JPH06242610A - Organic material film having bleaching effect of discoloring effect to light - Google Patents

Organic material film having bleaching effect of discoloring effect to light

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JPH06242610A
JPH06242610A JP3053438A JP5343891A JPH06242610A JP H06242610 A JPH06242610 A JP H06242610A JP 3053438 A JP3053438 A JP 3053438A JP 5343891 A JP5343891 A JP 5343891A JP H06242610 A JPH06242610 A JP H06242610A
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disilane
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    • 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
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the org. material film to be directly provided without requiring an intermediate layer for preventing it being mixed and to be removed by direct development by using a xylene-soluble resin as a binder and using dyestuff of a specific disilane system as photobleachable and photodiscolorable dyestuff. CONSTITUTION:At least the xylene-soluble resin is used as the binder of the org. material film having a bleaching effect or discoloring effect to light. The dyestuff of the disilane system is at least used as the photobleachable and photodiscolorable dyestuff. The preferable disilane derivatives usable as the photodiscolorable dyestuff are expressed by formulas I to III. In the formulas I to III, Me denotes a methyl group; Ph denotes a (substd.) phenyl group. Particularly the disilane deriv. which is expressed by the formula I and in which Ph is a phenyl group has good performance and is relatively inexpensive and practicable. The compd. expressed by the formula II has good performance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光に対し漂白作用また
は退色作用を有する有機材料膜に関する。本発明の有機
材料膜は、例えば、電子材料(半導体装置等)の製造に
際し、例えばフォトレジスト上に設けられて、その露光
時のコントラストを上げ、パタ−ンの加工形状を良好な
らしめるために利用することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic material film having a bleaching action or a fading action against light. The organic material film of the present invention is, for example, provided in the case of manufacturing an electronic material (semiconductor device or the like), for example, on a photoresist in order to increase the contrast at the time of exposure and to make the processed shape of the pattern favorable. Can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種の分野で微細化が進行しており、例
えば半導体装置の分野では、半導体集積回路の最小加工
寸法が0.35μmレベルにまで微細化・集積化するに
至っている。これに伴って、リソグラフィ−技術におい
ても数々の技術開発がなされている。例えば、KrFエ
キシマレーザーリソグラフィーが注目されている。それ
は、KrFエキシマレーザーの発振波長が従来のg線や
i線に比べて短かく、解像力の向上が実現できるからで
ある。また、解像力を向上する技術として、CEL(C
ontrast Enhanced Lithogra
phy)技術と称されるものが知られている。これは、
フォトレジスト上に光に対し漂白作用(その波長の光に
より漂白される性質)を有する膜、または光に対し退色
作用(その波長の光により退色する性質)を有する膜を
設けて露光・現像し、レジストパターンを形成する技術
である。これによると、露光光によりその光に対する色
が漂白ないし退色することによって、見かけ上のコント
ラストが向上し、同一露光量であるとコントラストが高
まって、得られるパターン形状は良好になる。
2. Description of the Related Art Miniaturization is progressing in various fields. For example, in the field of semiconductor devices, miniaturization and integration of semiconductor integrated circuits have been reduced to a level of 0.35 μm. Along with this, many technological developments have been made in the lithography technology. For example, KrF excimer laser lithography is drawing attention. This is because the oscillation wavelength of the KrF excimer laser is shorter than that of the conventional g-line and i-line, and the resolution can be improved. In addition, as a technique for improving the resolution, CEL (C
ontrast enhanced lithogra
PHY) technology is known. this is,
Providing a film that has a bleaching action on light (the property of being bleached by light of that wavelength) or a film having a bleaching action on light (the property of being bleached by light of that wavelength) on the photoresist, and then exposing and developing , A technique for forming a resist pattern. According to this, the exposure light bleaches or discolors the color to that light, so that the apparent contrast is improved, and if the exposure amount is the same, the contrast is increased and the obtained pattern shape becomes good.

