DE4244838C2 - Organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht - Google Patents

Organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht

Info

Publication number
DE4244838C2
DE4244838C2 DE4244838A DE4244838A DE4244838C2 DE 4244838 C2 DE4244838 C2 DE 4244838C2 DE 4244838 A DE4244838 A DE 4244838A DE 4244838 A DE4244838 A DE 4244838A DE 4244838 C2 DE4244838 C2 DE 4244838C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resist
silane compound
organic
organic silane
substrate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4244838A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuro Hanawa
Maria Op De Beeck
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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
Priority claimed from JP3199603A external-priority patent/JPH0547656A/ja
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE4244838C2 publication Critical patent/DE4244838C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine organische Silanverbindung zur Bildung einer Antirefle­ xionsschicht, die in einem Verfahren zur Bildung eines Resistmusters verwendet wird.
Derzeit wird bei einem Verfahren zur Herstellung von 64 MBit- DRAM (Dynamische Speicher mit wahlfreiem Zugriff) die Entwicklung der 0,25 µm-Lithographie gefordert. In jüngster Zeit ver­ wenden Lithographieverfahren unter Anwendung von Licht aus dem fernen bzw. tiefen UV-Bereich (wie Excimerlaser-Licht) Resiste vom negativen chemischen Verstärkungstyp, die aus einem Basisharz, welches nur wenig tiefes UV-Licht absorbiert, und einem Säure erzeugenden Bestandteil, der durch eine photochemi­ sche Reaktion zersetzt wird und eine Säure erzeugt, und einem Vernetzungsagens zum Vernetzen des Basisharzes durch eine säurekatalysierte Reaktion gebildet ist.
Fig. 6 ist eine Darstellung, die die chemische Strukturformel der in einem Resist vom negativen chemischen Verstärkungstyp enthaltenen Bestandteile zeigt. Das Harz vom negativen chemi­ schen Verstärkungstyp ist aus einem Basisharz aus Poly-p-Hydro­ xystyrol, wie in Fig. 6(a) gezeigt, einem Vernetzungsagens vom Melamintyp, welches mindestens 2 Vernetzungspunkte aufweist, wie in Fig. 6(b) gezeigt, und einem säureerzeugenden Agens wie in Fig. 6(c) gezeigt, gebildet. In den Figuren ist n eine natürliche Zahl, die den Polymerisationsgrad darstellt, R stellt eine Alkylgruppe dar, M stellt ein Metallatom wie Arsen oder Antimon dar, und X stellt ein Halogenatom dar.
Fig. 7 ist eine teilweise Querschnittsdarstellung, die eine Halbleitereinrichtung in der Reihenfolge der Schritte eines herkömmlichen Verfahrens der Musterbildung zeigt.
Wie Fig. 7(a) zeigt, wird auf einem Halbleitersubstrat 2 eine Kontaktverstärkungsschicht 9 zur Verstärkung des Kontakts zwischen dem Halbleitersubstrat 1 und einer Resistschicht des negativen chemischen Verstärkungstyps, die anschließend darauf aufgebracht wird, gebildet. Die Kontaktverstärkungsschicht 9 wird durch Aufbringen von Hexamethyldisilazan auf das Halblei­ tersubstrat 2 und durch Hartbacken desselben erhalten.
Auf der Kontaktverstärkungsschicht 9 wird eine Resistschicht 3 vom negativen chemischen Verstärkungstyp mit einer Dicke von 1,0 bis 1,5 µm, deren Bestandteile in Fig. 6 gezeigt sind, ge­ bildet. Die Resistschicht 3 vom negativen chemischen Verstär­ kungstyp wird durch Aufschleudern einer Resistlösung auf die Oberfläche des Halbleitersubstrates 2 und Weichbacken derselben bei einer Temperatur um den Bereich von 90° bis 130°C gebildet.
