JPH03132760A - レジストパターンの形成方法 - 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】 〔概要］ レジストパターンの形成方法に関し、 レジストの感度を向上することを目的とし、半導体基板
上にα−メチルスチレンとα−クロロアクリル酸メチル
との共重合体よりなり、下記構造式で示されるレジスト
を被覆した後、該レジストに電離放射線を照射して該レ
ジストを選択的に感光せしめ、現像してレジストパター
ンを形成する処理工程において、現像液として芳香族炭
化水素系溶剤またはケトン系溶剤を用い、未露光部の膜
べりが少なくなる最大の感度条件で現像することを特徴
としてレジストパターンの形成方法を構成する。

但し、Ｑ＜ｍ、　　ｎ＜１００ 但し、Ｏ＜ｍ、　　ｎ＜１００ 〔産業上の利用分野〕 本発明は感度を向上したレジストパターンの形成方法に
関する。

半導体集積回路は集積化が進んでＬＳＩやＶＬＳＩが実
用化されているが、これは導体線路や電極などの微細化
により実現されたものであり、現在では最少パターン幅
が１μｍ未満（サブミクロン）のものまで実用化されて
いる。

こ−で微細なレジストパターンを形成する露光光源とし
て当初は紫外線露光が行われていたが、波長による制限
から、最少線幅は１．５μｍ程度に制限されてしまう。

そこで、これに代わって電子線やＸ線などの電離放射線
露光が使用されるようになった。

こ＼で、電子線の波長は加速電圧により異なるもの−１
０，１人程度と格段に短いためにサブミクロン領域の微
細パターンの形成が可能である。

次に、電子線露光を行ってレジストパターンを形成する
対象としては平坦面に対して行う場合と凹凸を含む面に
対して行う場合がある。

前者はレチクルやマスクの製造に使用する場合であり、
後者は多層回路の製造に使用する場合で、用途により現
像条件を異にする。

本発明は前者の製造に使用するレジストパターンの製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

発明者等はサブミクロンパターンの形成に当たって解像
性がよく、且つドライエツチング耐性の優れたレジスト
として、上記（１）式で示すα−メチルスチレンとα−
クロロアクリル酸メチルの共重合体よりなる電子線用ポ
ジ型レジストを提案している。

（特開昭６３−１３７２２７．昭和６１年１１月２９日
出願）このレジストは解像性と耐ドライエツチング性が
優れるだけでなく、基板との密着性と感度の点でも優れ
ている。

然し、感度については充分ではなかった。

そのため、微細なレジストパターンの形成に当たって露
光による熱の影響によってレジストが軟化し、パターン
変形を生ずるなどの不都合を生じていた。

そのため、感度の向上が必要であった。

〔発明が解決しようとする課題］ 先に記したように、発明者等はα−メチルスチレンとα
−クロロアクリル酸メチルの共重合体よりなる電子線用
ポジ型レジストの使用を提案しているが、感度が充分で
ないために、露光の際に発生する熱によって変形が生じ
ることがあるのが問題で、この解決が課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は半導体基板上にα−メチルスチレンとα−
クロロアクリル酸メチルとの共重合体よりなり、下記構
造式で示されるレジストを被覆した後、このレジストに
電離放射線を照射してレジストを選択的に感光せしめ、
現像してレジストパターンを形成する処理工程において
、現像液として芳香族炭化水素系溶剤またはケトン系溶
剤を用い、未露光部の膜ぺりが少なくなる最大の感度条
件で現像することを特徴としてレジストパターンの形成
方法を構成することにより解決することができる。

〔作用〕

本発明はレジストの感度を向上する方法として現像液と
その現像時間を調節するものである。

発明者等は先に上記（１）式で示されるレジストの現像
液はしてはキシレンの使用を提案すると共に、感度とし
て１９．２μＣ／ｃｍ”、現像時間５分の条件を提示し
たが、他の現像液も含め、感度向上のために現像条件を
再検討した。

こ＼で、レジストの組成はそのま＼とじて感度を向上す
るには現像時間を延長すればよいが、ポジ型レジストの
場合、現像時間の増加と共に未露光部の現像液による膜
べり（溶解）が大きくなり、解像度が低下してくる。

そのため、レジストの膜厚が５０００人程度と薄く、レ
チクルやマスクのパターン形成が目的であるこの場合、
未露光部の膜べり量を１０００Å以下に制限し、各種の
現像液について最大の感度を示す現像条件を求めた。

第１〜第３表はα−メチルスチレンとα−クロロアクリ
ル酸メチルの組成比が１＝１であって、平均重量分子量
と分散度の異なる三種類のレジストについて、このレジ
ストを０−ジクロロベンゼンを溶剤に用いてレジスト溶
液を作り、これをシリコン（Ｓｉ）基板上にスピンコー
ドして５０００人のレジスト膜を作り、これを１８０°
Ｃで２０分間に亙ってオーブンを用いてベーキングした
試料について電子線露光装置（品名ＥＲＥ３０１．エリ
オニクス社）を用い、加速電圧２０ＫＶで露光し、各種
の溶剤を用いて現像した場合、最大の感度を得る条件で
ある。

二＼で、第１表は平均重量分子量が３．１０００で分散
度が１．９の場合、第２表は平均重量分子量が５６゜０
００で分散度が２．０の場合、また第３表は平均重量分
子量が７．１０００で分散度が１．９の場合である。

第１表 この第１表において、Ｌ４−ジオキサンを現像液とする
場合は未露光部の膜減りが大きく、ペントキソンは感度
が悪（、また酢酸ロープロピルは現像残を生じることか
ら、使用は適当ではない。

第２表 第３表 こ＼で、ＭＥＫはメチルエチルケトンの略であり、また
ＭＩＢＫはメチルイソブチルケトンの略である。

第２表の結果から、現像液として１．４−ジオキサンを
用いる場合はレジストの膜面にクランクを生ずることか
ら使用は適当ではない。

このことは、第３表の場合も同様であって、ｌ。

４−ジオキサンの使用は適当ではない。

以上第１〜第３表の結果から最良の感度はトルエン、エ
チルベンゼン、キシレンのような芳香族炭化水素系溶剤
とシクロヘキサノンやメチルエチルケトンのようなケト
ン系溶剤を使用することにより得ることができる。

また、キシレンを使用する場合は現像時間を２０分程度
まで延長しても未露光部の膜ベリが少なく、この点から
、高感度の現像剤と言える。

〔実施例〕

実施例１： 石英基板上に真空蒸着法により１０００人の厚さにクロ
ーム（Ｃｒ）を蒸着し、この上にα−メチルスチレンと
α−クロロアクリル酸メチルの１：１重合体（平均重量
分子量が３１．０００で、分散度が１．９）を０−ジク
ロロベンゼンを溶剤とし、スピンコード法で５０００人
の厚さに塗布し、１８０°Ｃで２０分間プリベークした
。

次に、電子線露光装置（品名ＥＲＥ３０１．エリオニク
ス社製）を用い、加速電圧２０ＫＶで１２．Ｏｕ　Ｃ／
ｃｍ２の露光量で露光した後、キシレンを現像液として
２０分間現像した結果、２μｍラインアンドスペースを
解像できた。

次に、石英基板を反応性イオンエツチング装置（ＲＩＥ
装置）に装着し、レジスト膜をマスクとし、反応性ガス
として四塩化炭素：酸素（ＣＣ１，：Ｏ□）＝１：１を
用い、真空度０．２　ｔｏｒｒ、出力５００Ｗの条件で
６分間ＲＩＥを行った結果、寸法精度を損なうことなく
パターン転写を行うことができた。

実施例２： 実施例１において、１１．５μＣ／ｃｍ”の露光量で露
光した後、キシレンの代わりにトルエンを用いて１分間
現像した結果、同様に２μｍラインアンドスペースを解
像できた。

以下、実施例１と同様にしてＲＩＥを行った結果、寸法
精度を損なうことなくパターン転写を行うことができた
。

実施例３： 実施例１において、１６．０μＣ／ｃｍ２の露光量で露
光した後、キシレンの代わりにシクロヘキサキンを用い
て５分間現像した結果、同様に２μｍラインアンドスペ
ースを解像できた。

以下、実施例１と同様にしてＲＩＥを行った結果、寸法
精度を損なうことなくパターン転写を行うことができた
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の実施によりα−メチルスチ
レンとα−クロロアクリル酸メチルの共重合体からなる
電子線レジストの感度を向上することができ、これによ
り露光の際に発生する熱によりパターンが変形する不都
合を解消することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体基板上にα−メチルスチレンとα−クロロアク
   リル酸メチルとの共重合体よりなり、下記構造式で示さ
   れるレジストを被覆した後、該レジストに電離放射線を
   照射して該レジストを選択的に感光せしめ、現像してレ
   ジストパターンを形成する処理工程において、 現像液として芳香族炭化水素系溶剤またはケトン系溶剤
   を用い、未露光部の膜ベりが少なくなる最大の感度条件
   で現像することを特徴とするレジストパターンの形成方
   法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） 但し、０＜ｍ、ｎ＜１００