JPS592040A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

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】 （１）　　発明の技術分野 本発明は、・やターン形成方法に関し、さらに詳しく述
べると、例えば電子ビームのような扁エネルギー輻射線
を照射し、そして現像全行なうことによって、適当な像
状レジスト・！ターンを基板上に形成する方法に関する
。この・９ターン形成方法は、特に、半導体装置製造の
微細加工ノロセスにおいて有利に使用することができる
。

（２）発明の背景 半導体装置の製造分野において、サブミクロ／のオーダ
ーの微細加工を行なうために、例えば電子ビーム、Ｘ線
、ガンマ線などのような高エネルギー輻射線が露光源と
して用いられている。さらに、所望とするレノストパタ
ーンの種類に応じて、いろいろなボッ型又はネガ型レノ
スト材料が用いられている。とシわけ、例えばアクリル
樹脂系の４″ジ型レジスト材料は、サラミクロンの微細
加工に適した商い解像能を有しているために、この技術
分野において多用されている。

ポジ型しジスト材別による・ぐターン形成方法がその材
料の溶解度差を利用して−いるということは間知の通り
である。例えば、この材料の代表例でらるポリメチルメ
タクリレートの場合、約５×１Ｏ−５Ｃ，ム２もしくは
それ以上の電子ビーム露光をそれに施すと、露光域、す
なわち、電子ビーム照射部分のポリマーの主鎖が切断し
てその部分の分子欺が低下する。この電子ビーム照射部
分を例えば有機ｍ削のようｆｘ、現像液で現像すると、
分子電。

の低下に原因してその部分の現像故に対する溶解度が大
（未照射部分のそれと比較）であるので、選択的にこれ
金除去することができる。

にυ　従来技術と問題点 上記したような高エネルギー輻射線用ポジ型レジスト材
料は、それが分解型のポリマーからなるために、耐ドラ
イエツチング性に劣るという本質的な欠点を有しでいる
。このような欠点は、プラズマエツチング工程の間にお
けるレノスト材料の変形又は分解をひきおこし、レジス
ト材料としＣの満足のいく機能を保証しない。実際、耐
ドライエツチング性にすぐれたポリマーを使用する試み
もな場れているというものの、このようにした場合、逆
に感度の低下がひきおこされるので好ましくない。

分解型のポリマー？使用してその主鎖の切断を通じてパ
ターン形成を行なうことの代シにポリマーの溶解度差を
利用してそれを行なう試みもなさＪしている。例えば、
大阪大学の畑田氏らは、（−エステル基にフェニル基金
含むポリメタクリル削エステルの′覗子線レジスト」と
題して一輪文を発表している（　Ｐｏ１ｙ＋ｎｅｒ　Ｐ
ｒｅｐｒｌｎｔｅ　、　Ｊａｐａｎ　＋Ｖｏｌ−３０、
Ａ２　、４２３頁を参照されたい）。彼らの論文による
と、例えはポリα２α′−ツメチルＲンジルメタクリレ
ートのようなポリマーは高感反の電子線レノストたり得
る。なぜに高感度が得られるのかというと、電子線照射
によってポリマー中にメタクリル酸単位が生成し、よっ
て、アルカリ溶液に溶は易くなること、換言すると、ア
ルカリ現像可能になること、が原因であると考えられる
。

しかしながら、この種のポリマーも、先の分解型のポリ
マーと同様に、耐ドライエツチング性が悪く、実用的で
はないという本質的な欠点を有している。

（４）発明の目的 本発明は、高エネルギー輻射線露光によるパターン形成
方法であって、高感度は汀うに及ばず、さらに、良好な
耐ドライエツチング性もあわせて保証し得るような改良
されたパターン形成方法を提供することを目的としてい
る。

（５）発明の構成 本発明者らは、上記目的全達成すべく、先の畑田氏らの
パターン形成方法全改良する方向で研究を進めた結果、
特定のポリマー又はコＪリマーにα、α′−ノメチルペ
／ノル基を導入するのが有効であるという知見を得た。

すなわち、本発明に従うと、ポリステレノ構造會有する
ポリマー又はコポリマーであってその芳香族環にα、α
′−ツメテルペンジル基が結合しているもの又はポリス
チレン構造を有するポリマーと側鎖にα、α′−ツメチ
ルペンノル基を有するポリマーとのコポリマーからなる
レジスト材料を使用して・ぐターン形成を行なうと、所
期の目的全達成することができる。

本発明全実施する場合には、先にも述べた通り、ｉ）ポ
リスチレン構造を有するポリマー又はコポリマーであっ
てその芳香族環にα、α′−ツメチル基が結合している
もの 又は １１）ポリスチレン構造を壱するポリマーと側鎖にα、
α′−ツメテルペンジル基を旬するポリマーとのコポリ
マー をレノスト材料として使用することが必須である。