Wie Fig. 7(b) zeigt, wird auf die Resistschicht 3 des negati­ ven chemischen Verstärkungstyps durch ein Fadennetz hindurch Excimerlaser-Licht 7 eingestrahlt. Die selektive Bestrahlung mit dem Excimerlaser-Licht 7 erlaubt es einem säurebildenden Agens, dem Triphenyl-Sulfoniumsalz der Trifluormethansul­ fonsäure (vergleiche Fig. 6(c)), sich im belichteten Teil 5 der Resistschicht 3 vom negativen chemischen Verstärkungstyp zu zersetzen und Trifluormethanschwefelsäure und ein Proton 4 zu erzeugen, wie durch die Reaktionsgleichung in Fig. 8 bezeichnet.
Wie Fig. 7(c) zeigt, wird nach der Belichtung für einige Minu­ ten bei einer Temperatur um den Bereich von 110 bis 140°C ein Backen ausgeführt. Es wird der Zustand der Vernetzung im be­ lichteten Teil des Basisharzes beschrieben.
Fig. 9(a) zeigt, wie das Excimerlaser-Licht den Resist 3 bestrahlt. Wenn das Excimerlaser-Licht den Resist 3 bestrahlt, wird, wie Fig. 9(b) zeigt, das Triphenylsulfoniumsalz der Trifluormethansulfonsäure (Triphenylsulfonium-Triflat) zersetzt und erzeugt eine Säure (H⁺). Wie Fig. 9(c) zeigt, bewirkt das Backen des Resists, daß eine Kette des Basisharzes in der Gegenwart der Säure (H⁺), die als Katalysator wirkt, vernetzt, und die Säure (H⁺) wird als Nebenprodukt gebildet. Wie Fig. 9(d) zeigt, wird in Gegenwart der als Nebenprodukt gebildeten und als Katalysator wirkenden Säure (H⁺) ein Basisharz nach dem anderen in einer Kettenreaktion vernetzt. Wie Fig. 9(e) zeigt, erzeugt die erwähnte Kettenreaktion ein flächiges Netz von ver­ netzten Basisharzen. Die Vernetzungsreaktion wird durch die in Fig. 10 gezeigte Reaktionsgleichung verdeutlicht. In der Reak­ tionsgleichung repräsentiert HX die Säure (H⁺). Der vernetzte Teil wird in einem Entwicklungsagens unlöslich.
Wie wieder Fig. 7(c) zeigt, wird der vernetzte Teil 6 des Resists in einem Entwicklungsmittel unlöslich. Wie Fig. 7(d) zeigt, wird, wenn die Resistschicht mit einem Alkalientwickler angemessener Konzentration entwickelt wird, der nichtbelichtete Teil (der nicht-vernetzte Teil) durch das Entwicklungsmittel aufgelöst, und auf dem Halbleitersubstrat 2 wird ein Resistmu­ ster gebildet. Dann wird das Halbleitersubstrat 2 unter Nutzung des Resistmusters 100 als Maske geätzt.
Mit einem herkömmlichen Verfahren zur Bildung eines Resistmu­ sters, wie es oben beschrieben wurde, wird ein sehr kleines gutes Resistmuster mit rechteckigem Querschnitt mit hoher Em­ pfindlichkeit auf einem ebenen Siliziumsubstrat hergestellt.
Das Basisharz, Poly-p-Hydroxystyrol, weist jedoch eine hohe Durchlässigkeit für Excimerlaser-Licht auf und ist daher hoch­ gradig empfindlich gegenüber Mehrfachreflexionseffekten inner­ halb der Schicht infolge der Reflexion des Excimerlaser-Lichts 7 am darunterliegenden Halbleitersubstrat 2. Die Mehrfachre­ flexion innerhalb der Schicht wird durch die Kohärenz zwischen dem eingestrahlten Licht 17 und dem vom darunterliegenden Halb­ leitersubstrat 2 reflektierten Licht bewirkt. Wie Fig. 12 zeigt, führt eine Änderung in der Dicke des Resists infolge dieser Intraschicht-Mehrfachreflexionseffekte zu einer großen Änderung in der Größe des sich ergebenden Resistmusters. Wie Fig. 11 zeigt, verursacht ein im Halbleitersubstrat 2 existie­ render Stufenabschnitt 2a eine Änderung in der Dicke des Resists 3, und die Größe des Resistmusters bleibt im Ergebnis dessen nicht konstant.
Eine mögliche Methode zur Verhinderung dieser Intraschicht- Mehrfachreflexionen benutzt eine organische Antireflexions­ schicht. Eine organische Antireflexionsschicht wird durch Auf­ bringen eines Resists vom Novolak-Naphtochinondiazid-Typ auf ein Halbleitersubstrat vor dem Aufbringen des Resists und an­ schließendes Hartbacken desselben gebildet. Diese Methode führt jedoch zum folgenden Problem:
