JPH0422260B2 - - Google Patents
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- JPH0422260B2 JPH0422260B2 JP58236407A JP23640783A JPH0422260B2 JP H0422260 B2 JPH0422260 B2 JP H0422260B2 JP 58236407 A JP58236407 A JP 58236407A JP 23640783 A JP23640783 A JP 23640783A JP H0422260 B2 JPH0422260 B2 JP H0422260B2
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- silicon
- thin film
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- polymer
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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
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、多層配線と1μmまたはそれ以下の
基本パターン幅とを必要とするような超LSIなど
の微細加工に使用される製版レジストとくに３層
構造のレジストに関し、またこの３層構造レジス
トを用いて高解像度製版を達成する方法に関す
る。
基本パターン幅とを必要とするような超LSIなど
の微細加工に使用される製版レジストとくに３層
構造のレジストに関し、またこの３層構造レジス
トを用いて高解像度製版を達成する方法に関す
る。
３層構造レジストは基体表面に付着される第１
層、その上に重ねられる第２層、およびさらにそ
の上に重ねられる第３層で構成される。第１層は
基体表面に段差がある場合にこれを吸収して平坦
な面を提供するためのものであり、製版の際の光
線、Ｘ線または電子線などの描画エネルギが基体
表面で反射された際の入射描画エネルギとの干渉
（光線、Ｘ線）或いは描画エネルギが基体表面で
散乱反射された際の像のボケ（電子線）などを防
止するための吸収層としても役立つ。第３層は描
画エネルギに対して感度を有する層であつてこれ
に描画エネルギを照射したのちに現像を行なえば
パターンが得られる。この第３層のパターンをリ
アクテイブイオンエツチングまたはイオンビーム
エツチングなどの方向性エツチング方法によつて
第１層に転写すれば高解像度製版が達成される
が、第１層は基体表面の段差を吸収できる程度に
厚くなければならずまた第３層は高解像度および
高感度を得るためになるべく薄い方が望ましいの
で、第１層から第３層への直接転写は実際上達成
できない。そのため第２層が中間層として設けら
れ、第３層のパターンが第１層に対する転写プロ
セスに対して高いエツチング耐性を有する第２層
に転写され、この転写されたパターンが第１層に
転写される。
層、その上に重ねられる第２層、およびさらにそ
の上に重ねられる第３層で構成される。第１層は
基体表面に段差がある場合にこれを吸収して平坦
な面を提供するためのものであり、製版の際の光
線、Ｘ線または電子線などの描画エネルギが基体
表面で反射された際の入射描画エネルギとの干渉
（光線、Ｘ線）或いは描画エネルギが基体表面で
散乱反射された際の像のボケ（電子線）などを防
止するための吸収層としても役立つ。第３層は描
画エネルギに対して感度を有する層であつてこれ
に描画エネルギを照射したのちに現像を行なえば
パターンが得られる。この第３層のパターンをリ
アクテイブイオンエツチングまたはイオンビーム
エツチングなどの方向性エツチング方法によつて
第１層に転写すれば高解像度製版が達成される
が、第１層は基体表面の段差を吸収できる程度に
厚くなければならずまた第３層は高解像度および
高感度を得るためになるべく薄い方が望ましいの
で、第１層から第３層への直接転写は実際上達成
できない。そのため第２層が中間層として設けら
れ、第３層のパターンが第１層に対する転写プロ
セスに対して高いエツチング耐性を有する第２層
に転写され、この転写されたパターンが第１層に
転写される。
かかる３層構造レジストにおいて、従来は第２
層として金属、PSGガラス、SiO2などを第１層
の表面に蒸着またはスパツタリングによつて沈着
させた薄膜が主として採用されているが、このよ
うな薄膜は一般に高分子膜である第１層とのなじ
みが悪く、付着力が低くまた内部応力によつて破
れが生じ易いという欠点を有する。
層として金属、PSGガラス、SiO2などを第１層
の表面に蒸着またはスパツタリングによつて沈着
