JPS5857731B2 - プラズマエッチング用レジスト組成物 - Google Patents
プラズマエッチング用レジスト組成物Info
- Publication number
- JPS5857731B2 JPS5857731B2 JP53112897A JP11289778A JPS5857731B2 JP S5857731 B2 JPS5857731 B2 JP S5857731B2 JP 53112897 A JP53112897 A JP 53112897A JP 11289778 A JP11289778 A JP 11289778A JP S5857731 B2 JPS5857731 B2 JP S5857731B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- etching
- present
- plasma etching
- resist composition
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模集積回路）
、磁気バブル素子、表面弾性波素子などの電子部品製造
工程で、ドライエツチングによる微細パターン形成に高
耐性を有するレジスト組成物に関するものである。
、磁気バブル素子、表面弾性波素子などの電子部品製造
工程で、ドライエツチングによる微細パターン形成に高
耐性を有するレジスト組成物に関するものである。
従来、行われているＩＣなどの微細パターン加工では、
被加工体表面に放射線感応性有機高分子材料であるレジ
ストのパターンを形成した上で、エツチング溶液に浸漬
し、加工を行っていた。
被加工体表面に放射線感応性有機高分子材料であるレジ
ストのパターンを形成した上で、エツチング溶液に浸漬
し、加工を行っていた。
この方法では被加工体の表面がエツチング液に接触する
ため汚染されたり、エツチングの進行につれてサイドエ
ツチング現象が起こり、微細パターン加工の寸法精度が
極めて低下するという欠点があった。
ため汚染されたり、エツチングの進行につれてサイドエ
ツチング現象が起こり、微細パターン加工の寸法精度が
極めて低下するという欠点があった。
これに対して、ＣＦ４、ＣＣｌ４．０２などのガス雰囲
気中でプラズマを発生させ、生成する活性種と被加工体
との化学反応によりエツチング加工するプラズマエツチ
ング、加速したアルゴンイオンを被加工体にあてて加工
するスパッタエツチング、または両者の併用など、総称
してドライエツチングと呼ばれる加工法ではサイドエツ
チングが減少し、加工寸法精度が向上する。
気中でプラズマを発生させ、生成する活性種と被加工体
との化学反応によりエツチング加工するプラズマエツチ
ング、加速したアルゴンイオンを被加工体にあてて加工
するスパッタエツチング、または両者の併用など、総称
してドライエツチングと呼ばれる加工法ではサイドエツ
チングが減少し、加工寸法精度が向上する。
このドライエツチングに使用されるレジスト材料は従来
のレジスト材料と同様に微細パターンを形成するための
電子線やＸ線、紫外線などの放射線に対して高感度、高
解像性であるほかにプラズマガスやイオン衝撃などの加
工条件下で劣化や分解して寸法変形やレジスト膜の飛散
が起こらないような耐性が要求される。
のレジスト材料と同様に微細パターンを形成するための
電子線やＸ線、紫外線などの放射線に対して高感度、高
解像性であるほかにプラズマガスやイオン衝撃などの加
工条件下で劣化や分解して寸法変形やレジスト膜の飛散
が起こらないような耐性が要求される。
しかしながら従来、使用されている高感度、高解像性レ
ジスト材料は一般にこれらの加工条件に対する耐性が不
十分であったため、厚いレジスト膜を必要とし、みかゆ
の感度や解像性が低下して寸法精度の高い微細加工を困
難とする欠点があった。
ジスト材料は一般にこれらの加工条件に対する耐性が不
十分であったため、厚いレジスト膜を必要とし、みかゆ
の感度や解像性が低下して寸法精度の高い微細加工を困
難とする欠点があった。
本発明はドライエツチングによる微細加工に使用される
レジスト材料のドライエツチング耐性を増し、寸法精度
の高い加工を実現するために、レジスト材料である放射
