JP2954442B2 - Wiring pattern forming method - Google Patents

Wiring pattern forming method

Info

Publication number
JP2954442B2
JP2954442B2 JP5052746A JP5274693A JP2954442B2 JP 2954442 B2 JP2954442 B2 JP 2954442B2 JP 5052746 A JP5052746 A JP 5052746A JP 5274693 A JP5274693 A JP 5274693A JP 2954442 B2 JP2954442 B2 JP 2954442B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
film
radiation
forming method
oxide film
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
JP5052746A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06267911A (en
Inventor
敏雄 伊東
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP5052746A priority Critical patent/JP2954442B2/en
Publication of JPH06267911A publication Critical patent/JPH06267911A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2954442B2 publication Critical patent/JP2954442B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置、例えば
LSIの配線層を形成する工程に関するものであり、特
に、配線用金属膜をエッチングマスクを用いてエッチン
グ加工する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for forming a wiring layer of a semiconductor device, for example, an LSI, and more particularly to a method of etching a metal film for wiring using an etching mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LSI等の半導体装置の素子間の
配線には主にアルミニウム(Al)が用いられている。
Alが用いられる理由は、Alは抵抗が低く、加工が容
易であり、シリコンや他の金属とのオ−ミックコンタク
トを容易に取ることができ、かつコンタクト抵抗が低い
等の特徴があるからである。
2. Description of the Related Art Conventionally, aluminum (Al) is mainly used for wiring between elements of a semiconductor device such as an LSI.
The reason for using Al is that Al has characteristics such as low resistance, easy processing, easy contact with silicon and other metals, and low contact resistance. is there.

【0003】しかしながら、集積回路の集積度が高ま
り、配線幅がサブミクロンレベルの細さになってきた現
在、Al配線の断線によるデバイスの不良が問題となっ
てきた。不良の原因は、Alのエレクトロマイグレ−シ
ョンおよびストレスマイグレ−ションにあることが明ら
かになりつつある。
However, as the degree of integration of integrated circuits has been increased and the wiring width has been reduced to the submicron level, device failure due to disconnection of Al wiring has become a problem. It is becoming clear that the cause of the failure is Al electromigration and stress migration.

【0004】そこで、こうしたAl配線の断線を防ぐた
めに、Al配線にタングステン(W)等のリフラクトメ
タルを裏打ちした積層配線構造にする等の工夫が提案さ
れている。一方、配線材料自体を変える方法も提案され
検討されている。配線材料として、WやCuの様な低抵
抗で、マイグレ−ション耐性の高いものが検討されてい
る。例えば、文献1:「Extended Abstracts of the 22
nd(International)Conference on Solid State Deveice
s and Materials,Sendai,1990,pp,215-218」には、Cu
配線の形成方法が開示されている。
Therefore, in order to prevent such disconnection of the Al wiring, there has been proposed a contrivance such as forming a laminated wiring structure in which the Al wiring is lined with a refractory metal such as tungsten (W). On the other hand, a method of changing the wiring material itself has been proposed and studied. As a wiring material, a material having low resistance and high migration resistance, such as W or Cu, is being studied. For example, Reference 1: "Extended Abstracts of the 22
nd (International) Conference on Solid State Deveice
s and Materials, Sendai, 1990, pp, 215-218 ''
A method for forming a wiring is disclosed.

【0005】以下、図面を参照して、上記文献1に開示
のCu配線パターンの形成方法について簡単に説明す
る。図3の(A)から(C)は従来のCu配線パターン
形成方法の説明に供する工程図である。
A method for forming a Cu wiring pattern disclosed in the above-mentioned reference 1 will be briefly described below with reference to the drawings. 3A to 3C are process diagrams for explaining a conventional method of forming a Cu wiring pattern.

【0006】先ず、熱酸化膜10上に成膜したCu膜1
2の上に密着性向上のためにTiN膜14設け、さらに
その上にフォトレジスト層16を形成する(図3の
(A))。
First, a Cu film 1 formed on a thermal oxide film 10
A TiN film 14 is provided on the substrate 2 for improving adhesion, and a photoresist layer 16 is further formed thereon (FIG. 3A).