させた薄膜が主として採用されているが、このよ
うな薄膜は一般に高分子膜である第１層とのなじ
みが悪く、付着力が低くまた内部応力によつて破
れが生じ易いという欠点を有する。
また有機シリコン（（−SiH2−Ｏ）−oを含む高分
子）を第２層として採用することも試みられてい
るが、これは加水分解性を有するので必ずしも高
いエツチング耐性を持つとは限らないという欠点
を有する。
子）を第２層として採用することも試みられてい
るが、これは加水分解性を有するので必ずしも高
いエツチング耐性を持つとは限らないという欠点
を有する。
よつてこの発明は上述したような第２層に関す
る従来の３層構造レジストの欠点を除去すること
を第１の目的とする。
る従来の３層構造レジストの欠点を除去すること
を第１の目的とする。
この目的の達成のためこの発明による３層構造
レジストは、表面が平坦になるように基体表面に
塗布された高分子薄膜からなる第１層と、前記第
１層の高分子薄膜の表面をプラズマにさらしてリ
ビングラジカルを生成させたのちに含シリコンビ
ニール分子気体に接触させることによつてリビン
グラジカルの作用でグラフト重合させて得られる
含シリコン高分子薄膜からなる第２層と、前記第
２層の含シリコン高分子薄膜の表面に付着された
光線、Ｘ線または電子線に対して感度を有する高
分子薄膜からなる第３層とによつて構成される。
レジストは、表面が平坦になるように基体表面に
塗布された高分子薄膜からなる第１層と、前記第
１層の高分子薄膜の表面をプラズマにさらしてリ
ビングラジカルを生成させたのちに含シリコンビ
ニール分子気体に接触させることによつてリビン
グラジカルの作用でグラフト重合させて得られる
含シリコン高分子薄膜からなる第２層と、前記第
２層の含シリコン高分子薄膜の表面に付着された
光線、Ｘ線または電子線に対して感度を有する高
分子薄膜からなる第３層とによつて構成される。
見出したところによれば、上述した含シリコン
高分子薄膜からなる第２層は第１層の高分子薄膜
とのなじみが良くこれに充分に付着し、内部応力
によつて破れが生じることはなく、また高いエツ
チング耐性を有する。
高分子薄膜からなる第２層は第１層の高分子薄膜
とのなじみが良くこれに充分に付着し、内部応力
によつて破れが生じることはなく、また高いエツ
チング耐性を有する。
従つてこの発明による３層構造レジストは極め
てすぐれた特性を有するが、この３層構造レジス
トを用いて高解像度製版を達成するには、第２層
の含シリコン高分子薄膜に特に高いエツチング耐
性を付与するような方式を採用することが望まし
い。
てすぐれた特性を有するが、この３層構造レジス
トを用いて高解像度製版を達成するには、第２層
の含シリコン高分子薄膜に特に高いエツチング耐
性を付与するような方式を採用することが望まし
い。
この点にかんがみこの発明による３層構造レジ
ストを用いて高解像度製版を達成する方法は、第
３層を構成する高分子薄膜がポジ型である場合に
おいて、前記第３層に前記の光線、Ｘ線または電
子線を照射し、その照射された部分を現像によつ
て除去し、これによつて得られたパターンを水素
プラズマによるリアクテイブイオンエツチングに
よつて前記第２層に転写し、この転写されたパタ
ーンを酸素含有リアクテイブイオンエツチングに
よつてさらに第１層に転写することを特徴とす
る。
ストを用いて高解像度製版を達成する方法は、第
３層を構成する高分子薄膜がポジ型である場合に
おいて、前記第３層に前記の光線、Ｘ線または電
子線を照射し、その照射された部分を現像によつ
て除去し、これによつて得られたパターンを水素
プラズマによるリアクテイブイオンエツチングに
よつて前記第２層に転写し、この転写されたパタ
ーンを酸素含有リアクテイブイオンエツチングに
よつてさらに第１層に転写することを特徴とす
る。
このような特徴になれば、第２層に転写された
パターンを酸素含有リアクテイブイオンエツチン
グによつてさらに第１層に転写する際に第２層の
未照射部分に残された含シリコン高分子薄膜が酸
素と反応して特に高いエツチング特性を有するよ
うになり、従つて第１層にアスペクト比の高いポ
ジ型パターンが得られることになる。
パターンを酸素含有リアクテイブイオンエツチン
グによつてさらに第１層に転写する際に第２層の
未照射部分に残された含シリコン高分子薄膜が酸
素と反応して特に高いエツチング特性を有するよ
うになり、従つて第１層にアスペクト比の高いポ
ジ型パターンが得られることになる。
以下、図面を参照しながらこの発明の実施例に
ついて詳述する。
ついて詳述する。
図示の３層構造レジストは基体例えばウエフア
１０の表面に付着された第１層１１、これの上に
重ねられる第２層１２、およびさらにこれの上に
重ねられる第３層１３からなる。基体１０は一般
に段差１４を有し、基体１０の表面には段差１４
