JPH0339748A - 感光性フィルムおよびそれを用いたパターン形成方法 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、感光性フィルムおよびそれを用いたパターン
形成方法に関する。

〔従来の技術］ 感光性樹脂からなるフォトレジストは、半導体素子や印
刷配線基板などを製造する際に、使用されている。これ
らのフォトレジストは、通常、感光性樹脂を含有した溶
剤を、スピンコーティング法などによって、基板上に塗
布し、ついで、加熱、乾燥によって溶剤を取り除いて形
成される。さらに、得られたフォトレジストに、露光、
現像を行い、フォトレジスト像を得る。

近年、半導体素子等の集積度の著しい向上に伴い、線幅
や間隔が小さいパターンを高精度で形成する方法、すな
わち、パターンのアスペクト比（レジストの高さ／レジ
ストの線幅）を上げる方法の開発が、望まれている。

しかし、高密度でパターンを形成する要請が強まるに従
い、パターニングを施す半導体基板表面のわずかな凹凸
でも、フォトリソグラフィ工程において、無視できなく
なってきた。さらに詳細に説明すると、この基板の凹凸
は、感光性レジストの表面に、凹凸を生じる。そして、
露光の際に、フォトレジストを通過した光を乱反射した
り、あるいは、基板からの反射光と入射光の干渉に基づ
く定在波を発生する。その結果、本来、露光すべきでな
い部分をも露光し、パターンの線幅や間隔を広げ、アス
ペクト比が低下する。

そこで、Ｅ、ＯｎｇおよびＥ、Ｌ、Ｈｕ共著、ソリッド
ステイト　テクノロジー（１９８４年）１６０頁（Ｓｏ
ｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、　１６０
　（１９８４）　）等に、あらかじめ有機層をスピンコ
ーティングなどによって形成し、基板の凹凸を平坦化し
た後、この上に、酸素プラズマによる反応性イオンエツ
チング（以下、酸素リアクティブイオンエツチングの略
であるｏ、Ｒ１ｔ！と記す）耐性のある感光性レジスト
層を形成する、二層レジスト法が提案されている。

この二層レジスト法は、有機層が基板の凹凸を平坦にす
るために、有機層の上層に塗布する感光性レジスト層の
表面も、平坦にすることができる。

さらに、感光性レジスト層の膜厚を薄く均一化できる。

こうして、アスペクト比が大きいパターンを形成してい
る。

二層レジスト法を用いたフォトリソグラフィプロセスの
概略を第２図に示す。

第２図（ａ）はわずかな凹凸のある基板を示す（凹凸は
極めて小さいため、図示していない）。

第２図（ｂｌは、有機層５　（第１レジスト層〉とｏ、
ＲＩＥ耐性のある感光性レジストＪｉ６　（第２レジス
ト層）が塗布積層された基板４を示す、ここで、有機層
２が基板の凹凸を平坦にしているため、感光性レジスト
層６も平坦に塗布されている。

同図（Ｃ）は、　感光性レジスト層６の所定の部分に、
光または放射線を照射した後、現像してパターンを形成
した基板である。

０１ＲＩＢ処理により、同図（ｄ）のように、０２ＲＩ
Ｅ耐性のある感光性レジスト層６の残存部分は、エツチ
ングが進行しないが、（ｈＲＩＥ耐性のない有機層５が
露出した部分では、酸化により有機層５がエツチング除
去される。

上記二層レジスト法を採用するにあたり、Ｏ，ＲＩＥ耐
性を増すため、感光性レジスト層用材料として、様々な
レジスト材料が、たとえばＥ、Ｒｅｉｃｈａｉｎｇ、Ｇ
。

Ｓｍｏｌｉｈｇｓｔｙ　　およびＣ，Ｗ、Ｗｒｌｋｉｎ
ｇ　Ｊｒ、共著、ソリソド　ステイト　テクノロジー（
１９８５年）１３０頁（５ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ　　１３０　（１９８５））等に提案
されている。また、特開昭６３−２３１３３１号、同６
３　＝　２６１２５５号公報には、０．ＲＩＥ耐性に優
れている樹脂として、アルカリ可溶性ポリオルガノシル
セスキオキサン系重合体が開示されている。

