JPS6045243A - レジストパタ−ンの形成方法 - Google Patents
レジストパタ−ンの形成方法Info
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- JPS6045243A JPS6045243A JP58153820A JP15382083A JPS6045243A JP S6045243 A JPS6045243 A JP S6045243A JP 58153820 A JP58153820 A JP 58153820A JP 15382083 A JP15382083 A JP 15382083A JP S6045243 A JPS6045243 A JP S6045243A
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- Japan
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- resist
- lmr
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- resist pattern
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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
- G03F7/022—Quinonediazides
- G03F7/023—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (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】
（発明の技術分野）
本発明は半導体装置、磁気バブル素子或いは光応用部品
等の製造に際し、電離放射線によって微細レジストパタ
ーンを形成する方Ｕ、に関する。
等の製造に際し、電離放射線によって微細レジストパタ
ーンを形成する方Ｕ、に関する。
（従来技術の説明）
近年、半導体装置等の高集積化の要求が益々高まり、こ
れに伴ない、微細パターン形成に関する技術的要請も厳
しいものとなってきている。かかる要請に答える微細加
工技術として、電子線、Ｘ線等の電離放射線によりレジ
ス）・パターンを形成し、イオン、プラズマなどを用い
たドライエンチングによりレジストパターンを精度良く
基板に転写する方法が必要とされている。
れに伴ない、微細パターン形成に関する技術的要請も厳
しいものとなってきている。かかる要請に答える微細加
工技術として、電子線、Ｘ線等の電離放射線によりレジ
ス）・パターンを形成し、イオン、プラズマなどを用い
たドライエンチングによりレジストパターンを精度良く
基板に転写する方法が必要とされている。
ところで、このような微細加工用に用いられるレジスト
材料の特性として、当然、高解像度及び高ドライエツチ
ング耐性を有することが要求されている。しかしながら
、従来より一般に知られているレジストは必ずしもこれ
らの特性を満たしているとは限らず、例えば、高解像性
ポジ形電子線レジストとじて知られているポリメチルメ
タクリレート （ＰＭＭＡと略称する）はドライエツチ
ング耐性が充分でない。また、別のポジ形レジストとし
て知られているメタクリル系ポリマーやポリブテン−１
−スルホン等はその解像力がＰ’ＭＭＡより劣り、しか
も、ドライエツチング耐性もＰＭＭＡと同等か又はそれ
より劣っており充分であると言えない。一方、ネガ形レ
ジストとじて知られているポリグリシジルメタクリレー
ト等のアクリル系レジストは」二連のＰＭＭＡと同様に
ドライエツチング耐性が充分でない。また、ポリスチレ
ン又はポリスチレンに感応基を伺与した、例えば、クロ
ルメチル化ポリスチレンは、フェニル基を含みドライエ
ツチング耐性に擬れている。しかしこれらはゲル化を利
用した架橋形レジストでありしかも、これらのゲルは現
像液によって膨潤してしまい、これがためスカムやブリ
ッジが発生してしまい、０．３ ｇｍ程度の超微細パタ
ーンの形成は困難であった。
材料の特性として、当然、高解像度及び高ドライエツチ
ング耐性を有することが要求されている。しかしながら
、従来より一般に知られているレジストは必ずしもこれ
らの特性を満たしているとは限らず、例えば、高解像性
ポジ形電子線レジストとじて知られているポリメチルメ
タクリレート （ＰＭＭＡと略称する）はドライエツチ
ング耐性が充分でない。また、別のポジ形レジストとし
て知られているメタクリル系ポリマーやポリブテン−１
−スルホン等はその解像力がＰ’ＭＭＡより劣り、しか
