JP2697739B2 - パターン形成方法 - Google Patents
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- 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
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/36—Imagewise removal not covered by groups G03F7/30 - G03F7/34, e.g. using gas streams, using plasma
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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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
- G03F7/0758—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 シリコン（Si）含有ポリマーのパターン形成方法に関
し、 シリコン含有ポリマーのレジストをドライ現像しかつ
残膜率を大きくしてパターンを形成し、２層レジスト法
に適用することを目的とし、 シリコンを含むポリマーと付加剤との混合レジストを
用い、該混合レジストを露光し、そして酸素を成分とし
て含むガスのプラズマの下流において現像することを特
徴とするパターン形成方法に、そして、２層レジストの
上層レジストパターン形成に適用するように構成する。
し、 シリコン含有ポリマーのレジストをドライ現像しかつ
残膜率を大きくしてパターンを形成し、２層レジスト法
に適用することを目的とし、 シリコンを含むポリマーと付加剤との混合レジストを
用い、該混合レジストを露光し、そして酸素を成分とし
て含むガスのプラズマの下流において現像することを特
徴とするパターン形成方法に、そして、２層レジストの
上層レジストパターン形成に適用するように構成する。
本発明は、レジストのパターン形成方法に関し、より
詳しくは、シリコン（Si）含有ポリマーのドライ現象に
よるパターン形成方法に関する。本発明を２層レジスト
法での上層レジストに適用することは、特に、好まし
い。
詳しくは、シリコン（Si）含有ポリマーのドライ現象に
よるパターン形成方法に関する。本発明を２層レジスト
法での上層レジストに適用することは、特に、好まし
い。
LSIなどの半導体装置を製造していく過程で配線の多
層化などにより被加工下地基板の表面に段差（凹凸）が
生じ、単層レジストでサブミクロンレベルのパターンを
凹凸基板上に形成することはむずかしい。そこで、レジ
ストを多層化（２層化）した２層レジスト法が提案され
ており、凹凸表面上に厚い平坦化層の下層レジストと、
その上に塗布したドライエッチング耐性の良い薄い上層
とで構成して、上層レジストを露光・現像してパターン
を形成し、次に、酸素を用いたリアクティブイオンエッ
チング（Ｏ2−RIE）によって下層レジストをその断面が
垂直になるような条件でエッチングする。
層化などにより被加工下地基板の表面に段差（凹凸）が
生じ、単層レジストでサブミクロンレベルのパターンを
凹凸基板上に形成することはむずかしい。そこで、レジ
ストを多層化（２層化）した２層レジスト法が提案され
ており、凹凸表面上に厚い平坦化層の下層レジストと、
その上に塗布したドライエッチング耐性の良い薄い上層
とで構成して、上層レジストを露光・現像してパターン
を形成し、次に、酸素を用いたリアクティブイオンエッ
チング（Ｏ2−RIE）によって下層レジストをその断面が
垂直になるような条件でエッチングする。
上層レジストは感度、解像度、コントラストなどの基
本的な性能に加えてＯ2−RIE耐性に優れたものであり、
シリコン含有ポリマーが用いられている。このようなシ
リコン含有ポリマーからなるレジストは溶媒（アルカリ
現像液）で現像されるので、溶媒現像特有の膨潤という
現象がサブミクロン領域のパターンを形成するのは困難
であった。溶媒現像でなくドライ現像する試みもある
が、この場合に、従来提案されているものは炭素、水
素、酸素からなる有機物ポリマーとSiを含む付加剤の混
合物をレジストとし、酸素プラズマ（例えば、Ｏ2−RI
E）を利用して現像するわけであるが、酸素プラズマで
のイオン衝撃などの物理的作用があって残膜率が大きく
できない。また、こうした従来例では露光によって、Si
を含む付加剤を付加させるわけであるが、元々のポリマ
ーにはSiを含んでいないので、形成されるパターン中の
Si含有量は大きくできない。従って、これをマスクとし