【0007】次にフォトレジスト層16をフォトリソグ
ラフィによりパタ−ニングし、得られたレジストパター
ン18をUVキュアし、さらに260℃の温度下でハ−
ドべ−クすることによりレジストパターン18の耐熱性
を向上させる(図3の(B))。
Next, the photoresist layer 16 is patterned by photolithography, and the obtained resist pattern 18 is UV-cured.
By performing the baking, the heat resistance of the resist pattern 18 is improved (FIG. 3B).

【0008】次に、レジストパターン18をエッチング
マスクとして、TiN膜14およびCu膜12をエッチ
ングして配線パターン20を形成する。このエッチング
は、エッチングガスとして、SiCl4 、N2 、Cl2
およびNH3 の混合ガスを用いて、280℃の高温下で
行う。エッチングガスにNH3 を添加したことにより、
NH3 とSiCl4 とが反応してSi3 4 膜がエッチ
ング中の配線パターン20の側壁に堆積する。これが側
壁の保護膜として働くことにより、1ミクロンレベル幅
の微細な配線加工が、側壁も比較的の高い直立度で形成
することができる(図3の(C))。
Next, the wiring pattern 20 is formed by etching the TiN film 14 and the Cu film 12 using the resist pattern 18 as an etching mask. This etching uses SiCl 4 , N 2 , Cl 2 as an etching gas.
And a mixed gas of NH 3 and NH 3 at a high temperature of 280 ° C. By adding NH 3 to the etching gas,
NH 3 and SiCl 4 react with each other to deposit a Si 3 N 4 film on the side wall of the wiring pattern 20 being etched. By acting as a protective film for the side wall, fine wiring processing with a width of 1 micron level can be formed on the side wall with a relatively high uprightness (FIG. 3C).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集積回
路の集積度がさらに進むと、サブミクロンレベルの幅の
配線加工が必要となる。上述した実施例では、エッチン
グマスクとしてフォトレジストをUVキュアしたものを
用いているため、Cuとのエッチング選択比が6程度に
しか取ることができない。さらに、直立度向上のために
NH3 を添加すると、この選択比は2程度に小さくなっ
てしまう。この選択比は、タングステン(W)等を配線
金属膜とした場合もCuの場合と同様に小さくなる。
However, as the degree of integration of integrated circuits further increases, it becomes necessary to process wiring having a width on the order of submicrons. In the above-mentioned embodiment, since a photoresist cured by UV curing is used as an etching mask, the etching selectivity with Cu can be set to only about 6. Further, if NH 3 is added to improve the uprightness, the selectivity will be reduced to about 2. This selectivity also becomes smaller when tungsten (W) or the like is used as the wiring metal film, as in the case of Cu.

【0010】従って、通常のフォトレジストをエッチン
グマスクとして使用する方法では、エッチング選択比を
大きくとることができないため、サブミクロンさらには
サブハ−フミクロンレベルの幅のより微細な配線パター
ンの形成は困難である。
[0010] Therefore, it is difficult to form a finer wiring pattern having a submicron or sub-half micron level width by using a conventional photoresist as an etching mask because the etching selectivity cannot be increased. It is.

【0011】一方、エッチングマスクとして酸化膜を用
いれば、エッチング選択比を大きく取ることができる。
しかし、酸化膜を用いる場合は、フォトレジストパター
ンを酸化膜にエッチングにより転写する工程が加わる。
このため、工程が増えるだけでなく、転写の際の寸法変
換誤差の重畳により、エッチング精度が低下してしまう
可能性がある。
On the other hand, if an oxide film is used as an etching mask, a large etching selectivity can be obtained.
However, when an oxide film is used, a step of transferring the photoresist pattern to the oxide film by etching is added.
For this reason, not only the number of steps increases, but also the etching accuracy may decrease due to the superposition of dimensional conversion errors during transfer.

