JPH0480377B2 - - Google Patents
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- JPH0480377B2 JPH0480377B2 JP59182589A JP18258984A JPH0480377B2 JP H0480377 B2 JPH0480377 B2 JP H0480377B2 JP 59182589 A JP59182589 A JP 59182589A JP 18258984 A JP18258984 A JP 18258984A JP H0480377 B2 JPH0480377 B2 JP H0480377B2
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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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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）
本発明は微細ネガレジストパターン形成方法に
関する。
関する。
（従来の技術）
近年、半導体装置等の高集積化への要求が著し
く高まつて居り、これに伴ない、かかる高集積化
のための微細パターン形成に関する各種技術的要
請が非常に厳しいものとなつてきている。
く高まつて居り、これに伴ない、かかる高集積化
のための微細パターン形成に関する各種技術的要
請が非常に厳しいものとなつてきている。
かかる技術的要請に応ずるための微細加工技術
として、電子線、Ｘ線、短波長紫外線等の電離放
射線によりレジストパターンを形成し、イオンプ
ラズマなどを用いたドライエツチングによりレジ
ストパターンを精度よく基板に転写する方法が特
に必要とされている。
として、電子線、Ｘ線、短波長紫外線等の電離放
射線によりレジストパターンを形成し、イオンプ
ラズマなどを用いたドライエツチングによりレジ
ストパターンを精度よく基板に転写する方法が特
に必要とされている。
ところで、このような微細加工用のレジスト材
料の特性として、当然のことながら高解像性、高
感度及び高ドライエツチング耐性を有することが
要求されている。しかしながら、従来一般に知ら
れているレジスト材料は必ずしもこれらの特性を
満たしているとは限らない。
料の特性として、当然のことながら高解像性、高
感度及び高ドライエツチング耐性を有することが
要求されている。しかしながら、従来一般に知ら
れているレジスト材料は必ずしもこれらの特性を
満たしているとは限らない。
（発明が解決しようとする問題点）
例えば、高解像性ポジ型電離放射線レジスト材
料として広く知られているポリメチルメタクリレ
ート（以下PMMAと略す）はそのドライエツチ
ング耐性が十分でなく、又他のポジ型レジストと
して知られているメタクリル系ポリマーやポリブ
テン−１−スルホン等は解像力が上記PMMAよ
り劣るばかりでなく同様にドライエツチング耐性
も十分とは云えない。
料として広く知られているポリメチルメタクリレ
ート（以下PMMAと略す）はそのドライエツチ
ング耐性が十分でなく、又他のポジ型レジストと
して知られているメタクリル系ポリマーやポリブ
テン−１−スルホン等は解像力が上記PMMAよ
り劣るばかりでなく同様にドライエツチング耐性
も十分とは云えない。
一方、ネガ型レジストとして知られているポリ
グリシジルメタクリレート等のアクリル系レジス
トも前記PMMAと同様にドライエツチング耐性
が十分とは云い難い。そして他のポリスチレン又
はポリスチレンに感応基を付与した例えばクロロ
メチル化ポリスチレンは、ベンゼン環を含み上記
ドライエツチング耐性に優れている材料ではある
がこれらは概ねゲル化を利用した架橋型レジスト
であり、しかもこれらのゲルが現像液によつて膨
潤するため、例えば0.5μm以下の微細パターンで
は所謂スカムやブリツジの発生が顕著で良好なパ
ターン形成に支障を招く問題がある。
グリシジルメタクリレート等のアクリル系レジス
トも前記PMMAと同様にドライエツチング耐性
が十分とは云い難い。そして他のポリスチレン又
はポリスチレンに感応基を付与した例えばクロロ
メチル化ポリスチレンは、ベンゼン環を含み上記
ドライエツチング耐性に優れている材料ではある
がこれらは概ねゲル化を利用した架橋型レジスト
であり、しかもこれらのゲルが現像液によつて膨
潤するため、例えば0.5μm以下の微細パターンで
は所謂スカムやブリツジの発生が顕著で良好なパ
ターン形成に支障を招く問題がある。
更に遠紫外線を用いるリソグラフイは、サブミ
クロンの転写を可能とししかもスループツトが高
いのでかかる目的のための有力なパターン形成方
法として知られているが、しかし上述したような
耐ドライエツチング性の高いレジストは通常遠紫
外線領域での吸収が大きく良好な矩形のパターン
が得られない欠点が免がれなかつた。
クロンの転写を可能とししかもスループツトが高
いのでかかる目的のための有力なパターン形成方
法として知られているが、しかし上述したような
耐ドライエツチング性の高いレジストは通常遠紫
外線領域での吸収が大きく良好な矩形のパターン
が得られない欠点が免がれなかつた。
（問題を解決するための手段）
この発明は、上記ドライエツチング耐性に優
れ、高解像力を有し、しかも実用的な感度を有す
るネガ型レジスト材料としてのビニルフエノール
とメチルメタクリレートの共重合体のナフトキノ
ンジアジドスルホン酸エステルによる皮膜を基板
上に形成し、350nm〜450nmの紫外線を全面照射
した後、200〜300nmの短波長紫外線にてパター
ン露光し、有機溶剤で現像することを特徴とす
る。
れ、高解像力を有し、しかも実用的な感度を有す
るネガ型レジスト材料としてのビニルフエノール
とメチルメタクリレートの共重合体のナフトキノ
ンジアジドスルホン酸エステルによる皮膜を基板
上に形成し、350nm〜450nmの紫外線を全面照射
した後、200〜300nmの短波長紫外線にてパター
ン露光し、有機溶剤で現像することを特徴とす
る。
この発明のレジスト材料のビニルフエノールと
メチルメタクリレートとの共重合比は、該メチル
メタクリレートが75モル％以下であることが望ま
しい。この比率を超えると耐ドライエツチング性
が低下し好ましくない。又前記ビニルフエノール
に対するエステル化度は20モル％以上であること
が特に望まれ、該エステル化度がこれより低い場
合には同様に本発明の効果が不充分になり好まし
くない。
メチルメタクリレートとの共重合比は、該メチル
メタクリレートが75モル％以下であることが望ま
しい。この比率を超えると耐ドライエツチング性
が低下し好ましくない。又前記ビニルフエノール
に対するエステル化度は20モル％以上であること
が特に望まれ、該エステル化度がこれより低い場
合には同様に本発明の効果が不充分になり好まし
くない。
（発明の作用）
この発明においては、特にそのドライエツチン
グ耐性が優れているのは、レジスト材料のモノマ
ーユニツトにフエニル基やナフチル基を含むため
であり、又その解像力が向上するのは電離放射線
によるネガ化が架橋によるネガ化ではなく、構造
変化によるネガ化が生ずることによるためと考え
られる。これは本発明において形成されたレジス
トパターンがジメチルホルムアミド等の有機溶媒
に容易に溶解することから概ね推察されることで
ある。又、メチルメタクリレートとビニフエノー
ルを主鎖としたことにより遠紫外線領域での光吸
収を適切にすることができ、このため短波長紫外
線でのリソグラフイによりレジストパターンの矩
形化が容易に行はれるのである。更に本発明のレ
ジストが高感度である理由は、必らずしも明確に
し得たわけではないが、本発明のレジストが低ド
ーズでしかも現像液に対して適切に不溶化するた
めと考えられる。
グ耐性が優れているのは、レジスト材料のモノマ
ーユニツトにフエニル基やナフチル基を含むため
であり、又その解像力が向上するのは電離放射線
によるネガ化が架橋によるネガ化ではなく、構造
変化によるネガ化が生ずることによるためと考え
られる。これは本発明において形成されたレジス
トパターンがジメチルホルムアミド等の有機溶媒
に容易に溶解することから概ね推察されることで
ある。又、メチルメタクリレートとビニフエノー
ルを主鎖としたことにより遠紫外線領域での光吸
収を適切にすることができ、このため短波長紫外
線でのリソグラフイによりレジストパターンの矩
形化が容易に行はれるのである。更に本発明のレ
ジストが高感度である理由は、必らずしも明確に
し得たわけではないが、本発明のレジストが低ド
ーズでしかも現像液に対して適切に不溶化するた
めと考えられる。
（実施例）
以下実施例によりこの発明を具体的に説明す
る。
る。
実施例 １
ビニルフエノールとメチルメタクリレートの重
合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
（ビニルフエノールに対するエステル化率50％，
NR−１）をメチルセロソルブアセテートに溶解
しこの溶液をフイルターで濾過し、シリコン基板
上に1.0μmの厚さで塗布して、皮膜すなわちレジ
スト膜を形成した。得られたレジスト膜を有する
基板を80℃の温度で30分間熱処理した後、20KV
の電子線によりパターンを描画した。尚そのドー
ズ量は10μC／cm2とした。その後、メチルセロソ
ルブアセテート５対シクロヘキサン１の混合溶液
を用いて23℃で30秒間現像した。得られたレジス
トパターンを走査型電子顕微鏡（SEM）にて観
察したところ、0.2μmのラインアンドスペースが
解像されていることが認められた。
合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
（ビニルフエノールに対するエステル化率50％，