て下層レジストをエッチングする場合のＯ2RIE耐性も不
充分であった。なお、残膜率とは露光部と非露光部とで
一方を除去したときの他方の残っている膜厚と当初の膜
厚との割合である。
本的な性能に加えてＯ2−RIE耐性に優れたものであり、
シリコン含有ポリマーが用いられている。このようなシ
リコン含有ポリマーからなるレジストは溶媒（アルカリ
現像液）で現像されるので、溶媒現像特有の膨潤という
現象がサブミクロン領域のパターンを形成するのは困難
であった。溶媒現像でなくドライ現像する試みもある
が、この場合に、従来提案されているものは炭素、水
素、酸素からなる有機物ポリマーとSiを含む付加剤の混
合物をレジストとし、酸素プラズマ（例えば、Ｏ2−RI
E）を利用して現像するわけであるが、酸素プラズマで
のイオン衝撃などの物理的作用があって残膜率が大きく
できない。また、こうした従来例では露光によって、Si
を含む付加剤を付加させるわけであるが、元々のポリマ
ーにはSiを含んでいないので、形成されるパターン中の
Si含有量は大きくできない。従って、これをマスクとし
て下層レジストをエッチングする場合のＯ2RIE耐性も不
充分であった。なお、残膜率とは露光部と非露光部とで
一方を除去したときの他方の残っている膜厚と当初の膜
厚との割合である。
本発明の課題は、シリコン含有ポリマーのレジストを
ドライ現象しかつ残膜率を大きくしてパターンを形成す
る方法を提供することである。
ドライ現象しかつ残膜率を大きくしてパターンを形成す
る方法を提供することである。
また、本発明の別の課題は、提案したパターン形成法
を２層レジスト法に適用して、微細なレジストパターン
を形成し、半導体装置の微細加工に寄与することであ
る。
を２層レジスト法に適用して、微細なレジストパターン
を形成し、半導体装置の微細加工に寄与することであ
る。
本発明によれば、上記した課題は、シリコンを含むポ
リマーと、ベンゼン環もしくはハロゲン原子又はその両
方を含む付加剤との混合物をレジストとして用い、該レ
ジストを露光し、そして、酸素とふっ素とを構成成分と
して含むガスのプラズマの発生域よりも下流において、
被加工基板をプラズマにさらさないで現像を行うことを
特徴とするパターン形成方法によって達成することがで
きる。ここで、被加工基板の処理を上記のようにプラズ
マにさらさないで、すなわち、プラズマの外側の下流側
で行うことは、「ダウンフロー処理」と呼ばれている。
リマーと、ベンゼン環もしくはハロゲン原子又はその両
方を含む付加剤との混合物をレジストとして用い、該レ
ジストを露光し、そして、酸素とふっ素とを構成成分と
して含むガスのプラズマの発生域よりも下流において、
被加工基板をプラズマにさらさないで現像を行うことを
特徴とするパターン形成方法によって達成することがで
きる。ここで、被加工基板の処理を上記のようにプラズ
マにさらさないで、すなわち、プラズマの外側の下流側
で行うことは、「ダウンフロー処理」と呼ばれている。
また、上記した課題は、本発明のもう１つの面におい
て、有機物ポリマーからなる下層レジスト上に、シリコ
ンを含むポリマーと、ベンゼン環もしくはハロゲン原子
又はその両方を含む付加剤との混合物からなる上層レジ
ストを塗布し、次いで、該上層レジストを露光し、そし
て、酸素とふっ素を構成成分として含むガスのプラズマ
の発生域よりも下流において、被加工基板をプラズマに
さらさないで現像を行うことを特徴とするパターン形成
方法によって達成することができる。
て、有機物ポリマーからなる下層レジスト上に、シリコ
ンを含むポリマーと、ベンゼン環もしくはハロゲン原子
又はその両方を含む付加剤との混合物からなる上層レジ
ストを塗布し、次いで、該上層レジストを露光し、そし
て、酸素とふっ素を構成成分として含むガスのプラズマ
の発生域よりも下流において、被加工基板をプラズマに
さらさないで現像を行うことを特徴とするパターン形成
方法によって達成することができる。
不飽和結合を有する付加剤には、オレフィン、アジド
又はその誘導体が好ましく、さらにこれらベンゼン環又
はハロゲン元素（Clなど）を含むことも望ましい。
又はその誘導体が好ましく、さらにこれらベンゼン環又
はハロゲン元素（Clなど）を含むことも望ましい。
シリコンを含むポリマーはその主鎖に二重結合又は三
重結合を有するポリマーが好ましい。
重結合を有するポリマーが好ましい。
そして、別の課題が、有機物ポリマーからなる下層レ
ジスト上に上述したパターン形成方法によって上層レジ
ストを形成し、そして該上層レジストをマスクとして、
酸素を成分として含むガスによるリアクティブイオンエ
ッチングまたはECRエッチングによって前記下層レジス
トを現像することを特徴とするパターン形成方法によっ
て達成される。
ジスト上に上述したパターン形成方法によって上層レジ
ストを形成し、そして該上層レジストをマスクとして、
酸素を成分として含むガスによるリアクティブイオンエ
ッチングまたはECRエッチングによって前記下層レジス
トを現像することを特徴とするパターン形成方法によっ
て達成される。
シリコンを含有するポリマー（例えば、シリル基を持
つポリアセチレン）と付加剤（例えば、オレフィン）の
混合レジストを光、Ｘ線、電子線で露光すると下記の如
き反応が生じる。
つポリアセチレン）と付加剤（例えば、オレフィン）の
混合レジストを光、Ｘ線、電子線で露光すると下記の如
き反応が生じる。
オレフィンのＲ4′をフェニル基又はハロゲン元素で
置換したものは露光部のエッチング耐性を向上させる。
置換したものは露光部のエッチング耐性を向上させる。
露光後に、酸素（Ｏ2）を成分として含むガス（例え
ば、Ｏ2/CF2混合ガス）のプラズマの下流（すなわち、
プラズマ発生箇所から離れたところ）において、現像す
ると、露光部はエッチング速度が遅くなり、一方未露光
部はエッチング速度が早くのでネガパターンが形成でき
る。この現像は、マイクロ波を印加してＯ2/CF2混合ガ
スのプラズマを発生させることで活性種が創り出され、
エッチング室まで輸送されてレジストと化学反応するこ
とによって起こると思われる。
ば、Ｏ2/CF2混合ガス）のプラズマの下流（すなわち、
プラズマ発生箇所から離れたところ）において、現像す
ると、露光部はエッチング速度が遅くなり、一方未露光
部はエッチング速度が早くのでネガパターンが形成でき
る。この現像は、マイクロ波を印加してＯ2/CF2混合ガ
スのプラズマを発生させることで活性種が創り出され、
エッチング室まで輸送されてレジストと化学反応するこ
とによって起こると思われる。
得られるネガレジストパターンを２層レジスト法での
上層レジストとして用いると、シリコンを含有している
のでＯ2−RIEあるいはECRエッチングのプラズマエッチ
ングによって下層レジストをエッチングする際にマスク
と働く。
上層レジストとして用いると、シリコンを含有している
のでＯ2−RIEあるいはECRエッチングのプラズマエッチ
ングによって下層レジストをエッチングする際にマスク
と働く。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例によって、
本発明を詳しく説明する。
本発明を詳しく説明する。
実施例１ ポリ（１−メチル,2−トリメチルシリル）アセチレン
のポリマーと塩化シンナモイルの付加剤とを2:1の割合
で、キシレンに溶かして、約1wt％溶液を作った。該溶
液をウェハー上にスピンコートし、乾燥させてレジスト
層（膜厚：約400nm）を形成し、Xe−Hgランプで約30秒
間、所定マスクを通して露光した（このときのウェハー
面照度は約5mW/cm2で、コンタクト露光法による）。
のポリマーと塩化シンナモイルの付加剤とを2:1の割合
で、キシレンに溶かして、約1wt％溶液を作った。該溶
液をウェハー上にスピンコートし、乾燥させてレジスト
層（膜厚：約400nm）を形成し、Xe−Hgランプで約30秒
間、所定マスクを通して露光した（このときのウェハー
面照度は約5mW/cm2で、コンタクト露光法による）。
そして、第１図に示す現像装置のエッチング室（現像
室）１内にレジスト層塗布のウェハー２を挿入し、プラ
ズマ発生室３内へＯ2／CF4混合ガスを流しかつマグネト
ロン４からのマイクロ波を当ててガスプラズマを発生さ
せ、マイクロ波シールド板５を通過したプラズマの下流
で現像した。このときの条件は下記のように設定した。
室）１内にレジスト層塗布のウェハー２を挿入し、プラ
ズマ発生室３内へＯ2／CF4混合ガスを流しかつマグネト
ロン４からのマイクロ波を当ててガスプラズマを発生さ
せ、マイクロ波シールド板５を通過したプラズマの下流
で現像した。このときの条件は下記のように設定した。
Ｏ2 ： 1000SCCM CF4 : 500SCCM 圧力： 6Torr マイクロ波パワー： 750W この現像の結果として、約90％の残膜率で、解像度約
0.5μｍ（ラインアンドスペース）のネガパターンを得
た。
0.5μｍ（ラインアンドスペース）のネガパターンを得
た。
また、Ｏ2／CF4混合ガスの代りにＯ2とC2F6との混合
ガスあるいはＯ2とNF3との混合ガスを用いても同様の結
果が得られた。
ガスあるいはＯ2とNF3との混合ガスを用いても同様の結
果が得られた。
実施例２ 第2A図に示すように、ウェハー21上に下層レジストと
してノボラック系レジスト（OFPR-800、東京応化製）22
をスピンコート法で約２μｍ厚さに塗布し、その上に実
施例１のレジストを上層レジスト（厚さ約400nm）23を
塗布した。そして、実施例１でのようにして上層レジス
ト23を第2B図に示すようにパターニングした。次に、Ｏ
2ガスのリアクティブイオンエッチング（Ｏ2−RIE、条
件、Ｏ2:100SCCM,0.03Torr,500M）で、第2C図に示すよ
うに、上層レジストパターン23をマスクとして下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、0.5μｍの解像度
で２μｍ厚さのパターンを形成することができる。
してノボラック系レジスト（OFPR-800、東京応化製）22
をスピンコート法で約２μｍ厚さに塗布し、その上に実
施例１のレジストを上層レジスト（厚さ約400nm）23を
塗布した。そして、実施例１でのようにして上層レジス
ト23を第2B図に示すようにパターニングした。次に、Ｏ
2ガスのリアクティブイオンエッチング（Ｏ2−RIE、条
件、Ｏ2:100SCCM,0.03Torr,500M）で、第2C図に示すよ
うに、上層レジストパターン23をマスクとして下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、0.5μｍの解像度
で２μｍ厚さのパターンを形成することができる。
実施例３ ポリマーにポリトリメチルシリルメタクリレートを用
い、付加剤にジフェニルアセチレンを用いて、実施例１
と同様にレジスト層形成、露光そして現像した。その結
果として、残膜率60％、解像度１μｍ、感度300mJでネ
ガパターンが得られた。
い、付加剤にジフェニルアセチレンを用いて、実施例１
と同様にレジスト層形成、露光そして現像した。その結
果として、残膜率60％、解像度１μｍ、感度300mJでネ
ガパターンが得られた。
実施例４ ポリマーにポリ〔1,2ビス（トリメチルシリル）〕ア
セチレンを用い、付加剤に塩化シンナモイルを用いて、
実施例１と同様にレジスト層形成、露光そして現像し
た。塩化シンナモイルは珪皮酸の塩化物であって、炭素
の二重結合、ベンゼン環およびハロゲン元素（塩素）を
有している。その結果として、残膜率90％、解像度0.5
μｍ、感度120mJでネガパターンが得られた。
セチレンを用い、付加剤に塩化シンナモイルを用いて、
実施例１と同様にレジスト層形成、露光そして現像し
た。塩化シンナモイルは珪皮酸の塩化物であって、炭素
の二重結合、ベンゼン環およびハロゲン元素（塩素）を
有している。その結果として、残膜率90％、解像度0.5
μｍ、感度120mJでネガパターンが得られた。
実施例５ ポリマーにポリ（３−ペンタメチルジシロキサン）メ
タクリレートを用い、付加剤に塩化シンナモイルを用い
て、実施例１と同様にレジスト層形成、露光そして現像
した。その結果として残膜率70％、解像度0.8μｍ、感
度200mJでネガパターンが得られた。
タクリレートを用い、付加剤に塩化シンナモイルを用い
て、実施例１と同様にレジスト層形成、露光そして現像
した。その結果として残膜率70％、解像度0.8μｍ、感
度200mJでネガパターンが得られた。
実施例６ ポリ（１−メチル、２−トリメチルシリル）アセチレ
ンのポリマーと2,3−ジフェニルブタジエンの付加剤と
を3:2の割合でキシレンに溶かして、約1wt％溶液を作っ
た。以後は実施例１と同様にレジスト層（厚さ約300n
m）形成、露光そして現像した。その結果として残膜率8
0％、解像度0.5μｍ、感度150mJでネガパターンが得ら
れた。
ンのポリマーと2,3−ジフェニルブタジエンの付加剤と
を3:2の割合でキシレンに溶かして、約1wt％溶液を作っ
た。以後は実施例１と同様にレジスト層（厚さ約300n
m）形成、露光そして現像した。その結果として残膜率8
0％、解像度0.5μｍ、感度150mJでネガパターンが得ら
れた。
実施例７ 実施例６において付加剤にジフェニルアセチレンを用
いる他は同じ条件で処置して、残膜率95％、解像度２μ
ｍ、感度230mJでネガパターンが得られた。
いる他は同じ条件で処置して、残膜率95％、解像度２μ
ｍ、感度230mJでネガパターンが得られた。
実施例８ 実施例６において付加剤にシナモン酸ベンジルを用い
る他に同じ条件で処置して、残膜率75％、解像度0.6μ
ｍ、感度120mJでネガパターンが得られた。
る他に同じ条件で処置して、残膜率75％、解像度0.6μ
ｍ、感度120mJでネガパターンが得られた。
実施例９ 実施例６において付加剤に２−シナモイルチオフェン
を用いる他は同じ条件で処置して、残膜率85％、解像度
0.5μｍ、感度200mJでネガパターンが得られた。
を用いる他は同じ条件で処置して、残膜率85％、解像度
0.5μｍ、感度200mJでネガパターンが得られた。
実施例10 実施例６において付加剤に2,2−ジメトキシ−２−フ
ェニルアセトフェノンを用いる他は同じ条件で処置し
て、残膜率60％、解像度1.0μｍ、感度100mJでネガパタ
ーンが得られた。
ェニルアセトフェノンを用いる他は同じ条件で処置し
て、残膜率60％、解像度1.0μｍ、感度100mJでネガパタ
ーンが得られた。
実施例11 実施例６において付加剤に４−アジドベンザルシクロ
ヘキサノンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率75
％、解像度0.7μｍ、感度70mJでネガパターンが得られ
た。
ヘキサノンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率75
％、解像度0.7μｍ、感度70mJでネガパターンが得られ
た。
実施例12 実施例６において付加剤に1,4−ジフェニルポリブタ
ジエンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率80％、
解像度1.5μｍ、感度200mJでネガパターンが得られた。
ジエンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率80％、
解像度1.5μｍ、感度200mJでネガパターンが得られた。
実施例13 ポリメチルシリルメタクリレートのポリマーとジフェ
ニルアセチレンの付加剤とを3:2の割合でメチルセルソ
ルブアセテートに溶かして、約8wt％溶液を作った。こ
の溶液をウェハー上にスピンコートし、乾燥してレジス
ト層（膜厚：約300nm）を形成し、Xe−Hgランプで約30
秒間、コンタクト露光し、真空中約70℃にてベークし
た。そして、実施例１で現像装置にて、条件をＯ2:1500
SCCM,CF4:300SCCM.3Torr,750Wとして、Ｏ2/CF4プラズマ
の下流（ダウンフロー）で現像した。結果として、残膜
率50％、解像度1.5μｍ、感度200mJでネガパターンが得
られた。
ニルアセチレンの付加剤とを3:2の割合でメチルセルソ
ルブアセテートに溶かして、約8wt％溶液を作った。こ
の溶液をウェハー上にスピンコートし、乾燥してレジス
ト層（膜厚：約300nm）を形成し、Xe−Hgランプで約30
秒間、コンタクト露光し、真空中約70℃にてベークし
た。そして、実施例１で現像装置にて、条件をＯ2:1500
SCCM,CF4:300SCCM.3Torr,750Wとして、Ｏ2/CF4プラズマ
の下流（ダウンフロー）で現像した。結果として、残膜
率50％、解像度1.5μｍ、感度200mJでネガパターンが得
られた。
実施例14 実施例13において付加剤に2,3−ジフェニルブタジエ
ンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率60％、解像
度0.7μｍ、感度200mJでネガパターンが得られた。
ンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率60％、解像
度0.7μｍ、感度200mJでネガパターンが得られた。
実施例15 実施例13において付加剤に４−アジドベンザルシクロ
ヘキサノンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率65
％、解像度0.6μｍ、感度80mJでネガパターンが得られ
た。
ヘキサノンを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率65
％、解像度0.6μｍ、感度80mJでネガパターンが得られ
た。
実施例16 第2A図に示すように、ウェハー21上にOFPR-800の下層
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例６のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例６でのように上層レジスト23をパターニング
し（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−R
IE（条件、Ｏ2:50SCCM,0.02Torr,500W）によって下層レ
ジスト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μ
ｍ、上層レジストパターンからの寸法シフト0.1μｍ以
内で約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例６のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例６でのように上層レジスト23をパターニング
し（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−R
IE（条件、Ｏ2:50SCCM,0.02Torr,500W）によって下層レ
ジスト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μ
ｍ、上層レジストパターンからの寸法シフト0.1μｍ以
内で約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
実施例７〜15で得られたネガパターンを上層レジスト
とした場合にも同様な結果が得られた。
とした場合にも同様な結果が得られた。
実施例17 第2A図に示すように、ウェハー21上にOFPR-800の下層
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例６のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例６でのように上層レジスト23をパターニング
し（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−R
IEの代りに電子サイクロン共鳴（ECR）エッチング（条
件、Ｏ2:10SCCM,5×10-4Torr,800W）によって下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μｍ、
上層レジストパターンからの寸法シフト0.05μｍ以内で
約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例６のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例６でのように上層レジスト23をパターニング
し（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−R
IEの代りに電子サイクロン共鳴（ECR）エッチング（条
件、Ｏ2:10SCCM,5×10-4Torr,800W）によって下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μｍ、
上層レジストパターンからの寸法シフト0.05μｍ以内で
約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
実施例７〜15で得られたネガパターンを上層レジスト
とした場合にも同様な結果が得られた。
とした場合にも同様な結果が得られた。
実施例18 ポリ（１−メチル、２−トリメチルシリル）アセチレ
ンのポリマーと2,6−ジクロロキノンクロロイミドの付
加剤とを3:2の割合で混合したレジストをウェハー上に
スピンコートし、膜厚約300nmのレジスト層を形成し
た。Xe−Hgランプでコンタクト露光し、真空中約70℃に
てベークした。そして、実施例１の現像装置にて、条件
をＯ2:1000SCCM,CF4:500SCCM,6Torr,750W）として、Ｏ2
/CF4プラズマの下流で現像した。結果として残膜率90
％、解像度0.5μｍ、感度100mJでネガパターンが得られ
た。
ンのポリマーと2,6−ジクロロキノンクロロイミドの付
加剤とを3:2の割合で混合したレジストをウェハー上に
スピンコートし、膜厚約300nmのレジスト層を形成し
た。Xe−Hgランプでコンタクト露光し、真空中約70℃に
てベークした。そして、実施例１の現像装置にて、条件
をＯ2:1000SCCM,CF4:500SCCM,6Torr,750W）として、Ｏ2
/CF4プラズマの下流で現像した。結果として残膜率90
％、解像度0.5μｍ、感度100mJでネガパターンが得られ
た。
実施例19 実施例18において付加剤に2,6−ジブロモキノンクロ
ロイミドを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率75
％、解像度0.7μｍ、感度200mJでネガパターンが得られ
た。
ロイミドを用いる他は同じ条件で処置して、残膜率75
％、解像度0.7μｍ、感度200mJでネガパターンが得られ
た。
実施例20 実施例18においてポリマーにポリビス（トリメチルシ
リル）アセチレンを用いる他は同じ条件で処置して、残
膜率85％、解像度0.5μｍ、感度100mJでネガパターンが
得られた。
リル）アセチレンを用いる他は同じ条件で処置して、残
膜率85％、解像度0.5μｍ、感度100mJでネガパターンが
得られた。
実施例21 実施例20において付加剤にクロラニルを用いる他は同
じ条件で処置して、残膜率90％、解像度0.6μｍ、感度1
50mJでネガパターンが得られた。
じ条件で処置して、残膜率90％、解像度0.6μｍ、感度1
50mJでネガパターンが得られた。
実施例22 実施例18においてポリマーにポリトリメチルシリルメ
タクリレートを用い、さらに、Ｏ2/CF4プラズマの下流
での現像条件をＯ2:1500SCCM,CF4:300SCCM,3Torr,750W
とした他は同じ条件で処置して、残膜率60％、解像度0.
6μｍ、感度100mJでネガパターンが得られた。
タクリレートを用い、さらに、Ｏ2/CF4プラズマの下流
での現像条件をＯ2:1500SCCM,CF4:300SCCM,3Torr,750W
とした他は同じ条件で処置して、残膜率60％、解像度0.
6μｍ、感度100mJでネガパターンが得られた。
実施例23 実施例23において付加剤にクロラニルを用いる他は同
じ条件で処置して、残膜率70％、解像度0.7μｍ、感度1
20mJでネガパターンが得られた。
じ条件で処置して、残膜率70％、解像度0.7μｍ、感度1
20mJでネガパターンが得られた。
実施例24 第2A図に示すように、ウェハー21上にOFPR-800の下層
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例18のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例でのように上層レジスト23をパターニングし
（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−RIE
（条件、Ｏ2:50SCCM,0.02Torr,500W）によって下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μｍ、
上層レジストパターンからの寸法シフト0.1μｍ以内で
約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例18のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例でのように上層レジスト23をパターニングし
（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−RIE
（条件、Ｏ2:50SCCM,0.02Torr,500W）によって下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μｍ、
上層レジストパターンからの寸法シフト0.1μｍ以内で
約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
実施例19〜23で得られたネガパターンを上層レジスト
とした場合にも同様な結果が得られた。
とした場合にも同様な結果が得られた。
実施例25 第2A図に示すように、ウェハー21上にOFPR-800の下層
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例18のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例でのように上層レジスト23をパターンニング
し（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−R
IEの代りに電子サイクロン共鳴（ECR）エッチング（条
件、Ｏ2:10SCCM,5×10-4Torr,800W）によって下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μｍ、
上層レジストパターンからの寸法シフト0.05μｍ以内で
約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
レジスト（厚さ：約２μｍ）22を塗布し、その上に実施
例18のレジスト、すなわち、上層レジスト23を塗布し
た。実施例でのように上層レジスト23をパターンニング
し（第2B図）、そのネガパターンをマスクとしてＯ2−R
IEの代りに電子サイクロン共鳴（ECR）エッチング（条
件、Ｏ2:10SCCM,5×10-4Torr,800W）によって下層レジ
スト22をエッチングした。その結果、解像度0.5μｍ、
上層レジストパターンからの寸法シフト0.05μｍ以内で
約２μｍ厚さのパターンが得られた（第2C図）。
実施例19〜23で得られたネガパターンを上層レジスト
とした場合にも同様な結果が得られた。
とした場合にも同様な結果が得られた。
本発明によれば、シリコン含有ポリマーからなるレジ
ストの現像（パターニング）が溶媒でなくドライ現像な
ので膨潤がなく、容易にサブミロンオーダの微細パター
ンを形成することができ、微細加工に寄与する。そし
て、そのドライ現像方法もプラズマの下流にて行なうの
で従来行なわれているＯ2プラズマ中での現像と異なっ
てイオン衝撃のない化学反応で進行するので残膜率の向
上が図れる。またこの方法では従来の二層レジスト法に
おけるドライ現像方法と異なり、Siを含むポリマーを用
いるので、できあがったパターン中のSi含有量を大きく
とれ、これをマスクとして下層レジストをエッチングす
る際のO2RIE耐性も充分大きくすることができる。
ストの現像（パターニング）が溶媒でなくドライ現像な
ので膨潤がなく、容易にサブミロンオーダの微細パター
ンを形成することができ、微細加工に寄与する。そし
て、そのドライ現像方法もプラズマの下流にて行なうの
で従来行なわれているＯ2プラズマ中での現像と異なっ
てイオン衝撃のない化学反応で進行するので残膜率の向
上が図れる。またこの方法では従来の二層レジスト法に
おけるドライ現像方法と異なり、Siを含むポリマーを用
いるので、できあがったパターン中のSi含有量を大きく
とれ、これをマスクとして下層レジストをエッチングす
る際のO2RIE耐性も充分大きくすることができる。
第１図は、Ｏ2/CF4ガスプラズマの下流にエッチング室
のある現像装置の概略図であり、 第2A図〜第2C図は、２層レジスト法でのパターン形成工
程を説明するレジスト層付ウェハーの概略断面図であ
る。 １……エッチング室、３……プラズマ室、４……マグネ
トロン、５……マイクロ波シールド板、21……ウェハ
ー、22……下層レジスト、23……上層レジスト。
のある現像装置の概略図であり、 第2A図〜第2C図は、２層レジスト法でのパターン形成工
程を説明するレジスト層付ウェハーの概略断面図であ
る。 １……エッチング室、３……プラズマ室、４……マグネ
トロン、５……マイクロ波シールド板、21……ウェハ
ー、22……下層レジスト、23……上層レジスト。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−53841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−125729（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−12433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−97651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−15244（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−299967（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−188352（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】シリコンを含むポリマーと、ベンゼン環も
