JPH0544019B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0544019B2
JPH0544019B2 JP62103137A JP10313787A JPH0544019B2 JP H0544019 B2 JPH0544019 B2 JP H0544019B2 JP 62103137 A JP62103137 A JP 62103137A JP 10313787 A JP10313787 A JP 10313787A JP H0544019 B2 JPH0544019 B2 JP H0544019B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
group
formula
resist
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62103137A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63269150A (ja
Inventor
Saburo Imamura
Haruyori Tanaka
Katsuhide Onose
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP62103137A priority Critical patent/JPS63269150A/ja
Publication of JPS63269150A publication Critical patent/JPS63269150A/ja
Publication of JPH0544019B2 publication Critical patent/JPH0544019B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子、磁気バブル素子及び光
応用部品等を製造する際に用いられるパターン形
成方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、IC及びLSI等の製造ではレジストと呼ば
れる高分子化合物等の有機組成物で被加工基板を
被覆し、高エネルギー線をパターン状に照射して
レジストに潜像を形成し、これを現像してパター
ン状のレジスト膜を形成したのち、被加工基板を
腐食液に浸すことにより基板のレジストに覆われ
ていない部分を化学的にエツチングあるいは不純
物をドーピングするなどの処理を行つてきた。 しかし、近年集積回路の高集積化に伴い、更に
微細なパターンを形成することが望まれている。
特に、高加速でイオンをドーピングしたり、パタ
ーンの高さと幅の比である形状比の高いパターン
を得たい場合には、レジストの膜厚が厚いもので
なくてはならない。すなわち、高速のイオンを基
板に到達させることなく捕獲するためには、レジ
スト膜厚も厚くなくてはならず、また、腐食液に
浸しエツチングする湿式法では避けられないサイ
ドエツチングのないドライエツチング、すなわち
ガスプラズマ、イオンなどを用いた反応性スパツ
タエツチングなどを用いて、形状比の高いパター
ンを実現したい場合にも、ドライエツチング中に
レジスト部分もエツチングされるため、レジスト
の膜厚も厚くしなくてはならない。しかし、従来
のレジストでは、膜厚が厚くなるに従い解像度の
低下が起こり、したがつて形状比の高いレジスト
パターンを形成することができなかつた。 この問題を解決するために、レジストを一層で
はなく多層化することにより、形状比の高いレジ
ストパターンを形成する方法が提案されている。
すなわち、第1層目に有機高分子材料の膜厚を形
成し、その上の第2層に薄膜のレジスト材料を形
成したのち、第2層のレジスト材料に高エネルギ
ー線を露光し、現像したのち得られるパターンを
マスクとして第1層の有機高分子材料をドライエ
ツチングすることにより、高形状比のパターンを
得ようとするものである。しかし、この方法では
第2層に通常のレジストを用いた場合、第1層と
第2層の材料のドライエツチング速度の比、すな
わち選択比が大きくとれなかつたり、大きくする
ためには、かなり長いエツチング時間を必要とし
た。例えば、秋谷ら(第43回応用物理学会学術講
演会講演予稿集p213)によれば第1層にポリメ
チルメタクリレート(以下PMMAと略記する)
を、第2層にクロロメチル化ポリスチレンを用い
た系で、四塩化炭素をエツチングガスとしたドラ
イエツチングを行えば、その選択比は非常に高く
なり、高形状比のレジストパターンが形成できる
ことを報告している。しかしこの場合には、
PMMAのエツチング速度も小さくなつてしまう
ため、厚いPMMAをエツチングするのに時間が
かかり、また、四塩化炭素で下地基板も同時にエ
ツチングしてしまう欠点がある。 酸素プラズマを用いる多層レジスト系としては
1層目の厚膜高分子材料層と、2層目のレジスト
との中間に酸素プラズマ耐性の高い無機物層を設
ける3層構造のレジストが提案されている。この
場合はレジスト材料で形成したパターンをマスク
として四塩化炭素−四フツ化炭素やアルゴン等の
ガスを用いて無機物質をドライエツチングし、つ
いで無機物質パターンをマスクとして、酸素で有
機高分子材料層をドライエツチングすることにな
る。そしてこの場合には、酸素プラズマは1層目
の厚膜高分子材料を速やかにエツチングでき、基
板はほとんどエツチングされないため、エツチン
グの終点を明らかにすることができる。しかしな
がら、工程数が大幅に増加するという欠点を有す
る。 一方、酸素プラズマによるドライエツチング耐
性の高いシリコーン系レジストを第2層に用いた
場合には、第2層のレジストパターンをマスクと
して第1層の有機高分子材料をドライエツチング
する際に酸素プラズマが使えるため、短時間で少
ない工程数により高形状比のレジストパターンを
形成できる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、現在知られているシリコーン系レジス