Wie Fig. 13(a) zeigt, wird, wenn der Resist vom Novolak- Naphtochinondiazid-Typ 30 dünn auf das Halbleitersubstrat 2 mit einer Stufe 2a aufgebracht wird, der Eckenabschnitt 21 der Stufe 2a infolge des Fehlens einer chemischen Affinität des Halbleitersubstrates 2 und des Resists vom Novolak-Naphtochi­ nondiazid-Typ 30 freigelegt. Um den Resist vom Novolak-Naphto­ chinondiazid-Typ 30 so aufzubringen, daß er den Eckenabschnitt 21 bedeckt, wie in den Fig. 13(b) und (c) gezeigt, wird die Dicke des Resists im Bodenabschnitt der Stufe 2a relativ groß. Wenn beispielsweise die Stufe 2a 0,7 µm dick ist, weist der Re­ sist vom Novolak-Naphtochinondiazid-Typ 30 im Bodenteil der Stufe 2a eine Dicke von etwa 1,5 µm auf.
Die Antireflexionsschicht wird durch Hartbacken des Resists vom Novolak-Naphtochinondiazid-Typ 30, der entsprechend dick aufgebracht wurde, fertiggestellt. Danach wird, wie Fig. 13(d) zeigt, ein Resist für die Lithographie 101 auf die Anti­ reflexionsschicht 30 aufgebracht, und auf das Ganze wird eine Musterbildung angewandt. Dann werden zur gleichen Zeit unter Nutzung des gemusterten Resists für die Lithographie 101 als Maske das Halbleitersubstrat 2 und die Antireflexionsschicht geätzt. Zu diesem Zeitpunkt gibt es fast keinen Unterschied in den Ätzgeschwindigkeiten der Antireflexionsschicht 30 und des Resists für die Lithographie 101. Wie Fig. 13(e) zeigt, kann die Größe des Halbleitersubstrates 2 im nachfolgenden Prozeß des Ätzens desselben nicht gesteuert werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine organische Silanver­ bindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine organische Silanverbindung nach Anspruch 1 gelöst.
Eine organische Silanverbindung nach einer Ausführungsform der Erfindung dient dazu, einen auf das Substrat aufgebrachten Antireflexionsfilm zu bilden, bevor der Resist aufgebracht wird, um auf dem Substrat ein Resistmuster zu bilden. Die orga­ nische Silanverbindung enthält ein Siliziumatom. An das Sili­ ziumatom ist eine abspaltbare Gruppe gebunden, die gegen eine in der Oberfläche des Substrates existierende Hydroxylgruppe austauschbar ist, die das Substrat und die organische Silanver­ bindung kovalent bindet. Die das ferne UV-Licht absorbierende Substituentengruppe ist an das Siliziumatom gebunden.
Nach einem Verfahren zur Bildung eines Resistmusters entspre­ chend der Erfindung wird eine organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht vor der Aufbringung eines Resists auf das Substrat auf dessen Oberfläche aufgebracht. Da sie eine das tiefe UV-Licht absorbierende Substituentengruppe enthält, wirkt die organische Silanverbindung hervorragend als Antireflexionsschicht und verringert den Einfluß der Intra­ schicht-Mehrfachreflexionen.
Die organische Silanverbindung hat eine abspaltbare Gruppe, die durch eine in der Oberfläche des Halbleitersubstrates vorhan­ dene Hydroxylgruppe ersetzbar ist, die das Substrat und die or­ ganische Silanverbindung kovalent bindet, und wird daher in Reaktion auf die in der Oberfläche des Substrates existierenden Hydroxylgruppe stark kovalent an das Substrat gebunden. Daher kann auch dann, wenn in der Oberfläche des Substrates ein Stu­ fenabschnitt existiert, die Antireflexionsschicht die Oberflä­ che des Substrates, den Eckenabschnitt des Stufenabschnitts, die Seitenwand und den Boden der Ausnehmung im Stufenabschnitt bedecken, ohne daß die Dicke der Schicht zu groß wird. Die erhaltene Antireflexionsschicht ist dünn, und kann daher während des Ätzens des Substrates leicht entfernt werden.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es folgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die ein Halbleitersubstrat während der aufeinanderfolgen­ den Schritte eines Verfahrens zur Bildung eines Resistmusters nach einer ersten Ausführungsform zeigt,
