JPS60125840A - Resist solution - Google Patents

Resist solution

Info

Publication number
JPS60125840A
JPS60125840A JP23272283A JP23272283A JPS60125840A JP S60125840 A JPS60125840 A JP S60125840A JP 23272283 A JP23272283 A JP 23272283A JP 23272283 A JP23272283 A JP 23272283A JP S60125840 A JPS60125840 A JP S60125840A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
solvent
layer
polysiloxane
rays
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.)
Pending
Application number
JP23272283A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyotake Naraoka
楢岡 清威
Satoru Miyamae
宮前 哲
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.)
Hitachi Ltd
DuPont Toray Specialty Materials KK
Original Assignee
Hitachi Ltd
Toray Silicone Co Ltd
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 Hitachi Ltd, Toray Silicone Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP23272283A priority Critical patent/JPS60125840A/en
Publication of JPS60125840A publication Critical patent/JPS60125840A/en
Pending 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)

Abstract

PURPOSE:To prevent dissolution of an underneath resist and formation of a mixed layer and to simplify a lithographic process by using a satd. hydrocarbon for the solvent of a polysiloxane type resist used for a resist to senstitive to electron beam, X-rays, or UV rays. CONSTITUTION:A satd. hydrocarbon is used for the solvent of a polysiloxane (PSL) type resist to be used as the resist sensitive to electron beams, X-rays, or UV rays. Such a solvent is chain or cyclic satd. hydrocarbon having a boiling point of 120-170 deg.C, such as n-octane, various kinds of nonanes, various kinds of decanes, undecanes, and their mixtures. Even when the PSL type resist layer 8 is formed on a novolak resin resist layer 3 by using the PSL type resist soln. contg. such a solvent, the layer 3 is prevented from being dissolved and forming a mixed layer, thus not necessitating an operation, such as prebaking of the layer 3, and permitting simplification and speeding up of the lithographic process. Striation phenomenon does not occur and a thin uniform film can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はりソグラフィ技術に利用するレジストに関し、
特にレジストの塗布その他の取扱いを好適に行ない得る
溶媒を使用したレジストに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a resist used in beam lithography technology,
In particular, the present invention relates to a resist using a solvent that can suitably perform resist coating and other handling.

〔背景技術〕[Background technology]

例えば半導体装置の製造技術分野ではりソグラフィ技術
が利用されているが、これにはレジストが使用される。
For example, lithography technology is used in the field of manufacturing technology for semiconductor devices, and resist is used for this technology.

このレジストにはパターン焼付の方式によって電子線レ
ジストや紫外線レジストその他がある。そして、従来か
らポリシロキサンをこれら電子線および紫外線用レジス
トに適用している。
This resist includes electron beam resist, ultraviolet resist, and others depending on the pattern baking method. Conventionally, polysiloxane has been applied to these electron beam and ultraviolet ray resists.

ところで、このようなレジストは被加工材表面に薄膜状
に塗布して使用するため適宜な溶媒を用いてレジストを
液状にする必要がある。そして、この溶媒は塗布後に蒸
発してレジストを膜状にさせる必要もある。従来、この
種の溶媒には酢酸イソアミル、メチルエチルケトン、キ
シレン等が使用されている。即ち、ジャーナル・エレク
トロケミカル・ソサイアティの116巻(1969)9
4頁に電子線レジストに使用するポリシロキサンの溶媒
に酢酸イソアミルを使用した例が報告されている。また
、同誌120巻(1973)1716頁には同じ溶媒に
メチルイソブチルケトンを使用した例が報告されている
Incidentally, since such a resist is used by coating it in a thin film on the surface of a workpiece, it is necessary to liquefy the resist using an appropriate solvent. This solvent also needs to evaporate after coating to form a resist into a film. Conventionally, isoamyl acetate, methyl ethyl ketone, xylene, etc. have been used as this type of solvent. Namely, Journal Electrochemical Society Volume 116 (1969) 9
An example of using isoamyl acetate as a solvent for polysiloxane used in an electron beam resist is reported on page 4. Further, in the same magazine, Vol. 120 (1973), p. 1716, an example is reported in which methyl isobutyl ketone is used as the same solvent.

