ2 膜をマスクと
して下地をドライエッチングすると、Ｓｉ−Ｏ結合の結
合エネルギーは非常に大きいため、有機物によって構成
された従来のレジストをマスクとする場合より、１桁以
上高い選択比が得られる。このため、本パターン形成方
法はドライエッチ反応性の低い金属膜の加工にも適して
いる。
して下地をドライエッチングすると、Ｓｉ−Ｏ結合の結
合エネルギーは非常に大きいため、有機物によって構成
された従来のレジストをマスクとする場合より、１桁以
上高い選択比が得られる。このため、本パターン形成方
法はドライエッチ反応性の低い金属膜の加工にも適して
いる。
【００３２】以上の説明では、シルセスキオキサンポリ
マー又は、オリゴマーの側鎖にベンゼン環が導入された
場合について述べたが、他にも色々な場合が考えられ
る。主にシロキサン構造を有するポリマー又は、オリゴ
マーの官能基にベンゼン環誘導体を、又は主鎖にベンゼ
ン環誘導体を適当な割合で導入するか、もしくは、ベン
ゼン環誘導体を含むポリマーと含まないポリマー、例え
ば側鎖にメチル基を有するシロキサン等を適当な割合で
混合したレジストを用いることもできる。また、露光波
長において吸収を持つラジカル発生剤Ｘ（以下［Ｘ′−
Ｚ］とあらわす）を、上記レジストに添加したシリコン
含有レジストを用いることもできる。
マー又は、オリゴマーの側鎖にベンゼン環が導入された
場合について述べたが、他にも色々な場合が考えられ
る。主にシロキサン構造を有するポリマー又は、オリゴ
マーの官能基にベンゼン環誘導体を、又は主鎖にベンゼ
ン環誘導体を適当な割合で導入するか、もしくは、ベン
ゼン環誘導体を含むポリマーと含まないポリマー、例え
ば側鎖にメチル基を有するシロキサン等を適当な割合で
混合したレジストを用いることもできる。また、露光波
長において吸収を持つラジカル発生剤Ｘ（以下［Ｘ′−
Ｚ］とあらわす）を、上記レジストに添加したシリコン
含有レジストを用いることもできる。
【００３３】上記ラジカル発生剤Ｘの入った上記レジス
トの作用について、メチルシルセスキオキサンポリマー
９を例にとり、図３と式を用いて説明する。
トの作用について、メチルシルセスキオキサンポリマー
９を例にとり、図３と式を用いて説明する。
【００３４】上記ラジカル発生剤Ｘ１０に入りレジスト
１１を、被加工材を表面に有する基板上１２に回転塗布
により膜形成を行う（図３（ａ））。ＡｒＦエキシマレ
ーザー光３等によりパターン露光すると露光部レジスト
膜中の上記ラジカル発生剤に光エネルギーが吸収され、
ラジカル１３（以下Ｚ・と表わす。）が発生する（図３
（ｂ））。
１１を、被加工材を表面に有する基板上１２に回転塗布
により膜形成を行う（図３（ａ））。ＡｒＦエキシマレ
ーザー光３等によりパターン露光すると露光部レジスト
膜中の上記ラジカル発生剤に光エネルギーが吸収され、
ラジカル１３（以下Ｚ・と表わす。）が発生する（図３
（ｂ））。
【００３５】 ［Ｘ′−Ｚ］＋光エネルギー＞［Ｘ′］・ ＋ Ｚ・ 付近のメチルシルセスキオキサンポリマー分子(以下
［Ｙ−Ｓｉ］と表わす。)の側鎖のＳｉ−ＣＨ3 結合を
切りラジカル（以下［Ｙ−Ｓｉ］・と表わす。）を生成
する（図３（ｃ））。
［Ｙ−Ｓｉ］と表わす。)の側鎖のＳｉ−ＣＨ3 結合を
切りラジカル（以下［Ｙ−Ｓｉ］・と表わす。）を生成
する（図３（ｃ））。
【００３６】［Ｙ−Ｓｉ］＋ Ｚ・＞［Ｙ−Ｓｉ］・ 光エネルギーにより生成した酸素分子や酸素ラジカル，
オゾン(Ｏ・と表わす)７等が化学反応を起こし、シルセ
スキオキサンポリマー間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合ができ、
露光部がＳｉＯ2 化する（図３（ｄ））。
オゾン(Ｏ・と表わす)７等が化学反応を起こし、シルセ
スキオキサンポリマー間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合ができ、
露光部がＳｉＯ2 化する（図３（ｄ））。
