JPS61230140A - 有機シリコ−ン系遠紫外線感光性レジスト - Google Patents

有機シリコ−ン系遠紫外線感光性レジスト

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JPS61230140A
JPS61230140A JP60073116A JP7311685A JPS61230140A JP S61230140 A JPS61230140 A JP S61230140A JP 60073116 A JP60073116 A JP 60073116A JP 7311685 A JP7311685 A JP 7311685A JP S61230140 A JPS61230140 A JP S61230140A
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JP
Japan
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resist
film
photochemical reaction
vapor phase
org
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Pending
Application number
JP60073116A
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English (en)
Inventor
Hirofumi Fujioka
弘文 藤岡
Masami Inoue
井上 正己
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS61230140A publication Critical patent/JPS61230140A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G03F7/0754Non-macromolecular compounds containing silicon-to-silicon bonds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Silicon Polymers (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。

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、半導体製造分野における耐ドライエツチング
性に優れた微細加工用レジスジである有機シリコーン扇
遠紫外線感光性しシストに関する。 [従来の技術1 通常、半導体の製造は、第1図に示すような工程で行な
われている。 まず、基[(1)上に、スピンコーティングにより感光
性レジスト膜(2)を形成し、マスク(5)を介して投
影露光を行なったのち、溶剤などによる現像を行なうこ
とにより、ボッ型またはネガ型のレジスト層の微細パタ
ーン(6)を形成し、このレジ−スト膜の微細パターン
をマスクとして、ドライエツチングなどの方法により基
板上に微細加工が行なわれる。 また最近では、半導体の高集積化が進み、基板上の微細
加工が複雑かつ精密になるにしたがい基板上の段差が大
きくなってきており、より微細な加工を行なうため、第
2図に示すような多層構造のレジストも使用されてきで
いる。このばあい、下層レジスト層(3)を厚くコーテ
ィングすることにより、基板上の段差を平坦化し、その
上に酸素を用いたドライエツチングなどに対する耐ドラ
イエツチング性に優れた上層感光性レジスト層(4)を
薄く形成し、マスクを介して露光、現像を行ない、上層
感光性レジスト層のパターン(7)を形成し、この上層
感光性レジスト層のパターンをマスクとして、ドライエ
ツチングなどにより下層レジスト層の微細加工を行なう
ものである。 上記のような微細加工には、各種のドライエツチング技
術が多用されでおり、耐ドライエツチング性に優れたレ
ジストが必要となっている。 [発明が解決しようとする問題点1 従米のレジスト膜形成法としては、レジスト溶液をスピ
ナーを用いて塗布し、そののち加熱により溶剤成分を除
去し、レジスト膜をうる方法が一般的である。 通常、レジスト族の解像度は膜厚が薄いほど良好である
が、スピナーによる成膜法では、0.1μl以下の均一
なしシスト裏をうろことは困難であり、ピンホールが生
じてしまう。 また、耐ドライエツチング性をレジスト族に持たせる意
味からもある程度の厚さが必要であり、この点からも高
い解像度をうゐには限界がある。 本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、高い解像度を有し、かつ耐ドライエツチ
ング性に優れた感光性レジストをうることを目的とする
ものである。 E問題点を解決するための手段] 本発明は、半導体製造工程の微細加工に使用されるレジ
ストとして一般式(I): (式中、RいR2は有機基、Xは水素原子*たはハロゲ
ン原子、nは1以上の整数を表わす)で示される有機シ
ラン化合物を減圧下で気化させ、気相光化学反応を行な
い基板上に堆積させた有機ポリシラン膜をレジスト膜と
しで使用することを特徴とする耐ドライエツチング性を
有する有機シリコーン系遠紫外線感光性レジストに関す