しかしながら、本発明者の検討によればこの種の溶媒は
レジストを直接被加工材上に塗布する場合には問題は生
じないが、特異なりソグラフィ技術として被加工材上に
塗布したノボラック樹脂系のフォトレジスト上に重ねて
前記ポリシロキサン系レジストを塗布する場合には問題
が生じる。即ち、上側に塗布しfこポリシロキサン系レ
ジストの溶媒によって下側レジストが溶媒して両レジス
ト膜の境界部に混合層ができてしまう。そして、この混
合層はポリシロキサン膜を露光後現像する際、現像液に
不溶であっ1こり、ま1こ下側ノボラック系レジスト膜
を酸素プラズマエッチする際にエツチングされない等の
障害となる。
However, according to the inventor's study, this type of solvent does not cause any problems when the resist is applied directly onto the workpiece, but it is a unique lithographic technique that uses novolac resin-based solvents applied to the workpiece. A problem arises when the polysiloxane resist is applied over a photoresist. That is, the solvent of the polysiloxane resist coated on the upper side serves as a solvent for the lower resist, forming a mixed layer at the boundary between the two resist films. This mixed layer is insoluble in a developer when the polysiloxane film is developed after exposure, and becomes a hindrance such as not being etched when the lower novolak resist film is etched with oxygen plasma.

このためノボラック樹脂系の7オトレジストを塗布後に
高温(250℃程度)でベークして前記溶媒に不溶とし
、これにより混合層が生成できないようにすることが考
えられる。しかしながら、この対策では所要の処理工程
終了後に高温ベークしたフメトレジストを除去すること
が困難になり、結局前述のベークと合わせて処理工数が
増大して処理の煩雑化を生じるという問題がある。
For this reason, it is conceivable to bake the novolac resin-based 7-otoresist at a high temperature (approximately 250° C.) after coating to make it insoluble in the solvent, thereby preventing the formation of a mixed layer. However, with this measure, it becomes difficult to remove the fumetresist that has been baked at a high temperature after the completion of the required processing steps, and there is a problem that the number of processing steps increases in combination with the above-mentioned baking, resulting in a complicated processing.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は下側フォトレジストの溶解を防止して混
合層の生成を防止し、これにより2層レジスト技術によ
るリソグラフィ工程を極めて容易に行なうことができる
好適な溶媒を有するレジストを提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a resist with a suitable solvent that prevents the dissolution of the lower photoresist and prevents the formation of mixed layers, thereby making it extremely easy to carry out the lithography process using two-layer resist technology. It is in.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願にkいて開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、ポリシロキサン系レジストの溶媒ニ飽和炭化
水素を用いることにより、ノボラック樹脂系フォトレジ
ストを不溶にしたポリシロキサンレジスト液を得ること
ができ、これによりノボラック樹脂系フォトレジストと
ポリシロキサン系レジストの2層構造によるリソグラフ
ィ工程を極めて容易に行ない得るものである。
That is, by using a saturated hydrocarbon as a solvent for the polysiloxane resist, it is possible to obtain a polysiloxane resist solution in which the novolac resin photoresist is insoluble. A lithography process using a layered structure can be performed extremely easily.

このためには、ポリシロキサンのみを溶解し、ノボラッ
ク系あるいはその他のポリマーを含むレジストを全熱溶
解しない溶媒を使用すればよい。
For this purpose, a solvent may be used that dissolves only the polysiloxane and does not dissolve the resist containing novolak or other polymers at all.

このような溶媒には飽和炭化水素があり、ノルマル・ノ
ナンC,H,。等を溶媒に使用する。しかし、この棟の
溶媒であっても、約100℃の沸点をもつイソオクタン
等の溶媒を用いると、このレジストの回転塗布時におけ
る溶媒の蒸発が速すぎるため、ストリエーションと呼ば
れる膜厚分布が生じる。
Such solvents include saturated hydrocarbons, such as normal nonane C, H,. etc. are used as a solvent. However, even with this type of solvent, if a solvent such as isooctane, which has a boiling point of about 100°C, is used, the solvent evaporates too quickly during spin coating of this resist, resulting in a film thickness distribution called striation. .

