JP2685075B2 - 二層構造ポジ型レジストの上層レジスト - Google Patents
二層構造ポジ型レジストの上層レジストInfo
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- JP2685075B2 JP2685075B2 JP63299666A JP29966688A JP2685075B2 JP 2685075 B2 JP2685075 B2 JP 2685075B2 JP 63299666 A JP63299666 A JP 63299666A JP 29966688 A JP29966688 A JP 29966688A JP 2685075 B2 JP2685075 B2 JP 2685075B2
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- Japan
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- resist
- hydroxyl group
- upper layer
- silicon
- phenolic hydroxyl
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 エネルギー線リソグラフィに適する二層構造ポジ型レ
ジストの上層レジストに関し、 段差のある基板上にも、ハーフミクロンパターンを形
成することを目的とし、 フェノール性水酸基を含むポリマに、シリコン原子を
含むアルキル系化合物を反応させ、少なくとも50％のフ
ェノール性水酸基を変性してエーテル結合とした、シリ
コン原子を含む変性ポリマを、基材樹脂とし、かつエネ
ルギー線の照射によって酸を発生するオニウム化合物を
感光成分として全重量に対して0.5〜15重量％含むよう
に構成する。
ジストの上層レジストに関し、 段差のある基板上にも、ハーフミクロンパターンを形
成することを目的とし、 フェノール性水酸基を含むポリマに、シリコン原子を
含むアルキル系化合物を反応させ、少なくとも50％のフ
ェノール性水酸基を変性してエーテル結合とした、シリ
コン原子を含む変性ポリマを、基材樹脂とし、かつエネ
ルギー線の照射によって酸を発生するオニウム化合物を
感光成分として全重量に対して0.5〜15重量％含むよう
に構成する。
本発明は、エネルギー線リソグラフィに適する二層構
造ポジ型レジストの上層レジストに関する。
造ポジ型レジストの上層レジストに関する。
二層構造レジストは、段差のある基板を平坦化して微
細なパターンを形成することができる。それには、光、
電子線などの照射によって上層レジストにパターンを形
成し、このパターンをマスクとして下層の平坦化層をエ
ッチングする。このエッチングを酸素プラズマによって
行うには、下層レジストに比べて酸素プラズマエッチン
グ速度が遅い上層レジストを使用し、またハーフミクロ
ンのパターンを形成するためには、上層レジストを感光
させた後の現象において膨潤を防ぐために、水溶液現象
のできる樹脂をレジスト基材として使用する必要があ
る。
細なパターンを形成することができる。それには、光、
電子線などの照射によって上層レジストにパターンを形
成し、このパターンをマスクとして下層の平坦化層をエ
ッチングする。このエッチングを酸素プラズマによって
行うには、下層レジストに比べて酸素プラズマエッチン
グ速度が遅い上層レジストを使用し、またハーフミクロ
ンのパターンを形成するためには、上層レジストを感光
させた後の現象において膨潤を防ぐために、水溶液現象
のできる樹脂をレジスト基材として使用する必要があ
る。
このような二層構造レジストの上層レジストの条件を
十分に満たすものがなかった。特にポジ型レジストは開
発段階にある状態であった。
十分に満たすものがなかった。特にポジ型レジストは開
発段階にある状態であった。
本発明は、段差のある基板上にも、ハーフミクロンパ
ターンを形成する二層構造ポジ型レジストの上層レジス
トを提供することを目的とする。
ターンを形成する二層構造ポジ型レジストの上層レジス
トを提供することを目的とする。
上記課題は、フェノール性水酸基を含むポリマに、シ
リコン原子を含むアルキル系化合物を反応させ、少なく
とも50％のフェノール性水酸基を変性してエーテル結合
とした、シリコン原子を含む変性ポリマを、基材樹脂と