線感応性有機高分子材料にラジカル捕捉物質、重合禁止
物質の群（以下添加剤と略す）より選ばれる少なくとも
一種を含有せしめてなることを特徴とする微細加工用レ
ジスト組成物で、以下詳細に説明する。
レジスト材料のドライエツチング耐性を増し、寸法精度
の高い加工を実現するために、レジスト材料である放射
線感応性有機高分子材料にラジカル捕捉物質、重合禁止
物質の群（以下添加剤と略す）より選ばれる少なくとも
一種を含有せしめてなることを特徴とする微細加工用レ
ジスト組成物で、以下詳細に説明する。
実施例 １〜５
第１図は本発明の実施例である種々のレジスト材料に各
種添加剤を加えたレジスト組成物をプラズマエツチング
した場合の添加剤の量（レジスト材料に対する重量％）
とレジスト膜の相対エツチング速度との関係を示したも
のツノはポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭＡと略
す）レジストにラジカル捕捉剤であり重合禁止剤である
２・２ジフェニル−１−ピクリルヒドラジル（以下ＤＰ
ＰＨと略す）を添加した組成物、■はＰＭＭＡレジスト
にラジカル捕捉剤であり重合禁止剤であるガルピノキシ
ルを添加した組成物、■はＰＭＭＡレジストに重合禁止
剤であるベンゾキノンを添加した組成物、■はポリ−２
・、２・３・４・４・４−へキサフルオロブチルメタア
クリレートレジストにＤＰＰＨを添加した組成物、■は
ポリグリシジルメタアクリレートレジストにＤＰＰＨを
添加した組成物である。
種添加剤を加えたレジスト組成物をプラズマエツチング
した場合の添加剤の量（レジスト材料に対する重量％）
とレジスト膜の相対エツチング速度との関係を示したも
のツノはポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭＡと略
す）レジストにラジカル捕捉剤であり重合禁止剤である
２・２ジフェニル−１−ピクリルヒドラジル（以下ＤＰ
ＰＨと略す）を添加した組成物、■はＰＭＭＡレジスト
にラジカル捕捉剤であり重合禁止剤であるガルピノキシ
ルを添加した組成物、■はＰＭＭＡレジストに重合禁止
剤であるベンゾキノンを添加した組成物、■はポリ−２
・、２・３・４・４・４−へキサフルオロブチルメタア
クリレートレジストにＤＰＰＨを添加した組成物、■は
ポリグリシジルメタアクリレートレジストにＤＰＰＨを
添加した組成物である。
上記レジストと添加剤を、例えばメチルイソブチルケト
ンなどの有機溶媒に溶解後、例えば表面酸化したシリコ
ンウェハ表面に膜厚０．１〜１０μｍの均一膜とし、こ
れを２００〜６０℃の温度で１０〜６０分間熱処理を行
い、円筒型のプラズマリアクターを使用し、数％の酸素
を含むＣＦ４ガスを５０〜２００ ｃｃ ／ｍｉｙ＋の
流量で流しながら１００〜１０００ＷのＲＦ電力（１３
，５６ＭＨｚ ）を印加してプラズマエツチングを行っ
た。
ンなどの有機溶媒に溶解後、例えば表面酸化したシリコ
ンウェハ表面に膜厚０．１〜１０μｍの均一膜とし、こ
れを２００〜６０℃の温度で１０〜６０分間熱処理を行
い、円筒型のプラズマリアクターを使用し、数％の酸素
を含むＣＦ４ガスを５０〜２００ ｃｃ ／ｍｉｙ＋の
流量で流しながら１００〜１０００ＷのＲＦ電力（１３
，５６ＭＨｚ ）を印加してプラズマエツチングを行っ
た。
このように本発明によるラジカル捕捉剤や重合禁止剤を
含有するレジスト組成物はプラズマエツチングに対して
、添加剤を含有しないレジスト材料よりもエツチング速
度が遅く、従って高い耐性を有するため、薄いレジスト
膜で寸法精度の高いプラズマエツチング加工を実現する
ことができる。
含有するレジスト組成物はプラズマエツチングに対して
、添加剤を含有しないレジスト材料よりもエツチング速
度が遅く、従って高い耐性を有するため、薄いレジスト
膜で寸法精度の高いプラズマエツチング加工を実現する
ことができる。
なお、本発明はレジスト材料の種類、被加工基板の種類
、本発明によるレジスト組成物の膜厚および膜形成後の
熱処理条件、プラズマエツチング装置の種類やエツチン
グガス、エツチング条件に関係なくレジスト組成物のプ
ラズマエツチングに対する耐性の効果が実現できる。
、本発明によるレジスト組成物の膜厚および膜形成後の
熱処理条件、プラズマエツチング装置の種類やエツチン
グガス、エツチング条件に関係なくレジスト組成物のプ
ラズマエツチングに対する耐性の効果が実現できる。
実施例１と実施例６
第２図は参考例１と本発明の実施例６のレジストについ
てのスパッタエツチングのアルゴンイオン電流密度とレ
ジスト膜の相対エツチング速度との関係を示したもので
、■は添加剤を含有しないＰＭＭＡレジスト ■は本発
明によるＰＭＭＡに１０ｗｔ％のＤＰＰＨを添加したレ
ジスト組成物についての上記関係を示す曲線である。
てのスパッタエツチングのアルゴンイオン電流密度とレ
ジスト膜の相対エツチング速度との関係を示したもので
、■は添加剤を含有しないＰＭＭＡレジスト ■は本発
明によるＰＭＭＡに１０ｗｔ％のＤＰＰＨを添加したレ
ジスト組成物についての上記関係を示す曲線である。
上記レジストまたはレジストと添加剤を、例えばメチル
イソブチルケトンなどの有機溶媒に溶解後、例えばガラ
ス基板に約５ｏｏＡのクロムを蒸着した基板面に膜厚０
．１〜１０μｍの均一膜とし、これを１００〜２００℃
の温度で１０〜６０分間熱処理を行ったものを、加速電
圧５００〜３０００Ｖ、アルゴン圧１〜ｌ０ＸＩＯ’Ｔ
ｏｒｒの条件でスパッタエツチングを行った。
イソブチルケトンなどの有機溶媒に溶解後、例えばガラ
ス基板に約５ｏｏＡのクロムを蒸着した基板面に膜厚０
．１〜１０μｍの均一膜とし、これを１００〜２００℃
の温度で１０〜６０分間熱処理を行ったものを、加速電
圧５００〜３０００Ｖ、アルゴン圧１〜ｌ０ＸＩＯ’Ｔ
ｏｒｒの条件でスパッタエツチングを行った。
本発明によるレジスト組成物はスパッタエツチングに対
して相対エツチング速度が低くなる故に耐性が向上する
。
して相対エツチング速度が低くなる故に耐性が向上する
。
なお本発明は、レジスト材料の種類、被加工基板の種類
、本発明によるレジスト組成物の膜厚および膜形成後の
熱処理条件、スパッタエツチング装置の種類やイオン種
、スパッタ条件に関係なくレジスト組成物の耐スパツタ
エツチングの効果が実現できる。
、本発明によるレジスト組成物の膜厚および膜形成後の
熱処理条件、スパッタエツチング装置の種類やイオン種
、スパッタ条件に関係なくレジスト組成物の耐スパツタ
エツチングの効果が実現できる。
参考例２、実施例７
第１表は参考例２と本発明にかかわる実施例で、添加剤
を含有しないレジストＡと添加剤を含有するレジストＢ
を実施例１について述べたプラズマエツチング条件と同
じ条件でエツチングした場合のレジスト膜の相対エツチ
ング速度を示したものである。
を含有しないレジストＡと添加剤を含有するレジストＢ
を実施例１について述べたプラズマエツチング条件と同
じ条件でエツチングした場合のレジスト膜の相対エツチ
ング速度を示したものである。
レジストＡは例えばメチルイソブチルケトン溶液に溶解
したＰＭＭＡレジストを例えば表面酸化したシリコンウ
ェハに膜厚０．１〜１０μｍの均一膜とし、これを１０
０〜２００℃の温度で１０〜６０分間熱処理を行ったも
のである。
したＰＭＭＡレジストを例えば表面酸化したシリコンウ
ェハに膜厚０．１〜１０μｍの均一膜とし、これを１０
０〜２００℃の温度で１０〜６０分間熱処理を行ったも
のである。
レジストＢは添加剤を含有するもので、レジストＡと同
じＰＭＭＡレジストを用い同じ条件で膜形成、熱処理し
た後、例えばｎ−ブチルアルコ−／Ｌ／に１０ｗｔ％の
ガルピノキシルを溶解した含浸溶液（液温３０℃）に１
０分間浸漬後メタノールで表面をリンスし、これを再び
１００〜２００℃で１０〜６０分間熱処理を行ったもの
をプラズマエツチングしたものである。
じＰＭＭＡレジストを用い同じ条件で膜形成、熱処理し
た後、例えばｎ−ブチルアルコ−／Ｌ／に１０ｗｔ％の
ガルピノキシルを溶解した含浸溶液（液温３０℃）に１
０分間浸漬後メタノールで表面をリンスし、これを再び
１００〜２００℃で１０〜６０分間熱処理を行ったもの
をプラズマエツチングしたものである。
なお、本発明における含浸溶液の溶媒の種類は添加剤を
溶解し、レジストを溶解しないものでメタノール、エタ
ノール、インプロパツール、ｎ−へキサン、水などを使
用しても同様の効果が得られる。
溶解し、レジストを溶解しないものでメタノール、エタ