しくはハロゲン原子又はその両方を含む付加剤との混合
物をレジストとして用い、該レジストを露光し、そし
て、酸素とふっ素とを構成成分として含むガスのプラズ
マの発生域よりも下流において、被加工基板をプラズマ
にさらさないで現像を行うことを特徴とするパターン形
成方法。 - 【請求項２】前記付加剤がオレフィン、アジドまたはそ
の誘導体であることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記シリコンを含むポリマーが主鎖に二重
結合または三重結合を有するポリマーであることを特徴
とする請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】有機物ポリマーからなる下層レジスト上
に、シリコンを含むポリマーと、ベンゼン環もしくはハ
ロゲン原子又はその両方を含む付加剤との混合物からな
る上層レジストを塗布し、次いで、該上層レジストを露
光し、そして、酸素とふっ素とを構成成分として含むガ
スのプラズマの発生域よりも下流において、被加工基板
をプラズマにさらさないで現象を行うことを特徴とする
パターン形成方法。 - 【請求項５】前記現像工程において形成された上層レジ
ストのパターンをマスクとして酸素を成分として含むガ
スによるリアクティブイオンエッチングまたはECRエッ
チングによって前記下層レジストをエッチングすること
を特徴とする請求項４記載の方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060218A JP2697739B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | パターン形成方法 |
| KR1019890003205A KR920004176B1 (ko) | 1988-03-16 | 1989-03-15 | 레지스트 패턴 형성 공정 |
| EP89400743A EP0333591B1 (en) | 1988-03-16 | 1989-03-16 | Process for formation of resist patterns |
| US07/746,071 US5194364A (en) | 1988-03-16 | 1991-08-08 | Process for formation of resist patterns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060218A JP2697739B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01234841A JPH01234841A (ja) | 1989-09-20 |
| JP2697739B2 true JP2697739B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=13135805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63060218A Expired - Lifetime JP2697739B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697739B2 (ja) |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5953841A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-28 | Hitachi Ltd | パタ−ン形成方法 |
| JPS5912433A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | Fujitsu Ltd | ドライ現像ポジ型レジスト組成物 |
| JPS5924846A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-08 | エスヴィージー・リトグラフィー・システムズ・インコーポレイテッド | ホトレジストの乾式現像法 |
| JPS59125729A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-07-20 | Fujitsu Ltd | ドライ現像ポジ型レジスト組成物 |
| JPS6197651A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ン形成用材料及びパタ−ン形成方法 |
| JPS61163335A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ２層用ポジ形フオトレジストおよびレジストパタ−ン形成方法 |
| JPS61188352U (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-25 | ||
| JPS62299967A (ja) * | 1986-06-20 | 1987-12-26 | Fujitsu Ltd | ネガ型レジストパタ−ンの形成方法 |
| JPS6315244A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Fujitsu Ltd | パタ−ニング方法及びレジスト |
| JPS6315240A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Fujitsu Ltd | パタ−ニング方法及びレジスト |
| JPS6315242A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Fujitsu Ltd | パタ−ニング方法及びレジスト |
| JPS6315241A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Fujitsu Ltd | パタ−ニング方法及びレジスト |
| JPS6315243A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Fujitsu Ltd | パタ−ニング方法及びレジスト |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP63060218A patent/JP2697739B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01234841A (ja) | 1989-09-20 |
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