JPS63271248A - シリコン含有レジスト - Google Patents
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- 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
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
- G03F7/0758—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/942—Masking
- Y10S438/948—Radiation resist
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31652—Of asbestos
- Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane
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】
本発明は改良された半導体装置の製作、及び半導体装置
の製造に使用される改良されたフォトレジスト材料に関
するものである。又基質上に改良されたパターン付レジ
ストを調製するプロセス、シランを含んでいる改良され
たレジストポリスチレン重合体、シリコンを含むポリス
チレン共重合体のような改良されたフォトレジスト材料
、及びシリコンを含んでいる半導体ウェファ装置、及び
レジスト浸食の減少の結果をもちポリマーマトリックス
にシリコンを含むフォトレジストをその表面にもってい
る半導体ウェファ装置が含まれている。
の製造に使用される改良されたフォトレジスト材料に関
するものである。又基質上に改良されたパターン付レジ
ストを調製するプロセス、シランを含んでいる改良され
たレジストポリスチレン重合体、シリコンを含むポリス
チレン共重合体のような改良されたフォトレジスト材料
、及びシリコンを含んでいる半導体ウェファ装置、及び
レジスト浸食の減少の結果をもちポリマーマトリックス
にシリコンを含むフォトレジストをその表面にもってい
る半導体ウェファ装置が含まれている。
現像に先立って、実質的に当初の型からゆがめられてい
な番゛−像を生じるように、発明は、現像され、照射さ
れた負又は陽のレジストの浸食が、減じるよう意図され
ている。フォトリトグラフィーは、モノリシック集積回
路のような、半導体装置シスト)のコーティングが、半
導体ウェファ−上に沈積され、紫外光源、電子線、X線
又はプラズマのような強い照射源に光マスクをとおして
露出される。それからフォトレジストは、負のフォトレ
ジストに依存し、露出されていない(カバーされたマス
ク)部分をとかす液状現像剤で現像される。
な番゛−像を生じるように、発明は、現像され、照射さ
れた負又は陽のレジストの浸食が、減じるよう意図され
ている。フォトリトグラフィーは、モノリシック集積回
路のような、半導体装置シスト)のコーティングが、半
導体ウェファ−上に沈積され、紫外光源、電子線、X線
又はプラズマのような強い照射源に光マスクをとおして
露出される。それからフォトレジストは、負のフォトレ
ジストに依存し、露出されていない(カバーされたマス
ク)部分をとかす液状現像剤で現像される。
酸化されたシリコンスライスは、感光性レジストのフィ
ルムでコートされ、それはマスクをとおして強い照射源
に露出されると最初の拡散ステージに要求されたパター
ンを示す、現像で、窓がレジストフィルムに開かれる。
ルムでコートされ、それはマスクをとおして強い照射源
に露出されると最初の拡散ステージに要求されたパター
ンを示す、現像で、窓がレジストフィルムに開かれる。
陽に作動するレジストフィルムにおいて、窓はフィルム
が照射源にさらされたところにあられれる。
が照射源にさらされたところにあられれる。
狭いライン、特に巾が1μ鴎以下のラインが、レジスト
に現像されると、ライン及び縁にパターン付像の特長的
な変形を生じる明白な傾向がある。
に現像されると、ライン及び縁にパターン付像の特長的
な変形を生じる明白な傾向がある。
負及び陽のレジストにおいて、像の現像剤は、下を切り
取り、或は縁に影響を及ぼす。それ故現像されたパター
ンの像は、通常線像に正確に順応していない、収束しよ
うと、並列であろうと現像されたパターンの像は、照射
の付随する線に順応していない、電子散乱は耐性内に生
じ、基質からもどると信じられている。レジストは主線
へと同様、生じている。このように、結果はレジストに
おける下切り効果である。
取り、或は縁に影響を及ぼす。それ故現像されたパター
ンの像は、通常線像に正確に順応していない、収束しよ
うと、並列であろうと現像されたパターンの像は、照射
の付随する線に順応していない、電子散乱は耐性内に生
じ、基質からもどると信じられている。レジストは主線
へと同様、生じている。このように、結果はレジストに
おける下切り効果である。
レジスト像は、プラズマエツチングの間浸食する。平面
反応器におけるエツチングのイオン及び遊離ラジカルの
ためである。プラズマエツチングの間のレジストの浸食
は、線巾の損失を生じえ、ひどい場合は、フィルム表面
のエツチングを生じえる。レジストマスクの受容される
厚さでの良好な分解能は、2−及び3−水準のマスキン
グ法により達せられる。然しなから、これらの方法の両
者は、直接プリントされたレジストより更に複雑な加工
を要求する。それ故、若し可能であるなら、これらの方
法はさけられる。
反応器におけるエツチングのイオン及び遊離ラジカルの
ためである。プラズマエツチングの間のレジストの浸食
は、線巾の損失を生じえ、ひどい場合は、フィルム表面
のエツチングを生じえる。レジストマスクの受容される
厚さでの良好な分解能は、2−及び3−水準のマスキン
グ法により達せられる。然しなから、これらの方法の両
者は、直接プリントされたレジストより更に複雑な加工
を要求する。それ故、若し可能であるなら、これらの方
法はさけられる。
使用される特定の操作条件に依存して、レジストの感度
は、受容され使用出来るレジスト材料を押しつけるであ
ろう。又放射のエネルギは、レジスト材料の性質を押し
つける。エネルギー源が増加すると、一般に感度のわる
いレジスト材料が要求される。現像後フィルムのある部
分の損失を受は入れる能力も、レジスト材料の感度を押
しつけるであろう。又計算の方法は、結果に影響できる
。
は、受容され使用出来るレジスト材料を押しつけるであ
ろう。又放射のエネルギは、レジスト材料の性質を押し
つける。エネルギー源が増加すると、一般に感度のわる
いレジスト材料が要求される。現像後フィルムのある部
分の損失を受は入れる能力も、レジスト材料の感度を押
しつけるであろう。又計算の方法は、結果に影響できる
。
分子量分布も電子レジストの感度及び一般遂行に影響を
及ぼしえる。
及ぼしえる。
負の電子レジストは、スチレン、メチル−シクロ−シロ
キサン(PMC3) 、ビニル−シクロ−シロキサ7
(PVC3) 、PMC3/’/すL/ン7オスフエー
ト、PVC3/シリレンホスフェイト、エポキシ化ブタ
ジェン又はイソプレン、グリシディルメタクリレート及
びエチルアクリレートとの共重合体、ジアリルオルソフ
タレート、マレイン酸無水物−共・ビニルエーテル半エ
ステルのようなポリマータイプを使用した。照射ポリマ
ータイプ内の橋かけ結合反応は、非常に望まれる。ある
種の橋かけ結合は、照射で自然に起る。乏しい分解能及
び対比(コントラスト)は、そのような自発性橋かけ結
合の負の状況である。
キサン(PMC3) 、ビニル−シクロ−シロキサ7
(PVC3) 、PMC3/’/すL/ン7オスフエー
ト、PVC3/シリレンホスフェイト、エポキシ化ブタ
ジェン又はイソプレン、グリシディルメタクリレート及
びエチルアクリレートとの共重合体、ジアリルオルソフ
タレート、マレイン酸無水物−共・ビニルエーテル半エ
ステルのようなポリマータイプを使用した。照射ポリマ
ータイプ内の橋かけ結合反応は、非常に望まれる。ある
種の橋かけ結合は、照射で自然に起る。乏しい分解能及
び対比(コントラスト)は、そのような自発性橋かけ結
合の負の状況である。
エム−ハザキス(M、 Hatzakltx> CJ、
Electrochets。
Electrochets。
鋭虹116.1969.1033)は、完全に不溶性の
陽レジストを達成するため、橋かけ結合メタクリレート
陽−作動しシストを使用した。金属導体パターンがこの
方法で(っきりえかき出された。レージストは“リフト
−オフ(lift−ofD ″技術の操作を容易にす
るため導入された。この処理で、陽作動レジストフィル
ムが電子パターンにさらされている。そして金属パター
ン辷対応する窓を生じるように現像された。それから金
属フィルムが基質の全表面にわたり蒸発される。レジス
トフィルムが溶かし出されると、その上の金属も除去さ
れる。
陽レジストを達成するため、橋かけ結合メタクリレート
陽−作動しシストを使用した。金属導体パターンがこの
方法で(っきりえかき出された。レージストは“リフト
−オフ(lift−ofD ″技術の操作を容易にす
るため導入された。この処理で、陽作動レジストフィル
ムが電子パターンにさらされている。そして金属パター
ン辷対応する窓を生じるように現像された。それから金
属フィルムが基質の全表面にわたり蒸発される。レジス
トフィルムが溶かし出されると、その上の金属も除去さ
れる。
そして基質上に望まれた金属パターンを残す、この以前
の方法の好結果は、レジストにおける生成と保持、下切
り像に依存している。それで不連続がレジスト上の金属
フィルムと窓における金属フィルムの間に存在する。以
前の技術の橋かけ結合耐性は、(カルボン酸無水物基に
よる橋かけ結合された)メタクリレートポリマー鎖より
なる。電子による照射にさらされたとき、無水物橋かけ
結合及び主ポリマー鎖の間の結合はやぶれる。線型構造
が、照射共重合物にだくわえられ、有機溶媒に可溶にな
る。これらの領域は溶は出され、基質上に未照射共重合
体を残し、それは橋かけ結合されており、陽像を作る。
の方法の好結果は、レジストにおける生成と保持、下切
り像に依存している。それで不連続がレジスト上の金属
フィルムと窓における金属フィルムの間に存在する。以
前の技術の橋かけ結合耐性は、(カルボン酸無水物基に
よる橋かけ結合された)メタクリレートポリマー鎖より
なる。電子による照射にさらされたとき、無水物橋かけ
結合及び主ポリマー鎖の間の結合はやぶれる。線型構造
が、照射共重合物にだくわえられ、有機溶媒に可溶にな
る。これらの領域は溶は出され、基質上に未照射共重合
体を残し、それは橋かけ結合されており、陽像を作る。
そのような橋かけ結合ポリメチルメタクリレートポリマ
ーは、高温に耐えるであろう。然しなから、この処置は
両立しない結果を生じた。そして微小詳細に分解する能
力に適していない。
ーは、高温に耐えるであろう。然しなから、この処置は
両立しない結果を生じた。そして微小詳細に分解する能
力に適していない。
塩素及び4塩化炭素プラズマにおけるレジスト浸食の研
究は、芳香族及び橋かけ結合がますと、レジストは、レ
ジスト浸食速度を遅くすることを示した。プラズマエツ
チングに先立ち、高投与レベルでレジストマスクの電子
線ボンバードメントは、高い橋かけレジストを生じる。
究は、芳香族及び橋かけ結合がますと、レジストは、レ
ジスト浸食速度を遅くすることを示した。プラズマエツ
チングに先立ち、高投与レベルでレジストマスクの電子
線ボンバードメントは、高い橋かけレジストを生じる。
それは圧力300m)ル及び380kHzで塩素ガス又
は4塩化炭素プラズマ−でエッチされた時、一般のレジ
ストマスクに比較して半分の浸食速度であると示された
。然しなから、4弗化炭素、及び4弗化炭素/酸素−プ
ラズマエツチングの間、レジスト浸食における減少は相
当に小さい、レジスト浸食の半分への減少は、多くのプ
ロセスに対し不充分で、それ故、別のより効果的な方法
が、プラズマエツチングの間マスク損失を減するため要
求される。
は4塩化炭素プラズマ−でエッチされた時、一般のレジ
ストマスクに比較して半分の浸食速度であると示された
。然しなから、4弗化炭素、及び4弗化炭素/酸素−プ
ラズマエツチングの間、レジスト浸食における減少は相
当に小さい、レジスト浸食の半分への減少は、多くのプ
ロセスに対し不充分で、それ故、別のより効果的な方法
が、プラズマエツチングの間マスク損失を減するため要
求される。
ある種の有機材料が電子により照射されるとき、一般に
発生する第一のできごとは分子内のある結合から電子の
排除、まずラジカルイオンを生成することであると信じ
られている。このあとに起ることの詳細はよく理解され
ていない、然しながら全化学変化が全材料に発生しえる
。与えられた材料において、これらの変化の1つは、常
に全結果を決定することを支配する。
発生する第一のできごとは分子内のある結合から電子の
排除、まずラジカルイオンを生成することであると信じ
られている。このあとに起ることの詳細はよく理解され
ていない、然しながら全化学変化が全材料に発生しえる
。与えられた材料において、これらの変化の1つは、常
に全結果を決定することを支配する。
まず、これから生成されたラジカルイオン又は破片は、
より高分子量をもつより大きな分子を作るように結合す
るであろう。有機ポリマーにおいて、全効果は共有ネッ
トワークに結合した鎖状分子の生成である。これは、橋
かけ結合することと呼ばれる。別に、ラジカルイオンは
更に分解するであろう。ポリマーにおいて、長鎖分子は
、低分子量の短鎖に分解される。分子量の変化で、物理
性に対応する変化がある。最近の技術は、溶解特性にお
ける特殊な変化を利用する。それ故、基質上のレジスト
フィルムが、電子で照射されるなら、レジストポリマー
は(1)橋かけ結合になり、対応する溶解度増加を示す
。橋かけ結合は、レジストポリマーにおいて望ましいこ
とである。ポリマーに剛性を与えるからである。そして
それは、変形することなしに高温に耐えるであろう。
より高分子量をもつより大きな分子を作るように結合す
るであろう。有機ポリマーにおいて、全効果は共有ネッ
トワークに結合した鎖状分子の生成である。これは、橋
かけ結合することと呼ばれる。別に、ラジカルイオンは
更に分解するであろう。ポリマーにおいて、長鎖分子は
、低分子量の短鎖に分解される。分子量の変化で、物理
性に対応する変化がある。最近の技術は、溶解特性にお
ける特殊な変化を利用する。それ故、基質上のレジスト
フィルムが、電子で照射されるなら、レジストポリマー
は(1)橋かけ結合になり、対応する溶解度増加を示す
。橋かけ結合は、レジストポリマーにおいて望ましいこ
とである。ポリマーに剛性を与えるからである。そして
それは、変形することなしに高温に耐えるであろう。
連続的に精巧なより複雑な型が要求されている。
紫外光及び感光材料を使用しているパターン生成技術に
は限度がある。それ故、新パターン生成技術が高く望ま
れている。電子線及び電子線に敏感な材料、X線及びX
線に敏悪な材料又はプラズマ及びプラズマに敏感な材料
を使用している現実の現像及び適用が、ここに考えられ
ている。従って、そのような技術を使用することにより
、より精巧なパターンかえられ、パターンの精度が期待
される。
は限度がある。それ故、新パターン生成技術が高く望ま
れている。電子線及び電子線に敏感な材料、X線及びX
線に敏悪な材料又はプラズマ及びプラズマに敏感な材料
を使用している現実の現像及び適用が、ここに考えられ
ている。従って、そのような技術を使用することにより
、より精巧なパターンかえられ、パターンの精度が期待
される。
放射に敏感な材料に関し、優れた感度をもつものが望ま
れ、それ故、要求されたように促進されている。更に、
高いパターン精度をえるため、対比において、すぐれて
いる材料を提供する必要がある。加えて、種々の他の条
件が放射に敏感な材料に要求される。例えば操作能力及
び弾性;たとえば、(熱安定性、耐エッチ性、及び生成
物の自己寿命と同様)薄いフィルム生成、フィルム品質
、基質へのコーティングの粘着性である。
れ、それ故、要求されたように促進されている。更に、
高いパターン精度をえるため、対比において、すぐれて
いる材料を提供する必要がある。加えて、種々の他の条
件が放射に敏感な材料に要求される。例えば操作能力及
び弾性;たとえば、(熱安定性、耐エッチ性、及び生成
物の自己寿命と同様)薄いフィルム生成、フィルム品質
、基質へのコーティングの粘着性である。
それ故、電子線及びX線を使用している型生成のため大
変放射に敏感な材料が提案されている。
変放射に敏感な材料が提案されている。
然しなから、上記条件、特に感度、対比、及び弾性を満
足する材料は知られていない、或は開示されていない、
主鎖にシリコン原子に付着したビニル基をもつポリシロ
キサンは、電子線を使用するパターン生成の材料として
知られている。然しながら、主鎖は非有機性、即ち、無
機性鎖であるので、そのようなポリシロキサンは基質へ
の粘着に干渉する。そして生成したパターンはうまくえ
かき出されない。
足する材料は知られていない、或は開示されていない、
主鎖にシリコン原子に付着したビニル基をもつポリシロ
キサンは、電子線を使用するパターン生成の材料として
知られている。然しながら、主鎖は非有機性、即ち、無
機性鎖であるので、そのようなポリシロキサンは基質へ
の粘着に干渉する。そして生成したパターンはうまくえ
かき出されない。
更に、ビニル基を含む一般のポリマーは、高速でパター
ンを造る試みが分解能を低下する傾向を生じ、作られた
パターンが精度を妨害することを示している。更に、そ
のようなポリマーは、感度及び弾性を増す試みが安定性
を減じ、かくして作利をもっている。
ンを造る試みが分解能を低下する傾向を生じ、作られた
パターンが精度を妨害することを示している。更に、そ
のようなポリマーは、感度及び弾性を増す試みが安定性
を減じ、かくして作利をもっている。
ポリイミドポリマーの例において、レジストポリマーに
金属元素の添加は、プラズマエツチングの間のマスク損
失を減する一つの方法である。橋かけ結合レジストマー
クはマスク侵食を低める別の方法である。ポリイミドレ
ジストポリマーの例におけるように、これは必ずしも可
能ではない。
金属元素の添加は、プラズマエツチングの間のマスク損
失を減する一つの方法である。橋かけ結合レジストマー
クはマスク侵食を低める別の方法である。ポリイミドレ
ジストポリマーの例におけるように、これは必ずしも可
能ではない。
例えば、ポリイミドレジストマスクのプラズマエツチン
グは15%早いエツチングを生じる。電子ボンバードメ
ントはエツチング選択性に最低の改良を生じる。加えて
、結合上に、電子ボンバードメントからの破壊プロセス
が露出されたポリイミドポリマーレジストマスクに生じ
る。レジストとポリイミドとの間のエッチ選択性はレジ
ストマスクのシリル化により改良されえる。従来技術の
レジストは通常非立体障害水酸基を含んでいるノボラッ
ク基本ポリマーであり、それはシリル化されえる。これ
は酸素−プラズマエツチングの間マスクに5i−0マト
リツクスを進行し、レジスト侵食を減じる。ノボラック
レジストのシリル化は、テトラクロロシラン又はテトラ
メチルシランのような危険な化合物の使用を含む困難な
プロセスである。
グは15%早いエツチングを生じる。電子ボンバードメ
ントはエツチング選択性に最低の改良を生じる。加えて
、結合上に、電子ボンバードメントからの破壊プロセス
が露出されたポリイミドポリマーレジストマスクに生じ
る。レジストとポリイミドとの間のエッチ選択性はレジ
ストマスクのシリル化により改良されえる。従来技術の
レジストは通常非立体障害水酸基を含んでいるノボラッ
ク基本ポリマーであり、それはシリル化されえる。これ
は酸素−プラズマエツチングの間マスクに5i−0マト
リツクスを進行し、レジスト侵食を減じる。ノボラック
レジストのシリル化は、テトラクロロシラン又はテトラ
メチルシランのような危険な化合物の使用を含む困難な
プロセスである。
英国特許明細書第2154330号は、プラズマエツチ
ングへのフォトレジストの抵抗を増すためフォトレジス
トにシリコンの導入を開示していル、半導体ウェファ−
に析出されたあと、シリコンが一般的なフォトレジスト
材料、ノボラックに導入される。
ングへのフォトレジストの抵抗を増すためフォトレジス
トにシリコンの導入を開示していル、半導体ウェファ−
に析出されたあと、シリコンが一般的なフォトレジスト
材料、ノボラックに導入される。
ノボラックレジストはホルムアルデヒドとフェノール及
び/又はクレゾールとの反応により作られる。立体的に
非障害水酸基を有するノボラックポリマーは、シリコン
で置換されたフェノール基の活性水素でシリル化されえ
る。シリコンは一5iX3の型であり、Xは、例えば−
CHs(メチル)又は−Cβ(塩素)である。
び/又はクレゾールとの反応により作られる。立体的に
非障害水酸基を有するノボラックポリマーは、シリコン
で置換されたフェノール基の活性水素でシリル化されえ
る。シリコンは一5iX3の型であり、Xは、例えば−
CHs(メチル)又は−Cβ(塩素)である。
米国特許第4301231号明細書は、ポリマー分子内
にビニルシリル又はシリルビニル基の使用を開示してい
る。2つの方法が教示されている。
にビニルシリル又はシリルビニル基の使用を開示してい
る。2つの方法が教示されている。
一つの方法は分子内にビニルシリル基をもち、ビニルシ
リル基以外に重合できる基を有するモノマーを調製する
ことである。負のレジスト材料を調製する別の方法は、
反応性基Xをもつポリマーの、反応性基Yをもち、ビニ
ルシリル基を含む化合物との組合せを利用する。米国特
許第4301231号明細書において、ビニルシリル基
の性質は、シリコン原子(Si)とビニル基(CHz=
CHz )がビニル基以外の少くとも1つの1個有機基
により分離されているようなものである。
リル基以外に重合できる基を有するモノマーを調製する
ことである。負のレジスト材料を調製する別の方法は、
反応性基Xをもつポリマーの、反応性基Yをもち、ビニ
ルシリル基を含む化合物との組合せを利用する。米国特
許第4301231号明細書において、ビニルシリル基
の性質は、シリコン原子(Si)とビニル基(CHz=
CHz )がビニル基以外の少くとも1つの1個有機基
により分離されているようなものである。
この発明の目的は、前記に論じたレジスト材料における
種々の困難に打勝つことである。
種々の困難に打勝つことである。
この発明の別の目的は電子線、X線又はプラズマのよう
な高エネルギー放射への露出で超微細パターン発生に有
用な新レジスト材料を提供することである。
な高エネルギー放射への露出で超微細パターン発生に有
用な新レジスト材料を提供することである。
別の目的は、改良されたプラズマ弾性をもつレジスト材
料を提供することである。
料を提供することである。
この発明の別の目的は、エツチングプロセスで放射源に
露出されたとき、優れた選択性をもつ改良されたレジス
ト材料を提供することである。
露出されたとき、優れた選択性をもつ改良されたレジス
ト材料を提供することである。
又この発明の目的は、その表面にシリコンを含むフォト
レジスト分子を析出した半導体ウェファを提供すること
である。
レジスト分子を析出した半導体ウェファを提供すること
である。
この発明の技術及び開示を使用することにより、超微細
パターンは、基基上にレジスト材料を成型すること及び
潜像を発生するようあらかじめ決定されたパターンをと
おして作られた成型物を放射に露出し、そのと、溶媒処
理し未露出部を洗いながすことによりえられる。
パターンは、基基上にレジスト材料を成型すること及び
潜像を発生するようあらかじめ決定されたパターンをと
おして作られた成型物を放射に露出し、そのと、溶媒処
理し未露出部を洗いながすことによりえられる。
この発明のレジスト材料を構成するシリル基含有ポリマ
ーは、溶媒可溶で、良好なフィルム生成性を有している
。良好なフィルム及び成型性に加えて、良好なレジスト
は、光学及び電子線露出性両者を使って微細な線群明度
の能力をもつべきである。露出時間は短かくであるべき
で、レジスト材料上にパターンかつ(られたら、プラズ
マプロセスに耐えるべきである。即ち低プラズマ浸食速
度をもつべきである。シリル含有スチレン共重合物の平
均分子量は、多分2000以下ではないそして1.00
0.000以上でない。負レジスト材料は、主に2つの
単量体・−トリメチルシリルスチレン及びクロロメチル
スチレン・−〇共重合から調製される。
ーは、溶媒可溶で、良好なフィルム生成性を有している
。良好なフィルム及び成型性に加えて、良好なレジスト
は、光学及び電子線露出性両者を使って微細な線群明度
の能力をもつべきである。露出時間は短かくであるべき
で、レジスト材料上にパターンかつ(られたら、プラズ
マプロセスに耐えるべきである。即ち低プラズマ浸食速
度をもつべきである。シリル含有スチレン共重合物の平
均分子量は、多分2000以下ではないそして1.00
0.000以上でない。負レジスト材料は、主に2つの
単量体・−トリメチルシリルスチレン及びクロロメチル
スチレン・−〇共重合から調製される。
ポリクロロメチルスチレン系は、電子線に改良された感
度をもっている。一方ポリメチルスチレンレジストは、
長時間露出での電子線露出を使用して良好な分解能を与
ええる。高ガラス転移温度は橋かけ結合ポリマー鎖の膨
潤を減じるよう利用されている。より高い芳香族及び橋
かけ結合マトリックスのため、ポリメチルスチレンは低
プラズマ浸食速度をもっている。然しながら、ポリメチ
、ルスチレンは、濃いU■放射に大変感度が低い。
度をもっている。一方ポリメチルスチレンレジストは、
長時間露出での電子線露出を使用して良好な分解能を与
ええる。高ガラス転移温度は橋かけ結合ポリマー鎖の膨
潤を減じるよう利用されている。より高い芳香族及び橋
かけ結合マトリックスのため、ポリメチルスチレンは低
プラズマ浸食速度をもっている。然しながら、ポリメチ
、ルスチレンは、濃いU■放射に大変感度が低い。
ポリメチルスチレンのメチル基にハロゲン、例えば塩素
の導入は、感度を改良する。メチル基に塩素の添加要求
は、感度にこの利的変化を生ずるため、僅か約5%であ
る。塩素含有ポリメチルスチレンは、エネルギー22
>tgJcs−”で1μm線を生じている濃いUV露出
において、良好な像を生じえる。
の導入は、感度を改良する。メチル基に塩素の添加要求
は、感度にこの利的変化を生ずるため、僅か約5%であ
る。塩素含有ポリメチルスチレンは、エネルギー22
>tgJcs−”で1μm線を生じている濃いUV露出
において、良好な像を生じえる。
ハロゲン化又はハロメチルスチレンにより、塩素、臭素
及びよう素よりなる基から選ばれた少(とも1つのハロ
ゲン原子でメチル部分に置換されたメチルスチレンが意
味されている。
及びよう素よりなる基から選ばれた少(とも1つのハロ
ゲン原子でメチル部分に置換されたメチルスチレンが意
味されている。
レジストとしてポリトリメチルシリルスチレンは、ポリ
メチルスチレンに類似に振舞うと発見された。クロロメ
チルスチレンの約5%と共重合されるとき、ポリトリメ
チルシリルスチレンの感度は改良される。これは芳香族
系の電子密度における変化にもとすかれている。芳香族
環における置換基の変化は、電子密度に、それ故、反応
性に、影響を及ぼすであろう。シリコンの存在は部分的
pi−結合生成において外殻d−軌道を使用することに
より、電子源密度に貢献できる。ポリトリメチルシリル
スチレンはシリコンを含有しているので、塩素プラズマ
における酸素プラズマにおいてノボラック及びポリ々−
クロロメチルスチレンレジストより低い浸食速度を持つ
であろう。
メチルスチレンに類似に振舞うと発見された。クロロメ
チルスチレンの約5%と共重合されるとき、ポリトリメ
チルシリルスチレンの感度は改良される。これは芳香族
系の電子密度における変化にもとすかれている。芳香族
環における置換基の変化は、電子密度に、それ故、反応
性に、影響を及ぼすであろう。シリコンの存在は部分的
pi−結合生成において外殻d−軌道を使用することに
より、電子源密度に貢献できる。ポリトリメチルシリル
スチレンはシリコンを含有しているので、塩素プラズマ
における酸素プラズマにおいてノボラック及びポリ々−
クロロメチルスチレンレジストより低い浸食速度を持つ
であろう。
発明の負レジスト材料は、次の方法においてパターンの
製作に使用される: 共重合体は、ポリマー溶液を調製するため、適当な溶媒
に溶かされる。この場合、使用される溶媒は、ポリマー
の性質に従って選ばれる。この例のため、使用される溶
媒はキシレン(混合)である。14〜20%固体が溶媒
中に処方される。ポリマー溶液は、0.2μ又はそれ以
下の孔径をもつフィルターをとおして濾過される。それ
からスピナー(spinnet)上の適当な基質に注が
れる。基質として、既知のもの、例えば、シリコンウェ
ファ上クロム又は酸化クロム蒸気被覆をもつガラス板が
使用されるであろう。500から10.OOOrpmで
スピナーを回転することにより、均一なコーティングが
基質上に作られる。コーティングは溶媒を除き、粘着を
増すため、あらかじめ焼かれる。予備焼なましは、通常
5〜30分の間真空/NZ炉において50℃〜120℃
の温度で行われる。NZ−気流中熱チャック(chuc
k)上での予備焼なましにより同等の結果かえられる。
製作に使用される: 共重合体は、ポリマー溶液を調製するため、適当な溶媒
に溶かされる。この場合、使用される溶媒は、ポリマー
の性質に従って選ばれる。この例のため、使用される溶
媒はキシレン(混合)である。14〜20%固体が溶媒
中に処方される。ポリマー溶液は、0.2μ又はそれ以
下の孔径をもつフィルターをとおして濾過される。それ
からスピナー(spinnet)上の適当な基質に注が
れる。基質として、既知のもの、例えば、シリコンウェ
ファ上クロム又は酸化クロム蒸気被覆をもつガラス板が
使用されるであろう。500から10.OOOrpmで
スピナーを回転することにより、均一なコーティングが
基質上に作られる。コーティングは溶媒を除き、粘着を
増すため、あらかじめ焼かれる。予備焼なましは、通常
5〜30分の間真空/NZ炉において50℃〜120℃
の温度で行われる。NZ−気流中熱チャック(chuc
k)上での予備焼なましにより同等の結果かえられる。
予備焼なましの条件は、90〜110℃の間に選ばれる
べきである。
べきである。
又は溶媒が除かれ、ポリマーが架橋を進行しないよう選
ばれるべきである。
ばれるべきである。
電子線露出で、10〜30KeVの電子線が、4XIO
−”〜5X10−”クーロン/cIAの電気量で使用さ
れるであろう。それはポリマーの感度により選ばれるで
あろう。通常電気量は、コーティング厚の半分が現像の
あととりさられるよう選ばれている。
−”〜5X10−”クーロン/cIAの電気量で使用さ
れるであろう。それはポリマーの感度により選ばれるで
あろう。通常電気量は、コーティング厚の半分が現像の
あととりさられるよう選ばれている。
露出のあと、現像が通常の方法又はスプレー現像技術に
より適当な溶媒で行われる。使用されたポリ・マーを溶
かすなら、いかなる現像溶媒も使用されるであろう。し
かし溶媒が不溶部分に、あまりにも多くの膨潤を生じさ
せるなら、それらは避けられるべきである。この発明の
シリル基含有ボン リマーのために、メチルイ戸ブチルケトンは適切である
。
より適当な溶媒で行われる。使用されたポリ・マーを溶
かすなら、いかなる現像溶媒も使用されるであろう。し
かし溶媒が不溶部分に、あまりにも多くの膨潤を生じさ
せるなら、それらは避けられるべきである。この発明の
シリル基含有ボン リマーのために、メチルイ戸ブチルケトンは適切である
。
現像及び洗浄のあと、作られたレジスト型は、基質への
粘着を改良するため、後焼付けされる。
粘着を改良するため、後焼付けされる。
通常後焼付けは5分から1時間、60℃から200℃で
行われる。この焼付はステップは、真空において、又は
窒素、アルゴンのような不活性ガス中で行われるであろ
う。
行われる。この焼付はステップは、真空において、又は
窒素、アルゴンのような不活性ガス中で行われるであろ
う。
■上
1 ルシ1ルスチレン人
マグネシウムくず(2,6g、0.11モル)が添加濾
斗、凝縮器、窒素ガスパージをそなえた500に添加さ
れる。数滴のブロモクロロエタンが、ヨ^ 性化される。クロロトリメチルシラン(3,0M、0.
1モル)の18011fテトラヒドロフランにおける溶
液が、反応容器に添加された。4−クロロスチレンが激
しい攪拌上反応混合物に滴下された。
斗、凝縮器、窒素ガスパージをそなえた500に添加さ
れる。数滴のブロモクロロエタンが、ヨ^ 性化される。クロロトリメチルシラン(3,0M、0.
1モル)の18011fテトラヒドロフランにおける溶
液が、反応容器に添加された。4−クロロスチレンが激
しい攪拌上反応混合物に滴下された。
反応は発熱反応である。マグネシウム金属が全部消費さ
れた時、水2001Mが徐々に添加され、ジエチルエー
テル200111が添加された。層が分離した。有機層
が回収され、無水硫酸マグネシウムで乾燥され、有機溶
媒がストリップされた。反応生成物、標題化合物は、ガ
スクロマトグラフィーで分析された。95−98%純度
で63−68%収率であった。
れた時、水2001Mが徐々に添加され、ジエチルエー
テル200111が添加された。層が分離した。有機層
が回収され、無水硫酸マグネシウムで乾燥され、有機溶
媒がストリップされた。反応生成物、標題化合物は、ガ
スクロマトグラフィーで分析された。95−98%純度
で63−68%収率であった。
この反応は、4−クロロスチレンの場所に4−ブロモス
チレン(分子量183.0g)を使っても行われえる。
チレン(分子量183.0g)を使っても行われえる。
トリメチルシリルスチレン及び(望まれる共重合体特性
に依存して、種々の比の)クロロメチルスチレンが、円
底フラスコに装入され、トルエンにとかされた。溶液は
、窒素ガスでパージされた。
に依存して、種々の比の)クロロメチルスチレンが、円
底フラスコに装入され、トルエンにとかされた。溶液は
、窒素ガスでパージされた。
遊離基開始剤、アゾビスイソブチロニトリルが添加され
た。溶液は24〜72時間の範囲還流された。還流して
いる間、開始剤が付加的に添加された。72時間のあと
、開始剤の7.5■が添加され、共重合体収率は85%
に達した。
た。溶液は24〜72時間の範囲還流された。還流して
いる間、開始剤が付加的に添加された。72時間のあと
、開始剤の7.5■が添加され、共重合体収率は85%
に達した。
トルエンが蒸発され、液体(粘稠な)残渣は、エチルア
セテートに溶かされた。それからこのン容液が攪拌下メ
タノールに滴下された。混合物は2時間攪拌され、ポリ
マーは濾別され、メタノールで洗浄された。反応生成粉
体は空気乾燥され、3〜4時間65℃減圧炉で乾燥され
た。
セテートに溶かされた。それからこのン容液が攪拌下メ
タノールに滴下された。混合物は2時間攪拌され、ポリ
マーは濾別され、メタノールで洗浄された。反応生成粉
体は空気乾燥され、3〜4時間65℃減圧炉で乾燥され
た。
貴重
電子線(E −beam) 露出において、1O−30
KeVの電子線が4×8弓0から2−20クーロン/
am −”の間の範囲にある電気の量で使用されるであ
ろう。露出材料の現像は以下のように行われた:(2)
メチルイソブチルケトン 50:50 5秒
(3) イソプロピルアルコール洗浄 15
秒感度特性は3−4クーロン/ cs −”でありだ。
KeVの電子線が4×8弓0から2−20クーロン/
am −”の間の範囲にある電気の量で使用されるであ
ろう。露出材料の現像は以下のように行われた:(2)
メチルイソブチルケトン 50:50 5秒
(3) イソプロピルアルコール洗浄 15
秒感度特性は3−4クーロン/ cs −”でありだ。
対比= 2.3−2.9
7オ
ンキードシンクロトロンラジエーシツンラボラトリービ
ームラインm −4(Stanford 5ynch’
rotronRadiation Laborator
y beam 1ine m −4)が(受用された
。ビーム巾は0.30m、長さは5.90mであった。
ームラインm −4(Stanford 5ynch’
rotronRadiation Laborator
y beam 1ine m −4)が(受用された
。ビーム巾は0.30m、長さは5.90mであった。
使用されたビームのスペクトルは0.040×1Q−1
!フランクスでの1000及び2000で最大のエネル
ギー(eV)をもった、残っている厚さくオームストロ
ング)対log投射量(+++j / d )はグラフ
図に示した。
!フランクスでの1000及び2000で最大のエネル
ギー(eV)をもった、残っている厚さくオームストロ
ング)対log投射量(+++j / d )はグラフ
図に示した。
ポリマーは、以下の感度特性をもつと証明した:138
−140m/aJ 対比−2,6−2,8表面及びそ
れらの処理が、適切な基質の表面の選ばれた面積にのみ
存在させられるであろうことが当業者に明らかになるて
あろう、又面積の形における複雑な細部が、グラフィッ
クアート及び関連技術の既存の技術を使って可能である
。パターンは、均一にコートされた表面の選ばれた面積
の照射への露出により、達せられるよう配列されるであ
ろう。
−140m/aJ 対比−2,6−2,8表面及びそ
れらの処理が、適切な基質の表面の選ばれた面積にのみ
存在させられるであろうことが当業者に明らかになるて
あろう、又面積の形における複雑な細部が、グラフィッ
クアート及び関連技術の既存の技術を使って可能である
。パターンは、均一にコートされた表面の選ばれた面積
の照射への露出により、達せられるよう配列されるであ
ろう。
その結果光化学反応が、選択的に生じ、通常のように以
前存在しなかった橋かけ結合により結合を生成する。そ
れにより照射での表面処理はプラズマに弾性であるレジ
ストを生じ、浸食効果を減じた。
前存在しなかった橋かけ結合により結合を生成する。そ
れにより照射での表面処理はプラズマに弾性であるレジ
ストを生じ、浸食効果を減じた。
本開示技術の種々の変形、別法及び改作が本発明の精神
及び領域から逸脱することなしになれるであろう。
及び領域から逸脱することなしになれるであろう。
図はlog投射量と残っている厚さとの関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)放射の適用により負の像を作りえるレジスト材料
において、共重合体の平均分子量が少くとも2000で
あるシリル含有スチレン共重合体を含有していることを
特徴とするレジスト材料。 (2)該ポリマーが少くとも5%の共重合クロロメチル
スチレンを含み、残りがポリトリメチルシリルスチレン
である請求項(1)のレジスト材料。 (3)適切な基質にパターン付レジストを調製するリト
グラフプロセスにおいて、 (1)基質上にレジスト材料の層を適用し、該ポリマー
がハロゲン化メチルスチレンを有 するアリルシリル含有スチレン共重合体よ りなる群から選択されること; (2)負のパターン付像を作るように該レジスト共重合
体層を照射すること; (3)(i)適当な現像剤溶媒で未露出ポリマーを溶し
出すこと、(ii)良くえがきだされ、現像されたレジ
ストパターン付像を保 持するため、適当な溶媒で現像され、湿っ たレジストを洗浄することにより該像を現 像すること; (4)適当なプラズマーでレジスト材料をエッチングす
ること を含有することを特徴とするプロセス。 (4)該レジストポリマーが2000以上の平均分子量
をもつアルキルシリル置換スチレン及びハロメチルスチ
レンの共重合体である請求項(3)のプロセス。 (5)該レジストポリマーがトリメチルシリルスチレン
及びクロロメチルスチレンの共重合体である請求項(4
)のプロセス。 (6)現像剤/洗浄がメチルイソブチルケトン及びイソ
プロピルアルコールである請求項(3)のプロセス。 (7)本質的に、シリル含有スチレン単量体をもつスチ
レン共重合体よりなる負のレジスト組成物。 (8)該共重合体が、アルキル−シリル置換スチレン、
及びハロメチルスチレンの単量体から調製された共重合
体から選ばれている請求項(7)の組成物。 (9)該共重合体が、単量体トリメチルシリルスチレン
及びクロロメチルスチレンから調製され、該共重合体の
平均分子量が、約2000から約1,000,000の
間であり、クロロメチルスチレン単量体が約5%塩素を
含んでいる請求項(8)の組成物。 (10)フォトレジストの分子が、アルキル−置換スチ
レン及びハロメチルスチレンの単量体から調製された共
重合体を含み、任意に光レジストと基質の間にシリコン
含有ポリスチレン共重合体がある表面にフォトレジスト
を沈積した半導体ウエファ。 (11)該ポリスチレン共重合体が、本質的に、トリメ
チルシリルスチレン及びクロロメチルスチレンよりなる
請求項(10)の半導体ウエファ。 (12)該光レジストがアルキルシリル−置換スチレン
及びハロメチルスチレンよりなるシリコン含有ポリスチ
レン樹脂を含有する請求項(11)の半導体ウエファ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/027,422 US4764247A (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Silicon containing resists |
US07/027,422 | 1987-03-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63271248A true JPS63271248A (ja) | 1988-11-09 |
Family
ID=21837652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63064646A Pending JPS63271248A (ja) | 1987-03-18 | 1988-03-17 | シリコン含有レジスト |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4764247A (ja) |
EP (1) | EP0283265A3 (ja) |
JP (1) | JPS63271248A (ja) |
KR (1) | KR880011940A (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4936951A (en) * | 1987-10-26 | 1990-06-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of reducing proximity effect in electron beam resists |
JPH11237519A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-08-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | 高分子パターンの形成方法 |
US6274292B1 (en) | 1998-02-25 | 2001-08-14 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods |
US7804115B2 (en) | 1998-02-25 | 2010-09-28 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor constructions having antireflective portions |
US6281100B1 (en) | 1998-09-03 | 2001-08-28 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods |
US6268282B1 (en) | 1998-09-03 | 2001-07-31 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods of forming and utilizing antireflective material layers, and methods of forming transistor gate stacks |
US6475904B2 (en) * | 1998-12-03 | 2002-11-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | Interconnect structure with silicon containing alicyclic polymers and low-k dielectric materials and method of making same with single and dual damascene techniques |
US6828683B2 (en) | 1998-12-23 | 2004-12-07 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor devices, and semiconductor processing methods |
US7235499B1 (en) * | 1999-01-20 | 2007-06-26 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods |
US6436605B1 (en) | 1999-07-12 | 2002-08-20 | International Business Machines Corporation | Plasma resistant composition and use thereof |
US7067414B1 (en) | 1999-09-01 | 2006-06-27 | Micron Technology, Inc. | Low k interlevel dielectric layer fabrication methods |
US6440860B1 (en) * | 2000-01-18 | 2002-08-27 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods of transferring patterns from patterned photoresists to materials, and structures comprising silicon nitride |
JP2002015971A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成方法及び半導体装置の製造装置 |
WO2003024186A2 (en) * | 2001-09-18 | 2003-03-27 | Eidgenossische Technische Hochschule Zurich | Methods and apparatus for patterning a surface |
US6989227B2 (en) * | 2002-06-07 | 2006-01-24 | Applied Materials Inc. | E-beam curable resist and process for e-beam curing the resist |
US7326514B2 (en) * | 2003-03-12 | 2008-02-05 | Cornell Research Foundation, Inc. | Organoelement resists for EUV lithography and methods of making the same |
US10711106B2 (en) | 2013-07-25 | 2020-07-14 | The University Of Chicago | High aspect ratio nanofibril materials |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4551417A (en) * | 1982-06-08 | 1985-11-05 | Nec Corporation | Method of forming patterns in manufacturing microelectronic devices |
JPS59208542A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-26 | Nec Corp | レジスト材料 |
JPS60196750A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-05 | Nec Corp | ケイ素原子を有するスチレン系重合体 |
DE3574418D1 (en) * | 1984-05-30 | 1989-12-28 | Fujitsu Ltd | Pattern-forming material and its production and use |
US4551418A (en) * | 1985-02-19 | 1985-11-05 | International Business Machines Corporation | Process for preparing negative relief images with cationic photopolymerization |
JPS61221745A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Nec Corp | 放射線感応性組成物およびその使用方法 |
-
1987
- 1987-03-18 US US07/027,422 patent/US4764247A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-03-14 KR KR1019880002672A patent/KR880011940A/ko not_active Application Discontinuation
- 1988-03-16 EP EP19880302298 patent/EP0283265A3/en not_active Withdrawn
- 1988-03-17 JP JP63064646A patent/JPS63271248A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR880011940A (ko) | 1988-10-31 |
US4764247A (en) | 1988-08-16 |
EP0283265A3 (en) | 1989-01-11 |
EP0283265A2 (en) | 1988-09-21 |
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