ノール、インプロパツール、ｎ−へキサン、水などを使
用しても同様の効果が得られる。
さらに含浸溶液の液温を例えば１０〜７０℃、浸漬時間
を例えば３〜６０分間の間で変えることにより効果の程
度を変えることが可能である。
を例えば３〜６０分間の間で変えることにより効果の程
度を変えることが可能である。
本発明においては、レジスト材料の種類および本発明に
かかわる含浸溶液に加わる添加剤の種類が異っても同様
の効果が得られる。
かかわる含浸溶液に加わる添加剤の種類が異っても同様
の効果が得られる。
以上各実施例につい゛て詳細な説明を行ってきたが本発
明の実施例で示した添加剤のほかにＮ−Ｎ・Ｎ／・Ｎ′
−テトラエチル−ｐ−フェニレンジアミン；Ｎ−（３−
Ｎ−オキシアニリノ−１・３−ジメチルブチリデン）ア
ニリンオキシドからの遊離基；ｐ−ｐ’−ジフルオルジ
フェニルアミノなどのラジカル捕捉剤、２・３−ジメチ
ル−ｐ−ベンゾキノン；１・４−ナフトキノン；トリメ
チルキノンなどの重合禁止剤を添加剤とするレジスト組
成物においても同様の効果が得られる。
明の実施例で示した添加剤のほかにＮ−Ｎ・Ｎ／・Ｎ′
−テトラエチル−ｐ−フェニレンジアミン；Ｎ−（３−
Ｎ−オキシアニリノ−１・３−ジメチルブチリデン）ア
ニリンオキシドからの遊離基；ｐ−ｐ’−ジフルオルジ
フェニルアミノなどのラジカル捕捉剤、２・３−ジメチ
ル−ｐ−ベンゾキノン；１・４−ナフトキノン；トリメ
チルキノンなどの重合禁止剤を添加剤とするレジスト組
成物においても同様の効果が得られる。
ポジ型およびネガ型レジスト材料は、プラズマエツチン
グやスパッタエツチングおよび両者を併用した反応性ス
パックエツチングなどのドライエツチング雰囲気下では
劣化や分解が進行しレジスト膜厚の減少となって現われ
る。
グやスパッタエツチングおよび両者を併用した反応性ス
パックエツチングなどのドライエツチング雰囲気下では
劣化や分解が進行しレジスト膜厚の減少となって現われ
る。
これは加工に用いるプラズマやイオン衝撃により加工雰
囲気中またはレジスト膜中に生起するラジカルやイオン
などの各種活性種が高分子鎖に作用し、分解や劣化を促
進する作用による。
囲気中またはレジスト膜中に生起するラジカルやイオン
などの各種活性種が高分子鎖に作用し、分解や劣化を促
進する作用による。
これに対して本発明によるレジスト組成物では高分子鎖
に作用するラジカルやイオンなどの活性種をラジカル捕
捉物質や重合禁止物質が捕捉して安定なラジカルとなっ
たり、これらと結合して活性を失う効果をもつため高分
子鎖の分解や劣化が抑制されドライエツチングに対する
耐性として作用する利点がある。
に作用するラジカルやイオンなどの活性種をラジカル捕
捉物質や重合禁止物質が捕捉して安定なラジカルとなっ
たり、これらと結合して活性を失う効果をもつため高分
子鎖の分解や劣化が抑制されドライエツチングに対する
耐性として作用する利点がある。
一般にプラスチック材料は紫外線やＸ線、γ線などの各
種放射線により分解劣化する。
種放射線により分解劣化する。
これらの反応もラジカルやイオンなどの活性種によって
反応が進行するため、本発明で使用する添加剤を応用す
ればプラスチック材料の放射線などに対する劣化を防止
または軽減する効果が期待される。
反応が進行するため、本発明で使用する添加剤を応用す
ればプラスチック材料の放射線などに対する劣化を防止
または軽減する効果が期待される。
第１図は本発明の実施例である種々のレジスト組成物を
プラズマエツチングした場合の添加剤の量とレジスト膜
の相対エツチング速度との関係を示した図である。 第２図は本発明の一実施例と参考例のレジスト組成物に
ついてのスパッタエツチングのアルゴンイオン電流密度
とレジスト膜の相対エツチング速度との関係を示した図
である。
プラズマエツチングした場合の添加剤の量とレジスト膜
の相対エツチング速度との関係を示した図である。 第２図は本発明の一実施例と参考例のレジスト組成物に
ついてのスパッタエツチングのアルゴンイオン電流密度
とレジスト膜の相対エツチング速度との関係を示した図
である。
Claims (1)
- １ 放射線感応性有機高分子材料であるポリメチルメタ
クリレートあるいはポリ−２・２・３・４４・４−へキ
