JPS6067941A - 微細パタ−ン形成法 - Google Patents
微細パタ−ン形成法Info
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- JPS6067941A JPS6067941A JP58176261A JP17626183A JPS6067941A JP S6067941 A JPS6067941 A JP S6067941A JP 58176261 A JP58176261 A JP 58176261A JP 17626183 A JP17626183 A JP 17626183A JP S6067941 A JPS6067941 A JP S6067941A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- resist layer
- resist
- layer
- monomer
- 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
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Classifications
-
- 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
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (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〕
本発明は基板上のレジスト層に電子線、Ｘ線。
イオン粒子線等の放射線の照射により微細パターンを形
成させる方法に関する。
成させる方法に関する。
近年、半導体素子の高密度化に伴い電子綿、Ｘ線、イオ
ン粒子線等の放射線によるリソグラフィー技術が導入さ
れている。この放射線リングラフイー技術を用いた微細
パターン形成法は、基板上Ｃ：放射線感応レジスト層を
被覆し、このレジスト層に放射線を所望のパターンに照
射した後現像尾理を施してレジスト層にパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクとして湿式あるいは
乾式のエツチングを施して上記基板に上記パターンな蝕
刻形成するものである。
ン粒子線等の放射線によるリソグラフィー技術が導入さ
れている。この放射線リングラフイー技術を用いた微細
パターン形成法は、基板上Ｃ：放射線感応レジスト層を
被覆し、このレジスト層に放射線を所望のパターンに照
射した後現像尾理を施してレジスト層にパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクとして湿式あるいは
乾式のエツチングを施して上記基板に上記パターンな蝕
刻形成するものである。
レートなどの含ハロゲンポジ型レジスト膜は高品質々基
板として広く用いられているシリコン、酸化シリコン、
窒化シリコンなどのシリコン系半導体基板との接着性が
悪く、これらのシリコン系半導体基板上（ニレジストパ
ターンを形成させるとこの基板とレジストパターンとの
接着不良が発生してパターン流れが発生し、エツチング
により所望のパターンが蝕刻形成できにくいという問題
点を有していた。
板として広く用いられているシリコン、酸化シリコン、
窒化シリコンなどのシリコン系半導体基板との接着性が
悪く、これらのシリコン系半導体基板上（ニレジストパ
ターンを形成させるとこの基板とレジストパターンとの
接着不良が発生してパターン流れが発生し、エツチング
により所望のパターンが蝕刻形成できにくいという問題
点を有していた。
このため、シリコン系半導体基板との接着性を改良させ
た共重合体のレジスト膜を用いる方法が行われているが
、このレジスト層は共重合体の組成比制御が困難であり
安定した品質のレジスト層が得られにくく、また放射線
との感度も低下してしまうという欠点を有していた。
た共重合体のレジスト膜を用いる方法が行われているが
、このレジスト層は共重合体の組成比制御が困難であり
安定した品質のレジスト層が得られにくく、また放射線
との感度も低下してしまうという欠点を有していた。
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので感
度、解像性を低下させることなくパターン流れのほとん
どない、高精度な微細パターンを形成させる方法を提供
することを目的とする。
度、解像性を低下させることなくパターン流れのほとん
どない、高精度な微細パターンを形成させる方法を提供
することを目的とする。
本発明は上記目的のため、電子線、Ｘ線、イオン粒子線
等の放射線の照射により微細パターンを形成させる方法
において、次式すなわち、（但し、Ｒ１はメチル基ある
いは塩素原子、鵬はハロゲン化アルキル基を示す。） で示されるモノマーのうち少なくとも！極を生モノマー
とし、このモノマーとメタクリル酸との共重合体からな
るレジスト層を基板上に０．ψ以下の膜厚で形成させ、
その上に前記式で示されるモノマーの重合体からなるレ
ジスト層を０．１〜２．０ｐ（Ｄ膜厚で形成させ、これ
ら２層のレジスト層を用いてレジストパターンを形成す