も、ドライエツチング耐性もＰＭＭＡと同等か又はそれ
より劣っており充分であると言えない。一方、ネガ形レ
ジストとじて知られているポリグリシジルメタクリレー
ト等のアクリル系レジストは」二連のＰＭＭＡと同様に
ドライエツチング耐性が充分でない。また、ポリスチレ
ン又はポリスチレンに感応基を伺与した、例えば、クロ
ルメチル化ポリスチレンは、フェニル基を含みドライエ
ツチング耐性に擬れている。しかしこれらはゲル化を利
用した架橋形レジストでありしかも、これらのゲルは現
像液によって膨潤してしまい、これがためスカムやブリ
ッジが発生してしまい、０．３ ｇｍ程度の超微細パタ
ーンの形成は困難であった。
また、微細パターンを形成するためには分子量を増大さ
せる方法が一般に知られているが、この方法では感度が
著しく低下するという欠点があった。特に、分子量が１
０００以下のオリゴマーでは極めて感度が低く実用にな
らないという欠点があった。
せる方法が一般に知られているが、この方法では感度が
著しく低下するという欠点があった。特に、分子量が１
０００以下のオリゴマーでは極めて感度が低く実用にな
らないという欠点があった。
（発明の目的）
本発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑み、ドライエ
ツチング削性が優れ、高解像力を有し、しかも、実用的
な感度を有するネガ形のレジストのパターン形成方法を
提供するにある。
ツチング削性が優れ、高解像力を有し、しかも、実用的
な感度を有するネガ形のレジストのパターン形成方法を
提供するにある。
（発明の構成）
この目的の達成を図るため、本発明によれば、オリゴマ
ーをレジスト材料として用いて基板表面」−にレジス］
・膜を形成し、このレジスト膜に電離放射線を照射して
このレジスト膜の照射径の分子量を照射前の分子量の１
．５倍〜５倍に増大させることを特徴とする。
ーをレジスト材料として用いて基板表面」−にレジス］
・膜を形成し、このレジスト膜に電離放射線を照射して
このレジスト膜の照射径の分子量を照射前の分子量の１
．５倍〜５倍に増大させることを特徴とする。
（実施例の説明）
以下、本発明の実施例につき説明する。
木発明者等は、微細加工用のレジスト材料の有する従来
の欠点を解決するために、数々の実験結果から、耐ドラ
イエツチング性が優れていて、電子線やＸ線等の電離放
射線により高解像性を有するようになるレジス）・材料
として、モノマー単位にフェニル基又はナフチル基を含
有するオリ」マーが適していることを見い出した。そし
てこのレジスト材料を用いてレジスト膜を形成し、ノぐ
ターニングを行うことにより微細ノぐターンを形成出来
ることが以下に述べる実施例の結果から確認された。
の欠点を解決するために、数々の実験結果から、耐ドラ
イエツチング性が優れていて、電子線やＸ線等の電離放
射線により高解像性を有するようになるレジス）・材料
として、モノマー単位にフェニル基又はナフチル基を含
有するオリ」マーが適していることを見い出した。そし
てこのレジスト材料を用いてレジスト膜を形成し、ノぐ
ターニングを行うことにより微細ノぐターンを形成出来
ることが以下に述べる実施例の結果から確認された。
次に、本発明によるレジストパターン形成方法の実施例
について説明する。
について説明する。
実施例１
レジスト材料としてモノで一単位にフェニル基又はナフ
チル基を含有するオリゴマーの一種であるノボラック樹
脂のナフｉ・キノン−１，２−ジアジド−５−スルフォ
ン酸エステル（以下ＬＭＲと称する）を使用した。この
場合、重合度が低いことが解像度を高める一原因である
ことを考慮して重合度が１０以下のノボラック樹脂のナ
フトキノン−１，２−ジアジド−５−スルフォン酸エス
テルを使用した。この場合のニステリ化度はノポラ・ン
クの水酸基に対して５０％であった。
チル基を含有するオリゴマーの一種であるノボラック樹
脂のナフｉ・キノン−１，２−ジアジド−５−スルフォ
ン酸エステル（以下ＬＭＲと称する）を使用した。この
場合、重合度が低いことが解像度を高める一原因である
ことを考慮して重合度が１０以下のノボラック樹脂のナ
フトキノン−１，２−ジアジド−５−スルフォン酸エス
テルを使用した。この場合のニステリ化度はノポラ・ン
クの水酸基に対して５０％であった。
先ず、このＬＭＲをメチルセルンルブアセテートに溶解
し、この溶液を０．５ルｍのフィルタで濾過した後、ス
ピンコーティング法によりシリコン基板上にｌル１の厚
さに塗布し皮膜すなわちレジスト膜を形成した。次に、
レジス１膜を有する基板を６０°Ｃの温度で３０分間熱
処理（プレベーク）した後、このレジスト膜に対して電
子線により２０ｋｖで、２０ｇｐ／Ｃ：ｍ’のドーズ量
