JPH0334053B2 - - Google Patents
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- JPH0334053B2 JPH0334053B2 JP58053673A JP5367383A JPH0334053B2 JP H0334053 B2 JPH0334053 B2 JP H0334053B2 JP 58053673 A JP58053673 A JP 58053673A JP 5367383 A JP5367383 A JP 5367383A JP H0334053 B2 JPH0334053 B2 JP H0334053B2
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- ultraviolet rays
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、半導体、磁気バルブ素子あるいは光
応用部品等の製造に好適なオーバーハング形状の
ネガレジストのパターン形成方法に関るものであ
る。
応用部品等の製造に好適なオーバーハング形状の
ネガレジストのパターン形成方法に関るものであ
る。
(従来技術)
近年半導体集積回路に関して高集積化への要求
は益々高まつており、これに伴ないリソグラフイ
の分野では従来の光(特に紫外線)に変つて電子
線、X線又は遠紫外線等波長の短かい光源が使用
されてきた。
は益々高まつており、これに伴ないリソグラフイ
の分野では従来の光(特に紫外線)に変つて電子
線、X線又は遠紫外線等波長の短かい光源が使用
されてきた。
特に上記遠紫外線を用いるリソグラフイは、従
来のフオトリソグラフイの延長上の技術でありな
がら容易にサブミクロンの転写を可能ならしめる
ものであり、今後の微細加工に大いに期待できる
ものとされている。
来のフオトリソグラフイの延長上の技術でありな
がら容易にサブミクロンの転写を可能ならしめる
ものであり、今後の微細加工に大いに期待できる
ものとされている。
上記微細加工にはエツチングによる方法と、リ
フトオフによる方法とがあり、先ずこのエツチン
グによる方法の場合、かかる遠紫外線リソグラフ
イに用いるレジストに対しては、遠紫外領域に高
感度であり、しかも解像力及び耐熱性が高くかつ
耐ドライエツチング性に優れていることが要求さ
れる。
フトオフによる方法とがあり、先ずこのエツチン
グによる方法の場合、かかる遠紫外線リソグラフ
イに用いるレジストに対しては、遠紫外領域に高
感度であり、しかも解像力及び耐熱性が高くかつ
耐ドライエツチング性に優れていることが要求さ
れる。
ところでポリメチルメタクリレート(以下
PMMAと略す)はかかる遠紫外線用レジストと
して良く知られたものであり、即ちコンホーマブ
ルマスクを用いた密着露光により0.2μm以下の優
れた解像力を有している。しかし他方のこの
PMMAはその感度が低くしかもドライエツチン
グ耐性も十分とは云えない。
PMMAと略す)はかかる遠紫外線用レジストと
して良く知られたものであり、即ちコンホーマブ
ルマスクを用いた密着露光により0.2μm以下の優
れた解像力を有している。しかし他方のこの
PMMAはその感度が低くしかもドライエツチン
グ耐性も十分とは云えない。
遠紫外線用レジストとして他にメタクリル酸エ
ステル重合体やメタクリル酸エステルの共重合体
を同様に知られているが、これらも上記と同様に
ドライエツチング耐性に関して残された問題があ
る。
ステル重合体やメタクリル酸エステルの共重合体
を同様に知られているが、これらも上記と同様に
ドライエツチング耐性に関して残された問題があ
る。
そして又、ビニルフエノールとジアジドジフエ
ニルスルフオンからなるレジスト(以下MRSと
略す)は高感度でかつドライエツチング耐性も良
好で特性を有しているが十分な耐熱性を有するも
のではないという欠点があつた。
ニルスルフオンからなるレジスト(以下MRSと
略す)は高感度でかつドライエツチング耐性も良
好で特性を有しているが十分な耐熱性を有するも
のではないという欠点があつた。
また、リフトオフによる方法の場合、レジスト
膜の断面形状、耐熱性、溶解性、密着性等に関し
ての厳しい条件が要求されている。例えば、リフ
トオフにより容易にパターン形成が出来るために
はレジスト膜上に被着された被着層がレジストの
溶解と共に容易に除去出来ることが必要であり、
このためにはパターン形成されたレジスト膜の断
面形状がオーバーハング形状となつている必要が
ある。
膜の断面形状、耐熱性、溶解性、密着性等に関し
ての厳しい条件が要求されている。例えば、リフ
トオフにより容易にパターン形成が出来るために
はレジスト膜上に被着された被着層がレジストの
溶解と共に容易に除去出来ることが必要であり、
このためにはパターン形成されたレジスト膜の断
面形状がオーバーハング形状となつている必要が
ある。
現状ではこのオーバーハング形状を形成するた
めレジストを多層構造とするか又はポジ形ホトレ
ジスト、例えば、AZ−1350J(Shipley社製のホト
レジストの商品名)のクロルベンゼン処理が使用
されている。これらの処理は煩雑であり、スルー
トツプで劣り、また、再現性も必ずしも良くなか
つた。
めレジストを多層構造とするか又はポジ形ホトレ
ジスト、例えば、AZ−1350J(Shipley社製のホト
レジストの商品名)のクロルベンゼン処理が使用
されている。これらの処理は煩雑であり、スルー
トツプで劣り、また、再現性も必ずしも良くなか
つた。
(発明の目的)
即ち遠紫外線に対して高感度かつ高解像性であ
り、更にドライエツチング耐性及び耐熱性が高
く、現像のみで上記オーバーハングを形成できる
レジスト材料、更にかかる目的に適合するレジス
トパターンの形成方法の確立が強く望まれている
のが実情である。
り、更にドライエツチング耐性及び耐熱性が高
く、現像のみで上記オーバーハングを形成できる
レジスト材料、更にかかる目的に適合するレジス
トパターンの形成方法の確立が強く望まれている
のが実情である。
ここに本発明者等は上記要求に応ずるべく鋭意
研究を重ねた結果、基板上に重合度10以下のオリ
ゴマのノボラツク樹脂のナフトキノンジアジドス
ルフオン酸エステルよりなる皮膜を形成し、これ
に遠紫外線を照射し、酢酸エステル又はアルキル
ケトンを主とする溶液で現像することにより、上
述の耐ドライエツチング性及び耐熱性を著しく改
善し解像力の良いレジストパターンを高感度で形
成することができ、しかもその断面状はオーバー
ハングとなつていることを見出しこの発明に到達
したのである。
研究を重ねた結果、基板上に重合度10以下のオリ
ゴマのノボラツク樹脂のナフトキノンジアジドス
ルフオン酸エステルよりなる皮膜を形成し、これ
に遠紫外線を照射し、酢酸エステル又はアルキル
ケトンを主とする溶液で現像することにより、上
述の耐ドライエツチング性及び耐熱性を著しく改
善し解像力の良いレジストパターンを高感度で形
成することができ、しかもその断面状はオーバー
ハングとなつていることを見出しこの発明に到達
したのである。
(発明の構成)
即ち本発明は、基板上に、重合度10以下のオリ
ゴマのノボラツク樹脂のナフトキノンジアジドス
ルフオン酸エステルよりなる皮膜を形成し、当該
皮膜に波長180〜300nmの遠紫外線を選択的に照
射し、酢酸エステル又はアルキルケトンを主とす
る溶液で現像することを特徴とするオーバーハン
グ形状のネガ型レジストのパターン形成方法であ
る。
ゴマのノボラツク樹脂のナフトキノンジアジドス
ルフオン酸エステルよりなる皮膜を形成し、当該
皮膜に波長180〜300nmの遠紫外線を選択的に照
射し、酢酸エステル又はアルキルケトンを主とす
る溶液で現像することを特徴とするオーバーハン
グ形状のネガ型レジストのパターン形成方法であ
る。
この発明においてレジスト材料としては特に後
記実施例にも示したように、重合度10以下のノボ
ラツク樹脂のナフトキノン−1,2−ジアジド−
5−スルフオン酸エステル(以下LMRと略す)
が好適に用いられる。そしてキノンジアジド基と
しては、ナフトキノンジアジドが知られている。
記実施例にも示したように、重合度10以下のノボ
ラツク樹脂のナフトキノン−1,2−ジアジド−
5−スルフオン酸エステル(以下LMRと略す)
が好適に用いられる。そしてキノンジアジド基と
しては、ナフトキノンジアジドが知られている。
上記LMRは、遠紫外線に対してPMMAの10倍
以上の感度を有し、しかもサブミクロンの描画が
可能であり、しかもドライエツチング耐性に優れ
ており、約200℃のベーキング温度でもパターン
にダレが発生しない。しかも現像するだけでオー
バーハングの形状を得ることができ、即ち上記
LMRは遠紫外線リソグラフイによりドライエツ
チング用レジストとして又リフトオフ用レジスト
として適切に利用できるものである。
以上の感度を有し、しかもサブミクロンの描画が
可能であり、しかもドライエツチング耐性に優れ
ており、約200℃のベーキング温度でもパターン
にダレが発生しない。しかも現像するだけでオー
バーハングの形状を得ることができ、即ち上記
LMRは遠紫外線リソグラフイによりドライエツ
チング用レジストとして又リフトオフ用レジスト
として適切に利用できるものである。
このように本発明が遠紫外線によりネガのレジ
ストパターンを良好に形成できる理由としては次
の様に考えられる。LMRは後記比較例3からも
明らかなように、紫外線照射によりナフトキノン
ジアジドがインデルカルボン酸に変化し、公知の
AZ現像液でポジ型パターンが形成される。しか
しこの光照射反応では酢酸エステルを現像液とし
てもパターニング形成ができない。
ストパターンを良好に形成できる理由としては次
の様に考えられる。LMRは後記比較例3からも
明らかなように、紫外線照射によりナフトキノン
ジアジドがインデルカルボン酸に変化し、公知の
AZ現像液でポジ型パターンが形成される。しか
しこの光照射反応では酢酸エステルを現像液とし
てもパターニング形成ができない。
即ちこの場合遠紫外線での反応は通常の紫外線
照射による反応とは全く異なるのである。
照射による反応とは全く異なるのである。
本発明における遠紫外線の照射部のレジストが
構造変化し酢酸エステル等に不溶化してパターン
化するものであり、即ちネガレジストでありなが
ら架橋反応によらないためパターンの膨潤がなく
結果的に著しい高解像力を示すものである。
構造変化し酢酸エステル等に不溶化してパターン
化するものであり、即ちネガレジストでありなが
ら架橋反応によらないためパターンの膨潤がなく
結果的に著しい高解像力を示すものである。
LMRはオリゴマーであり、分子量が小さいこ
とも上記高解像力を示すことに効果を奏す。そし
て上記現像によりオーバーハング形状を得ること
ができるのは、該LMRは遠紫外領域に大きな吸
収をもつため光が深くまで透過せず、即ち第1図
に示した様に表面層のみが不溶化することにな
り、現像を行うと第2図の様に現像されオーバー
ハングの形状を得ることができるのである。尚図
において1はマスク、2はLMR層、3は基板、
2aは反応領域である。
とも上記高解像力を示すことに効果を奏す。そし
て上記現像によりオーバーハング形状を得ること
ができるのは、該LMRは遠紫外領域に大きな吸
収をもつため光が深くまで透過せず、即ち第1図
に示した様に表面層のみが不溶化することにな
り、現像を行うと第2図の様に現像されオーバー
ハングの形状を得ることができるのである。尚図
において1はマスク、2はLMR層、3は基板、
2aは反応領域である。
次にLMRはナフトキノンジアジドとノボラツ
クがスルフオン酸で結合されているものであり、
例えば比較例4より遠紫外線での構造変化はノボ
ラツクの反応ではなくナフトキノンジアジド基の
反応によるものと考えられる。即ち本発明で用い
うる重合体としてはナフトキノンジアジド基を有
し、しかも酢酸エステル又はアルキルケトンを主
とするものに溶解するものである必要がある。
クがスルフオン酸で結合されているものであり、
例えば比較例4より遠紫外線での構造変化はノボ
ラツクの反応ではなくナフトキノンジアジド基の
反応によるものと考えられる。即ち本発明で用い
うる重合体としてはナフトキノンジアジド基を有
し、しかも酢酸エステル又はアルキルケトンを主
とするものに溶解するものである必要がある。
(実施例)
以下実施例によりこの発明を具体的に説明す
る。
る。
実施例 1
LMRをメチルセルソルブアセテートに溶解し、
スピンコーテイング法によりシリコン基板上に
0.5μmの厚さに塗布した。60℃で30分ベーキング
を行つた後、500WのXe−Hgランプにより密着
露光を10秒間行つた。露光後イソアミルアセテー
トで20秒間現像したところ0.5μmのラインアンド
スペースのネガのレジストパターンが得られた。
走査型電子顕微鏡(SEMと略す)により観察し
たところレジスト断面はオーバーハング形状とな
つていた。
スピンコーテイング法によりシリコン基板上に
0.5μmの厚さに塗布した。60℃で30分ベーキング
を行つた後、500WのXe−Hgランプにより密着
露光を10秒間行つた。露光後イソアミルアセテー
トで20秒間現像したところ0.5μmのラインアンド
スペースのネガのレジストパターンが得られた。
走査型電子顕微鏡(SEMと略す)により観察し
たところレジスト断面はオーバーハング形状とな
つていた。
実施例 2
実施例1で得られたレジストパターンを200℃
で30分加熱して走査型電子顕微鏡(SEMと略す)
にて観察したところ、レジストパターンにはダレ
等の変形は全く見られず加熱前のパターンと同等
であつた。
で30分加熱して走査型電子顕微鏡(SEMと略す)
にて観察したところ、レジストパターンにはダレ
等の変形は全く見られず加熱前のパターンと同等
であつた。
実施例 3
実施例1と同様にして露光を行いイソアミルア
セテートで30秒現像した。現像したパターンを
SEMにて観察したところパターンの断面はオー
バーハング形状が実施例1より大きくなつてい
た。
セテートで30秒現像した。現像したパターンを
SEMにて観察したところパターンの断面はオー
バーハング形状が実施例1より大きくなつてい
た。
実施例 4
実施例1と同様にしてLMRによる皮膜を基板
上に形成し、酸素プラズマを用いた場合のドライ
エツチング耐性を検討した。エツチング装置は平
行平板型を用い、出力密度0.08W/cm2、O2ガス流
量20c.c.M、ガス圧力50Paで15分エツチングを行
つたところエツチング量は50nmであつた。比較
のためにPMMAを用いた外は同じ条件で行つた
ところエツチング量は200nmであつた。
上に形成し、酸素プラズマを用いた場合のドライ
エツチング耐性を検討した。エツチング装置は平
行平板型を用い、出力密度0.08W/cm2、O2ガス流
量20c.c.M、ガス圧力50Paで15分エツチングを行
つたところエツチング量は50nmであつた。比較
のためにPMMAを用いた外は同じ条件で行つた
ところエツチング量は200nmであつた。
比較例 1
実施例1と同様にLMRの露光を行い、AZ−
1350J専用現像液を用いて60秒現像したところパ
ターンは形成されなかつた。
1350J専用現像液を用いて60秒現像したところパ
ターンは形成されなかつた。
比較例 2
PMMAをシリコン基板上に0.5μm厚にてコー
テイングを行い180℃で30分プリベークした後、
実施例1と同様の装置で60秒、120秒それぞれ露
光し、MIBKで現像したところ120秒ではパター
ニングができたが60秒ではパターニングができな
かつた。
テイングを行い180℃で30分プリベークした後、
実施例1と同様の装置で60秒、120秒それぞれ露
光し、MIBKで現像したところ120秒ではパター
ニングができたが60秒ではパターニングができな
かつた。
比較例 3
実施例1と同様にして形成したLMRに250Wの
水銀ランプを有するマスクアライナで30秒間露光
し、AZ−1350J現像液て現像したところポジ型の
パターンが得られた。又酢酸イソアミルで現像し
たところ全面溶解してパターニングができなかつ
た。
水銀ランプを有するマスクアライナで30秒間露光
し、AZ−1350J現像液て現像したところポジ型の
パターンが得られた。又酢酸イソアミルで現像し
たところ全面溶解してパターニングができなかつ
た。
実施例 5
実施例1と同様にして露光したLMRをメチル
イソアミルケトンで20秒現像したところ0.5μmの
レジストパターンが得られた。
イソアミルケトンで20秒現像したところ0.5μmの
レジストパターンが得られた。
実施例 6
実施例1と同様にして露光したLMRをn−プ
ロピルアセテート及びシクロヘキサン5:2の混
合液で現像したところ0.5μmのレジストパターン
が得られた。
ロピルアセテート及びシクロヘキサン5:2の混
合液で現像したところ0.5μmのレジストパターン
が得られた。
実施例 7
実施例1と同様にして露光したLMRをイソプ
ロピルアセテート及びイソプロピルアルコール
5:1の混合溶液で現像したところ0.5μmのレジ
ストパターンが得られた。
ロピルアセテート及びイソプロピルアルコール
5:1の混合溶液で現像したところ0.5μmのレジ
ストパターンが得られた。
比較例 4
ノボラツク樹脂をメチルセルソルブアセテート
に溶解し、これを基板上に0.5μm厚に塗布した。
100℃で30分プリベーク後実施例1と同様の装置
を用い30秒露光を行つた。その後イソアミンアセ
テートで現像したところパターンは形成されなか
つた。
に溶解し、これを基板上に0.5μm厚に塗布した。
100℃で30分プリベーク後実施例1と同様の装置
を用い30秒露光を行つた。その後イソアミンアセ
テートで現像したところパターンは形成されなか
つた。
(発明の効果)
本発明は以上の記載から明らかなように重合度
10以下のオリゴマのノボラツク樹脂のナフトキノ
ンジアジドスルフオン酸エステルよりなる皮膜を
形成し、当該皮膜に波長180〜300nmの遠紫外線
を選択的に照射し、次に酢酸エステル又はアルキ
ルケトンを主とする溶液で現像することによつ
て、耐ドライエツチング性及び耐熱性に優れた解
像力のよいパターンを高感度に描画できる。そし
て上記現像によりオーバーハング形状のレジスト
パターンが形成できるので、高密度化半導体部
品、磁気バブル素子の製造に非常に好適に利用で
きるものでありその工業的価値は極めて大きい。
10以下のオリゴマのノボラツク樹脂のナフトキノ
ンジアジドスルフオン酸エステルよりなる皮膜を
形成し、当該皮膜に波長180〜300nmの遠紫外線
を選択的に照射し、次に酢酸エステル又はアルキ
ルケトンを主とする溶液で現像することによつ
て、耐ドライエツチング性及び耐熱性に優れた解
像力のよいパターンを高感度に描画できる。そし
て上記現像によりオーバーハング形状のレジスト
パターンが形成できるので、高密度化半導体部
品、磁気バブル素子の製造に非常に好適に利用で
きるものでありその工業的価値は極めて大きい。
第1図は本発明における遠紫外線照射時の光の
反応領域を示す図、第2図は現像時のレジストパ
ターンを示す図である。 1……マスク、2……LMR層、3……基板。
反応領域を示す図、第2図は現像時のレジストパ
ターンを示す図である。 1……マスク、2……LMR層、3……基板。
Claims (1)
- 1 基板上に重合度10以下のオリゴマのノボラツ
ク樹脂のナフトキノンジアジドスルフオン酸エス
テルよりなる皮膜を形成し、当該皮膜に波長180
〜300nmの遠紫外線を選択的に照射し、次に酢酸
エステル又はアルキルケトンを主とする溶液で現
像することを特徴とするオーバーハング形状のネ
ガ型レジストのパターン形成方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58053673A JPS59181535A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | ネガレジストのパタ−ン形成方法 |
US06/594,481 US4609615A (en) | 1983-03-31 | 1984-03-27 | Process for forming pattern with negative resist using quinone diazide compound |
DE8484302145T DE3466741D1 (en) | 1983-03-31 | 1984-03-29 | Process for forming pattern with negative resist |
EP84302145A EP0124265B1 (en) | 1983-03-31 | 1984-03-29 | Process for forming pattern with negative resist |
CA000450963A CA1214679A (en) | 1983-03-31 | 1984-03-30 | Process for forming pattern with negative resist |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58053673A JPS59181535A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | ネガレジストのパタ−ン形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59181535A JPS59181535A (ja) | 1984-10-16 |
JPH0334053B2 true JPH0334053B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=12949343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58053673A Granted JPS59181535A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | ネガレジストのパタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59181535A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6045244A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパタ−ンの形成方法 |
JPS6045243A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパタ−ンの形成方法 |
JPS6230322A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | フオトレジストパタ−ンの形成方法 |
JP5618625B2 (ja) | 2010-05-25 | 2014-11-05 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法及び感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物 |
KR20140007854A (ko) * | 2011-02-23 | 2014-01-20 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 네가티브형 패턴 형성 방법 및 포토레지스트 조성물 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5151939A (ja) * | 1974-10-31 | 1976-05-07 | Canon Kk | Saisenpataanyohotorejisutogenzoeki |
JPS548304A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-22 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Radial tire |
JPS5692536A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-27 | Fujitsu Ltd | Pattern formation method |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58053673A patent/JPS59181535A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5151939A (ja) * | 1974-10-31 | 1976-05-07 | Canon Kk | Saisenpataanyohotorejisutogenzoeki |
JPS548304A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-22 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Radial tire |
JPS5692536A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-27 | Fujitsu Ltd | Pattern formation method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59181535A (ja) | 1984-10-16 |
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