サフルオロプチルメククリレートにラジカル捕捉剤であ
り重合禁止剤である２・２ジフェニル−１−ピクリルヒ
ドラジル、ガルピノキシル、重合禁止剤であるベンゾキ
ノンから成る群から選ばれる少なくとも１種を含有せし
めてなることを特徴とするプラズマエツチング用レジス
ト組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53112897A JPS5857731B2 (ja) | 1978-09-16 | 1978-09-16 | プラズマエッチング用レジスト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53112897A JPS5857731B2 (ja) | 1978-09-16 | 1978-09-16 | プラズマエッチング用レジスト組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5540411A JPS5540411A (en) | 1980-03-21 |
| JPS5857731B2 true JPS5857731B2 (ja) | 1983-12-21 |
Family
ID=14598232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53112897A Expired JPS5857731B2 (ja) | 1978-09-16 | 1978-09-16 | プラズマエッチング用レジスト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857731B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784452A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Positive type resist for use in electron beams |
| GB2122765B (en) * | 1981-12-21 | 1986-03-26 | Inst Chimii Akademii Nauk Sssr | Photo-and electron resist |
| JPS59198122A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-09 | Tokuyama Soda Co Ltd | 粗面化ポリプロピレンフイルムの製法 |
| JPS59211908A (ja) * | 1983-05-17 | 1984-11-30 | 株式会社東芝 | 油入フイルムコンデンサ |
| JPS6023023A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-05 | Tokuyama Soda Co Ltd | 粗面化ポリプロピレンフィルムの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102025A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-06 | Hitachi Ltd | Radiation sensitive organic high molecular material |
-
1978
- 1978-09-16 JP JP53112897A patent/JPS5857731B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102025A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-06 | Hitachi Ltd | Radiation sensitive organic high molecular material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5540411A (en) | 1980-03-21 |
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