で、パターニングを行った。その後、１００°Ｃで３０
分間熱処理を行い、然る後、現像液（容積比で、シクロ
ヘキサノン２に対してシクロヘキサン３の混合溶液）で
２０秒間現像したところ０．１７８Ｌｍのスペースのネ
ガ形しジスｌパターンが得られたことが確認された。
し、この溶液を０．５ルｍのフィルタで濾過した後、ス
ピンコーティング法によりシリコン基板上にｌル１の厚
さに塗布し皮膜すなわちレジスト膜を形成した。次に、
レジス１膜を有する基板を６０°Ｃの温度で３０分間熱
処理（プレベーク）した後、このレジスト膜に対して電
子線により２０ｋｖで、２０ｇｐ／Ｃ：ｍ’のドーズ量
で、パターニングを行った。その後、１００°Ｃで３０
分間熱処理を行い、然る後、現像液（容積比で、シクロ
ヘキサノン２に対してシクロヘキサン３の混合溶液）で
２０秒間現像したところ０．１７８Ｌｍのスペースのネ
ガ形しジスｌパターンが得られたことが確認された。
実施例２
実施例と同様にしてＬＭＲの皮膜を形成しプレベーク後
、酩素プラズマでドライエンチング削性を試験した。こ
の場合、エツチング装置として平行平板形の装置を用い
、出力電度を０．０８Ｗ／ｃｍ３とし、０２ガス流量を
２０ｃｃＭとし、ガス圧を５０Ｐａとして１５分間エツ
チングを行った。その際、クリステツブによりエツチン
グ量を測定したところ、５０ｎｍであることが確認され
た。比較のためＰＭＭＡ及びＡ Ｚ １３５０Ｊ （Ｓ
ｈｉｐｌｅｙ社製のホトレジストの商品名）について同
一条件で試験を行ったところ、エツチング量は夫々２０
０ｎｍ及びｌｏＯｎｍであった。
、酩素プラズマでドライエンチング削性を試験した。こ
の場合、エツチング装置として平行平板形の装置を用い
、出力電度を０．０８Ｗ／ｃｍ３とし、０２ガス流量を
２０ｃｃＭとし、ガス圧を５０Ｐａとして１５分間エツ
チングを行った。その際、クリステツブによりエツチン
グ量を測定したところ、５０ｎｍであることが確認され
た。比較のためＰＭＭＡ及びＡ Ｚ １３５０Ｊ （Ｓ
ｈｉｐｌｅｙ社製のホトレジストの商品名）について同
一条件で試験を行ったところ、エツチング量は夫々２０
０ｎｍ及びｌｏＯｎｍであった。
実施例３
実施例１と同様にＬＭＲのレジメト膜を形成してプレベ
ークした後、このレジスト膜に対して電子線を１０ｍｍ
φのスポットで４０μＣ／ｃｒａ２のドーズ量で照射し
、然る後、ｉｏｏｏＣの温度で熱処理を行ってから酢酸
イソアミルで、３０秒間、現像したところ、１０ｍｍφ
のパターンが得られた。このレジストパターンをテトラ
ヒドロフランに溶解して、ＧＰＣ：（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍ
ｅ−ａ ｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）に
て重量平均分子量６を測定したところ、２０００であっ
た。
ークした後、このレジスト膜に対して電子線を１０ｍｍ
φのスポットで４０μＣ／ｃｒａ２のドーズ量で照射し
、然る後、ｉｏｏｏＣの温度で熱処理を行ってから酢酸
イソアミルで、３０秒間、現像したところ、１０ｍｍφ
のパターンが得られた。このレジストパターンをテトラ
ヒドロフランに溶解して、ＧＰＣ：（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍ
ｅ−ａ ｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）に
て重量平均分子量６を測定したところ、２０００であっ
た。
比較のため電子線照射前のＬＭＲについて重量平均分子
量６を測定したところ、１０００であった。
量６を測定したところ、１０００であった。
これら実施例につき考察する。
先ず、実施例１の実験結果のような、電子線により高解
像性を有するネガ形レジストが得られるのは次のような
理由によるものと考えられる。すなわち、ＬＭＲは重量
平均分子ＭＵｗが１１００のオリゴマーであるが、実施
例３のようにこれに電離放射線を照射するとＬＭＲのオ
リゴマーの三重化、三重化が起って分子量が増大し、よ
って、高分子化したＬＭＲが現像液に対する溶解阻止機
能を持つこととなり、電離放射線の照射を受けた部分全
体が現像液に対し不溶化すると考えられる。しかし、こ
のオリゴマーの分子量の増加は約２倍程度であり、電離
放射線照射によるいわゆる三次元構造のゲルは生成して
おらず、従って、アセトンやメチルソルブアセテート等
の有機溶媒に可溶であって、その後のリフトオフを容易
に行うことが出来る。
像性を有するネガ形レジストが得られるのは次のような
理由によるものと考えられる。すなわち、ＬＭＲは重量
平均分子ＭＵｗが１１００のオリゴマーであるが、実施