る。@らに詳しくは、一般式(1)で示される有機シラ
ン化合物を減圧下で気化させ、たとえば低圧水銀灯や紫
外線レーザーなどを光源として気相光化学反応を行なう
ことにより、基板上に有機ポリシラン膜を堆積させた耐
ドライエツチング性に優れた遠紫外線感光性レジストに
関する。
【実施例】
太番ll111 に 松−1f I十−詩ぜ1Cτ )
i(式中、Rls Rtは有機基、Xは水素原子または
/Sロデン原子、nは1以上の整数を表わす)で示され
る有機シラン化合物を減圧下で気化させ、これを反応室
に導入させ、気相化学反応により基板上有機シリコーン
系薄膜として堆積せしめられる。 前記一般式(I)で示される有機シラン化合物としでは
、たとえばりメチルシラン、ジメチルジクロロシラン、
ジエチルシラン、ジエチルジクロロシラン、ジメトキシ
シラン、ジットキシジクロロシラン、ジェトキシシラン
、ジエトキシジクロロシラ−ン、メチルフェニルシラン
、メチルフェニルジクロロシラン、ジフェニルシラン、
ジフェニルジクロロシラン、ジベンジルシラン、ジベン
ジルジクロロシラン、テトラメチルジシラン、テトラメ
チルシクロロッジ2ンなどがあげられ、単独で用いても
よく、2種以上併用してもよい。 前記有機シラン化合物を気化させる減圧とは、10−コ
〜I Torr程度の圧力のことであり、前記有機シラ
ン化合物を気化させたものを反応室に導入させ、低圧水
銀灯あるいは紫外線レーザーなどを光源として波長18
0−25On−で10i+W/cm2程度の強度の遠紫
外線が照射され、基板上に膜厚数百〜数千λ程度の有機
シリコーン系薄膜が形成される。このばあい反応室中で
反応中のシフン化合吻は、各化合物の蒸気圧あるいは基
板温度により異なるが、その分圧が大きいほど基板上の
有機シリコーン系薄膜の堆積速度が大きい。 前記反応は、気相でおこってもよく、基板に吸着された
層でおこってもよい。 このようにしてえちれた有機シリコーン系薄膜はほとん
どのばあい有機溶媒に不溶であるが、空気中で遠紫外線
を照射することにより極性溶媒、たとえばメタノール、
アセトン、テトラヒドロ7ラン、アセトニトリル、ツメ
チルホルムアミドなどに可溶となるため、湿式現像によ
り、ポジ型のレジスト膜として使用しうる。これは、え
ちれた膜が5i−Si結合を主に含み、空気中で遠紫外
線を照射することにより酸化され、5i−0−Siの構
造が生成するためであり、5i−Si結合を主に含むば
あいよりも感度が向上する。 また、前記有機シリコーン系薄膜は、Siを含有した薄
膜であるため、酸素などによるドライエツチング耐性が
優れており、ドライエツチングにより膜厚がほとんど減
少しない。 さらに本発明では、気相反応を利用してレジスト膜を形
成させるため、ピンホールがなく、膜厚制御が容易であ
る。それゆえ、0.1μ厘以下の非常に薄い膜でも均一
に精度よく形成で終る。*た、通常の合成法によってえ
ちれた有機ポリシラン化合物は、溶媒に不溶であるもの
が多く、しシスト膜として使用できるものが限定される
が、本発明における有機ポリシラン化合物は容易に薄膜
化でき、通常の溶媒に不溶性を示すものも可能である。 本発明における有機ポリシラン化合物は上記のごとき特
性を有するため、えられた有機シリコーン系薄膜をレジ
スト膜として用いれば、現像溶媒による1Iffがなく
、高い解像度のレジスト膜がえられ、サブミクロン加工
も可能である。 また、前記光化学反応の光源として、低圧水銀灯、紫外
線レーザーなどのほか、重水素ランプ、アルゴンイオン
レーザ−の第2高周波、エキシマレーザ−などの遠紫外
線を用いてもよい。 さらに前記気相光化学反応においては光増感剤を用いて
もよく、光増感剤として水銀蒸気を用いると、水銀蒸気
が101〜1G−’Torr存在すれば堆積速度がはや
くなるという効果がある。 また、前記気相反応によってえちれた有機シリコーン系
薄膜を2層構造レジストの上層として用いると、W02
プラズマエツチング性に優れた膜が数百人のオーダーで
均一に成膜できるため、高解像度のものかえられる。 以下、実施例を用いて本発明の有機シリコーン系遠紫外
線感光性&/シストをさらに詳細に説明するが、本発明
はかかる実施例のみに限定されるものではない。 実施例1 ジフェニルシランをI X 1O−2Torrの減圧下
、50℃で気化させ、水銀溜めを経由して上部に石英窓
を有した反応容器中に導入した。つぎに反応容器中に置
かれた基板上に100Wの低圧水銀灯(ウシオ電II(
株)製)を用いて遠紫外線を基板から10cm離れたと
ころから外部より石英窓を通して照射し、基板温度を室
温で30分間反応させた0反応時の反応容器内のシフェ
ニルンラン分圧はI X 10−”Torrであった。 このときシリコンウェハー基板上に形成された有機シリ
コーン系ilI[は通常の溶媒に不溶であり、膜厚は5
00人であった。 えられた薄膜に500WのXe−111gランプ(ウシ
オ電1’jl(株)製)を用い、20cm離れたところ
からマスクを介して40秒間照射した。そののち、メタ
ノール−7七トン混合溶媒を現像液として湿式現像を行
なった。その結果、ボッ型のパターンがえられた。 そののち、平行平板型RIE装置(アネルパ社製)を用
い、酸素ガス圧15mTorr、 p<ワー0.15N
/ci+”でエツチングを行なったが、膜厚はほとんど
