JPH0342464B2 - - Google Patents
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- JPH0342464B2 JPH0342464B2 JP58107949A JP10794983A JPH0342464B2 JP H0342464 B2 JPH0342464 B2 JP H0342464B2 JP 58107949 A JP58107949 A JP 58107949A JP 10794983 A JP10794983 A JP 10794983A JP H0342464 B2 JPH0342464 B2 JP H0342464B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(ア)発明の技術分野
本発明は、パターン形式方法に関し、より詳し
く述べるならば、アルカリ現像できる電子ビーム
用ネガレジストを用いて所望のレジストパターン
を基板上に形成する方法に関する。本発明に係る
レジストパターン形式方法は、半導体装置製造で
の微細加工に使用される。
く述べるならば、アルカリ現像できる電子ビーム
用ネガレジストを用いて所望のレジストパターン
を基板上に形成する方法に関する。本発明に係る
レジストパターン形式方法は、半導体装置製造で
の微細加工に使用される。
(イ) 技術の背景
IC、LSIなどの半導体装置の高集績化のために
サブミクロンオーダーの微細加工が行なわれるよ
うになり、特に、電子ビームによる微細加工のた
めのレジストが各種提案されている。レジスト
は、一般的に、ポジ型では高解像性に特長があ
り、一方、ネガ型では高感度、耐ドライエツチン
グ性に特長があるが解像度は低い。実際の電子ビ
ームを利用した微細加工では、パターン面積はウ
エハ全体に対して小さい場合が多いために、ネガ
型レジストが主として用いられ、高解像度を有し
たネガ型レジストが述められている。さらに、レ
ジストパターン形成後の基板加工には微細加工で
きるドライエツチング、特にリアクテイブスパツ
タエツチング、が採用されるようになり、同時に
高い耐ドライエツチング性を有するレジストが求
められている。
サブミクロンオーダーの微細加工が行なわれるよ
うになり、特に、電子ビームによる微細加工のた
めのレジストが各種提案されている。レジスト
は、一般的に、ポジ型では高解像性に特長があ
り、一方、ネガ型では高感度、耐ドライエツチン
グ性に特長があるが解像度は低い。実際の電子ビ
ームを利用した微細加工では、パターン面積はウ
エハ全体に対して小さい場合が多いために、ネガ
型レジストが主として用いられ、高解像度を有し
たネガ型レジストが述められている。さらに、レ
ジストパターン形成後の基板加工には微細加工で
きるドライエツチング、特にリアクテイブスパツ
タエツチング、が採用されるようになり、同時に
高い耐ドライエツチング性を有するレジストが求
められている。
(ウ) 従来技術と問題点
電子ビーム用ネガレジストとして種々の材料が
提案されており、そのなかでクロロメチルポリス
チレン（CMS）は高感度、高解像性を有し、か
つ耐ドライエツチング性が優れている為に実用化
されつつある。また、電子ビーム用ネガレジスト
の実用上の問題として、電子ビーム照射後も真空
中では活性分子が残存するために架橋反応が進行
してパターン幅が広くなつてウエハ内でのパター
ン寸法に差が生じる後重合現像があるが、CMS
レジストではこの後重合現像が、ほとんど生じな
い利点をも有している。しかしながら、電子ビー
ム照射後の現像は、CMSレジストでも通常用い
られている溶媒現像であるために、レジストが膨
潤してパターン間で接合してブリツジやヒゲを生
じる等の問題があり、このため解像力が低下す
る。また、溶媒現像時の温度に依存して解像力が
ばらついてしまう問題がある。この問題は、
CMSの現像液として広く用いられているアセト
ンもしくはアセトン／IPA混合液の場合には顕著
である。
提案されており、そのなかでクロロメチルポリス
チレン（CMS）は高感度、高解像性を有し、か
つ耐ドライエツチング性が優れている為に実用化
されつつある。また、電子ビーム用ネガレジスト
の実用上の問題として、電子ビーム照射後も真空
中では活性分子が残存するために架橋反応が進行
してパターン幅が広くなつてウエハ内でのパター
ン寸法に差が生じる後重合現像があるが、CMS
レジストではこの後重合現像が、ほとんど生じな
い利点をも有している。しかしながら、電子ビー
ム照射後の現像は、CMSレジストでも通常用い
られている溶媒現像であるために、レジストが膨
潤してパターン間で接合してブリツジやヒゲを生
じる等の問題があり、このため解像力が低下す
る。また、溶媒現像時の温度に依存して解像力が
ばらついてしまう問題がある。この問題は、
CMSの現像液として広く用いられているアセト
ンもしくはアセトン／IPA混合液の場合には顕著
である。
(エ) 発明の目的
本発明の目的は、電子ビーム用ネガレジストの
パターンを形成する際に、良好な感度、耐プラズ
マ性および解像性を同時に保証できる改良された
レジストパターン形成方法を提供することであ
る。
パターンを形成する際に、良好な感度、耐プラズ
マ性および解像性を同時に保証できる改良された
レジストパターン形成方法を提供することであ
る。
(オ) 発明の構成
上述した目的が、アルカリ可溶性のヒドロキシ
スチレンとクロロメチルスチレンと共重合させて
調製した２元共重合体又はさらにスチレンをも共
重合させた三元共重合体からなる材料を電子ビー
ム用ネガレジストとして使用し、このレジストを
アルカリ現像することを特徴とするパターン形成
方法によつて達成される。
スチレンとクロロメチルスチレンと共重合させて
調製した２元共重合体又はさらにスチレンをも共
重合させた三元共重合体からなる材料を電子ビー
ム用ネガレジストとして使用し、このレジストを
アルカリ現像することを特徴とするパターン形成
方法によつて達成される。
(カ) 発明の実施態様例
以下、本発明をその実施態様によつてより詳し
く説明する。
く説明する。
本発明に係るパターン形成方法に使用するレジ
ストの共重合体を化学式（）で示すと、 ■■■ 亀の甲 ［0335］ ■■■ ■■■ 亀の甲 ［0336］ ■■■ である。
ストの共重合体を化学式（）で示すと、 ■■■ 亀の甲 ［0335］ ■■■ ■■■ 亀の甲 ［0336］ ■■■ である。
これらの共重合体を溶媒（メチルセロソルブ、
エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテートなどのセルソル
ブ係溶剤）に溶解させて、加工基板（例えば、シ
リコンウエハ上のSiO2膜、アルミニウム膜ある
いはPSG膜）上に塗布する。本発明において有
利に使用し得るこれら共重合体の重量平均分子量
（Mω）は、一般に数千ないし数十万であり、好
ましくは１万ないし５万である。分子量が大きす
ぎると、解像力の低下を伴い、一方、分子量が小
さすぎると、電子線に対する感度が低下してしま
うため、分子量は使用する装置と、要求される微
細度を考慮して、慎重に決定されなければならな
い。
エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテートなどのセルソル
ブ係溶剤）に溶解させて、加工基板（例えば、シ
リコンウエハ上のSiO2膜、アルミニウム膜ある
いはPSG膜）上に塗布する。本発明において有
利に使用し得るこれら共重合体の重量平均分子量
（Mω）は、一般に数千ないし数十万であり、好
ましくは１万ないし５万である。分子量が大きす
ぎると、解像力の低下を伴い、一方、分子量が小
さすぎると、電子線に対する感度が低下してしま
うため、分子量は使用する装置と、要求される微
細度を考慮して、慎重に決定されなければならな
い。
これら共重合体の共重合比（式（）中のｍ：
ｎおよび式（）中のｏ：ｐ：ｑ）は使用するア
ルカリ現像液に溶解することを考慮して、二元共
重合体の場合にはｎ／（ｎ＋ｍ）×100（％）が数
％ないし数十％、好ましくは20ないし80％であ
り、また、三元共重合体の場合にはｑ／（ｏ＋ｐ
＋ｑ）×100（％）が30％以下であり、かつｏとｐ
との比は二元共重合体の場合に準じる。
ｎおよび式（）中のｏ：ｐ：ｑ）は使用するア
ルカリ現像液に溶解することを考慮して、二元共
重合体の場合にはｎ／（ｎ＋ｍ）×100（％）が数
％ないし数十％、好ましくは20ないし80％であ
り、また、三元共重合体の場合にはｑ／（ｏ＋ｐ
＋ｑ）×100（％）が30％以下であり、かつｏとｐ
との比は二元共重合体の場合に準じる。
レジスト溶液を塗布した後で、プリベークを行
ない、次に電子ビーム照射を行なう。そして、ア
ルカリ現像液でレジスト層を現像して、所定のレ
ジストパターンを形成することができる。
ない、次に電子ビーム照射を行なう。そして、ア
ルカリ現像液でレジスト層を現像して、所定のレ
ジストパターンを形成することができる。
アルカリ現像液としては、テトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイド〔N+（CH3）4OH-〕、
コリン〔HOCH2CH2N+（CH3）OH）-〕、などの
水溶液が使用でき、例えば、シツプレー社の商品
MF312アルカリ現像液も使用できる。本発明の
レジストパターン形成方法ではアルカリ現像なの
で溶媒現像によるレジスト層の膨潤が発生しない
ので解像性は溶媒現像よりも良くなつている。ま
た、現像の再現性にも優れている。
ニウムハイドロオキサイド〔N+（CH3）4OH-〕、
コリン〔HOCH2CH2N+（CH3）OH）-〕、などの
水溶液が使用でき、例えば、シツプレー社の商品
MF312アルカリ現像液も使用できる。本発明の
レジストパターン形成方法ではアルカリ現像なの
で溶媒現像によるレジスト層の膨潤が発生しない
ので解像性は溶媒現像よりも良くなつている。ま
た、現像の再現性にも優れている。
実施例 １
上述した式（）により表わされる共重合体
〔ポリ（ｐ−クロロメチルスチレン−CO−Ｏ−ヒ
ドロキシスチレン）、ｍ：ｎ＝２：３、Mω＝
9000〜13000、をメチルセロソルブに溶解して
20wt％溶液とした。このネガ型レジスト溶液を
シリコンウエハ上にスピンコートして（3000〜
4000rpm）、1μｍ膜厚のレジスト層を形成した。
85℃で50分のプリベーク処理をした後で、電子線
露光装置を用いて加速電圧20kVで電子ビームを
所定パターンに照射した。レジスト層の照射され
た部分は架橋反応を起こしてアルカリ現像液には
溶解しなくなる。次に、アルカリ現像液としてシ
ツプレー社商品MF312の70％水溶液を用いてレ
ジスト層の現像を行なつた。膨潤のない鮮明なネ
ガ型レジストパターンが得られた。このレジスト
の感度は残膜率70％（D0.7 g）で1.5×10-5C／cm2で
あり、0.6μｍのラインアンドスペースの解像性で
あつた。
〔ポリ（ｐ−クロロメチルスチレン−CO−Ｏ−ヒ
ドロキシスチレン）、ｍ：ｎ＝２：３、Mω＝
9000〜13000、をメチルセロソルブに溶解して
20wt％溶液とした。このネガ型レジスト溶液を
シリコンウエハ上にスピンコートして（3000〜
4000rpm）、1μｍ膜厚のレジスト層を形成した。
85℃で50分のプリベーク処理をした後で、電子線
露光装置を用いて加速電圧20kVで電子ビームを
所定パターンに照射した。レジスト層の照射され
た部分は架橋反応を起こしてアルカリ現像液には
溶解しなくなる。次に、アルカリ現像液としてシ
ツプレー社商品MF312の70％水溶液を用いてレ
ジスト層の現像を行なつた。膨潤のない鮮明なネ
ガ型レジストパターンが得られた。このレジスト
の感度は残膜率70％（D0.7 g）で1.5×10-5C／cm2で
あり、0.6μｍのラインアンドスペースの解像性で
あつた。
実施例 ２
上述した式（）により表わされる三元共重合
体〔ポリ（ｐ−クロロメチルスチレン−CO−Ｏ
−ヒドロキシスチレン−CO−スチレン）、ｏ：
ｐ：ｑ＝２：２：１、Mω＝10000〜15000〕を用
いて、実施例１と同じようにレジスト層を形成
し、プリベークし、電子ビーム露光し、かつアル
カリ現像した。実施例１と同様に膨潤のない鮮明
なネガ型レジストパターンが得られ、感度は残膜
