JPS62247350A - 微細パタ−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、微細パターン形成方法に係り、特に、超ＬＳ
Ｉ　、超高速トランジスタ、磁気ノ（プルメモリ等の製
造において、サブミクロンレベルの微細レジストパター
ンを形成する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体素子等の集積度の著しい向上に伴ない、線
幅や間隔が極めて小さいパターンを高精度で形成する方
法が望まれている。

集積度の向上に伴って、半導体素子等においては多層配
線構造が増々必要となり、パターニングを施すべき半導
体基板表面には、フォトリングラフィ工程において無視
出来ない凹凸が現われる様になってきた。この様な凹凸
が、フォトレジストを通過した露光光を乱反射し、本来
露光すべきでない部分が照射される現象が生じる。また
、下地基板からの反射光と入射光の干渉に基づく定在波
が発生する。

これらの効果はいずれも解像度の低下をもたらす要因と
なるため、単層のレジストを用いる従来以上の様な問題
点を解決する目的で、穫々の多層レジスト法が提案され
、最近になって基板上に在来の７オトレジストを用いて
第一レジスト層を形成して下地の凹凸を平坦化し、この
上に有機ケイ素ポリマからなる光および放射線感応性高
分子で第二レジスト層を形成する二層レジスト法が活発
に研究されている。（例えば、Ａ、　Ｔａｎａｋａ　ｅ
ｔ。

ａｌ　、　ＡＣ８Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ
　Ｖｏｌ、　２５．　Ｎｏ、　１　ｅ　ｐ、　５０１　
＊３１、　Ｌｏｕｉｓｅ、　Ａｐｒｉｌ、　１９８４　
）この様な二層レジスト法を用いたリングラフイープロ
セスの概略を図に示す。まず図の（ａ）のように半導体
基板１上に第一レジスト材料、第二レジスト層３を設け
、第二レジスト層５の所定の部分に光又は放射線を照射
した後、現像により図の（ｂ）のようにパターンを形成
し、次いで酸素プラズマにより処理すると、第二レジス
ト層３の残り℃いる部分は表面が５ｉｎｓ化してエツチ
ングが進行せず、一方第一しシスト層２が露出した部分
では、第一レジスト層が酸化的にエツチング除去されて
、図の（Ｃ）の状態となる。

との様にすれば、下地基板の凹凸は平坦化され、第二レ
ジスト層は、薄く均一となるため、理想的な露光条件と
なり、高解像度のパターン転写が期待されるわけである
。

以上の様な二層レジスト法を用いて、高解像度を達成す
るためには、以下の条件が必須である。

（１）第一レジスト層が、第二レジスト層の露光に用い
る光を十分に吸収し、下地からの反射及び定在波の影響
が第二レジスト層に及ばないこと。

（２）第一レジスト層と第二レジスト層の酸素プラズマ
によるエツチングレート比が十分に大きいこと。

（５）第一レジスト層が、第二レジスト層の慮布溶剤、
現像溶剤、リンス溶剤によって侵されないこと。

（４）第一レジスト層は基板のドライエツチングに耐え
ること。

上記の様な二層レジスト法を実現することを目的として
、現在までに第二レジスト層相材料として様々なレジス
ト材料が提案されている。（例えば、Ｅ、　Ｒｅｉｃｈ
ｍａｎｉｓ、　Ｇ、　３ｍｏｌｉｎｓｋｙ、　ｃ、ｗ、
　Ｗｉｌｋｉｎｓ。

Ｊｒ、、　３ｏ１ｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ　（日本版）　１０　ｐｐ５２−６７（１９８５）
　）これらの材料は、いずれも有機ケイ素ポリマを含有
し、材料中のＳｉ原子が酸素プラズマ処理時に５ｉＯｔ
化してレジスト表面に酸素プラズマ耐性膜を形成する。

この性質を利用して、図１の様に第一レジスト層を加工
する。さて、この様な有機ケイ素系レジストは、今まで
のところ大部分がネガ形レジストであり、感光域もＤｅ
ｅｐＵＶ、　Ｘ線、電子線に限られるため、用途が限定
されている。