例３のようにこれに電離放射線を照射するとＬＭＲのオ
リゴマーの三重化、三重化が起って分子量が増大し、よ
って、高分子化したＬＭＲが現像液に対する溶解阻止機
能を持つこととなり、電離放射線の照射を受けた部分全
体が現像液に対し不溶化すると考えられる。しかし、こ
のオリゴマーの分子量の増加は約２倍程度であり、電離
放射線照射によるいわゆる三次元構造のゲルは生成して
おらず、従って、アセトンやメチルソルブアセテート等
の有機溶媒に可溶であって、その後のリフトオフを容易
に行うことが出来る。
一般に、高分子の溶解度は分子量に依存しており、ＰＭ
ＭＡ等のポジ形レジストの現像はこの現象を利用してい
る。しかし、オリゴマー領域の溶解度は特異なケースが
多く、オリゴマーの、特定の溶媒での溶解速度を変化さ
せるために架橋密度が極めて低くても良い場合があると
考えられる。
ＭＡ等のポジ形レジストの現像はこの現象を利用してい
る。しかし、オリゴマー領域の溶解度は特異なケースが
多く、オリゴマーの、特定の溶媒での溶解速度を変化さ
せるために架橋密度が極めて低くても良い場合があると
考えられる。
つまり、オリゴマーを用いても架橋密度が低いため感度
が高いと考えられる。
が高いと考えられる。
また、重量平均分子量れは電子線、Ｘ線等の ・；１・
１′ ドーズ量に伴ない増大するので、ドーズ量を調整するこ
とにより所要の現像液に対す不溶化する分子量を設定し
得るが、ＬＭＲの場合には、この分子量が２０００ （
照射前の２倍）以上であればパターニングが可能となる
。しかしながら、スループットを考慮すると、ドーズ量
は低い方が好ましく、このオリゴマーの場合には、電離
放射線の照射後の重量平均分子量ｉはその照射前の５倍
以下が実用的であることが実験により分った。
１′ ドーズ量に伴ない増大するので、ドーズ量を調整するこ
とにより所要の現像液に対す不溶化する分子量を設定し
得るが、ＬＭＲの場合には、この分子量が２０００ （
照射前の２倍）以上であればパターニングが可能となる
。しかしながら、スループットを考慮すると、ドーズ量
は低い方が好ましく、このオリゴマーの場合には、電離
放射線の照射後の重量平均分子量ｉはその照射前の５倍
以下が実用的であることが実験により分った。
また、ＬＭＲが高ドライエツチング耐性を有するのは、
これにフェニル基又はナフチル基が含有されているため
と考えられ、本発明のオリゴマーのモノマー単位にこれ
らフェニル基又はナフチル基を含有することが必要であ
る。
これにフェニル基又はナフチル基が含有されているため
と考えられ、本発明のオリゴマーのモノマー単位にこれ
らフェニル基又はナフチル基を含有することが必要であ
る。
（発明の効果）
このように本発明によれば、レジスト材料としモノマー
単位にフェニル基又はナフチル基を含有するオリゴマー
を用いているので、電了線或いはＸ線等の電離放射線に
対し高解像力を有していると共に、優れたドライエツチ
ング１耐性を有するレジストをパターン形成することが
出来、また、このレジスト材料に対し電離放射線を照射
するのであるから、実用的な感度を有するレジストのパ
ターンを形成することが出来るという利点がある。
単位にフェニル基又はナフチル基を含有するオリゴマー
を用いているので、電了線或いはＸ線等の電離放射線に
対し高解像力を有していると共に、優れたドライエツチ
ング１耐性を有するレジストをパターン形成することが
出来、また、このレジスト材料に対し電離放射線を照射
するのであるから、実用的な感度を有するレジストのパ
ターンを形成することが出来るという利点がある。
また、本発明に用いたレジスト材料は現像液に対して膨
潤せず、従って、本発明方法によって、微細で奇麗でシ
ャープなレジストパターンが得られる。
潤せず、従って、本発明方法によって、微細で奇麗でシ
ャープなレジストパターンが得られる。
従って、本発明によるレジストのパターン形成方法は、
高富度化された半導体部品、半導体デバ・イス、磁気バ
ブル素子等の製造に利用して好適である。
高富度化された半導体部品、半導体デバ・イス、磁気バ
ブル素子等の製造に利用して好適である。
手続補正書
■事件の表示 特願昭５８−１５３８２０叶２発明の名
称 レジストパターンの形成方法 ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所（〒−１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番Ｉ２号 名称（０２９）沖電気工業株式会社 代表者 橋本 南海男 ４代理人 〒１７０ 廿（９８８）５５８３住所 東京
都豊島区東池袋１−ｒ１１２０番地５明細書の発明の詳
