JPS59181535A - ネガレジストのパタ−ン形成方法 - Google Patents

ネガレジストのパタ−ン形成方法

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JPS59181535A
JPS59181535A JP58053673A JP5367383A JPS59181535A JP S59181535 A JPS59181535 A JP S59181535A JP 58053673 A JP58053673 A JP 58053673A JP 5367383 A JP5367383 A JP 5367383A JP S59181535 A JPS59181535 A JP S59181535A
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JP
Japan
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ultraviolet rays
pattern
resist
lmr
dry etching
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Yoshio Yamashita
山下 吉雄
Takaharu Kawazu
河津 隆治
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

Landscapes

  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、半導体、磁気バブル累子あるいは九比、用部
品等の製造に好適な微細ネガレノストのパターン形成方
法に関するものである。
(従来技術) 近年半導体集積回路等に関して高集積化への要求は益々
高まって4.・す、これに伴ないリソグラフィの分野で
は従来の元(%に紫外線)に変って電子線、X線又は遠
紫外線等波長の短かい光源が使用されてきた。
米のフォトリングラフィの延長上の技術で!ながら容易
にザブミクロンの転写k ”T I正ならしめるもので
おり、今後の微細加工に大いに期待できるものとされて
いる。
かかる遠紫外i 1Jソグラフイに用いるレノストに対
しては、遠紫外領域に昼感度であり、しかもが1像力及
び1ljl熱性が高くかつ耐ドライエツチング性に優れ
ていることが要求される。
ところでポリメチルメタクリレート(以下PMMAと略
す)はかかる遠紫外線用レノストとして艮く昶られたも
のであり、即ちコンホーマブルマスクを用いた密着路光
により0.2μm以下の優れた解像力を有している。し
かし他方このPMMAはその感度が低くしかもドライエ
ツチング耐性も十分と(才云えない。
遠紫外線用レジストとして他にメタクリル酸エステル瓜
合体やメタクリル酸エステルの共重合体も同様に知られ
ているが、これらも上記と同様にドライエツチング耐性
に関して残されγこ問題がある。
そして又、ビニルフェノールとシアノドジフェニルスル
フォンかうfiるレノスト(以下MR8と111i’、
す)は直感)fでかつドライエツチング1酎性も良好で
特性金准しているが十分な耐熱性を壱するものではない
という欠点がbつ1こ。
(発明の目的) 即ち遠紫外線に対して筒感度かつ高解像性であり、更に
ドライエツチング1酎性及び耐熱性の高いしバスト拐イ
・斗、更(こかかる目的に適合するレノスト・やターン
の形成方法の確立が’j!Ii <望まれ−Cいるのが
実情である。
ここに本発明者等(ま上記安来に応するべく鋭意研究を
重ねた結果、蹟4反上にキノンジアットを含有する重合
体の皮Bpを形成しこれに遠紫外線を照射し、酢酸エス
テル又はアル、−ルケトンを含有する浴液で状像するこ
とにより、上述の耐ドライエツチング性及び耐熱性を著
しく改善し腑像力の良いレノストパターンを商感度で形
成することができることを児出しこの発明に到達したの
である。
(発明の構成) 即ち本発明は、基板上にキノンノアノドを含廟する重合
体による皮膜を形成し、波長180〜300nmの遠紫
外線を照射し、次Qこ自Y酸エステル又はアルキルケト
ンを含有する浴液で現イオすることを特徴とするネガレ
ノストの・やターンノヒJ或方法である。
この発明においてレジスト材料としてIi 41 iこ
後記実施例にも示したように、ノ4?ラック4σj月旨
のナフトキノン−1,2−ノアジト−−S−スルフ」−
ンj亥エステル(以下LMRと略す)が好う産(こ用い
られる。そしてキノンジアジド基としてベンゾキノンジ
アジド及びナフトキノンノアシト”等カー児」ら才tで
居pこれら(はいづれも本発明に使用して1司様の目的
を達成し得る。
上記LMRは遠紫外線に対してP M M Aの10千
音以上の感度をML、しかもサブミクロンの1凸画〃;
可能であり、しかもドライエツチング耐g、Oこ優れて
おり、約200”0のベーキング温度でも〕七ターンに
ダレが発生しない。しかも現像時’ rWJ k 4Q
 くすることにより」゛−バーハングの形状を得ること
ができ、即ち上記L M Rは遠紫外線リノグシフイに
よりドライエツチング用レジストとして又リフトオフ用
レジストとして適切に利用できるものである。
このように本発明が遠紫外線によりイ・ガのレノスト・