【００３７】２［Ｙ−Ｓｉ］・ ＋ Ｏ・＞［Ｙ−Ｓｉ］
−Ｏ−［Ｙ−Ｓｉ］ 上記現像法を用いてネガ型１４，ポジ型現像を行う（図
４（ｅ））。本発明の趣旨を変えない範囲のシリコン含
有レジストを用いることができる。
−Ｏ−［Ｙ−Ｓｉ］ 上記現像法を用いてネガ型１４，ポジ型現像を行う（図
４（ｅ））。本発明の趣旨を変えない範囲のシリコン含
有レジストを用いることができる。
【００３８】被加工材料や加工したい寸法に応じて、ド
ライエッチングに必要なレジスト膜厚が決まる。しか
し、好ましいドライエッチング形状を得るためには、露
光波長に対してレジストの透過率を６０％以上とするこ
とが好ましい。上記のレジストは、どのような膜厚に対
しても、透過率を調整することができる。また、容易に
スピンコートが可能であり、溶剤に対する濃度を変える
ことにより所望の膜厚を得ることができる。
ライエッチングに必要なレジスト膜厚が決まる。しか
し、好ましいドライエッチング形状を得るためには、露
光波長に対してレジストの透過率を６０％以上とするこ
とが好ましい。上記のレジストは、どのような膜厚に対
しても、透過率を調整することができる。また、容易に
スピンコートが可能であり、溶剤に対する濃度を変える
ことにより所望の膜厚を得ることができる。
【００３９】露光光源としては、ＡｒＦおよびＫｒＦエ
キシマレーザー等が考えられるが、特に２２０ｎｍ以下
の波長領域においては、ベンゼン環や、二重結合を持つ
物質の吸収係数が高い。ＡｒＦエキシマレーザーの波長
（λ＝１９３ｎｍ）は、ベンゼン環の吸収ピークとほぼ
一致する。従って、露光エネルギーはベンゼン環等に選
択的に吸収される。一方、ＡｒＦエキシマレーザーのフ
ォトンエネルギーは、約６.１ｅＶ である。上記レジス
ト膜中のベンゼン環等に吸収されたエネルギーは、Ｓｉ
−Ｏの結合エネルギー８.３ｅＶ より小さいので、Ｓｉ
−Ｏ結合を切る確率は小さい。しかし、Ｓｉ−Ｃ結合の
結合エネルギーは、４.５ｅＶ ，Ｓｉ−Ｈの結合エネル
ギーは３.２４ｅＶ であるので、これらの結合を切る確
率が大きい。このため露光量を増やすにつれて、レジス
ト膜中の有機分が減少し、最後には完全にＳｉＯ2 にな
る。
キシマレーザー等が考えられるが、特に２２０ｎｍ以下
の波長領域においては、ベンゼン環や、二重結合を持つ
物質の吸収係数が高い。ＡｒＦエキシマレーザーの波長
（λ＝１９３ｎｍ）は、ベンゼン環の吸収ピークとほぼ
一致する。従って、露光エネルギーはベンゼン環等に選
択的に吸収される。一方、ＡｒＦエキシマレーザーのフ
ォトンエネルギーは、約６.１ｅＶ である。上記レジス
ト膜中のベンゼン環等に吸収されたエネルギーは、Ｓｉ
−Ｏの結合エネルギー８.３ｅＶ より小さいので、Ｓｉ
−Ｏ結合を切る確率は小さい。しかし、Ｓｉ−Ｃ結合の
結合エネルギーは、４.５ｅＶ ，Ｓｉ−Ｈの結合エネル
ギーは３.２４ｅＶ であるので、これらの結合を切る確
率が大きい。このため露光量を増やすにつれて、レジス
ト膜中の有機分が減少し、最後には完全にＳｉＯ2 にな
る。
【００４０】さらに、これら短波長の光、例えばＡｒＦ
エキシマレーザーは、空気中の酸素分子より多量の酸素
ラジカルやオゾンを生成する。短波長光になるほど、酸
素ラジカル等の活性の高い物質を多量に生成するので、
ＳｉＯ2 化がより効率的に進むものと考えられる。
エキシマレーザーは、空気中の酸素分子より多量の酸素
ラジカルやオゾンを生成する。短波長光になるほど、酸
素ラジカル等の活性の高い物質を多量に生成するので、
ＳｉＯ2 化がより効率的に進むものと考えられる。
【００４１】なお、上記露光により、上記レジスト膜中
の有機分が減少すると、体積収縮を起こす可能性があ
る。従ってレジスト内のストレスによるクラック，パタ
ーン歪み，寸法変動等を防止するため、被加工材とレジ
ストの密着性を強化する表面処理を行うことが望まし
い。
の有機分が減少すると、体積収縮を起こす可能性があ
