JPS62276543A

JPS62276543A - パタ−ン形成方法

Info

Publication number: JPS62276543A
Application number: JP11936386A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Koshiba; 小柴　満信; Masakatsu Ito; 伊東　正勝; Yoichi Kamoshita; 鴨志田　洋一; Yoshiyuki Harita; 榛田　善行
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1987-12-01

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、微細なレジストパターンを高精度に形成する
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体集積回路の製造におい
ては、基板の上にホトレジストを塗布し、ホトマスクを
通して紫外線を照射し、さらに現像することにより微細
なレジストパターンを形成し、次いでパターン部以外の
基板部分をウェットエツチングすることが行われている
。しかし、このような一連のバターニング工程において
は、紫外線照射時の紫外線の回折現象などのために解像
度に限界があり、またウェットエツチングではサイドエ
ツチング現象、すなわちレジストパターン部の下にエッ
チャントがまわり込みエツチングされてしまう現象や、
エッチャントの不純物の影響のために微細なレジストパ
ターンのエツチングを良好に行うことができなかった。

このため、ウェットエツチングに代わってガスプラズマ
、反応性スパッタリング、イオンミリングなどの手段を
用いたドライエツチングにより微細なレジストパターン
のエツチングを行う技術が開発されている。

エツチング法としてドライエツチングを採用する場合に
使用するレジストは、放射線に対して高い感度を存し、
微細なレジストパターンを高精度に形成することができ
、かつドライエツチングに対して高い耐性を有すること
が必要である。

さらに、半導体集積回路の高集積化のための配線の多層
化、素子の三次元構造化などを実現するためには、段差
のある基板上にレジストパターンを形成させる必要があ
るが、このためにはレジスト膜を厚くする必要がある。

上記の問題を解決する手段としてレジストを一層だけで
はなく、多層化することにより形状比の高いレジストパ
ターンを形成する方法がある。

ここで、形状比とは、形成されたレジストパターンの幅
に対する高さの比（高さ７幅）を表すものである。例え
ば、基板上に第一層として溶融温度が高くかつ硬（、平
坦化能を有するポリメチルメタクリレート、ポリイミド
などの有機高分子からなる平坦化層を、また第二層とし
てシリコン系レジスト層をそれぞれ形成さすたのち、第
二層のシリコン系レジストに部分的に放射線を照射し現
像することによりレジストパターンを形成したのち′、
第一層の平坦化層をドライエツチングすることにより高
形状比のレジストパターンを製造する方法を挙げること
ができる。かかる方法は、第二層と第一層とのドライエ
ツチング速度の比（選択比）を高めることにより達成さ
れるが、ドライエツチングのエッチャントとして四塩化
炭素ガスなどを用いると、基１反までもエンチングされ
てしまうという欠点をも有している。

このため、近年、平坦化層のエツチングに酸素プラズマ
によるリアクティブイオンエツチング（ＲＩ　Ｅ）を用
いることが研究されている。

このＲＩＥ法によると、有機物である平坦化層が露出し
た部分は二酸化炭素、水、二酸化窒素などに酸化され、
削りとられるとともに、平坦化層上に残存するシリコン
系レジストからなる第二層も酸化されて二酸化珪素（シ
リカ）となりガラス化し、酸素プラズマに対するバリア
ーとなり、よって微細で形状比の高いレジストパターン
を得ることを可能となすものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のシリコン系レジストは、ガラス転
移温度が室温よりかなり低く、低分子量のものは液状で
あり表面が粘着性を有するため取り扱い難く、特に放射
線に対して感度が低く、また高分子量のものは取り扱い
が容易であり、感度も比較的高いが解像度が低いなど、
諸々の欠点を有している。