Pターンf6:良好に形成できる理由として(ば次の様
に考えられる。L iVf Rは後記比較例;3からも
’、!I4らかなように、城外線照射によυキノンジア
ットがインデンカルボン酸に変化し、公知のA Z b
t像液で7J?)型・セターンが形成てれる。しかしこ
の光照射反応では酢酸エステルを現像液としても・臂タ
ーニング形成ができない。
即ちこの場合遠紫外線での反応は通常の紫外線11i、
(、射による反応とは全く異なるのである。
本発明における遠紫外線の照射部のレジストが構造昭二
化し計数ニスデル等に不溶化してパターン化するもので
め9、即ちネガレジストでありながら架橋反応によらな
いためパターンの膨潤がなく粕果的に著しいf=% j
9’X像力を示すものと考えられる。
父上記現像時間を長くすることによジオ−・マーハング
形状を得ることができるのは、該■贋〜1Rは遠紫外領
域に大きな吸収をもつため光が深くrで透過せず、即ち
第1図に示qた椋に表出1層のみが不溶化することにな
υ、現像を行うと42,3図の様に現像されオーバー現
像によりオーパーツ・ングの形状をイ尋ることができる
のである。面図において1はマスク、2はL M R層
、:3は基板、2aは反応領域である。
次にL M Rはキノンノアノドとノボラックがスルフ
ォン酸で結合されているものであり、例えば比較例4よ
ジ遠紫外線での構造変化はノボラックの反応ではなくキ
ノンノアノド基の反応によるものと考えられる。即ち本
発明で用いうる重合体としてはキノンジアジド基金有し
、しかも1作酸エステル又はアルキルケトンに溶加する
ものである必要がある。
(実施例) 以下実施例によりこの発明を具体的に訣1明する。
実施例 LMRをメチルーヒルソルプアセテートに溶解し、スピ
ンコーティング法によシリコン基板上に0.5μmの厚
さに塗布した。60℃で30分ベーギングを行った後、
500WのXe−Hrランプによシ密71ir露Xlを
10秒間行った。露光後インアミルアセテートで20秒
m1現像しfこところ0.5μmのラインアンドスペー
スの不Iのレジストパターンが得られた。
実施例2 実施例1でイ44られたレノストパターン’e200”
cで二′30分加pH,シて走弄型電子顕微鏡(SEM
と略す)にて親展したところ、レジストパターンにはブ
レ等の変形は全く見られず加熱MiJのパターンと同等
であった。
実施例:3 実施例1と同様にして露光を行いインアミルアセテート
で130秒現像しfこ。現像したパターンをSEMにて
j視襲したところiZターンの断面はオーバーハング形
状トfiつてい1こ。
実施例4 実施例1と同様にしてL IVI Rによる皮膜ヲが板
上に形成し、酸素グラズマを用いた場合のドライエツチ
ング耐性を検d・1シた。エツチング装置は平行平板型
を用い、出力密度0.08′w/、0□ガス流Cntゝ −i 20’ ccM、ガス圧力50paで15分エツ
チングを行ったところエツチング量は50nmであった
。比較のためkこPMMA ’に用いた外は同じ条件で
行つfこところエツチング量は200nmT6つた。
比較例1 実施例1と同様にL M Rの露光を行い、AZ−13
50J専用現像液を用いて60秒現像しfこところパタ
ーンは形成されなかった。
比較例2 PMMAをシリコン基板上に0.5μm厚にてコーティ
ングを行い180℃で30分シリベークした後、実施例
1と同様の装置で60秒、120秒それぞれ′M元し、
MIBKr現像したところ120秒ではノ9ターニング
ができたが60秒ではノ七ターニングができなかった。
比較例3 実施例1と同様にして形成したL M Rに250Wの
水銀ランf t−、有するマスクアライナで30秒間蕗
光行、AZ−1350J現像液で現像しfこところiI
5ノア!12の/eターンが得られ1こ。又r+i酸イ
ソアミルで現隊し1こところ全10]/6解して・!タ
ーニングができなかつfこ。
実施例5 実施例1と同様にして露光したL MRをメチルイソア
ミルケトンで20秒現像したところ0.5μmのレノス
ト・Pターンが得られた。
実施例6 実り喝例1と同1)■−にして路光したLMR全n−プ
ロピルアセテート及びソクロヘキサン5:2の混合浴液
で現像しfこところ0.5μmのレジストパターンが得
られ1こ。
実施例7 実施例1と同様にして蕗光しfこL M Rをイソゾロ
ビルアセテート及びイングロビルアルコール5:1の混
合浴液で現像し1こところ0.5μmのレジス) tR
ターンカ得うレ1こ。
比較例4 ノボラック何月旨をメチルセルソルノ゛アーヒテートに
溶解し、これを基板上に0.51trn厚(こ塗イlT
t、fこ。
100°Cで30分シリベーク抜実施例1と同様り)装
置を用い:30秒蕗秒分光った。その佐イソアミルアセ
テートで現像しγこところ・七ターンIま形成されなか
つ1こ。
(発明の効果) 本発明は以上の記載から明らかなように遠紫外線を用い
・itドライエツチング性及び耐熱性Oこ優itた′M
敗力のよいパターンを筒感度にJll(画でき、又現像
時間ケ長くすることによりオー・ぐ−)・ングのレジス
トパターンを形成できるので、筒剖j隻化−46導体部
品、磁気バブル素子の製造に利用できるものであシその
