JP2641452B2 - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JP2641452B2 JP62185480A JP18548087A JP2641452B2 JP 2641452 B2 JP2641452 B2 JP 2641452B2 JP 62185480 A JP62185480 A JP 62185480A JP 18548087 A JP18548087 A JP 18548087A JP 2641452 B2 JP2641452 B2 JP 2641452B2
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  • 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。
〔従来の技術〕
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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
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。
〔問題点を解決するための手段〕
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。
〔作用〕
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。
〔実施例〕
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))。
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))。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
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