JPS606942A - Photoresist - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To form a photoresist subjectable to high-speed reactive ion etching and yet ensuring a function as a blocking agent by incorporating a polar material in a photosensitive resin base. CONSTITUTION:A photoresist is obtained by mixing (A) 99.9wt% photosensitive resin base, such as a compsn. consisting of cyclic polyisoprene or cyclic polybutadiene and a photosensitive compd. in the case of a negative type, and a compsn. consisting of a novolak resin and a photosensitive compd. in the case of a positive type, and (B) 0.1-90wt% fine magnetic particles, such as fine acicular magnetic particles of gamma-Fe2O3 or Cr2O3 or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、特に半導体製造工程等のエツチング処理工程
で使用されるホトレジストに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a photoresist used particularly in an etching process such as a semiconductor manufacturing process.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

一般に、半導体製造工程等において、エツチング処理工
程は、クエへの表面に谷拙のパターン形成を行なうため
に必要となる夏要な工程の一つである。このようなエツ
チング処理工程では、通常ホトレジストが使用されてお
り、このホトレジストが被エツチング物の表面上にマス
クとして塗布されることにより、不要な部分のみが除去
される。Generally, in semiconductor manufacturing processes, etc., an etching process is one of the essential steps required to form a pattern of various shapes on the surface of a square. In such an etching process, a photoresist is usually used, and by applying this photoresist as a mask onto the surface of the object to be etched, only unnecessary portions are removed.

ところで、近年、高集積度の牛導体集槓回路の製造には
、高い精度の微細加工を必要とするため、エツチング処
理法として反応性イオンエツチング（以下Ｒ，Ｉエツチ
ングと称する）方式が多用されている。このＲＩエツチ
ング方式においても、ホトレジストがマスク（イオンの
ブロック材となる）として使用されている。ＲＩエツチ
ング方式では、グロー放電を利用したものが多用されて
いるが、この方式ではエツチング速度が比較的低いとい
う問題がある。例えは。Incidentally, in recent years, the production of highly integrated conductor integrated circuits requires highly accurate microfabrication, so reactive ion etching (hereinafter referred to as R, I etching) has been frequently used as an etching process. ing. Also in this RI etching method, a photoresist is used as a mask (which acts as an ion blocking material). The RI etching method that utilizes glow discharge is often used, but this method has a problem in that the etching speed is relatively low. For example.

Ｓｉｎ、　（酸化シリコン）では４００ｋｌ鯛、アルミ
ニウム及びポリシリコンでは１ｏｏｏＡ、−程度のエツ
チング速度である。このため、高速ＲＩエツチング方式
としてマグネトロン放電なオリ用した方式が開発されて
いる。しかしながら、この方式では高速エツチングが可
能となるが、ウェハ全体がマグネトロン放電（高密度グ
シズマ）に包まれ、ブロック材であるホトレジストの劣
化が著しくなる欠点がある。また、エツチングの均一性
も比較的劣っている面がある。The etching rate is about 400 kl for sin (silicon oxide) and about 100 kl for aluminum and polysilicon. For this reason, a method using magnetron discharge has been developed as a high-speed RI etching method. However, although this method enables high-speed etching, it has the drawback that the entire wafer is surrounded by magnetron discharge (high-density gashism), resulting in significant deterioration of the photoresist, which is a block material. Furthermore, the uniformity of etching is also relatively poor.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本３６明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、ホトレジストを使用した反応性イオンエツチング
処理工程において、高速のエツチング速度を実現し、し
かもブロック材として確実に機能するようなホトレジス
トを提供することにある。The present invention was developed in view of the above circumstances, and its purpose is to realize a high etching rate in a reactive ion etching process using photoresist, and to develop a photoresist that can function reliably as a block material. Our goal is to provide the following.

〔発明の実施例〕 以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。第ヰ図は一実施例に係るホトレジストを用いた半導体
装置の製造工程を示す図である。このようなＲＩエツチ
ング処理工程において使用されるホトレジストは、第１
図に示すように通常の感光性レジスト１０に磁性粉末１
１を混合分散させて成る。感光性レジスト１０は、例え
は紫外線、遠紫外腺、Ｘ線または電子線等の感光喝・性
を有する感光性樹脂基材で、例えばネガ形レジストの場
合には、環化ポリインプレーン及び環化ポリブタジェン
と、感光性化合物とで王に構成され又ポジ形レジストの
場合には、ノボラック樹脂と感光性化合物とで主に構成
される。また、磁性粉末１１は、例えばｒ−Ｆｅ２０．
（ガｙ　マ（ｄｉ化鉄）、Ｃ［２０８，マタハコバルト
合金等の強磁性微粒子（１μｍ以下の斜状）の粉末であ
る。この磁性粉末１１が、１（貨比で例えは０．１〜９
０％の割合で感光性レジストＩＯに均一になるように混
合分散される。この場合。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of a semiconductor device using a photoresist according to an embodiment. The photoresist used in such an RI etching process is
As shown in the figure, a magnetic powder 1 is applied to a normal photosensitive resist 10.
1 is mixed and dispersed. The photosensitive resist 10 is, for example, a photosensitive resin base material that is sensitive to ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, X-rays, or electron beams. It is mainly composed of polybutadiene and a photosensitive compound, and in the case of a positive resist, it is mainly composed of a novolak resin and a photosensitive compound. Further, the magnetic powder 11 is made of, for example, r-Fe20.
(It is a powder of ferromagnetic fine particles (oblique shape of 1 μm or less) such as iron dioxide, C[208, and cobalt alloy). ~9
It is uniformly mixed and dispersed in the photosensitive resist IO at a ratio of 0%. in this case.

磁性粉末１１の含有量は、レジストＩＯの粘性および使
用磁性強度等により調整されることになる。The content of the magnetic powder 11 will be adjusted depending on the viscosity of the resist IO, the magnetic strength used, etc.

このようなホトレジスト（通常磁性粉末１１の含有−が
３０重址チの組成のもの）１２を使用したＲＩエツチン
グ（反応性イオンエツチング）処理工程を第２図（５）
〜（１））を参照して具体的に説明する。まず、同図（
５）に示すように基板（例えば半導体基板）１３上の被
エツチング材（例えは５ｉ０２％ポリシリコン、アルミ
ニウム膜で、以下被加工体と称する）１４０表面上に対
して、上記のようなホトレジスト１２が例えばｌμｒＴ
ｌ〜２μｍ程度の厚さで塗布される。さらＫ。The RI etching (reactive ion etching) process using such a photoresist 12 (usually having a composition of 30 layers of magnetic powder 11) is shown in Figure 2 (5).
This will be specifically explained with reference to (1)). First, let's start with the same figure (
As shown in 5), a photoresist 12 as described above is applied onto the surface of a material to be etched (for example, a 5I02% polysilicon or aluminum film, hereinafter referred to as the workpiece) 140 on a substrate (for example, a semiconductor substrate) 13. For example, lμrT
It is applied to a thickness of about 1 to 2 μm. Sara K.

ホトレジスト１２に対して、紫外光線等による霧光が行
なわれ、さらに現像がなされて所定のレジストパターン
が形成される（同図（Ｂ）　）　ｏこの場合も視像では
１例えばネガ形のレジスト１２に対しては酢酸ブチル系
、またポジ形のレジスト１２に対してはコリン糸のエツ
チング液が使用される。The photoresist 12 is exposed to mist light using ultraviolet light or the like, and is further developed to form a predetermined resist pattern (FIG. 2(B)). For the resist 12, a butyl acetate-based etching solution is used, and for the positive resist 12, a Colin thread etching solution is used.

そして％現像後のホトレジストＩ２に幻してベーキング
が行なわれ、同図（Ｃ）に示すように外部から磁場１５
が加えられる。この磁場Ｉ５により、ホトレジスト１２
中の磁性粉末の磁区の整合が行なわれる。このようなホ
トレジスト１２をブロック材として、例えばグロー放電
を利用したＲ１エツチング処理が被加工体１４に対して
施される。これにより、同図ｐ）に示すように１ブロツ
ク材（ホトレジスト１２）に応じた被加工体１４の不要
部分がエツチングされ、被加工体１４に均するパターン
形成が行なわれる。Then, baking is performed on the photoresist I2 after % development, and as shown in FIG.
is added. This magnetic field I5 causes the photoresist 12 to
The magnetic domains of the magnetic powder therein are aligned. Using such a photoresist 12 as a block material, the workpiece 14 is subjected to an R1 etching process using, for example, glow discharge. As a result, unnecessary portions of the workpiece 14 corresponding to one block material (photoresist 12) are etched, and a uniform pattern is formed on the workpiece 14, as shown in FIG.

このようにして、Ｈ１エツチング処理により、被加工体
１４に均してパターン形成が行なわれることになり、例
えばＬＳＩ等の高集積度の集積回路の製造に必要な微細
加工を行なうことができる。この場合、従来イオン化効
率の低いグロー放電をオリ用したＲＩエツチング処理の
場合でも、上記のように磁性粉末を含有するホトレジス
ト１２がブロック材として使用されているため、そのイ
オン化が磁性粉末により促進されることになる。このた
め、磁界周辺に高い密度のマグネトロン放電が生じるこ
とになり、エッチング速度は比較的筒速となる。例えば
、被加工体１４が５ｉｎ２．ポリシリコン、アルミニウ
ムである場合には、ｌｐｍ／ｗ８度の高速のエツチング
速度が得られる。また、マグネトロン放電では、磁界が
発生する場所にのみルーズ状の高密度プラズマが発生す
るため、被加工体１４に対して商い精度で選択的にエツ
チングがなされる。In this way, by the H1 etching process, a uniform pattern is formed on the workpiece 14, making it possible to perform fine processing necessary for manufacturing highly integrated circuits such as LSIs, for example. In this case, even in the case of RI etching treatment that conventionally uses glow discharge with low ionization efficiency, the photoresist 12 containing magnetic powder is used as a block material as described above, so the ionization is promoted by the magnetic powder. That will happen. Therefore, a high density magnetron discharge occurs around the magnetic field, and the etching rate becomes relatively fast. For example, the workpiece 14 is 5in2. In the case of polysilicon or aluminum, a high etching rate of 8 degrees lpm/w can be obtained. Furthermore, in the magnetron discharge, since loose high-density plasma is generated only in locations where a magnetic field is generated, the workpiece 14 can be selectively etched with precision.

したがって、ブロック材であるホトレジスト１２に対し
てもマグネトロン放電の作用σ〕範Ｌ′１１は限定され
ているため、ホトレジス）１２が著しく劣化するような
事態を防止できる。Therefore, since the action range L'11 of the magnetron discharge on the photoresist 12, which is the block material, is limited, it is possible to prevent the photoresist 12 from being significantly deteriorated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上計速したように本発明によれは、磁性粉末を含有し
たホトレジストを使用することにより、反応性イオンエ
ツチング処理工程において高速のエツチング速度を実現
でき、しかも高い精度のエツチング処理を行なうことが
できる。As described above, according to the present invention, by using a photoresist containing magnetic powder, it is possible to achieve a high etching speed in a reactive ion etching process, and also to perform etching with high precision. .

また１反応性イオンエツチングに利用されるマグネトロ
ン放電の発生を磁界の発生する場所のみに限定できるた
め、ブロック材としてのホトレジストが著しく劣化する
ことを防止できる。In addition, since the generation of magnetron discharge used in one-reactive ion etching can be limited to only the location where a magnetic field is generated, it is possible to prevent the photoresist as a block material from being significantly deteriorated.

したがって、結果的に、反応性イオンエツチング処理を
高い効率で確実に行なうことができ、微細加工を必要と
する高集積度の半導体集積回路等の製造を確実に行なう
ことができる効果が得られるものである。Therefore, as a result, the reactive ion etching process can be performed reliably with high efficiency, resulting in the effect of reliably manufacturing highly integrated semiconductor integrated circuits that require microfabrication. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例に係るホトレジストの構成を
示すため、のブロック図、第２図は第１図のホトレジス
トを使用した反応性イオンエツチング処理工程を説明す
るための断面図である。 １２・・・ホトレジスト、１３・・・基板、１４・・・
被エツチング材。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第 オタ未 ニ「＝ こし−′°スト 第２図 １１７寸 ＋１１ ト１〇 １２FIG. 1 is a block diagram to show the structure of a photoresist according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view to explain a reactive ion etching process using the photoresist of FIG. 1. . 12... Photoresist, 13... Substrate, 14...
Material to be etched. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue = Koshi-'° Strike 2 117 dimensions + 11 To 1012

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１）感光性樹脂基材に微粒子の磁性材料を混合して成
ることを特徴とするホトレジスト。 （２、特許請求の範囲第１項記載のホトレジストにおい
て、前記磁性材料が０．１〜９０重量多で、残部の前記
感光性樹脂基材が、主として環化ポリインブレーン及び
環化ポリブタジェンと感光性化合物とで構成されて成る
ことを特徴とするホトレジスト。 （３）特許請求の範囲第１項記載のホトレジストにおい
て、前記磁性材料が０．１〜９０重ｉｔ％で、残部の前
記感光性樹脂基材が、主としてノボラック樹脂と感光性
化合物とで構成されて成ることを特徴とするホトレジス
ト。[Scope of Claims] (1) A photoresist comprising a photosensitive resin base material mixed with fine particles of magnetic material. (2. The photoresist according to claim 1, wherein the magnetic material has a weight content of 0.1 to 90%, and the remaining photosensitive resin base material is mainly made of cyclized polyimbrane and cyclized polybutadiene, and is photosensitive. (3) The photoresist according to claim 1, wherein the magnetic material is 0.1 to 90% by weight, and the remainder is the photosensitive resin group. A photoresist characterized in that the material is mainly composed of a novolak resin and a photosensitive compound.