JP2737225B2 - 微細パターン形成材料およびパターン形成方法 - Google Patents

微細パターン形成材料およびパターン形成方法

Info

Publication number
JP2737225B2
JP2737225B2 JP1075317A JP7531789A JP2737225B2 JP 2737225 B2 JP2737225 B2 JP 2737225B2 JP 1075317 A JP1075317 A JP 1075317A JP 7531789 A JP7531789 A JP 7531789A JP 2737225 B2 JP2737225 B2 JP 2737225B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
alkyl groups
polymer
different alkyl
same
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1075317A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02251963A (ja
Inventor
和彦 橋本
憲司 川北
登 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1075317A priority Critical patent/JP2737225B2/ja
Priority to US07/496,020 priority patent/US5093224A/en
Priority to DE69012623T priority patent/DE69012623T2/de
Priority to EP90105610A priority patent/EP0392236B1/en
Publication of JPH02251963A publication Critical patent/JPH02251963A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2737225B2 publication Critical patent/JP2737225B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0754Non-macromolecular compounds containing silicon-to-silicon bonds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/167X-ray
    • Y10S430/168X-ray exposure process

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体素子や集積回路を電子ビームを用い
てパターン形成して製作する際に使用する微細パターン
形成材料ならびに同材料を用いた微細パターン形成方法
に関するものである。
従来の技術 従来、IC及びLSI等の製造においては、紫外線を用い
たホトリソグラフィーによってパターン形成を行なって
いる。素子の微細化に伴ない、ステッパーレンズの高NA
化,短波長光源の使用等がすすめられているが、それに
よって焦点深度が浅くなるという欠点がある。また、LS
I素子のパターン寸法の微細化,ASICの製造等にともな
い、電子ビームリソグラフィーが用いられるようになっ
てきている。この電子ビームリソグラフィーによる微細
パターン形成にはポジ型電子線レジストは欠くことので
きないものである。その中でポリメチルメタクリレート
(PMMA)は最も解像性の良いものとして知られている
が、低感度であることが欠点である。それ故、近年ポジ
型電子線レジストの感度を高める多くの報告が行なわれ
ており、例えばポリメタクリル酸ブチル,メタクリル酸
メチルとメタクリル酸との共重合体,メタクリル酸とア
クリロニトリルとの共重合体,メタクリル酸メチルとイ
ソブチレンとの共重合体,ポリブテン−1−スルホン,
ポリイソプロペニルケトン,含フッ素ポリメタクリレー
ト等のポジ型電子線レジストが発表されている。これら
のレジストはいずれも、側鎖に電子吸引性基を導入、ま
た主鎖に分解しやすい結合を導入することによって、電
子ビームによる主鎖切断が容易におこるようにしたレジ
ストであり、高感度化をねらったものであるが、解像度
と感度の両方を十分に満たしたものであるとはいえな
い。
また、電子ビームリソグラフィーにおいては、電子ビ
ームレジストの耐ドライエッチ性の悪さ、電子の前方散
乱,後方散乱のための近傍効果によるパターン精度への
影響等の欠点がある。これらの欠点をおぎなうために、
レジストの働きを感光層と平坦化層とに分けた多層レジ
スト法は非常に有効な方法である。第3図は電子ビーム
リソグラフィーにおける三層レジストプロセスを説明す
る図である。近接効果をおさえるために下層膜31として
有機膜を2〜3μm厚塗布し、中間層32としてSiO2等の
無機膜あるいはSOG(スピンオン グラス)等の無機高
分子膜を0.2μm厚塗布し、上層に電子線レジスト33を
0.5μm厚塗布する(第3図a)。露光後、現像し、レ
ジストパターンを得る(第3図b)。次にこのレジスト
パターンをマスクとして中間層のドライエッチングを行
ない(第3図c)、次に、中間層をマスクとして下層の
ドライエッチングを行なう(第3図d)。以上のような
多層レジストプロセスを用いることにより、微細なパタ
ーンを高アスペクト比で形成することができる。
しかし、三層レジストでは工程がより複雑となり、ま
た、パターン転写時の寸法シフトが大きくなる等の問題
があり、実用的であるとはいえない。
発明が解決しようとする課題 上記のように、三層レジストプロセスは有効な方法で
あるが、複雑な工程,パターン転写時のレジスト寸法の
変動等の問題点がある。電子ビーム露光の場合、近接効
果によるパターン精度への影響が大きいので、厚い下層
膜を塗布する必要がある。そこで、下層膜のマスクとレ
ジスト層との働きを同時にもったシリコン含有レジス
ト,無機レジスト等が開発されている。主鎖にシロキサ
ン結合を有した物,ラダー型ポリシロキサン,カルコゲ
ナイドガラス型無機レジスト等があるが、まだ十分に耐
ドライエッチ性を向上させることができず、また、感度
も解像度も悪く、実用にはほど遠いものである。これら
のレジストは、現像液として有機溶媒を用いるので、レ
ジストの感度変動,寸法変動も大きく、プロセス余裕度
が少なく、また、環境汚染等の問題もある。
本発明者らはこの現像を解決するために、高感度ネガ
型電子線レジスト、また、それらを用いた微細パターン
形成方法を完成した。
課題を解決するための手段 すなわち、本発明は 一般式: (ただし、R1,R2,R3,R4は同一又は異なったアルキル基
をあらわす。) で表される、シクロカルボシラン系モノマーと、ノボラ
ック樹脂等の溶解抑制剤として働く高分子樹脂と、フォ
ト酸発生剤とからなる3成分系物質をレジストとして使
用することによって、上記のような問題点を解消しよう
というものである。露光することにより、酸発生剤から
ルイス酸が発生し、このルイス酸により、シクロカルボ
シランが重合をおこす。
ルイス酸により高分子量化したレジストは、ネガ型を示
し、また、ノボラック樹脂を混合しているので、有機ア
ルカリ現像液を使用することができる。
また、一般式: (ただし、R1,R2,R3,R4は水素、あるいは同一又は異な
ったアルキル基をあらわし、nは正の整数をあらわ
す。) で表される、ポリシランを光開始剤として、シクロカル
ボシランと混合することにより、上記と同様の重合反応
がおこり、高分子量化して、ネガ型のレジストとして使
用することができる。
また、一般式: (ただし、R1,R2,R3,R4は水素、あるいは同一又は異な
ったアルキル基をあらわし、nは正の整数をあらわ
す。) で表される、ポリジシラニレンフェニレンを開始剤とし
てシクロカルボシランと混合して、ネガ型のレジストと
して使用することもできる。
これらのシリコン含有物質を二層レジストの上層レジ
ストとして用いることによって、多層レジストを容易に
形成することができ、また、主鎖にSi,C,フェニル基し
かないため、耐ドライエッチ性が十分よく、化学増感の
手法により感度も十分よいので、正確な微細レジストパ
ターンを形成することができる。
作用 本発明は、前記した高感度シリコン含有電子線レジス
ト、および、それを用いたレジストプロセスにより、容
易に微細パターンを形成することができる。工程を簡略
化することができ、パターン転写における寸法シフトも
なく、また、高感度に水溶液を現像液として用いること
ができ、正確な微細レジストパターンを形成することが
できる。従って、本発明を用いることによって、正確な
高解像度な微細パターン形成に有効に作用する。
実施例 (実施例1) 上記で示されたシクロカルボシランと、フェノール樹
脂と、1,1−ビス〔P−クロロフェニル〕−2,2,2−トリ
クロロエタンの酸発生剤とからなるエチルセロソルブア
セテート溶液を、半導体基板上に滴下し、2000rpmでス
ピンコートし、150℃,20分間のベーキングを行い、1.2
μm厚のレジスト膜を得ることができた。次に、加速電
圧30KV,ドーズ量10μc/cm2で電子線露光を行った後、有
機アルカリ水溶液で現像を行った所、正確なネガ型レジ
ストパターンが得られた。
(実施例2) ポリシランとシクロカルボシランとをエチルセロソル
ブアセテート溶液に溶解し、不溶分をろ別し、レジスト
溶液とした。このレジスト溶液を半導体基板上に塗布
し、2000rpmでスピンコートし150℃,20分間ベーキング
を行い、1.2μm厚のレジスト膜を形成することができ
た。次に、加速電圧30KV、ドーズ量10μc/cm2で電子線
露光を行った後、メチルイソブチルケトン(MIBK)で現
像を行った所、正確なネガ型レジストパターンを得るこ
とができた。
(実施例3) ポリジシラニレンフェニレンとシクロカルボシランと
をセロソルブアセテートに溶解し、不溶分をろ別し、レ
ジスト溶液とした。このレジスト溶液を半導体基板上に
滴下し、2000rpmでスピンコートし、150℃、20分間のベ
ーキングを行い、1.2μm厚のレジスト膜を形成するこ
とができた。次に、加速電圧30KV、ドーズ量10μc/cm2
で電子線露光を行った後、MIBKで現像を行った所、正確
なネガ型レジストパターンを得ることができた。
(実施例4) 本発明の第4の実施例を第1図に示す。半導体基板1
上に下層膜11として高分子有機膜を2μm厚塗布し、22
0℃,20分間ベーキングを行った。この上に実施例1で得
られた物質を電子線レジスト12として0.3μm厚塗布
し、150℃,20分間のベーキングを行った(第1図a)。
次に、加速電圧30KV、ドーズ量10μc/cm2で電子線露光
を行い、有機アルカリ水溶液で現像を行った所、正確な
微細レジストパターンが得られた(第1図b)。このレ
ジストパターンをマスクとして下層膜11のエッチングを
行い、正確で垂直な微細レジストパターンを得ることが
できた(第1図c)。
(実施例5) 本発明の第5の実施例を第2図に示す。半導体基板1
上に下層膜21として高分子有機膜を2μm厚塗布し、22
0℃,20分間のベーキングを行った。この上に実施例2で
得られた物質を電子線レジスト22として0.3μm厚塗布
し、150℃,20分間のベーキングを行った(第2図a)。
次に、加速電圧30KV,ドーズ量10μc/cm2で電子線露光を
行い、MIBKで現像を行った所、正確な微細レジストパタ
ーンが得られた(第2図b)。このレジストパターンを
マスクとして下層膜11のエッチングを行い、正確で垂直
な微細レジストパターンを得ることができた(第2図
c)。
以上のように、本実施例によれば、二層レジストの上
層レジストとして高感度シリコン含有レジストを用いる
ことによって、高精度に微細なレジストパターンを形成
することができる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、シクロカルボ
シラン系モノマーと酸発生剤とを混合して電子線レジス
トとして使用することによって、高感度で高解像度、耐
ドライエッチ性の高いネガ型レジストパターンを形成す
ることができる。また、二層レジストの上層レジストと
して使用することにより、容易に高精度で垂直な微細レ
ジストパターンを形成することができ、超高密度集積回
路の製造に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における一実施例の工程断面図、第2図
は同他の実施例の工程断面図、第3図は従来の三層レジ
スト法の工程断面図である。 1……半導体基板、11,21……下層膜、12,22……電子線
レジスト。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は同一または異なったア
    ルキル基をあらわす。)で表される、シクロカルボシラ
    ン系のモノマーと、高分子樹脂系と、ハロゲン化有機化
    合物の群から選択されたフォト酸発生剤とを混合してな
    る、微細パターン形成材料。
  2. 【請求項2】一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は水素、あるいは同一ま
    たは異なったアルキル基をあらわし、nは正の整数をあ
    らわす。)で表される、ポリシラン系重合体と、 一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は同一または異なったア
    ルキル基をあらわす。)で表される、シクロカルボシラ
    ン系モノマーとを混合してなる、微細パターン形成材
    料。
  3. 【請求項3】一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は水素、あるいは同一又
    は異なったアルキル基をあらわし、nは正の整数をあら
    わす。)で表される、ポリジシラニレンフェニレン系重
    合体と、 一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は同一または異なったア
    ルキル基をあらわす。)で表されるシクロカルボシラン
    系モノマーとを混合してなる、微細パターン形成材料。
  4. 【請求項4】半導体基板上に、高分子有機膜を塗布し熱
    処理する工程と、上記有機膜上に、 一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は同一又は異なったアル
    キル基をあらわす。)で表される、シクロカルボシラン
    系のモノマーと、高分子樹脂と、フォト酸発生剤とを混
    合してなるレジスト膜を塗布し熱処理する工程と、パタ
    ーン露光後、現像しレジストパターンをマスクとして高
    分子有機膜をエッチングする工程とを有する、パターン
    形成方法。
  5. 【請求項5】半導体基板上に、高分子有機膜を塗布し熱
    処理する工程と、上記有機膜上に、ポリシラン系重合体
    と、 一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は同一または異なったア
    ルキル基をあらわす。)で表される、シクロカルボシラ
    ン系モノマーとを混合してなるレジスト膜、または、ポ
    リジシラニレンフェニレン系重合体と 一般式: (ただし、R1、R2、R3、R4は同一又は異なったアル
    キル基をあらわす。)で表されるシクロカルボシラン系
    モノマーとを混合してなるレジスト膜を塗布し、熱処理
    する工程と、パターン描画後、現像しレジストパターン
    をマスクとして高分子有機膜をエッチングする工程とを
    有する、パターン形成方法。
JP1075317A 1989-03-27 1989-03-27 微細パターン形成材料およびパターン形成方法 Expired - Lifetime JP2737225B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1075317A JP2737225B2 (ja) 1989-03-27 1989-03-27 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
US07/496,020 US5093224A (en) 1989-03-27 1990-03-20 Process for producing fine patterns using cyclocarbosilane
DE69012623T DE69012623T2 (de) 1989-03-27 1990-03-24 Verfahren zur Herstellung einer feinen Struktur.
EP90105610A EP0392236B1 (en) 1989-03-27 1990-03-24 Process for forming a fine pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1075317A JP2737225B2 (ja) 1989-03-27 1989-03-27 微細パターン形成材料およびパターン形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02251963A JPH02251963A (ja) 1990-10-09
JP2737225B2 true JP2737225B2 (ja) 1998-04-08

Family

ID=13572761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1075317A Expired - Lifetime JP2737225B2 (ja) 1989-03-27 1989-03-27 微細パターン形成材料およびパターン形成方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5093224A (ja)
EP (1) EP0392236B1 (ja)
JP (1) JP2737225B2 (ja)
DE (1) DE69012623T2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2586692B2 (ja) * 1990-05-24 1997-03-05 松下電器産業株式会社 パターン形成材料およびパターン形成方法
JPH0442229A (ja) * 1990-06-08 1992-02-12 Fujitsu Ltd レジスト材料およびパターンの形成方法
JPH04330709A (ja) * 1991-04-25 1992-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
KR100380546B1 (ko) * 1994-02-24 2003-06-25 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 반도체집적회로장치의제조방법
KR0140472B1 (ko) * 1994-10-12 1998-06-15 김주용 감광막 패턴 형성방법
KR100206597B1 (ko) * 1995-12-29 1999-07-01 김영환 반도체 장치의 미세패턴 제조방법
US6270948B1 (en) 1996-08-22 2001-08-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming pattern
JP3965547B2 (ja) * 1999-12-01 2007-08-29 信越化学工業株式会社 高分子化合物、レジスト材料及びパターン形成方法
US7223518B2 (en) * 2003-06-06 2007-05-29 Georgia Tech Research Corporation Compositions and methods of use thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57202537A (en) * 1981-06-09 1982-12-11 Fujitsu Ltd Resist composition for dry development
US4464460A (en) * 1983-06-28 1984-08-07 International Business Machines Corporation Process for making an imaged oxygen-reactive ion etch barrier
US4588801A (en) * 1984-04-05 1986-05-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Polysilane positive photoresist materials and methods for their use
EP0163538B1 (en) * 1984-05-30 1989-11-23 Fujitsu Limited Pattern-forming material and its production and use
US4810601A (en) * 1984-12-07 1989-03-07 International Business Machines Corporation Top imaged resists

Also Published As

Publication number Publication date
US5093224A (en) 1992-03-03
EP0392236B1 (en) 1994-09-21
JPH02251963A (ja) 1990-10-09
DE69012623D1 (de) 1994-10-27
DE69012623T2 (de) 1995-04-13
EP0392236A1 (en) 1990-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2586692B2 (ja) パターン形成材料およびパターン形成方法
US6165682A (en) Radiation sensitive copolymers, photoresist compositions thereof and deep UV bilayer systems thereof
KR100327623B1 (ko) 감광성 수지, 감광성 수지를 기재로 한 레지스트, 레지스트를 사용하는 노출 장치 및 노출 방법, 및 그에 의해 수득된 반도체 디바이스
JP2737225B2 (ja) 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
WO2020092963A1 (en) Bottom-up conformal coating and photopatterning on pag-immobilized surfaces
JP2005148752A (ja) 環状ケタール保護基を有するシリコン含有レジスト系
US6821718B2 (en) Radiation sensitive silicon-containing negative resists and use thereof
US5476753A (en) Fine pattern forming method
KR100520670B1 (ko) 포토레지스트 패턴의 형성방법
US5252430A (en) Fine pattern forming method
JPH02251962A (ja) 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
US5316891A (en) Fine pattern forming method
JPH07160003A (ja) 三層レジスト法によるパターン形成方法
JPH0529205A (ja) 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
JP2506952B2 (ja) 微細パタ―ン形成方法
JPH05217875A (ja) 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
US5102688A (en) Fine pattern forming process
JP2548308B2 (ja) パターン形成方法
JP2586584B2 (ja) 微細パターン形成方法
KR100680427B1 (ko) 포토레지스트 중합체 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
JPH02101463A (ja) 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
JPH02101461A (ja) 微細パターン形成材料およびパターン形成方法
JP3813211B2 (ja) レジスト組成物及びパターン形成方法
JPH06267934A (ja) 配線パターン形成材料およびパターン形成方法
WO1999042903A1 (en) RADIATION SENSITIVE TERPOLYMER, PHOTORESIST COMPOSITIONS THEREOF AND 193 nm BILAYER SYSTEMS