JPH02191957A - レジスト組成物 - Google Patents

レジスト組成物

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JPH02191957A
JPH02191957A JP1012447A JP1244789A JPH02191957A JP H02191957 A JPH02191957 A JP H02191957A JP 1012447 A JP1012447 A JP 1012447A JP 1244789 A JP1244789 A JP 1244789A JP H02191957 A JPH02191957 A JP H02191957A
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敏 武智
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    • 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
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G03F7/0758Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains

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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

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】 [概要] 二層レジスト法の上層に使用する樹脂組成物に関し、 耐酸素プラズマエツチング性と感度の優れた電子線レジ
ストを実用化することを目的とし、α位を電子吸引基で
置換したアクリル酸エステル又はアクリロニトリルとシ
リコン含有メタクリル酸エステルモノマーとの共重合体
を構成成分としてレジスト組成物を構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は耐酸素プラズマエツチング性と感度とに優れた
レジスト組成物に関する。
半導体集積回路の形成には薄膜形成技術と写真蝕刻技術
(フォトリソグラフィ或いは電子線リソグラフィ)が多
用されており、これらの技術の進歩によって半導体単位
素子は益々微細化されてLSIやVLSIのような集積
回路が実用化されている。
すなわち、配線パターンについて言えば、被処理基板上
に形成した配線形成材料からなる薄膜の上にレジストを
被覆し、これに選択的に紫外線露光を施した後に現像し
てレジストパターンを作り、これにウェットエツチング
或いはドライエツチングを行って微細な配線パターンを
形成する方法、或いは電子線の径を微少に絞ってレジス
ト上を走査し、現像を行ってレジストパターンを作り、
エツチングにより微細な配線パターンを形成する方法が
使用されている。
このように薄膜形成技術と写真蝕刻技術とによって微細
パターンが形成されているが、最少パターン幅が1μ暴
未満まで微細化が進んできた\め、露光光源として紫外
線に代わって電子線が使用されるようになった。
すなわち、紫外線露光による微細パターンの形成は波長
による制限から1μ−程度に限られるのに対し、電子線
の波長は加速電圧により異なるもの一〇、1人程度と格
段に短いため、サブミクロン領域の微細パターンの形成
が可能となる。
そこで耐ドライエツチング性がよく、感度と解像性が優
れた電子線レジストの実用化が要望されている。
〔従来の技術〕
LSI、VLSIのような半導体素子製造プロセスにお
いては、回路の多層化が必要であり、この際、下層に配
線パターンが存在すると、この上に膜形成する絶縁層の
表面に1〜2μ眉の段差を生ずることが多(、か\る場
合に従来の単層レジスト法を適用すると微細パターンを
高精度に形成することが不可能になる。
そこで、まず下層レジストを用いて平坦化し、この上に
耐酸素ドライエツチング性の優れた上層レジストを薄く
形成してドライエツチングし、微細パターンを形成する
二層構造レジストが用いられている。
二層構造レジストは下層レジストとしてフェノールノボ
ラック樹脂或いはタレゾールノボラック樹脂のように酸
素(02)プラズマにより容易にドライエツチングされ
る材料を例えば2μm程度にスピンコードして平坦化し
、この上に上層レジストとしてポジ型の場合は、電子線
照射により原子間の結合(ボンド)が切れて現像剤に対
して可溶な状態となるが、非照射部は0□プラズマに対
して耐性のある高分子材料を0.2〜0.3μl程度に
薄く塗布することにより形成されている。
こ−で、0□RIE耐性に優れたポジ型の電子線レジス
トとして下記(1)式に構造式を示すメタクリル酸トリ
メチルシリルメチルのホモポリマーが提案されている。
然し、この材料は耐02プラズマ性に優れるもの一1感
度は充分ではなく、露光に時間がか\ることが問題であ
り、高感度のポジ型レジストの開発が要望されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
先に記したように、二層構造をとるポジ型の上層レジス
トとしてSt元素を含むメタクリル酸メチルエステルが
提案されている。
然し、このレジストは耐02プラズマ性に優れるもの一
1感度は充分ではなく、露光に時間がか\ることか問題
である。
そのため、高感度のポジ型レジストを開発することが課
題である。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題はα位を電子吸引基で置換したアクリル酸エ
