JP2573371B2 - ３層レジスト法用の中間層形成材 - Google Patents
３層レジスト法用の中間層形成材Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体素子や光応用部品等の製造におい
て用いられる３層レジスト法の、中間層の形成材に関す
るものである。
て用いられる３層レジスト法の、中間層の形成材に関す
るものである。
（従来の技術） LSIの高集積化に伴いこれの製造を可能にする微細な
レジストパターンが必要になる。
レジストパターンが必要になる。
0.5μｍルール以下の微細なレジストパターンを得る
ためのリソグラフィ技術として、電子線リソグラフィ、
高NA（開口数）の縮小投影型の光露光機を用いる光リソ
グラフィ等が知られている。
ためのリソグラフィ技術として、電子線リソグラフィ、
高NA（開口数）の縮小投影型の光露光機を用いる光リソ
グラフィ等が知られている。
しかし、電子線リソグラフィの場合、基板からのバッ
クスキャタリングが大きいため、単層レジストでは0.5
μｍルール以下の微細パターンの形成は困難であった。
また、光リソグラフィの場合、解像度を向上させる目的
で高NA化が進められているため露光機の焦点深度がます
ます浅くなっており、よって、凹凸がある基板上に精度
良く微細パターンを形成することは困難であった。
クスキャタリングが大きいため、単層レジストでは0.5
μｍルール以下の微細パターンの形成は困難であった。
また、光リソグラフィの場合、解像度を向上させる目的
で高NA化が進められているため露光機の焦点深度がます
ます浅くなっており、よって、凹凸がある基板上に精度
良く微細パターンを形成することは困難であった。
そこで、上述の問題を解決する方法として、多層レジ
スト法が提案されていた。
スト法が提案されていた。
特に３層レジスト法は、下層、中間層及び上層の各層
でレジストの役割を夫々分担することにより、所望の微
細なレジストパターンが得られる。以下、この３層レジ
スト法について第２図（Ａ）〜（Ｆ）に断面図を以って
示した工程図を参照して簡単に説明する。
でレジストの役割を夫々分担することにより、所望の微
細なレジストパターンが得られる。以下、この３層レジ
スト法について第２図（Ａ）〜（Ｆ）に断面図を以って
示した工程図を参照して簡単に説明する。
先ず、段差11aを有する基板11上に層厚が厚い下層13
が形成される（第２図（Ａ））。下層13は、段差11aを
平坦化するための平坦化層としての機能及び基板11をエ
ッチングする際のマスク層としての機能を持つ。
が形成される（第２図（Ａ））。下層13は、段差11aを
平坦化するための平坦化層としての機能及び基板11をエ
ッチングする際のマスク層としての機能を持つ。
次に、下層13上に中間層15が形成される（第２図
（Ｂ））。中間層15は、下層13をエッチングする際のマ
スク層としての機能及び、下層13と上層とのミキシング
を防止する機能を持つ。
（Ｂ））。中間層15は、下層13をエッチングする際のマ
スク層としての機能及び、下層13と上層とのミキシング
を防止する機能を持つ。
次に、中間層15上に上層17が形成される（第２図
（Ｃ））。上層17はイメージ層としての機能を持つ。
（Ｃ））。上層17はイメージ層としての機能を持つ。
次に、上層17が好適なリソグラフィ技術によって所定
形状にパターニングされて、上層パターン17aが形成さ
れる（第２図（Ｄ））。
形状にパターニングされて、上層パターン17aが形成さ
れる（第２図（Ｄ））。
次に、上層パターン17aがマスクとされ中間層15がパ
ターニングされて、中間層パターン15aが形成される
（第２図（Ｅ））。
ターニングされて、中間層パターン15aが形成される
（第２図（Ｅ））。
次に、中間層パターン15aがマスクとされ下層13がパ
ターニングされて、下層パターン13aが形成される（第
２図（Ｆ））。
ターニングされて、下層パターン13aが形成される（第
２図（Ｆ））。
この結果、基板11をパターニングするための、下層、
中間層及び上層パターン13a,15a,17aから成る３層のレ
ジストパターン19が得られる。
中間層及び上層パターン13a,15a,17aから成る３層のレ
ジストパターン19が得られる。
ところで３層レジスト法においては、下層13のパター