を吸収できる程度に厚い高分子薄膜が第１層１１
として例えば1.5μmの厚さに付着される（第１
図）。第１層１１の高分子薄膜は例えばPP
（MMA＋スチレン）すなわちプラズマ重合メタ
クリル酸メチルスチレン或いはノボラツク樹脂
（シツプレー1350F）のような高分子物質をスピ
ンコートなどによつて基体１０の表面上に塗布し
たものからなる。この高分子物質は比較的エツチ
ング耐性の高い任意のものでよく表面が平坦にな
るように塗布される。この塗布が完了したのちに
第１層１１の高分子膜は真空乾燥される。次いで
第２図に符号１５で示されるようにプラズマにさ
らすことによつて第１層１１の表面上にリビング
ラジカルが生成され、さらにビニールシラン単量
体のような含シリコンビニール分子気体が流し込
まれて第１層１１の表面に接触し、この表面のリ
ビングラジカルの作用によつてグラフト重合し
て、第２層１２を形成する含シリコン高分子薄膜
になる（第３図）。この第２層は例えば、ジクロ
ルメチルビニールシランからなり0.2μmの厚さを
有する。第２層１２が形成されたのちに、第４図
に示されるように光線、Ｘ線または電子線に対し
て感度を有する高分子薄膜が例えばプラズマ重合
コートまたはスピンコートによつて第３層１３と
して第２層１２の表面に付着される。第３層１３
の薄膜は第１層１１がPP（MMA＋スチレン）か
らなる場合にはPP（MMA＋スチレン＋TMT）
すなわちヂメチル錫ド−ププラズマ重合メタクリ
ル酸メチルスチレンであることが望ましく、第１
層１１がノボラツク樹脂である場合には同種のノ
ボラツク樹脂であることが望ましく、例えば
10.5μmの厚さに形成される。かくして３層構造
レジストが形成される。
１０の表面に付着された第１層１１、これの上に
重ねられる第２層１２、およびさらにこれの上に
重ねられる第３層１３からなる。基体１０は一般
に段差１４を有し、基体１０の表面には段差１４
を吸収できる程度に厚い高分子薄膜が第１層１１
として例えば1.5μmの厚さに付着される（第１
図）。第１層１１の高分子薄膜は例えばPP
（MMA＋スチレン）すなわちプラズマ重合メタ
クリル酸メチルスチレン或いはノボラツク樹脂
（シツプレー1350F）のような高分子物質をスピ
ンコートなどによつて基体１０の表面上に塗布し
たものからなる。この高分子物質は比較的エツチ
ング耐性の高い任意のものでよく表面が平坦にな
るように塗布される。この塗布が完了したのちに
第１層１１の高分子膜は真空乾燥される。次いで
第２図に符号１５で示されるようにプラズマにさ
らすことによつて第１層１１の表面上にリビング
ラジカルが生成され、さらにビニールシラン単量
体のような含シリコンビニール分子気体が流し込
まれて第１層１１の表面に接触し、この表面のリ
ビングラジカルの作用によつてグラフト重合し
て、第２層１２を形成する含シリコン高分子薄膜
になる（第３図）。この第２層は例えば、ジクロ
ルメチルビニールシランからなり0.2μmの厚さを
有する。第２層１２が形成されたのちに、第４図
に示されるように光線、Ｘ線または電子線に対し
て感度を有する高分子薄膜が例えばプラズマ重合
コートまたはスピンコートによつて第３層１３と
して第２層１２の表面に付着される。第３層１３
の薄膜は第１層１１がPP（MMA＋スチレン）か
らなる場合にはPP（MMA＋スチレン＋TMT）
すなわちヂメチル錫ド−ププラズマ重合メタクリ
ル酸メチルスチレンであることが望ましく、第１
層１１がノボラツク樹脂である場合には同種のノ
ボラツク樹脂であることが望ましく、例えば
10.5μmの厚さに形成される。かくして３層構造
レジストが形成される。
次に第３層１３がポジ型の高分子薄膜である場
合に３層構造レジストを用いて高解像度製版を達
成する方法について説明する。
合に３層構造レジストを用いて高解像度製版を達
成する方法について説明する。
最初にパターン化された光線、Ｘ線または電子
線１６が第３層１３へ照射される。パターン化の
例として第５図には破線１７を限界とする区域に
照射がなされるとして図示されているが、これは
勿論極めて簡単なパターン化の例であるに過ぎな
い。この場合に第３層がPP（MMA＋スチレン＋
TMT）である場合には例えば電子線が照射さ
れ、第３層がノボラツク樹脂である場合には例え
ば紫外線が照射される。かくすると照射区域１８
では第３層１３を構成する高分子物質が重合度の
低い高分子物質または単量体に変化して潜像にな
る。次いでドライ現像またはウエツト現像例えば
第３層がノボラツク樹脂である場合にはアルカリ
現像を行えば、第６図に図示されるように照射区
域１８の潜像物質が除去される。すなわち照射区
域１８以外で高分子物質が残留するようなパター
ンが第３層１３に形成される。その後に第７図に
符号１９で示すように水素プラズマによるリアク