トではガラス転移温度が室温より相当低く、分子
量の低いポリマーは液状あるいは半液状のため、
非常に扱い難く、高エネルギー線に対しても感度
が悪くなる。 他方、分子量を高くするとゴム状になり若干扱
いやすくなり、また感度も高くなるが、現像溶媒
中での膨潤のためのパターンのうねり等の解像度
の低下を招く等の欠点があつた。また、架橋反応
の感度を高くするためビニル基等の連鎖反応性の
高い官能基を側鎖に導入しており、これも解像性
を低下させている原因となつている。 本発明は、これらの欠点を解消するためなされ
たものであり、その目的は、高エネルギー線に対
して、高感度、高解像性を有し、しかも酸素プラ
ズマによるドライエツチングに対し高耐性な高エ
ネルギー線感応材料を用いたパターン形成方法を
提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明を概説すれば、本発明はパターン形成方
法に関する発明であつて、主鎖が直鎖状又は環状
のポリシロキサン構造をもち、側鎖にフエニル基
をもち、前記側鎖のフエニル基に、
【式】
【式】(但しRは炭化 水素基又は置換炭化水素基を示す)、及びカルボ
キシル基よりなる群から選択した1種の基を導入
して変性した、シラノール基を含有するシロキサ
ンポリマーと、下記一般式: (式中Zは−OH、−OCl、−OF、
【式】
【式】及び よりなる群から選択した1種の基を示し、x及び
yは同一又は異なる正数を示す)で表されるオル
トナフトキノン系化合物とを包含するパターン形
成材料を、加工基板上又は厚い有機ポリマー層上
に塗布する工程、これに高エネルギー線をパター
ン状に照射する工程、高エネルギー線照射後紫外
線を全面に露光する工程、及びアルカリ水溶液で
現像して、高エネルギー線照射部にネガ形パター
ンを形成させる工程の各工程を包含することを特
徴とする。 またレジスト特性の向上のために、該エネルギ
ー線照射後加熱する工程を付加してもよい。 パターン形成工程を第1図に示す。すなわち第
1図は本発明におけるパターン形成の工程の1例
を示した工程図であり、1は高エネルギー線、2
は高エネルギー線照射により生じた潜像部分、3
はパターン形成材料、4は厚い有機ポリマー層あ
るいは基板、5は紫外線、6はネガ系パターンを
意味する。まず厚い有機ポリマー層あるいは加工
基板に上記パターン形成材料を塗布しこれにパタ
ーン状に高エネルギー線を照射する。その際照射
部にのみ潜像が生じる(a)。高エネルギー線照射後
そのままあるいは加熱処理を行つたのち全体に紫
外線を照射する(b)。そして、アルカリ現像を行い
高エネルギー線照射部のみ残膜が生じるネガ形パ
ターンを形成する(c)。 本発明においてパターン形成材料はポリシロキ
サン構造を採用してO2RIE耐性を高め、更に側鎖
にフエニル基を多数導入してTgを高めたシロキ
サンポリマーを用いることにより前記問題点を解
決するようにした。前記本発明で使用するシロキ
サンポリマーは、主鎖が直鎖状又は環状のシロキ
サン構造をもつためO2RIE耐性が高く、またフエ
ニル基が側鎖に多く存在するのでTgが室温以上
であり、粘稠でなく、平滑な膜が形成可能でレジ
ストとして使用可能である。更にフエニル基に
【式】
【式】カルボキシル基等の 親水性基が導入されているため、アルカリ水溶液
に可溶である。 このため、上記オルトナフトキノン系化合物
()を、本発明で使用するシロキサンポリマー
に添加した組成物は感光性樹脂組成物であり紫外
線照射により照射部分のオルトナフトキノン系化
合物が相応するインデンカルボン酸となつてアル
カリ可溶となり、アルカリ現像で除去される。一
方本発明で使用するパターン形成材料は電子線、
X線、遠紫外線で照射すると上記のアルカリ可溶
性が減退することが見出された。すなわち高エネ
ルギー線を照射後、全面に紫外線を露光しアルカ
リ現像することにより、高エネルギー線照射部分
のみ膜が残存し、ネガ形パターンを形成できる。
この工程により得られたネガ形パターンは、現像
時の膨潤がないため高い解像性を示す。このパタ
ーン形成材料において、オルトナフトキノン系化
合物の添加量は、通常5〜40重量%の範囲とされ
る。5重量%未満ではポリマー化合物のアルカリ
現像液に対する溶解を抑制することができず、ま
た40重量%を超えるとパターン形成材料としてSi
含有率が低下し、酸素プラズマ耐性が低下して不
都合を来す。 本発明で使用する主鎖が直鎖状であるシロキサ
ンポリマーの製造法の1例としては、ヘキサフエ
ニルシクロトリシロキサン、オクタフエニルシク
ロテトラシロキサンなど環状フエニルシロキサン
を水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物
やブチルリチウムなどのアルカリ金属のアルキル
化物で開環重合させ、得られたポリジフエニルシ
ロキサンを変性する方法が考えられる。 他方、本発明で使用する主鎖が環状であるシロ
キサンポリマーの製造法の1例としては、
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されない。 実施例 1 製造例1〜9で得られたレジスト材料に で表されるナフトキノン化合物を20重量%添加し
たパターン形成材料を約0.4μm厚さでシリコンウ
エハに塗布し、80℃20分間プリベークした。プリ
ベーク後、高エネルギー線(電子線、X線、遠赤
外線)を照射した。照射後、110℃で30分間恒温
槽で加熱した。加熱後Xeランプで500mJ/cm2
照射量で全面照射した。照射したサンプルをマイ
クロポジツト2401(シプレイ社製)と水の比が
1/1の現像液でそれぞれ現像し、照射部の残膜
が初期膜厚の50%となるところの照射量を感度と
した。解像性はライン−スペースパターンで解像
しうる最小パターン寸法を測定した。感度と解像
性及び酸素ドライエツチング速度を表1に示す。
【表】 実施例 2 製造例1によるフエニルシルセスキオキサンポ
リマーを用い、前記一般式で示されるオルトナ
フトキノン系化合物において、基Zが、下記構
造: (1) −OH、(2) −OCl、(3) −OF、 〔なお、番号15の化合物は、式で表される化
合物として重量平均分子量が970で、式(15)内にお
けるエステル部分(重合度xの部分)対遊離のフ
エノール部分(重合度yの部分)との比は約6:
4である〕のものを20重量%添加し、実施例1と
同様の方法で電子線に対する感度(残膜50%にお
ける照射量)を測定した。その結果を表2に示
す。 それぞれ、0.2μmライン−スペースを解像す
る。
【表】 実施例 3 シリコンウエハにAZ−1350レジスト(シプレ
イ社製)を2μmの厚さに塗布し、200℃で30分間
加熱し不溶化させた。このAZレジストの上に実
施例1で用いたレジスト材料を実施例1と同様の
操作で約0.2μmの厚さに塗布し、80℃で20分間プ
リベークした。プリベーク後、電子線照射、加熱
処理、キセノン光照射を行い、実施例1と同一組
成の現像液で現像を行つたところ最小線幅0.2μm
のパターンが上層のレジスト材料に形成された。
その後平行平板型スパツタエツチング装置で酸素
ガスをエツチヤントガスとしてレジストパターン
をAZレジストをエツチングした。 RFパワー0.2W/cm2、O2ガス圧20ミリトルの条
件で15分間エツチングすることによりレジストパ
ターンに覆われていない部分のAZレジストは完
全に消失した。実施例1で用いたいずれのレジス
ト材料でも0.2μmライン−スペースのパターンが
約2μmの厚さで形成できた。 実施例 4 実施例2において電子線を照射後加熱すること
なく紫外光を全面露光した。その後同様の方法で
現像し感度を測定した。その結果を表3に示す。
加熱した場合(表2)と比較して若干低感度とな
つた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明方法のパターン形
成材料はアルカリ可溶性シロキサンポリマーを用
い、オルトナフトキノン系化合物を添加したもの
であるため、高エネルギー線を照射後、必要に応
じて加熱し、更に全面に光照射しアルカリ現像す
ることにより高感度、高解像性のネガ形パターン
を形成することができる。 またシリコンを含有するため酸素プラズマ耐性
が高く、したがつて2層レジストの上層レジスト
として使用できる。2層レジストは下層にCF4
どを用いるドライエツチングに対する耐性が高
く、しかも厚い有機ポリマー層を有するため、著
しく高い形状比を有するパターンを段差基板上に
形成できる。このため本発明によれば従来のネガ
形レジスト材料では達成できなかつた、高感度え
高形状比、しかもCF4などを用いるドライエツチ
ング耐性の高いパターンを形成できるという顕著
な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明におけるパターン形成の工程の
1例を示した工程図である。 1……高エネルギー線、2……高エネルギー線
照射により生じた潜像部分、3……パターン形成
材料、4……有機ポリマー層あるいは基板、5…
…紫外線、6……ネガ形パターン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主鎖が直鎖状又は環状のポリシロキサン構造
    をもち、側鎖にフエニル基をもち、前記側鎖のフ
    エニル基に、【式】【式】 (但しRは炭化水素基又は置換炭化水素基を示
    す)、及びカルボキシル基よりなる群から選択し
    た1種の基を導入して変性した、シラノール基を
    含有するシロキサンポリマーと、一般式: (式中Zは−OH、−OCl、−OF、
    【式】 【式】及び よりなる群から選択した1種の基を示し、x及び
    yは同一又は異なる正数を示す)で表されるオル
    トナフトキノン系化合物とを包含するパターン形
    成材料を、加工基板上又は厚い有機ポリマー層上
    に塗布する工程、これに高エネルギー線をパター
    ン状に照射する工程、高エネルギー線照射後紫外
    線を全面に露光する工程、及びアルカリ水溶液で
    現像して、高エネルギー線照射部にネガ形パター
    ンを形成させる工程の各工程を包含することを特
    徴とするパターン形成方法。 2 該高エネルギー線が、電子線、X線、遠紫外
    線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。
JP62103137A 1987-04-28 1987-04-28 パタ−ン形成方法 Granted JPS63269150A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62103137A JPS63269150A (ja) 1987-04-28 1987-04-28 パタ−ン形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62103137A JPS63269150A (ja) 1987-04-28 1987-04-28 パタ−ン形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63269150A JPS63269150A (ja) 1988-11-07
JPH0544019B2 true JPH0544019B2 (ja) 1993-07-05

Family

ID=14346140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62103137A Granted JPS63269150A (ja) 1987-04-28 1987-04-28 パタ−ン形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63269150A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2646289B2 (ja) * 1990-06-01 1997-08-27 富士写真フイルム株式会社 レジスト組成物