【0012】ところで、この出願に係る発明者は、文献
2:「特願平4−017588号」において、ポリシロ
キサンのSiの側鎖にアルコシキ基を結合させたシリコ
ーン樹脂と酸発生剤とからなる放射線感応性樹脂組成物
を提案している。この樹脂組成物においては、Siにt
−ブトキシ基等のC−O結合を有する官能基が結合し、
このC−O結合が酸により結合が切断されて、ポリマか
ら炭素成分が除かれる。その結果、ポリマは酸化膜に変
換される。そこで、この出願に係る発明者は、試験、研
究を続けたところ、この放射線樹脂組成物を利用するこ
とにより、フォトレジストパターンを転写することなく
酸化膜パターンを形成することができるこという結論に
達した。
By the way, the inventor of the present application has disclosed in Patent Document 2: Japanese Patent Application No. 4-017588, which is composed of a silicone resin in which an alkoxy group is bonded to the side chain of Si of polysiloxane and an acid generator. A radiation-sensitive resin composition has been proposed. In this resin composition, t is added to Si.
-A functional group having a CO bond such as a butoxy group is bonded;
The CO bond is broken by the acid to remove the carbon component from the polymer. As a result, the polymer is converted to an oxide film. Therefore, the inventor of the present application has conducted tests and studies, and concluded that an oxide film pattern can be formed without transferring a photoresist pattern by using the radiation resin composition. did.

【0013】従って、この発明の目的は、サブハ−フミ
クロンレベルの微細配線加工ができる、配線パターンの
形成方法を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of forming a wiring pattern which enables fine wiring processing at a sub-half micron level.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明のパターン形成方法によれば、下地上に金
属配線材料膜を形成する工程と、金属配線材料膜上に、
単量体単位毎にC−O−Si結合を有する、線状または
ラダー状のポリ(シロキサン)からなるシリコーン樹脂
と放射線の作用により分解して酸を発生する酸発生剤と
を含む放射線感応性樹脂組成物のレジスト膜を形成する
工程と、レジスト膜に対して選択的に放射線を照射する
工程と、放射線を照射したレジスト膜を加熱後、現像し
て酸化膜パターンを形成する工程と、酸化膜パターンを
エッチングマスクとして金属配線膜に対してエッチング
を行って、配線パターンを形成する工程とを含むことを
特徴とするパターン形成方法。
In order to achieve the above object, according to the pattern forming method of the present invention, a step of forming a metal wiring material film on a base, a step of forming a metal wiring material film on the metal wiring material film,
Radiation-sensitive comprising a linear or ladder-like silicone resin having a C—O—Si bond for each monomer unit and an acid generator that decomposes under the action of radiation to generate an acid Forming a resist film of a resin composition, selectively irradiating the resist film with radiation, heating the irradiated resist film, and developing the resist film to form an oxide film pattern; Forming a wiring pattern by etching the metal wiring film using the film pattern as an etching mask.

【0015】また、好ましくは、線状のポリ(シロキサ
ン)は、下記の(1)式で表され、ラダー状のポリ(シ
ロキサン)は、下記の(2)式で表され、(1)および
(2)式中の官能基Rは、水素、第3ブチル、1−フェ
ネチル、1−メチル−1−フェネチル、シクロヘキセン
−2−イルおよびt−ブトキシカルボニルの官能基群の
内から選ばれた少なくとも1種類以上の官能基であると
良い。
Preferably, the linear poly (siloxane) is represented by the following formula (1), and the ladder poly (siloxane) is represented by the following formula (2): (2) The functional group R in the formula is at least selected from a functional group of hydrogen, tert-butyl, 1-phenethyl, 1-methyl-1-phenethyl, cyclohexen-2-yl and t-butoxycarbonyl. One or more functional groups are preferred.

【0016】[0016]

【化1】 Embedded image

【0017】また、好ましくは、酸発生剤を、トリクロ
ロエチル基を少なくとも1つ以上有する芳香族化合物、
スルホニウム塩、ヨ−ドニウム塩またはp−トルエンス
ルホン酸エステルの群れから選ばれた1種類の酸発生剤
とすると良い。
Preferably, the acid generator comprises an aromatic compound having at least one trichloroethyl group,
It is preferable to use one kind of acid generator selected from the group consisting of sulfonium salts, iodonium salts and p-toluenesulfonic acid esters.

【0018】尚、前記加熱温度は60℃以上の温度が望
ましい。加熱時間を短くすることができるからである。
The heating temperature is desirably 60 ° C. or higher. This is because the heating time can be shortened.