ることを特徴とする微細パターン形成法である。
等の放射線の照射により微細パターンを形成させる方法
において、次式すなわち、（但し、Ｒ１はメチル基ある
いは塩素原子、鵬はハロゲン化アルキル基を示す。） で示されるモノマーのうち少なくとも！極を生モノマー
とし、このモノマーとメタクリル酸との共重合体からな
るレジスト層を基板上に０．ψ以下の膜厚で形成させ、
その上に前記式で示されるモノマーの重合体からなるレ
ジスト層を０．１〜２．０ｐ（Ｄ膜厚で形成させ、これ
ら２層のレジスト層を用いてレジストパターンを形成す
ることを特徴とする微細パターン形成法である。
すなわち２層のレジスト層の下層は上層より放射線感応
性がやや劣るものの、基板特にシリコン系基板との接着
性に優れているレジスト層を用い、これに対して上層は
シリコン系基板との接着性は劣るものの、放射緑感・応
性に優れているレジスト層である。これら２＃のレジス
ト層を重ねて用い、更Ｃ二上層の良好な放射線感応性を
阻害しないように下層レジスト層の膜厚を極力薄くした
ことにより放射線感応性、基板との接着性共に優れた２
層レジスト層を形成させたものである。
性がやや劣るものの、基板特にシリコン系基板との接着
性に優れているレジスト層を用い、これに対して上層は
シリコン系基板との接着性は劣るものの、放射緑感・応
性に優れているレジスト層である。これら２＃のレジス
ト層を重ねて用い、更Ｃ二上層の良好な放射線感応性を
阻害しないように下層レジスト層の膜厚を極力薄くした
ことにより放射線感応性、基板との接着性共に優れた２
層レジスト層を形成させたものである。
ここで、この２層のレジスト層は次の方法す々わちスピ
ンコード法により形成させることができる。まず、高速
回転する回転板上の中心部（二基板を載せ固定し、この
上にメチルセロソルブアセテート等の溶媒に溶かした前
記共重合体の溶液な滴下する。この溶液は高速回転する
回転板の遠心力により基板上に薄く広がり均一の層を形
成する。
ンコード法により形成させることができる。まず、高速
回転する回転板上の中心部（二基板を載せ固定し、この
上にメチルセロソルブアセテート等の溶媒に溶かした前
記共重合体の溶液な滴下する。この溶液は高速回転する
回転板の遠心力により基板上に薄く広がり均一の層を形
成する。
この溶媒を蒸発させることにより下層のレジスト層を形
成させることができる。この下層のレジスト層上に重合
体の溶液を滴下して同様にして上層のレジスト層を形成
させることができる。尚、この際の上層および下層のレ
ジスト層の膜厚は溶媒に溶かした重合体の濃度、回転板
の回転数響：て調整することができる。
成させることができる。この下層のレジスト層上に重合
体の溶液を滴下して同様にして上層のレジスト層を形成
させることができる。尚、この際の上層および下層のレ
ジスト層の膜厚は溶媒に溶かした重合体の濃度、回転板
の回転数響：て調整することができる。
このようにして形成した２層しジストａに放射線を所望
のパターン≦：照射し、現像処理を施すことにより照射
部分を除去して、基板との接着性に優れたレジストパタ
ーンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてエ
ツチングを施して精密で高感度な微細パターンを形成す
る。
のパターン≦：照射し、現像処理を施すことにより照射
部分を除去して、基板との接着性に優れたレジストパタ
ーンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてエ
ツチングを施して精密で高感度な微細パターンを形成す
る。
本発明において上層≦二剤いるレジスト層は、＼
Ｃ０ＯＲ。
（１％、はメチル基あるいは塩素原子、Ｒｆｆｉはハロ
ゲン化アルキル基を示す。） をモノマーとするポリマーであり、具体的Ｃ二は。
ゲン化アルキル基を示す。） をモノマーとするポリマーであり、具体的Ｃ二は。
ポリトリフルオロエチルα−クロルアクリレート。
ポリトリフルオロイングロピルａ−クロルアク′リレー
ト、ポリトリフルオロｔ−ブチルα−クロルアクリレー
ト、ポリｌ−メトキシドリフルオロエチルα−クロルア
クリレート、ポリトリフルオロエチルメタクリレニド、
ポリトリクロルエチルメタクリレート、ポリへキサフル
オロブチルメタクリレート等を挙げることができる。
ト、ポリトリフルオロｔ−ブチルα−クロルアクリレー
ト、ポリｌ−メトキシドリフルオロエチルα−クロルア
クリレート、ポリトリフルオロエチルメタクリレニド、
ポリトリクロルエチルメタクリレート、ポリへキサフル
オロブチルメタクリレート等を挙げることができる。
次に下層Ｉ：用いるレジスト層としては、上記具体例と
して示した重合体の七ツマ−とメタクリル酸との共重合
体を挙げることができる。ここで下層のレジスト層はメ
タクリル酸の共重合組成比率が１モル俤以上ｌＯモルチ
以下の共重合体であることが好ましい。その理由は、１
モル俤未満のメタクリル酸ではシリコン系基板との接着
性を向上することは難かしく、また１０チ以上であると
解像特性が大きく低下するためである。また、この下層
のレジスト層は基板との接着性を強化させることがその
主目的であるため、このレジスト層は接着性が阻害され
ない程度の分子量、すなわち数百万以下の分子量が好ま
しい。更に、下層のレジスト層は共重合体とすることで
基板との接着性は向上するが、放射線に対する感度、解
像性は多少低下するため薄くしてこの共重合体のレジス
ト層を用いることＣ二よる感度、解像性の低下の影響を
小さくすることが必要である。したがってこの下Ｍ４の
レジスト層は０．１μ以下の膜厚にすることが必要であ
る。また、 １００Ａ未満ではピンホールが発生しやす
いため望ましくは１００１〜５００λ程度であることが
好ましい。
して示した重合体の七ツマ−とメタクリル酸との共重合
体を挙げることができる。ここで下層のレジスト層はメ
タクリル酸の共重合組成比率が１モル俤以上ｌＯモルチ
以下の共重合体であることが好ましい。その理由は、１
モル俤未満のメタクリル酸ではシリコン系基板との接着
性を向上することは難かしく、また１０チ以上であると
解像特性が大きく低下するためである。また、この下層
のレジスト層は基板との接着性を強化させることがその
主目的であるため、このレジスト層は接着性が阻害され
ない程度の分子量、すなわち数百万以下の分子量が好ま
しい。更に、下層のレジスト層は共重合体とすることで
基板との接着性は向上するが、放射線に対する感度、解
像性は多少低下するため薄くしてこの共重合体のレジス
ト層を用いることＣ二よる感度、解像性の低下の影響を
小さくすることが必要である。したがってこの下Ｍ４の
レジスト層は０．１μ以下の膜厚にすることが必要であ
る。また、 １００Ａ未満ではピンホールが発生しやす
いため望ましくは１００１〜５００λ程度であることが
好ましい。
本発明に使用する基板としては、具体的には不純物をド
ープしたシリコン基板、この基板を母材として酸化シリ
コン層を介して多結晶シリコン膜を設けた半導体基板、
窒化シリコンなどのシリコン系半導体ｉ板、更にはガリ
ウムヒ素等の化合物半導体基板、透明ガラス板上にクロ
ム膜あるいは酸化クロム膜を積層した基板等を挙げるこ
とができる。
ープしたシリコン基板、この基板を母材として酸化シリ
コン層を介して多結晶シリコン膜を設けた半導体基板、
窒化シリコンなどのシリコン系半導体ｉ板、更にはガリ
ウムヒ素等の化合物半導体基板、透明ガラス板上にクロ
ム膜あるいは酸化クロム膜を積層した基板等を挙げるこ
とができる。
本発明の方法を実施例（二基づいて説明する。
実施例ニ
トリフルオルエチルα−クロルアクリレート−メタクリ
ル酸共重合体（分子量約１１万、共重合組成比９７：３
）のレジスト層を、酸化シリコン膜を形成させたシリコ
ン基板上≦ニスピンコーティング法Ｃ二よって２５０λ
の膜厚で形成させた後、その上にポリトリフルオロエチ
ルα−クロルアクリレート（分子量約６０万）のレジス
ト層を同様の方法にて１μの膜厚で形成させ、２００℃
で１時間プリベーク処理を行なｔｎ、）リフルオロエチ
ルα−クロルアクリレート−メタクリル酸を下層、ポリ
トリフルオロエチルα−クロルアクリレートを上層とし
た２層のレジスト層を形成させた。
ル酸共重合体（分子量約１１万、共重合組成比９７：３
）のレジスト層を、酸化シリコン膜を形成させたシリコ
ン基板上≦ニスピンコーティング法Ｃ二よって２５０λ
の膜厚で形成させた後、その上にポリトリフルオロエチ
ルα−クロルアクリレート（分子量約６０万）のレジス
ト層を同様の方法にて１μの膜厚で形成させ、２００℃
で１時間プリベーク処理を行なｔｎ、）リフルオロエチ
ルα−クロルアクリレート−メタクリル酸を下層、ポリ
トリフルオロエチルα−クロルアクリレートを上層とし
た２層のレジスト層を形成させた。
次１：、この２層のレジスト層直：ビーム径０．１μ。
加速型圧加にＶの電子ビームを幅０．５μ、長さ１００
μのラインを１．０μのスペースをあけ平行Ｃ：多数照
射（照射量８μＣ／ｄ）ｌ、、ＭＩＢＫ（メチルインブ
チルケトン）−ＩＰＡ（インプロピルアルコール）〔体
積比で６５：３５ ）混合液を現像液として現像しレジ
ストパターンを形成した。
μのラインを１．０μのスペースをあけ平行Ｃ：多数照
射（照射量８μＣ／ｄ）ｌ、、ＭＩＢＫ（メチルインブ
チルケトン）−ＩＰＡ（インプロピルアルコール）〔体
積比で６５：３５ ）混合液を現像液として現像しレジ
ストパターンを形成した。
次にＣＦ、−Ｈ，（分圧比７：３）混合ガスを用いて上
記レジストパターンをマスクとしたドライエツチングを
行ない酸素プラズマでレジス） ＰＭを除去して微細パ
ターンを形成した。
記レジストパターンをマスクとしたドライエツチングを
行ない酸素プラズマでレジス） ＰＭを除去して微細パ
ターンを形成した。
また、比較例として同様な方法で酸化シリコン膜を形成
させたシリコン基板上にポリフルオロエチルα−クロ、
ルアクリレートのレジスト層を１μの膜厚で形成し、以
下同様にして微細パターンを形成した。
させたシリコン基板上にポリフルオロエチルα−クロ、
ルアクリレートのレジスト層を１μの膜厚で形成し、以
下同様にして微細パターンを形成した。
以上のようにして製造された実施例３よび比較例の微細
パターンを電子顕４！に鏡にて観察し比較したところ、
実施例の基板上には規格通りの微細パターンがレジスト
パターンの転写によりパターン流れもなく、転写精度も
高く形成されていた。これに対して比較例の基板上には
レジストパターン形成過程において接良不良によるパタ
ーン流れが多く発生したため規格通りの微細パターンは
形成されていなかった。
パターンを電子顕４！に鏡にて観察し比較したところ、
実施例の基板上には規格通りの微細パターンがレジスト
パターンの転写によりパターン流れもなく、転写精度も
高く形成されていた。これに対して比較例の基板上には
レジストパターン形成過程において接良不良によるパタ
ーン流れが多く発生したため規格通りの微細パターンは
形成されていなかった。
実施例２
２層のレジスト層の下層に分子量１３万、共重合体組成
比９４：６のトリフルオロエチルα−クロルアクリレー
ト−メタクリル酸共重合体を用いで、他は実施例１と同
様にして微細パターンを形成した。
比９４：６のトリフルオロエチルα−クロルアクリレー
ト−メタクリル酸共重合体を用いで、他は実施例１と同
様にして微細パターンを形成した。
以上のように形成された微細パターンもパターン流れも
なく転写精夏も高く形成されていた。
なく転写精夏も高く形成されていた。
本発明の方法により微細パターンを形成すれば、基板と
の接着力が良好で転写精度も高い２層レジスト層を用い
ることによりパターン流れもなく高精度な微細パターン
を基板上に形成することができる。
の接着力が良好で転写精度も高い２層レジスト層を用い
ることによりパターン流れもなく高精度な微細パターン
を基板上に形成することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 電子線、Ｘ線、イオン粒子線等の放射線の照射に
より微細パターンを形成させる方法において、次式すな
わち、 （但し鴇はメチル基あるいは塩基原子、−はハロゲン化
アルキル基を示す。） で示されるモノマーのうち少なくとも１種を主モノマー
とし、この七ツマ−とメタクリル酸との共重合体からな
るレジスト層を基板上に０．１μ以下の膜厚で形成させ
、その上Ｉ：前記式で示される七ツマ−の重合体からな
るレジスト層をＯ，１〜２．０μの膜厚で形成させ、こ
れら２層のレジスト層を用いてレジストパターンを形成
することを特徴とする微細パターン形成法。 ２、前記式で示されるモノマーが次の一般式す々わち、 （但し、Ｒ３は−ＣＨ，ＣＦ８．−ＣＨ（ＣＨＢ） Ｃ
Ｐ、 、 −Ｃ（ＣＨ３）、 ＣＦ、 、 −ＣＨ，Ｃ
Ｆ、ＣＨｇ 、−ＣＨ（ＯＣ［Ｉ、）ＣＩ”。 である。） で示されるモノマーである仁とを特徴とする特許請求の
範囲Ｂ１項記載の微細パターン形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176261A JPS6067941A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 微細パタ−ン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176261A JPS6067941A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 微細パタ−ン形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067941A true JPS6067941A (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=16010472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58176261A Pending JPS6067941A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 微細パタ−ン形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067941A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4800151A (en) * | 1986-03-26 | 1989-01-24 | Toray Industries, Inc. | Radiation-sensitive positive resist comprising a fluorine-containing alpha-chloroacetate copolymer in the specification |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP58176261A patent/JPS6067941A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4800151A (en) * | 1986-03-26 | 1989-01-24 | Toray Industries, Inc. | Radiation-sensitive positive resist comprising a fluorine-containing alpha-chloroacetate copolymer in the specification |
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