現行の半導体プロセスのりソゲラフイエ程においては、
原理的に解像度、耐ドライエツチ性に優れたアルカリ現
像形のポジ形感光性樹脂が、主に実用化されてきた。

ところで、上記の二層レジスト法は、基板上の凹凸が大
きく、有機層を塗布することが難しい基板や、有機層の
塗布を行いにくい形状の基板には、用いることができな
い。

そこで、特開昭５８−８８７４１号公報等に記載されて
いるように、感光性レジストを基板に塗布するのではな
く、支持フィルム、感光性レジスト層等からなる、積層
状の感光性フィルムを基板に圧着（ラミネート）するこ
とにより、基板上に感光性レジスト層を形成する方法が
知られている。

このラミネートを行う方法は、塗布が行いにくい、凹凸
の大きい基板や、塗布を行いにくい形状の基板、例えば
、小面積や大面積の基板、細長い等の基板に、平坦な感
光性レジスト層を形成するのに有効である。

さらに、塗布を行わないので、有機溶剤を使用すること
がなく、大気汚染や作業環境の劣悪化を改善できる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来使用されている感光性フィルムは、感光性レジスト
層を平坦にすることができるものの、感光性レジスト層
に用いる感光性樹脂の、０２ＲＩＥ耐性が十分でないた
めに、０．ＲＩＥ時に、エツチングにより、形成されて
いるパターンの線幅が広がる。

また、エツチングによる膜減りを補償するために、感光
性レジスト層の膜厚が数百μｍ以上と厚くしなければな
らなくなる。

このために、アスペクト比が低下し、近年の、半導体素
子等の高集積化、特に凹凸の大きい多層化に対応するに
は、とても、従来の感光性フィルムでは、満足できるも
のではなかった。

よって、本願第１の発明の目的は、半導体素子等の高集
積化に対応するべく、基板上に高アスペクト比のパター
ンを形成することができる、感光性フィルムを提供する
ことにある。

さらに、本願第２の発明の目的は、高アスペクト比のパ
ターンを可能とするパターン形成方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段コ 上記課題を解決するために、支持フィルムの少なくとも
一方の面上に、感光性レジスト層が積層した感光性フィ
ルムにおいて、前記感光性レジスト層が、側鎖の少なく
とも一部に、フェノール性水酸基を含む有機基を有する
アルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合
体および感光性溶解阻害剤とを含有することを特徴とす
る感光性フィルムが提供される。

また、支持フィルムの少なくとも一方の面上に、アルカ
リ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合体およ
び感光性溶解阻害剤を含有する感光レジスト層を有する
感光性フィルムを調製し、このフィルムを基板に圧着し
た後、露光および現像を行って一部パターンを形成し、
該一次パターンをマスクとして、前記基板を酸素ガスエ
ツチング処理することを特徴とするパターン形成方法が
提供される。

本発明で用いられるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセ
スキオキサン系重合体は、下記一般式％式％ ） （１） ここで、一般式（１）中のＲ，、Ｒ２はフェノール性水
酸基を有する有機基で、例えば、フェノ−ルやカテコー
ルあるいはその異性体を有するＣ６〜Ｃ１のアルキル基
等であるが、さらに好ましくは、フェノールやカテコー
ルを有するＣＩ〜Ｃ２のアルキル基がよい。

また、Ｒｓ　、Ｒ４、Ｒｓ　、Ｒｈはフェノール性水酸
基を含まない有機基であり、特に、これらに関しては制
限はない。

ｎ、ｍはゼロを含む正の整数であるが、共にゼロになる
場合を除く。ｌ、ｏ、ｐ、ｑはゼロを含む正の整数で、
充分なアルカリ可溶性を得るためには（ｎ＋ｍ）／（ｎ
＋ｍ＋ｌ＋ｏ＋ｐ＋ｑ）＞Ｑ、４を満たさなければなら
ない。

上記一般式（１）中の側鎖は、下記のものが好ましい。

ここでＭｅはメチル基である。

これらのアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサ
ン系重合体は、アルカリ溶液、例えば、水酸化テトラメ
チルアンモニウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等に
可溶である一方、汎用有機溶剤、例えば、アルコール系
、エーテル系、アミド系、ケトン系、エステル系あるい
はセロソルブ系等の有機溶剤にも容易に溶解する。