テイブイオンエツチングを行えば、第３層に高分
子物質が残留する区域２０ではその高分子物質が
除去され、かつ第３層に高分子物質が存しない区
域すなわち照射区域１８ではその直下の第２層の
区域２１でその構成物質が除去されて、前記パタ
ーンが第２層に転写される。次ぎにさらに酸素含
有リアクテイブエツチングを第８図で符号２２で
示すように行なうと、前記転写と同様にして第２
転写が達成され、前記転写で第２層に転写された
パターンがさらに第１層１０に転写される。かく
して第９図に図示されるように所望のパターンが
第１層に形成される。前述したように未照射区域
で第２層１２に残留していた含シリコ高分子物質
はこの第２転写の際に酸素と反応して特に高いエ
ツチング特性を有するようになり、従つて第１層
１１にアスペクト比の高いポシ型パターンが得ら
れる。
線１６が第３層１３へ照射される。パターン化の
例として第５図には破線１７を限界とする区域に
照射がなされるとして図示されているが、これは
勿論極めて簡単なパターン化の例であるに過ぎな
い。この場合に第３層がPP（MMA＋スチレン＋
TMT）である場合には例えば電子線が照射さ
れ、第３層がノボラツク樹脂である場合には例え
ば紫外線が照射される。かくすると照射区域１８
では第３層１３を構成する高分子物質が重合度の
低い高分子物質または単量体に変化して潜像にな
る。次いでドライ現像またはウエツト現像例えば
第３層がノボラツク樹脂である場合にはアルカリ
現像を行えば、第６図に図示されるように照射区
域１８の潜像物質が除去される。すなわち照射区
域１８以外で高分子物質が残留するようなパター
ンが第３層１３に形成される。その後に第７図に
符号１９で示すように水素プラズマによるリアク
テイブイオンエツチングを行えば、第３層に高分
子物質が残留する区域２０ではその高分子物質が
除去され、かつ第３層に高分子物質が存しない区
域すなわち照射区域１８ではその直下の第２層の
区域２１でその構成物質が除去されて、前記パタ
ーンが第２層に転写される。次ぎにさらに酸素含
有リアクテイブエツチングを第８図で符号２２で
示すように行なうと、前記転写と同様にして第２
転写が達成され、前記転写で第２層に転写された
パターンがさらに第１層１０に転写される。かく
して第９図に図示されるように所望のパターンが
第１層に形成される。前述したように未照射区域
で第２層１２に残留していた含シリコ高分子物質
はこの第２転写の際に酸素と反応して特に高いエ
ツチング特性を有するようになり、従つて第１層
１１にアスペクト比の高いポシ型パターンが得ら
れる。
第１図、第２図、第３図および第４図はこの発
明による３層構造レジストを形成する作業段階を
順に表わす図解的断面図、第５図、第６図、第７
図、第８図および第９図はこの発明による３層構
造レジストを用いて高解像度製版を達成する方法
の各作業段階を順に表わす図解的断面図である。 図面において、１０は基体、１１は第１層、１
２は第２層、１３は第３層、１５はプラズマ処
理、１６は光線、Ｘ線または電子線、１９は水素
プラズマによるリアクテイブイオンエツチング、
２２は酸素含有イオンエツチングを示す。
明による３層構造レジストを形成する作業段階を
順に表わす図解的断面図、第５図、第６図、第７
図、第８図および第９図はこの発明による３層構
造レジストを用いて高解像度製版を達成する方法
の各作業段階を順に表わす図解的断面図である。 図面において、１０は基体、１１は第１層、１
２は第２層、１３は第３層、１５はプラズマ処
理、１６は光線、Ｘ線または電子線、１９は水素
プラズマによるリアクテイブイオンエツチング、
２２は酸素含有イオンエツチングを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面が平坦になるように基体表面に塗布され
た高分子薄膜からなる第１層と、前記第１層の高
分子薄膜の表面をプラズマにさらしてリビングラ
ジカルを生成させたのちに含シリコンビニール分
子気体に接触させることによつてリビングラジカ
ルの作用でグラフト重合させて得られる含シリコ
ン高分子薄膜からなる第２層と、前記第２層の含
シリコン高分子薄膜の表面に付着された光線、Ｘ
線または電子線に対して感度を有するポジ型であ
る高分子薄膜からなる第３層とによつて構成され
た３層構造レジスト。 ２ 表面が平坦になるように基体表面に塗布され
た高分子薄膜からなる第１層と、前記第１層の高
分子薄膜の表面をプラズマにさらしてリビングラ
ジカルを生成させたのちに含シリコンビニール分
子気体に接触させることによつてリビングラジカ
ルの作用でグラフト重合させて得られる含シリコ
ン高分子薄膜からなる第２層と、前記第２層の含
シリコン高分子薄膜の表面に付着された光線、Ｘ
線または電子線に対して感度を有しポジ型である
高分子薄膜からなる第３層とによつて構成された
