JPS60119549A - パタ−ン形成材料及びパタ−ン形成法 - Google Patents
パタ−ン形成材料及びパタ−ン形成法Info
- Publication number
- JPS60119549A JPS60119549A JP58226937A JP22693783A JPS60119549A JP S60119549 A JPS60119549 A JP S60119549A JP 58226937 A JP58226937 A JP 58226937A JP 22693783 A JP22693783 A JP 22693783A JP S60119549 A JPS60119549 A JP S60119549A
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- Japan
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- forming material
- pattern forming
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- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
- G03F7/0758—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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材料とパターン形成法に関し、更
に詳しくは高エネルギー線用ポジ形レジスト材料とそれ
を２層レジストの上層レジストとして用いるパターン形
成法に関する。
に詳しくは高エネルギー線用ポジ形レジスト材料とそれ
を２層レジストの上層レジストとして用いるパターン形
成法に関する。
従来、Ｌ８工加エプロセスにおけるパターン形成には高
エネルギー線用レジスト材料が用いられている。この中
でポジ形レジストとしてフッ素含有メタクリレート系ポ
リマーが高感度（１×１０″″’ ０／１ｗｌ’ ）
であることが知られている（特許第１０３４５５６号）
。しかしながら、高感度なポジ形レジストはＬ１３１加
工におけるプラズマ加工耐性が低いという欠点がある。
エネルギー線用レジスト材料が用いられている。この中
でポジ形レジストとしてフッ素含有メタクリレート系ポ
リマーが高感度（１×１０″″’ ０／１ｗｌ’ ）
であることが知られている（特許第１０３４５５６号）
。しかしながら、高感度なポジ形レジストはＬ１３１加
工におけるプラズマ加工耐性が低いという欠点がある。
プラズマ加工耐性を改善するため、側鎖にフェニル基を
導入したポリフェニルメタクリレート（ＰＰＭＡ）は感
度が著しく低下（２ｘ１ｏ−’Ｃ／−）する欠点がある
。
導入したポリフェニルメタクリレート（ＰＰＭＡ）は感
度が著しく低下（２ｘ１ｏ−’Ｃ／−）する欠点がある
。
プラズマ加工時にエツチングされても良いようにレジス
ト膜を厚くする方法は、レジストの解像性を著しく低下
させる欠点がある。
ト膜を厚くする方法は、レジストの解像性を著しく低下
させる欠点がある。
以上述べたように、従来のポジ形レジスト材料では高感
度、高解像性及びプラズマ加工耐性の３つの特性を同時
に満足させることは困難であった。
度、高解像性及びプラズマ加工耐性の３つの特性を同時
に満足させることは困難であった。
本発明の目的は、これらの欠点のないパターン形成材料
及びその使用方法を提供することにある。
及びその使用方法を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発８Ａを靴脱すれば、本発明の第１の発明はパターン
形成材料に関する発明であって、下記一般式■： ０Ｈ８ （但し、式中Ｘは一〇Ｈ３又は（）基を示し、よりなる
群から選択した１種の基を示し、ｎは正の整数、ｍは０
又は正の整数を示す）で表されるポリマーを含むこと全
特徴とする。
形成材料に関する発明であって、下記一般式■： ０Ｈ８ （但し、式中Ｘは一〇Ｈ３又は（）基を示し、よりなる
群から選択した１種の基を示し、ｎは正の整数、ｍは０
又は正の整数を示す）で表されるポリマーを含むこと全
特徴とする。
また本発明の第２の発明はパターン形成法に関する発明
であって、基材上に有機高分子材層を設け、その上にパ
ターン形成材料層を設け、その後高エネルギー線を所望
のパターン状に照射し、照射部位のみ該パターン形成材
料層を現像溶媒に可溶化させ、現像により照射部の該パ
ターン形成材料を除去したのち、照射部以外の部分のパ