本発明は、以上のような従来の技術的課題を背景になさ
れたもので、放射線に対して富感度であり、かつ高解像
性を有し、さらに酸素プラズマによるリアクティブイオ
ンエツチングに対して高耐性を有する二層レジストを用
いた微細なレジストパターンの形成方法を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、基板上に平坦化層を形成し、該平
坦化層上に下記一般式（１）％式％（）（式中、Ｒ１およびＲ２は同一または異なり、芳香族化
合物残基、複素環化合物残基、水素原子、ハロゲン原子
、シアノ基、炭素数１〜４の炭化水素残基または炭素数
１〜４のハロゲン化炭化水素残基、Ｒ３は炭素数１〜１
０の炭化水素残基または炭素数１〜１０のハロゲン化炭
化水素残基、Ｒ４は炭素数゛１〜４の炭化水素残基また
は炭素数１〜４のハロゲン化炭化水素残基、ａおよびｂ
はＯまたは１の整数を示す。）で表される構造を含む放
射線感応性オルガノポリシロキサンを含有するレジスト
膜を形成し、放射線を照射し、前記レジストを現像した
のち、平坦化層をエツチングすることを特徴とするパタ
ーン形成方法を提供するものである。

本発明では、まず基板上に第一層として前記のように溶
融温度が高くかつ高硬度で、平坦化能を有する有機系高
分子からなる平坦化層を形成することが必要である。

かかる平坦化層の材料としては、例えばポリメチルメタ
クリレート、ノボラック樹脂、ポリメチルスチレンなど
の熱可塑性樹脂、あるいはポリイミド、エポキシ樹脂な
どの熱硬化性樹脂を挙げることができる。

この際、平坦化層を形成する材料は、通常、を機溶媒に
溶解して溶液となし、これをスピンナーなどで基板上に
乾燥膜厚として、通常、０．５〜５μｍ１好ましくは０
．５〜３μｍに塗布し、７０〜２００℃で熱処理を施す
。

また、かかる平坦化層を形成する材料中には、平坦化層
のハレーション防止能を高めるためにハレーション防止
剤を添加してもよい。ハレーション防止剤としては、例
えばオイルイエローなどの油溶染料、スチルベン系化合
物、ジアゾアミノベンゼン系化合物、クマリン系化合物
、ピラゾリン系化合物などを挙げることができる。

次に、第一層である平坦化層上に一般式（Ｉ）で表され
る構造を含む放射線感応性オルガノポリシロキサン（以
下、単に「オルガノポリシロキサン」と称する）を含有
するレジスト膜を形成する。

とのオルガノポリシロキサンは、例えば可視光、紫外線
、遠紫外線、電子線、Ｘ線、Ｔ線により、常温で迅速に
硬化し溶剤不溶の硬化皮膜を形成するものであり、例え
ばオルガノポリシロキサンの一部は特公昭５４−２９１
２６号公報、あるいは特公昭５５−２７３３７号公報に
おいて開示されているものである。

本発明において一般式（１）で表される構造におけるＲ
１およびＲ２のうち、芳香族化合物残基あるいは複素環
化合物残基としては、フェニル基、トリル基、キシリル
基、ビフェニル基、ナフチル基などのアリール基、およ
びそれらのアリール基の芳香族環の水素原子がニトロ基
、アルコキシ基、フリル基、ピリジル基などで置換され
たものを挙げることができる。また、Ｒ１およびＲ２の
炭素数１〜４の炭化水素残基としては、例えばメチル基
、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｔ−ブ
チル基、ｎ−ブチル基などを挙げることができる。なお
、Ｒ１およびＲ２は、塩素原子、臭素原子などのハロゲ
ン原子で置換されていてもよい。

一般式（Ｉ）中のＲ３は、炭素数１〜１０の炭化水素残
基であり、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン
基などのアルキレン基、フェニレン基などのアリーレン
基、Ｃｂ　Ｈａ　　ＣＨｚ　　ＣＨｚ−１ＣＨｚ　　Ｃｂ　Ｈ４ＣＨｚ　−などのアルカリレン基
、およびこれらが塩素原子、臭素原子などのハロゲン原
子で置換された基を、またＲ４は、炭素数１〜４の炭化
水素残基であり、例えばメチル基、エチル基、ｉ−プロ
ピル基、ｎ−プロピル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ブチル基
、およびこれらが塩素原子、臭素原子などのハロゲン原
子で置換された基などを挙げることができる。

本発明で使用するオルガノポリシロキサンは、例えば下
記のようにして合成することができる。

すなわち、（イ）下記一般式（ＩＩ） ○ （式中、Ｒ１およびＲ２は前記に同じ。）で表される化
合物と、下記一般式（［［）％式％）（式中、Ｒ’　、Ｒ’　、ａおよびｂは前記に同じ、Ｘ
は水酸基または加水分解可能な基、例えばメトキシ基、
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキ
シ基、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子を示し、
Ｃは２または３の整数であり、かつｂ＋ｃは３である。

）で表されるシラン化合物とを反応させることによって
得られる。

前記一般式（Ｉ［）で表される化合物の具体例としては
、フェニルマレイン酸無水物、トリルマレイン酸無水物
、α−フェニル−β−メチルマレイン酸無７ｋＭ、α−
フェニル−β−シアノマレイン酸＝水ｓ、α−フェニル
−β−クロロマレイン酸無水物、ナフチルマレイン酸無
水物、フリルマレイン酸無水物、フェニルマレイン酸無
水物、ピリジルマレイン酸無水物、クロロマレイン酸無
水物、ジブロモマレイン酸無水物などを、また一般式（
［）で表されるシラン化合物の具体例としては、γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−ア
ミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ランなどを挙げることができる。

これらの反応において使用される有機溶媒としては、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系炭化水素、
ジメチル）ルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどの極性溶剤
を挙げることができ、反応温度は、通常、５０℃以上、
好ましくは１００〜２００℃である。これらの反応にお
いては、反応系に脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物、第
３級アミンなどを存在させることができ、この脂肪族酸
無水物としては酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸など
の無水物、芳香族酸無水物としては０−ｌｍ−およびｐ
−）ルイル酸、０−１ｍ−およびｐ−エチル安息香酸、
ｐ−プロピル安息香酸、ｐ−イソプロピル安息香酸、ア
ニス酸、０−１ｍ−およびｐ−ニトロ安息香酸、ジメチ
ル安息香酸の異性体、例えばヘメリチル酸、３，４−キ
シリル酸、メシチニン酸、ベラトルム酸、トリメトキシ
安息香酸、α−またはβ−ナフトエ酸、ビフェニルカル
ボン酸などの各種芳香族酸の無水物、ならびに第３級ア
ミンとしてはピリジン、ジメチルピリジン、Ｎ、Ｎ−ジ
メチルアニリン、トリエチルアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチル
ベンジルアミンなどが例示される。

一般式（ＩＩ）で表される化合物と一般式（ＩＩＩ）で
表されるシラン化合物とを反応させたのち、引き続き反
応生成物の縮合反応を行い、本発明に使用されるオルガ
ノポリシロキサンを得る。

この縮合反応は、一般には有機溶媒、例えばトルエン、
キシレンなどの炭化水素系溶媒、またはメチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒中で
、温度５〜６０℃においてシラン化合物を加水分解させ
、加水分解物を加熱することにより行われる。また、縮
合反応においては、触媒として水酸化カリウム、水酸化
ナトリウム、ピリジンなどの塩基性触媒を用いることが
できる。

また、（ロ）本発明に使用するオルガノポリシロキサン
は、前記一般式（Ｉｌｌ）で表されるシラン化合物の縮
合を行ったのち、引き続き反応生成物に一般式１）で表
される化合物を反応させることによって得ることもでき
る。

本発明に使用されるオルガノポリシロキサンは、前記一
般式（Ｉ）で表される構造以外に、下記一般式（ＩＶ）
および／または（Ｖ）で表される構造を含んでいてもよ
い。

Ｒ５５ｉＯ＋、ｓ　　　　　・・・・・・・・　（ＴＶ
）（式中、Ｒ５は炭素数１〜４の炭化水素残基、フェニ
ル基、トリル基などの芳香族化合物残基を示す。）Ｒ’　Ｒ’　Ｓ　ｉ○　　　　・・・・・・・　（Ｖ）
（式中、Ｒｈは炭素数１〜４の炭化水素残基、例えばメ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基を、Ｒ７はＲ
６と同様の炭素数１〜４の炭化水素残基またはトリフル
オロアルキル基、例えばトルフルオロプロピル基、トリ
フルオロブチル基ヲ示す。）前記一般式（ＩＶ）で表される構造の原料となる化合物
は、下記一般式（Ｖｌ）Ｒ５ＳｉＸ、　　　　　　　・・・・・・・　（ＶＴ）
（式中、Ｒ５およびＸは前記に同じ。）で表されるシラ
ン化合物であり、その具体例としてはメチルトリクロロ
シラン、フェニルトリクロロシラン、トリルトリクロロ
シラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリエト
キシシランなどを挙げることができる。

また、一般式（Ｖ）で表される構造の原料となる化合物
は、下記一般式（■）ＲｂＲ’５ｉＸｚ　　　　　・・・・・・・　（■）（
式中、Ｒ６、Ｒ７およびＸは、前記に同じ。）で表され
る化合物であり、その具体例としてはジメチルジクロロ
シラン、メチルフェニルジクロロシラン、メチルフェニ
ルジメトキシシラン、メチルトリルジブロモシラン、メ
チルトリルジイソプロポキシシランなどを挙げることが
できる。

一般式（ｒＶ）および／または一般式（Ｖ）で表される
構造を本発明で使用されるオルガノポリシロキサンに含
ませる方法としては、（ハ）一般式（ＩＩ）で表される
化合物と一般式（［［）で表されるシラン化合物とを反
応させたのち、引き続き反応生成物の縮合反応させる際
に、一般式（Ｍｌ）で表されるシラン化合物および／ま
たは一般式（■）で表されるシラン化合物（以下、これ
らを「付加シラン化合物」と称する）を反応系に添加す
る方法、（ニ）一般式（Ｖｌ）で表される化合物の縮合
反応を行う際に付加シラン化合物を反応系に添加して反
応させたのち、引き続き反応生成物に一般式（ｎ）で表
される化合物を反応させる方法、または（ホ）前記（イ
）または（ロ）の方法によってオルガノポリシロキサン
を合成したのち、さらに付加シラン化合物を反応させる
方法を挙げることができる。

本発明で使用されるオルガノポリシロキサンにおいて、
一般式（ＩＶ）で表される構造は、一般式（ｒ）で表さ
れる構造に対し、モル比〔一般式（ｒＶ）で表される構
造／−一般式１）で表される構造〕で、通常、２００以
下、好ましくは１００以下含まれていてもよく、一般式
（Ｖ）で表される構造もモル比〔一般式（Ｖ）で表され
る／一般式（１）で表される構造〕で、通常、２００以
下、好ましくは１００以下含まれていてもよい。

なお、前記一般式（ＩＩＶ）で表される構造は、第一層
である平坦化層上に塗布した場合の乾燥後の塗膜の硬さ
をさらに増加させ、また前記一般式（Ｖ）で表される構
造は、塗膜に適度の柔軟性を持たせるものである。

本発明で使用するポリオルガノシロキサンの重量平均分
子量は、ポリスチレン換算平均分子量で、通常、５，０
００〜ｔｏｏ、ｏｏｏ、好ましくは１０．０００〜４０
０，０００である。

また、重量平均分子量／数平均分子量で表される分散度
は、通常、１〜１０、好ましくは２〜７である。

本発明で使用するオルガノポリシロキサンを含有するレ
ジストは、通常、前記オルガノポリシロキサン単独で使
用されるが、架橋剤、増感剤などを併用してもよい。か
かる架橋剤としてはアジド化合物を挙げることができ、
その吸収波長領域が２００〜５００　ｎｍの領域にある
アジド化合物が好適に用いられる。

これらのアジド化合物の具体例としては、例えば、２，
６−ビス（４′−アジドベンザル）シクロヘキサノン、
２．６−ビス（４′−アジドベンザル）−４−メチルシ
クロヘキサノン、４，４′−ジアジドカルコン、４．４
’−ジアジドビフェニル、３，３′−ジアジドビフェニ
ル、４，４′−ジアジドジフエニルメタン、３．３′−
ジアジドジフェニルメタン、４．４′−ジアジドジフェ
ニルエタン、３．３′−ジアジドジフェニルエタン、４
．４’−ジアジドジフェニルエーテル、３゜３′−ジア
ジドジフェニルエーテル、４．４’−ジアジドジフェニ
ルスルフィド、３．３′−ジアジドジフェニルスルフィ
ド、４，４′−ジアジドジフェニルスルホン、３．３′
−ジアジドジフェニルスルホンなどの芳香族アジド化合
物、２．６−ジクロロ−４−ニトローアジドヘンゼン、
アジドジフェニルアミン、４，４−ジアジドジフェニル
アミンなどのアジド化合物、６−アジド−２−（４′−
アジドスチリル）ペンゾイミダヅール、４．４′−ジア
ミドスチルベン、アジドニトロンなどのアジド化合物が
挙げられ、これらのアジド化合物は２種以上併用するこ
ともできる。

これらの７ジド化合物は、本発明で使用するオルガノポ
リシロキサン１００重量部に対して、好ましくは１０重
量部以下、特に好ましくは８重量部以下添加して使用さ
れる。

また、増感剤としては、例えばミヘラーズケトン、５−
ニトロアセナフテン、２−ニトロフルオレン、１−二ト
ロピレン、１．８−ジニトロピレン、１，２−ベンゾア
ントラキノン、ピレン−１，６−キノン、シアノアクリ
ジンなどを挙げることができ、例えば前記アジド化合物
１００重量部に対して１０重量部以下添加することがで
きる。

さらに、本発明で使用するオルガノポリシロキサンを含
有するレジストは、安定剤、例えばヒドロキノン、メト
キシフェノール、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，２′
−メチレンビス（６−ｔ−ブチル−４−エチルフェノー
ル）などのヒドロキシ芳香族化合物、ベンゾキノン、ｐ
−キシロキノンなどのキノン化合物、フェニル−β−ナ
フチルアミン、ｐ、ｐ’−ジフェニルフェニレンジアミ
ンなどのアミン化合物、またはジラウリルチオプロピオ
ナート、４，４′−チオビス（６−ｔ−ブチル−３−メ
チルフェノール）、２．２’−チオビス（４−メチル−
６−ｔ−ブチルフェノール）、２−（３，５−ジ−ｔ−
ブチル−４−ヒドロキシアニリノ）−４，６−ビス（Ｎ
−オクチルチオ）−ｓ　−Ｉ・リアジンなどの硫黄化合
物をオルガノポリシロキサン１００重量部に対して３重
量部以下含有することができる。

さらにまた、本発明で使用するオルガノポリシロキサン
を含有するレジストには、必要に応じて色素、顔料、そ
の他無機質充填剤などを添加することもできる。

本発明においてオルガノポリシロキサンを含有するレジ
ストを使用する場合には、溶媒、例えばクロロベンゼン
、キシレン、エチルベンゼン、トルエン、アニソールな
どの芳香族系溶媒、シクロヘキサノン、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、ク
ロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエタンなどの塩素
系溶媒、またはメチルセロソルルプアセテート、ジグラ
イムなどのグリコール系溶媒に溶解して用いる。

このとき、溶媒の使用量は、オルガノポリシロキサン１
００重量部に対して、好ましくは１００〜５，０００重
量部、特に好ましくは１００〜３．０００重量部であり
、固形分濃度は、通常、２〜５０重量％、好ましくは３
〜５０重量％に調製される。

本発明では、上記のように調製されたオルガノポリシロ
キサンを含有するレジストを、第一層である平坦化層の
上にスピンナーなどで乾燥膜厚として、通常、０．０５
〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．８μｍの厚さに塗布
し、次いで、通常、７０〜１１０°Ｃでブレベークし、
レジスト膜を形成し、二層レジスト膜を形成させる。

本発明において、この二層レジスト膜に部分的に可視光
、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線、γ線などの放射線
を照射したのち、溶剤で現像し、レジストパターンを形
成させる。

ここで、放射線照射後の現像時に用いる現像液は、本発
明で使用するオルガノポリシロキサンを含有するレジス
トを溶解し、放射線照射部を溶解しない溶媒であり、例
えば前記の塗布時に用いる溶媒と同様の溶媒、またはジ
メチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルホルアミドなどの非プロト
ン性極性溶媒、ケトン類とアルコール類の混合液、例え
ばメチルエチルケトンとイソプロピルアルコールとの混
合液などを挙げることができる。

また、現像後、レジストパターンをイソプロピルアルコ
ール、エチルアルコール、ｎ−へブタン、ｎ−ペンタン
などを主成分とする貧溶媒を用いリンスしてもよい。

現像後、９０〜２００℃で熱処理し、次いで酸素プラズ
マによりＲＩＢを施すと、第一層上に残存しているレジ
スト膜は酸化され、ガラス化して二酸化珪素に変化し、
酸素プラズマに対するバリアとなる一方、レジスト膜が
残存していない未照射部分では、第一層である平坦化層
が酸化されて消失し、よって半導体集積回路などを製作
するために精度のよい微細なパターンの形成が可能とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

参考例１特公昭５４−２９１２６号公報実施例１に準じてジメチ
ルジクロロシラン２６０ｇおよびフェニルトリクロロシ
ラン５０ｇをトルエン１，０００ｇに溶解したのち、こ
の溶液を水１，１００ｇ中へ温度２５℃に保ちながら滴
下し、共加水分解して、次いで水洗、中和、脱水処理を
行ってシロキサン濃度１５重量％のトルエン溶液を得た
。

このトルエン溶１１．０００ｇに３−アミノプロピルト
リエトキシシラン５ｇを加え、ジプチル錫ジオクトエー
ト０．２ｇを添加して脱エタノール反応を行い３−アミ
ノプロピル基含有オルガノポリシロキサンのトルエン溶
液を得た。

次に、この３−アミノプロピル基含有オルガノポリシロ
キサンのトルエン溶液に、α−フェニルマレイン酸無水
物を３−アミノプロピル基１モルに対して１モルの割合
で加え、２５°Ｃで２時間反応させたところ、下記の構
造のポリスチレン換算重量平均分子量が１００，０００
のオルガノポリシロキサンが得られた。

このものの１５重量％トルエン溶液の粘度は、８．８セ
ンチストークス（２５℃）であった。

参考例２トルエン１００ｇ中にα−フェニルマレイン酸無水？ｌ
１７．４ｇを溶解し、これに３−アミノプロピルトリエ
トキシシラン２２．１ｇを室温で滴下し２５℃で１時間
反応させ、さらにトルエンの還流温度で３時間反応させ
たところ、オルガノポリシロキサンが得られた。

次に、トリルトリクロロシランの加水分解物のトルエン
溶液（固形分濃度２０重量％）２１３ｇに分子鎖両末端
が塩素原子で封鎖されたジメチルポリシロキサン（平均
重合度２００）の２０重量％トルエン溶液７４３ｇおよ
びピリジン２．３６ｇを滴下し、約１時間攪拌して脱塩
化水素反応を行わせ、生成したとリジンの塩酸塩および
残ったピリジンを水洗によって除去し、脱水処理を行い
、固形分濃度２０重量％の溶液を得た。

この溶液に、上記オルガノポリシロキサンのトルエン溶
液を固形分濃度で２０ｇ混合し、これにジプチル錫ジオ
クトエート０．１ｇを添加してトルエンの還流温度で５
時間反応させたところ、下記の構造のポリスチレン換算
重量平均分子量が３０．０００のオルガノポリシロキサ
ンが得られた。

このものは、軟化点９０〜１００℃の固体状のもので、
その２０重量％トルエン溶液粘度は１９．５センチスト
ークス（２５℃）であった。

実施例１シリコンウェーハ上に平坦化層としてポリメチルメタク
リレートをメチルエチルケトンに溶解した溶液（固形分
濃度２０重量％）をスピンナーを用いて乾燥後の膜厚と
して１．５μｍの厚さに塗布し、１００℃で３０分加熱
乾燥した。この平坦化層に参考例１で得られたオルガノ
ポリシロキサンＬｏｇをキシレンに溶解して固形分濃度
４重量％溶液としたものを、乾燥後の膜厚が０．３μｍ
となるように塗布し、１００°Ｃで３０分窒素気流中で
ブレベークした。プレベーク後、加速電圧２０ＫＶの電
子線照射を実施した。

電子線照射後、ウェーハをメチルエチルケトン：イソプ
ロピルアルコール（重量比）＝３：１の混合溶媒で現像
し、イソプロピルアルコールでリンスした。その結果、
オルガノポリシロキサンの０．８μｍのライン・アンド
・スペースのレジストパターンが形成できた。

その後、平行平板型スパッタエツチング装置で酸素ガス
をエッチャントガスとして、印加パワー２００Ｗ、装置
内圧０．４Ｔｏｒｒ酸素ガスの条件下でＲＩＥを行った
。この条件下でのレジストパターンのエツチング速度は
Ｏであり、またポリメチルメタクリレート膜のエツチン
グ速度は３．０００人／分であり、５分間エツチングす
ることによりレジストパターンの被覆されていないポリ
メチルメタクリレート層は全て消失した。

エツチング後、０．８μｍライン・アンド・スペースの
パターンが１．４μｍの膜厚で形成できた。

実施例２シリコンウェーハ上に平坦化層としてＮ、Ｎ’−ジエチ
ルアミノベンゼンを５重量％加えた可溶性ポリイミド（
チバガイギー社製、ＪＸＵ２１８）をトリクロロエタン
に溶解した溶液（固形分濃度２０重量％）をスピンナー
を用いて乾燥後の膜厚として１．５μｍの厚さに塗布し
、１５０℃で３０分加熱乾燥した。この平坦化層に参考
例２で得られたオルガノポリシロキサンｌＯｇをメチル
イソブチルケトンに溶解して固形分濃度５重量％溶液と
したものを乾燥後の膜厚が０．２５μｍとなるように塗
布し、９０℃で２０分窒素気流中でプレベークした。プ
レベータ後、Ｘ線としてパラジウムＬα線（４，３７人
）をマスクを介して照射したのち、ウェーハをメチルエ
チルケトン：イソプロピルアルコール（重量比）＝３　
＋　１の混合溶媒で現像し、イソプロピルアルコールで
リンスした。その結果、ポリイミド膜上に０．６μｍの
ライン・アンド・スペースのレジストパターンが形成さ
れた。その後、平行平板型スバ・ツタエンチング装置で
酸素ガスをエッチャントガスとして、印加パワー２００
Ｗ、装置内圧０．４Ｔｏｒｒ酸素ガスの条件下でＲＩＥ
を行った。この条件下でのオルガノポリシロキサンのエ
ツチング速度は０であり、またポリイミド膜のエツチン
グ速度は１．５００人／分であり、１０分間エツチング
することによりレジストパターンに被覆されていないポ
リイミド層は全て消失した。エツチング後、０．６μｍ
ライン・アンド・スペースのパターンが１．７μｍの膜
厚で形成できた。

〔発明の効果〕

本発明のパターン形成方法は、従来のシリコーン系レジ
ストを用いたパターン形成方法に比べて操作性に優れる
とともに放射線に対して高い解像度を得ることができ、
著しく形状比の高いパターンを形成することが可能とな
り、例えばＩＣ１ＬＳＩ、ＶＩＳＩ、ＵＬＳＩなどの高
集積電子回路や光ＩＣ１光電波路などの高集積光回路や
フォトマスクやＸ線マスクなどの製造に有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に平坦化層を形成し、該平坦化層上に下記
一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ）（式中、Ｒ＾１およびＲ＾２は同一または異なり、芳香
族化合物残基、複素環化合物残基、水素原子、ハロゲン
原子、シアノ基、炭素数１〜４の炭化水素残基または炭
素数１〜４のハロゲン化炭化水素残基、Ｒ＾３は炭素数
１〜１０の炭化水素残基または炭素数１〜１０のハロゲ
ン化炭化水素残基、Ｒ＾４は炭素数１〜４の炭化水素残
基または炭素数１〜４のハロゲン化炭化水素残基、ａお
よびｂは０または１の整数を示す。）で表される構造を
含む放射線感応性オルガノポリシロキサンを含有するレ
ジスト膜を形成し、放射線を照射し、前記レジストを現
像したのち、平坦化層をエッチングすることを特徴とす
るパターン形成方法。