JPH083628B2 - 非帯電性レジスト - Google Patents

非帯電性レジスト

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JPH083628B2
JPH083628B2 JP61242793A JP24279386A JPH083628B2 JP H083628 B2 JPH083628 B2 JP H083628B2 JP 61242793 A JP61242793 A JP 61242793A JP 24279386 A JP24279386 A JP 24279386A JP H083628 B2 JPH083628 B2 JP H083628B2
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泰弘 亀山
小山  徹
孝 岡部
智治 豆谷
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレジスト組成物に関するものであり更に詳し
くは半導体基板に対するイオン注入処理時のマスキング
用フォトレジストに関する。
〔従来技術〕
半導体製造プロセスにおいて不純物導入プロセスは必
須のプロセスである。従来は熱拡散の方法が主流であつ
たが近年目的とする物質をイオン化し、静電的に加速し
て固体に注入するいわゆるイオン注入技術がその制御の
容易さから主流となつたきた。この方法は低温で不純物
をドープ出来るのでレジストをドープのマスクに用いる
ことが可能となつた。しかしながらレジストをドープの
マスクに用いるには次のような欠点があつた。従来、イ
オン注入処理を被加工基板に対して選択的に行う場合に
はイオンを注入すべきでない部分上にレジストをパター
ン形成しマスキングした後イオン注入処理をする。しか
し、レジストは通常高分子物質を母体とし、非導電性で
ある。そのためイオン注入処理中にレジスト表面が帯電
する。この帯電量はイオンの打ち込み電流量の増加に従
つて増大し、下地であるシリコン酸化膜等の絶縁膜に対
して静電破壊を起こさせるに至る。第1図は、イオン注
入処理において静電破壊が生じる迄の過程を示した図で
ある。第1図(a)はシリコン基板(1)上に酸化膜
(2)を成長させ、更にそのうえに、レジスト(3)を
パターン形成した図である。第1図(b)はイオン
(4)を注入している状態を示す。通常、打ち込みイオ
ンは正イオンであるため、レジスト表面は正に帯電
(5)される。第1図(c)はレジスト表面の帯電量が
増加し、シリコン酸化膜が静電破壊を起こすことを示し
ている。
また、イオン注入処理時におけるレジスト表面での帯
電現象は、前記の様に下地の絶縁膜に静電破壊を生じさ
せるまでに至らずとも、被加工基板面内におけるイオン
注入量の均一性に影響をもたらす。すなわちこれはレジ
スト表面の帯電により生じた電界の為に被加工基板の表
面にてイオンビームが曲げられる事により、基板の中央
部にて最もイオンの注入量が少なく、周辺部に行くに従
つて多くなるという現象である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、従来のイオン注入処理時にはレジストパ
ターン表面での帯電現象の発生が起りその結果として、
下地の絶縁膜に対する静電破壊の発生、及び/又は被加
工基板面内におけるイオン注入量のバラツキの発生等に
問題点があつた。
上記の問題点は、イオンの打ち込み電流量の増加に従
つて、顕著になるため、従来打ち込み電流量が低く押え
ざるを得ず、イオン注入処理時間の短縮が図れなかつ
た。また、素子の微細化に伴い、下地のシリコン酸化膜
等の絶縁膜の膜厚は薄くなる傾向にあり、静電破壊耐圧
の下降化が進んでいる。そうしたなかで、イオン注入処
理時における下地の絶縁膜の静電破壊現象はいつそう重
大な問題となつている。
現在、このイオン注入時におけるレジストパターン表
面の帯電量を緩和させる手段の一つとして、電子を被加
工基板の表面近傍に供給する事により電荷を中和させる
方法がある。しかしこの方法では電子の供給量の最適化
が困難であり、電子の供給装置をイオン注入装置に付加
する必要があるなどの問題点があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等はこれらの点に鑑み鋭意検討を進めた結
果、特定の帯電阻止剤を含有したレジストを用いれば上
記の様な問題を克服出来ることを見いだし本発明を完成
した。
即ち本発明の要旨は、イオン化ポテンシャルが7.5eV
以下である物質及び含ホウ素有機半導体からなる群から
選ばれる少なくとも1種の帯電阻止剤をレジスト固型物
の0.1〜15重量%含有してなる半導体基板に対するイオ
ン注入処理時のマスキング用非帯電性フォトレジストに
存する。
次に本発明を詳細に説明する。
従来、イオン注入処理時に使用されているレジストの
表面抵抗は1014オーム程度以上ありこの高い絶縁性が下
地の絶縁膜の静電破壊現象等の主な原因となつている。
本発明者等はレジスト中に特定の帯電阻止剤を添加する
ことにより表面抵抗を下げ静電破壊等を防ぎうることを
見出した。
本発明において用いられる帯電阻止剤としては好適に
は次のようなものが選ばれる。
(1)レジスト組成物に相溶性があること若しくは均一
に分散できること。
(2)素子の性能に悪影響を与えるようなイオン、元素
を含まないこと。具体的にはアルカリ金属イオン、ハロ
ゲンイオン、重金属等を含まないこと。
(3)レジストの感度はそれほど低下させないこと。具
体的には核レジストの感光波長における吸収がそれほど
大きくない物質であること。
(4)レジストの解像力を損わないこと。
本発明における帯電阻止剤としては、ホールのポッピ
ング伝導を可能とする様な、7.5eV以下、好ましくは7.0
eV以下のイオン化ポテンシャルを持った物質が挙げられ
る。7.5eV以下のイオン化ポテンシャルを持った物質の
例としてはエチルカルバゾール、ピラゾリン誘導体、オ
キサジアゾール誘導体等の複素環化合物、p−ジメチル
アミノベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン等のヒド
ラゾン誘導体、p−ビスジメチルアミノベンゼン等の芳
香族アミンがあげられる。
またボロン、燐等のイオン打ち込みに使用する元素を
含むような導電体、半導体であつてもそれと同じイオン
を打ち込む際には上の他の条件が満足されれば使用でき
る。
添加量は十分な帯電防止の効果が得られ、かつレジス
ト本来の性質を損なわない範囲であり、レジスト固形物
の0.1〜15wt%、好ましくは0.5〜10wt%が用いられる。
上記の添加物を添加する母体のレジストとしては通常
フエノール、クレゾール、キシレノール、ナフトール等
のヒドロキシ芳香族の単独もしくはそれらの混合物をホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド
等のアルデヒドで縮合して得られるノボラツク樹脂とナ
フトキノンジアジド系を組み合わせて得られるノボラツ
ク系ポジ型フオトレジストや、環化ゴム系樹脂とアジド
系感光剤を組み合わせ得られるネガ型フオトレジスト等
が用いられ特に、ノボラツク系ポジ型フオトレジストが
好適に用いられる。このようなノボラツク系ポジ型レジ
ストの例を我々は先にいくつか提案した(特願昭58−15
0035、特願昭59−12792、特願昭58−158301、特願昭60
−25660)。
以下に本発明の実施例をあげ、本発明を具体的に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例
に限定されるものではない。
〔参考例1〕 m−クレゾール/p−クレゾール/2,5−キシレノールの
混合物(=3/4/3モル比)をしゆう酸を触媒としてフオ
ルムアルデヒドと縮合して得られたノボラック樹脂22.2
gおよび2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフエノンの
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル
(エステル化率75%)7.4gをエチルセロソルブアセテー
ト70.4gに溶解する。これにTTF−TCNQ錯体0.296gを溶解
させ0.2μメンブレンフイルター(ミリポア社製)でロ
過し非帯電性レジストを調製する。
このレジストの効果の評価を以下の方法で行つた。石
英ウエーハーに該レジストをスピンコーテイング法によ
り塗布し90℃,1min,プリベーク後、回転デイスク型大電
流イオン注入装置(日本真空(株)製)を用い次の条件
(As+4×1015cm-2、電流値2mA、加速エネルギー50eV)
でイオン打ち込みを行つた。イオン打ち込み後イオンス
キヤン(イオンスキヤン社(株)製)でイオン打ち込み
の均一性を評価した。また表面抵抗値を測定した。結果
を後記表1に示す。
〔実施例1〕 TTF−TCNQ錯体の代りにp−ジエチルアミノベンゾア
ルデヒドジフエニルヒドラゾンを用いた以外は参考例1
と全く同様にして評価を行つた。結果を表1に示す。
〔実施例2〕 TTF−TCNQ錯体の代りに“ハイボロンSC"(ボロンイン
ターナシヨナル(株)製、ボロン系有機半導体)を用い
た外は参考例1と全く同様にして評価を行つた。結果を
表1に示す。
〔比較例〕
AZ−1350(ヘキスト製ノボラツク系フオトレジスト)
を用いて参考例1と全く同様にして評価を行つた。結果
を表1に示す。
〔効果〕 絶縁物に大電流のイオン注入を行うと、絶縁物の帯電
により注入均一性が劣化することが確認されている。通
常レジストをマスクとしてイオン注入を行うと、このレ
ジストが絶縁物であるためのウエフアー中央付近と周辺
部で注入不均一を発生し製品の良品取れ率が低下する
が、本発明の非帯電性レジストを使用する事により帯電
が防止され、注入不均一が発生しない。
【図面の簡単な説明】
第1図はイオン注入処理において、静電破壊が生じる迄
の過程を示した図である。 図中1はシリコン基板、2は酸化膜、3はレジスト、4
はイオンをそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀山 泰弘 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 小山 徹 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 岡部 孝 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 豆谷 智治 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−107347(JP,A) 特開 昭62−113136(JP,A) 特開 昭62−113139(JP,A) 特開 昭62−199611(JP,A) 特公 昭47−30214(JP,B1) 特公 昭59−52814(JP,B2) 特表 昭55−500646(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン化ポテンシャルが7.5eV以下である
    物質及び含ホウ素有機半導体からなる群から選ばれる少
    なくとも1種の帯電阻止剤をレジスト固型物の0.1〜15
    重量%含有してなる半導体基板に対するイオン注入処理
    時のマスキング用非帯電性フォトレジスト。
  2. 【請求項2】帯電阻止剤が、イオン化ポテンシャルが7.
    5eV以下である物質であり、かつ複素環化合物、ヒドラ
    ゾン誘導体又は芳香族アミンであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のマスキング用非帯電性フォ
    トレジスト。
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US07/408,956 US4933257A (en) 1986-10-13 1989-09-18 Positive quinone diazide photo-resist composition with antistatic agent
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