JPS6161154A - 微細ネガレジストパターン形成方法 - Google Patents
微細ネガレジストパターン形成方法Info
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- JPS6161154A JPS6161154A JP59182589A JP18258984A JPS6161154A JP S6161154 A JPS6161154 A JP S6161154A JP 59182589 A JP59182589 A JP 59182589A JP 18258984 A JP18258984 A JP 18258984A JP S6161154 A JPS6161154 A JP S6161154A
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- JP
- Japan
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- rays
- pattern
- resist
- dry etching
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体装置等の製造に際し、電離放射線によっ
て微細レジストパターンを形成する際に用いるネガ型レ
ジスト組成物及び該組成物を用いた微細レジストパター
ン形成方法に関する。
て微細レジストパターンを形成する際に用いるネガ型レ
ジスト組成物及び該組成物を用いた微細レジストパター
ン形成方法に関する。
（従来の技術）
近年、半導体装置等の高集積化への要求が著しく高まっ
て居り、これに伴ない、かかる高集積化のための微細パ
ターン形成に関する各種技術的要請が非常に厳しいもの
となってきている。
て居り、これに伴ない、かかる高集積化のための微細パ
ターン形成に関する各種技術的要請が非常に厳しいもの
となってきている。
かかる技術的要請に応するための微細加工技術として、
電子線、Ｘ線、短波長紫外線等の電離放射線によりレジ
ストパターンを形成し、イオンプラズマなどを用いたド
ライエツチングによりレジストパターンを精度よく基板
に転写する方法が特に必要とされている。
電子線、Ｘ線、短波長紫外線等の電離放射線によりレジ
ストパターンを形成し、イオンプラズマなどを用いたド
ライエツチングによりレジストパターンを精度よく基板
に転写する方法が特に必要とされている。
ところで、このような微細加工用のレジスト材料の特性
として、当然のことながら高解像性、高感度及び高ドラ
イエツチング耐性を有することが要求されている。しか
しながら、従来一般に知られているレジスト材料は必ず
しもこれらの特性を満たしているとは限らない。
として、当然のことながら高解像性、高感度及び高ドラ
イエツチング耐性を有することが要求されている。しか
しながら、従来一般に知られているレジスト材料は必ず
しもこれらの特性を満たしているとは限らない。
（発明が解決しようとする問題点）
例えば、高解像性ポジ制電離放射線レジスｌ−材料とし
て広く知られているポリメチルメタクリレ＝１、（以下
ＰＭＭＡと略す）はそのドライエツチング耐性が十分で
なく、又他のポジ型レジストとして知られているメタク
リル系ポリマーやポリブテン−１−スルホン等は解像力
が上記ＰＭＭＡより劣るばかりでなく同様にドライエツ
チング耐性も十分とは云えない。
て広く知られているポリメチルメタクリレ＝１、（以下
ＰＭＭＡと略す）はそのドライエツチング耐性が十分で
なく、又他のポジ型レジストとして知られているメタク
リル系ポリマーやポリブテン−１−スルホン等は解像力
が上記ＰＭＭＡより劣るばかりでなく同様にドライエツ
チング耐性も十分とは云えない。
一方、ネガ型レジストとして知られているポリグリシジ
ルメタクリレ−１・等のアクリル系レジストも前記ＰＭ
ＭＡと同様にドライエツチング耐性が十分とは云い難い
。そ（７て他のポリスチレン又はポリスチレンに感応基
を付与した例えばクロロメチル化ポリスチレンは、ベン
セン環を含み上記ドライエツチング耐性に１憂れている
材料ではあるがこれらは概ねゲル化を利用した架橋型ｉ
ノジス１−であり、しかもこれらのゲルが現像液によっ
て膨潤するため、例えば０．５ｐｍ以下の微細パターン
では所謂スカムやブリッジの発生が顕著で良好なパター
ン形成に支障を招く問題がある。
ルメタクリレ−１・等のアクリル系レジストも前記ＰＭ
ＭＡと同様にドライエツチング耐性が十分とは云い難い
。そ（７て他のポリスチレン又はポリスチレンに感応基
を付与した例えばクロロメチル化ポリスチレンは、ベン
セン環を含み上記ドライエツチング耐性に１憂れている
材料ではあるがこれらは概ねゲル化を利用した架橋型ｉ
ノジス１−であり、しかもこれらのゲルが現像液によっ
て膨潤するため、例えば０．５ｐｍ以下の微細パターン
では所謂スカムやブリッジの発生が顕著で良好なパター
ン形成に支障を招く問題がある。
更に遠紫外線を用いるリソグラフィは、サブミクロンの
転写を可能とししかもスループットが高いのでかかる目
的のための有力なパターン形成方法として知られている
が、しかし上述したような耐ドライエツチング性の高い
レジストは通常遠紫外線領域での吸収が大きく良好な矩
形のパターンが得られない欠点が免がれなかった。
転写を可能とししかもスループットが高いのでかかる目
的のための有力なパターン形成方法として知られている
が、しかし上述したような耐ドライエツチング性の高い
レジストは通常遠紫外線領域での吸収が大きく良好な矩
形のパターンが得られない欠点が免がれなかった。
（問題を解決するｔ、＝めの手段）
この発明は、上記ドライエツチング耐性に優れ、高解像
力を有し、しかも実用的な感度を有するネガ型レジスト
材料としてのビニルフェノールとメチルメタクリレート
の共重合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
であり、そしてこのレジスト材料による皮膜を基板上に
形成し、３５０ｎｍ〜４５０ ｎｍの紫外線を全面照射
した後遠紫外線にて選択照射しパターニングするレジス
トパターンの形成方法である。
力を有し、しかも実用的な感度を有するネガ型レジスト
材料としてのビニルフェノールとメチルメタクリレート
の共重合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
であり、そしてこのレジスト材料による皮膜を基板上に
形成し、３５０ｎｍ〜４５０ ｎｍの紫外線を全面照射
した後遠紫外線にて選択照射しパターニングするレジス
トパターンの形成方法である。
この発明において、上記レジスト材料におけるビニルフ
ェノールとメチルメタクリレートとの共重合比は、該メ
チルメタクリレートが７５モル％以下であることが望ま
１７い。この比率を超えると耐１−ライエツチング性が
低下し好ましくない。又前記ビニルフェノールに対する
エステル化度は２０モル％以上であることが特に望まれ
、該エステル化度がと第１」り低い場合には同様に本発
明の効果が不充分になり好まＬ ＜ない。
ェノールとメチルメタクリレートとの共重合比は、該メ
チルメタクリレートが７５モル％以下であることが望ま
１７い。この比率を超えると耐１−ライエツチング性が
低下し好ましくない。又前記ビニルフェノールに対する
エステル化度は２０モル％以上であることが特に望まれ
、該エステル化度がと第１」り低い場合には同様に本発
明の効果が不充分になり好まＬ ＜ない。
（発明の作用）
この発明は後記実施例によって明らかなように上記問題
を略−掃し得るが、特にそのドライエツチング耐性が優
れているのは、レジスト材料のモノマーユニットにフェ
ニル基やナフチル基を含むｔコめであり、又その解像力
が向上するのは電離放射線によるネガ化が架橋によるネ
ガ化ではなく、構造変化によるネガ化が生ずる乙とによ
るためと考えられる。これば本発明において形成された
レジストパターンがジメチルホルムアミド等の有機溶媒
に容易に溶解することから概ね推察されることである。
を略−掃し得るが、特にそのドライエツチング耐性が優
れているのは、レジスト材料のモノマーユニットにフェ
ニル基やナフチル基を含むｔコめであり、又その解像力
が向上するのは電離放射線によるネガ化が架橋によるネ
ガ化ではなく、構造変化によるネガ化が生ずる乙とによ
るためと考えられる。これば本発明において形成された
レジストパターンがジメチルホルムアミド等の有機溶媒
に容易に溶解することから概ね推察されることである。
又、メチルメタクリレートとビニルフェノールを主鎖と
（７にことにまり遠紫外線領域での光吸収を適切にする
ことができ、このため短波長紫外線でのりソグラフイに
よりレジストパターンの矩形化が容易に行はれるのであ
る。更に本発明のレジストが高感度である理由は、必ら
ずしも明確にし得ｔこわけではないが、本発明のレジス
トが低ドーズでしかも現像液に対して適切に不溶化する
ためと考えられる。
（７にことにまり遠紫外線領域での光吸収を適切にする
ことができ、このため短波長紫外線でのりソグラフイに
よりレジストパターンの矩形化が容易に行はれるのであ
る。更に本発明のレジストが高感度である理由は、必ら
ずしも明確にし得ｔこわけではないが、本発明のレジス
トが低ドーズでしかも現像液に対して適切に不溶化する
ためと考えられる。
（実施例）
以下実施例によりこの発明を具体的に説明する。
実施例１
ビニルフェノールとメチルメタクリレートの重合体のナ
フトキノンジアジドスルホン酸エステル（ビニルフェノ
ールに対するエステル化率５０％。
フトキノンジアジドスルホン酸エステル（ビニルフェノ
ールに対するエステル化率５０％。
ＮＲ−１）をメチルセロソルブアセテートに溶解しこの
溶液をフィルターで濾過し、シリコン基板上に１．０μ
ｍの厚さで塗布して、皮膜すなわちレジスト膜を形成し
た。得られたレジスト膜を有する基板を８０℃の温度で
３０分間熱処理した後、２０ＫＶの電子線によりパター
ンを描画した。尚そのドーズ量は１０μＣ／ｃｗｔとし
た。その後、メチルセロソルブアセテ−１・５対シクロ
／＼キサン１の混合溶液を用い２３℃で３０秒間現像し
た。得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）にて観察したところ、０．２μｍのラインアンド
スペースが解像さねていることが認められた。
溶液をフィルターで濾過し、シリコン基板上に１．０μ
ｍの厚さで塗布して、皮膜すなわちレジスト膜を形成し
た。得られたレジスト膜を有する基板を８０℃の温度で
３０分間熱処理した後、２０ＫＶの電子線によりパター
ンを描画した。尚そのドーズ量は１０μＣ／ｃｗｔとし
た。その後、メチルセロソルブアセテ−１・５対シクロ
／＼キサン１の混合溶液を用い２３℃で３０秒間現像し
た。得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）にて観察したところ、０．２μｍのラインアンド
スペースが解像さねていることが認められた。
実施例２
ビニルフェノールとメチルメタクリレ−トノ共重合体の
ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル（ビニルフェ
ノールに対するエステル化率２５％、ＮＲ−２）を用い
実施例１と同様にしてレジストを調整し、シリコン基板
上に０．８μｍの厚さて塗布しレジスト膜を形成した。
ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル（ビニルフェ
ノールに対するエステル化率２５％、ＮＲ−２）を用い
実施例１と同様にしてレジストを調整し、シリコン基板
上に０．８μｍの厚さて塗布しレジスト膜を形成した。
１＠られなレジスト膜を有する基板を８０℃で３０分間
熱処理した後、２０ ＫＶの電子線てドーズｉ１５μＣ
／ｃｒｙで描画した。
熱処理した後、２０ ＫＶの電子線てドーズｉ１５μＣ
／ｃｒｙで描画した。
その夜更に１００℃で３０分ベーキングを行い、シクロ
ヘキサノンにて２３℃で２０秒間現像を行った。得られ
たｌ／シストパターンを同様にＳＥＭにて観察したとこ
ろ、０．３７１ｍのラインアンドスペースで解像されて
いることが認められた。
ヘキサノンにて２３℃で２０秒間現像を行った。得られ
たｌ／シストパターンを同様にＳＥＭにて観察したとこ
ろ、０．３７１ｍのラインアンドスペースで解像されて
いることが認められた。
実施例３
実施例１と同様にしてＮＲ−１の皮膜をシリコン基板形
成し、プリベークを行った後、酸素プラズマによるドラ
イエツチング耐性を試験した。この場合エンチング装置
として平行平板型の装置を用い、出力密度： ０．０
８ ｗ／ｃｒＺ、 ０２ガス流量：２０ＳＣＣＭ、ガス
圧：５０Ｐａとして１０分間エツチングを行い、タリス
テップによりエツチング量を測定したところ、５０ｎｍ
であることが確認された。比較のために上記ＰＭＭＡに
ついて同一条件で試験を行ったがそのエツチング量ば２
００ ｎｍであった。
成し、プリベークを行った後、酸素プラズマによるドラ
イエツチング耐性を試験した。この場合エンチング装置
として平行平板型の装置を用い、出力密度： ０．０
８ ｗ／ｃｒＺ、 ０２ガス流量：２０ＳＣＣＭ、ガス
圧：５０Ｐａとして１０分間エツチングを行い、タリス
テップによりエツチング量を測定したところ、５０ｎｍ
であることが確認された。比較のために上記ＰＭＭＡに
ついて同一条件で試験を行ったがそのエツチング量ば２
００ ｎｍであった。
実施例４
実施例１と同様にシリコン基板へのレジスト皮膜の形成
及びベークを行った。この１／シスト皮膜に、２５０Ｗ
の超高圧水銀ランプにより３５０〜４５０ ｎｍの紫外
線を一括照射した。然る後５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプ
からの主として２００〜２８０ｎｍ（コールドミラーに
より２８０ ｎｍより長い波長の光はカット）の短波長
紫外線で、マスクを密着１に 介在下に１０秒間露光を行った。
及びベークを行った。この１／シスト皮膜に、２５０Ｗ
の超高圧水銀ランプにより３５０〜４５０ ｎｍの紫外
線を一括照射した。然る後５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプ
からの主として２００〜２８０ｎｍ（コールドミラーに
より２８０ ｎｍより長い波長の光はカット）の短波長
紫外線で、マスクを密着１に 介在下に１０秒間露光を行った。
次に酢酸エチルにて、２３℃で１５秒間現像を行ないパ
ターニングを行ったところ０．５μｍのラインアンドス
ペースのネガパターンが解像されたことが確認された。
ターニングを行ったところ０．５μｍのラインアンドス
ペースのネガパターンが解像されたことが確認された。
そして更にレジス）〜膜の断面形状をＳＥＭにより観察
したところ基板上のレジスト層の断面形状は概ね矩形で
あった。
したところ基板上のレジスト層の断面形状は概ね矩形で
あった。
（発明の効果）
本発明は以」二の説明から明らかな如く、特にその耐ド
ライエツチング性が著しく向上された微細パターンが非
常に高い感度で形成されるなど上述の問題を解消し得る
ものであり、特に高度に集積された半導体装置等の製造
に用いて好適でありその工業的利用価値は極めて高い。
ライエツチング性が著しく向上された微細パターンが非
常に高い感度で形成されるなど上述の問題を解消し得る
ものであり、特に高度に集積された半導体装置等の製造
に用いて好適でありその工業的利用価値は極めて高い。
Claims (2)
- （１）ビニルフェノールとメチルメタクリレートの共重
合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エステルである
ことを特徴とする電子線、Ｘ線、短波長紫外線等の電離
放射線用ネガ型レジスト組成物。 - （２）基板上に、ビニルフェノールとメチルメタクリレ
ートの共重合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エス
テルをレジスト材料として形成した皮膜に３５０〜４５
０ｎｍの紫外線を一括照射した後、２００〜３００ｎｍ
の短波長紫外線によりパターニングすることを特徴とす
る微細レジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182589A JPS6161154A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 微細ネガレジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182589A JPS6161154A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 微細ネガレジストパターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161154A true JPS6161154A (ja) | 1986-03-28 |
| JPH0480377B2 JPH0480377B2 (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=16120931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182589A Granted JPS6161154A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 微細ネガレジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6161154A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273529A (ja) * | 1986-05-10 | 1987-11-27 | チバ−ガイギ− アクチエンゲゼル シヤフト | 画像形成方法 |
| JPS6373522A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-04 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63133626A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-06 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63200531A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-18 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6435438A (en) * | 1987-07-01 | 1989-02-06 | Ciba Geigy Ag | Image formation |
| JPS6489424A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Matsushita Electronics Corp | Resist-pattern forming method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948403A (ja) * | 1972-05-05 | 1974-05-10 | ||
| JPS50127619A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-07 | ||
| JPS50141404A (ja) * | 1974-04-30 | 1975-11-13 |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP59182589A patent/JPS6161154A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948403A (ja) * | 1972-05-05 | 1974-05-10 | ||
| JPS50127619A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-07 | ||
| JPS50141404A (ja) * | 1974-04-30 | 1975-11-13 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273529A (ja) * | 1986-05-10 | 1987-11-27 | チバ−ガイギ− アクチエンゲゼル シヤフト | 画像形成方法 |
| JPS6373522A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-04 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63133626A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-06 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63200531A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-18 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6435438A (en) * | 1987-07-01 | 1989-02-06 | Ciba Geigy Ag | Image formation |
| JPS6489424A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Matsushita Electronics Corp | Resist-pattern forming method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0480377B2 (ja) | 1992-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |