JPH03249656A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JPH03249656A JPH03249656A JP4773990A JP4773990A JPH03249656A JP H03249656 A JPH03249656 A JP H03249656A JP 4773990 A JP4773990 A JP 4773990A JP 4773990 A JP4773990 A JP 4773990A JP H03249656 A JPH03249656 A JP H03249656A
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、半導体集積回路の作成に用いられるパター
ン形成方法に関する。
ン形成方法に関する。
［発明の概要］
この発明は、被エツチング層上にレジストパターンを形
成するパターン形成方法において、露光波長で吸収を行
ない且つ酸性溶液でのみ溶解する樹脂組成物を被エツチ
ング層上に配して反射防止層を形成し、該反射防止層上
にレジストを配することにより、 高反射率を有する被エツチング層上でも、良好な形状の
レジストパターンを形成し得るようにしたものである。
成するパターン形成方法において、露光波長で吸収を行
ない且つ酸性溶液でのみ溶解する樹脂組成物を被エツチ
ング層上に配して反射防止層を形成し、該反射防止層上
にレジストを配することにより、 高反射率を有する被エツチング層上でも、良好な形状の
レジストパターンを形成し得るようにしたものである。
［従来の技術］
近年、半導体集積回路の最小寸法は増々微細化し、現在
、研究開発レベルでは、０．５μｍ以下のパターン形成
が要求されている。これを達成するためには、露光波長
の短波長化、露光装置の高ＮＡ化、レジスト材料の改良
等の方法がとられている。特に、最近、化学増幅系レジ
ストと称される高解像度を有するレジストの研究が行な
われている（１９８９年秋季第５０回応用物理学会学術
講演会講演予稿集２８ｐ−Ｌ−３参照）。ここでいう最
小寸法は、通常ゲート長をさす場合が多い。
、研究開発レベルでは、０．５μｍ以下のパターン形成
が要求されている。これを達成するためには、露光波長
の短波長化、露光装置の高ＮＡ化、レジスト材料の改良
等の方法がとられている。特に、最近、化学増幅系レジ
ストと称される高解像度を有するレジストの研究が行な
われている（１９８９年秋季第５０回応用物理学会学術
講演会講演予稿集２８ｐ−Ｌ−３参照）。ここでいう最
小寸法は、通常ゲート長をさす場合が多い。
一方、配線も素子の微細化にともなって寸法は小さくな
っている。しかしながら通常用いられるアルミ系合金（
ＡＣ−８ｉ、 Ａｌ２−５１−Ｃｕ等）や将来用いられ
るであろうと想定される銅（Ｃｕ）。
っている。しかしながら通常用いられるアルミ系合金（
ＡＣ−８ｉ、 Ａｌ２−５１−Ｃｕ等）や将来用いられ
るであろうと想定される銅（Ｃｕ）。
タングステン（Ｗ）等の配線材料は、いずれもＵ■ある
いはディープＵＶ領域での反射率が高く、このような反
射率が高い基板上でのレジストのパターンニングは、通
常の反射率の低い基板上でのパターンニングよりも困難
である。これは、定在波効果などが強調されることに起
因するものであり、しかも、配線を形成する工程は通常
のウェハプロセスではかなり後の工程であるため段差が
多くなっており、ハレーションやノツチの発生なども起
り易く、これが高反射率基板上であるとさらに著しくな
る。
いはディープＵＶ領域での反射率が高く、このような反
射率が高い基板上でのレジストのパターンニングは、通
常の反射率の低い基板上でのパターンニングよりも困難
である。これは、定在波効果などが強調されることに起
因するものであり、しかも、配線を形成する工程は通常
のウェハプロセスではかなり後の工程であるため段差が
多くなっており、ハレーションやノツチの発生なども起
り易く、これが高反射率基板上であるとさらに著しくな
る。
斯る理由から配線工程のレジストパターン形成には、こ
れらの悪影響を避けるために、例えば、多層レジストプ
ロセスやＰＣＭ法などの種々の工夫がなされてきた。し
かし、これらの工夫は工程が複雑であるため、いまだに
完全に実用化されていない。そこで、これらの方法に代
わる方法として、被エツチング層とレジストの間に反射
防止膜を介在させる反射防止膜法と、色素入りレジスト
法が比較的簡単なものとして提案されている。しかしな
がら、上記した色素入りレジスト法は、パターン形状が
悪化する欠点を有している。
れらの悪影響を避けるために、例えば、多層レジストプ
ロセスやＰＣＭ法などの種々の工夫がなされてきた。し
かし、これらの工夫は工程が複雑であるため、いまだに
完全に実用化されていない。そこで、これらの方法に代
わる方法として、被エツチング層とレジストの間に反射
防止膜を介在させる反射防止膜法と、色素入りレジスト
法が比較的簡単なものとして提案されている。しかしな
がら、上記した色素入りレジスト法は、パターン形状が
悪化する欠点を有している。
また、反射防止膜法には、２種類あり、真空中でのスパ
ッタ、蒸着、ＣＶＤなどによるアモルファスシリコン（
α−５ｉ）やチタンオキシナイトライド（Ｔ ｉ ＯＮ
）などの無機物を用いるものと、有機物を用いる方法が
知られている。前者は、ある程度実用レベルにあるがエ
ツチング時に残渣が残こる等の問題点を有している。後
者としては、既に、Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｋ１
１ｌｅｒ （Ｓ ＷＫ ：商品名５ＷＫ４３６東京応化
製）、アルカリ水溶液に溶解するＡ ＲＣ（Ａｎｔｉ
Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｃｏａｔ）などが市販されてい
る。これらの材料は、反射防止膜を設けた場合、被エツ
チング層の上にスピンコードし、ベーキングを行なうこ
とにより形成でき、上層にコーティングしたレジストを
パターンユング後現像するときに、現像液（アルカリ水
溶液）によってパターンの無い部分は除去できるため、
工程的にも単純であり有効であるとされている。
ッタ、蒸着、ＣＶＤなどによるアモルファスシリコン（
α−５ｉ）やチタンオキシナイトライド（Ｔ ｉ ＯＮ
）などの無機物を用いるものと、有機物を用いる方法が
知られている。前者は、ある程度実用レベルにあるがエ
ツチング時に残渣が残こる等の問題点を有している。後
者としては、既に、Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｋ１
１ｌｅｒ （Ｓ ＷＫ ：商品名５ＷＫ４３６東京応化
製）、アルカリ水溶液に溶解するＡ ＲＣ（Ａｎｔｉ
Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｃｏａｔ）などが市販されてい
る。これらの材料は、反射防止膜を設けた場合、被エツ
チング層の上にスピンコードし、ベーキングを行なうこ
とにより形成でき、上層にコーティングしたレジストを
パターンユング後現像するときに、現像液（アルカリ水
溶液）によってパターンの無い部分は除去できるため、
工程的にも単純であり有効であるとされている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記したような有機系の反射防止膜を用
いた方法にあっては、ベーキング温度やベーキング時間
が微妙に変化するため、これらの条件マージンがせまく
、これを適切に選ばないと、第２図に示すようにレジス
トＩの下の反射防止膜２にアンダーカット２ａがはいっ
たり、第３図に示すように反射防止膜２（７）’抜けが
悪く裾引き部２ｂが形成されるなどの悪影響を及ぼす問
題点が指摘されている。即ち、上記したベーキング条件
によってアルカリ水溶液に対する溶解特性が変化すると
いう問題点がある。
いた方法にあっては、ベーキング温度やベーキング時間
が微妙に変化するため、これらの条件マージンがせまく
、これを適切に選ばないと、第２図に示すようにレジス
トＩの下の反射防止膜２にアンダーカット２ａがはいっ
たり、第３図に示すように反射防止膜２（７）’抜けが
悪く裾引き部２ｂが形成されるなどの悪影響を及ぼす問
題点が指摘されている。即ち、上記したベーキング条件
によってアルカリ水溶液に対する溶解特性が変化すると
いう問題点がある。
本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、高反射率を有する基板（被エツチング
