JPH0444741B2 - - Google Patents

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JPH0444741B2
JPH0444741B2 JP59108508A JP10850884A JPH0444741B2 JP H0444741 B2 JPH0444741 B2 JP H0444741B2 JP 59108508 A JP59108508 A JP 59108508A JP 10850884 A JP10850884 A JP 10850884A JP H0444741 B2 JPH0444741 B2 JP H0444741B2
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
intermediate layer
resist film
pattern
polydialkoxysiloxane
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59108508A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60254034A (ja
Inventor
Kota Nishii
Yasuhiro Yoneda
Masashi Myagawa
Shunichi Fukuyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60254034A publication Critical patent/JPS60254034A/ja
Publication of JPH0444741B2 publication Critical patent/JPH0444741B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパターン形成方法に関する。本発明
は、さらに詳しく述べると、下層、中間層及び上
層の三層からなるレジスト膜を用いて高アスペク
ト比のネガ型又はポジ型レジストパターンを形成
する方法に関する。ここで、「アスペクト比」と
は、この技術分野において広く認識されているよ
うにレジスト膜厚とパターン幅の比を指す。すな
わち、高アスペクト比であればあるほど高い寸法
精度で微細加工を行なうことができる。
従来の技術 半導体装置の製造において、特に大規模集積回
路(LSI)等を製造する際に高い寸法精度が要求
されることは周知の通りである。しかしながら、
通常の単層レジスト膜を用いてパターン形成を実
施した場合、もしもそのレジスト膜の下地に凹凸
等の段差が存在するならば、下地の隣接パターン
からパターニング用の電子線が反射する、レジス
ト膜内で電子線が散乱する、レジスト膜の膜厚が
一定でなくなり表面が波打ち状態となる等の不都
合が発生し、よつて、パターン精度が著しく低下
する。
最近、上記したような単層レジスト膜使用にお
ける問題点を解決するため、エツチングされるべ
き基板等の下地上で三層レジスト膜を使用するこ
とが試みられている。通常の三層レジスト膜で
は、下地に最も近い側に流動性にすぐれた有機レ
ジストの膜を下層として形成する。この下層の膜
厚は比較的に大であり、よつて、下地の段差をう
めて膜表面を平坦にすることができる。次いで、
この下層上に無機材料の薄膜からなる中間層及び
有機レジストの薄膜からなる上層を順次形成す
る。三層レジスト膜の形成後、露光及び現像処理
によつて上層上に所望のパターンを形成する。次
いで、このパターンをマスクとして中間層をエツ
チングし、さらにこの中間層をマスクとして下層
をエツチングする。しかしながら、この三層レジ
スト膜を用いてパターン形成を実施した場合、中
間層の形成段階において1つの問題が発生する。
すなわち、中間層形成のために広く用いられてい
るシリコーン樹脂のうちオルガノポリシルセスキ
オキサン類、例えばポリメチルシルセスキオキサ
ンなどは高温硬化を必要とし、実際に300℃以上、
特に450℃以上及び1時間以上の硬化条件を適用
しないと十分に硬化しない。さらに、このような
硬化条件を適用した場合、中間層に先がけて形成
した下層のレジスト膜に影響が現われ、レジスト
の性質が変化せしめられるので所望のパターニン
グを行なうことができない。シリコーン樹脂に代
えて有機樹脂を使用することも、通常の有機樹脂
には耐酸素プラズマ性がないので、実施すること
ができない。
発明が解決しようとする問題点 以上から明らかな通り、下層、中間層及び上層
からなる三層レジスト膜を用いてレジストパター
ンを形成する場合、中間層の形成時に高温度で長
時間にわたつて硬化処理を実施しなければならな
いことが問題である。本発明は、この問題点を解
決しようとするものである。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、上述の問題点を解決すべく、低
温でかつ速やかに硬化可能な中間層用シリコーン
樹脂を見い出すために研究の結果、オルガノポリ
シルセスキオキサンを単独で使用するのではなく
てそれと架橋剤としてのポリジアルコキシシロキ
サンとを組み合わせて使用するのが有効であるこ
とを発見し、本発明を完成した。
本発明は、すなわち、下層、中間層及び上層か
らなる三層レジスト膜を用いてレジストパターン
を形成する方法であつて、前記中間層が次式によ
り表わされるオルガノポリシルセスキオキサン: (上式において、R1及びR2は、互いに同一もし
くは異なつていてもよくかつそれぞれ置換もしく
は非置換の低級アルキル基、例えばメチル基、エ
チル基など、又は置換もしくは非置換のアリール