る。従ってレジスト内のストレスによるクラック，パタ
ーン歪み，寸法変動等を防止するため、被加工材とレジ
ストの密着性を強化する表面処理を行うことが望まし
い。
【００４２】ＳｉＯ2 化されたパターン部に残存する有
機材料は必要に応じて、酸素アッシング又は、Ｏ2 リア
クティブイオンエッチング又は、熱処理すること等によ
って取り除くことが可能である。
機材料は必要に応じて、酸素アッシング又は、Ｏ2 リア
クティブイオンエッチング又は、熱処理すること等によ
って取り除くことが可能である。
【００４３】露光後の熱処理により有機材料を取り除く
場合、前記ラジカル発生剤から酸が発生し、これが酸触
媒となって、前記レジスト中に存在するシラノール基と
脱水縮合反応が生じる、化学増幅反応の可能性があるた
め注意が必要である。
場合、前記ラジカル発生剤から酸が発生し、これが酸触
媒となって、前記レジスト中に存在するシラノール基と
脱水縮合反応が生じる、化学増幅反応の可能性があるた
め注意が必要である。
【００４４】上記レジストはＳｉ−Ｏ結合を持つポリマ
ー又はオリゴマー、またはＳｉ−Ｏ結合を持つポリマー
又はオリゴマーの混合物を８０重量パーセント以上含む
ため、ドライエッチング耐性が高い。特にＳｉ原子数に
対するＯ原子数が１：１以上の材料は、ドライエッチン
グ耐性の向上が著しい。
ー又はオリゴマー、またはＳｉ−Ｏ結合を持つポリマー
又はオリゴマーの混合物を８０重量パーセント以上含む
ため、ドライエッチング耐性が高い。特にＳｉ原子数に
対するＯ原子数が１：１以上の材料は、ドライエッチン
グ耐性の向上が著しい。
【００４５】
（実施例１）シリコン基板上にＣＶＤにより形成した膜
厚０.２μｍ のポリシリコン膜上に、ポリフェニルメチ
ルシルセスキオキサンのエチルセルソルブ５重量パーセ
ント溶液を、４０００rpm，６０秒の条件で回転塗布
し、その後８０℃で３分熱処理して、膜厚６０ｎｍレジ
スト膜を形成した。上記基板に、ＡｒＦエキシマレーザ
ー露光装置（ＮＡ＝０.５５）を用いて０.１μｍから１
μｍの寸法のパターンを露光した。メタノールで３０秒
現像した後水洗して、１００℃，４０秒熱処理した。パ
ターン露光部を、走査型電子顕微鏡で観察した結果、レ
ーザー照射量４０ｍＪ／cm2に対して、寸法０.１μｍ，
厚さ５０ｎｍ程度のレジストパターンが形成されたこと
を確認した。上記レジストパターンをマスクとして、Ｃ
ｌ2 ガスで、下地のＥＣＲμ波プラズマエッチングを行
った。上記基板の断面形状をＳＥＭで観察した結果、ポ
リシリコンに対して上記レジストパターンの選択比は３
０程度、エッチング形状は良好であった。
厚０.２μｍ のポリシリコン膜上に、ポリフェニルメチ
ルシルセスキオキサンのエチルセルソルブ５重量パーセ
ント溶液を、４０００rpm，６０秒の条件で回転塗布
し、その後８０℃で３分熱処理して、膜厚６０ｎｍレジ
スト膜を形成した。上記基板に、ＡｒＦエキシマレーザ
ー露光装置（ＮＡ＝０.５５）を用いて０.１μｍから１
μｍの寸法のパターンを露光した。メタノールで３０秒
現像した後水洗して、１００℃，４０秒熱処理した。パ
ターン露光部を、走査型電子顕微鏡で観察した結果、レ
ーザー照射量４０ｍＪ／cm2に対して、寸法０.１μｍ，
厚さ５０ｎｍ程度のレジストパターンが形成されたこと
を確認した。上記レジストパターンをマスクとして、Ｃ
ｌ2 ガスで、下地のＥＣＲμ波プラズマエッチングを行
った。上記基板の断面形状をＳＥＭで観察した結果、ポ
リシリコンに対して上記レジストパターンの選択比は３
０程度、エッチング形状は良好であった。
【００４６】本実施例では、ポリメチルフェニルシルセ
スキオキサンをレジストに用いたが、シロキサン結合を
持つ物質で、適当な吸収係数と感度を持つものならこれ
に限らない。吸収の強い物質と、吸収の少ない物質を混
合することによって適当な透過率に調整したレジストを
用いることもできる。
スキオキサンをレジストに用いたが、シロキサン結合を
持つ物質で、適当な吸収係数と感度を持つものならこれ
