JPH01106044A - パターン形成材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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を製造するときに用いられるパター
ン形成材料、具体的にはレジスト材料に係り、特に露光
エネルギー源としてたとえば２４９ｎｌｌｌのｆｆｘわ
チＫｒＦエキシマ・レーザー、遠紫外線光等を用いてパ
ターン形成する際のポジ型レジスト材料に関する。

従来の技術 エキシマ・レーザー（ムｒＦ；１９３ｔ’１ｔｌｌｌＫ
ｒＦ：　２４９　ｎｕ　、　Ｘ６０１１　；　３０８ｎ
ｍｉど）、遠紫外線（１９０〜３３０ｎ１ｍｌ付近）を
露光源とする時のレジスト（Ｉ）ＵＶレジスト）として
は、ポジ型では、ムＺ２４０ｏ（シラプレー社）、ＰＭ
Ｍム（ポリメチルメタクリレート）、ネガ型では、ＰＣ
Ｍム（ポリグリシジルメタクリレート）。

ＣＭ、（クロロメチル化スチレン；東洋ソーダ）などが
提案されている。ＰＭＭム、ＰＣＭムはドライエツチン
グ耐性が悪い上に、非常に感度が悪い。又ＣＭＳも感度
が悪い。（ＰＭＭムより１０倍程度良いが、それでも２
４９ｎｍのＫｒＦレーザーで約１０００〜２０００ｍＪ
／ｉ必要（膜厚約ＯＪ５μｍのとき））ム２２４００は
、エツチング耐性もあり（ノボラック樹脂である故）、
感度も市販・開発されたＤＵＶレジストの中では最も良
いが（２４９ｎｕ　ＫｒＦＶ−ザーで約１ｏｏｍＪ／ｄ
（膜厚約１．０μｍのとき））、ＤＵＶ光で露光したと
きに、露光後の透過率が小さく、レジストがＤＵＶ光を
吸収する成分がもともと多量に含まれていることがわか
る。

第２図に２４９ｎｍレーザーで照射した場合の紫外分光
曲線を示す。このため、ムｚ２４００を用いてＤＵＶ光
でパターン形成したときには、光がレジスト中で吸収さ
れるため、コントラストの良好なレジストパターンは形
成できない。（たとえば、Ｈ，、Ｉｔｏ　　ら、シンポ
ジウムオンｖＬｓｘテクノロジー（Ｓｙｍｐｏ、　ｏｎ
　ＶＬＳＩ　Ｔｅｃｈ、　　）　（１９８２）。

Ｋ、Ｊ、０ｒｖｅｋら、エスピーアイイー（ＳＰＩＥ）
（１９８６）。

Ｖ、　Ｐｏｌら、エスピー１イイ−（ＳｐＩＥ）（１９
８ｓ））第３図を用いて従来のムＺ２４００を用いたレ
ジストパターン形成方法を示す。基板１上にＡＺ２４０
０を回転塗布し、厚さ１．５μｍのレジスト膜を得る（
第３図ａ）。つぎに２４９　ｎｍのＫｒＩＦエキシマ・
レーザー光４により選択的にレジスト３を露光４する（
第３図ｂ）。そして、最後に通常のアルカリ現像処理を
施してレジストパターン３ａが得られた（第３図Ｃ）。

発明が解決しようとする問題点 ところが、前述のように従来のＡＺ２４００は下部まで
光が到達しないために、レジストパターン３ａはその形
状が劣化したものとなっている。

このように光の表面吸収が大きいムＺ２４００のような
従来のレジストでは、露光をたとえばＫｒＦ２４９ｎ１
ｍｌエキシマ・レーザー光のような短波長光源を用いた
場合微細なパターンを形状良く得ることは不可能である
。

すなわち、本発明の目的は従来のレジストにおいてレジ
スト表面での光（特に２４９　ｎｍエキシマ・レーザー
光）吸収により発生したレジストパターンの解像度・コ
ントラストの劣化が発生していたのを防止することにあ
る。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、ＤＵＶ光である
２　４９　ｒｕｔのエキシマ・レーザー露光などにおい
て耐エツチング性がありかつ、感度解像度・コントラス
トの良好なパターン形成材料を提供するものである。

この材料は、その樹脂が２４９ｎｍ付近に吸収が少ない
こと、及び、その感光体の２４９ｎｍに感度があり、か
つ露光後の透過率が犬であること及び光照射部のみがア
ルカリ系水溶液で溶解すること、及びその溶媒が２４９
　ｎｍ付近に吸収が少ないことが求められる。

この要求に応じるため、本発明者らは樹脂として、たと
えばフェノール樹ｌ旨、クレン°−ル樹月旨。

キシレノール樹脂、スチレン樹脂、マレイン酸樹脂・マ
レイン酸エステル樹脂、マレイミド樹脂のいずれか、又
は、その混合物、又は、その共重合体などを用いた。

感光体としては、２４９　ｎｍ付近に感度があり、かつ
露光後の透過率が犬きぐ、又、未露光部の樹脂のアルカ
リ溶解抑止効果のあるものを用いた。

本発明の感光体である Ｃ−Ｃ− を有する化合物は、露光前には２４ｅｎｍ付近や遠紫外
光に対して感度が大きく、露光後には、以下の反応によ
り２４Ｑｎｍ付近の透過率が犬となる。

また上記反応物は以下の如き、アルカリ水溶液で溶解す
ることとなる。

なお、未露光部の本発明の感光体は樹脂のアルカリ溶液
に対する溶解性を阻止するために、パターン形成材料と
しての未露光部のアルカリ現像液に対する膜べりはまっ
たく生じない。

熱的に不安定であるために実用に供さないが、べンゼン
環と一〇−基や−Ｓ−基を含有することにより１００℃
３０分のオープン加熱にても全く劣化を示さず、又、室
温（２６℃）６ケ月保存にても全く劣化を示さなかった
。なお、本発明に係る化合物が環状である場合には、−
層その安定性は増大する。

溶媒としては、塗布後多少残留していても溶媒の吸収に
よってレジストの性能を阻害しないように２４９　ｎｍ
にできるだけ吸収の少ないジエチレングリコールジメチ
ルエーテルなどを用いた。

作用 本発明のパターン形成材料を２４９　ｎｌｌのＫｒＦエ
キシマ・レーザー露光に用いることにより、形状の良い
超微細レジストパターンを形成することができる。

実施例 （その１） 以下の組成から成るパターン形成材料を調整した。

この本発明のパターン形成材料を川伝たレジストパター
ン形成方法を第１図で説明する。半導体等の基板１上に
本発明のパターン形成材料２を回転塗布し、厚さ１．６
μｍのレジスト膜を得る（第１図ａ）。つぎに２４９　
ｎ１ｌｌめＫｒＦ！キシ？−Ｌ／−ブー光４により選択
的にレジスト２をマスク６を介してパルス露光する（第
１図ｂ）。そして、最後に通常のアルカリ現像処理を施
して露光部を除去しレジストパターン２翫が得られた（
第１図Ｃ）。なお、このときレジストパターン２ａはマ
スク設計通りに精度よくコントラストの良い微細パター
ン（０，３μｍ）であった。なお、このパターン形成材
料はノボラック樹脂であることからエツチング耐性は良
好であり、又、感度も約ｓｏｍＪ／ｃｄとムｚ２４ｏＯ
の％であった。

（その２） 実施例その１で用いたパターン形成材料の代わりに下記
組成のパターン形成材料を用いる以外は実施例その１と
同様の実験を行った結果、０．３μｍの鮮明なレジスト
パターンが得られた。

本実施例の如く感光体に８０２０ｇ基や、又、ｃｏｃｇ
基が導入されている場合には、樹脂の未露光部のアルカ
リ可溶性をさらに阻止することができる。

もちろん、このような基を含まない場合にも同様の効果
が得られる。

本発明に係る感光体としては、他に以下の如き例が考え
られる。もちろんこれに限られるものではない。

発明の効果 本発明べよれば、特にＤＵＶ光やエキシマ・レーザー光
による露光・現像に際してのレジストハターン形成が高
コントラスト、高解像、高感度で行うことができ、結果
として半導体素子の微細化。

歩留まり向上につながり、工業的価値が高い。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のパターン形成材料を用いた
パターン形成方法の工程断面図、第２図は従来のレジス
トムｚ２４００の露光前後のＤＵＶ領域での紫外分光曲
線図、第３図は従来のパターン形成方法の工程断面図で
ある。 １・・・・・・基板、２・・・・・・本発明のパターン
形成材料、３ａ・・・・・・パターン、４・・・・・・
エキシマ・レーサー光、６・・・・・・マスク。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／　
　−ｍ−基　　荻 ｔｓ　２　図 燻　　蚤　（ｎｍ） ノー基　状 ３−・・　レジストＣＡ１２４００ノ ３α−・　レジストパターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）▲数式、化学式、表等があります▼なる結合単位
   及びベンゼン環及び−Ｏ−又は−Ｓ−なる結合単位を含
   む感光体と、樹脂と、前記感光体と樹脂を溶解させる溶
   媒を含んでなるパターン形成材料。
2. （２）樹脂がフェノール樹脂、クレゾール樹脂、キシレ
   ノール樹脂、スチレン樹脂、マレイン酸樹脂、マレイン
   酸エステル樹脂、マレイミド樹脂のいずれか、又は、そ
   の混合物又はその共重合体である特許請求の範囲第１項
   に記載のパターン形成材料。
3. （３）感光体が環状化合物である特許請求の範囲第１項
   に記載のパターン形成材料。