ニングはO2−RIE（Reactive Ion Etching）によって行
なわれる。従って、中間層15は、O2−RIE耐性に優れる
材料で構成される。
ニングはO2−RIE（Reactive Ion Etching）によって行
なわれる。従って、中間層15は、O2−RIE耐性に優れる
材料で構成される。
例えばMoran等は、中間層として、真空蒸着法により
形成したSiO2膜やSiN膜を用いていた（M.Moran and D.M
aydan,J.Vac.Sci.Technol.（ジャーナル バキュウム
サイエンス テクノロジ）16（1979）p.1620）。
形成したSiO2膜やSiN膜を用いていた（M.Moran and D.M
aydan,J.Vac.Sci.Technol.（ジャーナル バキュウム
サイエンス テクノロジ）16（1979）p.1620）。
しかし、真空蒸着法により中間層を形成する方法は、
手間がかかるため大量処理には適さない。
手間がかかるため大量処理には適さない。
そこで、中間層の形成を簡易なスピンコート法により
形成する方法が、例えば文献（J.Vac.Sci.Technol.（ジ
ャーナル バキュウム サイエンス テクノロジ）B3
（１）（1985）pp.335〜338）に開示されている。
形成する方法が、例えば文献（J.Vac.Sci.Technol.（ジ
ャーナル バキュウム サイエンス テクノロジ）B3
（１）（1985）pp.335〜338）に開示されている。
この文献では、各種のスピンオングラス（以下SOGと
略称することもある。）の中間層としての特性評価が行
なわれている。
略称することもある。）の中間層としての特性評価が行
なわれている。
中間層をSOGで構成する場合、コーティング後の加熱
処理においてSOGにクラックが発生したり、上層現像時
にSOGにクラックが発生したり、上層用現像液によってS
OGが溶解しては問題である。また、SOG皮膜の膜厚が不
均一であったり、この皮膜にピンホール等の欠陥があっ
たり、上層コーティングによってSOGが劣化したり、上
層の皮膜へ悪影響を与えたり（例えば上層の膜厚を不均
一にする）、SOG皮膜のO2−RIE耐性が低くては、問題で
ある。
処理においてSOGにクラックが発生したり、上層現像時
にSOGにクラックが発生したり、上層用現像液によってS
OGが溶解しては問題である。また、SOG皮膜の膜厚が不
均一であったり、この皮膜にピンホール等の欠陥があっ
たり、上層コーティングによってSOGが劣化したり、上
層の皮膜へ悪影響を与えたり（例えば上層の膜厚を不均
一にする）、SOG皮膜のO2−RIE耐性が低くては、問題で
ある。
上述の文献においては、クラック発生を防止するため
に、SOGにレジスト等を添加することが行なわれてい
た。
に、SOGにレジスト等を添加することが行なわれてい
た。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、SOGにレジスト等を添加する方法は、S
OGのクラック発生を完全には防止出来ないという問題点
があった。
OGのクラック発生を完全には防止出来ないという問題点
があった。
また、クラック発生を非常に少なくするためにはSOG
へのレジスト等の添加量及びSOGのベーク条件を非常に
厳しく管理しなけれはならないため、プロセスマージン
が非常に小さいという問題点があった。
へのレジスト等の添加量及びSOGのベーク条件を非常に
厳しく管理しなけれはならないため、プロセスマージン
が非常に小さいという問題点があった。
また、SOGにレジスト等を添加するため、O2−RIE耐性
の劣化も懸念される。
の劣化も懸念される。
この発明はこのような点に鑑みなされたものであり、
従ってこの発明の目的は、熱処理及び上層現像時にクラ
ックが発生することなく、O2−RIE耐性も高く、然もス
ピンコート出来る、３層レジスト法用の中間層形成方法
を提供することにある。
従ってこの発明の目的は、熱処理及び上層現像時にクラ
ックが発生することなく、O2−RIE耐性も高く、然もス
ピンコート出来る、３層レジスト法用の中間層形成方法
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、３層
レジスト法用の中間層形成材を粘土鉱物のシリル化生成