NR−１）をメチルセロソルブアセテートに溶解
しこの溶液をフイルターで濾過し、シリコン基板
上に1.0μmの厚さで塗布して、皮膜すなわちレジ
スト膜を形成した。得られたレジスト膜を有する
基板を80℃の温度で30分間熱処理した後、20KV
の電子線によりパターンを描画した。尚そのドー
ズ量は10μC／cm2とした。その後、メチルセロソ
ルブアセテート５対シクロヘキサン１の混合溶液
を用いて23℃で30秒間現像した。得られたレジス
トパターンを走査型電子顕微鏡（SEM）にて観
察したところ、0.2μmのラインアンドスペースが
解像されていることが認められた。
実施例 ２
ビニルフエノールとメチルメタクリレートの共
重合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エステ
ル（ビニルフエノールに対するエステル化率25
％，NR−２）を用い実施例１と同様にしてレジ
ストを調整し、シリコン基板上に0.8μmの厚さで
塗布しレジスト膜を形成した。得られたレジスト
膜を有する基板を80℃で30分間熱処理した後、
20KVの電子線でドーズ量15μC／cm2で描画した。
その後更に100℃で30分ベーキングを行い、シク
ロヘキサノンにて23℃で20秒間現像を行つた。得
られたレジストパターンを同様にSEMにて観察
したところ、0.3μmのラインアンドスペースで解
像されていることが認められた。
重合体のナフトキノンジアジドスルホン酸エステ
ル（ビニルフエノールに対するエステル化率25
％，NR−２）を用い実施例１と同様にしてレジ
ストを調整し、シリコン基板上に0.8μmの厚さで
塗布しレジスト膜を形成した。得られたレジスト
膜を有する基板を80℃で30分間熱処理した後、
20KVの電子線でドーズ量15μC／cm2で描画した。
その後更に100℃で30分ベーキングを行い、シク
ロヘキサノンにて23℃で20秒間現像を行つた。得
られたレジストパターンを同様にSEMにて観察
したところ、0.3μmのラインアンドスペースで解
像されていることが認められた。
実施例 ３
実施例１と同様にしてNR−１の皮膜をシリコ
ン基板上に形成し、プリベークを行つた後、酸素
プラズマによるドライエツチング耐性を試験し
た。この場合エツチング装置として平行平板型の
装置を用い、出力密度：0.08w／cm2、O2ガス流
量：20SCCM、ガス圧：50Paとして10分間エツ
チングを行い、タリステツプによりエツチング量
を測定したところ、50nmであることが確認され
た。比較のために上記PMMAについて同一条件
で試験を行つたがそのエツチング量は200nmであ
つた。
ン基板上に形成し、プリベークを行つた後、酸素
プラズマによるドライエツチング耐性を試験し
た。この場合エツチング装置として平行平板型の
装置を用い、出力密度：0.08w／cm2、O2ガス流
量：20SCCM、ガス圧：50Paとして10分間エツ
チングを行い、タリステツプによりエツチング量
を測定したところ、50nmであることが確認され
た。比較のために上記PMMAについて同一条件
で試験を行つたがそのエツチング量は200nmであ
つた。
実施例 ４
実施例１と同様にシリコン基板へのレジスト皮
膜の形成及びベークを行つた。このレジスト皮膜
に、250Wの超高圧水銀ランプにより350〜450nm
の紫外線を一括照射した。然る後500WのXe−
Hgランプからの主として200〜280nm（コールド
ミラーにより280nmより長い波長の光はカツト）
の短波長紫外線で、マスクを密着介在下に10秒間
露光を行つた。
膜の形成及びベークを行つた。このレジスト皮膜
に、250Wの超高圧水銀ランプにより350〜450nm
の紫外線を一括照射した。然る後500WのXe−
Hgランプからの主として200〜280nm（コールド
ミラーにより280nmより長い波長の光はカツト）
の短波長紫外線で、マスクを密着介在下に10秒間
露光を行つた。
次に酢酸エチルにて、23℃で15秒間現像を行な
いパターニングを行つたところ0.5μmのラインア
ンドスペースのネガパターンが解像されたことが
確認された。そして更にレジスト膜の断面形状を
SEMにより観察したところ基板上のレジスト層
の断面形状は概ね矩形であつた。
いパターニングを行つたところ0.5μmのラインア
ンドスペースのネガパターンが解像されたことが
確認された。そして更にレジスト膜の断面形状を
SEMにより観察したところ基板上のレジスト層
の断面形状は概ね矩形であつた。
（発明の効果）
本発明は以上の説明から明らかな如く、特にそ
の耐ドライエツチング性が著しく向上された微細
パターンが非常に高い感度で形成されるなど上述
の問題を解消し得るものであり、特に高度に集積
された半導体装置等の製造に用いて好適でありそ
の工業的利用価値は極めて高い。
の耐ドライエツチング性が著しく向上された微細
パターンが非常に高い感度で形成されるなど上述
の問題を解消し得るものであり、特に高度に集積
