JPS60254128A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

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。

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方法に関する。本発明は、さらに
詳しく述べると、特に電子線のような高エネルギー輻射
線をレジスト材料に照射して露光及び現像の結果として
ポジ型のレジストノ々ターンを形成する方法に関する。

このパターン形成方法は、半導体装置製造のための微細
加工プロセスに有利に使用することができ、サブミクロ
ンのオーダーでの加工を達成することができる。

従来の技術 ポジ型レジストパターンの形成において、得られるレジ
スト・ぐターンが耐熱性及び耐プラズマ性を有すること
は非常に重要である。従来、α−メチルスチレンがすぐ
れた耐熱性耐プラズマ性を有しかつポジ型レジスト材料
として有用であることが判明し、よって、ポジ型レジス
トパターンの形成に広く用いられている。さらに、α−
メチルスチレンの欠点である低感度を回避するため、α
−メチルスチレンと他のモノマー、例えばアクリル酸、
メタクリル酸等とを共重合させて得たコポリマーもまた
ポジ型レジスト材料として広く用いられている。しかし
ながら、このようなコポリマーを使用した場合、約１桁
のオーダーで感度を増大させることができる反面、耐熱
性及び耐プラズマ性の低下を甘受しなければならない。

なぜなら、感度の増大のためには比較的に多量の相手モ
ノマー成分を導入しなければならず、その増加分だけα
−メチルスチレンの量が減少し、よってポリマー全体の
耐熱性及び耐プラズマ性が１００％ポリα−メチルスチ
レンに比して低下するからである。

現在、したがって、レジスト材料を電子線で・臂ターニ
ングしてポジ・母ターンを形成する方法であって、耐熱
性及び耐プラズマ性の低下を伴なわないで高められた感
度を保証し得るような改良されたパターン形成方法が望
まれている。このような改良方法を提供することが、今
本発明が解決しようとする問題点である。

本発明者は、このたび、α−メチルスチレンをそのまま
使用しないで、アルキルシリル基で核置換されたα−メ
チルスチレンヲ年用することによりて、上述の問題点を
解決し得ることを見い出した。

本発明は、すなわち、アルキルシリル基で核置換された
α−メチルスチレンを繰シ返し単位として有するホモポ
リマー又はコポリマーを単独で含んでなるかもしくは他
のホモポリマー又はコポリマーと組み合わせて含んでな
るレジスト材料ヲ用いて電子線照射によシポジ型レゾス
トパターンを形成することを特徴とする、パターン形成
方法にある。

本発明のレジスト材料においてホモポリマー又はコポリ
マーの繰シ返し単位として用いられるα−メチルスチレ
ン単位を一般式で示すと、次の通りである： Ｈ３ 式中のＸはアルキルシリル基、例えばメチルシリル基、
ジメチルシリル基、トリメチルシリル基などである。

本発明において有用なα−メチルスチレン繰り返し単位
には、例えば次のようなものがある。

本発明の実施において有利に使用することのできるレジ
スト材料は、前記α−メチルスチレン繰９返し単位と例
えばアクリル酸、メタクリル酸等の他の繰ジ返し単位と
からなるコポリマーを単独で含んでなるか、さもなけれ
ば、かかるコポリマーを例えばポリ（α−クロロアクリ
ル酸メチル一本発明によるパターン形成方法は、例えば
、次のようにして実施することができる： 最初に、レジスト材料として選ばれたα−メチルスチレ
ン系コーリマー又はそれと他のポリマー又はコポリマー
との混合物を例えばジオキサン、セルソルブ等の溶剤に
溶解してレゾスト溶液を得る。このレジストをシリコン
ウェハー等の適当な基材上に約０．５〜１．５μｍの膜
厚で塗布する。この塗布にはスピンコード法などを使用
する。レジスト膜の形成後、これをベークし、そして電
子線（ＥＢ）露光装置を用いて所望な像／ｆターンのＥ
Ｂ露光を行なう。ＢＢ露光後、例えばＭＣＡ（メチルセ
ルソルブアセテート）、ｇｃＡ（エチルセルソルブアセ
テート）、のような現像液で現像を行なうと、像パター
ンに対応するポジ型のレジストパターンが得られる。