このようなレノスト材料に篩エネルギー輻射線全照射す
ると、照射部のポリマー中に−ＣＯＯＨ基が生成し、よ
って、この部分がアルカリ可溶性に変化する。したがっ
て、引き続くアルカリ現像によってこの部分を完全に溶
解除去し、ポジ型のレノスト・リーンを基板上に形成す
ることがβＪ能になる。

本発明においてレノスト材料として有用ｆＪ：、ポリマ
ーは、次式に１９表わされるポリ（α、α′−ツメチル
ベンジルｐ−ビニルペンゾエ〜ト）：のほかに、 （ｐ−位置換を除く） ＯＨ３ 畷 などのポリマー及びコポリマーを包含している。

本願明細書において用いられているパ高エネルギー輻射
線″なる用語は、この技術分野において一般的に認識さ
れているように、例えば電子ビーム、Ｘ線、ガンマ線な
どのようないろいろな形の輻射線を包含している。従っ
て、以下、特に電子ビーム露光に関して本発明を説明す
るけれども、例えばＸ線のようなその他の輻射線の場合
にもまた本発明は有用でおるということを理解されたい
。

本発明に従って・９ターン形成を行なう場合、上記した
ようなポリマー又はコポリマーからレノスト溶液を調領
し、これをエツチングされるべき基板上゛に塗布する。

ここで、レノスト浴液調製のための浴剤としてはメチル
セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、
ペントキソンなどを、基板としてはシリコンウェノ・、
クロムメッキガラスなどを、塗布方法としてはスピンコ
ード法を、そして好ましい塗膜の膜厚としては約０．１
〜２μｍ’ｇ、それぞれあげることができる。

レジスト膜の形成後、常用の電子ビーム露光装置を使用
して像パターンの露光２行なう。露光部では、電子ビー
ム照射の帰結として−ＣＯＯＨ基が生成し、よって、レ
ノスト膜がアルカリに可溶となる。

引き続いて、露光後のレノスト膜を適当なアルカリ現像
液で現像する。有用な現像液としては、例えば、水酸化
カリウム、テトラメチルアンモニウム・・イドロオキサ
イド［Ｎ＋（ＣＨ５ン４０Ｈ］　、コリン［）ｌＯｃＨ
２ｃＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）ＯＨ３の水溶赦などをあげるこ
とができる。この現像により、先の露光工程でアルカリ
可溶性となった露光部を溶解除去することができ、よっ
て、露光した像パターンに対応するポルシスト・母ター
ンを得ることができる。

（６）発明の実施例 次に、以下の実施例によって本発明ヲＨ兄明する。

例１： ポリ（α、α′−ツメチルベンジルｐ−ビニルベンゾエ
ート）勿メチルセロソルブアセテ−）　（ＭｅＡ）に溶
解して１５重ｊＩｔ−ＭＣＡ溶液金得た。このボッ型レ
ノスト溶液を７リコンウエハ上にｌ　ｔｉｍの膜厚でス
ピンコードした。引き続いて、日本電子製ＪＢＸ−５Ａ
型電子ビーム露光装置を用いて加圧電圧２０　ｋＶで像
・！ターンを露光した。露光後、５チ水酸化カリウム水
溶液で１８０秒間にわたってアルカリ現像したところ、
Ｉ　Ｘ　ｌ　Ｏ−”Ｃ７ｃｍ２以上の感度牙有スるボッ
型レジスト・！ターンが得られた。このレノスト・Ｐタ
ーンの耐ドライエツチング性は、それをＣＨＦ３による
リアクティブイオンエツチングにより評価したところ、
ポリスチレンのそれとほぼ同程度であった。

（７）発明の効果 本発明に従うと、感度及び耐ドライエツチング性のＩＩ
ｊ月１０にすぐれたボルノストノｅターン全アルカリ現
像により容易に形成することができる。したがって、高
エネルギー輻射線露光による微細・９ターンの形成に本
発明全有利に利用することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリスチレン構造を有するポリマー又はコポリマー
   であってその芳合族壌にα、α′−ツメチルベンジル基
   が結合しているもの又はポリスチレン構造を巾するポリ
   マーと側鎖にα、α′−ツメチルペンノル基を有するポ
   リマーとのコポリマーからなるレノスト材料全使用する
   こと全特徴とするパターン形成方法。 ２、　レノスト材料としてのポリマーが次式により表わ
   される、％許請求の範囲第１項に記載のノ七ターン形成
   方法。 ３、　レノスト材料としてのポリマーが次式によ９表わ
   芒れる、特許請求の範囲第１項に記載の・母ターン形成
   方法。 Ｈ５ ４、レノスト材料としてのコポリマーが次式により表わ
   される、特許請求の範囲第１項に記載の・卆ターン形成
   方法。