ターン形成材料をマスクとして酸素を用いるドライエツ
チングにより該パターン形成材料で慢われていない部分
の該有機高分子材層をエツチング除去することによりパ
ターンを形成する方法において、該パターン形成材料と
して、上記一般式Ｉで表されるポリマーを含む材料を用
いることを特徴とする。
であって、基材上に有機高分子材層を設け、その上にパ
ターン形成材料層を設け、その後高エネルギー線を所望
のパターン状に照射し、照射部位のみ該パターン形成材
料層を現像溶媒に可溶化させ、現像により照射部の該パ
ターン形成材料を除去したのち、照射部以外の部分のパ
ターン形成材料をマスクとして酸素を用いるドライエツ
チングにより該パターン形成材料で慢われていない部分
の該有機高分子材層をエツチング除去することによりパ
ターンを形成する方法において、該パターン形成材料と
して、上記一般式Ｉで表されるポリマーを含む材料を用
いることを特徴とする。
一般式Ｉ中のｍが０の場合、Ｓｌ 含有ポリメタクリレ
ートがエタノールなどの低級アルコールにも可解性であ
り、現像溶媒が限定される。
ートがエタノールなどの低級アルコールにも可解性であ
り、現像溶媒が限定される。
他方、側鎖に長いメチレン基を有するメタクリレートと
の共１合体は溶媒溶解性が低下し、使用しうる現像溶媒
の範囲がケトン系炭化水素にまで拡大され、高解像性の
パターン形成に有利となる。しかしながら、ｍの数の増
大は８１ 含有率の低下を招き、酸素プラズマ耐性が低
下すること、あるいはガラス転移温度（Ｔｇ）が低下し
材料がガム状で扱い難くなるなどの欠点がある。
の共１合体は溶媒溶解性が低下し、使用しうる現像溶媒
の範囲がケトン系炭化水素にまで拡大され、高解像性の
パターン形成に有利となる。しかしながら、ｍの数の増
大は８１ 含有率の低下を招き、酸素プラズマ耐性が低
下すること、あるいはガラス転移温度（Ｔｇ）が低下し
材料がガム状で扱い難くなるなどの欠点がある。
このため、ｍＶｉｎの／２以下が好ましい。
一般式Ｉ中のｍが０でＸがＯＨ，の場合のパターン形成
材料について、該材料の膜厚とポジ形レジストとしての
電子線感度との関係を第１図に示す。すなわち第１図は
、本発明のパターン形成材料の１例の膜厚（μｍ）（横
軸）と電子線感度（μ０／Ｉ：ｎｌ’＞ （縦軸）との
関係を示すグラフである。第１図から明らかなように、
膜厚が１μｍでは１２ Ｘ １０−” （０／ｃｎ？
）の感度であるが、［１２／Ａｍ厚ではＩ Ｘ １０−
’ （Ｃ／ｌｎ？ ） と高感度化される。２層レジス
トの上層レジストとして膜厚は０．２μｍで十分であシ
、本発明の第２の発明のパターン形成法において、［１
２μｍ厚のレジストパターンを有機高分子材層に転写す
ることにより、高感度、高解像性及び耐プラズマエツチ
ング性の３つの特性を同時に満足するポジ形のレジスト
パターンを形成することができる。
材料について、該材料の膜厚とポジ形レジストとしての
電子線感度との関係を第１図に示す。すなわち第１図は
、本発明のパターン形成材料の１例の膜厚（μｍ）（横
軸）と電子線感度（μ０／Ｉ：ｎｌ’＞ （縦軸）との
関係を示すグラフである。第１図から明らかなように、
膜厚が１μｍでは１２ Ｘ １０−” （０／ｃｎ？
）の感度であるが、［１２／Ａｍ厚ではＩ Ｘ １０−
’ （Ｃ／ｌｎ？ ） と高感度化される。２層レジス
トの上層レジストとして膜厚は０．２μｍで十分であシ
、本発明の第２の発明のパターン形成法において、［１
２μｍ厚のレジストパターンを有機高分子材層に転写す
ることにより、高感度、高解像性及び耐プラズマエツチ
ング性の３つの特性を同時に満足するポジ形のレジスト
パターンを形成することができる。
有機高分子材層としてはプラズマ耐性の点からフェニル
基を多く含有するものが好ましい。
基を多く含有するものが好ましい。
例、ｔ ハポリエステル系、ノボラック系、エポキシ系
、ポリアミドイミド系、ポリイミド系樹脂など広範囲な
高分子物質を適用することができる。
、ポリアミドイミド系、ポリイミド系樹脂など広範囲な
高分子物質を適用することができる。
本発明の一般式■で示される高分子化合物の製造方法と
してはメタクリル酸カリウムとａｚ−（ｃａ！＋Ｘ５ｌ
−（ａＨ３）、Ｆｔ （式中ＲはＯＨ３又は（う基、Ｘ
は２又は５を示す）との反応によ５ 、Ｓｉ含有メタク
リレートモノマーを製造し、例えばトリメチルシリルメ
チレンメタクリレートモノマーアルいハシメチルフェニ
ルシリルメチレンメタクリレートモノマーと共重合させ
ることにより得られる。
してはメタクリル酸カリウムとａｚ−（ｃａ！＋Ｘ５ｌ
−（ａＨ３）、Ｆｔ （式中ＲはＯＨ３又は（う基、Ｘ
は２又は５を示す）との反応によ５ 、Ｓｉ含有メタク
