JPH01112730A

JPH01112730A - レジストパターンの形成方法

Info

Publication number: JPH01112730A
Application number: JP27149987A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Taira; 平　一夫; Morio Mizuguchi; 水口　盛雄
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1989-05-01

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）本発明は任意に制御された空ｉ幅を有する複数のレジス
ト層からなるしシストパターンの形成方法に関する。

（従来の技術）たとえばガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）半導体素子のゲー
ト電極をす７トオ７により形成する場合、９７トオ７さ
れた電極の抵抗を減少させる為には電極形状がマツシュ
ルームの形状であることが望ましいが、アンダーカット
構造をもった単一レジストパターンを用い金属のす７ト
オ７を行った場合、マツシュルーム形状を得ることは困
難である。そこで従来は異なる感度を有するレジスト材
料を多層に積層、描画、現像して中間層の部分の空隙幅
を広げ、次いで金属のり７トオ７を行ってマツシュルー
ム形状を得ることが行われている。

しかしながらＩ　ＥＤＭｙ　Ｄｉｇ、　　Ｔｅｃｌ＋、
　　Ｐａｐｅｒｓ１１６１３〜６１６　　（１９８３）
等に示されているポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ
）系材料を使用する限りにおいては、形成されたパター
ンの耐熱性、各層の膜厚の均一性、更に中間層部分の空
隙幅を広げる際の加工条件の困難性等において問題点を
有していた。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は上記欠点を解消することにあり、形成さ
れるパターンの耐熱性、膜厚の均一性、加工条件の設定
等において優れた複数のレノスト層の各空隙幅を任意に
制御可能なレジストパターンの形成方法を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段）本発明は基板上に溶解速度の異なる３種のレジスト材料
を各々塗布、ベーキングして、３層からなるレノスト被
膜を形成後、描画、現像することを特徴とする各レジス
ト層の空隙幅が任意に制御されたレジストパターンの形
成方法に係る。

本発明において基板としては例えばＧａＡｓ。

Ｓｉ、５ｉｆ２、窒化ケイ素等の基板を挙げることがで
きる。

溶解速度の異なるレノスト材料としては例えばメタクリ
ル酸とメタクリル酸フェニルの共重合体を挙げることが
できる。該共重合体において７タクリル酸フエニルの割
合は５０モル％以上、好ましくは６０〜９６モル％とす
るのが良く、残部をメタクリル酸とするのが好適である
。

更に本発明の好ましい態様においては、レジスト被膜の
下層（！ｍ１層）用レジスト材料がメタクリル酸成分が
１０〜４０モル％、中間層（第２層）用レジスト材料が
メタクリル酸成分が４〜８モル％及１上／Ｍ（第３層）
用レジスト材料が７タクリル酸成分が１０〜４０モル％
であることが望ましい。メタクリル酸成分が１０〜４０
モル％の共重合体の場合において、そのプラス転移温度
は１３０〜１５０℃程度であり、ＰＭＭＡの１１０℃よ
りも耐熱性に優れている。

本発明では上記のようなメタクリル酸成分の割合の異な
る３種のレノスト材料を用いて、先ず基板上にｔｔＳ１
層用レジスト材料をスピンコーティング等により塗布し
、プリベーキングを行い、得られた第１層のレジスト被
膜の上に第２層用レジスト材料を同様に塗布、プリベー
キングし第２層用レジスト被膜を形成し、更にその上に
第３層用レジスト材料を塗布、プリベーキングして第３
層用レジスト被膜を得、このレジスト被膜上に電子線、
Ｘ線等の高エネルギー線を照射してパターンを形成し、
現像して目的とする各レジスト層の空隙幅が任意に制御
されたレジストパターンｅ４％ることができる。

本発明においてレノスト被膜の厚さは、通常第１層が０
．１〜０．５μ輸、第２層が０．１〜１．０層輪、第３
層が０．１〜０．５μ輸程度とするのが好ましく、現像
液として用いる有機溶剤との接触により断面がＴ型（正
確には十字型）の中間層部分に大きな空隙ができろよう
にし、且つ上層の空隙が下層の空隙よりもやや大きくな
るようにする。

本発明においてはメタクリル酸含有量の異なるメタクリ
ル酸／メタクリル酸フェニル共重合体は、有機溶剤に対
する溶解速度が大巾に変化する為、現像処理における現
像液に対する溶解速度も大巾に変化する。特に中間層部
分にメタクリル酸含有量の少ないメタクリル酸／メタク
リル酸フェニル共重合体を用いることにより、照射エネ
ルギー線量にあまり影響されずに中間層部分の溶解が進
行し、中間層部分の空隙幅が広がった形状を得ることが
可能になる。

尚、本発明において各レジスト材料は通常ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、モノクロルベンゼン等の芳香族溶媒
、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の塩素
系溶媒、メチルイソブチルケトン、イソアミルメチルケ
トン、エチルセロンルブ、セロソルブアセテート等の極
性溶媒に溶解した形で使用される。この場合、濃度は規
定できないが、一般には５〜３０重量％の範囲として用
いるのが好ましい。又、本発明のレジスト被膜は公知の
方法によって現像され、る。現像液は公知のものが使用
でき、具体的にはアセトン、メチルエチルケトン（Ｍ　
Ｅ　Ｋ　Ｌ　　メチルイソブチルケトンなどのケトン類
またはこれとメタノール、インプロパツール（ＴＰＡ）
などのアルコール類又はヘキサン、エチルシクロヘキサ
ン等の脂肪族炭化水素類との混合物、酢酸エチル、酢酸
アミルなどの脂肪酸エステル類またはこれとアルコール
類又はヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化
水素類との混合’４ｋｔ　、モノクロルベンゼン、トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素類またはこれとア
ルコール類又はヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂
肪族炭化水素類との混合物等を挙げることができる。

リンス液としてはアルコール類、ヘキサン、エチルシク
ロヘキサン等の脂肪族炭化水素類等を挙げることができ
る。

本発明で得られた断面Ｔ型のレジストパターンにアルミ
ニウム、チタン、白金、金、タングステン等の金属を蒸
着してマツシュルーム形状の電極を作成し、次いでレジ
ストを溶解除去することにより、例えばＧａＡｓデート
用として有用な電極を得ることができる。

（発明の効果）本発明においては形成されるパターンの耐熱性、膜厚の
均一性、加工条件の設定等において優れた複数のレジス
ト層の各空隙幅を任意に制御することができる。又、本
発明で使用されるメタクリル酸／メタクリルＲフェニル
共重合体は、ＰＭＭＡに比べて３倍程度、低照射量でパ
ターン形成が可能であるという利点を有する。

（実　施　例）以下に実施例を挙げて説明する。

実施例１メタクリル酸／メタクリル酸フェニル共重合体のうちメ
タクリル酸成分含有量の異なる下記３秤の共重合体を用
意した。

Ｐ−１（メタクリル酸成分含有量２２．３モル％、［η
］＝０．７８９　　　　　　　　　　　　）Ｐ−２（メ
タクリル酸成分含有量５．７モル％、［η］＝０．７１
３　　　　　　　　　　　　）Ｐ−３（メタクリル酸成
分含有量２０．０モル％、［＋７　］＝０．７１９　　
　　　　　　　　　　）まず、Ｐ−１をエチルセロソル
ブに溶解させ、５重量％のレノスト溶液とした。次にこ
の溶液を２００Ｏｒｐｍの回転速度でスピンコーティン
グを行い、Ｓｉウェハー上にレジスト被膜を形成させた
。次いで２１０℃、３０分間のプリベーキングを行った
。

第１層目のレジスト被膜は０．２３μ輪であった。

次にＰ−２をインアミルメチルケトンに溶解させ８重量
％のレジスト溶液とした。この溶液を第１層目のレジス
ト被膜上に滴下し、１０００ｒｐＩＩの回転速度でスピ
ンコーティングを行ない、レジスト被膜を形成後、２１
０℃、３０分間のプリベーキングを行った。第２層目の
レジスト被膜は０．５μ論であった。

次にＰ−３をエチルセロソルブに溶解させ、５重量％の
レジスト溶液とした。この溶液を第２Ｎのレジスト被膜
上に滴下し、５００Ｏｒｐｍの回転速度でスピンコーテ
ィングを行い、レジスト被膜を形成後２１０　’Ｃで３
０分間のプリベーキングを行った。

第３層目のレジスト被膜は０．１５μ−であった。全体
の膜厚は０．８８μｍｆｌであった。又、各層間のミキ
シングは全く観察されなかった。

次に、このレジスト被膜上に、エリオニクス社製の電子
線描画装置を用い、加速電圧２０ｋ　Ｖ、照射電流値ｌ
Ｘ１０”Ａの条件下で０．２５μ輪ラインの描画を行っ
た。次にメチルイソブチルケトンとエチルシクロヘキサ
ンの混合溶液（混合比４：１）を用い、２３℃で１２０
秒の現像処理を行った後、エチルシクロヘキサンを用い
、２３℃、３０秒のリンス処理を行ない、パターンを形
成させた。

形成パターンの断面形状をＳＥＭ（スキャニングエレク
トロンマイクロスコープ）により観察したところ露光量
９１μＣ／Ｃｌ１１２にて目的構造が形成されているこ
とを確認した。その結果、第１層のパターン間の幅は０
．１８μｍ１第２層のパターン間の幅は０．８μｍ、＠
３層のパターン間の幅は０．４８μＩ６となり、理想的
形状を示していることが判った。

（以　上）出　願　人　　ダイキン工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に溶解速度の異なる３種のレジスト材料を
各々塗布、ベーキングして、３層からなるレジスト被膜
を形成後、描画、現像することを特徴とする各レジスト
層の空隙幅が任意に制御されたレジストパターンの形成
方法。
（２）レジスト材料がメタクリル酸とメタクリル酸フェ
ニルの共重合体である特許請求の範囲第１項記載のレジ
ストパターンの形成方法。
（３）レジスト材料が６０〜９６モル％のメタクリル酸
フェニルと残部メタクリル酸の共重合体である特許請求
の範囲第２項記載のレジストパターンの形成方法。
（４）レジスト被膜の下層（第１層）用レジスト材料が
メタクリル酸成分が１０〜４０モル％、中間層（第２層
）用レジスト材料がメタクリル酸成分が４〜８モル％及
び上層（第３層）用レジスト材料がメタクリル酸成分が
１０〜４０モル％である特許請求の範囲第２項記載のレ
ジストパターンの形成方法。