に限らない。吸収の強い物質と、吸収の少ない物質を混
合することによって適当な透過率に調整したレジストを
用いることもできる。
【００４７】例えば、ＡｒＦエキシマレーザーで露光す
る場合、ポリメチルシルセスキオキサンと、ポリフェニ
ルシルセスキオキサンの４：１の混合物によるレジスト
は、０.１μｍの膜厚で７０パーセントの透過率を持
ち、しかも４０ｍＪ／cm2の高い感度を持つ。
る場合、ポリメチルシルセスキオキサンと、ポリフェニ
ルシルセスキオキサンの４：１の混合物によるレジスト
は、０.１μｍの膜厚で７０パーセントの透過率を持
ち、しかも４０ｍＪ／cm2の高い感度を持つ。
【００４８】本実施例以外のレジスト材料を用いる場
合、レジスト溶媒，レジスト溶媒に対する濃度，回転塗
布時間や回転数，現像液や現像時間等の条件を適切に選
ぶことで、より効果的なパターン形成ができる。
合、レジスト溶媒，レジスト溶媒に対する濃度，回転塗
布時間や回転数，現像液や現像時間等の条件を適切に選
ぶことで、より効果的なパターン形成ができる。
【００４９】本実施例では、ＡｒＦエキシマレーザーを
用いて露光したが、他のどのような短波長光原を用いて
もよい。エッチングガスとしてＣｌ2 を用いたが、ポリ
シリコンのエッチングガスとして知られているガスな
ら、本実施例に捕われない。例えば、ＣＦ4(＋Ｏ2），
ＨＢｒ(＋Ｏ2)等の弗素系や臭素系ガスを用いてもよ
い。また、本実施例と同様にして、ＰドープドＳｉ基
板，シリコン基板，アモルファスシリコン等のパターン
形成を行うことができる。
用いて露光したが、他のどのような短波長光原を用いて
もよい。エッチングガスとしてＣｌ2 を用いたが、ポリ
シリコンのエッチングガスとして知られているガスな
ら、本実施例に捕われない。例えば、ＣＦ4(＋Ｏ2），
ＨＢｒ(＋Ｏ2)等の弗素系や臭素系ガスを用いてもよ
い。また、本実施例と同様にして、ＰドープドＳｉ基
板，シリコン基板，アモルファスシリコン等のパターン
形成を行うことができる。
【００５０】（実施例２）ポリヒドロキシベンジルシル
セスキオキサンとトリクロロフェノール（ラジカル発生
剤）を重量比３：１で混合して、１０パーセントエチル
セルソルブ溶液をつくる。Ｓｉ基板上に０.１μｍ の熱
酸化膜を形成し、スパッタにより膜厚５０ｎｍのＷ膜、
その上に０.５μｍ のＣｕ膜を形成した。上記レジスト
を上記基板上に２０００回転，６０秒で回転塗布し、膜
厚２００ｎｍのレジスト膜を形成した。その後実施例１
と同様にして、ＫｒＦエキシマレーザー露光を行い、TM
AH（テトラメチル アンモニウム ハイドロオキサイ
ド）で現像した。その結果有機物をふくむＳｉ酸化膜の
パターンが形成された。上記パターンをマスクとして、
上記基板をＣｌ2 ドライエッチングした。走査型電子顕
微鏡でエッチング形状を観察した結果、Ｃｕの０.２μ
ｍ 幅のパターンが形成できたことを確認した。
セスキオキサンとトリクロロフェノール（ラジカル発生
剤）を重量比３：１で混合して、１０パーセントエチル
セルソルブ溶液をつくる。Ｓｉ基板上に０.１μｍ の熱
酸化膜を形成し、スパッタにより膜厚５０ｎｍのＷ膜、
その上に０.５μｍ のＣｕ膜を形成した。上記レジスト
を上記基板上に２０００回転，６０秒で回転塗布し、膜
厚２００ｎｍのレジスト膜を形成した。その後実施例１
と同様にして、ＫｒＦエキシマレーザー露光を行い、TM
AH（テトラメチル アンモニウム ハイドロオキサイ
ド）で現像した。その結果有機物をふくむＳｉ酸化膜の
パターンが形成された。上記パターンをマスクとして、
上記基板をＣｌ2 ドライエッチングした。走査型電子顕
微鏡でエッチング形状を観察した結果、Ｃｕの０.２μ
ｍ 幅のパターンが形成できたことを確認した。
【００５１】本実施例では、ラジカル発生剤として、ト
リクロロフェノールを用いたが露光によってラジカルを
発生させるものであれば、これに限らない。例えば、塩
素系化合物や、臭素系化合物，沃素系化合物等が考えら