物で構成したことを特徴とする。
レジスト法用の中間層形成材を粘土鉱物のシリル化生成
物で構成したことを特徴とする。
なお、この発明の実施に当たり、前述のシリル化生成
物を、粘土鉱物のジメチルビニルクロロシラン又はトリ
メチルクロロシランによるシリル化生成物とするのが好
適である。
物を、粘土鉱物のジメチルビニルクロロシラン又はトリ
メチルクロロシランによるシリル化生成物とするのが好
適である。
（作用） このような構成によれば、シリコン含有量が高い中間
層形成材が得られる。しかも、シリル化生成物であるの
で当該中間層形成材の極性は低下する。そのため、該中
間層形成材の有機溶剤に対する溶解性も確保されるか
ら、該中間層形成材を使用するに当たってのその塗布液
調整も容易になる。さらにこの中間層形成材は後述する
実験結果からも明らかなように、熱処理に伴う熱変化が
あっても、また、上層用現像液に浸漬しても、クラック
が発生することがない。さらに、所定温度以上の温度で
熱処理することにより、有機溶媒やアルカリ性溶媒に不
溶になる。
層形成材が得られる。しかも、シリル化生成物であるの
で当該中間層形成材の極性は低下する。そのため、該中
間層形成材の有機溶剤に対する溶解性も確保されるか
ら、該中間層形成材を使用するに当たってのその塗布液
調整も容易になる。さらにこの中間層形成材は後述する
実験結果からも明らかなように、熱処理に伴う熱変化が
あっても、また、上層用現像液に浸漬しても、クラック
が発生することがない。さらに、所定温度以上の温度で
熱処理することにより、有機溶媒やアルカリ性溶媒に不
溶になる。
（実施例） 以下、この発明の３層レジスト法用の中間層形成材
（以下、単に中間層形成材と称することもある。）の実
施例につき説明する。
（以下、単に中間層形成材と称することもある。）の実
施例につき説明する。
中間層形成材の合成例 ＜実施例１＞ 粘土鉱物の一例として蛇紋岩を用いこれをジメチルビ
ニルクロロシランにより以下に説明するような方法でシ
リル化して、実施例１の中間層形成材（以下、SCMR−１
と云う。）を合成した。
ニルクロロシランにより以下に説明するような方法でシ
リル化して、実施例１の中間層形成材（以下、SCMR−１
と云う。）を合成した。
先ず、蛇紋岩80gを6M（モル）のHCl（塩酸）600ml中
に入れ、これを50℃の温度で12時間撹拌して蛇紋岩を分
解した。その後、遠心分離によって未分解物を回収しこ
れを水洗し乾燥して32gの残渣を得た。
に入れ、これを50℃の温度で12時間撹拌して蛇紋岩を分
解した。その後、遠心分離によって未分解物を回収しこ
れを水洗し乾燥して32gの残渣を得た。
次に、室温において、この残渣8gを0.8MのNaOH（水酸
化ナトリウム）100ml中に入れ、その後このNaOHを約５
時間撹拌した。
化ナトリウム）100ml中に入れ、その後このNaOHを約５
時間撹拌した。
次に、不溶部を濾別し、濾液を中和した。次いで、こ
の中和物を、100mlのTHF（テトラヒドロフラン）と、0.
233Mのジメチルビニルクロロシランとの混合液中に滴下
した。その後この混合液を１時間撹拌した。
の中和物を、100mlのTHF（テトラヒドロフラン）と、0.
233Mのジメチルビニルクロロシランとの混合液中に滴下
した。その後この混合液を１時間撹拌した。
次に、撹拌の終了した混合液中にキサンを加え、その
後有機層を分取しこれを水洗し有機溶媒を留去して粗生
成物を得た。
後有機層を分取しこれを水洗し有機溶媒を留去して粗生
成物を得た。
次に、この粗生成物をアセトンに溶解した後これに水
を加えて再沈澱させて精製した。このような精製操作を
数回繰り返して、SCMR−１を得た。
を加えて再沈澱させて精製した。このような精製操作を
数回繰り返して、SCMR−１を得た。
このようにして得たSCMR−１は、白色の粉末であっ
た。また、元素分析の結果は、 Si＝45 重量％ C ＝27.2重量％ H ＝ 5.1重量％ O ＝22.7重量％ であった。
た。また、元素分析の結果は、 Si＝45 重量％ C ＝27.2重量％ H ＝ 5.1重量％ O ＝22.7重量％ であった。
＜実施例２＞ ジメチルビニルクロロシランの代わりにトリメチルク
ロロシランを用いたこと以外は、実施例１と全く同様に