また、これらのアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキ
オキサン系重合体は、酸素プラズマ中でほとんど膜ペリ
せず、極めて高いドライエツチング耐性を持っている。

本発明に使用する感光性溶解阻害剤について述べる。

感光性溶解阻害剤は、未露光部においてはアルカリ可溶
性有機ケイ素ポリマのアルカリ溶解性を阻害する作用を
し、一方露光部においては、光分解によりアルカリ可溶
性の化合物に変化するかあるいはアルカリ溶解阻害効果
を失い、露光部をアルカリ可溶性にする０本発明に関す
る感光性溶解阻害剤としては、０−ニトロベンジルエス
テル、ジアゾメルドラム酸、０−キノンジアジド類等が
使用できるが、特に３００ｒｖ以上のＵＶ光に感光する
ものとしては、１．２−ナフトキノンジアジド類が有効
である。

１．２−ナフトキノンジアジド類としては、下記一般式
（２）で表わされるものが好ましい。

７ （ここで、Ｒ？は一価の有機基である。）具体的には、
例えば、以下に示す（１）〜（ＸＩＶ）の化合物が挙げ
られる。

（１） （ＩＶ） （Ｉｆ） （ＶＩ） （■〉 （Ｘ） （ＩＸ） （ＸＩ） （）ｌ） （ＸＩＩＩ） 本発明の感光性フィルムを使用した、フォトリソグラフ
ィプロセスの概略を第１図に示す。

第１図（ａ）に凹凸が２０μｍ程度の、塗布によって平
坦な層を形成することが難しい基板を示す。

この基板に感光性フィルムを、圧着（う累ネート〉シて
、同図（ｂ）のように基板１上に、感光性フィルムの支
持フィルム層２　（第１レジスト層）、感光性フィルム
の感光性レジスト層３（第２レジスト層）を設ける。基
板の凹凸は、支持フィルム層２によって平坦化され、感
光性レジスト層３が基板上に平坦に形成される。

そして、基板に、光または放射線にてパターン露光を行
い、アルカリ現像液、たとえば、水酸化テトラメチルア
ンモニウム水溶液を用いて、感光性レジスト層３の被照
射部分のみを、選択的に溶解させ、同図（ｃ）のような
、ポジ形のレジストパターンを上層に形成する。

これを、ドライエソチングとして、（ｈＲＩＥ処理する
と、感光性レジスト層３の残っている部分の表面は、５
１（ｈ化してエツチングが進行せず、一方、支持フィル
ム層２が露出した部分では、支持フィルム層２がエツチ
ング除去される。

本発明では、感光性レジスト層３の表面がＳｉ０ｇ化す
るため、感光性レジスト層３に形成されているパターン
の線幅が広がることがなく、また、感光性レジスト層３
の膜減りもない。

こうして、同図（ｄ）に示すように、感光性レジスト層
３のパターンをマスクとして、支持フィルム層２を加工
することができる。

乾燥工程では、加熱方式や熱風方式により、溶媒を除去
する。

感光層の膜厚は、任意であるが、０．５〜５０μｍが好
ましく、さらに好ましくは１〜２０μｍである。０．５
μｍ未満では、感光層中の感光性樹脂量が少ないため、
感度が低く、５０μｍ以上では、解像度が低下する。

また、感光性樹脂等を溶解する有機溶媒としては、前述
のエチルセロソルブアセテート以外に、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルセロソルブ、ジクロルメタンな
どが上げられる。

感光性樹脂層を塗布する支持フィルムとしては、例えば
、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等が用いられる。中でも、エツチ
ング耐性が優れていることから、ポリイミドやポリエチ
レンテレフタレートが好ましい。

支持フィルムの膜厚は、５〜ｌＯＯμｍが好ましく、１
０〜５０μｍがさらに好ましい。５μｍ未満では、機械
的強度が弱く、１００μｍを超えると、解像度が低下す
る。

また、感光性樹脂層の上層に、好ましくは、保護層が積
層される。この保護層には、上記した支持フィルムに用
いる樹脂を用いることができる。

さらに、支持フィルムの感光性樹脂層とは反対の面に、
基板と感光性フィルムが接着しやすいように、粘着層を
設けてもよい。

通常、製造された感光性フィルムは、ロール状に巻き取
って貯蔵される。

この時、目的によって下層の加工形状を、ｏ□ＲＩＥ中
の酸素ガス圧（Ｐｏｚ）により制御することが可能であ
る。高アスペクト比の垂直形状を得るためには、比較的
低い酸素ガス圧（Ｐｏｔ　＜数ｍｔｏｒｒ）が望ましく
、また比較的高い酸素ガス圧（Ｐｏ、　＞数ｍｔｏｒｒ
）では、テーパエンチ形状が可能である。