３層構造レジストを用いて、高解像製版を達成す
る方法において、前記第３層に前記の光線、Ｘ線
または電子線を照射し、その照射された部分を現
像によつて除去し、これによつて得られたパター
ンを水素プラズマによるリアクテイブイオンエツ
チングによつて前記第２層に転写し、この転写さ
れたパターンを酸素含有リアクテイブイオンエツ
チングによつてさらに第１層に転写することを特
徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640783A JPS60129745A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640783A JPS60129745A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129745A JPS60129745A (ja) | 1985-07-11 |
| JPH0422260B2 true JPH0422260B2 (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=17000294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23640783A Granted JPS60129745A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | ３層構造レジストおよびこれを用いて高解像度製版を達成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129745A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01123232A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | パターン形成方法 |
| JPH0258062A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157522A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Nec Corp | Depositing method for resist film for photo-etching technique |
| JPS57168247A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-16 | Fujitsu Ltd | Formation of negative pattern |
| JPS5866938A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-04-21 | Hitachi Ltd | 遠紫外光感応材料被膜の形成方法 |
| JPS58198040A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-17 | Nec Corp | パタ−ン形成方法 |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP23640783A patent/JPS60129745A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157522A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Nec Corp | Depositing method for resist film for photo-etching technique |
| JPS57168247A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-16 | Fujitsu Ltd | Formation of negative pattern |
| JPS5866938A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-04-21 | Hitachi Ltd | 遠紫外光感応材料被膜の形成方法 |
| JPS58198040A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-17 | Nec Corp | パタ−ン形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60129745A (ja) | 1985-07-11 |
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