JP2641452B2 - パターン形成方法 - Google Patents
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Classifications
-
- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
-
- G—PHYSICS
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- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
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- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
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- Y10S430/168—X-ray exposure process
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細加工用リソグラフイに係り、特に、耐ド
ライエツチング性に優れたレジストの高感度露光方法に
関する。
ライエツチング性に優れたレジストの高感度露光方法に
関する。
従来の放射線グラフト重合反応を利用するリソグラフ
イ用のレジストは、例えば米国特許第4195108号に記載
のように、ポレメチルメタクリレート（PMMA）に限られ
ていた。これは、PMMAはリソグラフイ分野で広くモデル
レジストとして用いられており、また、放射線グラフト
重合反応の研究にも良く利用されているためである。
イ用のレジストは、例えば米国特許第4195108号に記載
のように、ポレメチルメタクリレート（PMMA）に限られ
ていた。これは、PMMAはリソグラフイ分野で広くモデル
レジストとして用いられており、また、放射線グラフト
重合反応の研究にも良く利用されているためである。
このような従来技術はPMMAの耐ドライエツチング性が
低いという（第３図参照）点に配慮がされておらず、グ
ラフト重合反応を利用したリソグラフイの実用性に問題
があつた。
低いという（第３図参照）点に配慮がされておらず、グ
ラフト重合反応を利用したリソグラフイの実用性に問題
があつた。
したがつて、本発明の目的は耐ドライエツチング性に
優れ、グラフト重合反応が可能なレジスト材料を提供
し、本リソグラフイ技術の実用化を促進するに好適なパ
ターン形成方法を提供することにある。
優れ、グラフト重合反応が可能なレジスト材料を提供
し、本リソグラフイ技術の実用化を促進するに好適なパ
ターン形成方法を提供することにある。
上記目的は耐ドライエツチング性に優れ、かつ放射線
グラフト重合反応を行うことが可能な高分子材料、すな
わち、少なくとも１つ以上のフエニル基を含有するポリ
メタクリレート、または、その誘導体、あるいは、ポリ
スチレン、または、その誘導体をレジストに用いること
により達成される。
グラフト重合反応を行うことが可能な高分子材料、すな
わち、少なくとも１つ以上のフエニル基を含有するポリ
メタクリレート、または、その誘導体、あるいは、ポリ
スチレン、または、その誘導体をレジストに用いること
により達成される。
ポリフエニルメタクリレートやポリベンジルメタクリ
レートなどのフエニル基を含むポリメタクリレートはポ
リスチレンと同様に耐ドライエツチング性に優れてお
り、現行のドライエツチングプロセスがそのまま利用で
きる。また、これらのポリマーは放射線照射で発生する
ラジカルの寿命が長いため、グラフト重合反応によるモ
ノマーの共重合化が可能である。
レートなどのフエニル基を含むポリメタクリレートはポ
リスチレンと同様に耐ドライエツチング性に優れてお
り、現行のドライエツチングプロセスがそのまま利用で
きる。また、これらのポリマーは放射線照射で発生する
ラジカルの寿命が長いため、グラフト重合反応によるモ
ノマーの共重合化が可能である。
実施例1: 第１図に実施例１の工程概略を示す。Ｐを含んだシリ
コン酸化膜１が全面に被着された半導体基板２上にレジ
ストとしてポリフエニルメタクリレート（PPhMA）３を
厚さ１μｍに塗布する。空気を１％以下に抑えた窒素雰
囲気中で、所定の回路パターン７を形成したＸ線マスク
４を介してＸ線10を露光する（第１図（ａ））。Ｘ線10
はモリブデン対陰極線源（図示せず）からのもので主波
長が0.54nm、露光量は10mJ/cm2である。露光後、試料２
を1Pa以下に排気した反応室（図示せず）に移し、反応
室に導入したアクリル酸モノマー６の蒸気と５分間反応
させ、グラフト重合体５を形成させた（第１図
（ｂ））。反応温度は25±0.5℃とした。次に、試料２
を現像液（酢酸メチルセロソルブ）に30秒間浸漬させた
（25±0.5℃）後、乾燥させることによりネガ型のレジ
ストパターン５′を得る（第１図（ｃ））。次に、上記
のように形成したレジストパターン５′をマスクにして
下地のシリコン酸化膜１をドライエツチング加工した