して、実施例２の中間層形成材（以下、SCMR−２と云
う。）を合成した。
ロロシランを用いたこと以外は、実施例１と全く同様に
して、実施例２の中間層形成材（以下、SCMR−２と云
う。）を合成した。
中間層形成材の溶剤溶解性について SCMR−１及びSCMR−２それぞれのアセトンに対する溶
解性について、以下に説明するような手順で調べた。
解性について、以下に説明するような手順で調べた。
先ず、SCMR−１を酢酸イソアミルに10重量％に割合で
溶解させて塗布溶液を調製した。また、SCMR−２につい
てもSCMR−１と同様にして塗布溶液を調製した。
溶解させて塗布溶液を調製した。また、SCMR−２につい
てもSCMR−１と同様にして塗布溶液を調製した。
次に、これら塗布溶液を用いシリコン基板上にSCMR−
１又はSCMR−２の皮膜をスピンコート法によって夫々形
成した。このような試料をSCMR−１、SCMR−２夫々複数
作成し、各試料に対し試料毎で下記第１表に示すように
ベーキング条件を変えて熱処理を行なった。
１又はSCMR−２の皮膜をスピンコート法によって夫々形
成した。このような試料をSCMR−１、SCMR−２夫々複数
作成し、各試料に対し試料毎で下記第１表に示すように
ベーキング条件を変えて熱処理を行なった。
次に、これらの試料をアセトン中に浸漬し、SCMR−１
の皮膜及びSCMR−２の皮膜夫々のアセトンに対する溶解
性を調べた。
の皮膜及びSCMR−２の皮膜夫々のアセトンに対する溶解
性を調べた。
第１表からも明らかなように、SCMR−１の皮膜及びSC
MR−２の皮膜は、これを250℃以上の温度でベーキング
した場合、アセトンに対し不溶化することが分る。従っ
て、SCMR−１及びSCMR−２を中間層形成材として用いる
場合、これらが上層の塗布溶液中の溶媒等に溶解されな
いようにするには、SCMR−１及びSCMR−２は250℃以上
の温度でベーキングすれば良いことが分る。
MR−２の皮膜は、これを250℃以上の温度でベーキング
した場合、アセトンに対し不溶化することが分る。従っ
て、SCMR−１及びSCMR−２を中間層形成材として用いる
場合、これらが上層の塗布溶液中の溶媒等に溶解されな
いようにするには、SCMR−１及びSCMR−２は250℃以上
の温度でベーキングすれば良いことが分る。
中間層形成材のO2−RIE耐性について SCMR−１の皮膜のO2−RIE耐性について、以下に説明
するような手順で調べた。なお、実験試料は、シリコン
基板上に上述のSCMR−１の塗布溶液を用いて所定膜厚の
皮膜を形成し250℃２分間のベーキングを行なって作製
した。
するような手順で調べた。なお、実験試料は、シリコン
基板上に上述のSCMR−１の塗布溶液を用いて所定膜厚の
皮膜を形成し250℃２分間のベーキングを行なって作製
した。
この試料を、平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置を用い、O2ガス流量を20sccmとし、ガス圧を1Pa
とし、電力密度を0.08W/cm2及び0.16W/cm2の２種類とし
た条件によりエッチングし、エッチング時間に対するエ
ッチング深さを（エッチング量）を調べた。また、比較
例として、３層レジスト法の下層用或いは上層用の材料
として多用されているMP−1400（シップレー社製のホト
レジスト）について、SCMR−１と同様な方法によりO2−
RIE耐性を調べた。
グ装置を用い、O2ガス流量を20sccmとし、ガス圧を1Pa
とし、電力密度を0.08W/cm2及び0.16W/cm2の２種類とし
た条件によりエッチングし、エッチング時間に対するエ
ッチング深さを（エッチング量）を調べた。また、比較
例として、３層レジスト法の下層用或いは上層用の材料
として多用されているMP−1400（シップレー社製のホト
レジスト）について、SCMR−１と同様な方法によりO2−
RIE耐性を調べた。
この結果を、横軸にエッチング時間（分）をとり、縦
軸にエッチング深さ（μｍ）をとり第１図に示した。な
お、第１図において、○印は、SCMR−１の特性を示し、
△印はMP−1400の特性を示し、さらに、破線は電力密度
が0.08W/cm2の場合の特性を示し、実線は電力密度が0.1
6W/cm2の場合の特性を示す。
軸にエッチング深さ（μｍ）をとり第１図に示した。な
お、第１図において、○印は、SCMR−１の特性を示し、
△印はMP−1400の特性を示し、さらに、破線は電力密度
が0.08W/cm2の場合の特性を示し、実線は電力密度が0.1
6W/cm2の場合の特性を示す。
第１図からも明らかなように、SCMR−１の、MP−1400
との選択比は50以上であることが分る。
との選択比は50以上であることが分る。
現像液に対する溶解性・クラック発生の有無について ３層レジスト法における上層レジストの現像液に対す
る中間層形成材の溶解性及び現像時のクラック発生の有
無につき以下に説明するような手順で調べた。
る中間層形成材の溶解性及び現像時のクラック発生の有
無につき以下に説明するような手順で調べた。
先ず、シリコン基板上に下層としてMP−1400を所定の
膜厚に形成した。このような試料を複数作製した。
膜厚に形成した。このような試料を複数作製した。
次に、これら試料を、試料毎で第２表に示すようにベ
ーキング条件を変えてそれぞれベーキングした。なお、
このように下層のベーキング条件を変えた理由は、ベー
キング条件の違いによって下層の状態が変わりこれによ
って中間層でのクラック発生も影響を受けると云われて
いるからである。
ーキング条件を変えてそれぞれベーキングした。なお、
このように下層のベーキング条件を変えた理由は、ベー
キング条件の違いによって下層の状態が変わりこれによ
って中間層でのクラック発生も影響を受けると云われて
いるからである。
次に、各試料上に、膜厚が0.2μｍのSCMR−１の皮膜
をそれぞれ形成した。なお、SCMR−１の皮膜のベーク
は、250℃２分の条件で行なった。
をそれぞれ形成した。なお、SCMR−１の皮膜のベーク
は、250℃２分の条件で行なった。
次に、これら各資料をMF−312（シップレー社製の現
像液）中に、資料毎で第２表に示すように時間を変えて
浸漬した。そして、各試料のSCMR−１の現像液に対する
溶解性と、現像液によってクラックが発生するか否かに
ついて調べた。
像液）中に、資料毎で第２表に示すように時間を変えて
浸漬した。そして、各試料のSCMR−１の現像液に対する
溶解性と、現像液によってクラックが発生するか否かに
ついて調べた。
この結果を第２表に示した。
第２表からも明らかなように、この発明の中間層形成
材は、下層のベーキング条件が変った場合また現像時間
が変った場合でも、これによってクラックが発生するよ
うなことはなく、かつ、現像液によって溶解されるよう
なことがない。従って、例えば上層のベーキング条件や
上層の現像時間を中間層について考慮することなく決定
出来るのでプロセスマージンが広い材料と云える。
材は、下層のベーキング条件が変った場合また現像時間
が変った場合でも、これによってクラックが発生するよ
うなことはなく、かつ、現像液によって溶解されるよう
なことがない。従って、例えば上層のベーキング条件や
上層の現像時間を中間層について考慮することなく決定
出来るのでプロセスマージンが広い材料と云える。
パターニング実験 実施例の中間層形成材を用い３層レジストパターンを
以下に説明するような手順で形成した。
以下に説明するような手順で形成した。
＜実験１＞ 先ず、SCMR−１及び光リソグラフィを用いたパターニ
ング実験の説明をする。
ング実験の説明をする。
シリコン基板上に下層としてのMP−1400を1.5μｍの
膜厚にコーティングし、次いでこのシリコン基板をホッ
トプレートを用い200℃の温度で２分間ベーキングし
た。
膜厚にコーティングし、次いでこのシリコン基板をホッ
トプレートを用い200℃の温度で２分間ベーキングし
た。
次に、このMP−1400の皮膜上に、SCMR−１の塗布溶液
（酢酸イソアミルにSCMR−１を10wt％溶解させたもの）
の、孔径が0.2μｍのフィルタで濾過したものをスピン
コートして、中間層としての、膜厚が0.2μｍのSCMR−
１の皮膜を形成した。
（酢酸イソアミルにSCMR−１を10wt％溶解させたもの）
の、孔径が0.2μｍのフィルタで濾過したものをスピン
コートして、中間層としての、膜厚が0.2μｍのSCMR−
１の皮膜を形成した。
次に、この試料をホットプレートを用い250℃の温度
で２分間ベーキングした。
で２分間ベーキングした。
次に、SCMR−１の皮膜上に上層としてのMP−1400を0.
5μｍの膜厚にコーティングし、次いでホットプレート
を用い90℃の温度で１分間ベーキングを行なった。
5μｍの膜厚にコーティングし、次いでホットプレート
を用い90℃の温度で１分間ベーキングを行なった。
次に、この上層に対しｇ線を光源とする1/5縮小投影
型アライナ（NA＝0.45）を用いドーズ量を150mJ/cm2と
した条件で露光を行なった。その後、この試料を現像液
MF−312を用い23℃の温度で60秒間現像を行なった。
型アライナ（NA＝0.45）を用いドーズ量を150mJ/cm2と
した条件で露光を行なった。その後、この試料を現像液
MF−312を用い23℃の温度で60秒間現像を行なった。
次に、現像の終了した試料をホットプレートを用い12
0℃の温度で２分間ベーキング後走査型電子顕微鏡で観
察したところ、上層は0.5μｍライン・アンド・スペー
スまで解像されていることが分った。さらに、中間層を
構成しているSCMR−１の皮膜には、クラックは全く発生
していないことが分った。
0℃の温度で２分間ベーキング後走査型電子顕微鏡で観
察したところ、上層は0.5μｍライン・アンド・スペー
スまで解像されていることが分った。さらに、中間層を
構成しているSCMR−１の皮膜には、クラックは全く発生
していないことが分った。
次に、反応ガスをCF4ガスとした平行平板型リアクテ
ィブイオンエッチング装置を用い、SCMR−１の皮膜の上
層パターンから露出している部分を、CF4ガス流量を40s
ccmとし、ガス圧を2Paとし、電力密度を0.1W/cm2とした
条件により２分間エッチングした。
ィブイオンエッチング装置を用い、SCMR−１の皮膜の上
層パターンから露出している部分を、CF4ガス流量を40s
ccmとし、ガス圧を2Paとし、電力密度を0.1W/cm2とした
条件により２分間エッチングした。
次に、同一のエッチング装置を用い反応ガスはO2ガス
とし、下層（MP−1400）のSCMR−１パターンから露出し
ている部分を、ガス流量を20sccmとし、ガス圧を1Paと
し、電力密度を0.1W/cm2とした条件により30分間エッチ
ングした。
とし、下層（MP−1400）のSCMR−１パターンから露出し
ている部分を、ガス流量を20sccmとし、ガス圧を1Paと
し、電力密度を0.1W/cm2とした条件により30分間エッチ
ングした。
このようにして得た３層構造のレジストパターンを、
走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、0.5μｍの
ライン・アンド・スペースパターンまで良好に解像され
ていることが分った。
走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、0.5μｍの
ライン・アンド・スペースパターンまで良好に解像され
ていることが分った。
＜実験２＞ 次に、SCMR−２及び電子線リソグラフィを用いたパタ
ーニング実験の説明をする。
ーニング実験の説明をする。
実験１と同様にシリコン基板上に下層としてのMP−14
00の皮膜を形成した。
00の皮膜を形成した。
次に、MP−1400の皮膜上に、SCMR−２の塗布溶液（酢
酸イソアミルにSCMR−２を10wt％溶解させたもの）の、
孔径が0.2μｍのフィルタで濾過したものをスピンコー
トして、中間層としての膜厚が0.2μｍのSCMR−２の皮
膜を形成した。
酸イソアミルにSCMR−２を10wt％溶解させたもの）の、
孔径が0.2μｍのフィルタで濾過したものをスピンコー
トして、中間層としての膜厚が0.2μｍのSCMR−２の皮
膜を形成した。
次に、この試料をホットプレートを用い250℃の温度
で２分間ベーキングした。
で２分間ベーキングした。
次に、SCMR−２の皮膜上に、ポリメチルメタクリレー
ト（PMMA）の塗布溶液（エチルセルソルブアセテートに
PMMAを10wt％溶解させたもの）をコーティングし、膜厚
が0.5μｍのPMMAの皮膜を形成した。その後、このPMMA
の皮膜をホットプレートを用い160℃の温度で30分間ベ
ーキングを行なった。
ト（PMMA）の塗布溶液（エチルセルソルブアセテートに
PMMAを10wt％溶解させたもの）をコーティングし、膜厚
が0.5μｍのPMMAの皮膜を形成した。その後、このPMMA
の皮膜をホットプレートを用い160℃の温度で30分間ベ
ーキングを行なった。
次に、このPMMAの皮膜（上層）に対し電子線によりド
ーズ量を50μc/cm2とした条件で露光を行なった。その
後、この試料をメチルイソブチルケトン（MIBK）を用い
23℃の温度で60秒間現像を行なった。
ーズ量を50μc/cm2とした条件で露光を行なった。その
後、この試料をメチルイソブチルケトン（MIBK）を用い
23℃の温度で60秒間現像を行なった。
次に、現像の終了した試料を走査型電子顕微鏡で観察
したところ、上層は0.2μｍライン・アンド・スペース
まで解像されていることが分った。さらに、中間層を構
成しているSCMR−２の皮膜には、クラックは全く発生し
ていないことが分った。
したところ、上層は0.2μｍライン・アンド・スペース
まで解像されていることが分った。さらに、中間層を構
成しているSCMR−２の皮膜には、クラックは全く発生し
ていないことが分った。
次にこの試料の中間層のエッチング及び下層のエッチ
ングを実験１と同様な手順で行なった。
ングを実験１と同様な手順で行なった。
このようにして得た３層構造のレジストパターンを、
走査型電気顕微鏡を用いて観察したところ、0.2μｍラ
イン・アンド・スペースパターンまで良好に解像されて
いることが分った。
走査型電気顕微鏡を用いて観察したところ、0.2μｍラ
イン・アンド・スペースパターンまで良好に解像されて
いることが分った。
なお、実験１及び実験２で解像度に差が生じた理由
は、光露光か電子線露光かの違いに因るものであり、SC
MR−１とSCMR−２との差に因るものではないことは理解
されたい。
は、光露光か電子線露光かの違いに因るものであり、SC
MR−１とSCMR−２との差に因るものではないことは理解
されたい。
以上がこの発明の実施例の説明である。しかしこの発
明は上述の実施例に限られるものではなく以下に説明す
るような種々の変更を加えることが出来る。
明は上述の実施例に限られるものではなく以下に説明す
るような種々の変更を加えることが出来る。
上述の実施例では、粘土鉱物として蛇紋岩を用い、こ
れのシリル化生成物を中間層形成材としていた。しかし
粘土鉱物を石綿とした場合も実施例と同様な効果が得ら
れた。また、粘土鉱物を蛇紋岩、石綿以外のものとして
も実施例と同様な効果が期待出来る。蛇紋岩、石綿以外