またネガ形レジストの場合には、一般に照射部分が高度
に架橋するため、プロセス終了後の剥離が峻しいという
プロセス上の問題もかかえている。

一方、ポジ形レジストも数種知られているが、やはり多
くは感光域がＤｅｅｐ　ＵＶ、　Ｘ　１１７１１、電子
線に限られている。また、図１の（ｂ）から（Ｃ）に至
るＯ宏ＲＩＥ（０゜リアクティブイオンエツチング、即
ち酸素プラズマによる反応性イオンエツチング）のプロ
セスにおいて、第二レジスト層から第一レジスト層への
パターン変換差を出来るだけ小さく抑えるためには、第
二レジスト層に対して極めて高い酸素プラズマ耐性が要
求されるが、既存のポジ形レジストでこの要求を満たす
ものは認められない。

以上の様に、実用性の観点からは既知の有機ケイ素系レ
ジストは、二層レジスト法の上層、レジスト（図１の第
二レジスト層）としてはまだ十分とは言えず、大巾な改
良を必要としている。

現行の半導体プロセスのリソグラフィ一工程においては
、原理的に解像度、耐ドライエツチ性にすぐれたアルカ
リ現像ポジレジストが主流となり℃おり、今後ともこの
傾向が持続するものと考えられる。従って、実用性の点
も考慮に入れれば、二層レジストプロセスとしては、解
像度・感度・酸素プラズマ耐性くすぐれ、なおかつアル
カリ現儂形であるポジ形レジストを上層レジストとして
用いるプロセスが最も有望である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の様に、従来の二層レジスト法では、解像度・感度
・感光波長域ならびに上層から下層へのパターン転写精
度のすべての条件を満足するものは得られていない。

本発明の目的は、解像度・感度および酸素プラズマ耐性
に極めてすぐれたアルカリ現像性ポジ形有機ケイ素レジ
ストを上層レジストとして用いることＫより、上記各条
件を満足するとともに、極めて実用性に丁ぐれた二層レ
ジスト法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、発明者らは種々の材料を検
討した結果、アルカリ可溶性有機ケイ素ポリマと感光性
溶解阻害剤を主成分とする感光性樹脂組成物を、上記第
二レジスト層として用いる方法が有力であることを見い
出し、本発明を考案するに至りた。

二層レジスト法では、第二レジスト層として、感光性と
酸素プラズマ耐性の両方を兼ね備えた高分子材料を用い
る必要がある。その様な材料としては、分子中に金属原
子を含む有機金属ポリマーが使える。というのは、一般
に有機金属ポリマー被膜は、酸素プラズマ処理によりて
ポリマー中の金属元素に由来する金属酸化物膜を表面に
形成しこの酸化物膜が酸素プラズマに対して著しい耐性
を持つからである。しかし、有機金属ポリｉ−そのもの
に感光性を付与することは、困難であった。

そこで、種々の可能性を検討の結果、酸素プラズマ耐性
と感光性をそれぞれ別々の物質に受は持たせ、両者を混
合して得られる組成物を第二レジスト層として用いる方
法が有効であることを見い出した。即ち、アルカリ可溶
性有機金属ポリマーと感光性溶解阻害剤の混合物からな
る塗膜では、光照射部分のみがアルカリ現儂液に選択的
に可溶化し、ポジ形のレジストパターンが得られること
を見い出した。次いでこの様なポジレジストパターンを
上記と同様にして、適当な有機高分子材料被膜の上に形
成し、０ｔＲＩＥ処理を施したところ、図１（ｂ）から
（Ｃ）の様に、下層の有機高分子材料被膜がエツチング
され、上層から下層へ精度よくパターン転写されること
を確認した。

次に、本発明の感光性樹脂組成物の主成分の一つである
アルカリ可溶性有機金属ポリマーについて説明する。ア
ルカリ可溶性有機金属ポリマーは、その役割から考え℃
、酸素プラズマとの接触によって効率良＜モ命な金属酸
化物へと変換されることが望ましく、その為に金属元素
は、ポリマー側鎖に存在するよりはポリマー主鎖に含ま
れていた方が有利である。また金属元素としては、Ｓｉ
、Ｇｅ。

Ｓｎ、Ｔｉ等が考えられるが、原料の入手１合成の容易
さ、安全性等を考慮すると、Ｓｉが最も有力である。有
機金属ポリマーにアルカリ可溶性を付与するためには、
ポリマー側鎖にフェノール性水酸基、カルボキシル基等
の酸性基を導入すれば良い。

以上の様な観点から、アルカリ可溶性有機金属ポリマー
として、種々の有機ケイ素ポリマーを検討した結果、下
記の一般式（１）で表わされる単位がポリマー骨格の少
なくとも４０％以上を占めているアルカリ可溶性ポリオ
ルガノシルセスキオサン系重合体があらゆる特性におい
てすぐれていることが明らかとなった。

〔Ｒ１　−ＳｔＯ３／２〕　・・・・・・・・・・・・
　　（１）ここで一般式（１）中、Ｒ，はフェノール性
水酸基を有する有機基であり、例えば、フェノール基や
カテコール基を有するＣ１〜０６のアルキル基である。

これらアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン
系重合体は、アルカリ水溶液、例えば、水酸化テトラメ
チルアンモニウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等に
可溶であり、また一般有機溶剤、例えば、アルコール類
、エーテル類、ケトン類、エステル類、セロソルブ類、
アミド類等にも容易に溶解する。

さらに、これらアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキ
オキサン系重合体は、酸素プラズマ中でほとんど膜減り
しない。

次に、本発明に関する感光性樹脂組成物のもう一つの主
成分である感光性溶解阻害剤について述べる。アルカリ
現像型の感光性樹脂組成物における感光性溶解阻害剤の
役割は、未露光部においてはアルカリ可溶性有機ケイ素
ポリマーのアルカリ溶解性を阻害する作用をし、一方露
光部においては、光分解によりアルカリ可溶性の化合物
に変化するかあるいはアルカリ溶解阻害効果を失い、露
光部をアルカリ可溶性にすることである。本発明に関す
る感光性溶解阻害剤としては、ｏ−ニトロベンジルエス
テル、ジアゾメルドラム酸、０−キノンジアジド類等が
使用できるが、特に３００騙以上のＷ光に感光するもの
としては、１，２−ナフトキノンジアジド類が有効であ
る。１．２−ナフトキノンジアジド類としては、例えば
、以下に示す（Ｉ）〜（ＸＸＩＩ／）の化合物が挙げら
れる。

（Ｉ）　　　　　　　　　　（１０ ａＩＤ　　　　　　　　　　■ （Ｖ）　　　　　　　　　　　　　（６）ＣＶｆＤ（（
２） ■０ αＩ ■■）　　　　　　　　　　　　α■）αＸ） （ＸＸＩｌ［）　　　　　　　　　　（Ｘｘｆ）次に本
発明に関する感光性樹脂組成物を用いて、二層レジスト
法により微細パターンを形成する方法について説明する
。

アルカリ可溶性有機ケイ素ポリマー（これらのポリマー
は単独あるいは混合物の形で用いても差し支えない。）
を７０〜１００重重％含有するベースポリマー７０〜９
５重量％（アルカリ可溶性有機ケイ素ポリマーに、例え
ばノボラック樹脂のような皮膜形成助剤になるポリマー
を０〜３０重量％の範囲で混合することができる。この
範囲を越えると、酸素プラズマ耐性の点で好ましくない
。）と感光性溶解阻害剤３０〜５重量％（この範囲を越
える量の感光性溶解阻害剤を用いた場合には、感度、酸
素プラズマ耐性の点で好ましくない。なお感光性溶解阻
害剤は、単一物質でも、また複数の物質からなる混合物
でも差しつかえない。）となる感光性樹脂組成物を、エ
チルセロンルブアセテート等の汎用有機溶剤に溶解させ
たものを、第二層レジスト溶液とし【用いる。

次に上記感光性樹脂組成物を用いた二層レジスト法の概
略を述べる。まず二層レジスト法の第一レジスト層とし
ては、市販ポジ形°レジスト（例えば、シップレイ社製
ＡＺ１５５０Ｊ　、マイクロポジット１３００シリーズ
、東京応化製０ＦＰＲ８ｏｏ等）をハードベークしたも
のや、ポリイミド樹脂（例えば、日立化成ＰＩＱ等）が
使用できる。これらの下地平坦化材は、基板の凹凸を十
分に平坦化するとともに、第二レジスト層の露光光を十
分に吸収し、かつ第二レジスト層の塗布、現像、リンス
時に侵されることが全く無い。

これらの下地平坦化材をスピン塗布し、所定条件でハー
ドベークしたものを第一レジスト層とする。この上に、
上記第二層レジスト溶液をスピン塗布し、所定条件でプ
リベークして二層レジストを形成する。（第１図（α）
に相当。）　次いで、上層（第二レジスト層）に、所望
のパターン露光を施し、アルカリ現像液、例えば水酸化
テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、被照射部分
のみを選択的に溶解させ、ポジ形のレジストパターンを
上層に形成する。これを酸素プラズマによるドライエツ
チング（０，リアクティブイオンエツチングまたは０．
ＲＩＥと称する。）で処理すると、上層レジストパター
ンをマスクとして、下層（第一レジスト層）を加工する
ことができる。この時、目的によって下層の加工形状を
、Ｏ，ＲＩＥ中の酸素ガス圧（Ｐｏｔ）により制御する
ことが可能である。高アスペクト比の垂直形状を得るた
めには、比較的低い酸素ガス圧（Ｆｏｇ　＜数ｍｔｏｒ
ｒ　）が望ましく、また比較的高い酸素ガス圧（Ｐｏｐ
　＞数十ｍｔｏｒｒ　）では、テ＋　ハエッチ形状が可
能である。

以上の様な二層レジストプロセスにより、少なくともア
スペクト比３以上で、サブミクロンレベルの微細加工が
容易にできる。

〔作用〕

まず本発明に関する感光性樹脂組成物においてシ一方の
成分であるアルカリ可溶性有機ケイ素ポリマーは、酸素
プラズマ中でケイ素酸化物被膜を形成するため、Ｏ＊Ｒ
ＩＥ耐性膜として機能する。他方もうひとつの主成分で
ある感光性溶解阻害剤は、未露光部においては上記アル
カリ可溶性有機ケイ素ポリマーのアルカリ可溶化を阻害
し、露光部においては光分解により阻害剤自体がアルカ
リ可溶性となり、露光部全体をアルカリ現像液に溶解さ
せる働きをする。従りて１、これら二つの主成分からな
る感光性樹脂組成物は、二層レジスト法の上層レジスト
（第二レジスト）として使用でざる。

即ち、半導体基板面上に適当な有機高分子材料からなる
第一レジスト層を形成し、この上に上記感光性樹脂組成
物からなる第二レジスト層を形成し、第二レジスト層を
上述の様にパターニングすると、この第二レジスト層が
高いＯ，ＲＩＥ耐性持つのでこのパターンをマスクとし
て、第一レジスト層を０、ＲＩＥによりドライエッチす
ることができる。

以上の様なプロセスにより、高アスペクト比のサブミク
ロンパターンが容易に形成できるもので′ある。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例によって具体的に説明する。

まず本発明の第二レジスト層に用いるアルカリ可溶性有
機ケイ素ポリマーの合成例について述べる。

合成例ｔ　ポリ（Ｐ−ヒドロキシベンジルシルセスキオ
キサン）及びポリ＜ｐ−メトキシベンジルシルセスキオ
キサン−ｃｏ−ｐ−ヒドロキシベンジルシルセスキオキ
サン）の合成。

工ｄ　ｐ−メトキシベンジルトリクロロシランの合成 Ｉ α 攪拌機、還流管１滴下ロートおよび温度計を備えた２１
三ツロフラスコに、マグネシウム粉末３０　ｙ　（ｔ２
　ｆａｔｏｍ　）　、四塩化ケイ素１７０ｙ　（ｔ００
ｍｏＡ！　）およびジエチルエーテル５００４を入れる
。フラスコを１０Ｃ以下に冷却した後、滴下ロートより
、塩化Ｐ−メトキシベンジルＩ　Ｄｏ　ｙ　（０，６５
９ｍｏｌ　）とジエチルエーテル２００　ｍｌの混合物
を４時間かけて滴下する。室温でさらに１時間熟成した
後、過剰のマグネシウムおよび塩化マグネシウムな吸引
口過により除く。口液を蒸留することにより目的物を４
４．Ｏｙ　（０，１７２ｍｏｌ　）得た。収率２６．９
％沸点１１７．５〜１１９．５　Ｃ１５，ＯｖｍＨｔ　
ＮＭＲスペクトル（６゜■ム＝　ＣＣｌ４　、ＣＨｔＣ
ｌｔ　δ５．３３）δ２．９１　（２Ｈ，Ｓ　）　。

五９０　（３Ｈ，Ｓ　）、＆９１　　（２Ｈ，ｄ、Ｊ−
８Ｈｚ　）、７．２０　（２Ｈ，ｄ。

Ｊ−８Ｈｚ　） １．２　　ポリ（ｐ−メトキシベンジルシルセスキオキ
サン）の合成 ＭｅＯＱ　ＣＨｔ　　Ｓｌ０ｇ、！＋。

磁石棒２滴下ロートおよび還流管を備えた、１００ｒＩ
Ｌｌ三ツロフラスコに、炭酸水素ナトリウム１１ｔ（０
，１５閣ｏ１　）と水４０祠を入れる。滴下ロートより
、Ｐ−メトキシベンジルトリクロロシラｙ　Ｉ　Ｑ、２
３　ｙ　（４Ｑ、Ｏｙｇｍｌ　）とジエチルエーテｈ１
ｏｍｌの混合物を３０分で滴下し、さらに３０分間熟成
する。反応終了後、反応混合物をエーテル抽出し、硫酸
ナトリウムで乾燥する。ジエチルエーテルを減圧下留去
して加水分解生成物ｓ、ｔｏｙを得た。

ＮＭＲスヘク）　＃　（６ｏＭＨｚ　、　ＣＤＣ１，、
ａ（＊Ｃ１，’８５．３３　）δ２．０３（２Ｈ，ｂｒ
、ｓ）　、　＆８０（３Ｈ，ｂｒ、ｓ）　、　４８０（
４Ｈ。

ｂｒ、ｓ）。ＩＲスペクトル（νｃｓｇ−”　）　３４
００　、２９５０　、２８５０　。

１６１０．１５１０．１４６０，１５００，１２５０，
１１８０．１０９０，１０３５゜８９０　、８５５　、
７９０　、７６０　、重量平均分子量２，０００　。

上で得られた加水分解生成物４．８Ｏｆと水酸化カリウ
ムの１０ｗｔ％メタノール溶液４９ｍｙを２５ｍＪナス
フラスコに入れ。２００Ｃで２時間加熱する。

反応終了後、反応混合物をベンゼンに溶かし、メタノー
ル中に滴下することにより固体を析出させる。口過後減
圧乾燥して４．０Ｏｆの目的物を得た。ＮＭＲスペクト
ル（６０ＭＨｚ　、　ＣＤＣｌ５−　ＣＨｓＣ４δ５．
１）δｔ９１　（２Ｈ，ｂｒ、ｓ　）　、　＆７Ｂ　（
ＡＨ，ｂｒ、Ｓ　）　、６７５−（４Ｈ，ｂｒ、Ｓ　）
　、　ＩＲスペクトル（シ国−墓）　２９５０　、２８
５（ｈ１６１５．１５１５．１４６５．１３０５，１２
５０．１１９５，１１２０，１０４０゜８４０　、８０
０　、７７０　、　　重量平均分子量４５００１．５　
　ｙｌ’！９ＣＰ−メトキシベンジルシルセスキオキサ
ン−〇〇−ｐ−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサン
）の合成 （ＭｅＯ【ｙＣＨｓＳｉｏｙ、）ｍ　（ＨＯ＋ＣＨｇ５
ｉＯＨ）　。

／Ｖ”ｖ１２） 還流管を備えた１００ｒｌＬｌナス型フラスコＫ、ポリ
Ｃｐ−メトキシベンジルシルセスキオキサン）ｓｙｓ　
ｔ　（ＭｅＯＣ＠＆ＣＨｔＳｉＯｘ、単位で２１６ｍｍ
ｏｌ　）とクロロホルム２０ｍ１およびトリメチルシリ
ルヨード６．９２　ｔ　（５４，６ｙｍｓｏｌ　）を入
れ、７ＱＣにおいてマグネット棒で７２時間攪拌する。

室温において、メタノール２０ｍ１を入れ、さらに、３
０分攪拌した後低沸点物を減圧留去し、残渣をジエチル
エーテルとテトラヒドロフランの混合溶媒で抽出する。

抽出溶液を亜硫酸水素す）　ＩＪラタム溶液、炭酸水素
ナトリウム水溶液２食塩水で洗い、次いで、溶媒を減圧
下留去する。得られた重合体を、アセトン／ヘキサンで
再沈し、減圧下加熱乾燥して目的物を２．７１ｆ得た。

重量平均分子量４０００　。

水酸基含有量１００％、ＮＭＲスペクトル（６０ＭＨｚ
　。

ＴＭ３０−ｄｏ　−ＣＨａＣ１＊δ＆６８）δｔ７５　
（２Ｈ，ｂｒ、ｓ　）　、　６．５８　・（４Ｈｅ　ｂ
ｒ、　Ｓ　）　、８．８８　（−ＤＨ−ｂｒ、　Ｓ　）
　−ＩＲスペクトル（ν５１’″”　）　３５５０，１
，６２０，１５１５，１４５０，１２４０，１１８５．
１１２０゜１０４０　、８４０　、８０５　、７６０　
、　　水酸基含有量はトリメチルシリルヨードの量ある
いは反応時間により制御することができる。例えば、ｔ
６当童のトリメチルシリルヨードを用いて、反応時間４
時間では６９％、７時間で５４％、１２時間で７５％、
２２時間で８５％、５０時間で１００％の変換率であっ
た。

なお、これら重合体の水酸基含有量の値は、反応を重ク
ロロホルム中で行ない、メトキシ基がトリメチルシロキ
シ基に変換される過程なｍスペクトルにより追跡して決
定した。

上記重合体の溶解性に関して、代表的な汎用有機溶剤で
調べた結果、水酸基含有量４０％以上の重合体は、メタ
ノール、テトラヒドロフラン。

Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、２−メチルシクロヘキ
サノン、酢酸インアミル、メチルセロソルブ、ジメチル
スルホキシドには溶解したが、トルエン、ヘキサン、四
塩化炭素には不溶であった。一方、水溶液では、水酸化
テトラメチルアンモニウム水浴液、水酸化ナトリウム水
浴液に溶解した。

また、酸素プラズマ耐性に関しては、以下のようにして
調べた。すなわち、それぞれの重合体の１０重量％エチ
ルセロソルブ溶液をシリコン基板上にスピンコーティン
グ法により塗布し、１００Ｃ３０分間プリベークして膜
厚約０．２μｍの重合体塗膜を形成した。つづいて、バ
レル形アッシャ−を用いて、酸素プラズマ（条件：酸素
圧Ｑ、５ｔｏｒｒ　、　ＲＦ　３００Ｗ　）に２０分間
さらしたが、上記重合体は全く膜べりしなかった。しか
し、平行平板１ｊ　０ｔＲＩＥ装置（条件：酸素圧２ｏ
ｍｔＯｒｒ、ＲＦ′２００Ｗ（１４ＭＥ（ｚ　）　、カ
ンードバイアス電圧−１３０Ｖ）を用いた°所、重合体
℃■は２３Ｌ−の膜べり速度であった。この時、一般に
ｍ素プラズマ耐性が比較的高いとされている有機物、例
えば、ＰＩＱ　（日立化成製）　、　ＯＦＰＲ−ｇｏｏ
　（東京応化製）　、ＡＺ１５５０Ｊ（ヘキスト社製）
等は約１２２ＯＬ−の膜べり速度であった。また、上記
重合体の膜ベリ速度は水酸基含有量にほとんど影響され
なかった。

次に二層レジスト法の実施例について詳細に述べる。

実施例を 裏ず、シリコン基板上）上に第一レジスト層とし。

て０ＦＰＲ−ｓｏＯ（東京応化製）を２μｍ厚にスピン
塗布し、９０Ｃで３０分、次いで２００Ｃで３０分ベー
クした。（以下これを“ハードベーク０ＦＰＲ−ａｏｏ
″と略称する。） 次に、合成例１の１６で合成したアルカリ可溶性ポリオ
ルガノシルセスキオキサン系重合体（以後“アルカリ可
溶ペースポリマー″と略称する。）であルホリ（ｐ−メ
トキシベンジルシルセスキオキサｙ−ｃｏ−ｐ−ヒドロ
キシベンジルシルセスキオキサン）（ただし、一般式■
において、Ｖ′（−＋ｎ）−１０、すなわちＯＨ化率１
００％のもの）と前述した１、２−す７トキノンジアジ
ド誘導体（Ｘｉｉ）　（アルカリ可溶ベースポリマーの
２Ｑｗｔ％）をエチルセロソルブアセテートに溶解させ
、第二レジスト溶液とした。（ただし、レジスト固形分
含量は、２７重量％とじた。） さて、次に上記第二レジスト溶液を第一レジスト上にス
ピン塗布し、８０〜９０Ｃで３０分間プリベークした。

このとき、第二レジスト層の膜厚は１０μｍとした。以
上の様なレジスト構成で、まず第二レジスト層の露光・
現像特性を調べた。条件を以下に示す。

露光条件：　Ｃ０ＢＩＬＴ　、妊’２８００Ｈによる密
着露光。

′ｉｊ４ｇＲ条件：東京応化製現像液ＮＭＤ　−５（２
４８％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶 液）を１４８％に希釈したものを現像 液とし、これに３分間浸漬し、次い で純水に１分間浸漬する。

上記の露光・現像条件を用いて、露光量だけを振って、
各露光量における現像後の上層レジスト残膜厚（規格化
）を露光量に対してプロットし、残膜ゼロとなる最小露
光量（この値をレジスト感度と定義する。）を求めると
、約５０　ｍＪ／−であった。

次に、上記露光・現像条件で第二レジスト層をパターニ
ングした。ここで、同一のフォトマスクを用いてパター
ン転写を行なう場合、第二レジスト層への転写寸法は露
光量によって変化する。そこで、便宜上１　μｍ　１ｉ
ｎｅｓ　＆　５ｐａｃｅｓが１＝１で転写される露光量
を最適露光量とした。本実施例においては、最適露光量
はａｏｍＪ／ｄ　（ただし、５６５ｎｍで測定）であっ
た。

そこで上記の条件で第二レジスト層をバターニングした
後、平行平板形ＲＩＥ装置を用いて、０□ＲＩＥ（条件
：０８圧カー５　ｍｔｏｒｒ　、　ＲＦＰ９ＶＲ−０，
６４ｍＷ／Ｉ　（７ＭＨｚ　）’）により、２０〜５０
分間エツチングを行ない、上記第二レジスト層をパター
ンマスクとして、第一レジスト層のバターニングを行な
った。その結果、サブミクロンレベルのパターン寸法で
アスペクト比５以上の垂直段差形状を持つレジストパタ
ーンが精度良く得られた。この時、第二レジストパター
ンから第一レジストパターンへの寸法変換差は（Ｌ１μ
ｍ以下であった。

実施例２．〜 実施例ｔと同様にして、第１表に示した種々の条件によ
り二層レジスト法を試みたところ、いずれにおいても、
サブミクロンレベルのパターン寸法でアスペクト比５以
上の垂直段差形状を持つ微細レジストパターンを得るこ
とが出来た。

以下余白 〔発明の効果〕 以上述べた様に、本発明によれば、サブミクロンレベル
のパターン寸法で高アスペクト比の微細レジストハター
ンが精度良く得られる。しかも、現在半導体プロセスに
おいて主流を占めているアルカリ現像プロセスをそのま
ま適用できるので、実用上極めて有利であり、半導体素
子等の製造プロセスにとって非常に有力な技術である。

【図面の簡単な説明】

図は、二層レジスト法を用いたリンゲラフィブロセスの
概念図である。 １・・・半導基板、 ２・・・有機高分子材料被膜（第一レジスト層）、３・
・・光及び放射線感応性高分子膜（第二レジスト層）。 藁ｌ　η ｌ　半導体基板 ２　有機隔分つ本む書聾　（第ルソズト層）５　　ｔＲ
ＪＦ方（鈷傅雫毫廂性島分〕慶Ｕ第２レグズト層）手続
補装置（自発） 事件の表示 昭和　６１　年特許願第　　８９９２７号補正をする者 １噂と１係　特許出願人 名　　称　　　＜５１０１株式会社　　日　立　製　作
　所代　　理　　人 居　所　　〒１００東京都千代田区丸の内−丁目５番１
号株式会社日立製作所内　電話東ｌｉ！　２１２−１１
１１　（大代表）補ＬＥ′）対象　　明細書の発明の詳
細な説明の欄１、　明細書第１０頁、第１４行目の「１
（司から（Ｃ）の様に、」を、［の（Ｊ）から（Ｃ）の
様に、」に訂正する。 ２　明細書第１５頁を、以下のように訂正する。 （ＸＩ）　　　　　　　　　　　（ＸＩ［）（ＸＩＩ［
）　　　　　　　　　　　（ＸＶ）（ｘｖ）　　　　　
　　　　　　　　　　（ＸＶＩ）　　　ｃｔ　Ｈｓ五　
明細書第１７頁を、以下のように訂正する。 ＾ （ＸＸＩ） （ｘｘｍ）　　　　　　　　　　　（ｘｘ■）４　明細
書第１８頁、第１６行目の「差しつかえない。）となる
」を、「差しつかえない。）とからなる」Ｋ訂正する。 ｉ　明細書第１９頁、第６行目の［立化成ＰＩＱ等）、
」を、［文化成製ＰＩＱ）Ｊに訂正する。 瓜　明細書第１９頁、第１５行目の「第１図（−）　Ｋ
相当。」を、「図の（１＆）　Ｋ相当」に訂正する。 以　　上 手続補装置（１式）　　【 ％式％ 補正をする者 ＩＣ件と帽体　特許出願人 名　称　　＜５１０１株式会社　日　立　製　作　断状
　　理　　　人 居　　所　　　〒ｔｏｏ東京都千代田区丸の内−丁目５
番１号株式会社日立製作所内　電話束１１２１２−１１
１１吠代表）補正の対象　明細書の図面の簡単な説明の
欄及び図面。 補正の内容 ＢＡｍ書第３４′Ｒ１ｇ１ｃ＋行目ノｒＥＧ！、」ヲ「
第１図は、」に訂正する。 図面を、別紙のとおり訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に第一レジスト層を設け、この上に第二レジ
   スト層を設け、この第二のレジスト層を光または放射線
   により所望の部分を露光し、現像して第一レジスト層の
   所望の部分が露出したパターンを設け、露出した第一レ
   ジスト層の部分をドライエッチングにより除去すること
   によってなる微細パターン形成方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、第二レジスト層が
   、アルカリ可溶性有機ケイ素ポリマと感光性溶解阻害剤
   を主成分とする感光性樹脂組成物からなることを特徴と
   する微細パターン形成方法。 ３、特許請求の範囲第２項において、アルカリ可溶性有
   機ケイ素ポリマが、含有するＳｉ原子のすべてあるいは
   一部を主鎖に持つアルカリ可溶性有機ケイ素ポリマであ
   ることを特徴とする微細パターン形成方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、アルカリ可溶性有
   機ケイ素ポリマが、側鎖のすべてあるいは少なくとも一
   部に、フェノール性水酸基を持つつ有機基が結合した有
   機ケイ素ポリマであることを特徴とする微細パターン形
   成方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、アルカリ可溶性有
   機ケイ素ポリマが、アルカリ可溶性ポリオルガノシルセ
   スキオキサン系重合体であることを特徴とする微細パタ
   ーン形成方法。 ６、特許請求の範囲第５項において、アルカリ可溶性ポ
   リオルガノシルセスキオキサン系重合体が、下記一般式
   （１）で表わされる単位が重合体の少なくとも４０％以
   上を占めているアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキ
   オキサン系重合体であることを特徴とする微細パターン
   形成方法。 〔Ｒ＿１−ＳｉＯ＿３＿／＿２〕・・・・・・（１） （ただし、一般式（１）中のＲ＿１は、フェノール性水
   酸基を少なくとも一つ有する有機基である。） ７、特許請求の範囲第６項において、一般式（１）中の
   Ｒ＿１が、ｐ−ヒドロキシベンジル基であることを特徴
   とする微細パターン形成方法。 ８、特許請求の範囲第２項において、感光性溶解阻害剤
   が、ｏ−キノンジアジド誘導体であることを特徴とする
   微細パターン形成方法。 ９、特許請求の範囲第８項において、ｏ−キノンジアジ
   ド誘導体が、下記一般式（２）で表わされる１，２−ナ
   フトキノンジアジド類であることを特徴とする微細パタ
   ーン形成方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・（２） （ただし、一般式（２）中のＲ＿２は一価の有機基であ
   る。）