細な説明の欄 （１）、明Ａ［［１１，第７Ｕｍ４行）ｒ４ｏｇｃ Ｊ
ヲｆ１００ｊＬｃｊ と訂正する。
称 レジストパターンの形成方法 ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所（〒−１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番Ｉ２号 名称（０２９）沖電気工業株式会社 代表者 橋本 南海男 ４代理人 〒１７０ 廿（９８８）５５８３住所 東京
都豊島区東池袋１−ｒ１１２０番地５明細書の発明の詳
細な説明の欄 （１）、明Ａ［［１１，第７Ｕｍ４行）ｒ４ｏｇｃ Ｊ
ヲｆ１００ｊＬｃｊ と訂正する。
（２）、同頁第１２行のｒ １００ＯＪを目ＩＱＯｊと
訂正する。
訂正する。
（３）、同、第９頁第７行の「分った。」を１分つた。
又、感度が２０ＪＬｃ／ｃ１１２以下であるため分子量
が２倍以下でもパターニングが可能である。Ｊと訂正す
る。
が２倍以下でもパターニングが可能である。Ｊと訂正す
る。
！′
：ｌ□
Claims (1)
- 基板表面上に形成されたレジスト１１りに電離放射線を
照射してレジストのパターン形成を行うに当り、該レジ
スト膜として七ツマ一単位にフェニル基又はナフチル基
を含有するオリゴマーの皮膜を形成する工程と、該皮膜
に対し電離放射線を照射して照射後の該皮膜の分子量を
照射前の分子量の１．５〜５倍にする工程とを含むこと
を特徴とするレジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153820A JPS6045243A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153820A JPS6045243A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6045243A true JPS6045243A (ja) | 1985-03-11 |
Family
ID=15570802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153820A Pending JPS6045243A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | レジストパタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045243A (ja) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49127615A (ja) * | 1973-04-07 | 1974-12-06 | ||
| JPS5151939A (ja) * | 1974-10-31 | 1976-05-07 | Canon Kk | Saisenpataanyohotorejisutogenzoeki |
| JPS548304A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-22 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Radial tire |
| JPS5692536A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-27 | Fujitsu Ltd | Pattern formation method |
| JPS59146047A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | ネガ型レジストのパターン形成方法 |
| JPS59181535A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | ネガレジストのパタ−ン形成方法 |
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| JPS59202462A (ja) * | 1983-05-02 | 1984-11-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | ネガ型レジストのパタ−ン形成方法 |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP58153820A patent/JPS6045243A/ja active Pending
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