実施例 下記の実施例によシ、本発明による／ＩＰターン形成方
法をさらに説明する。

例１： ｐ−イソプロペニルフェニルメチルシランとメタクリル
酸を常法に従って共重合させることによう、次式によシ
表わされるポリ（ｐ−イソプロペニルフェニルメチルシ
ランーコーメタクリル酸）（ｍ：ｎ＝７：３）を調製し
たニ −５ｌ−Ｈ Ｈ３ このコポリマーの調製のために出発物質として使用した
ｐ−イソプロペニルフェニルメチルシランは次のような
反応式にしたがって調製したものである： 以下余白 ｔ このシラン化合物は不純物を含むため、減圧蒸留を繰シ
返すことによって精製した。

例２： 前記例１において調製したポリ（ｐ−イングロベニルフ
ェニルメチルシランーコーメタクリル酸〕と別に用意し
た次式によシ表わされるポリ（α−クロロアクリル酸メ
チルーコーメタクリル酸クりライド）（ｘ：ｙ＝８：２
）： とｔ−ｓｓ：ｔｓ重量係の混合比で合し、ジオキサンに
溶解して１８重量％ジオキサン溶液を得た。

この溶液をシリコンウェハー上に約０．８５μｍの膜厚
でスピンコード法、そして窒素雰囲気中で７５．０℃で
５０分間にわたってベークした。ベークの完了後、通常
の電子線（ＥＢ）露光装置を用いて加速電圧２０　Ｋｅ
ＶでＥ　Ｂ　ｐ４ターニングし、そしてＭＣ（メチルセ
ルソルブ）で現像した。感度Ｄ０＝ＩＸ１０　Ｃ／−及
び解像力０−９　／　０．４　μｍ（ライン／ス（−ス
）を有するポジ型のレジストパターンが得られた。

得られたレジストパターンの耐熱性及び耐プラズマ性を
確認するため、これを平行平板型エツチング装置に収容
して出力２００Ｗ及び圧力０．ＩＴｏｒｒで０２プラズ
マエ、チンダに供した。レジストパターンの残膜率は、
５分後に９０１、そして１０分後に８８チであった（ち
なみに、α−メチルスチレン単独の残膜率は、同一条件
下において、５分後に７０係、そして１０分後に３０％
である）。

例３： 前記例２に記載の手法を繰シ返した。但し、本例の場合
、ｐ−イングロペニルフェニルメチルシランに代えて次
式によシ表わされるｐ−インプロペニルトリメチルシリ
ルベンゼンｅｌｆＬ＆。

前記例２とほぼ同様な結果が得られた。

発明の効果 本発明によれば、ＥＢリソグラフィーによるポジパター
ンの形成においで、α−メチルスチレンの特性に由来す
る耐熱性及び耐プラズマ性を損なうことなく、むしろこ
れらの特性を大幅に向上させることができ、また、感度
もあわせて向上させることができる。なお本発明では解
像性も良好である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルキルシリル基で核置換されたα−メチルスチレ
   ンを繰９返し単位として有するホモポリマー又はコポリ
   マーを単独で含んでなるかもしくは他のホモポリマー又
   はコポリマーと組み合わせて含んでなるレジスト材料を
   用いて電子線照射によシポジ呈しジストノ’？ターンを
   形成することを特徴とする、パターン形成方法。 ２、前記α−メチルスチレン繰シ返し単位がｐ−イング
   ロペニルフェニルメチルシランからなシ、そして次式に
   よシ表わされる、特許請求の範囲第１項に記載のｉ４タ
   ーン形成方法。 以下余白 ＣＨ３ −８ｔ−Ｈ ＣＨ３ ３、前記α−メチルスチレン繰シ返し単位がｐ−インプ
   ロペニルトリメチルシリルベンゼンからなシ、そして次
   式により表わされる、特許請求の範囲第１項に記載の・
   す―ン形成方法。 ＣＩ（３ ＣＨ，−Ｓｔ　−ＣＨ３ ＣＨ。