リレートモノマーを製造し、例えばトリメチルシリルメ
チレンメタクリレートモノマーアルいハシメチルフェニ
ルシリルメチレンメタクリレートモノマーと共重合させ
ることにより得られる。
重合は、α、α′−アゾビスイソブチロニトリルを重合
開始剤とし重合容器中のモノマーにカロえ、重合容器を
脱気封管して行えはよい。
開始剤とし重合容器中のモノマーにカロえ、重合容器を
脱気封管して行えはよい。
以下、本発明全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。
本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例１
各種Ｓ１ 含有メタクリレートモノマーとトリメチルシ
リルメチレンメタクリレートモノマーとの共重合体すな
わちノ（ターン形成材料の特性を表１にまとめて示す。
リルメチレンメタクリレートモノマーとの共重合体すな
わちノ（ターン形成材料の特性を表１にまとめて示す。
なお共重合比はｎ ／ ｍ＝３／１ とした。感度及び
）くターン解像性の評価は以下の方法で行った。Ｓｌ
ウエノ・に約［Ｌ２μｍ厚さで材料を塗布し、１５０ｃ
で５０分間Ｎ２ 気流中プリベークした。プリベーク後
、電子線は加速電圧２０１Ｖ で照射し、遠紫外線照射
はｉ ＫＷ のＸθ−Ｈｇランプを用いて行った。
）くターン解像性の評価は以下の方法で行った。Ｓｌ
ウエノ・に約［Ｌ２μｍ厚さで材料を塗布し、１５０ｃ
で５０分間Ｎ２ 気流中プリベークした。プリベーク後
、電子線は加速電圧２０１Ｖ で照射し、遠紫外線照射
はｉ ＫＷ のＸθ−Ｈｇランプを用いて行った。
照射後、表１に示した現像溶媒でそれぞれ現像し、照射
部の残膜が０となるところの照射量を感度とした。ｍ体
性はレジスト残膜のない最小スペースをめた。
部の残膜が０となるところの照射量を感度とした。ｍ体
性はレジスト残膜のない最小スペースをめた。
表１から明らかなように、共重合上ツマ−を含まないト
リメチルシリルメチレンメタクリレートに比べ、共重合
体は感度及びγ値共に高い。
リメチルシリルメチレンメタクリレートに比べ、共重合
体は感度及びγ値共に高い。
逆に０３ ガスによるプラズマ耐性は共重合体（フェニ
ル基を含まない場合）の方が低い。またＯＦ、ガスによ
るプラズマ耐性はフェニル基が導入されたものほど優れ
ていることがわかる。
ル基を含まない場合）の方が低い。またＯＦ、ガスによ
るプラズマ耐性はフェニル基が導入されたものほど優れ
ていることがわかる。
パターン解像性評価を行った結果、いずれの共重合体も
０．２μｍ厚でα２μｍスペーｙ、 ７５Ｅ Ｏ，４μ
ｍ ピッチで解像できることを確認した。
０．２μｍ厚でα２μｍスペーｙ、 ７５Ｅ Ｏ，４μ
ｍ ピッチで解像できることを確認した。
実施例２
各種８１ 含有メタクリレートモノマーとジメチルフェ
ニルシリルメチレンメタクリレートモノマーの共重合体
すなわちパターン形成材料の特性を表２に示す。感度な
どの評価方法は実施例１と同じ方法で行った。共重合比
ｍ ／ ｎは６／１とした。
ニルシリルメチレンメタクリレートモノマーの共重合体
すなわちパターン形成材料の特性を表２に示す。感度な
どの評価方法は実施例１と同じ方法で行った。共重合比
ｍ ／ ｎは６／１とした。
実施例１の特性と比較して感度は低くなるが、酸素プラ
ズマ耐性に優れている。フェニル基含有率が増加したた
めと推定される。
ズマ耐性に優れている。フェニル基含有率が増加したた
めと推定される。
実施例３
シリコーンウェハ上にＡＺ−１５５０レジスト（シブレ
ー社製）を１μｍ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及び２に示したパターン形成材料を［１２μｍ の厚
さに塗布し、１５０℃で５０分間Ｎ２ 気流中プリベー
クした。
ー社製）を１μｍ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及び２に示したパターン形成材料を［１２μｍ の厚
さに塗布し、１５０℃で５０分間Ｎ２ 気流中プリベー
クした。
プリベーク後、加速電圧２０ ＫＶ の電子線照射を行
った。照射後、それぞれ表１及び２に示した現像溶媒で
現像し、０，２μｍスペースを［１４μｍ ピッチで形
成した。その後平行平板型ドライエツチング装置で酸素
ガスをエッチャントガスとしてエツチングを行った。
った。照射後、それぞれ表１及び２に示した現像溶媒で
現像し、０，２μｍスペースを［１４μｍ ピッチで形
成した。その後平行平板型ドライエツチング装置で酸素
ガスをエッチャントガスとしてエツチングを行った。
酸素ガス圧８０ミリトル、ＲＦパワーＱ、１Ｗ／賦電極
電圧０．２ ＫＶ のエツチング条件では実施例１及び
２のパターン形成材料のエツチング速度はいずれも１ｎ
ｍ／分以下であった。また、Ａｚレジストのエツチング
速度は８０ｎｍ／分であり、１４分間のエツチングでパ
ターン形成材料に覆われない部分のＡｚ レジストは完
全に基板上から消失した。エツチング後、０．２μｍの
スペースパターンがレジスト厚１．２μｍ で形成でき
た。
電圧０．２ ＫＶ のエツチング条件では実施例１及び
２のパターン形成材料のエツチング速度はいずれも１ｎ
ｍ／分以下であった。また、Ａｚレジストのエツチング
速度は８０ｎｍ／分であり、１４分間のエツチングでパ
ターン形成材料に覆われない部分のＡｚ レジストは完
全に基板上から消失した。エツチング後、０．２μｍの
スペースパターンがレジスト厚１．２μｍ で形成でき
た。
これは従来の単層のポジ形レジストで解像できない領域
である。
である。
以上説明したように、本発明で得られたパターン形成材
料はＳｌ 含有メタクリレート重合体よりなり、酸素プ
ラズマ耐性に優れているため、２層レジストの上層レジ
ストとして使用できる。
料はＳｌ 含有メタクリレート重合体よりなり、酸素プ
ラズマ耐性に優れているため、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厚い有機高分子材層を有するため
、著しく高い形状比を有するパターンを形成することが
できる。また、上層レジストハ薄くできるため、ポジ形
レジストとして高感度化できる。このため、本発明によ
れば、従来のポジ形レジストでは達成することができな
かった５つの特性すなわち高感度、高解像度及びプラズ
マ耐性を同時に満足することができるという顕著な効果
が奏せられる。
、著しく高い形状比を有するパターンを形成することが
できる。また、上層レジストハ薄くできるため、ポジ形
レジストとして高感度化できる。このため、本発明によ
れば、従来のポジ形レジストでは達成することができな
かった５つの特性すなわち高感度、高解像度及びプラズ
マ耐性を同時に満足することができるという顕著な効果
が奏せられる。
第１図は本発明のパターン形成材料の１例の膜厚と電子
線感度との関係を示すグラフである。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中 本 宏 同 井 上 昭 月莫 Ｎ （ｐｔｙｎ−） 第 ／ 図
線感度との関係を示すグラフである。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中 本 宏 同 井 上 昭 月莫 Ｎ （ｐｔｙｎ−） 第 ／ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 下記一般式に ０−ＣＩ（、−８ｉ−Ｘ Ｏ−Ｙ ■ Ｈ３ よりなる群から選択した１種の基を示し、ｎは正の整数
、ｍは０又は正の整数を示す）で表されるポリマーを含
むことを特徴とするパターン形成材料。 ２ 基材上に有機高分子材層を設け、その上にパターン
形成材料層を設け、その後高エネルギー線を所望のパタ
ーン状に照射し、照射部位のみ該パターン形成材料層を
現像溶媒に可溶化させ、現像により照射部の該パターン
形成材料を除去したのち、照射部以外の部分のパターン
形成材料をマスクとして酸素を用いるドライエツチング
により該パターン形成材料で覆われていない部分の該有
機高分子材層をエツチング除去することによりパターン
を形成する方法においで、該パターン形成材料として、
下記一般式ｌ： 占Ｈ３ よシなる群から選択した１種の基を示し、ｎは正の整数
、ｍは０又は正の整数を示す）で表されるポリマーを含
む材料を用いることを特徴とするパターン形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226937A JPS60119549A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | パタ−ン形成材料及びパタ−ン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226937A JPS60119549A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | パタ−ン形成材料及びパタ−ン形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60119549A true JPS60119549A (ja) | 1985-06-27 |
Family
ID=16852940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58226937A Pending JPS60119549A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | パタ−ン形成材料及びパタ−ン形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60119549A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60229026A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-11-14 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 電子デバイスの製造方法 |
| EP0271708A2 (en) * | 1986-11-17 | 1988-06-22 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Photoresist composition comprising an interpolymer of a silicon-containing monomer and an hydroxystyrene |
| JPH02293850A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-05 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| US5024969A (en) * | 1990-02-23 | 1991-06-18 | Reche John J | Hybrid circuit structure fabrication methods using high energy electron beam curing |
| US7026099B2 (en) | 2002-04-24 | 2006-04-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern forming method and method for manufacturing semiconductor device |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP58226937A patent/JPS60119549A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60229026A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-11-14 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 電子デバイスの製造方法 |
| EP0271708A2 (en) * | 1986-11-17 | 1988-06-22 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Photoresist composition comprising an interpolymer of a silicon-containing monomer and an hydroxystyrene |
| JPH02293850A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-05 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| US5024969A (en) * | 1990-02-23 | 1991-06-18 | Reche John J | Hybrid circuit structure fabrication methods using high energy electron beam curing |
| US7026099B2 (en) | 2002-04-24 | 2006-04-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern forming method and method for manufacturing semiconductor device |
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