Fig. 2 eine Darstellung, die die chemische Strukturfor­ mel eines in einer Ausführungsform verwendeten organischen Silans und die Reaktionsgleichung für dessen Herstellung zeigt,
Fig. 3 eine Darstellung, die die Reaktion einer organi­ schen Silanverbindung, die in einer Ausführungs­ form der Erfindung angewandt wird, mit einer Hydroxylgruppe in der Oberfläche des Substrates zeigt,
Fig. 4 eine Darstellung, die die Verringerung des Effekts der Intraschicht-Mehrfachreflexionen zur Darstellung der Wirkungen der erfindungsgemäßen Lösung zeigt,
Fig. 5 eine chemische Strukturformel eines anderen Bei­ spiels für eine in einer Ausführungsform der Er­ findung verwendete organische Silanverbindung,
Fig. 6 eine Darstellung, die die Hauptbestandteile eines Resists vom negativen chemischen Verstärkungstyps anhand ihrer chemischen Strukturformel zeigt,
Fig. 7 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die eine Halbleitereinrichtung während der Schritte eines herkömmlichen Herstellungsverfahrens unter Ver­ wendung eines Resists vom negativen chemischen Verstärkungstyp zeigt,
Fig. 8 eine Darstellung, die den Zustand der Photozer­ setzung eines in einem Resist vom negativen che­ mischen Verstärkungstyp enthaltenen säureprodu­ zierenden Agens anhand der Reaktionsgleichung zeigt,
Fig. 9 eine Darstellung, die den Zustand der Vernetzung im belichteten Teil des Resists vom negativen chemischen Verstärkungstyp zeigt,
Fig. 10 eine Darstellung, die den Zustand der Vernetzung im belichteten Teil eines Resists vom negativen chemischen Verstärkungstyp anhand der Reaktions­ gleichung zeigt,
Fig. 11 eine Darstellung zur Illustration des Effekts der Intraschicht-Mehrfachreflexionen,
Fig. 12 eine Darstellung der Dickenabhängigkeit der Ab­ messungen des Resistmusters im Resist, wenn der Einfluß von Intraschicht-Mehrfachreflexionen merklich ist, und
Fig. 13 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer Halbleitereinrichtung während der Schritte eines Herstellungsverfahrens der Halbleitereinrichtung in ihrer Reihenfolge, einschließlich der Schritte der Bildung einer herkömmlichen Antireflexions­ schicht.
Wie Fig. 1(a) zeigt, wird auf der Oberfläche eines Silizium­ substrates 2 eine Schicht aus einer organischen Silanverbindung gebildet, die als Antireflexionsschicht dient (die organische Silanverbindung hat, wie weiter unten beschrieben wird, die Funktion der Herstellung eines guten Kontakts zwischen dem Re­ sist 3 und dem Siliziumsubstrat 2 und wird daher als Kontakt­ verstärkungsschicht 1 bezeichnet). Die Kontaktverstärkungs­ schicht 1 wird durch Aufschleudern einer durch die in Fig. 2(a) gezeigte chemische Strukturformel repräsentierten organi­ schen Silanverbindung auf das Siliziumsubstrat 2 gebildet. Nach dem Aufschleudern wird das Siliziumsubstrat 2 bei einer Tempe­ ratur in der Höhe von etwa 90°C gebacken. In Fig. 2(a) sind die Substituentengruppen R₁, R₂, R₃ und R₄ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe. Die Substituentengruppe R ist ein tiefes UV- Licht - wie Excimerlaser-Licht - hochgradig absorbierendes organisches Molekül. Als das tiefes UV-Licht absorbierende organische Molekül wird beispielsweise ein Novolak-Harz nach Fig. 2(c) ausgewählt. Die in Fig. 2(a) gezeigte organische Silanverbindung wird, wie in Fig. 2 (b) gezeigt, durch eine Kondensationsreaktion unter Deaminierung von Bis(Dialkylamino)­ dialkylsilan und einem Novolak-Harz, wie in Fig. 2(c) gezeigt, erhalten. Die Kondensationsreaktion läuft bei Raumtemperatur durch Mischen dieser Bestandteile ab.