【0019】[0019]

【作用】酸化膜それ自身は感光性を有さないことは自明
であるが、フォトリソグラフィによって酸化膜に変換で
きる放射線感応性の組成物を用いれば、1回のフォトリ
ソグラフィのみで、転写によるエッチング精度の低下の
虞なく、配線金属材料とのエッチング選択比の大きな酸
化膜のエッチングパターンを容易に形成することができ
る。その結果、サブハ−フミクロンレベルの微細配線加
工が可能となる。尚、ここで、フォトリソグラフィは、
レジスト膜に露光する工程から現像して酸化膜パターン
を形成する工程までを含む。
It is obvious that the oxide film itself does not have photosensitivity. However, if a radiation-sensitive composition that can be converted to an oxide film by photolithography is used, etching by transfer can be performed by only one photolithography. An etching pattern of an oxide film having a large etching selectivity with respect to a wiring metal material can be easily formed without fear of a decrease in accuracy. As a result, fine wiring processing at the sub-half micron level becomes possible. Here, the photolithography is
It includes steps from exposing the resist film to developing and forming an oxide film pattern.

【0020】この様な放射線感応性の組成物として、こ
の出願に係る発明者は、文献:「特願平4−01758
8号」に下記の(1)式および(2)式に示すシリコー
ン樹脂と、光、電子線、X線またはイオンビ−ム等の放
射線の作用により分解して酸を発生させる微量の酸発生
剤とからなる放射線感応性樹脂組成物(以下、組成物と
も称する)を提案している。この組成物に放射線を照射
した後、加熱処理を行って下記の(3)式に示す様にC
−O結合を切断する脱離反応を引き起こさせる。この様
にしてできた膜は、微量の酸発生剤の分解物が有機成分
として残るが、エッチングで用いる膜としては、実質的
に酸化膜として考えて良い。
As such a radiation-sensitive composition, the inventor of the present application describes in the literature: "Japanese Patent Application No. 4-01758.
No. 8 "and a trace amount of an acid generator which decomposes under the action of radiation such as light, electron beam, X-ray or ion beam to generate an acid, with the silicone resin shown in the following formulas (1) and (2). Have been proposed (hereinafter also referred to as compositions). After irradiating the composition with radiation, heat treatment is performed to obtain C as shown in the following formula (3).
Causes an elimination reaction to break the -O bond. In the film thus formed, a trace amount of a decomposition product of the acid generator remains as an organic component. However, the film used for etching may be substantially considered as an oxide film.

【0021】[0021]

【化1】 Embedded image

【0022】[0022]

【化2】 Embedded image

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明のパターン
形成方法の実施例について説明する。以下の実施例中で
挙げる使用材料およびその量、処理時間、処理温度、膜
厚等の数値的条件は、この発明の範囲内の好適例にすぎ
ない。また、以下に参照する図は、この発明が理解でき
る程度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概
略的に示してあるにすぎない。従って、この発明は、こ
の実施例にのみ限定されるものでないことは明らかであ
る。
Embodiments of the pattern forming method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The materials used and the numerical conditions such as the amount thereof, the processing time, the processing temperature, and the film thickness in the following examples are only preferred examples within the scope of the present invention. The drawings referred to below merely schematically show the sizes, shapes, and arrangements of the components so that the present invention can be understood. Therefore, it is clear that the present invention is not limited only to this embodiment.

【0024】第1実施例 図1の(A)〜(D)は、この発明の配線パターンの形
成方法の第1実施例の説明に供する工程図である。尚、
図では、断面を表すハッチング等を一部省略して示して
ある。
First Embodiment FIGS. 1A to 1D are process diagrams for explaining a first embodiment of a method for forming a wiring pattern according to the present invention. still,
In the drawing, hatching or the like representing a cross section is partially omitted.

【0025】先ず、単量体単位毎にC−O−Si結合を
有する、線状のポリ(シロキサン)からなるシリコーン
樹脂と、放射線の作用により分解して酸を発生する酸発
生剤とを含む放射線感応性樹脂組成物として、下記の
(4)式に記載のポリ(シロキサン)1.0gとトリフ
ェニルトリフルオロメタンスルホネ−ト10mgをメチ
ルイソブチルケトン9.0mlに溶解し、これを0.2
μmのフィルタで濾過してレジスト溶液を調整した。
First, a linear poly (siloxane) silicone resin having a C—O—Si bond for each monomer unit and an acid generator that decomposes under the action of radiation to generate an acid are included. As a radiation-sensitive resin composition, 1.0 g of poly (siloxane) represented by the following formula (4) and 10 mg of triphenyltrifluoromethanesulfonate were dissolved in 9.0 ml of methyl isobutyl ketone, and this was dissolved in 0.2 ml.
A resist solution was prepared by filtration through a μm filter.