基、例えばフエニル基、トリル基などを表わす)
と次式により表わされるポリジアルコキシシロキ
サン: (式中のR1及びR2はそれぞれ前記定義に同じで
ある)との混合物を含んでなることを特徴とす
る。
本発明において、オルガノポリシルセスキオキ
サンの好ましい例としてポリメチルシルセスキオ
キサンを、そしてポリジアルコキシシロキサンの
好ましい例としてポリジエトキシシロキサンを、
それぞれあげることができる。
本発明において架橋剤として使用するポリジア
ルコキシシロキサンは、同時に使用するオルガノ
ポリシルセスキオキサンの約5〜20重量%の量で
使用するのが好ましい。ポリジアルコキシシロキ
サンの量が20重量%を上廻ると、硬化物の熱膨張
係数が小さくなりすぎ、下層のレジスト膜のそれ
との差が増大し、クラツクが発生するであろう。
反対に、ポリジアルコキシシロキサンの量が5重
量%を下廻ると、それはもはや架橋剤として機能
しないであろう。
実施例 下記の実施例により、本発明によるパターン形
成方法をさらに説明する。
例 1 本例では第1図に断面で示す本発明による三層
レジスト膜を調製した。
シリコン基板(図示せず)上に段差1.0μmを有
するアルミニウム配線1を形成した。このアルミ
ニウム配線1上に有機レジスト(米国シツプレー
社製のAZ1350)を2μmの膜厚に塗被し、200℃で
1時間にわたつて硬化させて下層2を形成した。
下層2の上に5重量%のポリジエトキシシロキサ
ンを含むポリメチルシルセスキオキサンの酢酸ブ
チルセロソルブ溶液をスピンコートし、200℃で
30分間にわたつて硬化させて膜厚0.2μmの中間層
3を形成した。次いで、中間層3の上にポリジア
リルオルソフタレートの2−エトキシエチルアセ
テート溶液をスピンコートし、100℃で30分間に
わたつて加熱して溶媒を蒸発させて膜厚0.5μmの
上層4を形成した。
例 2(比較例) 比較のため、中間層形成のためにポリメチルシ
ルセスキオキサン単独の酢酸ブチルセロソルブ溶
液を使用して前記例1に記載の手法を繰り返し
た。この中間層形成溶液をスピンコート後、200
℃で30分間にわたつて熱処理しても中間層の硬化
は認められなかつた。熱処理温度をさらに高めた
ところ、300℃で30分間の熱処理によつて下層の
レジストが熱分解し、変質した。すなわち、本例
では前記例1に記載のような三層レジスト膜を形
成することができなかつた。
例 3 本例では本発明によるパターン形成方法を実施
した。
前記例1において調製した三層レジスト膜付の
シリコン基板(第1図参照)を電子線露光装置内
に充填し、加速電圧20kV及び露光量8μC/cm2
条件で電子線を照射して所定パターンの電子線露
光を行なつた。露光後、モノクロルベンゼン及び
酢酸イソアミルの1/1.5混合液で30秒間現像して
上層4の未露光部を溶解除去したところ、第2図
に示されるような断面形状が得られた。この基板
を平行平板型プラズマエツチング装置内に充填
し、残つた上層4をマスクとして中間層3をドラ
イエツチングした。このエツチングのため、反能
性ガスとしてのCF4を圧力20mmTorr及び印加電圧
0.33W/cm2で5分間にわたつて適用した。エツチ
ング後、第3図に示されるような断面形状が得ら
れた。次いで、第4図に示されるように、残つた
中間層3をマスクとして下層2をドライエツチン
グした。このドライエツチングのため、反応性ガ
スとしてのO2を圧力20mmTorr及び印加電圧
0.33W/cm2で15分間にわたつて適用した。このエ
ツチングの結果、第5図に示されるような断面形
状をもつた高アスペクト比のレジストパターンが
得られた。
発明の効果 本発明によれば、三層レジスト膜の中間層を速
やかにかつ低温度で硬化させることができ、下層
の有機レジスト膜の変質等をひきおこすようなこ
とはない。本発明によれば、さらに、アスペクト
比の高い高寸法精度のレジストパターンが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図、第4図及び第5図
は、それぞれ、本発明によるパターン形成方法を
順を追つて示した断面図である。 図中、1は下地、2は下層、3は中間層、そし
て4は上層である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下層、中間層及び上層からなる三層レジスト
    膜を用いてレジストパターンを形成する方法であ
    つて、前記中間層が次式により表わされるオルガ
    ノポリシルセスキオキサン: (上式において、R1及びR2は、互いに同一もし
    くは異なつていてもよくかつそれぞれ置換もしく
    は非置換の低級アルキル基又は置換もしくは非置
    換のアリール基を表わす)と次式により表わされ
    るポリジアルコキシシロキサン: (式中のR1及びR2はそれぞれ前記定義に同じで
    ある)との混合物を含んでなることを特徴とす
    る、パターン形成方法。 2 前記オルガノポリシルセスキオキサンがポリ
    メチルシルセスキオキサンでありかつ前記ポリジ
    アルコキシシロキサンがポリジエトキシシロキサ
    ンである、特許請求の範囲第1項に記載のパター
    ン形成方法。 3 前記ポリジアルコキシシロキサンを前記オル
    ガノポリシルセスキオキサンの5〜20重量%の量
    で使用する、特許請求の範囲第1項又は第2項に
    記載のパターン形成方法。
JP59108508A 1984-05-30 1984-05-30 パタ−ン形成方法 Granted JPS60254034A (ja)

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