された半導体装置等の製造に用いて好適でありそ
の工業的利用価値は極めて高い。
Claims (1)
- １ 基板上に、ビニルフエノールとメチルメタク
リレートの共重合体のナフトキノンジアジドスル
ホン酸エステルをレジスト材料として形成した皮
膜に、350〜450nmの紫外線を一括照射した後、
200〜300nmの短波長紫外線によりパターン露光
し、有機溶剤で現像するすることを特徴とする微
細ネガレジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182589A JPS6161154A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 微細ネガレジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182589A JPS6161154A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 微細ネガレジストパターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161154A JPS6161154A (ja) | 1986-03-28 |
| JPH0480377B2 true JPH0480377B2 (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=16120931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182589A Granted JPS6161154A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 微細ネガレジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6161154A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4849320A (en) * | 1986-05-10 | 1989-07-18 | Ciba-Geigy Corporation | Method of forming images |
| JPH0821532B2 (ja) * | 1986-09-16 | 1996-03-04 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0821533B2 (ja) * | 1986-11-26 | 1996-03-04 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0740543B2 (ja) * | 1987-02-17 | 1995-05-01 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| GB8715435D0 (en) * | 1987-07-01 | 1987-08-05 | Ciba Geigy Ag | Forming images |
| JPS6489424A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Matsushita Electronics Corp | Resist-pattern forming method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948403A (ja) * | 1972-05-05 | 1974-05-10 | ||
| JPS50127619A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-07 | ||
| JPS50141404A (ja) * | 1974-04-30 | 1975-11-13 |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP59182589A patent/JPS6161154A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948403A (ja) * | 1972-05-05 | 1974-05-10 | ||
| JPS50127619A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-07 | ||
| JPS50141404A (ja) * | 1974-04-30 | 1975-11-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161154A (ja) | 1986-03-28 |
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