ステル又はアクリロニトリルとSi含有メタクリル酸エ
ステルとの共重合体を構成成分としてレジスト組成物を
構成することにより解決することができる。
〔作用〕
本発明はSi含有メタクリル酸エステルを高感度化する
方法として、α位を電子吸引基で置換したアクリル酸エ
ステル又はアクリロニトリルとSi含有メタクリル酸エ
ステルとの共重合体を使用するものである。
発明者等は一般式 %式% 但し、Rはアルキル基または フェニル基など、 で表゛されるメタクリル酸エステルの感度が悪いのはメ
チル基(Me)が電子吸引基でないことによると考え、
これを高感度化する方法としてα位を電子吸引基で置換
したアクリル酸エステル又はアクリロニトリルとの共重
合体とすればよいと考えた。
こ\で、電子吸引基としては、トリフロロメチル基(c
pz)、ハロゲン基、シアノ基(CN) 、 、CI、
C02Rなどが挙げられる。
また、α位を電子吸引基(こ\ではXとして表す)で置
換したアクリル酸エステルは次ぎの一般式で示すことが
できる。
ルとしては(5)式で表されるα−トリフルオロメチル
(2,2,2−トリフルオロメチル)アクリレートがあ
る。
また、(4)式で表されるアクリロニトリルとしては(
6)式で表されるα−クロロアクリロニトリルがある。
但し、Rはアルキル基或いは フェニル基など、 また、α位を電子吸引基で置換したアクリロニトリルは
次ぎの一般式で示すことができる。
そして、(3)式で表されるα置換アクリル酸エステさ
て、α位を電子吸引基で置換したモノマーは電子線照射
によってポリマーとなる際に分解し易いことが経験的に
知られているが、この理由としてはα位の方向に電子が
吸引されるために主鎖の結合が弱くなくなるためと考え
られている。
本発明はこのように高分解性とすることにより、高い耐
酸素(0□)ドライエツチング性を保ちながら高感度な
ポジ型レジストを得るものである。
〔実施例〕
実施例1: (5)式で示すα置換アクリル酸エステルと(1)弐で
示すメタクリル酸メチルエステルの共重合比が7:3で
分子量的800 、000の共重合体を合成し、これを
30g/lのトルエン溶液とした。
これをSiウェハ上に3000人の厚さに塗布し、乾燥
後に加速電圧20 K eVの電子線で露光した。
次に、これをn−オクチルアルコール:メチルアルコー
ル=5:lの混合溶液で5分間現像した結果、感度は6
.4μC/cn+”であった。
また、耐0□ドライエツチング性を調べるため02ガス
の流量503ccI11.真空度0.f5 torr、
放電電力300Wの条件で20分に亙って反応性イオン
エツチング(略称RIB)を行ったが膜減りは約100
0人であった。
比較例1: (1)式で示すメタクリル酸エステルのホモポリマーの
トルエン溶液を用い、実施例1と同様の条件で露光した
後、2−プロパツール:水=2=1の混合溶液で20分
間現像した結果、感度は14μC/cm富であった。 
また、実施例1と同じ条件で耐02ドライエツチング性
を調べた結果、膜減りは約1000人で殆ど変わらなか
った。
比較例2: 実施例1に示す共重合体の耐ドライエツチング性を調べ
るために、下層に用いるノボラック樹脂(品名0FPR
−800,東京応化@)を実施例1に記したと同じ条件
でRIEを行った結果、膜減りは12μ−であり、これ
は共重合体の約100倍であった。
実施例2: (5)式で示すα置換アクリル酸エステルと(8)式で
示すようにSi原子に結合する2個のMeをフェニル基
で置換したメタクリル酸メチルエステルe 山 の共重合比8:1で分子量的800,000の共重合体
を合成し、これを30 g / lのシクロヘキサン溶
液とした。
これをSiウェハ上に3000人の厚さに塗布し、乾燥
後に加速電圧20 K eVの電子線で露光した。
次に、これをn−オクチルアルコール:メチルアルコー
ル=3:2の混合溶液で5分間現像した結果、感度は8
.0μC/ca+”であった。
また、耐02ドライエツチング性を調べるため0□ガス
の流量505ccts、真空度0.15 torr、放
電電力300Wの条件で20分に亙って反応性イオンエ
ツチング(略称111B)を行ったが膜減りは約220
0人で、下層レジストである叶PRの約50倍であった
実施例3: (6)式に示すα置換アクリロニトリルと(1)式に示
すメタクリル酸メチルエステルの共重合比で7:2で分
子量的800.000の共重合体を合成し、これを60
 g / lのエチルベンゼン溶液とした。
これをSiウェハ上に3000人の厚さに塗布し、乾燥
後に加速電圧20 K eVの電子線で露光した。
次に、これを水:エチルアルコール−5:1の混合溶液
で10分間現像した結果、感度は9.6IC/cm”で
あった。
また、耐02ドライエツチング性を調べるためo2ガス
の流量50 sc、cta、真空度0.15 torr
、放電電力3゜OWの条件で20分に亙って反応性イオ
ンエツチング(略称RIB)を行ったが膜減りは約30
00人で、下層レジストである0FPRの約40倍であ
った。
〔発明の効果〕
以上記したようにα位を電子吸引性基で置換したアクリ
ル酸エステルまたはアクリロニトリルとSt含有メタク
リル酸エステルモノマーとの共重合体を構成成分とする
レジストを二層構造レジストの上層に用いる本発明の実
施により耐02プラズマエツチング性が優れ、且つ高感
度な電子線レジストの実用化が可能となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. α位を電子吸引基で置換したアクリル酸エステル又はア
    クリロニトリルとシリコン含有メタクリル酸エステルと
    の共重合体を構成成分とすることを特徴とするレジスト
    組成物。
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