以上のように、本発明により、少なくともアスペクト比
３以上で、サブミクロンレベルのパターンの微細加工が
容易にできる。

なお、必要に応じて、圧着性を向上させるために、加熱
しながら、粘着層の付いた支持フィルムを下にして、基
板に感光性フィルムを圧着する。

また、感光性フィルムに保護層が設けられている時は、
圧着後、保護層を剥して露光を行う。

本発明の感光性フィルムは、どのような形状の基板にも
適用できる。たとえば、表面の凹凸の大きい基板、小面
積な基板、細長い基板、大面積な基板、いかなる基板で
もよい。

また、基板の材質は、Ｓｔ、ガラス基板、ジルコニア等
いかなるものでもよい。

［作　用〕 支持フィルムと感光性レジスト層からなる、本発明の感
光性フィルムは、基板に圧着（ラミネート）シて、基板
上に、感光性フィルムの支持フィルムＮ（４１４２１２
層）、感光性フィルムの感光性レジスト層（第２レジス
ト層）を設ける。このように、感光性フィルムを基板上
に圧着することにより、基板に凹凸があっても、感光性
レジスト層を、平坦に形成することができ、露光時に生
ずるにじみ現象を抑制できる。

また、基板の形状が、塗布の行いにくい形をしている基
板でも、同様に、平坦な感光性レジスト層を形成するこ
とができ、露光時に生ずるにじみ現象を抑制できる。

さらに、側鎖の少なくとも一部に、フェノール性水酸基
を含む有機基を有するアルカリ可溶性ポリオルガノシル
セスキオキサン系重合体および感光性溶解阻害剤を含有
する本発明の感光性レジスト層は、０２ＲＩＩＥ耐性に
優れているので、０２ＲＩＥ時に、膜減りがなく、パタ
ーンの線幅が広がらない。

したがって、本発明の感光性フィルムは、凹凸のある基
板、また、塗布の行いに（い形をしている基板であって
も、得られるパターンのアスペクト比が、少なくとも３
以上のパターン形成を、容易に可能とする。

上記の側鎖の少なくとも一部にフェノール性水酸基を含
む有機基を有するアルカリ可溶性ポリオルガノシルセス
キオキサン系重合体は、Ｏ，ＲＩＥ中に、ケイ素酸化物
被膜を作ることにより、Ｏ！ＲＩＥ耐性を増している。

そして、感光性溶解阻害剤は、未露光部においては、感
光性樹脂のアルカリ可溶化を阻害する。

また、露光部においては、光分解により、感光性溶解阻
害剤がアルカリ可溶性となり、露光部全体をアルカリ現
像剤に溶解させる。

このため、本発明に用いられる感光性レジスト層は、現
在、半導体プロセスにおいて、主流を占めているアルカ
リ現像プロセスに、そのまま適用できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例のうち、いくつかについて具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

合成例１　ｐ−ヒドロキシベンジル基が、フェノール性
水酸基を有する有機基であるアルカリ可溶性ポリオルガ
ノシルセスキオキサン系重合体。

（１，１）　　１）−メトキシベンジルトリクロロシラ
ンの合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た５１三ツロフラスコを窒素置換する。フラスコに、塩
化第一銅７９　ｇ　（０，８０ｍｏ　ｌ　）とトリーｎ
−プロピルアミン１２６１　ｇ　　（８，８０ｍｏｌ）
を入れ、ｐ−メトキシベンジルクロライド１２５６　ｇ
　（８，０２ｍｏｊ２）とトリクロロシランＩ　Ｎ　８
４　ｇ　（８，７４ｍｏｆｆ）の混合物を、窒素圧下撹
拌しながら５時間かけて滴下する。フラスコ温度が室温
に戻るまで熟成した後、ヘキサン１ｊ２を入れ、塩を析
出させる。塩を濾過した後、減圧蒸留することにより目
的物を１１８２ｇ　（４，６２ａ＋ｏｌ）得た。収率５
７．７％；沸点９２ｔ／４鶴Ｈｇ；　ＮＭＲ（６０ＭＨ
ｚ、　ＣＣｊ４．ＣＨｚＣｊ２ｚ。

δ５．３３）、　　δ２．９３　　（２１１，ｓ）、　
　６３．８３（３１１゜ｓＬ　　δ６．８６　（２１（
、ｄ、Ｊ＝　９　Ｈｚ）　、δ７．１５　（２Ｈ，ｄ、
Ｊ＝９　）１ｚ） （１，２）ポリ　（ｐ〜メトキシベンジルシルセスギオ
キサン）の合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た５ｉ三ツロフラスコに水２１を入れる。（１，１）で
合成したｐ−メトキシベンジルトリクロロシラン１１８
２　ｇ　（４，６２ｍｏｌ）をトルエン１１に溶解させ
た後撹拌しながら、１．５時間でフラスコ内へ滴下し、
ついで１４５時間熟成する。混合物を分液ロートに移し
、トルエン層を分離する。トルエンと水を蒸留により除
いた後、上記加水分解生成物に、水酸化カリウムの１０
重景％メタノール溶液１２ｇを入れ、２００℃で２時間
加熱する。減圧加熱することにより、目的物を７９７　
ｇ　（４，６０ｍｏ１）得た。

収率９９，４％；数平均分子量１０００〜１０００００
　、　ＮＭＲ（６０ＭＨｚ　　、ＣＤＣｊ！　３　　、
ＣＨＣｌｚ　　、　δ５．３３）。

δ１．９５　（２１１，ｂｒ、ｓ　）＋　　δ３．８３
　　（３Ｈ，ｂｒ、ｓ）。

δ６．８０（４Ｈ，ｂｒ、ｓ　）、　　Ｉ　Ｒ（シミｎ
−’）　　２９４０　　。

２８５０．１６２０，１５２０．１４７０，１３０５．
１２６０，１１９０゜１１３０．１０４０．８４５ （１，３）ポリ　（ｐ−ヒドロキシベンジルシルセスキ
オキサン）の台底 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た５１三ツロフラスコを窒素置換する。　（１，２）で
台底したポリ　（ｐ−メトキシベンジルシルセスキオキ
サン）７９７　ｇ＜４．６０ｍｏｊりを、アセトニトリ
ル６０　ＱｒｎＩｌに加熱溶解させてフラスコに入れ、
ついでヨウ化ナトリウム１３７８　ｇ　（９，２Ｏｎ＋
ｏｊ？）を加える。窒素圧下加熱還流しながら、トリメ
チルクロロシラン９９９　ｇ　（９，２Ｏｎ＋ｏｊりを
、４時間で滴下する。

窒素圧下加熱還流しながら、１８時間熟放した後、水２
００ｍｊ！！をゆっくり滴下し、ついで、水とアセトニ
トリルを加えて、さらに加熱還流を６時間行なう。アセ
トニトリ層を分離し、ついで、アセトニトリル層を亜硫
酸水素ナトリウムと食塩の混合水溶液で洗い、水に滴下
して再沈する。真空加熱により乾燥し、目的物を３６８
　ｇ　（２，３１ｍｏｊり得た。収率５０．２％；数平
均分子量１０００〜１０００００　；　Ｎ　Ｍ　Ｒ（６
０ＭＨｚ。

ＤＭＳＯｄｂ、ＣＨｚＣｌ　ｚ　、δ５．６８）、δ１
．７５　（２Ｈ。

ｂｒ、ｓ　Ｌ　　δ６．６１　　（４Ｂ、ｂｒ、ｓ　）
、　　δ８．９３（ＩＨ。

ｂｒ、ｓ　）、　　Ｉ　Ｒ（シミｍ−’　）　　３３５
０．１６２０．１５２０゜１４３ｏ、１２５０．１１９
０．１１３０．１０５０．８４５．８０５゜６０ （１，４）ポリ　（ｐ−ヒドロキシベンジルシルセスキ
オキサン−ｃｏ−ｐ−メトキシベンジルシルセスキオキ
サン−ｃｏ−ｐ−トリメチルシロキシベンジルシルセス
キオキサン）の合成１．３項記載のポリ〈ｐ−ヒドロキ
シベンジルシルセスキオキサン〉の合成法において、メ
トキシ基をトリメチルシロキシ基に変換する反応試薬（
トリメチルクロロシランとヨウ化ナトリウム）の量を減
らすか、あるいは、熟成時間を短くすることにより、メ
トキシ基を任意の割合で残すことができる。また、トリ
メチルシロキシ基を加水分解により水酸基に変換する過
程において、熟成時間を短くして、トリメチルシロキシ
基の約１５％まではそのまま残すこともできる。

表１に、熟成時間を変えた時のポリ　（ｐ−ヒドロキシ
ベンジルシルセスキオキサン−ＣＯ−ｐ−メトキシベン
ジルシルセスキオキサン−ｃｏ−ｐ−トリメチルシロキ
シベンジルシルセスキオキサン）におけるそれぞれの構
成単位のモル％を示す。

Ｒ＋　、Ｒ３、Ｒｓは、一般式（１）に記載されている
ものを示す。

β１１しり４註 上記（１，３）および（１，４）で合成した各重合体Ｃ
溶解性に関して、代表的汎用有機溶剤で調べた岬果、水
酸基含有量４０％以上の重合体は、メタノール、テトラ
ヒドロフラン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセ［・アミド、２−
メチルシクロヘキサノン、酢酸イソアミル、メチルセロ
ソルブ、ジメチルスルホキシドには溶解したが、トルエ
ン、ヘキサン、四環化炭素には不溶であった。一方、水
溶液では、））酸化テトラメチルアンモこラム水溶液、
水酸化・クトリ・ラム水溶液に溶解した。

勉４盈」辻しチ圓註 上記（１，３）および（１，４）で合成した各乗合体Ｃ
１０重量％エチルセロソルブ溶液をシリコン基初上にス
ピンコーティング法により塗布し、１００°Ｃで３０分
間プリベークして膜厚約０．２μｍの井合体塗膜を形成
した。続いて、バレル形アッシ十−を用いて、酸素プラ
ズマ（条件：酸素圧０．５ｔｏｒｒ、　ＲＦ３００Ｍ　
）に２０分間さらしたが、上訴重合体は全く膜ベリしな
かった。しかし、平行１板型（ｈＲＩＢ装置（条件：酸
素圧２０ｍｔｏｒｒ、　ＲＦ２００Ｗ　（１４ＭＨｚ　
）　、カソードバイアス電圧−１３０Ｖ）を用いたとこ
ろ、これら各重合体の膜べり速度はどれもほぼ２３人／
ｗｉｎであった。この時、一般にＯ！ＲＩＥ耐性が比較
的高いとされている有機物、例えばＰＩＱ（日立化成製
）、０ＦＰＲ＝８００（東京応化製）　、ＡＺ１３５０
Ｊ　（ヘキスト社製）等は約１２２０人／ｗｉｎの膜べ
り速度であった。また上記の膜べり速度は重合体の水酸
基含有量にほとんど影響されなかった。

嶽成駈狙 合成例（１，３）項に示したポリ（ｐ−ヒドロキシベン
ジルシルセスキオキサン）８０重量％と、前述の１，２
−ナフトキノンジアジド誘導体（Ｘｌｌ）２０重量％と
を、エチルセロソルブアセテートに溶解させ、固形物２
７重量％のレジスト溶液を作成した０次いで、上記レジ
スト溶液をポリイミドフィルム上にロールコータ−を用
いて塗布し、８５℃で３０分間プリベークして３．０μ
ｍ厚のレジスト膜を形成させた。これに種々の異なる照
射量の光を露光し、東京応化製現像液ＮＭＤ−３（２，
３８％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液）を０゜
４５％に希釈したアルカリ現像液を用い、１分間、２５
℃で現像し、次いで、１分間水洗した後、残存レジスト
膜の厚みを測定した。そして、残存膜厚く規格化）を露
光量（ｍＪ／ｃＡａｔ　３６５ｎｍ）に対してプロット
し、残膜率ゼロとなる最小露光量（この値を感度と定義
する）を求めたところ、約５０１１１Ｊ／ＣＩｌ！であ
り、高感度なポジ型フォトレジストであることがＴ１１
！認された。

また、０２ＲＩＢ耐性は、ポリイミドの約３０倍であり
、優れた特性を示すことが確認された。

組成物例２〜１４ 組成物例１と同様にして、種々の組成物例を検討した。

感光層の構成物の成分、配合割合、現像条件および感度
に関する具体的な値は、表２にまとめた。

ここで、ＯＲ含量７０％体とは、表１のぬ８を示し、０
）１含量８５％体、同９０％体、同９５％体は各々、表
ｉのｌＩ＆１４，９．２を示す。

本発明の感光性フィルムについて述べる。

実施例１ ２５μｍ厚さのポリイ箋ドフィルム（粘着剤が片面に付
いているもの）上に、実施例１の組成物溶液を均一に塗
布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で約３分間乾燥した
。感光層の厚さは、約３μｍであった。この感光層の上
に保護フィルムとして、ポリエチレンフィルムを張り合
わせて、感光性フィルムを作成した。

これを、凹凸差が約２０ｍμはどある半導体素子基板上
に、粘着剤が付いている方を下にしてラミネートした。

積層体フィルムと基板との張りつき性は良好であった０
次に、保護フィルムを取り除いた後、露光、現像（０，
４５％−ＮＭＤ−３に、２分浸漬、液温２５℃）、リン
ス（純水、１分浸漬）を行ない、感光層のパターニング
を行なった。

最適露光量は便宜上１　μｍ　１ｉｎｅｓ　　＆　５ｐ
ａｃｅｓ　　が１：１に転写される露光量とした。本実
施例においては、最適露光量は８０ｍＪ／ｃｎｌ　ａｔ
　３６５ｎｍであった。

次に、上記感光層パターンをマスクとして、下層のボッ
４４１層を０１ＲＩＢ　　（平行平板型ＲＩＥ装置：酸
素圧３ｍｔｏｒｒ　、　ＲＦＰＷＲ０，６４ｍＷ／ａｍ
（７ＭＨｚ）。

２０〜３０分）によりパターニングした。その結果、ミ
クロンレベルのパターン寸法でアスペクト比５以上の垂
直段差形状を持つレジストパターンが精度よく得られた
。

実施例２〜１４ 実施例１と同様にして、表−３に示した感光性フィルム
を用い、パターン形成を試みたところ、いずれも、アス
ペクト比、最低３以上のパターンが得られた。

比較例１ 段差のある半導体素子基板上に、ポリイミド溶液（例え
ば、日立化或工業製ＰＩＱなど）をスピン塗布し、２０
０℃／３０分、３５０’ｃ／３０分でベークすることに
よりポリイミド膜２０μｍ厚を形成した。ついで、その
上に汎用ポジ形レジスト（例えば、東京応化工業製０Ｆ
ＰＲ−８００）をスピン塗布し、９０℃／６０分でプリ
ベークすることにより２５μｍ厚に形成した。次に、露
光、現像（２，３８％−ＮＭＩ）−３，５分浸漬、液温
２５℃）を行ない、感光層のバターニングを行なった。

約５００ｍＪ／ａｄの照射量で１０μｍ　１ｉｎｅｓ＆
　５ｐａｃｅｓ　　が解像された。次いで、上記感光層
パターンをマスクとして下層のポリイミドを０ｚＲＩＥ
（実施例１と同様の実験条件）によりバターニングした
。その結果、レジストとポリイミドとの０！ＲＩＥレー
ト比が約１であることから、精度良く、垂直形状のパタ
ーンを得ることが難しく、アスペクト比２以下（通常は
約１）のパターンしか得られなかった。

［発明の効果］ 本発明の感光性フィルムを圧着させた門凸のある基板は
、露光時に生ずるにじみ現象を抑制し、かつ、Ｏ□ＲＩ
Ｂ時に、膜減りがないために、感光性レジスト層の膜厚
を薄くできる。また、パターンの線幅が広がることもな
い。

このため、解像度が大幅に改善され、アスペクト比が３
以上の、レジストパターンを容易に得ることができる。

本発明では、感光性フィルムを使用するために。

特別な装置を必要とすることがなく、半導体素子等の高
集積密度化を容易に行うことができる。また、感光性フ
ィルムを使用するために、表面の凹凸が大きい基板ばか
りでなく、塗布が行いにくい形状の基板でも、同様な効
果を得ることができる。