これは第1図に示すように、ウェーハ1の表面に放射方
向に膜厚が分布される現象であり、干渉色によって放射
方向に色の差が表われる。このような現象が生じると好
適なりソグラフィができなくなり、したがって前述のよ
うな溶媒を使用することは実用上難かしくなる。このた
め、好ましくは120〜170℃の範囲の沸点でしかも
鎖状、環状の飽和炭化水素が好ましい。具体的には、ノ
ルマルオクタン(C1Hu )、各種ノナン類(C,H
,。)および各種デカン類(C1゜H3,)を使用する
As shown in FIG. 1, this is a phenomenon in which the film thickness is distributed in the radial direction on the surface of the wafer 1, and color differences appear in the radial direction due to interference colors. If such a phenomenon occurs, it becomes impossible to carry out suitable lithography, and therefore it becomes practically difficult to use the above-mentioned solvents. For this reason, preferably a chain or cyclic saturated hydrocarbon having a boiling point in the range of 120 to 170°C is preferable. Specifically, normal octane (C1Hu), various nonanes (C, H
,. ) and various decanes (C1°H3,) are used.

〔実施例〕〔Example〕

第2図に本発明のレジストを利用したりソゲラフイエ程
の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of a process using the resist of the present invention.

先ず同図(A)のように半導体(シリコン)のシリコン
ウェーハ1の酸化膜(S iOt MA ) 2上にノ
ボラック樹脂系ポジレジスト3を1μm厚さに塗布し、
120℃の低温で30分間プレベークする。このレジス
トの塗布方法は回転塗布が一般的である。
First, as shown in the same figure (A), a novolac resin-based positive resist 3 is applied to a thickness of 1 μm on an oxide film (S iOt MA ) 2 of a silicon wafer 1 made of semiconductor (silicon).
Pre-bake for 30 minutes at a low temperature of 120°C. A common method for applying this resist is spin coating.

塗布機は第3図に示すように、可変速度で回転するモー
タ4と、このモータ4の回転軸5に固定された真空チャ
ック6とを有する。このチャック6にウェーハ1を固定
し、ウェーハ1上にレジスト溶液7を流下してからウェ
ーハを1000〜4000rpm間の適宜な回転数で回
転すればウェーハ上に均一な厚さの薄いレジスト液層を
形成でき、余剰のレジスト液はウェーハの周縁外に吹き
飛ばされる。そして、レジスト液中の溶媒は直ちに蒸発
し、レジスト薄膜が残存形成される。ここで、レジスト
液の粘度およびウェーハの回転数の調節により0.3μ
mから数μmの膜厚に塗布できる。
As shown in FIG. 3, the coating machine has a motor 4 that rotates at a variable speed and a vacuum chuck 6 fixed to a rotating shaft 5 of the motor 4. The wafer 1 is fixed to this chuck 6, the resist solution 7 is poured onto the wafer 1, and the wafer is rotated at an appropriate rotation speed between 1000 and 4000 rpm to form a thin resist solution layer with a uniform thickness on the wafer. Excess resist liquid is blown away from the wafer periphery. Then, the solvent in the resist solution immediately evaporates, leaving behind a resist thin film. Here, by adjusting the viscosity of the resist solution and the rotation speed of the wafer, the
It can be applied to a film thickness of m to several μm.

次に、第3図(B)のようにノボラック樹脂系フォトレ
ジスト膜3上にポリシロキサン膜8を0.3μm厚さに
塗布し、同様に120℃で15分間プレベークする。ポ
リシロキサンレジストは、分子量(Mw−35万、Mn
−17万)のポリジメチルシロキサンヲ沸点1’ 50
.8℃のノルマルノナン(C++Hzo)に6%濃度で
溶解し、0.2μm径のテフロンフィルターでろ過して
レジスト液としている。しかる上でこれを電子線描画装
置内にセットし、必要なパターンを露光する。
Next, as shown in FIG. 3(B), a polysiloxane film 8 is coated on the novolac resin photoresist film 3 to a thickness of 0.3 μm, and similarly prebaked at 120° C. for 15 minutes. The polysiloxane resist has a molecular weight (Mw - 350,000, Mn
-170,000) polydimethylsiloxane boiling point 1'50
.. It is dissolved in n-nonane (C++Hzo) at 8° C. at a concentration of 6% and filtered through a Teflon filter with a diameter of 0.2 μm to obtain a resist solution. Then, this is set in an electron beam lithography device and the required pattern is exposed.

次いで、デカンを現像液にしてポリシロキサンレジスト
族8を現はする。ポリシロキサンレジスト膜8はネガレ
ジストになるので同図(C)のように露光部9にレジス
ト8が残る。その後、120℃で30分間の熱処理を行
ない、現像液を除去する。
Next, polysiloxane resist group 8 is developed using decane as a developer. Since the polysiloxane resist film 8 becomes a negative resist, the resist 8 remains in the exposed area 9 as shown in FIG. 3(C). Thereafter, heat treatment is performed at 120° C. for 30 minutes to remove the developer.

次いで、プラズマエツチング装置に酸素ガスを導入し、
排気しながら反応槽内の圧力をITorrに保ち、高周
波放電を起こし酸素プラズマをつくる。ここにウェーハ
を入れ、ポリシロキサンレジストの残存膜8をマスクと
してノボラックレジスト3を同図(D)のように酸化除
去する。このとぎ、ポリシロキサンレジストは活性の扁
い酸素プラズマにより酸化されることはなく、マスクと
して作用する。
Next, oxygen gas is introduced into the plasma etching device,
The pressure inside the reaction tank is maintained at ITorr while being evacuated, and high frequency discharge is generated to create oxygen plasma. A wafer is placed here, and the novolac resist 3 is oxidized and removed using the remaining polysiloxane resist film 8 as a mask as shown in FIG. 3(D). At this point, the polysiloxane resist is not oxidized by the active oxygen plasma and acts as a mask.

続いて、プラズマエツチング装置の導入ガスをCF4 
+Oz (5%)に変えて酸化シリコン2のプラズマエ
ツチングを行なう。このとき、酸化シリコン膜2および
ポリシロキサンレジスト膜8はフレオンプラズマによっ
てエツチングされるが、その下側のノボ之ツク系レジス
ト3はフレオンプラズマに耐性があるので、このレジス
ト3をマスクとして同図(E)のような酸化シリコン膜
2のエツチングが完成される。
Next, the gas introduced into the plasma etching equipment was changed to CF4.
+Oz (5%) and perform plasma etching of silicon oxide 2. At this time, the silicon oxide film 2 and the polysiloxane resist film 8 are etched by the Freon plasma, but since the Novo-based resist 3 underneath is resistant to the Freon plasma, this resist 3 is used as a mask as shown in the same figure. Etching of the silicon oxide film 2 as shown in E) is completed.

最後に、110℃に加熱したフェノールおよび2塩化ベ
ンゼン等を含む剥離液にウェーッ・を浸せば、同図CF
)のようにノボラック系レジストは膨潤して剥離される
。メタノール洗浄、水洗、乾燥を行なうことにより所要
パターンの酸化シリコン膜2を得ることができる。
Finally, if you soak the wet cloth in a stripping solution containing phenol and benzene dichloride heated to 110°C,
), the novolak resist swells and peels off. A silicon oxide film 2 having a desired pattern can be obtained by washing with methanol, washing with water, and drying.

〔効果〕〔effect〕

(1) ポリシロキサン系レジストの溶媒に飽和炭化水
素を使用しているので、ノボラック樹脂系レジスト膜上
にポリシロキサン系レジストを塗布する2層構造を構成
しても、下側の膜が溶解されて混合層が形成されること
もなく、好適なりソゲラフイエ程を行なうことができる
(1) Since a saturated hydrocarbon is used as the solvent for the polysiloxane resist, even if a two-layer structure is constructed in which the polysiloxane resist is coated on a novolac resin resist film, the lower film will not be dissolved. A suitable sogerafye process can be carried out without forming a mixed layer.

(2) 混合層が形成されることがないので、下側の膜
を高温ベークする等の工程を不要とし、リソグラフィ工
程の簡易化、迅速化を達成できる。
(2) Since a mixed layer is not formed, a process such as high-temperature baking of the lower film is not necessary, and the lithography process can be simplified and speeded up.

(3)沸点が120〜170℃の範囲の鎖状および環状
の飽和炭化水素を使用しているので、ストリエーション
と呼ばれる放射方向の膜厚の不均一を防止して均一な薄
膜を形成できる。
(3) Since chain and cyclic saturated hydrocarbons with boiling points in the range of 120 to 170° C. are used, a uniform thin film can be formed by preventing non-uniformity in film thickness in the radial direction called striation.

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で稙々変更可
能でおることはいうまでもない。たとえば、飽和炭化水
素は単一化合物である必要はなく、例示した炭化水素の
混合物でもよ(So 〔利用分野〕 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造用
の2層のりソグラフィ技術に適用した場合について説明
しtこが、それに限定されるものではなく、一般的なり
ソグラフィ技術の全てに適用することができる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, it should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified without departing from the gist thereof. Not even. For example, the saturated hydrocarbon does not need to be a single compound, and may be a mixture of the exemplified hydrocarbons (So [Field of Application] In the above explanation, the invention made by the present inventor will be mainly described in terms of the field of application that is its background. The present invention will be described with reference to a case where it is applied to a two-layer lithography technique for manufacturing a certain semiconductor device, but the present invention is not limited thereto and can be applied to all general lithography techniques.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はストリエーションを説明するためのウェーハの
平面図、 第2図(A)〜(F)は実施例工程のウェーハの一部断
面図、 第3図はレジストの塗布機の概念構成図である。 1・・・ウェーハ、2・・・酸化シリコン膜、3・・・
ノボラック樹脂系フォトレジスト膜、4・・・モータ、
6・・・チャック、7 ・レジスト液、8・・・ポリシ
ロキサン系レジスト膜。 第 1 図 第 3 図
Fig. 1 is a plan view of a wafer to explain striations, Fig. 2 (A) to (F) are partial cross-sectional views of a wafer in an example process, and Fig. 3 is a conceptual configuration diagram of a resist coating machine. It is. 1... Wafer, 2... Silicon oxide film, 3...
Novolac resin photoresist film, 4... motor,
6... Chuck, 7 - Resist solution, 8... Polysiloxane resist film. Figure 1 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電子線、X線あるいは紫外線用ホトレジストとして
構成されるポリシロキサン系レジストであって、溶媒に
飽和炭化水素を用いてなることを特徴とするレジスト液
。 2、溶媒は沸点が120〜170℃の範囲の鎖状および
環状の飽和炭化水素である特許請求の範囲第1項記載の
レジスト液。 3、allはノルマルオクタン、各種ノナン類、各m−
デカン類、炭素数11よりなる飽和炭化水素およびこれ
らの混合物である特許請求の範囲第2項記載のレジスト
液。
[Scope of Claims] 1. A resist liquid which is a polysiloxane resist configured as a photoresist for electron beams, X-rays or ultraviolet rays, characterized in that it is made using a saturated hydrocarbon as a solvent. 2. The resist liquid according to claim 1, wherein the solvent is a chain or cyclic saturated hydrocarbon having a boiling point in the range of 120 to 170°C. 3, all are normal octane, various nonanes, each m-
The resist liquid according to claim 2, which is a decane, a saturated hydrocarbon having 11 carbon atoms, or a mixture thereof.
JP23272283A 1983-12-12 1983-12-12 Resist solution Pending JPS60125840A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23272283A JPS60125840A (en) 1983-12-12 1983-12-12 Resist solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23272283A JPS60125840A (en) 1983-12-12 1983-12-12 Resist solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60125840A true JPS60125840A (en) 1985-07-05

Family

ID=16943757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23272283A Pending JPS60125840A (en) 1983-12-12 1983-12-12 Resist solution

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60125840A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5912049A (en) Process liquid dispense method and apparatus
EP0394354B1 (en) Use of particular mixtures of ethyl lactate and methyl ethyl ketone to remove undesirable peripheral material (e.g. edge beads) from photoresist-coated substrates
US5358599A (en) Process for etching a semiconductor device using an improved protective etching mask
KR20120101358A (en) (spin-on formulation and method for an ion implanted photoresist)
US4427713A (en) Planarization technique
US4968582A (en) Photoresists resistant to oxygen plasmas
JPS60125840A (en) Resist solution
US5114827A (en) Photoresists resistant to oxygen plasmas
US4233394A (en) Method of patterning a substrate
JPH0472223B2 (en)
JPH02156244A (en) Pattern forming method
TW202314793A (en) Method for removing material overburden via enhanced freeze-less anti-spacer formation using a bilayer system
JP2589471B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS61248039A (en) Pattern forming method
JPH0337295B2 (en)
KR100585071B1 (en) Method for coating photoresist layer
JPS6125210B2 (en)
JPH02271625A (en) Wet etching method
JP2005521556A (en) Process to improve membrane performance using high diffusivity penetrants
JPH04338630A (en) Method for manufacture of semiconductor device
KR19990056767A (en) Photosensitive film application method
JPS6142134A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH03227009A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS62128527A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6152567B2 (en)