JP5204582B2 (ja) * 2008-08-13 2013-06-05 AzエレクトロニックマテリアルズIp株式会社 アシル化されたシルセスキオキサンの製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5692536A (en) * 1979-12-27 1981-07-27 Fujitsu Ltd Pattern formation method
JPS60147732A (ja) * 1983-12-30 1985-08-03 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション オルガノシリコン組成物
JPS61144639A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Hitachi Ltd 放射線感応性組成物及びそれを用いたパタ−ン形成法
JPS61256347A (ja) * 1985-05-10 1986-11-13 Hitachi Ltd アルカリ可溶性シロキサン重合体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5692536A (en) * 1979-12-27 1981-07-27 Fujitsu Ltd Pattern formation method
JPS60147732A (ja) * 1983-12-30 1985-08-03 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション オルガノシリコン組成物
JPS61144639A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Hitachi Ltd 放射線感応性組成物及びそれを用いたパタ−ン形成法
JPS61256347A (ja) * 1985-05-10 1986-11-13 Hitachi Ltd アルカリ可溶性シロキサン重合体

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63269150A (ja) 1988-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4564579A (en) Pattern forming material of a siloxane polymer
US4738916A (en) Intermediate layer material of three-layer resist system
US5173393A (en) Etch-resistant deep ultraviolet resist process having an aromatic treating step after development
KR930000293B1 (ko) 미세패턴형성방법
KR100569536B1 (ko) Relacs 물질을 이용하여 패턴 붕괴를 방지하는 방법
US5234794A (en) Photostructuring method
JP2001023893A (ja) フォトレジストパターンの形成方法
JP2980149B2 (ja) レジスト材料およびパターン形成方法
KR100792045B1 (ko) 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물 및 이를 이용한반도체 집적회로 디바이스의 제조방법
JPH0511457A (ja) フオトリソグラフイによる構造物の製造方法
JPS60119550A (ja) パタン形成材料及びパタン形成方法
US5304453A (en) Method for preparing resist patterns through image layer transfer to a receiver substrate, via a photo-hardening organic liquid adhesive, with subsequent oxygen reactive ion etching
US5759748A (en) Method for forming photoresist pattern
JPS61218133A (ja) 半導体デバイスのパタ−ン形成方法
JPH0544019B2 (ja)
US3520685A (en) Etching silicon dioxide by direct photolysis
JPH01201337A (ja) パターン形成材料及びパターン形成方法
US5275920A (en) Method of dry development utilizing quinone diazide and basic polymer resist with latent image intensification through treatment with silicon-organic compound in water
JPS59198446A (ja) 感光性樹脂組成物及びその使用方法
US5275913A (en) Method for preparing resist patterns utilizing solvent development with subsequent resist pattern transfer, via a photo-hardening liquid adhesive, to a receiver substrate and oxygen reactive ion etching
JPH0314333B2 (ja)
JPS59148335A (ja) 微細パタ−ン形成法
JPH11242336A (ja) フォトレジストパターンの形成方法
JP2004295149A (ja) ケイ素ポリマー組成物および絶縁膜の製造方法
KR100525077B1 (ko) 반도체 소자의 미세 패턴 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term