JPH0223355A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH0223355A JPH0223355A JP17344888A JP17344888A JPH0223355A JP H0223355 A JPH0223355 A JP H0223355A JP 17344888 A JP17344888 A JP 17344888A JP 17344888 A JP17344888 A JP 17344888A JP H0223355 A JPH0223355 A JP H0223355A
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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。
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］
パターン形成方法に関し、さらに詳しく説明すれば、基
板上に有機物による平坦化層を設け、その上に放射線感
応性高分子の薄膜を形成し、パターン形成を行う２層レ
ジスト法によるパターン形成方法に関し、 解像性および酸素反応性エツチング耐性に優れたネガ型
レジストパターンの形成方法の提供を目的とし、 前記放射線感応性高分子にシリル化フェノールノボラッ
ク樹脂と、メチロール基またはアルキル化メチロール基
を存する化合物と、放射線照射によりプロトン酸を生成
する物質とからなる混合物をネガ型レジストとして２層
構造レジストの上層レジストに用いることを含み構成す
る。
板上に有機物による平坦化層を設け、その上に放射線感
応性高分子の薄膜を形成し、パターン形成を行う２層レ
ジスト法によるパターン形成方法に関し、 解像性および酸素反応性エツチング耐性に優れたネガ型
レジストパターンの形成方法の提供を目的とし、 前記放射線感応性高分子にシリル化フェノールノボラッ
ク樹脂と、メチロール基またはアルキル化メチロール基
を存する化合物と、放射線照射によりプロトン酸を生成
する物質とからなる混合物をネガ型レジストとして２層
構造レジストの上層レジストに用いることを含み構成す
る。
〔産業上の利用分野］
本発明は、パターン形成方法に関する。さらに詳しく説
明すれば、基板上に有機物による平坦化層（下層レジス
ト）を設け、該平坦化層の上に放射線感応性高分子の薄
膜（上層レジスト）を形成し、上層レジストに放射線を
照射してパターンを形成した後、該上層レジストをマス
クにＯ！ＲＩＥ（酸素反応性エツチング）により下層レ
ジストにパターンを転写する２Ｎレジスト法によるパタ
ーン形成方法に関する。
明すれば、基板上に有機物による平坦化層（下層レジス
ト）を設け、該平坦化層の上に放射線感応性高分子の薄
膜（上層レジスト）を形成し、上層レジストに放射線を
照射してパターンを形成した後、該上層レジストをマス
クにＯ！ＲＩＥ（酸素反応性エツチング）により下層レ
ジストにパターンを転写する２Ｎレジスト法によるパタ
ーン形成方法に関する。
〔従来の技術］
近年、集積回路の製造においては、素子の高密度化の要
請が高まり、回路パターンの超微細化技術確立が進めら
れている。リソグラフィーにおいては従来の紫外線に代
わって波長の短い遠紫外線。
請が高まり、回路パターンの超微細化技術確立が進めら
れている。リソグラフィーにおいては従来の紫外線に代
わって波長の短い遠紫外線。
Ｘ線、電子線などの高エネルギー放射線を用いて、パタ
ーンを形成する方法が開発されている。これに伴い、こ
れら放射線に感応する高性能レジスト材料の開発が不可
欠である。
ーンを形成する方法が開発されている。これに伴い、こ
れら放射線に感応する高性能レジスト材料の開発が不可
欠である。
集積回路製造におけるパターン形成は、一般に、被加工
物上にレジスト材料を塗布した後、放射線を照射して露
光し現像することによってレジストパターンを形成する
。こうして得られたレジストパターンをマスクとして基
板をエツチングする手法が採られている。このような製
造工程において、レジストには高感度およびサブミクロ
ン令頁域のパターンが、得られる高解像性が求められて
いる。また、エツチング工程においてはサイドエツチン
グの大きいウェットエツチング法に代わり、反応性スパ
ッタリング等によるドライエツチング法に移行している
。このため、レジストにはさらにドライエツチング耐性
が要求されている。
物上にレジスト材料を塗布した後、放射線を照射して露
光し現像することによってレジストパターンを形成する
。こうして得られたレジストパターンをマスクとして基
板をエツチングする手法が採られている。このような製
造工程において、レジストには高感度およびサブミクロ
ン令頁域のパターンが、得られる高解像性が求められて
いる。また、エツチング工程においてはサイドエツチン
グの大きいウェットエツチング法に代わり、反応性スパ
ッタリング等によるドライエツチング法に移行している
。このため、レジストにはさらにドライエツチング耐性
が要求されている。
そこでドライエラング耐性および基板上の段差によるレ
ジスト厚のばらつきによる解像性の違いを解決するため
基板上に厚く有機物の平坦化層を設け、その上に放射線
感応性高分子のレジスト材料を薄く塗布し、この放射線
感応性高分子のＷｌ、膜にパターンを形成することによ
り高感度、高解像性を達成する２層レジスト法によるパ
ターン形成方法が用いられている。
ジスト厚のばらつきによる解像性の違いを解決するため
基板上に厚く有機物の平坦化層を設け、その上に放射線
感応性高分子のレジスト材料を薄く塗布し、この放射線
感応性高分子のＷｌ、膜にパターンを形成することによ
り高感度、高解像性を達成する２層レジスト法によるパ
ターン形成方法が用いられている。
この２層レジスト法において、厚さ２μｍ程度の下層レ
ジスト（平坦化層）に対して、上層レジスト（放射線感
応性高分子の薄ｌ１ｌ）は、高解像性を達成するために
０．３〜０．５μｍと非常に薄く形成されている。従っ
て、上層レジストとしては０□ＲＩＥの際に下層レジス
トに対して高い選択比を有する必要があり、このために
上層レジストにはＳｉを含んだ重合体が主に用いられて
いる。これはｏｚＲＩＨのときにＳｔが酸素と反応して
表面に５ｉ（ｈの保護膜が形成されることによる。
ジスト（平坦化層）に対して、上層レジスト（放射線感
応性高分子の薄ｌ１ｌ）は、高解像性を達成するために
０．３〜０．５μｍと非常に薄く形成されている。従っ
て、上層レジストとしては０□ＲＩＥの際に下層レジス
トに対して高い選択比を有する必要があり、このために
上層レジストにはＳｉを含んだ重合体が主に用いられて
いる。これはｏｚＲＩＨのときにＳｔが酸素と反応して
表面に５ｉ（ｈの保護膜が形成されることによる。
従来、Ｓｉを含有する放射線感応性のネガ型レジストと
しては、ＰＭＳＳ、ＳＮＲ等のシロキサン骨格を有する
Ｓｉ重合体が開発されている。しかし、これらのレジス
ト材料はＳｔ含有率が高く下層レジストに対して高い選
択比を示すが、シロキサン骨格構造は現像液に対して膨
潤しやすいために解像性が非常に悪く、超微細パターン
の形成には使用できないという問題がある。
しては、ＰＭＳＳ、ＳＮＲ等のシロキサン骨格を有する
Ｓｉ重合体が開発されている。しかし、これらのレジス
ト材料はＳｔ含有率が高く下層レジストに対して高い選
択比を示すが、シロキサン骨格構造は現像液に対して膨
潤しやすいために解像性が非常に悪く、超微細パターン
の形成には使用できないという問題がある。
本発明は、解像性に優れるとともにｏ＊ＲＩ Ｅ耐性の
高いレジストパターンの形成方法の提供を目的とする。
高いレジストパターンの形成方法の提供を目的とする。
１５Ｂを解決するための手段］
前記目的は、基板上に有機物による平坦化層を設け、そ
の上に放射線感応性高分子の薄膜を形成し、該Ｔｉｉ膜
に放射線を照射してパターンを形成した後、前記平坦化
層にパターンを転写する２層レジスト法によるパターン
形成方法において、前記放射線感応性高分子にシリル化
フェノールノボラック樹脂と、メチロール基またはアル
キル化メチロール基を有する化合物と、放射線照射によ
りプロトン酸を生成する物質とからなる混合物をネガ型
レジストとして用いることを特徴とするパターン形成方
法により達成される。
の上に放射線感応性高分子の薄膜を形成し、該Ｔｉｉ膜
に放射線を照射してパターンを形成した後、前記平坦化
層にパターンを転写する２層レジスト法によるパターン
形成方法において、前記放射線感応性高分子にシリル化
フェノールノボラック樹脂と、メチロール基またはアル
キル化メチロール基を有する化合物と、放射線照射によ
りプロトン酸を生成する物質とからなる混合物をネガ型
レジストとして用いることを特徴とするパターン形成方
法により達成される。
本発明では、レジスト材料に従来のシロキサン骨格構造
のポリマーに代わり、シリル化フェノールノボラック樹
脂を用いているので、現像時に起きる膨潤による解像性
の低下が防止さるとともに、シリル化フェノールノボラ
ック樹脂は０゜ＲＩＥ耐性に優れているので、解像性に
優れるとともに０！ＲＩＥ耐性の高いレジストパターン
が形成されるようになる。
のポリマーに代わり、シリル化フェノールノボラック樹
脂を用いているので、現像時に起きる膨潤による解像性
の低下が防止さるとともに、シリル化フェノールノボラ
ック樹脂は０゜ＲＩＥ耐性に優れているので、解像性に
優れるとともに０！ＲＩＥ耐性の高いレジストパターン
が形成されるようになる。
さらに、レジスト材料に含有されるメチロール基または
アルキル化メチロール基を有する化合物は、プロトン酸
の存在下で加熱すると、−ＯＨ基Ｃｏｏｌ基、 Ｃ０Ｎ
Ｈ１基等と架橋反応する。従って、放射線照射によりプ
ロトン酸を生成するＩＦｌ質が含有されているので、露
光部分ではプロトン酸が生成され、露光後にベーキング
行うことにより架橋され、これを現像することにより高
感度でネガパターンが得られる。
アルキル化メチロール基を有する化合物は、プロトン酸
の存在下で加熱すると、−ＯＨ基Ｃｏｏｌ基、 Ｃ０Ｎ
Ｈ１基等と架橋反応する。従って、放射線照射によりプ
ロトン酸を生成するＩＦｌ質が含有されているので、露
光部分ではプロトン酸が生成され、露光後にベーキング
行うことにより架橋され、これを現像することにより高
感度でネガパターンが得られる。
〔実施例］
以下、本発明の実施例に係るパターン形成方法について
説明する。上層のレジスト材料としては、Ｓｉ含含有率
１貫 ラック樹脂に対して、ヘキサメチロールメラミン（メチ
ロール基を有する化合物）であるスミマールＭＣ（住友
化学）を３０重量％と、プロトン酸発生剤（放射線照射
によりプロトン酸を生成する物’ｉｔ＞とじて（◎ｈＩ
” Ｐ Ｆ−とを２０重重量添加し、ＭＣＡ （メチ
ルセロソルブアセテート）溶液としたものを用いる。
説明する。上層のレジスト材料としては、Ｓｉ含含有率
１貫 ラック樹脂に対して、ヘキサメチロールメラミン（メチ
ロール基を有する化合物）であるスミマールＭＣ（住友
化学）を３０重量％と、プロトン酸発生剤（放射線照射
によりプロトン酸を生成する物’ｉｔ＞とじて（◎ｈＩ
” Ｐ Ｆ−とを２０重重量添加し、ＭＣＡ （メチ
ルセロソルブアセテート）溶液としたものを用いる。
つぎに、Ｓｔウェハ上に形成され、２００℃のベーキン
グにより不溶化された平坦化層（下層レジスト）の上に
前記ＭＣＡ溶液を０．３μｍの厚さになるようにスピン
コードし、８０’Ｃ，２（１間のプリベークした後、加
速電圧２０ｋＶの電子線露光装置を用いて電子線を照射
して露光する．続いて、１１０’Ｃ，３０分間のベーキ
ングを行った後、ＴＭＡＨ （テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド）５重量％のアルカリ水溶液で２０分間
現像し、純水でリンスした。
グにより不溶化された平坦化層（下層レジスト）の上に
前記ＭＣＡ溶液を０．３μｍの厚さになるようにスピン
コードし、８０’Ｃ，２（１間のプリベークした後、加
速電圧２０ｋＶの電子線露光装置を用いて電子線を照射
して露光する．続いて、１１０’Ｃ，３０分間のベーキ
ングを行った後、ＴＭＡＨ （テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド）５重量％のアルカリ水溶液で２０分間
現像し、純水でリンスした。
このとき、残膜率５０％になる露光量
（Ｄ，（０．５））は４ μＣ／ｃｍ”を示し、残膜率
９０％で０．４μｍのラインアンドスペース（ １ｉｎ
ｔｔ ＆５ｐａｃｅ ）で解像した。
９０％で０．４μｍのラインアンドスペース（ １ｉｎ
ｔｔ ＆５ｐａｃｅ ）で解像した。
このパターン形成された上層レジストをマスクに平行平
板型のエツチング装置を用いて、０．０６Ｔｏｒｒ，
３０ｃｃ／ｓｊｎ， ＳＯＷの条件下でＯＩＲ［Ｅによ
り下層レジストをエツチングしたところ、最小線幅０、
４ μｍのパターンがそのまま下層レジストに転写され
た。このときの下層レジストに対する選択比は５０倍以
上を示した。
板型のエツチング装置を用いて、０．０６Ｔｏｒｒ，
３０ｃｃ／ｓｊｎ， ＳＯＷの条件下でＯＩＲ［Ｅによ
り下層レジストをエツチングしたところ、最小線幅０、
４ μｍのパターンがそのまま下層レジストに転写され
た。このときの下層レジストに対する選択比は５０倍以
上を示した。
次に比較例として、上層のレジスト材料にシリル化ポリ
メチルシリルセスキオキサン（ＰＭＳＳ）を、本実施例
と同様に、下層レジストの上に０．３μｍの厚さになる
ようにスピンコードし、８０°Ｃで２０分間のプリベー
クを行い、加速電圧２０ｋＶの電子線露光装置を用いて
電子線を照射した後、Ｍ［ＢＫとＩＰＡ（イソプロピル
アルコール）の混合比１：１の溶媒で３０秒間現像した
結果、Ｄ 、 （０．５） ＝ １０ １ｔ Ｃ７ｃｍ
”を示し、０．６μｍのラインアンドスペース（ １ｉ
ｎｅ ＆ ５ｐａｃｅ ）で解像したにとどまった。
メチルシリルセスキオキサン（ＰＭＳＳ）を、本実施例
と同様に、下層レジストの上に０．３μｍの厚さになる
ようにスピンコードし、８０°Ｃで２０分間のプリベー
クを行い、加速電圧２０ｋＶの電子線露光装置を用いて
電子線を照射した後、Ｍ［ＢＫとＩＰＡ（イソプロピル
アルコール）の混合比１：１の溶媒で３０秒間現像した
結果、Ｄ 、 （０．５） ＝ １０ １ｔ Ｃ７ｃｍ
”を示し、０．６μｍのラインアンドスペース（ １ｉ
ｎｅ ＆ ５ｐａｃｅ ）で解像したにとどまった。
このように本発明によれば、実用レベルのＯ□ＲＩＥ耐
性を維持したまま、上層レジストに用いられるＳ１含有
放射線怒応性ネガ型レジストの解像性および感度が向上
される．従って、２Ｎレジスト法による超微細パターン
の形成が可能となり、半導体装置のより一層の微細化，
高集積化に効果がある。
性を維持したまま、上層レジストに用いられるＳ１含有
放射線怒応性ネガ型レジストの解像性および感度が向上
される．従って、２Ｎレジスト法による超微細パターン
の形成が可能となり、半導体装置のより一層の微細化，
高集積化に効果がある。
本発明によれば、レジスト材料にシリル化フェノールノ
ボラック樹脂を用いるので、解像性に優れるとともにＯ
ＩＲ［Ｅ耐性の高いネガ型Ｓｉ含を放射線感応性レジス
トパターンが形成できるようになり、２層レジスト法に
よる超微細パターンの形成が可能となり、半導体装置の
より一層の微細化。
ボラック樹脂を用いるので、解像性に優れるとともにＯ
ＩＲ［Ｅ耐性の高いネガ型Ｓｉ含を放射線感応性レジス
トパターンが形成できるようになり、２層レジスト法に
よる超微細パターンの形成が可能となり、半導体装置の
より一層の微細化。
高集積化に効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板上に有機物による平坦化層を設け、その上に放射線
感応性高分子の薄膜を形成し、該薄膜に放射線を照射し
てパターンを形成した後、前記平坦化層にパターンを転
写する２層レジスト法によるパターン形成方法において
、 前記放射線感応性高分子にシリル化フェノールノボラッ
ク樹脂と、メチロール基またはアルキル化メチロール基
を有する化合物と、放射線照射によりプロトン酸を生成
する物質とからなる混合物をネガ型レジストとして前記
薄膜の材料に用いることを特徴とするパターン形成方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17344888A JPH0223355A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17344888A JPH0223355A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223355A true JPH0223355A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=15960663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17344888A Pending JPH0223355A (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0223355A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03185449A (ja) * | 1989-09-25 | 1991-08-13 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 水性塩基溶液で現像しうるネガ型のレジスト組成物 |
| JPH0429148A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成材料およびパターン形成方法 |
| JPH04165359A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Hitachi Ltd | パターン形成法 |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP17344888A patent/JPH0223355A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03185449A (ja) * | 1989-09-25 | 1991-08-13 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 水性塩基溶液で現像しうるネガ型のレジスト組成物 |
| JPH0429148A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成材料およびパターン形成方法 |
| US5527662A (en) * | 1990-05-24 | 1996-06-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Process for forming fine pattern |
| JPH04165359A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Hitachi Ltd | パターン形成法 |
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