層）上でも安定したパターンニングが可能となるパター
ン形成方法を得んとするものである。
たものであって、高反射率を有する基板（被エツチング
層）上でも安定したパターンニングが可能となるパター
ン形成方法を得んとするものである。
［課題を解決するための手段］
そこで、本発明は、露光波長で吸収を行ない且つ酸性溶
液でのみ溶解する樹脂組成物を被エツチング層上に配し
て反射防止層を形成し、該反射防止層上にレジストを配
することを、その解決手段としている。
液でのみ溶解する樹脂組成物を被エツチング層上に配し
て反射防止層を形成し、該反射防止層上にレジストを配
することを、その解決手段としている。
「作用コ
反射防止層は、露光波長で吸収を行ない、露光による反
射を抑制して定在波効果を低減させ、レジストの良好な
パターンニングを可能にする。また、反射防止層は、レ
ジストのパターンの無い部分のみが酸性溶液によって溶
解され、レジストパターンが転写される。
射を抑制して定在波効果を低減させ、レジストの良好な
パターンニングを可能にする。また、反射防止層は、レ
ジストのパターンの無い部分のみが酸性溶液によって溶
解され、レジストパターンが転写される。
［実施例］
以下、本発明に係るパターン形成方法の詳細を図面に示
す実施例に基づいて説明する。
す実施例に基づいて説明する。
本発明は、露光波長で吸収を行ない且つ酸性溶液でのみ
溶解する樹脂組成物を被エツチング層上に配して反射防
止層を形成し、該反射防止層上にレジストを配すること
により、露光時の定在波効果を低減させるようにしたも
のである。
溶解する樹脂組成物を被エツチング層上に配して反射防
止層を形成し、該反射防止層上にレジストを配すること
により、露光時の定在波効果を低減させるようにしたも
のである。
本発明の実施例においては、反射防止層として用いる材
料を、主として酸可溶性樹脂と光吸収色素とで構成して
いる。なお、酸可溶性樹脂自体に露光波長での吸収があ
る場合は、酸可溶性樹脂単独で反射防止層を形成しても
よい。
料を、主として酸可溶性樹脂と光吸収色素とで構成して
いる。なお、酸可溶性樹脂自体に露光波長での吸収があ
る場合は、酸可溶性樹脂単独で反射防止層を形成しても
よい。
また、このような反射防止層としての材料は、上層に配
されるレジスト材料の塗布溶媒（例えばエチルセルソル
ブアセテート（ＥＣＡ）など）に溶解しない方が望まし
いが、もし、塗布溶媒に溶ける場合は、ダイナミックデ
ィスペンス等の対応が必要となる。
されるレジスト材料の塗布溶媒（例えばエチルセルソル
ブアセテート（ＥＣＡ）など）に溶解しない方が望まし
いが、もし、塗布溶媒に溶ける場合は、ダイナミックデ
ィスペンス等の対応が必要となる。
酸可溶性樹脂としては、例えばポリビニルピリジン、ポ
リアニリン等の適用か可能である。
リアニリン等の適用か可能である。
また、上記酸可溶性樹脂に混合する、露光光を吸収する
色素としては、クマリン（ベンゾ−αピロン）、クルク
ミン等が適用可能であり、因みに、クマリンは、 の構造式で示され、クルクミンは、 ＣＨ＝ ＣＨＣＯＣＨｔＣＯＣＨ＝ ＣＨの構造式で示
される。
色素としては、クマリン（ベンゾ−αピロン）、クルク
ミン等が適用可能であり、因みに、クマリンは、 の構造式で示され、クルクミンは、 ＣＨ＝ ＣＨＣＯＣＨｔＣＯＣＨ＝ ＣＨの構造式で示
される。
（実施例）
先ず、２００℃で１分間脱水ベークした６０００人の段
差（２μｍラインアンドスペース）を有するアルミニウ
ム層１０上に反射防止層１１を形成する（第１図Ａ）。
差（２μｍラインアンドスペース）を有するアルミニウ
ム層１０上に反射防止層１１を形成する（第１図Ａ）。
なお、この反射防止層１１は、ポリビニルピリジン３ｇ
に、ｇ線吸収色素としてクマリン０．３ｇを加え、ピリ
ジン１０ｍｆｆに溶解したものを、０．２μｍの細孔を
有するメンブレンフィルターで濾過したものを回転塗布
後、１００℃で６０秒ベークして形成した。
に、ｇ線吸収色素としてクマリン０．３ｇを加え、ピリ
ジン１０ｍｆｆに溶解したものを、０．２μｍの細孔を
有するメンブレンフィルターで濾過したものを回転塗布
後、１００℃で６０秒ベークして形成した。
次に、この反射防止層１１の上に、ポジ型レジスト（商
品名ｒＴＳＭＲ−８８００（東京応化製）」）を回転塗
布し、１００℃で６０秒ベークして１．５μｍ膜厚のレ
ジスト１２（層）を形成する（第１図Ｃ参照）。
品名ｒＴＳＭＲ−８８００（東京応化製）」）を回転塗
布し、１００℃で６０秒ベークして１．５μｍ膜厚のレ
ジスト１２（層）を形成する（第１図Ｃ参照）。
次いで、このようにして配されたレジスト１２をｇ線縮
小投影露光装置（商品名ｒＮｓＲ１５０５Ｇ４Ｄ （Ｎ
ｉＫｏｎ社製）Ｊ 、ＮＡ＝０．４５）で上記の段差に
直交するラインアンドスペースのパターンを露光後、現
像液（商品名ｒＮＳＤ−ＴＤ（東京応化製）Ｊ２．８％
）でパドル現像する（第１図Ｃ参照）。
小投影露光装置（商品名ｒＮｓＲ１５０５Ｇ４Ｄ （Ｎ
ｉＫｏｎ社製）Ｊ 、ＮＡ＝０．４５）で上記の段差に
直交するラインアンドスペースのパターンを露光後、現
像液（商品名ｒＮＳＤ−ＴＤ（東京応化製）Ｊ２．８％
）でパドル現像する（第１図Ｃ参照）。
この後、０．１規定のＨＣＣ水溶液に６０秒間浸漬を行
ない、露出している反射防止層１１を溶解させて反射防
止層１１のパターンニングを行なった（第１図り参照）
。
ない、露出している反射防止層１１を溶解させて反射防
止層１１のパターンニングを行なった（第１図り参照）
。
次に、水洗乾燥後、パターンをＳＥＭ測長機（商品名ｒ
ｓ６０００（日立製）」で観察し、これにより０．７ラ
インアンドスペースまで良好に解像されて°いることが
確認された。
ｓ６０００（日立製）」で観察し、これにより０．７ラ
インアンドスペースまで良好に解像されて°いることが
確認された。
下表１は、本実施例において反射防止層１１のベーク温
度は又はベーク時間を変えた場合の０゜７μｍのライン
アンドスペース（Ｌ＆Ｓ）のめけ性を見たものである。
度は又はベーク時間を変えた場合の０゜７μｍのライン
アンドスペース（Ｌ＆Ｓ）のめけ性を見たものである。
なお、
本実施例を示している。
下表１中実施例１は
表１
また、下表２は、比較例を示したものであり、同様にベ
ーク温度、ベーク時間を変えて、同様にぬけ性を見たも
のである。なお、これら比較例においては反射防止層用
材料として有機物系であるＳｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ
Ｍｉｌｌｅｒ （商品名ｒＳＷＫ−４３６（東京応化
製）」）を使用した。また、これら比較例においては、
本実施例のように酸水溶液で反射防止層をぬくような操
作はしていない。
ーク温度、ベーク時間を変えて、同様にぬけ性を見たも
のである。なお、これら比較例においては反射防止層用
材料として有機物系であるＳｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ
Ｍｉｌｌｅｒ （商品名ｒＳＷＫ−４３６（東京応化
製）」）を使用した。また、これら比較例においては、
本実施例のように酸水溶液で反射防止層をぬくような操
作はしていない。
（以下余白）
表２
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば、酸可溶性樹脂と
しては、ポリビニルピリジンの他、非水溶性を有するポ
リアニリン、ポリピロール等が適用でき、また、露光光
吸収色素は他のものを用いてもよく、酸可溶性樹脂に露
光光を吸収する性質が有れば全く用いなくともよい。
れに限定されるものではなく、例えば、酸可溶性樹脂と
しては、ポリビニルピリジンの他、非水溶性を有するポ
リアニリン、ポリピロール等が適用でき、また、露光光
吸収色素は他のものを用いてもよく、酸可溶性樹脂に露
光光を吸収する性質が有れば全く用いなくともよい。
また、上記実施例は、本発明をアルミニウム層上に適用
したが他の被エツチング層上に適用可能であることは言
うまでもない。
したが他の被エツチング層上に適用可能であることは言
うまでもない。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明に係るパターン
形成方法に依れば、高反射率を有する被エツチング層上
でも安定なパターン形成グが容易行なえる効果があり、
また、より微細なパターン形成を可能にする効果がある
。
形成方法に依れば、高反射率を有する被エツチング層上
でも安定なパターン形成グが容易行なえる効果があり、
また、より微細なパターン形成を可能にする効果がある
。
第１図Ａ〜第１図りは本発明に係るパターン形成方法の
実施例における各工程を示す断面図、第２図及び第３図
は従来例を示す断面図である。 １０・・・アルミニウム層（被エツチング層）、１１・
・・反射防止層、Ｉ２・・・レジスト。 （笑六φＪ） 第１図Ｂ 第１ 図り 枝 ヌ５ イダリ 従 策ｑ弓 第８図
実施例における各工程を示す断面図、第２図及び第３図
は従来例を示す断面図である。 １０・・・アルミニウム層（被エツチング層）、１１・
・・反射防止層、Ｉ２・・・レジスト。 （笑六φＪ） 第１図Ｂ 第１ 図り 枝 ヌ５ イダリ 従 策ｑ弓 第８図
Claims (1)
- （１）露光波長で吸収を行ない且つ酸性溶液でのみ溶解
する樹脂組成物を被エッチング層上に配して反射防止層
を形成し、該反射防止層上にレジストを配することを特
徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4773990A JP2900478B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4773990A JP2900478B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249656A true JPH03249656A (ja) | 1991-11-07 |
| JP2900478B2 JP2900478B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=12783719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4773990A Expired - Fee Related JP2900478B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2900478B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0684789A (ja) * | 1992-03-03 | 1994-03-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 反射防止コーティング組成物 |
| JPH07297093A (ja) * | 1991-02-25 | 1995-11-10 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 伝導層パターン形成方法 |
| US7557912B2 (en) | 2003-12-26 | 2009-07-07 | Nikon Corporation | Defect inspection apparatus and defect inspection method |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4773990A patent/JP2900478B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07297093A (ja) * | 1991-02-25 | 1995-11-10 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 伝導層パターン形成方法 |
| JPH0684789A (ja) * | 1992-03-03 | 1994-03-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 反射防止コーティング組成物 |
| US7557912B2 (en) | 2003-12-26 | 2009-07-07 | Nikon Corporation | Defect inspection apparatus and defect inspection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2900478B2 (ja) | 1999-06-02 |
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