Obgleich die Substituentengruppen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ nicht spezifiziert sind, läuft die in Fig. 2(b) gezeigte Kondensa­ tionsreaktion glatt ab, wenn sie Wasserstoff, Methyl- oder Ethylgruppen sind. Wenn R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ allesamt Methylgruppen sind, wird vorzugsweise Bis(Dimethylamino)­ dimethylsilan verwendet.
Wie die Fig. 2(c) und 1(b) zeigen, wird die Affinität der Kontaktverstärkungsschichten 1 und des Resists vom negativen chemischen Verstärkungstyp 3, der nachfolgend aufzubringen ist, durch Abdecken (Capping) eines Teils der Hydroxylgruppen des Novolak-Harzes mit einer t-Butyloxycarbonyl(t-BOC)-Gruppe verstärkt. Das Abdeckungsverhältnis ist vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,7.
Fig. 3 ist eine Darstellung, die die Reaktion zeigt, welche in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 2 stattfindet, wenn die organische Silanverbindung auf das Siliziumsubstrat 2 aufge­ bracht wird.
Wie Fig. 3(a) zeigt, wird die organische Silanverbindung durch die Kondensationsreaktion mit der Deaminierung kovalent an die Oberfläche des Siliziumsubstrates gebunden. Die Kondensations­ reaktion schreitet fort, wenn eine Hydroxylgruppe sich an ein Si-Atom annähert und eine abspaltbare Gruppe, Amin (NR₃R₄H) entfernt wird. Die Kondensationsreaktion schreitet bei Raumtemperatur schnell voran. Die organische Silanverbindung reagiert mit Hydroxylgruppen, die in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 2 und den Seitenwänden und den Boden des Stufenabschnittes 2(a) vorhanden sind, indem sie einfach auf das Siliziumsubstrat 2 aufgebracht wird. Dementsprechend können, wie Fig. 3(c) zeigt, auch dann, wenn in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 2 Stufenabschnitte 2(a) existieren, die Oberfläche des Siliziumsubstrates 2, die Eckenabschnitte 21 des Stufenabschnittes und die Seitenwände und die Bodenfläche der Ausnehmung des Stufenabschnittes 2a mit der Kontaktverstär­ kungsschicht 1 bedeckt werden, die als Antireflexionsschicht wirkt, ohne daß die Schichtdicke vergrößert wird. Die Schicht­ dicke der sich ergebenden Kontaktverstärkungsschicht ist etwa 500 Å.
Wie Fig. 1(b) zeigt, wurde die Kontaktverstärkungsschicht 1 durch Aufschleudern mit der Resistschicht vom negativen chemi­ schen Verstärkungstyp mit einer Dicke im Bereich von 1,0 bis 1,5 µm bedeckt, und dann wurde bei einer Temperatur im Bereich von 90 bis 130°C ein Weichbacken ausgeführt. Ein herkömmlicher Resist vom negativen chemischen Verstärkungstyp, wie in Fig. 6 gezeigt, wurde verwendet. Wie Fig. 1(c) zeigt, wurde tiefes UV-Licht wie Excimerlaserlicht 7 selektiv auf die Resistschicht vom negativen chemischen Verstärkungstyp 3 durch das Fadenmu­ ster 8 eingestrahlt. Eine (Protonen liefernde) Säure 4 wird im belichteten Teil 5 der Resistschicht 3 vom negativen chemischen Verstärkungstyp durch die selektive Bestrahlung mit dem Excimerlaser-Licht 7 erzeugt. Das Proton 4 treibt, wie in Fig. 9 gezeigt, die Vernetzungsreaktion des Harzes voran. Die Kontaktverstärkungsschicht 1 wirkt als Antireflexionsschicht und damit wird der Effekt von Intraschicht-Mehrfachreflexio­ nen im belichteten Teil 5 entscheidend verringert.
Wie Fig. 1(d) zeigt, wird der Resist nach der Belichtung für etwa 1 bis 2 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 110 bis 130°C gebacken. Die Vernetzungsreaktion des Basisharzes schreitet, wie in Fig. 9 gezeigt, durch das Backen im belich­ teten Teil 5 des Resist 3 voran. Der vernetzte Teil 6 hat eine verringerte Löslichkeit in einem alkalischen Entwickler.
Wie Fig. 1(e) zeigt, löst sich der nicht-belichtete Teil der Resistschicht 3, wenn er mit einem alkalischen Entwicklungs­ agens geeigneter Konzentraton entwickelt wird, in diesem alkalischen Entwickler auf, und ein Resistmuster vom negativen Typ 100 wird gebildet.