率70％で1.0×10-5C／cm2であり、0.75μｍのライ
ンアンドスペースの解像性であつた。
体〔ポリ（ｐ−クロロメチルスチレン−CO−Ｏ
−ヒドロキシスチレン−CO−スチレン）、ｏ：
ｐ：ｑ＝２：２：１、Mω＝10000〜15000〕を用
いて、実施例１と同じようにレジスト層を形成
し、プリベークし、電子ビーム露光し、かつアル
カリ現像した。実施例１と同様に膨潤のない鮮明
なネガ型レジストパターンが得られ、感度は残膜
率70％で1.0×10-5C／cm2であり、0.75μｍのライ
ンアンドスペースの解像性であつた。
このようにして得られたネガ型レジストパター
ンをポストベーク（80℃にて60分間）してから、
ドライエツチング処理（反応性スパツタエツチン
グ、プラズマエツチング）を行なつたところ、
CMSとほぼ同じ耐プラズマ性を示した。たとえ
ばCF4：O2＝95：５、Rf＝120ω、Pressure＝
0.1torrで、エツチングレートは0.12μｍ／minで
あり、これはPMMAの５〜６倍である。
ンをポストベーク（80℃にて60分間）してから、
ドライエツチング処理（反応性スパツタエツチン
グ、プラズマエツチング）を行なつたところ、
CMSとほぼ同じ耐プラズマ性を示した。たとえ
ばCF4：O2＝95：５、Rf＝120ω、Pressure＝
0.1torrで、エツチングレートは0.12μｍ／minで
あり、これはPMMAの５〜６倍である。
(キ) 発明の効果
本発明に従うと、膨潤のないネガ型レジストパ
ターンが得られ、このレジストは感度、耐プラズ
マ性にも優れているので、電子ビーム露光による
微細パターンの形成そして微細加工ができる。
ターンが得られ、このレジストは感度、耐プラズ
マ性にも優れているので、電子ビーム露光による
微細パターンの形成そして微細加工ができる。
Claims (1)
- １ クロロメチルスチレンとヒドロキシスチレン
との共重合体又はクロロメチルスチレンとヒドロ
キシスチレンとスチレンとの三元共重合体からな
る材料を電子ビーム用ネガレジストとして使用
し、このレジストをアルカリ現象することを特徴
とするパターン形式方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107949A JPS60446A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107949A JPS60446A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60446A JPS60446A (ja) | 1985-01-05 |
| JPH0342464B2 true JPH0342464B2 (ja) | 1991-06-27 |
Family
ID=14472132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107949A Granted JPS60446A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60446A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0727219B2 (ja) * | 1985-04-26 | 1995-03-29 | 日立化成工業株式会社 | ネガ型感光性組成物用現像液 |
| KR100553263B1 (ko) | 2000-04-14 | 2006-02-20 | 주식회사 동진쎄미켐 | 화학 증폭 레지스트용 폴리머 및 이를 이용한 레지스트조성물 |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP58107949A patent/JPS60446A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60446A (ja) | 1985-01-05 |
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