JPH06116305A - 薄膜の製造方法 - Google Patents

薄膜の製造方法

Info

Publication number
JPH06116305A
JPH06116305A JP26889692A JP26889692A JPH06116305A JP H06116305 A JPH06116305 A JP H06116305A JP 26889692 A JP26889692 A JP 26889692A JP 26889692 A JP26889692 A JP 26889692A JP H06116305 A JPH06116305 A JP H06116305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
thin film
compound
resist
monomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26889692A
Other languages
English (en)
Inventor
Emi Imazu
恵美 今津
Jun Tsukamoto
遵 塚本
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.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP26889692A priority Critical patent/JPH06116305A/ja
Publication of JPH06116305A publication Critical patent/JPH06116305A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】基板上に、常圧における沸点が110℃以上で
ある、3級アミノ基を有する化合物を接触させた後、反
応性モノマを接触させて重合することを特徴とする薄膜
の製造方法。 【効果】本発明により、所望のパターンを形成するため
の二層構造レジストとして好適に用いられる薄膜の製造
方法を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜の製造方法に関
し、特に半導体製造の微細加工プロセスにおいて、リソ
グラフィ工程での集積度、歩留まりを向上させるための
薄膜の製造方法として好適である。
【0002】
【従来の技術】半導体製造分野においては、半導体の大
容量化に伴い、集積度を上げるためより微細な加工技術
が要求されている。その微細加工にはリソグラフィ技術
が用いられている。
【0003】ここで一般的なリソグラフィ技術について
述べる。半導体基板の上に感光性レジストを成膜し、所
望のレジストパターンを形成する。レジストパターンを
マスク材として、エッチング、イオン注入、蒸着などの
プロセスを施し、この工程を繰り返して半導体の製造を
行う。
【0004】レジストパターンの大きさは現在0.5μ
m程度のものが工業的に実用化されつつあり、超LSI
化に向けてさらに微細化が要求されている。
【0005】レジストパターンの微細化の手法としては
単一波長の光を用い、原図を縮小投影することでパター
ン露光する方法が挙げられる。特に微細加工の目的で用
いる光の短波長化が要求され、既に波長476nmで照
射する技術が確立され、また波長365nm、さらに3
00nm以下の遠紫外線領域の光で照射する技術の開発
検討が行われている。
【0006】このようなリソグラフィ技術において次の
ような問題点がある。まず、基板からの反射に起因し
て、感放射線性レジスト膜中で放射線の干渉が起こり、
その結果感放射線性レジストの厚みの変動により、レジ
スト膜に付与される放射線のエネルギー量が変動する。
すなわち、得られるレジストパターンの寸法が変動しや
すくなる。さらに微細加工の目的で放射線を短波長化さ
せるに従い、基板からの放射線反射は一般的に増大し、
このような変動は顕著になる。また、レジスト層の厚み
の変化は感放射線性レジスト材料の経時、ロット差、塗
布条件により引き起こされ、基板の段差によっても生じ
る。このようにレジスト層の厚みの変動によるレジスト
パターンの寸法変化はより微細な加工への障害となって
いる。
【0007】また、基板の反射が大きくかつ段差が複雑
に配置されている場合には放射線に対し乱反射が発生す
るため、所望のレジストパターンとは異なる部位が発生
しやすくなる。
【0008】このような問題点を解消するために基板に
おける反射を抑える方法が提案される。例えば、基板に
低反射性の無機化合物を蒸着処理し反射防止膜を形成
後、リソグラフィ工程を行う方法がある。しかし無機化
合物であるため剥離の工程が複雑になる難点がある。ま
た、半導体プロセスの内には半導体特性への影響を懸念
し、このような処理が認められないものがあり、この方
法は限られたプロセスにしか用いられない。
【0009】また、例えば特開昭63−138353号
においては、樹脂と放射線吸収剤からなり、かつ、上層
の感放射線レジストの現像液に可溶な反射防止用有機材
料の膜を下層に配し感放射線レジストを上層とした二重
構造レジストを形成し、放射線照射後、現像操作によ
り、上層をパターン形成し、これと同時に現像により得
られる上層のパターンの開口部をマスクとして下層も現