れるが、使用する化合物の吸収係数によってシリコン含
有ポリマーとの混合の比率を調整しなければならない。
本実施例に捕われず、Ｃｕをドライエッチするガスとし
て知られているものならどれでもよい。例えばＣｌ(＋
Ｏ2）等の塩素系のエッチングガスを用いることもでき
る。
リクロロフェノールを用いたが露光によってラジカルを
発生させるものであれば、これに限らない。例えば、塩
素系化合物や、臭素系化合物，沃素系化合物等が考えら
れるが、使用する化合物の吸収係数によってシリコン含
有ポリマーとの混合の比率を調整しなければならない。
本実施例に捕われず、Ｃｕをドライエッチするガスとし
て知られているものならどれでもよい。例えばＣｌ(＋
Ｏ2）等の塩素系のエッチングガスを用いることもでき
る。
【００５２】（実施例３）０.１μｍ の熱酸化膜を形成
しておいたＳｉ基板上にスパッタにより膜厚0.5μｍの
Ａｌ−Ｓｉ膜を形成した。その後実施例１と同様に、レ
ジストを塗布し、露光し、現像して、レジストパターン
形成を行った後、ＣＦ4(＋Ｃｌ2)をエッチングガスとし
てドライエッチを行った。走査型電子顕微鏡でエッチン
グ形状を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形成
できたことを確認した。
しておいたＳｉ基板上にスパッタにより膜厚0.5μｍの
Ａｌ−Ｓｉ膜を形成した。その後実施例１と同様に、レ
ジストを塗布し、露光し、現像して、レジストパターン
形成を行った後、ＣＦ4(＋Ｃｌ2)をエッチングガスとし
てドライエッチを行った。走査型電子顕微鏡でエッチン
グ形状を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形成
できたことを確認した。
【００５３】実施例１と同じくレジスト材料も、露光光
源についても本実施例のみに限るものではない。例え
ば、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2(＋ＣＦ4）等のエッチングガスを用
いることもできる。
源についても本実施例のみに限るものではない。例え
ば、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2(＋ＣＦ4）等のエッチングガスを用
いることもできる。
【００５４】（実施例４）Ｓｉ基板上に膜厚０.５μｍ
のポリイミド膜を形成した。その後実施例１と同様に、
レジストを塗布し、露光し、現像して、レジストパター
ン形成を行った後、Ｏ2 リアクティブイオンエッチング
を行った。レジストパターンとポリイミド膜の選択比は
５０以上であった。走査型電子顕微鏡でエッチング形状
を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形成できた
ことを確認した。
のポリイミド膜を形成した。その後実施例１と同様に、
レジストを塗布し、露光し、現像して、レジストパター
ン形成を行った後、Ｏ2 リアクティブイオンエッチング
を行った。レジストパターンとポリイミド膜の選択比は
５０以上であった。走査型電子顕微鏡でエッチング形状
を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形成できた
ことを確認した。
【００５５】本実施例と同様にして、有機膜のパターン
形成ができる。
形成ができる。
【００５６】（実施例５）Ｓｉ基板上にスパッタで膜厚
０.２μｍのＰｔ膜，その上に０.２μｍのＴｉＮ膜を形
成した。その後実施例２と同様に、レジストを塗布し、
露光し、現像して、レジストパターン形成を行った後、
Ｃｌ2 エッチングガスとしてＴｉＮ膜をドライエッチン
グして、パターン転写を行った後、ＣＦ4(＋Ｏ2)をエッ
チングガスとしてＰｔのドライエッチングを行った。レ
ジストパターンとＴｉＮの選択比は６程度であった。走
査型電子顕微鏡でエッチング形状を観察した結果、０.