し、かつエネルギー線の照射によって酸を発生するオニ
ウム化合物を感光成分として全重量に対して0.5〜15重
量％含むことを特徴とする、二層構造ポジ型レジストの
上層レジストによって達成することができる。
リコン原子を含むアルキル系化合物を反応させ、少なく
とも50％のフェノール性水酸基を変性してエーテル結合
とした、シリコン原子を含む変性ポリマを、基材樹脂と
し、かつエネルギー線の照射によって酸を発生するオニ
ウム化合物を感光成分として全重量に対して0.5〜15重
量％含むことを特徴とする、二層構造ポジ型レジストの
上層レジストによって達成することができる。
フェノール性水酸基を有するポリマは、フェノールノ
ボラック、クレゾールノボラックまたはポリパラヒドロ
キシスチレンが好ましい。
ボラック、クレゾールノボラックまたはポリパラヒドロ
キシスチレンが好ましい。
シリコン原子を含むアルキル系化合物は、エチル（ポ
リジメチルシロキサン）メチレンクロライドが好まし
い。
リジメチルシロキサン）メチレンクロライドが好まし
い。
シリコン変性ポリマは、その重量に対して少なくとも
10重量％のシリコン原子を含むことが好ましい。
10重量％のシリコン原子を含むことが好ましい。
エネルギー線によって酸を発生する物質は、前記した
ように、オニウム化合物が好ましい。
ように、オニウム化合物が好ましい。
エネルギー線によって酸を発生する物質は、次式で表
される化合物のいずれかが好ましい。
される化合物のいずれかが好ましい。
〔作 用〕 上層レジストの基材樹脂とするシリコン変性ポリマ
は、出発ポリマとして、フェノール性水酸基を含むポリ
マ、たとえばフェノールノボラック、クレゾールノボラ
ック、ポリパラヒドロキシスチレンなどを使用する。変
性を行うシリコン原子を含むアルキル系化合物は、出発
ポリマの水酸基から水素原子を結合して離脱させるハロ
ゲン原子をアルキル基に含むものであればよい。たとえ
ばエチル（ポリジメチルシロキサン）メチレンクロライ
ドCl−CH2Si（CH3）２−Ｏ4C2H5を使用することが
できる。
は、出発ポリマとして、フェノール性水酸基を含むポリ
マ、たとえばフェノールノボラック、クレゾールノボラ
ック、ポリパラヒドロキシスチレンなどを使用する。変
性を行うシリコン原子を含むアルキル系化合物は、出発
ポリマの水酸基から水素原子を結合して離脱させるハロ
ゲン原子をアルキル基に含むものであればよい。たとえ
ばエチル（ポリジメチルシロキサン）メチレンクロライ
ドCl−CH2Si（CH3）２−Ｏ4C2H5を使用することが
できる。
こうして得られたシリコン変性ポリマは、エネルギー
線の照射を受けないときに、アルカリ水溶液に溶解させ
ないために、フェノール性水酸基のエーテル変性率を少
なくとも50％とする。また十分な酸素プラズマ耐性を得
るために、シリコン変性ポリマのシリコン原子含量を少
なくとも10重量％とすることが好ましい。
線の照射を受けないときに、アルカリ水溶液に溶解させ
ないために、フェノール性水酸基のエーテル変性率を少
なくとも50％とする。また十分な酸素プラズマ耐性を得
るために、シリコン変性ポリマのシリコン原子含量を少
なくとも10重量％とすることが好ましい。
このシリコン変性ポリマに添加する、エネルギー線の
照射によって酸を発生する物質としてたとえばオニウム
化合物などを使用する。オニウム化合物としては［R3N
R′］X-,［R3PR′］X-,［R2SR′］X-,［RIR′］X-など
がある。
照射によって酸を発生する物質としてたとえばオニウム
化合物などを使用する。オニウム化合物としては［R3N
R′］X-,［R3PR′］X-,［R2SR′］X-,［RIR′］X-など
がある。
R,R′は通常、アルキル基またはフェノール基であ
り、ＸはBF4,PF6,AsF6,SbF6,ClO4などである。これらオ
ニウム化合物は光や電子線の照射を受けると酸を発生す
る。またオニウム化合物だけでなく次の化合物も酸を発
生することが知られており、これらを用いることもでき
る。
り、ＸはBF4,PF6,AsF6,SbF6,ClO4などである。これらオ
ニウム化合物は光や電子線の照射を受けると酸を発生す
る。またオニウム化合物だけでなく次の化合物も酸を発
生することが知られており、これらを用いることもでき
る。
これら酸発生物質の添加量は、レジストの全重量の0.
5〜15重量％とする。0.5重量％より少ないと、発生する
酸量が少なくて、シリコン変性ポリマのエーテル結合を
十分に加水分解してフェノール性水酸基に戻し、アルカ
リ水溶性として現像を行うことができず、15重量％より
多いと、これに見合って加水分解効果が増大しないばか
りでなく、レジスト組成物を不均一にする。
5〜15重量％とする。0.5重量％より少ないと、発生する
酸量が少なくて、シリコン変性ポリマのエーテル結合を
十分に加水分解してフェノール性水酸基に戻し、アルカ
リ水溶性として現像を行うことができず、15重量％より
多いと、これに見合って加水分解効果が増大しないばか
りでなく、レジスト組成物を不均一にする。
〔実施例〕 シリコン変性ポリマの合成 フェノール性水酸基を含むポリマとしてポリパラヒド
ロキシスチレン、シリコン原子を含むアルキル系化合物
として重合度４または８のエチル（ポリジメチルシロキ
サン）メチルクロライド、脱塩化水素剤として水酸化カ
リウム、促進剤として臭化ｎ−ブチルアンモニウムを使
用し、次の重量でジエチレングリコールモノメチルエー
テルに溶解し、 90℃で48時間撹拌した。反応終了後酢酸で中和した後、
大量の水に投入してポリマを沈殿させて回収した。さら
にTHF/水で３回、THF/n−ヘキサンで２回それぞれ溶
解、沈殿を反復して精製した。
ロキシスチレン、シリコン原子を含むアルキル系化合物
として重合度４または８のエチル（ポリジメチルシロキ
サン）メチルクロライド、脱塩化水素剤として水酸化カ
リウム、促進剤として臭化ｎ−ブチルアンモニウムを使
用し、次の重量でジエチレングリコールモノメチルエー
テルに溶解し、 90℃で48時間撹拌した。反応終了後酢酸で中和した後、
大量の水に投入してポリマを沈殿させて回収した。さら
にTHF/水で３回、THF/n−ヘキサンで２回それぞれ溶
解、沈殿を反復して精製した。
得られた変性ポリマのシリコン含量を原子吸光分析に
より求めたところ23重量％であった。このことから、出
発物質として使用したポリパラヒドロキシスチレンのフ
ェノール性水酸基は69.7％がシリコン化合物により変性
したことがわかった。
より求めたところ23重量％であった。このことから、出
発物質として使用したポリパラヒドロキシスチレンのフ
ェノール性水酸基は69.7％がシリコン化合物により変性
したことがわかった。
実施例１ アルミニウム配線を形成してあるシリコン基板上に、
二層構造レジストの下層である平坦化層として、ノボラ
ック系レジストを2.0μｍの厚さに塗布し、200℃でハー
ドベークした。
二層構造レジストの下層である平坦化層として、ノボラ
ック系レジストを2.0μｍの厚さに塗布し、200℃でハー
ドベークした。
次に、上記合成例で得たシリコン変性ポリマを、オニ
ウム化合物の［（C6H5）3S］BF4とともに次の重量でシ
クロヘキサノンに溶解してレジスト組成物とした。
ウム化合物の［（C6H5）3S］BF4とともに次の重量でシ
クロヘキサノンに溶解してレジスト組成物とした。
このレジスト組成物を0.4μｍの厚さになるように塗
布し、60℃,20分プリベークした。
布し、60℃,20分プリベークした。
超高圧水銀灯を用いて、コンタクト露光により露光
し、アルカリ水溶液により現像し、上層のレジストパタ
ーンを形成した。次に、これをマスクとして平坦化層を
酸素プラズマエッチングによりエッチングし、レジスト
パターンを形成した。走査電子線顕微鏡により観察した
ところ、マスクパターンの最小線幅である0.5μｍまで
解像していた。
し、アルカリ水溶液により現像し、上層のレジストパタ
ーンを形成した。次に、これをマスクとして平坦化層を
酸素プラズマエッチングによりエッチングし、レジスト
パターンを形成した。走査電子線顕微鏡により観察した
ところ、マスクパターンの最小線幅である0.5μｍまで
解像していた。
実施例２ 実施例１と同じ組成のレジスト組成物を用いて実施例
１と同様の２層構造レジストを形成した。
１と同様の２層構造レジストを形成した。
電子線露光機（ELS3300、エリオニクス）を用いてコ
ンタクト露光により露光し、アルカリ水溶液により現像
して上層レジストパターンを形成し、実施例１と同様に
平坦化層を酸素プラズマエッチングした。パターンを走
査電子顕微鏡により観察したところ0.4μｍのパターン
が形成できていた。
ンタクト露光により露光し、アルカリ水溶液により現像
して上層レジストパターンを形成し、実施例１と同様に
平坦化層を酸素プラズマエッチングした。パターンを走
査電子顕微鏡により観察したところ0.4μｍのパターン
が形成できていた。
本発明によれば、段差のある基板上においてもハーフ
ミクロンパターンが形成できるので、16MbitLSIやさら
に集積度の高いLSIの配線パターンを形成するためのレ
ジストとして適用できる。
ミクロンパターンが形成できるので、16MbitLSIやさら
に集積度の高いLSIの配線パターンを形成するためのレ
ジストとして適用できる。
本発明では特に、基材樹脂と組み合わせて用いる感光
成分としてオニウム化合物を使用しているので、エネル
ギー線の照射の結果として、格段に強い酸を発生させる
ことができ、この強酸が基材樹脂のシリコン含有変性基
を脱離させる働きをし、よって、フェノール性水酸基が
生成するための、露光部の樹脂成分のアルカリ現像液に
対する溶解性を高め、高いコントラスト（高解像性）を
具現することができる。また、本発明では、このような
溶解性の変化を低露光量を得られるということ、すなわ
ち、高感度であるということも特徴である。
成分としてオニウム化合物を使用しているので、エネル
ギー線の照射の結果として、格段に強い酸を発生させる
ことができ、この強酸が基材樹脂のシリコン含有変性基
を脱離させる働きをし、よって、フェノール性水酸基が
生成するための、露光部の樹脂成分のアルカリ現像液に
対する溶解性を高め、高いコントラスト（高解像性）を
具現することができる。また、本発明では、このような
溶解性の変化を低露光量を得られるということ、すなわ
ち、高感度であるということも特徴である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 並木 崇久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 池田 紀子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−231338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−88545（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−237052（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−93734（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−100537（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130552（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】フェノール性水酸基を含むポリマに、シリ
コン原子を含むアルキル系化合物を反応させ、少なくと
も50％のフェノール性水酸基を変性してエーテル結合と
した、シリコン原子を含む変性ポリマを、基材樹脂と
し、かつエネルギー線の照射によって酸を発生するオニ
ウム化合物を感光成分として全重量に対して0.5〜15重
量％を含むことを特徴とする、二層構造ポジ型レジスト
の上層レジスト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299666A JP2685075B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 二層構造ポジ型レジストの上層レジスト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299666A JP2685075B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 二層構造ポジ型レジストの上層レジスト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146544A JPH02146544A (ja) | 1990-06-05 |
| JP2685075B2 true JP2685075B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=17875505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299666A Expired - Lifetime JP2685075B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 二層構造ポジ型レジストの上層レジスト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685075B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1273869C (zh) | 2000-08-29 | 2006-09-06 | 捷时雅株式会社 | 有放射线敏感性的折射率变化性组合物，及其光学制品 |
| AU2258302A (en) | 2000-12-11 | 2002-06-24 | Jsr Corp | Radiation-sensitive composition changing in refractive index and method of changing refractive index |
| WO2002066561A1 (en) | 2001-02-19 | 2002-08-29 | Jsr Corporation | Radiation-sensitive composition capable of having refractive index distribution |
| RU2275401C2 (ru) | 2001-03-13 | 2006-04-27 | Джей Эс Эр КОРПОРЕЙШН | Радиационно-чувстивительная композиция, изменяющая показатель преломления, и ее применение |
| JP2003043682A (ja) | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Jsr Corp | 感放射線性誘電率変化性組成物、誘電率変化法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6388545A (ja) * | 1986-10-02 | 1988-04-19 | Kanto Kagaku Kk | ポジ型フオトレジスト組成物 |
| JPS63231338A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Fujitsu Ltd | 微細パタ−ンの形成方法 |
| JPS63237052A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-03 | Toshiba Corp | 感光性組成物 |
| JPH0193734A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Nippon Zeon Co Ltd | パターン形成材料 |
| JPH01100537A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-18 | Nippon Zeon Co Ltd | パターン形成材料 |
| JPH0223354A (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-25 | Fujitsu Ltd | パターン形成方法 |
| JPH0299954A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-11 | Fujitsu Ltd | フォトレジスト組成物 |
| JPH02115853A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-04-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02130552A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-18 | Nippon Zeon Co Ltd | パターン形成材料 |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP63299666A patent/JP2685075B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02146544A (ja) | 1990-06-05 |
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