【0026】[0026]

【化3】 Embedded image

【0027】一方、表面に熱酸化膜32を形成した6イ
ンチSi基板30を下地34として用い、この熱酸化膜
32上ににDCスパッタリングで、金属配線材料膜36
としてCu膜36を0.5ミクロンの厚さに形成する
(図1の(A))。
On the other hand, a 6-inch Si substrate 30 having a thermal oxide film 32 formed on its surface is used as a base 34, and a metal wiring material film 36 is formed on the thermal oxide film 32 by DC sputtering.
Then, a Cu film 36 is formed to a thickness of 0.5 μm (FIG. 1A).

【0028】次に、このCu膜36上に上述したレジス
ト溶液を2500rpmで回転塗布した後、80℃の温
度下で1分間べ−クを行って、0.2μmの厚さのレジ
スト膜38を形成する。
Next, the above-mentioned resist solution is spin-coated at 2500 rpm on the Cu film 36, and baked at a temperature of 80 ° C. for 1 minute to form a resist film 38 having a thickness of 0.2 μm. Form.

【0029】次に、このレジスト膜38に対して選択的
に放射線を照射する。この実施例では、KrFエキシマ
レ−ザステッパ(NA=0.42、1/5に縮小)を用
いて、波長249nmの光でレジスト膜38に対して選
択的にテストパターンを露光する。露光量は15mJ/
cm2 である(図1の(B))。
Next, the resist film 38 is selectively irradiated with radiation. In this embodiment, a test pattern is selectively exposed on the resist film 38 with light having a wavelength of 249 nm using a KrF excimer laser stepper (NA = 0.42, reduced to 1/5). Exposure is 15mJ /
cm 2 (FIG. 1B).

【0030】次に、露光した試料をホットプレ−ト上で
120℃の温度下で2分間べ−クして、レジスト膜38
の露光された部分を酸化膜(図示せず)に変換する。
Next, the exposed sample was baked on a hot plate at a temperature of 120 ° C. for 2 minutes to form a resist film 38.
Is converted into an oxide film (not shown).

【0031】次に、試料を酢酸イソアミル中で30秒間
現像し、シクロヘキサンで30秒間リンスを行って酸化
膜パターン40を形成する(図1の(C))。酸化膜パ
ターン40を形成した試料をSEM測長機でパターンを
測定したところ、レチクルの最小設計寸法である0.4
ミクロンのラインアンドスペ−スを解像していることが
確認できた。また、第1実施例の酸化膜パターン40の
形成に先立ち、露光量と残膜率との特性を調べた特性曲
線によれば、露光量が15mJ/cm2 のときの残膜率
は60%である。従って、この実施例で形成した酸化膜
パターン40の膜厚は、レジスト膜の膜厚0.2μmの
60%の0.12μmとなる。
Next, the sample is developed in isoamyl acetate for 30 seconds and rinsed with cyclohexane for 30 seconds to form an oxide film pattern 40 (FIG. 1C). When the pattern of the sample on which the oxide film pattern 40 was formed was measured with a SEM length measuring machine, the minimum design dimension of the reticle was 0.4.
It was confirmed that micron lines and spaces were resolved. According to a characteristic curve obtained by examining the characteristics of the exposure amount and the residual film ratio prior to the formation of the oxide film pattern 40 of the first embodiment, the residual film ratio when the exposure amount is 15 mJ / cm 2 is 60%. It is. Therefore, the thickness of the oxide film pattern 40 formed in this embodiment is 0.12 μm, which is 60% of the 0.2 μm thickness of the resist film.

【0032】次に、酸化膜パターン40を形成した試料
を13.56MHzのrf発振器を具えた平行平板型の
ドライエッチャ−のカソ−ドに装着し、エッチングガス
として、SiCl4 、N2 、Cl2 、NH3 をそれぞれ
20、80、20、30SCCMずつ導入し、圧力2P
a、基板温度280℃の条件下で、酸化膜パターン40
をエッチングマスクとしてCu膜36に対してエッチン
グを行って、配線パターン38を形成する(図1の
(D))。
Next, the sample on which the oxide film pattern 40 was formed was mounted on a parallel plate type dry etcher equipped with a 13.56 MHz rf oscillator, and SiCl 4 , N 2 , and Cl 2 were used as etching gases. , NH 3 were introduced at 20, 80, 20, and 30 SCCM, respectively, at a pressure of 2P.
a, the oxide film pattern 40 under the condition of the substrate temperature of 280 ° C.
Is used as an etching mask to etch the Cu film 36 to form a wiring pattern 38 (FIG. 1D).