Wie Fig. 1(f) zeigt, werden das Siliziumsubstrat 2 und die Kontaktverstärkungsschicht 1 unter Nutzung des Resistmusters 100 als Maske gleichzeitig geätzt. Dabei wird die Kontaktver­ stärkungsschicht 1, die eine geringe Schichtdicke aufweist, leicht weggeätzt. Infolgedessen kann die Strukturabmessung des Siliziumsubstrates 2 gesteuert werden, wenn das Ätzen voran­ schreitet.
Fig. 4 ist eine Darstellung, die die Abhängigkeit der Struk­ turgröße des Resistmusters von der Resistschichtdicke zeigt. In Fig. 4 repräsentiert die Kurve (1) Werte, bei denen die orga­ nische Silanverbindung als Kontaktverstärkungsschicht verwendet wurde, und Kurve (2) repräsentiert Werte, bei denen die organi­ sche Silanverbindung nicht aufgebracht wurde. Es wurde gezeigt, daß eine Behandlung der Oberfläche des Substrates mit der organischen Silanverbindung vor dem Aufbringen eines Resists den Einfluß von Intraschicht-Mehrfachreflexionen ent­ scheidend begrenzt.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde ein p-Kresol- Novolakharz, bei dem ein Teil der Hydroxylgruppen mit einer t- BOC-Gruppe bedeckt war, als organische Substanz mit hohem Absorptionsvermögen gegenüber tiefem UV-Licht, wie etwa eines Excimerlasers, verwendet. Die Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt, ähnliche Effekte wie bei den beschriebenen Ausfüh­ rungsformen können erzielt werden, wenn andere organische Polymere mit im tiefen UV-Gebiet hochgradig absorbierenden aro­ matischen Ringen und einer Hydroxylgruppe oder organische Farb­ stoffe verwendet werden. Vorzugsweise können ein Kumarinderi­ vat, Curcumin o. ä. verwendet werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden Fälle dar­ gestellt, bei denen Bis(dialkylamino)dialkylsilan als Amino­ silanverbindung, die mindestens 2 Aminosilan-Gruppen enthält, wie in Fig. 2(b) gezeigt, als Ausgangsmaterial für eine orga­ nische Aminosilanverbindung verwendet wird, aber die Erfindung ist in keiner Weise darauf beschränkt, und es kann auch Hexaal­ kylcyclotrisilazan, wie in Fig. 5 gezeigt, verwendet werden. Wie oben beschrieben, wird bei einem Verfahren zur Bildung eines Resistmusters entsprechend der Erfindung eine organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht auf einem Substrat vor der Aufbringung eines Resists auf dasselbe aufgebracht. Indem sie eine Substituentengruppe, die tiefes UV- Licht absorbiert, aufweist, wirkt die organische Silanver­ bindung ausgezeichnet als Antireflexionsschicht, wodurch der Einfluß von Intraschicht-Mehrfachreflexionen verringert wird.
Die organische Silanverbindung enthält auch eine abspaltbare Gruppe, die durch eine Hydroxylgruppe, die in der Oberfläche des Substrates vorhanden ist, ersetzbar ist, wodurch das Sub­ strat und die organische Silanverbindung gebunden werden. Da­ mit reagiert die organische Silanverbindung, wenn sie auf die Oberfläche aufgebracht wird, schnell mit der Hydroxylgruppe im Substrat und wird dadurch eng an das Substrat gebunden. Dement­ sprechend kann auch dann, wenn in der Oberfläche des Substrates Stufenabschnitte existieren, die Oberfläche des Substrates, der Eckenabschnitt des Stufenabschnittes, die Seitenwand und die Bodenfläche der Ausnehmung des Stufenabschnittes in gleichmä­ ßiger Weise mit einer Antireflexionsschicht bedeckt werden, ohne die Dicke der Schicht zu vergrößern. Die Antireflexions­ schicht ist dünn und kann daher zur Zeit des Ätzens des Sub­ strates leicht entfernt werden. Die Größe des Resistmusters kann daher auch dann erfolgreich gesteuert werden, wenn im Sub­ strat ein Stufenabschnitt vorhanden ist, und die Strukturgröße des darunter liegenden Substrates kann erfolgreich gesteuert werden, wenn das Ätzen voranschreitet.