２ μｍ幅のパターンが形成できたことを確認した。
０.２μｍのＰｔ膜，その上に０.２μｍのＴｉＮ膜を形
成した。その後実施例２と同様に、レジストを塗布し、
露光し、現像して、レジストパターン形成を行った後、
Ｃｌ2 エッチングガスとしてＴｉＮ膜をドライエッチン
グして、パターン転写を行った後、ＣＦ4(＋Ｏ2)をエッ
チングガスとしてＰｔのドライエッチングを行った。レ
ジストパターンとＴｉＮの選択比は６程度であった。走
査型電子顕微鏡でエッチング形状を観察した結果、０.
２ μｍ幅のパターンが形成できたことを確認した。
【００５７】実施例１と同じくレジスト材料も、露光光
源についても本実施例のみに限るものではない。例え
ば、エッチングガスとして、Ｃｌ2 ，ＨＢｒ等を用いる
こともできる。
源についても本実施例のみに限るものではない。例え
ば、エッチングガスとして、Ｃｌ2 ，ＨＢｒ等を用いる
こともできる。
【００５８】（実施例６）Ｓｉ基板上に膜厚０.１μｍ
のＳｉ3Ｎ4膜を形成した。その後実施例１と同様に、レ
ジストを塗布し、露光し、現像して、レジストパターン
形成を行った後、ＣＦ4(＋Ｏ2)をエッチングガスとして
ドライエッチングを行った。走査型電子顕微鏡でエッチ
ング形状を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形
成できたことを確認した。
のＳｉ3Ｎ4膜を形成した。その後実施例１と同様に、レ
ジストを塗布し、露光し、現像して、レジストパターン
形成を行った後、ＣＦ4(＋Ｏ2)をエッチングガスとして
ドライエッチングを行った。走査型電子顕微鏡でエッチ
ング形状を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形
成できたことを確認した。
【００５９】（実施例７）Ｓｉ基板上に膜厚０.５μｍ
のＷ膜を形成した。その後実施例１と同様に、レジスト
を塗布し、露光し、現像して、レジストパターン形成を
行った後、ＣＦ4(＋Ｏ2)をエッチングガスとしてドライ
エッチングを行った。走査型電子顕微鏡でエッチング形
状を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形成でき
たことを確認した。レジスト膜とＷ膜の選択比は１０程
度であった。
のＷ膜を形成した。その後実施例１と同様に、レジスト
を塗布し、露光し、現像して、レジストパターン形成を
行った後、ＣＦ4(＋Ｏ2)をエッチングガスとしてドライ
エッチングを行った。走査型電子顕微鏡でエッチング形
状を観察した結果、０.２μｍ 幅のパターンが形成でき
たことを確認した。レジスト膜とＷ膜の選択比は１０程
度であった。
【００６０】実施例１と同じくレジスト材料も、露光光
源についても本実施例のみに限るものではない。ＳＦ6
を用いてドライエッチングを行うことができるが、条件
の変更，最適化が必要である。
源についても本実施例のみに限るものではない。ＳＦ6
を用いてドライエッチングを行うことができるが、条件
の変更，最適化が必要である。
【００６１】本実施例と同様にして、Ｗ−Ｓｉ，Ｍｏ膜
等のパターン形成を行うことができる。
等のパターン形成を行うことができる。
【００６２】上記各実施例においては、被加工材，レジ
ストの種類，露光方法，現像方法，エッチング方法等
を、本発明の趣旨を変更しない限りにおいて自由に変え
ることができる。その場合、レジスト膜厚，塗布条件，
エッチングガス等の条件の変更，最適化が必要である。
ストの種類，露光方法，現像方法，エッチング方法等
を、本発明の趣旨を変更しない限りにおいて自由に変え
ることができる。その場合、レジスト膜厚，塗布条件，
エッチングガス等の条件の変更，最適化が必要である。
【００６３】
【発明の効果】以上本発明によれば、被加工材を表面に
有する基板上に形成したシリコン含有レジスト膜に、大
気中もしくは酸素雰囲気中で選択的に光を照射して露光
部を光酸化し、これを現像して上記光酸化した部分もし
くは、それ以外の部分を選択的に除去してレジストパタ
ーンを形成し、これをマスクとして、被加工材をエッチ
ングすることにより、高い解像性能と、大きなドライエ
ッチ耐性，優れた寸法制御性を有し、かつ工程数の少な
い低コストでスループットの高いパターン形成が可能と
なる。
有する基板上に形成したシリコン含有レジスト膜に、大
気中もしくは酸素雰囲気中で選択的に光を照射して露光
部を光酸化し、これを現像して上記光酸化した部分もし
くは、それ以外の部分を選択的に除去してレジストパタ
ーンを形成し、これをマスクとして、被加工材をエッチ
ングすることにより、高い解像性能と、大きなドライエ
ッチ耐性，優れた寸法制御性を有し、かつ工程数の少な
い低コストでスループットの高いパターン形成が可能と
なる。
【図１】本発明の原理を示す模式図。
【図２】ポリフェニルシルセスキオキサンの露光前後の
フーリエ赤外吸収の測定図。
フーリエ赤外吸収の測定図。
【図３】本発明の原理を示す模式図。
１…被加工材を表面に有する基板、２…レジスト膜、３
…露光光、４…ポリフェニルシルセスキオキサン分子、
５…ベンゼン環、６…フェニルシルセスキオキサン分子
ラジカル、７…酸素ラジカル、又は酸素分子、又はオゾ
ン、８…レジストパターン、９…ポリメチルシルセスキ
オキサン、１０…ラジカル発生剤、１１…レジスト膜、
１２…被加工材を表面に有する基板、１３…ラジカル、
１４…レジストパターン。
…露光光、４…ポリフェニルシルセスキオキサン分子、
５…ベンゼン環、６…フェニルシルセスキオキサン分子
ラジカル、７…酸素ラジカル、又は酸素分子、又はオゾ
ン、８…レジストパターン、９…ポリメチルシルセスキ
オキサン、１０…ラジカル発生剤、１１…レジスト膜、
１２…被加工材を表面に有する基板、１３…ラジカル、
１４…レジストパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/30 Ｇ０３Ｆ 7/30 7/36 7/36 7/38 ５１２ 7/38 ５１２ 7/40 ５２１ 7/40 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/312 Ｃ 21/3065 21/30 ５６８ 21/312 ５６９Ｅ ５６９Ｈ ５７０ ５７１ 21/302 Ｈ
Claims (22)
- 【請求項１】被加工材を表面に有する基板上に選択的に
光を照射してパターンを形成する方法において、Ｓｉ−
Ｏ結合およびＳｉ−芳香族官能基結合を持つポリマー又
はオリゴマー、またはＳｉ−Ｏ結合を持つポリマーとＳ
ｉ−芳香族官能基結合を持つポリマー又はオリゴマーの
混合物を、８０重量パーセント以上含む感光性材料を、
回転塗布法により上記基板上にレジスト膜として形成
し、大気中、または酸素雰囲気中で波長２５０ｎｍ以下
の光を用いて、上記レジスト膜を選択的に露光すること
により、上記露光部のＳｉ−Ｏ結合数を３パーセント以
上増加させ、上記レジスト膜を現像して上記露光部、又
は上記露光部以外のレジスト膜を選択的に除去し、レジ
ストパターンを形成することを特徴とするパターン形成
方法。 - 【請求項２】前記レジストパターンをマスクとして前記
被加工材をエッチングすることを特徴とする請求項１記
載のパターン形成方法。 - 【請求項３】前記感光性材料の主成分たるポリマー又は
オリゴマーは、Ｓｉ原子数に対するＯ原子数の比が１：
１以上であることを特徴とする請求項１記載のパターン
形成方法。 - 【請求項４】前記現像後のレジストパターン中のＳｉ原
子数に対するＯ原子数の比が１：１以上であることを特
徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項５】前記レジストは、化学式１又は、化学式２
又は、化学式３の一般式（Ｒはアルコール基、又は芳香
族基、又はアルキル基、又は水酸基のいずれかであり、
同一分子中で同じとは限らない）で表わされる化合物の
いずれか、またはこれらの混合物であり、上記Ｒ中の少
なくともいずれか１つは、芳香族基であることを特徴と
する請求項１記載のパターン形成方法。 【化１】 【化２】 【化３】 - 【請求項６】前記レジストは、光照射によってラジカル
を発生させる化合物を含むことを特徴とする請求項１記
載のパターン形成方法。 - 【請求項７】前記レジストは、光照射によって酸、又は
塩基を発生する化合物を含まないことを特徴とする請求
項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項８】前記露光はＡｒＦエキシマレーザー又は、
Ｆ2 エキシマレーザーを光源として行われることを特徴
とする請求項６記載のパターン形成方法。 - 【請求項９】前記露光は、酸素分圧を１Torr〜７６０To
rrの雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１記載
のパターン形成方法。 - 【請求項１０】前記現像は、極性有機溶媒、又は非極性
有機溶媒、又はアルカリ性溶液、又は中性溶液、又は酸
性溶液のいずれかによって行われることを特徴とする請
求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項１１】前記現像は、プラズマを用いたドライ現
像により行うことを特徴とする請求項１記載のパターン
形成方法。 - 【請求項１２】前記パターン露光後、前記基板を加熱す
ることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項１３】前記現像の後、前記レジストパターンを
酸素プラズマ雰囲気中にさらすことを特徴とする請求項
１記載のパターン形成方法。 - 【請求項１４】前記現像後、前記レジストパターンを酸
素リアクティブイオンエッチングするか、又はアッシン
グするか、又は３００ｎｍ以下の光を照射することを特
徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項１５】前記エッチングは、ドライエッチング又
は、光アシストエッチングにより行われることを特徴と
する請求項２記載のパターン形成方法。 - 【請求項１６】前記基板は、平坦化加工された被加工材
を表面に有する基板であることを特徴とする請求項２記
載のパターン形成方法。 - 【請求項１７】前記被加工材が、有機物、又は金属、又
は半導体、又はこれらの酸化物であることを特徴とする
請求項２記載のパターン形成方法。 - 【請求項１８】前記被加工材は、ＭＯＳデバイスにおけ
るゲート又は、配線又は、キャパシタ膜のいずれかであ
ることを特徴とする請求項２記載のパターン形成方法。 - 【請求項１９】前記レジスト膜の主たる成分であるシリ
コン含有物は、露光波長において吸収のピークを持つ官
能基を、露光波長のエネルギーより小さい活性化エネル
ギーを持つ化学結合で側鎖に導入した感光材料であるこ
とを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項２０】前記レジスト膜は、ベンゼン環又は、ベ
ンゼン環誘導体を、所望のレジスト膜厚に対して、露光
波長での透過率が６０パーセント以上となるように、レ
ジストの主鎖又は、側鎖に導入したレジストであること
を特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項２１】前記レジスト膜は、所望のパターンの最
小寸法に対してアスペクト比が３以下となる膜厚で形成
することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方
法。 - 【請求項２２】前記請求項５に記載の化学式１又は、化
学式２又は、化学式３の一般式（Ｒはアルコール基、又
は芳香族基、又はアルキル基、又は水酸基のいずれかで
あり、同一分子中で同じとは限らない）で表わされる化
合物のいずれか、又は混合物で、上記Ｒ中の少なくとも
いずれか１つは芳香族基である感光性材料を用いる感光
膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7127769A JPH08320568A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | パターン形成方法及び感光膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7127769A JPH08320568A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | パターン形成方法及び感光膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320568A true JPH08320568A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=14968245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7127769A Pending JPH08320568A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | パターン形成方法及び感光膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08320568A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007026652A1 (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | 膜形成組成物、これを用いたパターン形成方法及び三次元モールド |
| JP2011116953A (ja) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | マスク材組成物、不純物拡散層の形成方法、および太陽電池 |
| JP2011520242A (ja) * | 2008-02-20 | 2011-07-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | フォトレジスト又はドライエッチングを必要としないパターン化ハードマスク薄膜（ｒｆｐ）形成のプロセスシーケンス |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP7127769A patent/JPH08320568A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007026652A1 (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | 膜形成組成物、これを用いたパターン形成方法及び三次元モールド |
| JP2011520242A (ja) * | 2008-02-20 | 2011-07-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | フォトレジスト又はドライエッチングを必要としないパターン化ハードマスク薄膜（ｒｆｐ）形成のプロセスシーケンス |
| JP2011116953A (ja) * | 2009-11-06 | 2011-06-16 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | マスク材組成物、不純物拡散層の形成方法、および太陽電池 |
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