【0033】形成した配線パターン42の断面をSEM
で観察したところ、0.4μmラインアンドスペ−スの
パターンがテ−パ角度80°で形成されていることが分
かった。
The cross section of the formed wiring pattern 42 is SEM
As a result, it was found that a 0.4 μm line and space pattern was formed at a taper angle of 80 °.

【0034】第2実施例 図2の(A)〜(D)は、この発明の配線パターンの形
成方法の第1実施例の説明に供する工程図である。尚、
図では、断面を表すハッチング等を一部省略して示して
ある。
Second Embodiment FIGS. 2A to 2D are process diagrams for explaining a first embodiment of a method for forming a wiring pattern according to the present invention. still,
In the drawing, hatching or the like representing a cross section is partially omitted.

【0035】先ず、第1実施例のと同一の方法および材
料を用いて、第1実施例と同じ膜厚のCu膜36および
レジスト膜38を熱酸化32膜上に形成する(図2の
(A))。
First, using the same method and material as in the first embodiment, a Cu film 36 and a resist film 38 having the same film thickness as in the first embodiment are formed on the thermally oxidized 32 film (see FIG. A)).

【0036】次に、放射線として電子線を用いてレジス
ト膜に対して選択的に照射する。この実施例では、電子
線描画装置を用いて、加速電圧20kVの条件下でレジ
スト膜38に対して選択的にテストパターンを露光す
る。露光量は5.0μC/cm2 である(図2の
(B))。
Next, the resist film is selectively irradiated with an electron beam as radiation. In this embodiment, a test pattern is selectively exposed on the resist film 38 under the condition of an acceleration voltage of 20 kV using an electron beam lithography apparatus. The exposure amount is 5.0 μC / cm 2 ((B) of FIG. 2).

【0037】次に、第1実施例の酸化膜パターン40の
形成と同一の工程を経て、酸化膜パターン46を形成す
る(図2の(C))。酸化膜パターン46を形成した試
料をSEM測長機でパターンを測定したところ、レチク
ルの最小設計寸法である0.25ミクロンのラインアン
ドスペ−スを解像していることが確認できた。また、第
2実施例の酸化膜パターン46の形成に先立ち、露光量
と残膜率との特性を調べた特性曲線によれば、露光量が
5.0μC/cm2 のときの残膜率は60%である。従
って、この実施例で形成した酸化膜パターン46の膜厚
は、レジスト膜38の膜厚0.2μmの60%の0.1
2μmとなる次に、第1実施例と同一の条件下で、酸化
膜パターン46をエッチングマスクとしてCu膜に対し
てエッチングを行って、配線パターン48を形成する
(図2の(D))。形成した配線パターンを断面SEM
で観察したところ、0.25μmラインアンドスペ−ス
のパターンがテ−パ角度75°で形成されていることが
分かった。
Next, an oxide film pattern 46 is formed through the same steps as the formation of the oxide film pattern 40 of the first embodiment (FIG. 2C). When the pattern of the sample on which the oxide film pattern 46 was formed was measured with a SEM length measuring device, it was confirmed that a 0.25 micron line and space, which is the minimum design size of the reticle, was resolved. According to a characteristic curve obtained by examining the characteristics of the exposure amount and the residual film ratio before the formation of the oxide film pattern 46 of the second embodiment, the residual film ratio when the exposure amount is 5.0 μC / cm 2 is obtained. 60%. Therefore, the thickness of the oxide film pattern 46 formed in this embodiment is 0.1%, which is 60% of the thickness of the resist film 38 of 0.2 μm.
Next, the Cu film is etched using the oxide film pattern 46 as an etching mask to form a wiring pattern 48 under the same conditions as in the first embodiment (FIG. 2D). Cross-section SEM of the formed wiring pattern
As a result, it was found that a 0.25 μm line and space pattern was formed at a taper angle of 75 °.

【0038】また、第2実施例と同一の条件下でCu膜
のエッチングを行い、Cu膜の広く出ている部分が丁度
無くなった時点でエッチングを止めた後、酸化膜パター
ンの膜減り量をSEMを用いて測定した。その結果、酸
化膜パターンは約50nmエッチングされていることが
分かった。従って、酸化膜とCuとのエッチング選択比
は0.5μm/50nm=10程度であり、従来のキュ
アしたフォトレジストとCuとのエッチング選択比に比
べて大きいことが分かった。
The etching of the Cu film is performed under the same conditions as in the second embodiment, and the etching is stopped when the wide portion of the Cu film has just disappeared. It was measured using SEM. As a result, it was found that the oxide film pattern was etched by about 50 nm. Therefore, the etching selectivity between the oxide film and Cu was about 0.5 μm / 50 nm = 10, which was larger than the conventional etching selectivity between cured photoresist and Cu.

【0039】上述した各実施例では、この発明を、特定
の材料を使用し、また、特定の条件で形成した例につき
説明したが、この発明は、多くの変更および変形を行う
ことができる。例えば、上述した実施例では、配線金属
材料にCuを用いたが、この発明では、例えばタングス
テンWを用いても良い。
In each of the embodiments described above, the present invention has been described with respect to an example in which a specific material is used and formed under specific conditions. However, the present invention can be subjected to many changes and modifications. For example, although Cu is used as the wiring metal material in the above-described embodiment, for example, tungsten W may be used in the present invention.

【0040】[0040]

【発明の効果】この発明の配線パターンの形成方法によ
れば、フォトリソグラフィによって酸化膜に変換できる
放射線感応性の組成物を用いているので、1回のフォト
リソグラフィのみでエッチングによるパターンの転写を
行わずに酸化膜のエッチングパターンを形成することが
できる。その結果、サブハ−フミクロンレベルの微細配
線加工が可能となる。
According to the method for forming a wiring pattern of the present invention, since a radiation-sensitive composition that can be converted to an oxide film by photolithography is used, the pattern can be transferred by etching only once in photolithography. The etching pattern of the oxide film can be formed without performing this step. As a result, fine wiring processing at the sub-half micron level becomes possible.

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

【図1】この発明の配線パターンの形成方法の第1実施
例の説明に供する工程図である。
FIG. 1 is a process chart for explaining a first embodiment of a method for forming a wiring pattern according to the present invention;

【図2】この発明の配線パターンの形成方法の第2実施
例の説明に供する工程図である。
FIG. 2 is a process chart for explaining a second embodiment of the method for forming a wiring pattern according to the present invention;

【図3】従来の配線パターンの形成方法の説明に供する
工程図である。
FIG. 3 is a process chart for explaining a conventional method for forming a wiring pattern;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:熱酸化膜 12:Cu膜 14:TiN膜 14a:TiN膜パターン 16:レジスト 18:レジストパターン 20:配線パターン 30:Si基板 32:熱酸化膜 34:下地 36:Cu膜 38:レジスト膜 40:酸化膜パターン 42:配線パターン 44:露光領域 46:酸化膜パターン 48:配線パターン 10: Thermal oxide film 12: Cu film 14: TiN film 14a: TiN film pattern 16: Resist 18: Resist pattern 20: Wiring pattern 30: Si substrate 32: Thermal oxide film 34: Underlayer 36: Cu film 38: Resist film 40 : Oxide film pattern 42: Wiring pattern 44: Exposure area 46: Oxide film pattern 48: Wiring pattern

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下地上に金属配線材料膜を形成する工程
と、 該金属配線材料膜上に、単量体単位毎にC−O−Si結
合を有する、線状またはラダー状のポリ(シロキサン)
からなるシリコーン樹脂と放射線の作用により分解して
酸を発生する酸発生剤とを含む放射線感応性樹脂組成物
のレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に対して選択的に放射線を照射する工程
と、 放射線を照射した前記レジスト膜を加熱後、現像して酸
化膜パターンを形成する工程と、 前記酸化膜パターンをエッチングマスクとして金属配線
膜に対してエッチングを行って、配線パターンを形成す
る工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
A step of forming a metal wiring material film on an underlayer; and forming a linear or ladder-like poly (siloxane) having a C—O—Si bond for each monomer unit on the metal wiring material film. )
Forming a resist film of a radiation-sensitive resin composition containing a silicone resin consisting of and an acid generator that decomposes by the action of radiation to generate an acid; and selectively irradiating the resist film with radiation. Heating the resist film irradiated with the radiation and developing the resist film to form an oxide film pattern; and etching the metal wiring film using the oxide film pattern as an etching mask to form a wiring pattern. A pattern forming method.
【請求項2】 請求項1に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記線状のポリ(シロキサン)は、下記の(1)式で表
され、 前記ラダー状のポリ(シロキサン)は、下記の(2)式
で表され、 (1)および(2)式中の官能基Rは、水素、第3ブチ
ル、1−フェネチル、1−メチル−1−フェネチル、シ
クロヘキセン−2−イルおよびt−ブトキシカルボニル
の官能基群の内から選ばれた少なくとも1種類以上の官
能基であることを特徴とするパターン形成方法。 【化1】
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the linear poly (siloxane) is represented by the following formula (1), and the ladder poly (siloxane) is represented by the following formula (2). Wherein R is a hydrogen atom, tert-butyl, 1-phenethyl, 1-methyl-1-phenethyl, cyclohexen-2-yl and t-butoxycarbonyl. A pattern forming method, comprising at least one or more functional groups selected from a functional group. Embedded image
【請求項3】 請求項1に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記酸発生剤を、トリクロロエチル基を少なくとも1つ
以上有する芳香族化合物、スルホニウム塩、ヨ−ドニウ
ム塩またはp−トルエンスルホン酸エステルの群れから
選ばれた1種類の酸発生剤とすることを特徴とするパタ
ーン形成方法。
3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the acid generator is an aromatic compound having at least one trichloroethyl group, a sulfonium salt, an iodonium salt or a p-toluenesulfonic acid ester. A pattern forming method comprising using one kind of an acid generator selected from a group.
JP5052746A 1993-03-12 1993-03-12 Wiring pattern forming method Expired - Fee Related JP2954442B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5052746A JP2954442B2 (en) 1993-03-12 1993-03-12 Wiring pattern forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5052746A JP2954442B2 (en) 1993-03-12 1993-03-12 Wiring pattern forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06267911A JPH06267911A (en) 1994-09-22
JP2954442B2 true JP2954442B2 (en) 1999-09-27

Family

ID=12923484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5052746A Expired - Fee Related JP2954442B2 (en) 1993-03-12 1993-03-12 Wiring pattern forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2954442B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386159B1 (en) * 2001-02-16 2003-06-02 동부전자 주식회사 Method for providing a multi layer in a semiconductor device by using laser interferometer
CA2364756A1 (en) 2001-12-10 2003-06-10 Nova Chemicals Corporation Catalyst activator

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06267911A (en) 1994-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4908298A (en) Method of creating patterned multilayer films for use in production of semiconductor circuits and systems
US4808511A (en) Vapor phase photoresist silylation process
EP1660561B1 (en) Photosensitive silsesquioxane resin
US6753129B2 (en) Method and apparatus for modification of chemically amplified photoresist by electron beam exposure
JPS62136638A (en) Photoresist composition
JP2001023893A (en) Method of forming photoresist pattern
JPH11286549A (en) Photosensitive resin, resist using the same, exposure apparatus using the resist, exposure, and semiconductor apparatus obtained by the exposure
JP4024898B2 (en) Silicon composition, pattern forming method using the same, and electronic component manufacturing method
JP2769038B2 (en) Pattern formation method
CA1282273C (en) Method of creating patterned multilayer films for use in production of semiconductor circuits and systems
JP2954442B2 (en) Wiring pattern forming method
JP3310202B2 (en) Method of forming resist pattern
JP3249194B2 (en) Photosensitive resist composition
JP3128335B2 (en) Pattern formation method
JP4017231B2 (en) Method for promoting sensitivity and pattern forming method of chemically amplified resist
JP3353885B2 (en) Chemically amplified resist
JPH08339985A (en) Pattern forming method for very fine processing, and very fine processing method using the pattern forming method
JP3354901B2 (en) Method of forming fine pattern, semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JPH05216232A (en) Resist composition and method for forming resist pattern
JPH0829987A (en) Positive type silicone resist material
JP3813211B2 (en) Resist composition and pattern forming method
JPH09232218A (en) Method for forming resist pattern and manufacture of semiconductor device
JP3257126B2 (en) Pattern formation method
JPH06267830A (en) Manufacture of x-ray mask
JP3563138B2 (en) Pattern forming method using photosensitive resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990706

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110716

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees