JPS63146038A - 感光性組成物 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、感光性組成物に関する。

（従来の技術）′ ＩＣ等の半導体装置の製造工程では、フォトエツチング
による微細加工技術が採用されている。

この技術は、例えばシリコン単結晶ウェハ等の基板上に
フォトレジスト膜をスピンコーティング法等により形成
し、このレジスト膜に所望のパターンををするマスクを
用いて露光を行なった後、現像、リンス等の処理を施し
てレジスバターンを形成し、更に該レジストパターンを
エツチングマスクとして露出するウェハをエツチングす
ることにより微細幅の線や窓を開孔する方法である。か
かる微細加工技術において、半導体装置の精度は使用さ
れるフォトレジストの性能、例えば基板上での解像力、
光感応性の精度、基板との密着性又はエッチャントに対
する耐性等により左右される。

゛ところで、上述したレジストパターンに用いられるフ
ォトレジストとしては、例えばポリシラン系重合体が注
目されている。かかるフォトレジストには、特開昭Ｇｏ
−２２８５４２号公報に記載されたものがある。この発
明のポリシランは、化学線の照射により光解重合して揮
発性生成物を生成するため、この性質を利用してポジ型
パターン形成のフォトレジストとして使用することがで
きる。しかしながら、かかるドライ現像では微細なパタ
ーンを精度よく形成することがてきないという問題かあ
った。

このような問題点を解決する方法の一つとして、アルカ
リ現像を行なう方法が考えられる。しかしながら、ポリ
シランやポリシロキサンはアルカリ溶液に不溶性である
め、アルカリ現像できないという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、露光による光分解後においてアルカリ溶液に対
して良好に溶解され、微細なレジストパターンの形成が
可能なポリシラン系又はポリシロキサン系の重合体から
なる感光性組成物を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、下記一般式（１）又は（ＩＩ）にて表わされ
る重合体からなることを特徴とするへ光性組成物。

Ｒ１撃２ ■ 但し、式中のＲ１−Ｒ４及びＲ１４〜Ｒ１□は同一であ
っても、異なってもよく、夫々水素原子、炭素数１〜１
０の脂肪族基、炭素数６〜１４の非置換もしくは置換芳
香族基、Ｒ５−Ｒ８は同一であっても、異なってもよく
、水素原子、水酸基、アルコキシ基、炭素数１〜１０の
脂肪族基、炭素数６〜１４の非置換もしくは置換芳香族
基、Ｒ９〜ＲＩ３ｉ′ｊ’−であっても、異なってもよ
く、夫々水素原子ハロゲン原子、炭素数１〜１２のアル
キル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基、シアノ基、ニ
トロ基、ヒドロキシ基、ｍは正の整数、ｎは零を含む正
の整数を示す。

上記一般式（１）又は（ＩＩ）に導入されるベンジルエ
ーテルを、以下に具体的に例示する。

上記一般式（１）又は（ＩＩ）にて表わされる構造単位
を、以下に具体的に例示する。

→Ｓ１←　　　　　　　→Ｓ　Ｉ　＋−＋Ｓ　Ｉ→−Ｃ
Ｈ２ＣＨ２Ｃｌｌ３ ＣＨ２１（ＣＣ）１３ ＣＨ３ ＋Ｓ　１÷−−（−３ｉ÷　　　　→Ｓ　ｉ　＋−＋Ｓ
　１→−ＣＨ２Ｃ６Ｈ１１Ｃ）＋２ ＣＨ２ＣＨ２ ＣＨ２Ｃ３Ｈ７ＣＨ２ →Ｓ１−０÷−÷Ｓｉ　　−０←　　　−＋Ｓｉ　　−
０÷−÷Ｓ１−０←ＣＨ−ＣＨ３ＣＨ−ＣＨ３ ＣＩＩ３　　　　　　　　　　　　　　　　Ｃ１１３−
（−Ｓｉ−０→−→Ｓ１−０← なお、本発明の感光性組成物は上記一般式（Ｉ）又は（
Ｉｆ）にて表わされる構造単位を有する重合体の他に、
ベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体、アント
ラセン誘導体等の増感剤を配合して構成してもよい。

次に、本発明の感光性組成物によるレジストパターンの
形成工程を説明する。

まず、基板上に釘機溶媒により溶解させた下地用樹脂液
を回転塗布法やディピング法により塗布した後、乾燥し
て下地用樹脂膜を形成する。ここに用いる基板としては
、例えばシリコン単結晶ウェハ単体、表面に絶縁膜や導
電膜等の各種の被膜が堆積された同ウェハ又はマスクブ
ランク等を挙げることができる。前記下地用樹脂として
は、酸素ガスプラズマで除去が可能な樹脂が適切であり
、例えばノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、ゴム系ネガ
型レジスト、ノボラック系ポジ型レジスト、ポリスチレ
ン、ポリメチルメタクリレート等を挙げることができる
。前記下地用樹脂の６機溶媒としては、格別限定されず
、例えばトルエン、キシレン、０−ジクロルベンゼン、
クロロホルム、ｊタノール、イソプロピルアルコール、
シクロベ。

タノン、シクロヘキサノン、酢酸セロソルブ、メチルエ
チルケトン等を挙げることができる。前記下地用樹脂膜
の乾燥条件は、通常５０〜２５０℃で０．５〜１２０分
間、好ましくは８０〜２２０℃で１〜９０分間である。

つづいて、前記下地用樹脂膜上に有機溶媒で溶解された
本発明の感光性組成物からなるレジスト液を回転塗布法
やディピング法により塗布した後、乾燥して感光膜を形
成する。ここに用いる有機溶媒は、前記下地用樹脂と同
様なものを使用すればよい。また、かかる感光膜の乾燥
条件は通常５０〜２０℃で０．５〜１２０分間、好まし
くは８０〜２２０℃で１〜ＢＯ分間である。

次いで、前記感光膜に常法に従って紫外線、可視光線、
電子線、Ｘ線等のエネルギー線を選択的に照射して露光
を行なう。つづいて、適正なアルカリ溶液で現像処理を
行なう。これにより、感光膜の露光部分が溶解除去され
る。ここに用いるアルカリ水溶液は、感光膜の露光部分
が速やかに溶解し、他の非露光部分に対する溶解速度が
極端に低い性質を有するものであればいずれでもよく、
例えばテトラメチルアンモニウム水溶液、などのアンモ
ニア系水溶液、又は水酸化カリウム、水酸化ナトリウム
等の無機アルカリ水溶液等を挙げることができる。つづ
いて、１００〜２００℃で３０秒間〜１２０分間、好ま
しくは１２０〜１８０℃で１〜９０分間乾燥を行なった
後、前記現像により選択的に溶解除去された感光膜から
露出する下地用樹脂膜を酸素リアクティブエツチング法
でエツチング除去することによって、所定のレジストパ
ターンを形成する。この後、該レジストパターンをマス
クとしてシリコン単結晶ウェハ単体、表面に絶縁膜や導
電膜等の各種の波膜が堆積された同ウェハ又はマスクブ
ランク等からなる基板を選択的にエツチングして所定の
パターンを形成する。

（作用） 本発明の感光性組成物は、上記一般式（１）又は（ＩＩ
）にて表わされる重合体からなり、紫外線、可視光線、
電子線、Ｘ線等のエネルギー線により、該照射部が分解
してアルカリ水溶液に可溶な成分が生成されるため、前
記エネルギー線による露光、アルカリ水溶液による現像
操作により微細なパターンを精度よく形成できる。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を詳細に説明す。

実施例１ 下記構造式（Ａ）の重合体■とオルソニトロベンジルク
ロライドとからフェノール単位の７５％がオルソニトロ
ベンジルエーテル化した重合体■を合成した。つづいて
、この重合体■をシクロヘキサノンに溶解して感光液と
した後、この感光液をスピンナーでシリコン単結晶ウェ
ハ上に塗布し乾燥して厚さ０．７μｍの感光膜を形成し
た。ひきつづき、この感光膜に０．５μｍ間隔のパター
ン有するマスクを接触させ、高圧水銀灯（ＣＡ８００）
によりコンタクト露光を行なった。次いで、露光後の感
光膜を４％のテトラメチルアンモニウムハイドロキシド
水溶液で現像したところ、マスクパターンに忠実な０．
５μｍ幅のパターンを高精度で形成できた。

＋５ｔ−Ｏ→− Ｈ ［Ａｌ 実施例２ まず、シリコンウェハ上にフェノールノボラック型レジ
スト（東京応化社製商品名：　０ＰＰＲ８００）をスピ
ンナーで塗布し、乾燥して厚さ１．５μｍのレジスト膜
を形成した後、このレジスト膜上に実施例１と同様なシ
クロヘキサノンで溶解した重合体■からなる感光液をス
ピンナーで塗布し乾燥して厚さ０．６μｍの感光膜を形
成した。つづいて、実施例１と同様にコンタクト露光、
４％のテトラメチルアンモニウムハイドロキシド水溶液
で現像を行なうことにより０．５μｍのパターンを形成
た。次いで、シリコンウェハを０．０５ｔｏｒｒｓ　Ｏ
，ＯＣ／ｉの条件で酸素プラズマを３０分間処理したと
ころ、０．５μｍのパターンを高精度で形成できた。

実施例３〜５ 下記構造式〔Ｂ〕、［Ｃ）、（Ｄ〕の重合体をシクロヘ
キサノンで溶解した３種の感光液を、夫々実施例２と同
様にシリコンウェハ上のフェノールノボラック型レジス
ト（東京応化社製商品２二〇ＦＰＲ８００）からなる厚
さ１，５μｍのレジスト膜にスピンナーで塗布し乾燥し
て厚さ０．６μｍの感光膜を形成し、コンタクト露光、
４％のテトラメチルアンモニウムハイドロキシド水溶液
で現像を行ない、更に酸素プラズマ処理を施したところ
、夫々０．５μｍのパターンを高精度で形成できた。

→Ｓ１−〇÷−４３１−０÷−ＤＣ１１３（３０％）（
７０％） ［Ｂ］ ＣＨ３ＣＨ３ →８１÷−−−÷８１→− ＣＩＩ０２）１５Ｃ１ｌｃ２１１５ （２０％）（８０％） ［Ｃ３ ［Ｄ］ ［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明の感光性組成物によれば紫外
線、可視光線、電子線、Ｘ線等のエネルギー線により該
照射部が分解してアルカリ水溶液に可溶な成分を生成で
きるため、前記エネルギー線による露光、アルカリ水溶
液による現像操作により微細なパターンを精度よく形成
することができ、ひいては半導体装置等のフォトエツチ
ング工程に有効に利用できる等顕著な効果を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式（ I ）又は（II）にて表わされる構造単位
   を有する重合体からなることを特徴とする感光性組成物
   。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） 但し、式中のＲ＿１〜Ｒ＿４及びＲ＿１＿４〜Ｒ＿１＿
   ７は同一であっても、異なってもよく、夫々水素原子、
   炭素数１〜１０の脂肪族基、炭素数６〜１４の非置換も
   しくは置換芳香族基、Ｒ＿５〜Ｒ＿８は同一であっても
   、異なってもよく、水素原子、水酸基、アルコキシ基、
   炭素数１〜１０の脂肪族基、炭素数６〜１４の非置換も
   しくは置換芳香族基、Ｒ＿９〜Ｒ＿１＿３は同一であっ
   ても、異なってもよく、夫々水素原子、ハロゲン原子、
   炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコ
   キシ基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、ｍは正の
   整数、ｎは零を含む正の整数を示す。