【0003】ところで、このCEL技術を用いる場合、
光に対し漂白作用または退色作用(以下双方を合わせて
光消色性と総称する) を有する膜をレジスト上に設ける
ためには、該光消色性膜とレジスト膜とが混和してしま
わないことが必要である。よって、レジストの溶媒が、
用いる光消色性色素をも溶かすものであると、両者の混
和が起きるので、これは避けなければならない。例え
ば、polymer Eng. and Sci.,
July 1989, vol.29の902頁以下に
開示されている技術では、まずレジストの上に、ミキシ
ングを防ぐための中間層をコーティングし、その上に更
に、露光波長で光消色して光透過率が上昇するような材
料を塗布していわゆるCEL層を形成し、露光後、CE
L層を、バリア層として用いた中間層とともに剥離して
現像することにより、解像力を向上させるようにしてい
る。この文献に示された技術では、キシレン可溶性で、
かつ、アルカリ現像液に溶ける、中国ロジン(Chin
ese Rosin)という物質をバインダに用いるこ
とにより、レジストへの直接塗布、直接現像という簡便
なプロセスを可能ならしめている。
By the way, when using this CEL technology,
In order to provide a film having a bleaching action or a fading action to light (hereinafter collectively referred to as photo-bleaching property) on the resist, the photo-bleaching film and the resist film are not mixed with each other. It is necessary. Therefore, the solvent of the resist is
If the photobleachable dye to be used is also soluble, the two will be mixed, so this must be avoided. For example, polymer Eng. and Sci. ,
July 1989, vol. In the technique disclosed on page 902 and below, a resist is first coated with an intermediate layer for preventing mixing, and further, an intermediate layer for preventing mixing is formed on the resist so that the light transmittance is increased by light erasing at the exposure wavelength. So-called CEL layer is formed by applying various materials, and after exposure, CE
The resolution is improved by peeling off the L layer together with the intermediate layer used as the barrier layer and developing. The technique presented in this document is xylene soluble,
Moreover, it dissolves in an alkaline developer and can be used in Chinese rosin (Chin
By using a substance called "ese resin" as a binder, a simple process such as direct application to resist and direct development is made possible.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする問題点】上述した従来のCE
L技術は、更に改良すべき問題点を残している。一つ
は、従来技術にあってはレジスト層との混和を防ぐため
に中間層を要するので、工程が煩瑣になるということで
ある。中間層を必要とせずに、直接レジスト上に膜形成
できる技術が望まれる。また上記技術では、中国ロジン
をバインダとしているが、これは酸性( カルボン酸であ
る)を示すため、レジストによっては用いることができ
ないという難点を有する。即ち、解像力を高めるため、
KrFエキシマレーザー光による露光を行いたい場合、
この露光波長に用いるレジストとしては、いわゆる化学
増幅レジストが望ましい。化学増幅レジストとは、反応
が次の反応に関与して、反応を増幅させるように作用す
るものを言い、一般に、光酸発生剤を有して、光反応を
行う。このように化学増幅レジストは一般に、光により
酸を発生し、この酸が架橋反応を進行させるものであ
る。よって、酸性の物質が塗布されると、その触媒作用
により露光前にすでに表面に架橋が進行してしまい、レ
ジストとしての作用を呈さなくなる。中国ロジンに限ら
ず、酸性のものは、化学増幅レジストについては使用で
きないので、汎用性に欠けるという問題がある。かつ、
エキシマレーザー露光を用いにくいので、解像力向上に
限界があるという問題がある。
Problems to be Solved by the Invention Conventional CE described above
The L technique has a problem that needs further improvement. One is that in the prior art, an intermediate layer is required to prevent mixing with the resist layer, which makes the process complicated. A technique capable of forming a film directly on a resist without the need for an intermediate layer is desired. Further, in the above technique, Chinese rosin is used as the binder, but it has the drawback that it cannot be used depending on the resist because it shows acidity (which is a carboxylic acid). That is, in order to increase the resolution,
If you want to expose with KrF excimer laser light,
A so-called chemically amplified resist is desirable as the resist used for this exposure wavelength. The chemically amplified resist refers to a resist that participates in the next reaction and acts so as to amplify the reaction, and generally has a photo-acid generator to perform a photoreaction. As described above, the chemically amplified resist generally generates an acid by light, and the acid promotes a crosslinking reaction. Therefore, when an acidic substance is applied, its catalytic action causes crosslinking to already proceed on the surface before exposure, and the substance does not act as a resist. Not only Chinese rosin, but also acidic ones cannot be used for chemically amplified resists, so there is a problem of lacking versatility. And,
Since it is difficult to use the excimer laser exposure, there is a problem that there is a limit in improving the resolution.

【0005】またKrFエキシマレーザー露光用のCE
L材料としては、1988年秋の第49回応用物理学会
学術講演会にて、エキシマレーザーによるサブミクロン
リソグラフィ技術として発表されている材料(同予稿集
499頁の4p−K−5) があるが、これも直接塗布で
きないタイプのCEL材料であり、プロセスが複雑にな
る。更に、特開昭61−69130号公報に記載のもの
も同様である。なお、特開昭61−198237号に、
CEL層の除去技術についての記載がある。
CE for KrF excimer laser exposure
As the L material, there is a material (4p-K-5 on page 499 of the same proceedings) which has been announced as a submicron lithography technology by an excimer laser at the 49th Academic Meeting of the Applied Physics Society of Japan in autumn 1988. This is also a type of CEL material that cannot be directly applied, which complicates the process. Further, the same applies to the one described in JP-A-61-69130. Incidentally, in JP-A-61-198237,
There is a description of a technique for removing the CEL layer.

【0006】[0006]

【発明の目的】本発明は、上記した問題点を解決して、
光漂白性・光退色性の有機材料膜であって、コントラス
ト向上のためにレジスト上に設ける場合にあっても特に
混和防止の中間層を要することなく直接設けることがで
き、しかも直接現像で除去することも可能に構成できる
有機材料膜を提供せんとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and
It is a photobleaching / photobleaching organic material film, and even when it is provided on the resist to improve contrast, it can be directly provided without the need for an intermediate layer for preventing miscibility, and can be removed by direct development. It is intended to provide an organic material film which can also be formed.

【0007】[0007]

【問題点を解決するための手段】本発明の有機材料膜
は、光に対し漂白作用または退色作用を有する有機材料
膜において、該有機材料膜はそのバインダとしてキシレ
ン可溶性の樹脂を少なくとも用い、光漂白・退色性の色
素としてジシラン系の色素を少なくとも用いることを特
徴とするものである。
The organic material film of the present invention is an organic material film having a bleaching action or a fading action to light, wherein the organic material film uses at least a xylene-soluble resin as a binder, and At least a disilane dye is used as a bleaching / fading dye.

【0008】本発明において、光漂白・退色性の色素で
ある光消色性色素(photo bleachable
dye)としては、各種のものを用いることができ
る。
In the present invention, a photobleachable dye which is a photobleaching / fading dye.
As the dye), various kinds can be used.

【0009】好ましい光消色性色素はジシラン誘導体で
ある。この種の化合物は、KrFエキシマレーザー光の
波長に対して有効な光消色性を示すので、解像力の高い
レジストパターン形成に有効に用いることができるから
である。この中でも、芳香族基で置換された置換ジシラ
ンが更に好ましく、特に、芳香族基が2以上置換基とし
て存在する置換ジシランが好ましい。
The preferred photobleachable dye is a disilane derivative. This type of compound exhibits an effective photo-bleaching property with respect to the wavelength of the KrF excimer laser light, and therefore can be effectively used for forming a resist pattern having high resolution. Among these, a substituted disilane substituted with an aromatic group is more preferable, and a substituted disilane having two or more aromatic groups as a substituent is particularly preferable.

【0010】本発明において光消色性色素として用いる
ことができる好ましいジシラン誘導体は、下記一般式
(1)〜(3)で示されるものである。 一般式(1) (Ph)2 MeSi−SiMe(Ph)2 一般式(2) (Ph)3 Si−Si(Me)3 一般式(3) (Ph)3 Si−SiPh(Me)2 一般式(4) Ph(Me)2 Si−SiPh(Me)2
Preferred disilane derivatives which can be used as the photo-decolorizable dye in the present invention are those represented by the following general formulas (1) to (3). General formula (1) (Ph) 2 MeSi-SiMe (Ph) 2 General formula (2) (Ph) 3 Si-Si (Me) 3 General formula (3) (Ph) 3 Si-SiPh (Me) 2 General formula (4) Ph (Me) 2 Si-SiPh (Me) 2

【0011】一般式(1)〜(3)において、Meはメ
チル基を表し、Phは置換基を有していてもよいフェニ
ル基を表す。一般式(1)で表されるジシラン誘導体で
あって、Phがフェニル基であるものは、性能が良く、
比較的安価でもあり、実用的である。一般式(2)で表
される化合物は、性能が良好である。
In the general formulas (1) to (3), Me represents a methyl group and Ph represents a phenyl group which may have a substituent. The disilane derivative represented by the general formula (1) in which Ph is a phenyl group has good performance,
It is relatively inexpensive and practical. The compound represented by the general formula (2) has good performance.

【0012】本発明に用いる光消色性色素は、所望の波
長に対しての光消性を有するものであれば任意に用いて
よいが、キシレン可溶のものが好ましい。一般式(1)
〜(3)で表される化合物も、フェニル環上に任意の置
換基を有していても構わないが、キシレン可溶なもので
あることが望ましい。
The photo-bleaching dye used in the present invention may be any one as long as it has photo-quenching properties with respect to a desired wavelength, but xylene-soluble dyes are preferable. General formula (1)
The compounds represented by (3) to (3) may have any substituents on the phenyl ring, but are preferably xylene-soluble.

【0013】本発明の有機材料膜は、そのバインダとし
て、キシレン可溶性の樹脂を少なくとも用いる。一般に
は分子量が低いと、キシレンに対する溶解性が良くな
る。キシレン不溶の樹脂を併用することも可能である。
但し、全体としてキシレン可溶な有機材料膜として構成
することが好ましい。
The organic material film of the present invention uses at least a xylene-soluble resin as its binder. Generally, the lower the molecular weight, the better the solubility in xylene. It is also possible to use a resin insoluble in xylene together.
However, it is preferable to form the film as a xylene-soluble organic material film as a whole.

【0014】使用するバインダとしては、アルカリ可溶
性の樹脂が好ましく、特にノボラック樹脂、ポリビニル
フェノール樹脂、スチレンマレイン酸共重合物などのも
のが好ましい。
The binder used is preferably an alkali-soluble resin, particularly novolac resin, polyvinylphenol resin, styrene-maleic acid copolymer and the like.

【0015】バインダ樹脂と光消色性色素特にジシラン
誘導体との混合比は、ジシラン誘導体の量が多いほど効
果的であり好ましいが、ジシラン誘導体の相溶性の点で
限界がある。特に好ましいのは、樹脂:ジシラン誘導体
が2:1〜4:1程度の配合であることである。あまり
ジシラン誘導体を増やすと相分離を起こすおそれがあ
る。またジシラン誘導体を減らしすぎると、吸収(25
0nmにおける吸収)が減るため、あまり効果がない。
The mixing ratio of the binder resin and the photo-bleaching dye, especially the disilane derivative, is more effective and preferable as the amount of the disilane derivative is larger, but there is a limit in the compatibility of the disilane derivative. It is particularly preferable that the resin: disilane derivative has a blending ratio of about 2: 1 to 4: 1. If too much disilane derivative is added, phase separation may occur. If the disilane derivative is reduced too much, absorption (25
The effect is not so great because the absorption at 0 nm) is reduced.

【0016】本発明の実施においては、これらバインダ
樹脂と光消色性色素とを混合したものを、適量のキシレ
ンに溶解し、フィルタリングして便用するのが好まし
い。
In the practice of the present invention, it is preferable that a mixture of the binder resin and the photo-bleaching dye is dissolved in an appropriate amount of xylene, filtered, and used for feces.

【0017】本発明の有機材料膜は、これをフォトレジ
ストの上に塗布、その他の手段により設けて、コントラ
ストを高め、解像力を上げるようにして便用できる。直
接レジスト上に形成しても、混和が生ずるおそれは小さ
い。化学増幅レジストについては従来は直接塗布形成で
きる適切な光消色性有機材料膜は開発されていなかった
のであるが、本発明の有機材料膜は化学増幅レジスト上
に直接形成しても、化学増幅レジストと混和すること
も、化学増幅レジストに架橋反応を起こさせることもな
く、有効に用いることができる。よって化学増幅レジス
トを用いて短波長のエキシマレーザー光などで露光する
解像力の高い技術として具体化することが可能である。
The organic material film of the present invention can be conveniently used by coating it on a photoresist or providing it by other means to enhance the contrast and resolution. Even if it is formed directly on the resist, there is little risk of mixing. For a chemically amplified resist, an appropriate photo-bleaching organic material film that can be directly coated and formed has not been developed so far.However, even if the organic material film of the present invention is directly formed on a chemically amplified resist, it is chemically amplified. It can be effectively used without being mixed with a resist or causing a cross-linking reaction in a chemically amplified resist. Therefore, it can be embodied as a high-resolution technique of exposing with a short wavelength excimer laser beam using a chemically amplified resist.

【0018】本発明の好ましい実施の態様にあっては、
本発明の有機材料膜を化学増幅型レジストの上に直接回
転塗布等により形成した後、露光し、必要なベーキング
(PEB)後、現像する。このとき現像は、直接アルカ
リ現像液で現像する簡便な手段を用いることができる。
In a preferred embodiment of the present invention,
The organic material film of the present invention is directly formed on the chemically amplified resist by spin coating or the like, exposed to light, and after necessary baking (PEB), developed. At this time, for the development, a simple means for directly developing with an alkaline developer can be used.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明の一実施例について、比較例とと
もに説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以
下に記す実施例により限定されるものではない。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below together with a comparative example. However, as a matter of course, the present invention is not limited to the examples described below.

【0020】実施例−1 本実施例においては、微細化・集積化した半導体装置の
製造において、本発明の有機材料膜を用いて、CEL技
術として具体化した。
Example 1 In this example, the CEL technique was embodied by using the organic material film of the present invention in the manufacture of a miniaturized and integrated semiconductor device.

【0021】分子量300〜500の低分子量ノボラッ
ク樹脂10gと、1,1,2,2−テトラメチルジフェ
ニルジシラン3gをキシレン20ミリリットルに溶解
し、0.25μmの細孔を有するメンブレンフィルター
で濾過し、塗布液とした。
10 g of a low molecular weight novolak resin having a molecular weight of 300 to 500 and 3 g of 1,1,2,2-tetramethyldiphenyldisilane were dissolved in 20 ml of xylene and filtered through a membrane filter having pores of 0.25 μm, It was used as a coating liquid.

【0022】200°Cで1分間脱水ベーク後、ヘキサ
メチルジシラザンHMDSで表面処理した5インチシリ
コンウェハに、SAL601ER7(化学増幅レジス
ト、シツプレー社)を0.7μm厚に回転塗布し、90
°Cで90秒ベークした。この上に上記塗布液を0.4
μm膜厚になるよう回転塗布し、常温で10分間乾燥
し、CEL層とした。
After dehydration baking at 200 ° C. for 1 minute, SAL601ER7 (chemical amplification resist, Shipley Co., Ltd.) was spin-coated to 0.7 μm thickness on a 5-inch silicon wafer surface-treated with hexamethyldisilazane HMDS, and 90
Bake at 90 ° C for 90 seconds. On top of this, add the above coating solution to 0.4
It was spin-coated so as to have a film thickness of μm and dried at room temperature for 10 minutes to form a CEL layer.

【0023】上記のものを、KrFエキシマレーザー縮
小投影露光装置であるNSR1505EX(ニコン製、
NA:0.42)にて、ラインアンドスペースのパター
ンを露光し、その後、110°Cで90秒間PEB(露
光後ベーク)を行い、使用したレジスト用の専用現像液
であるMF622現像液で10分間現像した。
The above is the NSR1505EX (manufactured by Nikon, which is a KrF excimer laser reduction projection exposure apparatus).
NA: 0.42) to expose a line-and-space pattern, and then perform PEB (post-exposure bake) at 110 ° C. for 90 seconds, using the MF622 developer which is a dedicated developer for the resist used. Developed for minutes.

【0024】上述の条件でのこのウェハ上の加工につい
て、0.4μmラインアンドスペースのフォーカスマー
ジンを調べたところ、レンジで1.5μmであった。適
正露光量は110mJ/cm2 であった。
Regarding the processing on this wafer under the above-mentioned conditions, the focus margin of 0.4 μm line and space was examined, and it was found to be 1.5 μm in the range. The proper exposure amount was 110 mJ / cm 2 .

【0025】比較例−1 CEL層を適用しないほかは完全に上記実施例−1と同
じようにして処理し、0.4μmラインアンドスペース
のフォーカスマージンを調べたところ、1.0μmであ
った。適正露光量は70mJ/cm2 であった。
Comparative Example-1 The same treatment as in Example-1 was carried out except that the CEL layer was not applied, and the focus margin of 0.4 μm line and space was examined and found to be 1.0 μm. The proper exposure amount was 70 mJ / cm 2 .

【0026】この比較例との対比からも明らかなよう
に、本実施例によれば、CEL層の形成を直接塗布で形
成できるとともに、かつ直接現像可能な簡単なプロセス
にて、解像力の高いKrFエキシマリソグラフィにおけ
るCELプロセスを行えるものであり、フォーカスマー
ジンも十分なものである。
As is clear from the comparison with this comparative example, according to this example, the CEL layer can be formed by direct coating, and the KrF having a high resolution can be formed by a simple process capable of direct development. The CEL process in excimer lithography can be performed, and the focus margin is sufficient.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明に係る光漂白性・光退色性の有機
材料膜は、コントラスト向上のためにレジスト上に設け
る場合にあっても特に混和防止の中間層を要することな
く直接設けることができ、しかも直接現像で除去するこ
とも可能に構成できるという効果を有する。
The photobleaching / photobleaching organic material film according to the present invention is directly provided without an intermediate layer for preventing miscibility even when it is provided on a resist for improving contrast. It has an effect that it can be removed by direct development.

【0025】次に、必要なだけエッチバックし、O2
囲気でシリコン含有レジストをSiO2 化する。例えば
2 プラズマ処理を用いることができる。これにより、
図1(e)に示すように、基体1上に形成された幅の異
なるパターン21,22、23上にも、良好な平坦化さ
れたSiO2 層間膜である上層3が形成される。
Then, the silicon-containing resist is converted into SiO 2 in an O 2 atmosphere by etching back as necessary. For example, O 2 plasma treatment can be used. This allows
As shown in FIG. 1E, the upper layer 3 which is a well-planarized SiO 2 interlayer film is also formed on the patterns 21, 22 and 23 having different widths formed on the substrate 1.

【0026】実施例−2 本実施例は実施例−1の変形例である。本実施例では、
図1(a)〜(d)までは実施例−1と同様の工程をと
る。
Example-2 This example is a modification of Example-1. In this embodiment,
1 (a) to 1 (d), the same steps as in Example-1 are performed.

【0027】図1(d)の構造を得た後、本実施例で
は、互いに幅の異なるパターン21,22、23上まで
エッチングを行う。即ちここでは、アルミニウム配線パ
ターン上まで上層材料層30をエッチング除去する。同
時に、同一幅パターン41〜45も除去されることにな
る。このときのエッチング手段としては、通常のエッチ
バックに用いる手段等を適宜に用いることができる。
After obtaining the structure of FIG. 1D, in this embodiment, etching is performed up to the patterns 21, 22, 23 having different widths. That is, here, the upper layer material layer 30 is removed by etching up to the aluminum wiring pattern. At the same time, the same width patterns 41 to 45 are also removed. As the etching means at this time, a means or the like used for usual etch back can be appropriately used.

【0028】本実施例では、その後、上層材料(ここで
はSiO2 )を必要なだけ積み増し(これには例えばC
VD等の各種堆積手段を用いることができる)、図1
(e)と同様の構造を得る。
In this embodiment, thereafter, the upper layer material (here, SiO 2 ) is piled up as needed (for example, C
Various deposition means such as VD can be used), FIG.
A structure similar to that of (e) is obtained.

【0029】本実施例は上記のように平坦化のためのエ
ッチング工程(水平戻しエッチング等)の後に幅の異な
るパターン21,22、23上までエッチングを行うも
のであり、従って請求項3の発明を具体化したものであ
る。この請求項3の発明では、同時に同一幅パターン4
1〜45もエッチング除去され、この部分は上層3の形
成に寄与しない。よって、この同一幅パターン41〜4
5は必ずしもシリコン含有レジストである必要はなく、
任意の材料で形成してよい。
In the present embodiment, after the etching step for flattening (horizontal return etching etc.) as described above, etching is performed up to the patterns 21, 22 and 23 having different widths. Is a concrete form of. According to the third aspect of the invention, the same width pattern 4 is simultaneously formed.
1-45 are also removed by etching, and this portion does not contribute to the formation of the upper layer 3. Therefore, the same width patterns 41 to 4
5 does not necessarily have to be a silicon-containing resist,
It may be formed of any material.

【0030】実施例−3 本実施例も実施例−1の変形例である。本実施例におい
ては、図1(a)〜(e)まで実施例−1と同様の工程
をとる。但し本実施例では、エッチング及びシリコン含
有レジストの酸化の後の図1(e)の状態から、更に上
層材料を積み増しする工程を行う。積み増しする上層材
料は、この例は同じくSiO2 とした。但し、それと異
なる材料であってもよい。
Example-3 This example is also a modification of Example-1. In this embodiment, the same steps as those in Embodiment-1 are taken from FIGS. 1A to 1E. However, in this embodiment, the step of further stacking the upper layer material is performed from the state of FIG. 1E after etching and oxidation of the silicon-containing resist. The upper layer material to be stacked was SiO 2 in this example as well. However, a different material may be used.

【0031】実施例−4 次に図2(a)〜(f)を参照して、実施例−4を説明
する。本例は請求項4の発明を具体化したものであり、
実施例−1と同様、微細化集積化した超LSIの製造に
該発明を利用したものである。本実施例は、互いに幅の
異なる2以上のパターン21,22、23を有する基体
1の該パターン21〜23上に上層3を形成し(図2
(f)参照)、該上層3を平坦化する工程を含む半導体
装置の製造方法において、前記パターン21〜23にエ
ッチングストップ層61〜63を形成し、前記上層3の
平坦化に少なくともエッチングを用いる。
Example-4 Next, Example-4 will be described with reference to FIGS. This example embodies the invention of claim 4,
Similar to Example-1, the present invention is used for manufacturing a miniaturized and integrated VLSI. In this embodiment, the upper layer 3 is formed on the patterns 21 to 23 of the substrate 1 having two or more patterns 21, 22 and 23 having different widths (see FIG. 2).
(F)), in a method of manufacturing a semiconductor device including a step of flattening the upper layer 3, etching stop layers 61 to 63 are formed on the patterns 21 to 23, and at least etching is used to flatten the upper layer 3. .

【0032】本実施例におけるパターン21〜23はア
ルミニウム配線層であるが、ここでは各パターン21〜
23は特に、下地基体1である半導体シリコン基板とア
ルミニウム層2aとの間に、アルミニウム層2aがわか
らチタン層2b及びチタンナイトライド層2cが形成さ
れた、いわゆるバリアメタル構造(特にAI/Ti/T
iN構造)をとるものである。
The patterns 21 to 23 in this embodiment are aluminum wiring layers, but here, the patterns 21 to 23 are formed.
In particular, 23 is a so-called barrier metal structure (particularly AI / Ti /, in which a titanium layer 2b and a titanium nitride layer 2c are formed from the aluminum layer 2a between a semiconductor silicon substrate which is the base substrate 1 and the aluminum layer 2a. T
iN structure).

【0033】本実施例の各工程について、更に詳しく説
明すると、次とおりである。
Each step of this embodiment will be described in more detail as follows.

【0034】本実施例においては、まず、下地基体1よ
り、バリアメタル/Al/LP−Si3 4 を順次形成
する。これにより具体的には、図2(a)に示すよう
に、アルミニウム層20a,チタン層20b,チタンナ
イトライド(TiN)層20cから成るバリアメタル構
造形成層と、その上の低圧シリコンナイトライド層6を
有する構造を得る。このシリコンナイトライド層6がエ
ッチングストップ層を形成することになるものである。
In this embodiment, first, the barrier metal / Al / LP-Si 3 N 4 is sequentially formed from the base substrate 1. As a result, specifically, as shown in FIG. 2A, a barrier metal structure forming layer including an aluminum layer 20a, a titanium layer 20b, and a titanium nitride (TiN) layer 20c, and a low-pressure silicon nitride layer thereon. A structure with 6 is obtained. This silicon nitride layer 6 will form an etching stop layer.

【0035】具体的には例えば、Ti/TiN/Al−
Si/LP−Si3 4 =300/700/3000/
500(オングストローム)の膜厚での構造を形成す
る。バリアメタル、アルミニウム(またはAl−Si合
金)層は通常のスパッタ法を用いればよく、また、エッ
チングストップ層を構成するLP−Si3 4 は、通常
のLP−CVD炉を用いて、例えばガス系としてSiH
2 Cl2 /NH3 系ガスを用いて形成することができ
る。
Specifically, for example, Ti / TiN / Al-
Si / LP-Si 3 N 4 = 300/700/3000 /
A structure with a film thickness of 500 (angstrom) is formed. A barrier metal, aluminum (or Al-Si alloy) layer may be used an ordinary sputtering, also, LP-Si 3 N 4 constituting the etching stop layer, using conventional LP-CVD furnace, for example a gas SiH as a system
It can be formed using a 2 Cl 2 / NH 3 system gas.

【0036】シリコンナイドライド層6は、反射防止膜
を兼ねてもよい。その場合は形成条件を変えて、厚さや
屈折率をコントロールする。
The silicon nitride layer 6 may also serve as an antireflection film. In that case, the forming conditions are changed to control the thickness and the refractive index.

【0037】次に、レジストパターニング後、ドライエ
ッチングなどを用いて、所望の配線パターンに加工す
る。これにより図2(b)の構造を得る。即ち、基体1
上に、各アルミニウムパターン2a,チタンパターン2
b,チタンナイトライドパターン2cから成るパターン
21〜23と、各パターン21〜23上に形成されたエ
ッチングストップ層61〜63とを有する構造を得る。
Next, after resist patterning, a desired wiring pattern is processed by dry etching or the like. As a result, the structure shown in FIG. 2B is obtained. That is, the base 1
Above each aluminum pattern 2a, titanium pattern 2
b, a structure having patterns 21 to 23 composed of titanium nitride pattern 2c and etching stop layers 61 to 63 formed on the patterns 21 to 23 is obtained.

【0038】次に、バイアスECR−CVD法を用い
て、パターン21〜23間を、例えば、以下の条件で埋
め込む 使用ガス系:SiH4 /N2 O=20/35SCCM 圧力:7×10-4Torr RFバイアス:500W マイクロ波:800W 磁場:875ガウス
Next, by using the bias ECR-CVD method, the space between the patterns 21 to 23 is filled under the following conditions, for example: Gas system used: SiH 4 / N 2 O = 20/35 SCCM Pressure: 7 × 10 -4 Torr RF bias: 500W Microwave: 800W Magnetic field: 875 gauss

【0039】これによって、図2(c)の構造が得られ
る。即ち、広いパターン23上の余分なSiO2 3c
と、狭いパターン21,22上の余分なSiO2 3a,
3bとでは、各余分な部分の厚さが異なって形成され
る。
As a result, the structure shown in FIG. 2C is obtained. That is, extra SiO 2 3c on the wide pattern 23
And extra SiO 2 3a on the narrow patterns 21 and 22,
The thickness of each extra portion is different from that of 3b.

【0040】次に、垂直方向(図の上下方向)ではエッ
チングも堆積も進行せず、水平方向(図の左右方向)で
はエッチングが進行するようにエッチングと堆積の条件
を調整していわゆる水平戻しエッチングを行い、レジス
ト合わせのマージンをとる。
Next, the etching and deposition conditions are adjusted so that neither etching nor deposition progresses in the vertical direction (vertical direction in the figure) and etching progresses in the horizontal direction (horizontal direction in the figure). Etching is performed to obtain a margin for resist alignment.

【0041】例えば次の条件でエッチングを行う。 使用ガス系:SiH4 /N2 O=7.5/35SCCM 圧力:7×10-4Torr RFバイアス:500W マイクロ波:800W 磁場:875ガウスFor example, etching is performed under the following conditions. Gas system used: SiH 4 / N 2 O = 7.5 / 35 SCCM Pressure: 7 × 10 −4 Torr RF bias: 500 W Microwave: 800 W Magnetic field: 875 Gauss

【0042】これによって、図2(d)の構造を得る。
水平戻しエッチングによる除去部分を、特号3d〜3f
(破線で示す部分)で示す。
As a result, the structure shown in FIG. 2D is obtained.
Special parts 3d to 3f for the removed parts by horizontal return etching
(Portion indicated by broken line).

【0043】更に図2(e)に示すように、レジストを
塗布及びパターニングしてレジストパターン7を得、こ
れをマスクにして余分のSiO2 をウェットエッチング
等により除去する。例えばフッ酸HFで除去する。その
際、LP−Si3 4 がエッチングストップ層61〜6
3として機能するので、パターン21〜23中のアルミ
ニウムパターン2aはエッチングされない。レジストパ
ターン7は同時に、または適宜後工程で除去されるよう
にする。
Further, as shown in FIG. 2E, a resist is applied and patterned to obtain a resist pattern 7, and excess SiO 2 is removed by wet etching or the like using this as a mask. For example, it is removed with hydrofluoric acid HF. At that time, LP-Si 3 N 4 is used as the etching stop layers 61 to 6
The aluminum pattern 2a in the patterns 21 to 23 is not etched because it functions as 3. The resist pattern 7 is removed at the same time or in a later step as appropriate.

【0044】次に、層間膜(ここではSiO2 膜)を所
望の厚さだけ積み増しする。これにより、図2(f)に
示す上層3である層間膜が形成された構造を得ることが
できる。積み増し部分を符号32で示す。
Next, an interlayer film (here, a SiO 2 film) is stacked up to a desired thickness. As a result, it is possible to obtain the structure in which the interlayer film which is the upper layer 3 shown in FIG. 2F is formed. The additional portion is indicated by reference numeral 32.

【0045】本実施例では、層間膜を構成する上層3を
バイアスECR−CVD法にて平坦化するプロセスにお
いて、配線パターン21〜23上に少なくとも1層のエ
ッチングストップ層61〜63を設けた上で、余分な層
間膜部分を除去するようにしたので、余分な膜を除去す
る際にも、必要なパターンがエッチングされることがな
くなる。また本例では、エッチングストップ層61〜6
3を、配線パターン21〜23を構成するアルミニウム
パターンの反射防止膜として兼用できる。
In this embodiment, at least one etching stop layer 61 to 63 is provided on the wiring patterns 21 to 23 in the process of flattening the upper layer 3 forming the interlayer film by the bias ECR-CVD method. Since the extra interlayer film portion is removed, the necessary pattern is not etched even when the extra film is removed. Moreover, in this example, the etching stop layers 61 to 6 are formed.
3 can also be used as an antireflection film of an aluminum pattern forming the wiring patterns 21 to 23.

【0046】上記例ではバリアメタルとしてTi/Ti
N構造を採用したが、これに限らず、その他例えばTi
/TiON構造などを任意に用いることができる。
In the above example, Ti / Ti is used as the barrier metal.
Although the N structure is adopted, the structure is not limited to this, and other elements such as Ti are used.
A / TiON structure or the like can be arbitrarily used.

【0047】実施例−5 本実施例は、実施例−4の変形である。即ち、実施例−
4ではエッチングストッパとなるシリコンナイトライド
層を形成してから配線パターン(パターン21〜23)
のパターニングを行ったが、本例では、パターン21〜
23を形成した後、シリコンナイトライド層を形成し
て、これをエッチングストップ層とする。この例の場
合、エッチングストップ層は、全面に付く。本例も、実
施例−4と同様の効果を奏することができる。
Example-5 This example is a modification of Example-4. That is, Example-
In 4, the wiring pattern (patterns 21 to 23) is formed after the silicon nitride layer serving as an etching stopper is formed.
Patterning was performed, but in this example, patterns 21 to
After forming 23, a silicon nitride layer is formed and used as an etching stop layer. In the case of this example, the etching stop layer is attached to the entire surface. This example can also achieve the same effect as that of the example-4.

【0048】[0048]

【発明の効果】本出願の各発明に係る半導体装置の製造
方法は、層間膜等の平坦化における下地パターンの依存
性に伴う問題解決したものであり、請求項1〜3の発明
によれば、平坦化形状の下地パターン依存性を無くし
て、良好な平坦化を達成でき、請求項4の発明によれ
ば、平坦化に際しエッチングによる余分な部分の除去を
必要とする場合でも、パターンへの悪影響が生じないよ
うにして良好な平坦化を達成することができる。
According to the inventions of claims 1 to 3, the method of manufacturing a semiconductor device according to each invention of the present application solves the problems associated with the dependency of the underlying pattern on the planarization of the interlayer film and the like. According to the invention of claim 4, it is possible to achieve good planarization by eliminating the dependency of the planarization shape on the underlying pattern. Good planarization can be achieved without adverse effects.

【0049】[0049]

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

【図1】(a)〜(e) 実施例−1の工程を示す
断面図である。
1A to 1E are cross-sectional views showing the steps of Example-1.

【図2】(a)〜(f) 実施例−2の工程を示す
断面図である。
2A to 2F are cross-sectional views showing the process of Example-2.

【図3】 従来例を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional example.

【図4】 従来例を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional example.

【0050】[0050]

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体(基板) 21〜23 幅の異なるパターン(配線パターン) 3 上層(層間膜) 41〜45 同一幅パターン 61〜63 エッチングストップ層 1 Base (Substrate) 21-23 Patterns with Different Widths (Wiring Patterns) 3 Upper Layers (Interlayer Films) 41-45 Same-Width Patterns 61-63 Etching Stop Layers

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年1月6日[Submission date] January 6, 1994

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】削除[Correction method] Delete

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光に対し漂白作用または退色作用を有す
る有機材料膜において、 該有機材料膜はそのバインダとしてキシレン可溶性の樹
脂を少なくとも用い、光漂白・退色性の色素としてジシ
ラン系の色素を少なくとも用いることを特徴とする光に
対し漂白作用または退色作用を有する有機材料膜。
1. An organic material film having a bleaching action or a fading action to light, wherein the organic material film uses at least a xylene-soluble resin as a binder and at least a disilane dye as a photobleaching / bleaching dye. An organic material film having a bleaching action or a fading action against light, which is characterized by being used.
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