（第１図（ｄ））。平行平板型ドライエツチング装置を
利用し、反応ガスにCF4（67Pa）を用い、RFパワー100W
で行つた結果、シリコン酸化膜１を良好にエツチングす
ることができた（第１図（ｄ））。次に、レジストパタ
ーン５′を除去した（第１図（ｅ））。
コン酸化膜１が全面に被着された半導体基板２上にレジ
ストとしてポリフエニルメタクリレート（PPhMA）３を
厚さ１μｍに塗布する。空気を１％以下に抑えた窒素雰
囲気中で、所定の回路パターン７を形成したＸ線マスク
４を介してＸ線10を露光する（第１図（ａ））。Ｘ線10
はモリブデン対陰極線源（図示せず）からのもので主波
長が0.54nm、露光量は10mJ/cm2である。露光後、試料２
を1Pa以下に排気した反応室（図示せず）に移し、反応
室に導入したアクリル酸モノマー６の蒸気と５分間反応
させ、グラフト重合体５を形成させた（第１図
（ｂ））。反応温度は25±0.5℃とした。次に、試料２
を現像液（酢酸メチルセロソルブ）に30秒間浸漬させた
（25±0.5℃）後、乾燥させることによりネガ型のレジ
ストパターン５′を得る（第１図（ｃ））。次に、上記
のように形成したレジストパターン５′をマスクにして
下地のシリコン酸化膜１をドライエツチング加工した
（第１図（ｄ））。平行平板型ドライエツチング装置を
利用し、反応ガスにCF4（67Pa）を用い、RFパワー100W
で行つた結果、シリコン酸化膜１を良好にエツチングす
ることができた（第１図（ｄ））。次に、レジストパタ
ーン５′を除去した（第１図（ｅ））。
実施例2: アルミニウム膜１′を全面に被着した半導体基板２上
にレジストとしてクロル化ポリメチルスチレン（CPMS）
３′を厚さ1.5μｍに塗布する。次に、実施例１と同様
な方法により、Ｘ線10をレジスト３′に露光する（第２
図（ａ））。但し、この場合、Ｘ線10の露光量を5mJ/cm
2とする。次に、実施例１と同様に、アクリル酸モノマ
ー６とのグラフト重合（第２図（ｂ））、および現像処
理（第２図（ｃ））を行うことによりレジストパターン
５′を形成した。この後、レジストパターン５′をマス
クにして下地のアルミニウム膜１′をドライエツチング
加工した（第２図（ｄ））。エツチング装置には反応性
イオンエツチング装置を利用し、反応ガスにBCl3（50P
a）を用い、RFパワー200Wで行つた結果、アルミニウム
膜１′を良好にエツチングすることができた。その後、
レジストパターン５′を除去した（第２図（ｅ））。
にレジストとしてクロル化ポリメチルスチレン（CPMS）
３′を厚さ1.5μｍに塗布する。次に、実施例１と同様
な方法により、Ｘ線10をレジスト３′に露光する（第２
図（ａ））。但し、この場合、Ｘ線10の露光量を5mJ/cm
2とする。次に、実施例１と同様に、アクリル酸モノマ
ー６とのグラフト重合（第２図（ｂ））、および現像処
理（第２図（ｃ））を行うことによりレジストパターン
５′を形成した。この後、レジストパターン５′をマス
クにして下地のアルミニウム膜１′をドライエツチング
加工した（第２図（ｄ））。エツチング装置には反応性
イオンエツチング装置を利用し、反応ガスにBCl3（50P
a）を用い、RFパワー200Wで行つた結果、アルミニウム
膜１′を良好にエツチングすることができた。その後、
レジストパターン５′を除去した（第２図（ｅ））。
上述した２つの実施例で用いたレジストのエツチング
処理（シリコン酸化膜）における膜減り特性を第３図に
示す。この結果から、これらのレジストの耐ドライエツ
チング性は現用のフオトレジストAZ1350Jレベルである
ことが判る。
処理（シリコン酸化膜）における膜減り特性を第３図に
示す。この結果から、これらのレジストの耐ドライエツ
チング性は現用のフオトレジストAZ1350Jレベルである
ことが判る。
なお、第３図には比較のため従来使用のグラフト重合
用レジストPMMAの耐ドライエツチング特性も示してあ
る。
用レジストPMMAの耐ドライエツチング特性も示してあ
る。
ところで、上述した２つの実施例ではレジストとして
PPhMAおよびCPMSを用いた例を示したが、この他にポリ
ベンジルメタクリレートのようなフエニル基を含有する
ポリメタクリレートまたはその誘導体、あるいはポリス
チレンやその誘導体であるクロロメチル化ポリスチレン
等を用いることができる。また、モノマーとしては実施
例で述べたアクリル酸の他に、アクリル酸水溶液，メタ
クリル酸、及びその水溶液、メタクリル酸メチル，アク
リル酸メチル等を用いることができる。さらに、レジス
ト材料とモノマーとのグラフト重合反応処理温度は15℃
〜100℃の温度範囲であれば良い。
PPhMAおよびCPMSを用いた例を示したが、この他にポリ
ベンジルメタクリレートのようなフエニル基を含有する
ポリメタクリレートまたはその誘導体、あるいはポリス
チレンやその誘導体であるクロロメチル化ポリスチレン
等を用いることができる。また、モノマーとしては実施
例で述べたアクリル酸の他に、アクリル酸水溶液，メタ
クリル酸、及びその水溶液、メタクリル酸メチル，アク
リル酸メチル等を用いることができる。さらに、レジス
ト材料とモノマーとのグラフト重合反応処理温度は15℃
〜100℃の温度範囲であれば良い。
本発明によれば、非常に低い露光量でレジストの微細
なパターンが形成できるとともに、現行のドライエツチ
ングプロセスを利用して良好なエツチング加工が行える
ので、リソグラフイの実用化および、信頼性向上に多大
な効果がある。
なパターンが形成できるとともに、現行のドライエツチ
ングプロセスを利用して良好なエツチング加工が行える
ので、リソグラフイの実用化および、信頼性向上に多大
な効果がある。
第１図は本発明の実施例１の、第２図は実施例２の工程
概略図である。第３図はPPhMA,CPMS,PMMA、および、AZ1
350Jのドライエツチング処理における膜減り特性であ
る。 １……シリコン酸化膜、１′……アルミニウム膜、２…
…半導体基板、３……PPhMAレジスト、３′……CPMSレ
ジスト、４……Ｘ線マスク、５……グラフト重合体、６
……アクリル酸モノマー、７……パターン、10……Ｘ
線。
概略図である。第３図はPPhMA,CPMS,PMMA、および、AZ1
350Jのドライエツチング処理における膜減り特性であ
る。 １……シリコン酸化膜、１′……アルミニウム膜、２…
…半導体基板、３……PPhMAレジスト、３′……CPMSレ
ジスト、４……Ｘ線マスク、５……グラフト重合体、６
……アクリル酸モノマー、７……パターン、10……Ｘ
線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 太郎 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 木村 剛 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−194336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−148335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−48921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−47641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−297837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−501777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−168134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−10249（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】酸化膜が形成された基体に、１つ以上のフ
ェニル基を含有するポリメタクリレート、またはその誘
導体を含むレジスト材料を塗布する工程と、 前記塗布された基体に所定のパターンを放射線で露光す
る工程と、 前記露光された基体にモノマーを導入してグラフト重合
体を形成する工程と、 前記基体を現像液に浸漬し乾燥させレジストパターンを
形成する工程と、 前記レジストをマスクとして前記酸化膜をエッチングす
る工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】前記ポリメタクリレートとして、ポリフェ
ニルメタクリレート、あるいはポリベンジルメタクリレ
ートを用いることを特徴とする第１項記載のパターン形
成方法。 - 【請求項３】前記モノマーとして、アクリル酸、メタク
リル酸、アクリル酸とメタクリル酸の水溶液、メタクリ
ル酸メチル、あるいはアクリル酸メチルを用いることを
特徴とする第１項記載のパターン形成方法。 - 【請求項４】前記グラフト重合体を形成する工程とし
て、反応処理を15℃〜100℃の温度範囲で行うことを特
徴とする第１項記載のパターン形成方法。 - 【請求項５】前記現像液として、酢酸メチルセロソルブ
を用いることを特徴とする第１項記載のパターン形成方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62185480A JP2641452B2 (ja) | 1987-07-27 | 1987-07-27 | パターン形成方法 |
| US07/295,209 US4954424A (en) | 1987-07-27 | 1988-07-11 | Pattern fabrication by radiation-induced graft copolymerization |
| EP88906082A EP0328655B1 (en) | 1987-07-27 | 1988-07-11 | Pattern-forming process utilizing radiation-induced graft polymerization reaction |
| DE3889896T DE3889896T2 (de) | 1987-07-27 | 1988-07-11 | Verfahren zur erzeugung von strukturen unter anwendung einer strahlungsinduzierten pfropfpolymerisationsreaktion. |
| PCT/JP1988/000691 WO1989001187A1 (en) | 1987-07-27 | 1988-07-11 | Pattern-forming process utilizing radiation-induced graft polymerization reaction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62185480A JP2641452B2 (ja) | 1987-07-27 | 1987-07-27 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6431156A JPS6431156A (en) | 1989-02-01 |
| JP2641452B2 true JP2641452B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=16171501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62185480A Expired - Lifetime JP2641452B2 (ja) | 1987-07-27 | 1987-07-27 | パターン形成方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4954424A (ja) |
| EP (1) | EP0328655B1 (ja) |
| JP (1) | JP2641452B2 (ja) |
| DE (1) | DE3889896T2 (ja) |
| WO (1) | WO1989001187A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9381279B2 (en) | 2005-03-24 | 2016-07-05 | Abbott Cardiovascular Systems Inc. | Implantable devices formed on non-fouling methacrylate or acrylate polymers |
| US7700659B2 (en) * | 2005-03-24 | 2010-04-20 | Advanced Cardiovascular Systems, Inc. | Implantable devices formed of non-fouling methacrylate or acrylate polymers |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE560986A (ja) * | 1956-09-21 | |||
| US3847609A (en) * | 1972-11-09 | 1974-11-12 | Hercules Inc | Photopolymer process forming graft polymers in exposed areas |
| FR2389922B1 (ja) * | 1977-05-03 | 1981-08-28 | Thomson Csf | |
| JPS59148335A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微細パタ−ン形成法 |
| JPS58194336A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微細パタ−ン形成装置 |
| JPS6010249A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | Fujitsu Ltd | パタ−ン形成方法 |
| US4596761A (en) * | 1983-11-02 | 1986-06-24 | Hughes Aircraft Company | Graft polymerized SiO2 lithographic masks |
| EP0161256B1 (en) * | 1983-11-02 | 1988-01-13 | Hughes Aircraft Company | Graft polymerized sio 2? lithographic masks |
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| JPS6148921A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-10 | Toshiba Corp | レジストパタ−ンの形成方法 |
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