像してレジストパターンを得る方法が提案されている。
しかしながら、この技術においては、一般的に上層と下
層の現像液に対する溶解速度が異なるため、下層部分が
アンダーカットされたり、裾状に残るレジストパターン
が得られやすくまた、プロセスのコントロールが難しい
という問題があった。
【0010】その他、有機化合物を下層とし、上層もし
くは中層としてケイ素などの無機化合物を含有するレジ
ストを被覆した後、無機化合物を含有する層をパターン
形成し、そのパターンをマスクとしてパターン開口部か
ら下層を異方性エッチングによりレジストパターンを形
成する二層もしくは三層レジスト法が提案されている。
この方法ではパターン形状の問題点は生じにくくなる
が、無機化合物を使用しているため剥離のプロセスが困
難になる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上記したように、放
射線の反射等を押さえ、所望のパターンを形成するのに
好適に用いられる薄膜の製造方法を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記の構成を有する。
【0013】以下、本発明を詳細に説明する。
【0014】「基板上に、常圧における沸点が110℃
以上である、3級アミノ基を有する化合物を接触させた
後、反応性モノマを接触させて重合することを特徴とす
る薄膜の製造方法。」本発明の薄膜は、レジストの下層
膜として好適に用いられ、続いて感放射線性などのレジ
ストを形成することにより、二層構造レジストとして好
適に用いられる。
【0015】二層構造レジストを用いたパターン形成プ
ロセスとしては、まず、基板上に、常圧における沸点が
110℃以上である、アミノ基を有する化合物を接触さ
せ、次いで反応性モノマを接触させて重合することによ
り薄膜(以下、下層膜という)を形成し、続いて、例え
ば、感放射線性のレジストを形成し(以下、上層レジス
トという)、二層構造レジストとした後、放射線を照射
し、現像操作を行い、上層レジストのパターンを形成す
る。さらに、上層レジストをマスクとして、エッチング
により上層レジストの開口部の下層膜を除去し、二層構
造のレジストのパターンを形成する。
【0016】本発明で用いられる基板としては、特に限
定されないが、リソグラフィプロセスで用いられる材料
から任意に選ぶことが好ましい。本発明は特に半導体集
積回路の製造プロセスにおいて効果を発揮することがで
き、例えば、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム化合
物、インジウム化合物などの半導体特性を有する基材、
またはこれらの基材に、不純物拡散、窒化物、酸化物、
絶縁膜、導電層、配線などが加工処理されたものが好ま
しい基板として挙げられる。また、フォトマスク、フラ
ットパネルディスプレイの製造プロセスにおいても有効
であり、例えば、ガラスなどの透明性を有する基材上に
金属薄膜半導体が加工処理されたものなども好ましく用
いられる。
【0017】本発明の下層膜においては、常圧,すなわ
ち1気圧における沸点が110℃以上である、3級アミ
ノ基を有する化合物であれば特に限定されることなく用
いられる。沸点が110℃以上であることにより、重合
系内の汚染が防止されるため好ましい。110℃未満の
触媒を用いた場合、揮散しやすいため、成膜を行なうチ
ャンバー内には基板以外の部分にも重合物が付着し、系
内の汚染が著しい。3級アミノ基を有する化合物を用い
ることにより、堅牢な膜が得られるという点でも好まし
い。
【0018】3級アミノ基を有する化合物としては、ト
リプロピルアミン、トリブチルアミン、トリヘキシルア
ミン、ピリジン、4-アミノジメチルピリジン、トリエチ
レンジアミン、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミ
ン、ジメチルアミノエタノール、3-(N,N- ジメチルアミ
ノプロピルトリメトキシシランなどが用いられる。
【0019】また、3級アミノ基を有する化合物を接触
させる方法としては、該化合物を液体の状態で接触させ
る方法、該化合物を気体の状態で接触させる方法などが
挙げられる。液体の状態で接触させる方法としては、例
えば、該溶液を基板上にスピンコート等の方法により塗
布し、溶液を気化させて該化合物を基板上に接触させる
方法が用いられる。また、該化合物を気体の状態で接触
させる方法としては、該化合物が入っている容器からの
不活性ガスによるバブリング、化合物の加熱による気
化、容器内を減圧にすることにより気化させる等の方法
を用いて、化合物のガスを採り出すことにより、基板に
接触させる方法が用いられる。
【0020】次いで、反応性モノマとしては、有機材料
の中では共役系重合体を形成し得るモノマが好ましく、
中でも置換アセチレン重合体が好ましい。光学的特性す
なわち低反射率である点で、ポリシアノアセチレンがさ
らに好ましい。
【0021】下層膜を形成する方法としては、ポリマー
溶液を塗布する方法、基板上で重合しポリマー層を成膜
する方法がある。基板が段差を有する場合、段差を忠実
に被覆するためには基板上で直接重合する方法が好まし
い。重合方法としては、触媒で処理した基板上にモノマ
を供給し、重合させて薄膜を得る方法、プラズマ重合、
熱重合が挙げられる。中でもプロセス装置が簡略な触媒