Claims (7)

1. Organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht zur Bedeckung eines Halbleitersubstrates (2) vor dem Aufbringen eines Photoresists (3) auf dieses zur Bildung eines Resistmusters (100) auf dem Substrat (2) durch Lithographie unter Anwendung von tiefem UV-Licht, mit einer Strukturformel, die durch die folgende allgemeine Formel (2) ausgedrückt wird: worin R₁, R₂, R₃ und R₄ jeweils Wasserstoff oder eine Alkyl­ gruppe und R eine Substituentengruppe, die tiefes UV-Licht ab­ sorbiert, repräsentieren.
2. Organische Silanverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R₁, R₂, R₃ und R₄ Wasserstoff, eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe sind.
3. Organische Silanverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der durch die allgemeine Formel (2) repräsentierten Verbindung die Substituentengruppe R von Novolakharz abstammt.
4. Organische Silanverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß 30 bis 70% der Hydroxylgruppen des Novolakharzes mit einer t-Butyloxycarbonyl-Verbindung umgesetzt worden sind.
5. Organische Silanverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der durch die allgemeine Formel (2) repräsentierten Verbindung der Substituent R einen organischen Farbgeber enthält.
6. Organische Silanverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Farbgeber ein Cumarinderivat enthält.
7. Organische Silanverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Farbgeber Curcumin enthält.
DE4244838A 1991-08-08 1992-02-07 Organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht Expired - Fee Related DE4244838C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3199603A JPH0547656A (ja) 1991-08-08 1991-08-08 レジストパターンの形成方法および該方法に用いられる反射防止膜形成用有機シラン化合物
DE4203557A DE4203557C2 (de) 1991-08-08 1992-02-07 Verfahren zur Bildung eines Photoresistmusters und Verwendung einer organischen Silanverbindung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4244838C2 true DE4244838C2 (de) 1997-01-23