変化しなかった。 実施例2 り 7 xニルシランのかわりにジメチルνクロロシフ
ンを用い、実施例1と同様の装置を用いてツメチルジク
ロロシラン分圧2 Torrs基板温度30℃の条件下
で30分間反応させた。えちれた有機シリコーン系薄膜
は通常の溶媒に不溶であり、膜厚は約0.IJjmであ
った。実施例1と同様の試験を行なった結果、実施例1
と同様の結果がえられた。 実施例3 yフェニルシランのかわりにメチルフェニルシランを用
い、実施例1と同様の装置を用いてメチルフェニルシラ
ン分圧0. ITorr、 HII 温度30℃の条件
下で30分間反応を行なった。えちれた有機シリコーン
系薄膜は、トルエンなどの無極性溶媒に部分的に溶解す
る膜であり、膜厚は800人であった。実施例1と同様
に遠紫外線を30秒間照射したのチ、トルエン:イソプ
ロビルアルコール=2:3(重量比)の混合溶媒で現像
した結果、ポジ型のパターンかえられた。 上記実施例では、有機シラン化合物を単独で使用したが
、2種以上の有機シラン化合物を同様に反応させてもよ
い、また、光源として紫外線レーザーを用いで集光させ
、基板上に照射し、基板もしくはレーザービームを走査
することにより、基板上に直接有機シリコーン系薄膜の
パターンを形成させることも可能である。
【発明の効果】 以上説明したように本発明の有機シリコーン系遠紫外感
光性レジストは、気相光化学反応を利用して気相中より
直接基板上に形成せしめられるため、ピンホールもない
均一なサブミクロン単位の薄い膜となる。そのうえ、え
られた本発明の有機シリコーン系遠紫外感光レジストは
、耐エツチング性が良好である。*た、サブミクロン単
位のレジスト族がえられるので、パターンを形成したば
あいの解像度が高くなる。 また、通常の合成法では、溶媒に不溶となってしまう有
機シリコーン化合物もレジスト材料として利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、いずれも従来の感光性レジスト
を用いた半導体製造工程に屑する説明図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体製造工程の微細加工に使用されるレジスト
    として一般式( I ): ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1、R_2は有機基、Xは水素原子または
    ハロゲン原子、nは1以上の整数を表わす)で示される
    有機シラン化合物を減圧下で気化させ、気相光化学反応
    を行ない、基板上に堆積させた有機ポリシラン膜をレジ
    スト膜として使用することを特徴とする耐ドライエッチ
    ング性を有する有機シリコーン系遠紫外線感光性レジス
    ト。
  2. (2)前記気相光化学反応の励起用光源として、低圧水
    銀灯あるいは紫外線レーザーを用いることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載の有機シリコーン系遠紫
    外線感光性レジスト。
  3. (3)前記気相光化学反応の光増感剤として、水銀蒸気
    を用いることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
    載の有機シリコーン系遠紫外線感光性レジスト。
  4. (4)前記気相光化学反応によりえられた有機ポリシラ
    ン膜を2層構造レジストの上層レジストとして用いるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の有機シ
    リコーン系遠紫外線感光性レジスト。
JP60073116A 1985-04-04 1985-04-04 有機シリコ−ン系遠紫外線感光性レジスト Pending JPS61230140A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0643655A (ja) * 1991-03-04 1994-02-18 Internatl Business Mach Corp <Ibm> レジスト画像の生成プロセス及び電子デバイス
JPH0649219A (ja) * 1992-07-30 1994-02-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 両末端ヒドロポリシラン及びその製造方法
WO1995006900A1 (fr) * 1993-09-03 1995-03-09 Hitachi, Ltd. Procede et appareil de realisation de motifs

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0643655A (ja) * 1991-03-04 1994-02-18 Internatl Business Mach Corp <Ibm> レジスト画像の生成プロセス及び電子デバイス
JPH0649219A (ja) * 1992-07-30 1994-02-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 両末端ヒドロポリシラン及びその製造方法
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