を使用した重合が好ましい。
【0022】上層レジストとしては、半導体製造用途、
プリント回路基板などのフォトリソグラフィ分野で用い
られる感放射線レジストが特に限定されることなく用い
られ、例えば、感X線レジスト、感光性レジストなどの
感電磁波レジスト、感電子線レジスト、感イオンビーム
レジストなどが用いられる。中でも、現像のプロセスに
よりパターンを形成し得る任意の感放射線性レジストが
好ましく用いられ、例えば、感光性の製粉として、キノ
ンジアジド系化合物、ナフトキノンジアジド化合物、ア
ジド化合物、ビスアジド化合物などを含有する感放射線
性レジスト、また、放射線照射により酸を発生する化合
物と、その酸により分子量の変動または官能基の変換が
行われる化合物とからなる、いわゆる化学増幅型感放射
線性レジスト、その他、放射線照射により分子量の増減
や化合物の官能基の反応がおこなれる化合物からなる感
放射線性レジストが好ましく用いられる。また、パター
ン照射用放射線としては、電磁波すなわち、光が好まし
く持ちらいれ、特に150nm以上の波長を有する電磁波
が有効である。例えば、波長が約436nm、約405n
m、約365nm、約254nmなどの水銀灯輝線、約36
4m,、約248nm、約193nmのレーザー光などが挙げ
られる。
【0023】また、電子線としては、1KeV から100
KeV のエネルギーを有するものが好ましく用いられる。
【0024】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明する。
【0025】
【実施例】
実施例1 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、反応容器中に
窒素ガスをキャリアガスとして、触媒としてトリブチル
アミン、モノマとしてシアノアセチレンをそれぞれ導入
した。キャリアガス量は、触媒150ml/min、モ
ノマ300ml/minとした。この方法により重合反
応が進行し、シリコンウエハ上に厚さ4000Aの薄膜
が形成された。該シアノアセチレン重合体薄膜が形成さ
れた基板の反射率(入射角12°)を日立製作所製自記
分光光度計(U−3410)にて測定したところ、50
0nm〜700nmの波長の範囲で約5%であった。反
応容器の壁面では僅かしか重合が起こらず、反応系の汚
染は軽微であった。
【0026】実施例2 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、反応容器中
に、触媒としてトリブチルアミン液をスピンコートして
塗布し、窒素ガスをキャリアガスとしてシアノアセチレ
ンモノマを導入し、接触させた。キャリアガス量は30
0ml/minとした。この方法により重合反応が進行
し、シリコンウエハ上に厚さ5000Aの薄膜が形成さ
れた。該シアノアセチレン重合体薄膜が形成された基板
の反射率(入射角12°)を日立製作所製自記分光光度
計(U−3410)にて測定したところ、500nm〜
700nmの波長の範囲で約5%であった。トリブチル
アミンの沸点は、9mmHgにおいて、212℃であり、反
応容器の壁面では重合が起こらず、重合物による系内の
汚染が認められなかった。
【0027】実施例3 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、反応容器中
に、触媒としてN,N,N´,N´−テトラメチルエチ
レンジアミン液をスピンコートして塗布し、窒素ガスを
キャリアガスとしてシアノアセチレンモノマを導入し、
接触させた。キャリアガス量は300ml/minとし
た。この方法により重合反応が進行し、シリコンウエハ
上に厚さ6000Aの薄膜が形成された。該シアノアセ
チレン重合体薄膜が形成された基板の反射率(入射角1
2°)を日立製作所製自記分光光度計(U−3410)
にて測定したところ、500nm〜700nmの波長の
範囲で約5%であった。N,N,N´,N´−テトラメ
チルエチレンジアミンの沸点は、125℃であり、反応
容器の壁面では重合が起こらず、重合物による系内の汚
染は軽微であった。この膜はアセトン、ジメチルホルム
アミドに耐溶剤性があった。
【0028】実施例4 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、反応容器中に
4−ジメチルアミノピリジンの2%ジオキサン溶液を触
媒としてスピンコートで塗布し、窒素ガスをキャリアガ
スとしてシアノアセチレンモノマを導入し、接触させ
た。キャリアガス量は300ml/minとした。この
方法により重合反応が進行し、シリコンウエハ上に厚さ
5000Aの薄膜が形成された。該シアノアセチレン重
合体薄膜が形成された基板の反射率(入射角12°)を
日立製作所製自記分光光度計(U−3410)にて測定
したところ、500nm〜700nmの波長の範囲で約
5%であった。反応容器の壁面では重合が起こらず、重
合物による系内の汚染が認められなかった。
【0029】実施例5 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、反応容器中に
ピリジンを触媒としてスピンコートで塗布し、窒素ガス
をキャリアガスとしてシアノアセチレンモノマを導入
し、接触させた。キャリアガス量は300ml/min
とした。この方法により重合反応が進行し、シリコンウ
エハ上に液状の薄膜が形成された。成膜後80℃気中オ
ーブン中で加熱したところ、膜厚4000Aの固体膜と
なった。該シアノアセチレン重合体薄膜が形成された基
板の反射率(入射角12°)を日立製作所製自記分光光
度計(U−3410)にて測定したところ、500nm
〜700nmの波長の範囲で約5%であった。ピリジン
の沸点は116℃であり、反応容器の壁面では重合が起
こらず、重合物による系内の汚染が認められなかった。
【0030】実施例6 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、窒素ガスをキ
ャリアガスとして、触媒としてトリブチルアミン、モノ
マとしてシアノアセチレンにそれぞれ導入した。キャリ
アガス量は触媒150ml/min、モノマ300ml
/minとした。この方法により重合反応が進行し、シ
リコンウエハ上に厚さ4000Aの薄膜が形成された。
シアノアセチレン重合体薄膜が形成された基板の反射率
(入射角12°)を日立製作所製自記分光光度計(U−
3410)にて測定したところ、500nm〜700n
mの波長の範囲で約5%であった。
【0031】下層膜が成膜された基板上に、東レ(株)
製フォトレジスト“PR−アルファ”2000をスピン
コートした後、ホットプレート上で100℃、60秒間
ベ−クすることにより上層レジストを形成した。(株)
ニコン製i線(波長365nm光)ステッパを用いて、
パターン露光した後、ホットプレート上で120℃、6
0秒間ベークした。続いてテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド2.4%水溶液で現像することにより、上層
レジストのパターン形成を行った。
【0032】次に酸素プラズマで上層レジストパターン
をマスクとして、下層膜の異方性エッチングを行った結
果、優れたパターン形状の二層構造レジストパターンを
得た。
【0033】実施例7 反応容器中にアルミで段差を設けたシリコンウエハ基板
を入れ、反応容器中に窒素ガスをキャリアガスとして、
触媒としてトリブチルアミン、モノマとしてシアノアセ
チレンにそれぞれ導入した。キャリアガス量は触媒15
0ml/min、モノマ300ml/minとした。こ
の方法により重合反応が進行し、シリコンウエハ上に厚
さ2000Aの薄膜が形成された。該シアノアセチレン
重合体薄膜が形成された基板を走査型電子顕微鏡で観察
したところ、均一な膜厚で段差を良好に被覆しているこ
とがわかった。
【0034】実施例8 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、反応容器中に
N,N−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシランの
2%テトラヒドロフラン溶液を触媒としてスピンコート
で塗布し、窒素ガスをキャリアガスとしてシアノアセチ
レンモノマを導入し、接触させた。キャリアガス量は3
00ml/minとした。この方法により重合反応が進
行した。100℃、30分加熱後、シリコンウエハ上に
厚さ3000Aの薄膜が形成された。該シアノアセチレ
ン重合体薄膜が形成された基板の反射率(入射角12
°)を日立製作所製自記分光光度計(U−3410)に
て測定したところ、500nm〜700nmの波長の範
囲で約5%であった。反応容器の壁面では重合が起こら
ず、重合物による系内の汚染が認められなかった。
【0035】比較例1 反応容器中にシリコンウエハ基板を入れ、窒素ガスをキ
ャリアガスとして触媒としてトリエチルアミン、モノマ
としてシアノアセチレンを反応容器中にそれぞれ導入し
た。キャリアガス量は、触媒150ml/min、モノ
マ300ml/minとした。この方法により重合反応
が進行し、シリコンウエハ上に厚さ5000Aの薄膜が
形成された。該シアノアセチレン重合体薄膜が形成され
た基板の反射率(入射角12°)を日立製作所製自記分
光光度計(U−3410)にて測定したところ、500
nm〜700nmの波長の範囲で約5%であった。しか
し、反応容器の壁面でも重合が起こり、黒色の重合物が
基板と同程度の厚みで堆積した。
【0036】
【発明の効果】本発明により、所望のパターンを形成す
るための二層構造レジストとして好適に用いられる薄膜
の製造方法を提供することができ、特に、チャンバー内
の汚染を解消するという効果を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08F 38/00 MPU 8416−4J

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に、常圧における沸点が110℃以
    上である、3級アミノ基を有する化合物を接触させた
    後、反応性モノマを接触させて重合することを特徴とす
    る薄膜の製造方法。
  2. 【請求項2】反応性モノマがシアノアセチレンであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の薄膜の製造方法。
  3. 【請求項3】反応性モノマを、気体状態で基板に接触さ
    せることを特徴とする請求項1記載の薄膜の製造方法。
  4. 【請求項4】アミノ基を有する化合物を、気体または液
    体状態で基板に接触させることを特徴とする請求項1記
    載の薄膜の製造方法。
JP26889692A 1992-10-07 1992-10-07 薄膜の製造方法 Pending JPH06116305A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26889692A JPH06116305A (ja) 1992-10-07 1992-10-07 薄膜の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26889692A JPH06116305A (ja) 1992-10-07 1992-10-07 薄膜の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06116305A true JPH06116305A (ja) 1994-04-26

Family

ID=17464777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26889692A Pending JPH06116305A (ja) 1992-10-07 1992-10-07 薄膜の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06116305A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503693B1 (en) * 1999-12-02 2003-01-07 Axcelis Technologies, Inc. UV assisted chemical modification of photoresist

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503693B1 (en) * 1999-12-02 2003-01-07 Axcelis Technologies, Inc. UV assisted chemical modification of photoresist

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10133377A (ja) レジスト組成物、レジストパターンの形成方法及び半導体装置の製造方法
JPS6371843A (ja) ポリマ・レジストの処理方法
JPH0777809A (ja) シリレーションを利用したパターン形成方法
JPH0523430B2 (ja)
EP1240552A1 (en) Water-processable photoresist compositions
US7157189B2 (en) Lithographic process for reducing the lateral chromium structure loss in photomask production using chemically amplified resists
US20080085479A1 (en) Pattern forming method and device production process using the method
KR19990023188A (ko) 패턴형성방법 및 반도체장치의 제조방법
GB2354247A (en) Organic polymer for organic anti reflective coating layer and preparation thereof
US4701342A (en) Negative resist with oxygen plasma resistance
US4935094A (en) Negative resist with oxygen plasma resistance
JPH07209864A (ja) パターン形成方法およびパターン形成装置
JPH06116305A (ja) 薄膜の製造方法
JP3019506B2 (ja) 二層構造感放射線性レジストおよびその製造方法
JP3821961B2 (ja) パターン形成方法及び半導体装置の製造方法及び感放射線組成物
JPH0661138A (ja) 二層構造レジストを有する基板およびその製造方法
JP3766245B2 (ja) パタン形成方法および半導体装置の製造方法
US4273858A (en) Resist material for micro-fabrication with unsaturated dicarboxylic moiety
JPH06242596A (ja) 遮光膜を有する基材およびその製造方法
JP3766235B2 (ja) パタン形成方法および半導体装置の製造方法
JP2001255655A (ja) パタン形成方法および半導体装置の製造方法および感光性組成物
JPH06348035A (ja) 二層構造感放射線性レジスト、その製造方法及びそれを用いたレジストパターン形成方法
US6630281B2 (en) Photoresist composition for top-surface imaging processes by silylation
JPS58105142A (ja) 遠紫外線感応性レジスト材料及びその使用方法
JP2573996B2 (ja) パターン形成材料