Family

ID=25911647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4244838A Expired - Fee Related DE4244838C2 (de) 1991-08-08 1992-02-07 Organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4244838C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004037524A1 (de) * 2004-07-29 2006-03-23 Samsung SDI Co., Ltd., Suwon Display und Verfahren zur Herstellung eines Substrats für ein Display
US7557369B2 (en) 2004-07-29 2009-07-07 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Display and method for manufacturing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004037524A1 (de) * 2004-07-29 2006-03-23 Samsung SDI Co., Ltd., Suwon Display und Verfahren zur Herstellung eines Substrats für ein Display
US7557369B2 (en) 2004-07-29 2009-07-07 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Display and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2529054C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines zur Vorlage negativen Resistbildes
EP0164620B1 (de) Positiv-arbeitende strahlungsempfindliche Beschichtungslösung
EP0002795B1 (de) Verfahren zum Erzeugen von Masken für lithographische Prozesse unter Verwendung von Photolack
DE10120676B4 (de) Verfahren zur Strukturierung einer Photolackschicht
DE112007000997B4 (de) Verfahren zum Verkleinern des minimalen Teilungsmaßes in einer Struktur
DE19843179A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtungund dadurch hergestellte Halbleitervorrichtung
DE4203557C2 (de) Verfahren zur Bildung eines Photoresistmusters und Verwendung einer organischen Silanverbindung
DE10014083A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE10329867B4 (de) Lithographieverfahren zum Verhindern einer lithographischen Belichtung des Randgebiets eines Halbleiterwafers
DE2445714A1 (de) Verfahren zum anbringen einer siliciumhaltigen oxidschicht gemaess einem muster auf einem substrat, herstellung von halbleiteranordnungen unter verwendung dieses verfahrens und erzeugnisse, bei deren herstellung dieses verfahren verwendet wird
DE4317925C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung
DE10361257B4 (de) Verfahren zur Herstellung von feinen Mustern
DE3939186A1 (de) Mit elektronenstrahlen haertbare lichtempfindliche zusammensetzung und ihre verwendung zur herstellung von feinen bildmustern
DE4103565A1 (de) Verfahren zur bildung eines feinen musters auf einem halbleiter mit einer stufe
DE3134158A1 (de) "zusammensetzung und verfahren zur ultrafeinen musterbildung"
DE3337315C2 (de)
EP0176871A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Photoresists
DE10134501A1 (de) Verfahren zum Bilden von Mikromustern eines Halbleiterbauelementes
EP0220645B1 (de) Strahlungsempfindliches, positiv-arbeitendes Gemisch und hieraus hergestelltes Photoresistmaterial
DE4341302A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und einer darin verwendeten Resistverbindung
DE10300765A1 (de) Verfahren zum Bilden von Mustern auf einem Halbleiterbauelement
DE10120673A1 (de) Verfahren zur Strukturierung einer Photolackschicht
DE4125042A1 (de) Negativ arbeitendes strahlungsempfindliches gemisch und damit hergestelltes strahlungsempfindliches aufzeichnungsmaterial
DE4410505A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Reliefbildes im Submikrometerbereich
DE4244838C2 (de) Organische Silanverbindung zur Bildung einer Antireflexionsschicht

Legal Events

Date Code Title Description
Q172 Divided out of (supplement):

Ref country code: DE

Ref document number: 4203557

8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: C07F 7/18

AC Divided out of

Ref country code: DE

Ref document number: 4203557

Format of ref document f/p: P

AC Divided out of

Ref country code: DE

Ref document number: 4203557

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee