JP2794671B2 - Ｕｖおよび／または電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形成方法 - Google Patents
Ｕｖおよび／または電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形成方法Info
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- 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
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、マスクされる基板への、UVおよび／または
電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形成方法に
関する。
電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形成方法に
関する。
一般的に、本発明は、高コンポーネント密度を有する
電子回路の製造プロセスにおいて、リソグラフィー（li
thography）のためのマスクとして使用されるラッカフ
ィルムの形成についての出願に関する。
電子回路の製造プロセスにおいて、リソグラフィー（li
thography）のためのマスクとして使用されるラッカフ
ィルムの形成についての出願に関する。
リソグラフィー（lithography）によって満たされる
べき要件は、電子回路のコンポーネント密度が増加する
に応じて増加する。構造寸法が小さくなるに従って、像
の焦点の深さはより臨界となる。露出前のIC表面の地形
の高さの違いを補償することが知られている。この目的
のために、他の技術とともに、いわゆる二層技術が用い
られている。
べき要件は、電子回路のコンポーネント密度が増加する
に応じて増加する。構造寸法が小さくなるに従って、像
の焦点の深さはより臨界となる。露出前のIC表面の地形
の高さの違いを補償することが知られている。この目的
のために、他の技術とともに、いわゆる二層技術が用い
られている。
この技術は、まず第一に、平面化スピンオン方法によ
って、ボトムレジストと呼ばれる下側層をIC表面に形成
する方法を含む。この下側層は、フッ素または塩素の化
学反応に抵抗力があり、光電性を全く示さない炭素化合
物から成る。この平面化層のために、合成層の起伏は、
像の焦点の深さ以内となる。UVおよび／または電子ビー
ム放射に感応する上側ラッカフィルムが形成され、前記
上側ラッカフィルムはトップレジストと呼ばれる。上述
のタイプの知られた方法が用いられるときには、これは
もっぱらスピンオン技術によって行われる。紫外光また
は電子ビームに露出された後および現像された後に、上
側層は、ボトムレジストのためのマスクとして働く。そ
のため、トップレジストは、O2−RIE（リアクティブイ
オンエッチング）に抵抗力がなければならず、できるだ
け高いパーセントのシリコンおよびシリコン二酸化物
を、それぞれ、リアクティブ機能基に加えて含まなけれ
ばならない。
って、ボトムレジストと呼ばれる下側層をIC表面に形成
する方法を含む。この下側層は、フッ素または塩素の化
学反応に抵抗力があり、光電性を全く示さない炭素化合
物から成る。この平面化層のために、合成層の起伏は、
像の焦点の深さ以内となる。UVおよび／または電子ビー
ム放射に感応する上側ラッカフィルムが形成され、前記
上側ラッカフィルムはトップレジストと呼ばれる。上述
のタイプの知られた方法が用いられるときには、これは
もっぱらスピンオン技術によって行われる。紫外光また
は電子ビームに露出された後および現像された後に、上
側層は、ボトムレジストのためのマスクとして働く。そ
のため、トップレジストは、O2−RIE（リアクティブイ
オンエッチング）に抵抗力がなければならず、できるだ
け高いパーセントのシリコンおよびシリコン二酸化物
を、それぞれ、リアクティブ機能基に加えて含まなけれ
ばならない。
今まで、上側ラッカ層すなわちトップレジストラッカ
は、複雑な方法の工程で準備され、ウェーハの表面に、
薄い重合体層として、知られている遠心力法、すなわ
ち、いわゆるスピンオン技術によって形成されてきた。
露出波長および感度に関して望ましい使用フィールドに
よれば、遠心力法のために、知られているトップレジス
トラッカに、次の機能基が、付加的に含まれる。
は、複雑な方法の工程で準備され、ウェーハの表面に、
薄い重合体層として、知られている遠心力法、すなわ
ち、いわゆるスピンオン技術によって形成されてきた。
露出波長および感度に関して望ましい使用フィールドに
よれば、遠心力法のために、知られているトップレジス
トラッカに、次の機能基が、付加的に含まれる。
Si−Meとともに、エトキシ（−OC2H5），触媒とヒド
ロキシ（−OH），ビニル（−CH＝CH2），クロロメチル
（−CH2Cl），フェニルアリル，クロロメチルフェネチ
ル。
ロキシ（−OH），ビニル（−CH＝CH2），クロロメチル
（−CH2Cl），フェニルアリル，クロロメチルフェネチ
ル。
一部分、露出の試験およびマスクの特性とともに、遠
心力法による準備，製造，加工処理については、次の文
献に開示されている。
心力法による準備，製造，加工処理については、次の文
献に開示されている。
新しいSiを含むレジスト，ワイ．山下，エム．梶原
著，電気化学協会誌,137バンド,10号,1990年10月,3253
頁〜3257頁； 新しく設計されたＥビームレジストおよびバイアスEC
Rエッチング製作者のサブミクロンパターン転送，エ
ス．ソギト，エス．石田，ワイ．飯田，ワイ．飯田著，
マイクロ電子工学 9,1989年,533頁〜536頁； 二層応用のための負深UVレジストとしてのペンダント
シンナモイル基を有するポリシロキサン，シー．ロシリ
ス，エー．ロシリオ，ビー．セラモンダナ著，電気化学
協会誌,136巻,8号,1989年８月,2350頁〜2354頁； 有機シリコン重合体のＥビーム感度およびO2プラズマ
安定度の比較，イー．バビッシュ等著，マイクロ電子工
学 9,1989年,537頁〜542頁； スピンオンガラス（SOG）の直接記述の新しい方法，
エー．今井等著，日本応用物理学誌,29巻,1990年11月,2
653頁。
著，電気化学協会誌,137バンド,10号,1990年10月,3253
頁〜3257頁； 新しく設計されたＥビームレジストおよびバイアスEC
Rエッチング製作者のサブミクロンパターン転送，エ
ス．ソギト，エス．石田，ワイ．飯田，ワイ．飯田著，
マイクロ電子工学 9,1989年,533頁〜536頁； 二層応用のための負深UVレジストとしてのペンダント
シンナモイル基を有するポリシロキサン，シー．ロシリ
ス，エー．ロシリオ，ビー．セラモンダナ著，電気化学
協会誌,136巻,8号,1989年８月,2350頁〜2354頁； 有機シリコン重合体のＥビーム感度およびO2プラズマ
安定度の比較，イー．バビッシュ等著，マイクロ電子工
学 9,1989年,537頁〜542頁； スピンオンガラス（SOG）の直接記述の新しい方法，
エー．今井等著，日本応用物理学誌,29巻,1990年11月,2
653頁。
多くの方法は、遠心力法によって、その中でトップレ
ジストラッカを形成し、集積するのに適していなかっ
た。たとえば、遠心力法またはスピンオン技術は、クラ
スタツールに使用するのに適していない。半導体技術の
分野では、クラスタツールの術語は、クリーンルーム内
に配置された複数の分離ユニットの代わりに、システム
内に設けられる真空領域内に位置する中央マニピュレー
ターを含むシステムを示す。前記中央マニピュレーター
は、それに充電ボックス内のウェーハを供給するのに用
いられ、実行される方法によって、複数の加工処理ステ
ーションおよびツールに、各々、前記ウェーハを供給す
る。クラスタツールに使用するのに適している方法は、
いかなる湿式プロセスを含んではならないし、周囲の大
気で起こってはならない。
ジストラッカを形成し、集積するのに適していなかっ
た。たとえば、遠心力法またはスピンオン技術は、クラ
スタツールに使用するのに適していない。半導体技術の
分野では、クラスタツールの術語は、クリーンルーム内
に配置された複数の分離ユニットの代わりに、システム
内に設けられる真空領域内に位置する中央マニピュレー
ターを含むシステムを示す。前記中央マニピュレーター
は、それに充電ボックス内のウェーハを供給するのに用
いられ、実行される方法によって、複数の加工処理ステ
ーションおよびツールに、各々、前記ウェーハを供給す
る。クラスタツールに使用するのに適している方法は、
いかなる湿式プロセスを含んではならないし、周囲の大
気で起こってはならない。
この従来技術を基礎として、本発明の目的は、マスク
される基板への、UVおよび／または電子ビーム放射に感
応するラッカフィルムの形成およびより広い範囲の形成
方法を提供することである。
される基板への、UVおよび／または電子ビーム放射に感
応するラッカフィルムの形成およびより広い範囲の形成
方法を提供することである。
この目的は、請求項１に係る方法によって達成され
る。
る。
本発明に係るUVおよび／または電子ビーム放射に感応
するラッカフィルムの形成方法は、UVおよび／または電
子ビーム放射に感応するラッカフィルムをガス相から基
板の上に蒸着させる工程を含む。この目的のために、ト
リビニルメチルシランおよびオクタメチルシクロテトラ
シロキサンを蒸発させ、ガス相から基板の上に蒸着させ
る。
するラッカフィルムの形成方法は、UVおよび／または電
子ビーム放射に感応するラッカフィルムをガス相から基
板の上に蒸着させる工程を含む。この目的のために、ト
リビニルメチルシランおよびオクタメチルシクロテトラ
シロキサンを蒸発させ、ガス相から基板の上に蒸着させ
る。
本発明に係る方法の好ましい実施例は、従属項に開示
される。
される。
本発明に係る方法の実施例を図面を参照して以下に詳
細に説明するが、 図１は、UVおよび／または電子ビーム放射に感応する
ラッカフィルムの蒸着の電力，圧力および流量に対する
蒸着率を示し、 図２は、電力，圧力および流量に対するビニル基およ
びSiH基の濃度特性を示し、 図３は、TVMS層のIR分光を示し、 図４は、TVMS/OMCTS層のIR分光を示す。
細に説明するが、 図１は、UVおよび／または電子ビーム放射に感応する
ラッカフィルムの蒸着の電力，圧力および流量に対する
蒸着率を示し、 図２は、電力，圧力および流量に対するビニル基およ
びSiH基の濃度特性を示し、 図３は、TVMS層のIR分光を示し、 図４は、TVMS/OMCTS層のIR分光を示す。
本発明に係る方法の好ましい実施例では、蒸発させる
物質、すなわち、オクタメチルシクロテトラシロキサン
およびトリビニルメチルシラン（OMCTSおよびTVMS）
を、最初に、液体質量流量制御手段の助けによって添加
し、蒸発させる。
物質、すなわち、オクタメチルシクロテトラシロキサン
およびトリビニルメチルシラン（OMCTSおよびTVMS）
を、最初に、液体質量流量制御手段の助けによって添加
し、蒸発させる。
これに続いて、物質は、放電シャワーを経由して、反
応室へ均一に導入され、これは、いかなる反応も輸送ガ
スも必要とせずに行われる。反応室では、物質の反応
が、並列プレートシステムの高周波フィールドで13.5MH
zで起こる。
応室へ均一に導入され、これは、いかなる反応も輸送ガ
スも必要とせずに行われる。反応室では、物質の反応
が、並列プレートシステムの高周波フィールドで13.5MH
zで起こる。
蒸着の結果は、広い高周波電力および圧力の範囲で達
成される。典型的な電力密度範囲は、0.06W/cm2〜0.6W/
cm2である。
成される。典型的な電力密度範囲は、0.06W/cm2〜0.6W/
cm2である。
本発明によれば、圧力の範囲は、0.3mbarおよび1.5mb
arの間である。図１に示すように、500〜5000A/minの蒸
着率が測定される。基板の温度は、20℃〜90℃の範囲で
ある。
arの間である。図１に示すように、500〜5000A/minの蒸
着率が測定される。基板の温度は、20℃〜90℃の範囲で
ある。
興味深い状態は、層において、ビニル基の高濃度が維
持されている点である。
持されている点である。
図２は、IR分光およびエリプソメトリィ（ellipsomet
ry）による結合計算の結果を示す。250cm-1を超える吸
収係数は、露出されるトップレジスト層に関係する。25
0cm-1を超える吸収係数に相当する蒸着状態は、適当で
あると認められる。
ry）による結合計算の結果を示す。250cm-1を超える吸
収係数は、露出されるトップレジスト層に関係する。25
0cm-1を超える吸収係数に相当する蒸着状態は、適当で
あると認められる。
図１および図２では、圧力に関しての蒸着率および吸
収係数が、各々、次の高周波電力および流量（50W/10sc
cm,100W/10sccm,200W/10sccm,50W/25sccm）によって示
される。
収係数が、各々、次の高周波電力および流量（50W/10sc
cm,100W/10sccm,200W/10sccm,50W/25sccm）によって示
される。
用いられる並列プレートシステムに関連して、100Wの
全電力は、0.318W/cm2の電力密度に相当する。
全電力は、0.318W/cm2の電力密度に相当する。
図２では、各々のビニル基の濃度は、（★）で示さ
れ、各々のSiH基の濃度は、（＋）で示される。
れ、各々のSiH基の濃度は、（＋）で示される。
UV感度および電子ビームへの感度は、IR分光および湿
式成長によって認められる。
式成長によって認められる。
図３および図４は、UV光への露出前および露出後のTV
MS/OMCTS層およびTVMS層を示す。前記図の各々におい
て、曲線（ａ）は、蒸着後のIR分光の測定曲線を示し、
前記図の各々において、曲線（ｂ）は、200nm未満の波
長のUV露出後のIR分光の測定曲線を示す。
MS/OMCTS層およびTVMS層を示す。前記図の各々におい
て、曲線（ａ）は、蒸着後のIR分光の測定曲線を示し、
前記図の各々において、曲線（ｂ）は、200nm未満の波
長のUV露出後のIR分光の測定曲線を示す。
図３では、波番号3052,1406,1010および956cm-1での
ピーク値は、ビニル基と関連する。1252および805cm-1
でのピーク値は、SiCH3振動に相当する。露出後、ビニ
ルピーク値は消滅する。ビニルピーク値の代わりに、10
38cm-1で現れる新しい高いピーク値は、Si原子の炭素鎖
による追加の橋かけ結合を示す。
ピーク値は、ビニル基と関連する。1252および805cm-1
でのピーク値は、SiCH3振動に相当する。露出後、ビニ
ルピーク値は消滅する。ビニルピーク値の代わりに、10
38cm-1で現れる新しい高いピーク値は、Si原子の炭素鎖
による追加の橋かけ結合を示す。
図４を図３と比較すると、ビニル基のピーク値および
Si−CH3のピーク値は、図３の曲線（ａ）のピーク値と
同じ位置に現れる。OMCTSから生じるシロキサンリング
の存在のために、追加のピーク値が1078cm-1（Si−Ｏ−
Si緊張）および1261cm-1（Si−CH3）で現れる。この場
合も、ビニルピーク値は露出後に消滅し、ピーク値が10
38cm-1で現れる。これは、シロキサンリングに何の影響
も及ぼさないと思われる。
Si−CH3のピーク値は、図３の曲線（ａ）のピーク値と
同じ位置に現れる。OMCTSから生じるシロキサンリング
の存在のために、追加のピーク値が1078cm-1（Si−Ｏ−
Si緊張）および1261cm-1（Si−CH3）で現れる。この場
合も、ビニルピーク値は露出後に消滅し、ピーク値が10
38cm-1で現れる。これは、シロキサンリングに何の影響
も及ぼさないと思われる。
層における化学的変化は、3052,1594,1406,1010およ
び956cm-1でのビニルピーク値を基礎として認められ
る。露出後、それらのピーク値は消滅し、代わりに、10
40cm-1で１つの高いピーク値が現れ、前記の高いピーク
値は、Si原子の−CH2−または−CH2CH2−結合による追
加の橋かけ結合を示す。露出された領域は、有機溶剤に
溶けない。
び956cm-1でのビニルピーク値を基礎として認められ
る。露出後、それらのピーク値は消滅し、代わりに、10
40cm-1で１つの高いピーク値が現れ、前記の高いピーク
値は、Si原子の−CH2−または−CH2CH2−結合による追
加の橋かけ結合を示す。露出された領域は、有機溶剤に
溶けない。
このように、本発明は、重要な励振波長範囲の200nm
以下の波長に感応し、ガス相からの直接蒸着によって形
成されるトップレジストラッカを提供する。
以下の波長に感応し、ガス相からの直接蒸着によって形
成されるトップレジストラッカを提供する。
本発明にかかる方法は、クラスタチールに使用するの
に適しており、種々の半導体プロセスで集積するのに適
している。
に適しており、種々の半導体プロセスで集積するのに適
している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハッカー エルヴィン ドイツ連邦共和国 Ｄ―8950 カウボイ レン メルツィスリーダーシュトラーセ 25 (56)参考文献 特開 昭59−53841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−125730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−121042（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−263981（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 7/00 - 7/18
Claims (5)
- 【請求項１】マスクされる基板への、UVおよび／または
電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形成方法で
あって、 トリビニルメチルシランおよびオクタメチルシクロテト
ラシロキサンを蒸発させる工程、 ガス相から、マスクされる前記基板の上に、前記トリビ
ニルメチルシランおよび前記オクタメチルシクロテトラ
シロキサンを蒸着させる工程を含むことを特徴とする、
UVおよび／または電子ビーム放射に感応するラッカフィ
ルムの形成方法。 - 【請求項２】液体質量流量制御手段の助けによって、前
記トリビニルメチルシランおよび前記オクタメチルシク
ロテトラシロキサンが添加される工程、 前記トリビニルメチルシランおよび前記オクタメチルシ
クロテトラシロキサンを蒸発させる工程、 蒸発させた前記トリビニルメチルシランおよび前記オク
タメチルシクロテトラシロキサンを、放電シャワーを経
由して、反応室へ均一に導入する工程、および 前記トリビニルメチルシランおよび前記オクタメチルシ
クロテトラシロキサンの反応を高周波フィールドで起こ
させる工程を含む、請求項１に記載のUVおよび／または
電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形成方法。 - 【請求項３】前記ガス相からの前記トリビニルメチルシ
ランおよび前記オクタメチルシクロテトラシロキサンの
蒸着は、0.3mbar〜1.5mbarの間の圧力で行われることを
特徴とする、請求項１または請求項２に記載のUVおよび
／または電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形
成方法。 - 【請求項４】前記蒸着反応は、0.06W/cm2〜0.6W/cm2の
間の高周波電力密度で行われることを特徴とする、請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載のUVおよび／また
は電子ビーム放射に感応するラッカフィルムの形成方
法。 - 【請求項５】前記基板の温度は、20℃〜90℃の間である
ことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか
に記載のUVおよび／または電子ビーム放射に感応するラ
ッカフィルムの形成方法。
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| DE4202652.0 | 1992-01-30 | ||
| DE4202652A DE4202652C2 (de) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | Verfahren zum Aufbringen einer UV- und/oder elektronenstrahlempfindlichen Lackschicht |
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| JPH07507147A JPH07507147A (ja) | 1995-08-03 |
| JP2794671B2 true JP2794671B2 (ja) | 1998-09-10 |
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| JP (1) | JP2794671B2 (ja) |
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| WO (1) | WO1993015443A1 (ja) |
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| WO2003087905A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Polysilane thin films for directly patternable waveguides |
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| FR2532471A1 (fr) * | 1982-09-01 | 1984-03-02 | Labo Electronique Physique | Procede de realisation d'ouverture de faible dimension, utilisation de ce procede pour la fabrication de transistors a effet de champ, a grille alignee submicronique, et transistors ainsi obtenus |
| US4460436A (en) * | 1983-09-06 | 1984-07-17 | International Business Machines Corporation | Deposition of polymer films by means of ion beams |
| US4877641A (en) * | 1988-05-31 | 1989-10-31 | Olin Corporation | Process for plasma depositing silicon nitride and silicon dioxide films onto a substrate |
| DD279329A1 (de) * | 1989-01-05 | 1990-05-30 | Secura Werke Mikroelektronik | Verfahren zur herstellung photoleitender schichten |
| CA1334911C (en) * | 1989-02-15 | 1995-03-28 | David M. Dobuzinsky | Process for the vapor deposition of polysilanes |
| JPH03198338A (ja) * | 1989-12-27 | 1991-08-29 | Handotai Process Kenkyusho:Kk | 気相成長膜の形成方法および半導体装置 |
| DE4018449C1 (en) * | 1990-06-08 | 1991-10-17 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V., 8000 Muenchen, De | Low temp. prodn. of anhydrous silicon di:oxide layer - comprises polymerising silicon-oxygen organic cpd. with oxygen or nitrogen oxide gas, depositing, converting to silicate etc. |
-
1992
- 1992-01-30 DE DE4202652A patent/DE4202652C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-10 EP EP92919329A patent/EP0624262B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-10 WO PCT/DE1992/000777 patent/WO1993015443A1/de active IP Right Grant
- 1992-09-10 DE DE59209318T patent/DE59209318D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-10 JP JP5505532A patent/JP2794671B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-19 US US08/277,495 patent/US5506008A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| DE59209318D1 (de) | 1998-06-10 |
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| JPH07507147A (ja) | 1995-08-03 |
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