工業的価値は極めて太さい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における、叱紫外線照射+1’fの光の
反応4域を示す図、第2図及び、’Xr、3シ1は現[
象後のレジストパターンを示す図である。 1・・・マスク、2・・・LMR層、3・・基板。 持詐庁長官 名杉和夫L・ン 1 事1’lの入牢 特願昭!18−5367:(号 2 発明の名称 #)jムノストのパター7形IA 75 ?1<3?+
li ilをJろと 事fどlどυ)19I係  待ル′1出願人(02!T
 ) l+l+電気」−業株式会社4  代  1g 
  人 5   ?山 】1  の 文j %(持5′1請求の
範1ift、発明の詳細な説明、図面の簡単な説明の瀾
及び図面 (1)  特許請求の範囲を別紙の通り削正ずろ1、(
2)  明細前2頁5行[7)のとさズ]でら)ろ、5
.1を[ものとされている。1−記黴仲1加丁には−ζ
すfング(こよる方法と、リ−i iA゛iに」ろ方法
とがあり、先づ乙のエノーフーシグに1ろIJl、Iこ
の場合、1と削正−リろ、。 ′(3)  同3頁6行と7行間に下記を・加入する「
まt:、リフトズ7による方法の場合、!、リスト膜の
断面形状、耐熱性、溶方・v性、密着性等に関しての厳
しい条件が請求されているっ例えば、リフトオフにより
8易にパターン形成が出来るためにはレノスj・成上(
こ被着さ)また被着層が!−レストの溶解と共に容易1
・二除去出来ろ乙とが必要であり、このノ:めにはパタ
ーン形成さJまたレジスト膜の断面形状が2−バーハ、
グ形状となっている必要がある。 現状ではこのオーバーハング形状を形成するためしじス
トを多層構造とずろか又はボン形ホトしJスト、例えば
、AZ−1350J (Sh+pley社製のホトレジ
ストの商品名)のクロルベノセノ処理が便用さA[てい
る。これらの処理(r煩雑てあり、ス+: −−−f7
1−で劣り、また、1月現個も必ずし/+ l;l−<
ながっ/、: 、、 jfil  1iil 3自9?
r” i−”;いjを[i!l!l<、現(蒙のみて」
記g−バーハングを形成できる」と重圧する。 (51bi13Pt ] 9〜20iIrテきルコとl
 /i!jでさ、しかもその断面状はオーバーハングと
/1−、でいろこと」とKJ止−4ろ。 f61 1+’tl 4匹2行1及イJノ上1こ」を、
「基板)tこ重合度IO以下のレリゴマの、1とあ正す
る。。 (力 同469〜10行1記実施例  スルフ4.、。 酸Eを削除し、同1シ「に[記実施例にも示したJう(
ζ 重8度10以ドの、ノボラ゛ツク樹脂のナフ:・キ
ノルー 1,2−レアシト−5−スルー7オン酸」を加
入J゛る。 (8)  同4 〔L20行〜5頁1行「しかも現像 
−得ろζどが」とあるを次の通り補正する。 1しかも現像ずろt!けて珂−バーハンゲの形状をII
)ろことが: (9)  同5020行〜6頁1行[結果的に  考え
ちれる。又上記現像時間を長くするごとにコリ]とあろ
を次の通り?111止する。 )゛錆果的(こ著しい高解像力を小ずものと8えられる
。またり、 M lえは−(l;ゴマてあり分子−ht
が小さし)ことも上記高解像力を示ずことに効果をlJ
<1゜そして、1−記現((」にJす1 [!O]  同6頁5行〜7行に「不溶化すること  
シーバーバッグ」とあろを次の通り?ill +F 1
”る。 「不溶化することになり、現像全行うと第2図の様に現
像されノーバーハ、ゲー1 (11)  同7頁8行「が得られた。」とあるを次の
通り補正する。 「が得られた。走査型電子題黴鏡(SE〜1と略す)に
より観察したところしレスト1ffi向はオーバーハン
グ形状となっていた。−41 (121間7頁18〜19行に「オーバーハングなって
いた。」とあるを次の通り補止ずろ。 1オーバーハング形状が実施例jより大きくなっていた
。」 (131同10頁12行を1¥+j除し同所に「現像に
よりA バーハンゲの:を加入シーる。 図と34’ +E−4ろ1゜ 2、特許請求の範囲

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上にキノンジアジドを含有する重合体による皮膜を
    形成し、波長180〜300nmの遠紫外線を照射し、
    次に酢酸エステル又(まアルキルケトンを含有する溶液
    で現像することを特徴とするネガレノストの)?ターン
    ル成方法。
JP58053673A 1983-03-31 1983-03-31 ネガレジストのパタ−ン形成方法 Granted JPS59181535A (ja)

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DE8484302145T DE3466741D1 (en) 1983-03-31 1984-03-29 Process for forming pattern with negative resist
EP84302145A EP0124265B1 (en) 1983-03-31 1984-03-29 Process for forming pattern with negative resist
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