のものとしては例えば雲母等を挙げることが出来る。
れのシリル化生成物を中間層形成材としていた。しかし
粘土鉱物を石綿とした場合も実施例と同様な効果が得ら
れた。また、粘土鉱物を蛇紋岩、石綿以外のものとして
も実施例と同様な効果が期待出来る。蛇紋岩、石綿以外
のものとしては例えば雲母等を挙げることが出来る。
また上述の実施例では、粘土鉱物のシリル化生成物を
合成するためのシリル化剤を、ジメチルビニルクロロシ
ラン又はトリメチルクロロシランとしていた。これは、
ジメチルビニルクロロシラン及びトリメチルクロロシラ
ンを含む下記構造式で示される単感応性クロロシラン
が、単感応性であるためゲル化等が起こりにくいことか
ら、シリル化剤として好適であるからであった。
合成するためのシリル化剤を、ジメチルビニルクロロシ
ラン又はトリメチルクロロシランとしていた。これは、
ジメチルビニルクロロシラン及びトリメチルクロロシラ
ンを含む下記構造式で示される単感応性クロロシラン
が、単感応性であるためゲル化等が起こりにくいことか
ら、シリル化剤として好適であるからであった。
但し、式中R1、R2及びR3は、アルキル基、アルコシル
基、フェニル基、ビニル基、アリル基等であり、同一で
も異なっても良い。
基、フェニル基、ビニル基、アリル基等であり、同一で
も異なっても良い。
しかし、シリル化剤は、この発明の目的を達成出来る
ものであれば、単感応性クロロシラン以外のものでも勿
論良い。
ものであれば、単感応性クロロシラン以外のものでも勿
論良い。
（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の３層
レジスト法用の中間層形成材によれば、シリコン含有率
が高いので優れたO2−RIE耐性が得られる。
レジスト法用の中間層形成材によれば、シリコン含有率
が高いので優れたO2−RIE耐性が得られる。
さらに、熱処理に伴う熱変化があっても又上層用の現
像液に浸漬しても、クラックが発生することがなく、さ
らに、所定温度以上の温度で熱処理することにより、有
機溶媒やアルカリ性溶媒に不溶になる。従って、３層レ
ジスト法において実施される例えば上層のベーキング条
件や現像時間を中間層について考慮することなく自由に
決定出来る等、プロセスマージンの拡大が図れる。
像液に浸漬しても、クラックが発生することがなく、さ
らに、所定温度以上の温度で熱処理することにより、有
機溶媒やアルカリ性溶媒に不溶になる。従って、３層レ
ジスト法において実施される例えば上層のベーキング条
件や現像時間を中間層について考慮することなく自由に
決定出来る等、プロセスマージンの拡大が図れる。
従ってこの発明の中間層形成材は、0.5μｍルール以
下のレジストパターン形成するための光リソグラフィや
電子線リソグラフィに広く利用出来る。
下のレジストパターン形成するための光リソグラフィや
電子線リソグラフィに広く利用出来る。
第１図は、実施例１の中間層形成材であるSCMR−１のO2
−RIE耐性を比較例と共に示す図、 第２図（Ａ）〜（Ｆ）は、３層レジスト法の説明に供す
る工程図である。 11……基板、11a……段差 13……下層、15……中間層 17……上層、17a……上層パターン 15a……中間層パターン、13a……下層パターン 19……３層のレジストパターン。
−RIE耐性を比較例と共に示す図、 第２図（Ａ）〜（Ｆ）は、３層レジスト法の説明に供す
る工程図である。 11……基板、11a……段差 13……下層、15……中間層 17……上層、17a……上層パターン 15a……中間層パターン、13a……下層パターン 19……３層のレジストパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塘 洋一 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 神保 秀之 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 梶原 鳴雪 愛知県名古屋市名東区西山台117番地 (56)参考文献 特開 昭61−231549（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−256731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−187237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−300237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−79743（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2567（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−249226（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−8852（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−32356（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】粘土鉱物のシリル化生成物から成ることを
特徴とする３層レジスト法用の中間層形成材。 - 【請求項２】前記シリル化生成物を、粘土鉱物のジメチ
ルビニルクロロシラン又はトリメチルクロロシランによ
るシリル化生成物としたことを特徴とする請求項１に記
載の３層レジスト法用の中間層形成材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1264735A JP2573371B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | ３層レジスト法用の中間層形成材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1264735A JP2573371B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | ３層レジスト法用の中間層形成材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126036A JPH03126036A (ja) | 1991-05-29 |