さらに、本発明の感光性フィルムは、現在、半導体プロ
セスにおいて、主流を占めているアルカリ現像プロセス
を、そのまま適用できるため、製造プロセスの変更をす
る必要がなく、極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の感光性フィルムを、表面に凹凸のあ
る基板に用いた、リソグラフィプロセスの概略を示す断
面図である。 第２図は、従来、行なわれている二層レジスト法による
、リソグラフィプロセスの概略を示す断面図である。 １・・・表面に凹凸のある基板、２・・・支持フィルム
、３・・・感光性レジスト層、４・・・基板、５・・・
有機層、６・・・感光性レジスト層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持フィルムの少なくとも一方の面上に、感光性レ
   ジスト層が積層した感光性フィルムにおいて、前記感光
   性レジスト層が、側鎖の少なくとも一部に、フェノール
   性水酸基を含む有機基を有するアルカリ可溶性ポリオル
   ガノシルセスキオキサン系重合体および感光性溶解阻害
   剤を含有することを特徴とする感光性フィルム。 ２、前記アルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサ
   ン系重合体が、下記一般式（１）で表されることを特徴
   とする請求項１記載の感光性フィルム。 （Ｒ＿１−ＳｉＯ＿３＿／＿２）＿ｎ（Ｒ＿２−ＳｉＯ
   ＿３＿／＿２）＿ｍ（Ｒ＿３−ＳｉＯ＿３＿／＿２）＿
   ｌ（Ｒ＿４−ＳｉＯ＿３＿／＿２）＿ｏ（Ｒ＿５−Ｓｉ
   Ｏ＿３＿／＿２）＿ｐ（Ｒ＿６−ＳｉＯ＿３＿／＿２）
   ＿ｑ・・・（１）（ここで一般式（１）中のＲ＿１Ｒ＿
   ２はフェノール性水酸基を有する有機基、Ｒ＿３、Ｒ＿
   ４、Ｒ＿５、Ｒ＿６はフェノール性水酸基を含まない有
   機基である。また、ｎ、ｍはゼロを含む正の整数である
   が、共にゼロになる場合を除く。ｌ、ｏ、ｐ、ｑはゼロ
   を含む正の整数で、（ｎ＋ｍ）／（ｎ＋ｍ＋ｌ＋ｏ＋ｐ
   ＋ｑ）＞０．４を満たす。） ３、前記一般式（１）で表される化合物の側鎖が、下記
   で表されることを特徴とする請求項２記載の感光性フィ
   ルム。 Ｒ＿１：ＨＯ−▲数式、化学式、表等があります▼ＣＨ
   ＿２− Ｒ＿２：ＨＯ−▲数式、化学式、表等があります▼−Ｃ
   Ｈ＿２ＣＨ＿２−Ｒ＿３：ＭｅＯ−▲数式、化学式、表
   等があります▼−ＣＨ＿２− Ｒ＿４：ＭｅＯ−▲数式、化学式、表等があります▼−
   ＣＨ＿２ＣＨ＿２−Ｒ＿５：Ｍｅ＿３ＳｉＯ−▲数式、
   化学式、表等があります▼−ＣＨ＿２−Ｒ＿６：Ｍｅ＿
   ３ＳｉＯ−▲数式、化学式、表等があります▼−ＣＨ＿
   ２ＣＨ＿２−（ここでＭｅはメチル基をさす。） ４、前記感光性溶解阻害剤が、ｏ−キノンジアジド類で
   あることを特徴とする請求項１、２または３記載の感光
   性フィルム。 ５、前記ｏ−キノンジアジド類が、下記一般式（２）で
   表わされる１、２−ナフトキノンジアジド類であること
   を特徴とする請求項４記載の感光性フィルム。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（２） （ここで、Ｒ＿７は一価の有機基である。）６、支持フ
   ィルムの少なくとも一方の面上に、アルカリ可溶性ポリ
   オルガノシルセスキオキサン系重合体および感光性溶解
   阻害剤を含有する感光性レジスト層を有する感光性フィ
   ルムを調製し、このフィルムを基板に圧着した後、露光
   および現像を行って一次パターンを形成し、該一次パタ
   ーンをマスクとして、前記基板に酸素ガスエッチングを
   施すことを特徴とするパターン形成方法。