JP3249598B2 - ボトムレジストの製造方法 - Google Patents
ボトムレジストの製造方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ系用
ボトムレジストを製造する方法に関する。
ボトムレジストを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レジスト構造物を波長約２５０ｎｍの光
線でフォトリソグラフィ法で製造する場合（高いウェハ
トペグラフィで）二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ系（ＲＩＥ＝Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅＩｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ＝反応性イオンエ
ッチング）は、光学系の焦点深度が小さい場合にも寸法
通りの構造物を製造するためのごく少ない方法の1 つで
ある。この際平坦化及び吸収性ボトムレジスト上に珪素
含有又はシリル化可能のトップレジストを施す。このト
ップレジストを更に露光し、現像し並びに場合によって
はシリル化又は化学的に拡大し、その際引続き得られた
構造物を酸素プラズマによりボトムレジスト中に転写す
る（これに関しては「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒ．Ｅｎ
ｇ．」第１１巻（１９９０年）、第５３１〜５３４頁参
照）。
線でフォトリソグラフィ法で製造する場合（高いウェハ
トペグラフィで）二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ系（ＲＩＥ＝Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅＩｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ＝反応性イオンエ
ッチング）は、光学系の焦点深度が小さい場合にも寸法
通りの構造物を製造するためのごく少ない方法の1 つで
ある。この際平坦化及び吸収性ボトムレジスト上に珪素
含有又はシリル化可能のトップレジストを施す。このト
ップレジストを更に露光し、現像し並びに場合によって
はシリル化又は化学的に拡大し、その際引続き得られた
構造物を酸素プラズマによりボトムレジスト中に転写す
る（これに関しては「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒ．Ｅｎ
ｇ．」第１１巻（１９９０年）、第５３１〜５３４頁参
照）。
【０００３】ボトムレジストは次の特徴を有しているべ
きである： −基板エッチングに対する高度の耐食性 −１００℃以上の熱形状安定性 −トップレジスト用溶剤、現像液及び場合によってはシ
リル化又は拡大液に不溶性であること −露光波長に対する高度の吸収性 −良好な平坦化特性 −無害な剥離媒体による易除去性。 最後に挙げた要件は特に二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ系がいわゆ
るリフト・オフ（離昇法）に用いられる場合に重要であ
る（これに関してはルスカ（Ｗ．Ｓｃｏｔ Ｒｕｓｋ
ａ）著、「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ」ＭｃＧｒｏｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ出版、１９８９年、第２２７〜２３０頁参
照）。
きである： −基板エッチングに対する高度の耐食性 −１００℃以上の熱形状安定性 −トップレジスト用溶剤、現像液及び場合によってはシ
リル化又は拡大液に不溶性であること −露光波長に対する高度の吸収性 −良好な平坦化特性 −無害な剥離媒体による易除去性。 最後に挙げた要件は特に二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ系がいわゆ
るリフト・オフ（離昇法）に用いられる場合に重要であ
る（これに関してはルスカ（Ｗ．Ｓｃｏｔ Ｒｕｓｋ
ａ）著、「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ」ＭｃＧｒｏｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ出版、１９８９年、第２２７〜２３０頁参
照）。
【０００４】ボトムレジストには一般に通常のノボラッ
クレジストを使用するが、これは２００℃を越える温度
で焼きなましされ、それにより溶剤及び現像剤中で不溶
性となる（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ」第１
２６２巻（１９９０年）、第５２８〜５３７頁参照）。
ボトムレジストとしてはしばしば約４００℃で熱処理さ
れたポリイミド前駆体（この温度で不溶性ポリイミドに
変換する）も使用される。（「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈ
ｅｍ．Ｓｏｃ．」第１３５巻（１９８８年）第２８９６
〜２８９９頁、並びに「Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９８７年７月、第８３〜８９頁
参照）。この種のレジスト系は芳香族を多量に有してお
り、焼きなまし処理で網状化をもたらす通常のノボラッ
クをベースとするフォトレジストよりも一層耐食性があ
る。もちろんこれらのレジスト系は不溶性であり、普通
の剥離媒体ではもはや除去することができない。
クレジストを使用するが、これは２００℃を越える温度
で焼きなましされ、それにより溶剤及び現像剤中で不溶
性となる（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ」第１
２６２巻（１９９０年）、第５２８〜５３７頁参照）。
ボトムレジストとしてはしばしば約４００℃で熱処理さ
れたポリイミド前駆体（この温度で不溶性ポリイミドに
変換する）も使用される。（「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈ
ｅｍ．Ｓｏｃ．」第１３５巻（１９８８年）第２８９６
〜２８９９頁、並びに「Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９８７年７月、第８３〜８９頁
参照）。この種のレジスト系は芳香族を多量に有してお
り、焼きなまし処理で網状化をもたらす通常のノボラッ
クをベースとするフォトレジストよりも一層耐食性があ
る。もちろんこれらのレジスト系は不溶性であり、普通
の剥離媒体ではもはや除去することができない。
【０００５】焼きなまされたノボラックはカロー酸、す
なわちペルオキソ一硫酸（Ｈ2 ＳＯ5 ）又は発煙硝酸の
ような酸化強酸によってのみ除去可能である。しかし全
ての基板がこの種の処理を受容するものではない。すな
わち例えばプリント板用の物質に使用されるアルミニウ
ムはカロー酸に可溶性であり酸化媒体により容易に酸化
アルミニウムに変わり得る。従ってこの種の媒体でボト
ムレジストを剥離することはプリント板を損なうことに
なる。発煙焼酸を使用する場合アルミニウムはいわゆる
不活性化されるが、しかしこの剥離媒体は毒物学的観点
から危険である。一方ポリイミドはエチレンジアミン及
びヒドラジンヒドラートからなる混合物のようなヒドラ
ジン含有溶液により除去できるが、しかしこの種の溶液
に対しても著しい毒物学上の危険性が存在する。すなわ
ちヒドラジンのＭＡＣ値は５ｐｐｍに過ぎないからであ
る。
なわちペルオキソ一硫酸（Ｈ2 ＳＯ5 ）又は発煙硝酸の
ような酸化強酸によってのみ除去可能である。しかし全
ての基板がこの種の処理を受容するものではない。すな
わち例えばプリント板用の物質に使用されるアルミニウ
ムはカロー酸に可溶性であり酸化媒体により容易に酸化
アルミニウムに変わり得る。従ってこの種の媒体でボト
ムレジストを剥離することはプリント板を損なうことに
なる。発煙焼酸を使用する場合アルミニウムはいわゆる
不活性化されるが、しかしこの剥離媒体は毒物学的観点
から危険である。一方ポリイミドはエチレンジアミン及
びヒドラジンヒドラートからなる混合物のようなヒドラ
ジン含有溶液により除去できるが、しかしこの種の溶液
に対しても著しい毒物学上の危険性が存在する。すなわ
ちヒドラジンのＭＡＣ値は５ｐｐｍに過ぎないからであ
る。
【０００６】レジストはしばしば酸素プラズマによって
も除去されるが、その際レジストはＣＯ、ＣＯ2及びＨ
2 Ｏに酸化される。しかし二層系の場合に基板のエッチ
ング後に珪素含有トップレジスト残分が存在すると、珪
素はＳｉＯ2 に酸化され、これが更に微細な粒子の形で
ウェハ上に残り、欠陥を生じるおそれがある。
も除去されるが、その際レジストはＣＯ、ＣＯ2及びＨ
2 Ｏに酸化される。しかし二層系の場合に基板のエッチ
ング後に珪素含有トップレジスト残分が存在すると、珪
素はＳｉＯ2 に酸化され、これが更に微細な粒子の形で
ウェハ上に残り、欠陥を生じるおそれがある。
【０００７】ボトムレジスト用に良好な平坦化を達成す
るために熱的にではなくフォトリソグラフィ的に硬化さ
れる物質が公知である（これに関しては「Ｐｏｌｙｍ．
Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．」第６０巻（１９８９
年）、第３８５〜３８９参照照）。この場合芳香族のメ
タクリル及びエポキシ化合物が重要である。しかしこれ
らの物質はノボラックより少なくとも２０％前後エッチ
ング耐性が低い。この欠点を補うためには一層厚い層を
必要とする。更にこの公知の系は純粋なＵＶ硬化のみを
必要とする。従ってプラズマエッチングの際硬化はすで
にその際生じるＵＶ光線によって行われることができ
る。
るために熱的にではなくフォトリソグラフィ的に硬化さ
れる物質が公知である（これに関しては「Ｐｏｌｙｍ．
Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．」第６０巻（１９８９
年）、第３８５〜３８９参照照）。この場合芳香族のメ
タクリル及びエポキシ化合物が重要である。しかしこれ
らの物質はノボラックより少なくとも２０％前後エッチ
ング耐性が低い。この欠点を補うためには一層厚い層を
必要とする。更にこの公知の系は純粋なＵＶ硬化のみを
必要とする。従ってプラズマエッチングの際硬化はすで
にその際生じるＵＶ光線によって行われることができ
る。
【０００８】更にリスト・オフ用の二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ
系の場合その上に更にノボラック層を施されたポリスル
ホンからなる付加的な離昇層を用いることが公知である
（「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」第１３８
巻（１９９１年）、第１７６５〜１７６９頁参照）。ノ
ボラックを焼きなました後もポリスルホンはなお（Ｎ−
メチルピロリドンに）可溶性であるため、珪素含有レジ
ストの使用下に構造化される層はリフト・オフ法により
除去され得る。この種の処理では（種々の物質からな
る）２層を付加的に必要とする。しかし付加的なラッカ
処理が必要となればなるほど一般に欠陥密度は自ずから
高まることになる。
系の場合その上に更にノボラック層を施されたポリスル
ホンからなる付加的な離昇層を用いることが公知である
（「Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」第１３８
巻（１９９１年）、第１７６５〜１７６９頁参照）。ノ
ボラックを焼きなました後もポリスルホンはなお（Ｎ−
メチルピロリドンに）可溶性であるため、珪素含有レジ
ストの使用下に構造化される層はリフト・オフ法により
除去され得る。この種の処理では（種々の物質からな
る）２層を付加的に必要とする。しかし付加的なラッカ
処理が必要となればなるほど一般に欠陥密度は自ずから
高まることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はこの種
のレジストに対して設定されたあらゆる要件を満たし、
特に易除去能を有する二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ系用のボトム
レジストを製造する方法を提供することにある。
のレジストに対して設定されたあらゆる要件を満たし、
特に易除去能を有する二層式Ｏ2 ／ＲＩＥ系用のボトム
レジストを製造する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、基板上に芳香族含有ベースポリマー、網状化剤及び
造酸物からなるラッカ層を施し、層の表面範囲内の造酸
物から強酸を遊離するためにラッカ層を投光露光し、熱
的に硬化することにより解決される。
り、基板上に芳香族含有ベースポリマー、網状化剤及び
造酸物からなるラッカ層を施し、層の表面範囲内の造酸
物から強酸を遊離するためにラッカ層を投光露光し、熱
的に硬化することにより解決される。
【００１１】
【作用】本発明方法では芳香族含有ベースポリマーを、
すなわちハロゲン−基板エッチング処理に対して十分に
耐性であり、従って少なくともノボラックのそれに匹敵
する耐食性を有するポリマーを使用する。従ってベース
ポリマーとして有利にはノボラックも使用する。その他
に例えばポリベンズオキサゾール前駆体を使用してもよ
い。
すなわちハロゲン−基板エッチング処理に対して十分に
耐性であり、従って少なくともノボラックのそれに匹敵
する耐食性を有するポリマーを使用する。従ってベース
ポリマーとして有利にはノボラックも使用する。その他
に例えばポリベンズオキサゾール前駆体を使用してもよ
い。
【００１２】ベースポリマーは（網状化剤及び潜酸と共
に）溶剤として一般にはウェハである基板に施される。
塗布後（これは特にスピンコーチングにより行われる）
前乾燥する。網状化剤としては有利にはヘキサメチレン
テトラアミン又はノボラック−前駆体を使用する。その
他に例えばベンチルエーテル（これに関してはＰｒｏ
ｃ．ＳＰＥ」Ｅｌｌｅｎｖｉｌｌｅ Ｎ．Ｙ．（１９８
８年）、第６３〜７２頁参照）並びにメラミン樹脂前駆
体（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰＥ」、Ｅｌｌｅｎ
ｖｉｌｌｅ Ｎ．Ｙ．（１９８５年）、第４９〜６４頁
参照）も使用することができる。潜酸、すなわち造酸物
としては露光時に塩化水素を分解する化合物が有利であ
る。更にこのためにはいわゆるクリベロ塩、すなわちス
ルホニウム及びヨードニウム化合物のようなオニウム化
合物が重要である。
に）溶剤として一般にはウェハである基板に施される。
塗布後（これは特にスピンコーチングにより行われる）
前乾燥する。網状化剤としては有利にはヘキサメチレン
テトラアミン又はノボラック−前駆体を使用する。その
他に例えばベンチルエーテル（これに関してはＰｒｏ
ｃ．ＳＰＥ」Ｅｌｌｅｎｖｉｌｌｅ Ｎ．Ｙ．（１９８
８年）、第６３〜７２頁参照）並びにメラミン樹脂前駆
体（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰＥ」、Ｅｌｌｅｎ
ｖｉｌｌｅ Ｎ．Ｙ．（１９８５年）、第４９〜６４頁
参照）も使用することができる。潜酸、すなわち造酸物
としては露光時に塩化水素を分解する化合物が有利であ
る。更にこのためにはいわゆるクリベロ塩、すなわちス
ルホニウム及びヨードニウム化合物のようなオニウム化
合物が重要である。
【００１３】ベースポリマーを網状化剤で（酸触媒作用
下に）熱的に硬化する。硬化は一般に１００℃以上の温
度で行う。このために必要な酸は光分解法で製造される
が、但しラッカ層の表面範囲内のみに製造される。こう
してボトムレジストは表面のみを網状化され、従ってト
ップレジスト用の溶剤及び現像液並びに場合によっては
シリル化溶液又は拡張液に対して耐性を示す。トップレ
ジスト中に構造物を製造し、それを酸素プラズマにより
ボトムレジスト中に転写した後、更に深いところで網状
化されていない範囲を露出し、その結果ボトムレジスト
を（その表面に残留するトップレジスト残分と共に）無
毒性有機溶剤で剥離することができる。これは例えば一
種のリフト・オフ法によりＮ−メチルピロリドンで行わ
れる。
下に）熱的に硬化する。硬化は一般に１００℃以上の温
度で行う。このために必要な酸は光分解法で製造される
が、但しラッカ層の表面範囲内のみに製造される。こう
してボトムレジストは表面のみを網状化され、従ってト
ップレジスト用の溶剤及び現像液並びに場合によっては
シリル化溶液又は拡張液に対して耐性を示す。トップレ
ジスト中に構造物を製造し、それを酸素プラズマにより
ボトムレジスト中に転写した後、更に深いところで網状
化されていない範囲を露出し、その結果ボトムレジスト
を（その表面に残留するトップレジスト残分と共に）無
毒性有機溶剤で剥離することができる。これは例えば一
種のリフト・オフ法によりＮ−メチルピロリドンで行わ
れる。
【００１４】酸素プラズマ処理中に構造物を転写する際
ＵＶ光線が生じ、基板は約１００℃に温まる。これは特
に個別ウェハ用エッチング装置として極めて重要である
マグネトロンエッチング装置で行う。このＵＶ光線又は
加熱は市販のボトムレジストにとって、それ自体は不所
望の網状化を生じさせるに足るものである。例えば市販
で入手し得る光網状化可能のポリイミド前駆体を使用し
た場合、これは光分解で硬化可能である。この物質を酸
素プラズマ中でエッチング後有機溶剤で処理、すなわち
剥離すると、狭い格子内に存在する輪郭は相互に十分に
明暗を描くことから、剥離される。しかしレジスト側面
はプラズマ中に製造されたＵＶ光線により網状化されて
おり、その結果剥離媒体に対して不溶性となることから
切り離されて生じるレジストの輪郭はそのままである。
ＵＶ光線が生じ、基板は約１００℃に温まる。これは特
に個別ウェハ用エッチング装置として極めて重要である
マグネトロンエッチング装置で行う。このＵＶ光線又は
加熱は市販のボトムレジストにとって、それ自体は不所
望の網状化を生じさせるに足るものである。例えば市販
で入手し得る光網状化可能のポリイミド前駆体を使用し
た場合、これは光分解で硬化可能である。この物質を酸
素プラズマ中でエッチング後有機溶剤で処理、すなわち
剥離すると、狭い格子内に存在する輪郭は相互に十分に
明暗を描くことから、剥離される。しかしレジスト側面
はプラズマ中に製造されたＵＶ光線により網状化されて
おり、その結果剥離媒体に対して不溶性となることから
切り離されて生じるレジストの輪郭はそのままである。
【００１５】本発明方法の場合酸は光分解的に製造され
るが、基板が（同時に又は引続き）１００℃以上の温度
に、有利には約１４０〜１５０℃の温度に加熱されたと
きにのみ硬化反応が行われる。プラズマ中ではこれらの
温度に到達しないため、この方法では切り離された輪郭
が剥離されず、そのため欠陥が生じる危険性はない。更
にこの場合レジストを完全に除去するために危険性のな
い、すなわち健康を損なうことの少ない有機溶剤を使用
してもよい。
るが、基板が（同時に又は引続き）１００℃以上の温度
に、有利には約１４０〜１５０℃の温度に加熱されたと
きにのみ硬化反応が行われる。プラズマ中ではこれらの
温度に到達しないため、この方法では切り離された輪郭
が剥離されず、そのため欠陥が生じる危険性はない。更
にこの場合レジストを完全に除去するために危険性のな
い、すなわち健康を損なうことの少ない有機溶剤を使用
してもよい。
【００１６】本発明方法においてはボトムレジストの硬
化をラッカ層の表面範囲内に限定することが重要であ
る。これを保証するために造酸物から酸を遊離するため
に有利には深紫外線で、すなわちいわゆるＤＵＶ領域
（ＤＵＶ＝Ｄｅｅｐ ＵＶ）内で加工する。すなわちボ
トムレジストの芳香族含有ベースポリマーはこの波長領
域内で吸収され、従って光の浸透深さは限定される。更
に本発明方法においては、露光時に退色せず従って表面
層内のみで光分解され得る造酸物を使用すると有利であ
る。この造酸物は酸素プラズマ中で不揮発性酸化物を形
成することも全くない。従ってＵＶ光線下に塩を分離
し、強酸としてＨＣｌを形成する化合物又は例えばトリ
フルオロメタンスルホン酸を形成するクリベロ塩を選択
する。
化をラッカ層の表面範囲内に限定することが重要であ
る。これを保証するために造酸物から酸を遊離するため
に有利には深紫外線で、すなわちいわゆるＤＵＶ領域
（ＤＵＶ＝Ｄｅｅｐ ＵＶ）内で加工する。すなわちボ
トムレジストの芳香族含有ベースポリマーはこの波長領
域内で吸収され、従って光の浸透深さは限定される。更
に本発明方法においては、露光時に退色せず従って表面
層内のみで光分解され得る造酸物を使用すると有利であ
る。この造酸物は酸素プラズマ中で不揮発性酸化物を形
成することも全くない。従ってＵＶ光線下に塩を分離
し、強酸としてＨＣｌを形成する化合物又は例えばトリ
フルオロメタンスルホン酸を形成するクリベロ塩を選択
する。
【００１７】ボトムレジストは構造化露光中に基板の反
射を制御しなければならない。この要件は例えば２４８
ｎｍの深紫外線中で満足される。それというのもベース
ポリマー及び造酸物はここで著しく吸収されるからであ
る。しかし近紫外線、すなわちいわゆるＮＶＵ領域（Ｎ
ＵＶ＝Ｎｅａｒ ＵＶ）内で例えば３６５又は４３６ｎ
ｍで構造化露光を行うならば、ボトムレジスト又はラッ
カ層にこの波長領域にとって耐光性の色素を添加し、十
分な吸収を達成しなければならない。
射を制御しなければならない。この要件は例えば２４８
ｎｍの深紫外線中で満足される。それというのもベース
ポリマー及び造酸物はここで著しく吸収されるからであ
る。しかし近紫外線、すなわちいわゆるＮＶＵ領域（Ｎ
ＵＶ＝Ｎｅａｒ ＵＶ）内で例えば３６５又は４３６ｎ
ｍで構造化露光を行うならば、ボトムレジスト又はラッ
カ層にこの波長領域にとって耐光性の色素を添加し、十
分な吸収を達成しなければならない。
【００１８】
【発明の効果】本発明方法により単に熱的に硬化された
レジストよりも良好な平坦化が達成される。光分解的／
熱的に併せて硬化された表面はすなわち容積全体に及
び、より高い温度で経過する熱的にのみ硬化されたもの
よりも容積減少が僅かである。
レジストよりも良好な平坦化が達成される。光分解的／
熱的に併せて硬化された表面はすなわち容積全体に及
び、より高い温度で経過する熱的にのみ硬化されたもの
よりも容積減少が僅かである。
【００１９】本発明方法では技術的経費は従来の熱的硬
化によるボトムレジストの場合よりもそれほど多くはか
からない。ただ焼きなまし区分の上方に例えばＤＵＶ硬
化装置として公知の強力ＵＶ放射器を取り付けなければ
ならないだけである。更に照射時間は秒単位の範囲であ
り、従ってラッカ塗布時に通常のサイクル時間を守るこ
とができる。
化によるボトムレジストの場合よりもそれほど多くはか
からない。ただ焼きなまし区分の上方に例えばＤＵＶ硬
化装置として公知の強力ＵＶ放射器を取り付けなければ
ならないだけである。更に照射時間は秒単位の範囲であ
り、従ってラッカ塗布時に通常のサイクル時間を守るこ
とができる。
【００２０】
【実施例】本発明を実施例に基づき以下に詳述する。
【００２１】例 １ ２４８ｎｍ−露光用ボトムレジスト 市販のフェノールノボラック２２．７ＭＴ（ＭＴ＝重量
部）、２−（トリクロルメチル）−４（３Ｈ）−キナゾ
リン２．２ＭＴ（造酸物として）、ヘキサメチレンテト
ラアミン３．１ＭＴ（網状化剤として）、ベンジルアル
コール３０ＭＴ及びシクロヘキサノン４２ＭＴからラッ
カ溶液を製造する。この溶液を３インチ−シリコンウェ
ハ上に遠心塗布し、１．８μｍの最終層厚を得る。ホッ
トプレート上で前乾燥（９０℃で６０秒間）し、投光露
光し、引続き約１５０℃（６０秒間）で焼きなまし後網
状化された表面を有するボトムレジスト層を得る。この
表面は次の媒体によっては溶解又は拡大しない：メトキ
シプロピルアセテート（トップレジスト用溶剤）、ＮＭ
Ｄ−Ｗ２．３８％（市販のアルカリ現像剤）、イソプロ
パノールと水との４：１混合物中のオリゴマーのジアミ
ノメチルシロキサンの溶剤（拡大又はシリル化試薬）及
びイソプロパノール（洗浄剤）。
部）、２−（トリクロルメチル）−４（３Ｈ）−キナゾ
リン２．２ＭＴ（造酸物として）、ヘキサメチレンテト
ラアミン３．１ＭＴ（網状化剤として）、ベンジルアル
コール３０ＭＴ及びシクロヘキサノン４２ＭＴからラッ
カ溶液を製造する。この溶液を３インチ−シリコンウェ
ハ上に遠心塗布し、１．８μｍの最終層厚を得る。ホッ
トプレート上で前乾燥（９０℃で６０秒間）し、投光露
光し、引続き約１５０℃（６０秒間）で焼きなまし後網
状化された表面を有するボトムレジスト層を得る。この
表面は次の媒体によっては溶解又は拡大しない：メトキ
シプロピルアセテート（トップレジスト用溶剤）、ＮＭ
Ｄ−Ｗ２．３８％（市販のアルカリ現像剤）、イソプロ
パノールと水との４：１混合物中のオリゴマーのジアミ
ノメチルシロキサンの溶剤（拡大又はシリル化試薬）及
びイソプロパノール（洗浄剤）。
【００２２】珪素含有トップレジストを有するボトムレ
ジストをラッカ塗布し（これに関しては欧州特許出願公
開第０３９５９１７号明細書参照）、現像時に２〜０．
５μｍのレジスト輪郭を生じるようにマスクを介して２
４８ｎｍでトップレジストを構造化露光し、並びに拡大
又はシリル化処理し（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰ
ＩＥ」第１２６２巻（１９９０年）、第５２８〜５３７
頁参照）及び酸素プラズマ中で構造物を転写後シリコン
基板をＣＦ4 プラズマ中で１００ｎｍの深度までエッチ
ングする。その際ボトムレジストの耐食性はノボラック
をベースとする市販の一層式フォトレジストと同じ大き
さを示す。次いでボトムレジストをその上にあるトップ
レジストと共に噴霧現像器中で（タンク圧２バール、１
０００回転／分）Ｎ−メチルピロリドンで剥離する。走
査電子顕微鏡による検査はボトムレジストの残分が全く
認められないことを示す。
ジストをラッカ塗布し（これに関しては欧州特許出願公
開第０３９５９１７号明細書参照）、現像時に２〜０．
５μｍのレジスト輪郭を生じるようにマスクを介して２
４８ｎｍでトップレジストを構造化露光し、並びに拡大
又はシリル化処理し（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰ
ＩＥ」第１２６２巻（１９９０年）、第５２８〜５３７
頁参照）及び酸素プラズマ中で構造物を転写後シリコン
基板をＣＦ4 プラズマ中で１００ｎｍの深度までエッチ
ングする。その際ボトムレジストの耐食性はノボラック
をベースとする市販の一層式フォトレジストと同じ大き
さを示す。次いでボトムレジストをその上にあるトップ
レジストと共に噴霧現像器中で（タンク圧２バール、１
０００回転／分）Ｎ−メチルピロリドンで剥離する。走
査電子顕微鏡による検査はボトムレジストの残分が全く
認められないことを示す。
【００２３】例 ２ ４３６ｎｍ−露光用ボトムレジスト 市販のフェノールノボラック２０ＭＴ（ＭＴ＝重量
部）、トリフェニルスルホニウム−トリフルオロメタン
スルホネート２ＭＴ（造酸物として）、ビス（ヒドロキ
シメチル）−ｐ−クレゾール６ＭＴ（網状化剤とし
て）、市販の黄染料３ＭＴ及びシクロヘキサノン６７Ｍ
Ｔからラッカ溶剤を製造する。この溶剤を３インチ−シ
リコンウェハ上に遠心塗布し、最終層厚１．８μｍを得
る。ホットプレート上で前乾燥（９０℃で６０秒間）後
及び引続き約１４０℃に（６０秒間）焼きなまして、投
光露光（ＤＵＶで３０００Ｊ／ｃｍ2）後、網状化され
た表面を 有するボトムレジストを得る。この表面は次
の媒体では溶解又は拡大しない：メトキシプロピルアセ
テート（トップレジスト用溶剤）、ＮＭＤ−Ｗ２．３８
％（市販のアルカリ現像剤）、イソプロパノールと水と
の４：１混合物中のオリゴマーのジアミノメチルシロキ
サンの溶剤（拡大又はシリル化試薬）及びイソプロパノ
ール（洗浄剤）。
部）、トリフェニルスルホニウム−トリフルオロメタン
スルホネート２ＭＴ（造酸物として）、ビス（ヒドロキ
シメチル）−ｐ−クレゾール６ＭＴ（網状化剤とし
て）、市販の黄染料３ＭＴ及びシクロヘキサノン６７Ｍ
Ｔからラッカ溶剤を製造する。この溶剤を３インチ−シ
リコンウェハ上に遠心塗布し、最終層厚１．８μｍを得
る。ホットプレート上で前乾燥（９０℃で６０秒間）後
及び引続き約１４０℃に（６０秒間）焼きなまして、投
光露光（ＤＵＶで３０００Ｊ／ｃｍ2）後、網状化され
た表面を 有するボトムレジストを得る。この表面は次
の媒体では溶解又は拡大しない：メトキシプロピルアセ
テート（トップレジスト用溶剤）、ＮＭＤ−Ｗ２．３８
％（市販のアルカリ現像剤）、イソプロパノールと水と
の４：１混合物中のオリゴマーのジアミノメチルシロキ
サンの溶剤（拡大又はシリル化試薬）及びイソプロパノ
ール（洗浄剤）。
【００２４】珪素含有トップレジストを有するボトムレ
ジストをラッカ塗布し（これに関しては欧州特許出願公
開第０３９５９１７号明細書参照）、現像時に２〜０．
５μｍのレジスト輪郭を生じるようにマスクを介して４
３６ｎｍでトップレジストを構造化露光し、並びに拡大
又はシリル化処理し（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰ
ＩＥ」第１２６２巻（１９９０年）、第５２８〜５３７
頁参照）及び酸素プラズマ中で構造物を転写後シリコン
基板をＣＦ4 プラズマ中で１００ｎｍの深度までエッチ
ングする。その際ボトムレジストの耐食性はノボラック
をベースとする市販の一層式フォトレジストと同じ大き
さを示す。次いでボトムレジストをその上にあるトップ
レジストと共に噴霧現像器中で（タンク圧３バール、１
０００回転／分）Ｎ−メチルピロリドンで剥離する。走
査電子顕微鏡による検査はボトムレジストの残分が全く
認められないことを示す。
ジストをラッカ塗布し（これに関しては欧州特許出願公
開第０３９５９１７号明細書参照）、現像時に２〜０．
５μｍのレジスト輪郭を生じるようにマスクを介して４
３６ｎｍでトップレジストを構造化露光し、並びに拡大
又はシリル化処理し（これに関しては「Ｐｒｏｃ．ＳＰ
ＩＥ」第１２６２巻（１９９０年）、第５２８〜５３７
頁参照）及び酸素プラズマ中で構造物を転写後シリコン
基板をＣＦ4 プラズマ中で１００ｎｍの深度までエッチ
ングする。その際ボトムレジストの耐食性はノボラック
をベースとする市販の一層式フォトレジストと同じ大き
さを示す。次いでボトムレジストをその上にあるトップ
レジストと共に噴霧現像器中で（タンク圧３バール、１
０００回転／分）Ｎ−メチルピロリドンで剥離する。走
査電子顕微鏡による検査はボトムレジストの残分が全く
認められないことを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒアエル ゼバルト ドイツ連邦共和国 8521 ヘスドルフ- ハンベルク キルヒエンシユタイク ３ (56)参考文献 特開 平２−181910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−161621（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−185449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−250637（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/11 G03F 7/039 G03F 7/26 H01L 21/027
Claims (8)
- 【請求項１】 二層式Ｏ2／ＲＩＥ系用ボトムレジスト
を製造する方法において、基板に芳香族基含有ベースポ
リマー、網状化剤及び造酸物からなるラッカ層を施し、
層の表面範囲内の造酸物から強酸を遊離するためにラッ
カ層を投光露光し、しかる後、ラッカ層の表面領域内に
のみ硬化した層が存在し、基板に隣接して存在する深い
層内ではラッカ層が網状化しない状態に留まるように熱
的に硬化することを特徴とするボトムレジストを製造す
る方法。 - 【請求項２】 露光時に塩化水素を分解する造酸物を使
用することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 造酸物としてクリベロ塩を使用すること
を特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 露光をＤＵＶ領域で行うことを特徴とす
る請求項１ないし３の１つに記載の方法。 - 【請求項５】 ベースポリマーとしてノボラックを使用
することを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の
方法。 - 【請求項６】 網状化剤としてヘキサメチレンテトラア
ミンを使用することを特徴とする請求項１ないし５の１
つに記載の方法。 - 【請求項７】 網状化剤としてノボラック前駆体を使用
することを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の
方法。 - 【請求項８】 硬化を１００℃以上の温度で行うことを
特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の方法。
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3249598B2 (ja) |
| KR (1) | KR100242894B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP0949277A3 (en) * | 1995-06-22 | 2000-12-27 | Yuri Gudimenko | Surface modification of polymers and carbon-based materials |
| DE50015750D1 (de) * | 1999-04-28 | 2009-11-12 | Qimonda Ag | Bottomresist |
| EP1054296A3 (en) | 1999-04-30 | 2002-03-06 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Fine pattern forming method |
| EP1172695A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-16 | Shipley Company LLC | Barrier layer |
| US6989230B2 (en) * | 2002-03-29 | 2006-01-24 | Infineon Technologies Ag | Producing low k inter-layer dielectric films using Si-containing resists |
| KR20040092550A (ko) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | 클라리언트 인터내셔널 리미티드 | 레지스트 조성물 및 레지스트 제거용 유기용제 |
| US8236484B2 (en) * | 2003-11-14 | 2012-08-07 | Headway Technologies, Inc. | Single layer resist liftoff process for nano track width |
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| JPS60161621A (ja) * | 1984-02-01 | 1985-08-23 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US4600683A (en) * | 1985-04-22 | 1986-07-15 | International Business Machines Corp. | Cross-linked polyalkenyl phenol based photoresist compositions |
| DE3707844A1 (de) * | 1987-03-11 | 1988-09-22 | Siemens Ag | Verfahren zur erzeugung von resiststrukturen |
| JPH02181910A (ja) * | 1989-01-07 | 1990-07-16 | Sony Corp | レジストパターン形成方法 |
| ES2103262T3 (es) * | 1989-04-24 | 1997-09-16 | Siemens Ag | Procedimiento de fotoestructuracion. |
| US5019481A (en) * | 1989-09-25 | 1991-05-28 | International Business Machines Corporation | Aqueous base developable negative resist compositions |
| US5141970A (en) * | 1990-12-10 | 1992-08-25 | Loctite (Ireland) Limited | Method of forming high-temperature resistant polymers |
-
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- 1992-09-14 DE DE59206289T patent/DE59206289D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-16 US US07/945,766 patent/US5368901A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-24 JP JP27943092A patent/JP3249598B2/ja not_active Expired - Lifetime
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-
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- 1994-09-06 US US08/301,285 patent/US5512334A/en not_active Expired - Lifetime
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