| JP2573371B2 true JP2573371B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17407443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1264735A Expired - Fee Related JP2573371B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | ３層レジスト法用の中間層形成材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573371B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6884571B2 (en) | 2002-03-22 | 2005-04-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd | Intermediate layer composition for three-layer resist process and pattern formation method using the same |
| US6897004B2 (en) | 2002-09-02 | 2005-05-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Intermediate layer material composition for multilayer resist process and pattern formation process using the same |
| US7157205B2 (en) | 2003-07-04 | 2007-01-02 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Intermediate layer composition for multilayer resist process, pattern-forming process using the same, and laminate |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3830777B2 (ja) | 2001-06-14 | 2006-10-11 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US6743885B2 (en) | 2001-07-31 | 2004-06-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Resin composition for intermediate layer of three-layer resist |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231549A (ja) * | 1985-04-06 | 1986-10-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパタ−ン形成方法 |
| JPH06101453B2 (ja) * | 1985-05-10 | 1994-12-12 | 株式会社日立製作所 | パタ−ン形成方法 |
| CA1286424C (en) * | 1987-01-12 | 1991-07-16 | William C. Mccolgin | Bilayer lithographic process |
| US4808511A (en) * | 1987-05-19 | 1989-02-28 | International Business Machines Corporation | Vapor phase photoresist silylation process |
| JPS6479743A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | Nippon Telegraph & Telephone | Pattern forming method by dry developing |
| JPH022567A (ja) * | 1988-06-14 | 1990-01-08 | Fujitsu Ltd | レジストパターンの形成方法 |
| JPH028852A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-12 | Fujitsu Ltd | パターニング方法 |
| JPH0232356A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-02 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02249226A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レジスト形成方法 |
-
1989
- 1989-10-11 JP JP1264735A patent/JP2573371B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6884571B2 (en) | 2002-03-22 | 2005-04-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd | Intermediate layer composition for three-layer resist process and pattern formation method using the same |
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| US7157205B2 (en) | 2003-07-04 | 2007-01-02 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Intermediate layer composition for multilayer resist process, pattern-forming process using the same, and laminate |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03126036A (ja) | 1991-05-29 |
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