JPH117134A - Antireflection layer for manufacturing semiconductor device and manufacture of semiconductor device - Google Patents

Antireflection layer for manufacturing semiconductor device and manufacture of semiconductor device

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JPH117134A
JPH117134A JP15980097A JP15980097A JPH117134A JP H117134 A JPH117134 A JP H117134A JP 15980097 A JP15980097 A JP 15980097A JP 15980097 A JP15980097 A JP 15980097A JP H117134 A JPH117134 A JP H117134A
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JP
Japan
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semiconductor device
layer
manufacturing
photoresist
copolymer
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JP15980097A
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Tsukasa Azuma
司 東
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the upper antireflection coating high in etching-resistance by using constituents comprising a copolymer of indanone or glutarimide and a solvent and an additive sensitizer having an o-diazonaphthoquinone structure. SOLUTION: This upper antireflection coating (TARL) material comprises the indanone or glutarimide copolymer and the solvent immiscible with a resist in the lower layer and the additive sensitizer having an o-diazonaphthoquinone structure. This copolymer is prepared by polymerizing the indanone or glutarimide with acylate methacrylate, vinyl, olefine, epoxy, or alcohol.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光投影露光システ
ムに係り、より詳細には、リソグラフィーシステムで用
いられる上部反射防止コーティングに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to light projection exposure systems and, more particularly, to a top anti-reflective coating for use in a lithographic system.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造において、フォトレジ
スト層は、基板表面に、またはすでに基板表面に形成さ
れた層に、直接塗布される。フォトレジストの一部に
は、次に、パターン状にUV光を照射される。次に、現
像液が適用されて、照射されたまたは非照射のいずれか
望まれるフォトレジストが除去される。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, a photoresist layer is applied directly to a substrate surface or to a layer already formed on the substrate surface. Next, a part of the photoresist is irradiated with UV light in a pattern. Next, a developer is applied to remove the desired photoresist, either irradiated or unirradiated.

【0003】基板からの光反射により生ずる光散乱また
は干渉は、例えば、フォトレジスト層の露光領域におい
てパターン変換差を引き起こす。言い換えると、照射さ
れたフォトレジスト層の所望の寸法は、基板表面からの
光反射により変えられてしまう。ある半導体装置におい
ては、所望の寸法の僅かな変動は許容されるかも知れな
い。しかしながら、このような変動は半導体装置の所望
の特性及び性能を変えるので、通常、それ以上の変動が
許容され得ない点が存在する。この、それ以上の変動が
許容され得ない点は、臨界寸法(以下、CDという)と
呼ばれている。
Light scattering or interference caused by light reflection from a substrate causes, for example, a pattern conversion difference in an exposed area of a photoresist layer. In other words, the desired dimensions of the illuminated photoresist layer are altered by light reflection from the substrate surface. In some semiconductor devices, slight variations in desired dimensions may be tolerated. However, such fluctuations change the desired characteristics and performance of the semiconductor device, so that there is usually a point where further fluctuations cannot be tolerated. This point where further fluctuation cannot be tolerated is called critical dimension (hereinafter referred to as CD).

【0004】また、リソグラフィーシステムにおいて
は、薄膜干渉効果は、低いCDの制御性及び低い精度の
アライメントという結果を生ずる。これらの問題は、例
えば、KrFエキシマーレーザの248nm及びArF
エキシマーレーザの193nmのような短波長を有する
露光光について、より顕著である。
Also, in lithographic systems, thin film interference effects result in low CD controllability and low precision alignment. These problems include, for example, the 248 nm KrF excimer laser and ArF
This is more prominent for exposure light having a short wavelength such as 193 nm of an excimer laser.

【0005】薄膜干渉を抑制し、光散乱または干渉を減
少させる2つの解決法は、下部反射防止コーティング
(以下、BARLという)及び上部反射防止コーティン
グ(以下、TARLという)を用いることである。BA
RLは、通常、フォトレジスト層を塗布する前に基板に
塗布され、ベークされる。フォトレジスト層が塗布され
た後、現実的なBARLプロセスにおいては、DUV光
の照射によりフォトレジストにパターンが形成される。
次に、フォトレジストパターンが、反応性イオンエッチ
ング(以下、RIEという)により、BARL及び基板
の両方に連続的に転写される。パターン転写後、所望の
フォトレジスト及びBARLのパターンが除去される。
したがって、BARLは、そのより高い光吸収の結果、
基板での光反射により生ずる光散乱または干渉を、より
効果的に減少させなければならない。しかしながら、ア
ライメント光を減少することなく光散乱または干渉を完
全に抑制する入手可能なBARLは殆ど存在しない。
[0005] Two solutions to suppress thin film interference and reduce light scattering or interference are to use a lower anti-reflective coating (BARL) and an upper anti-reflective coating (TARL). BA
The RL is typically applied to the substrate and baked before applying the photoresist layer. After the photoresist layer is applied, in a realistic BARL process, a pattern is formed in the photoresist by irradiation with DUV light.
Next, the photoresist pattern is continuously transferred to both the BARL and the substrate by reactive ion etching (hereinafter referred to as RIE). After pattern transfer, the desired photoresist and BARL patterns are removed.
Therefore, BARL has a higher light absorption,
Light scattering or interference caused by light reflections on the substrate must be reduced more effectively. However, there are few BARLs available that completely suppress light scattering or interference without reducing the alignment light.

【0006】TARLは、通常、塗布されたフォトレジ
スト上にスピンコートされ、ベークされる。パターン
は、DUV光により、TARL及びフォトレジストの両
方において、同時に形成される。TARLパターンは、
現実的なTARLプロセスにおいては、通常、現像液に
より完全に除去される。次に、フォトレジストパターン
は、RIEにより基板に転写される。パターン転写後、
フォトレジストパターンが除去される。したがって、T
ARLは、入射光及び基板からの光反射の両方を透過さ
せるために、ある程度透明でなければならない。しかし
ながら、露光光の波長に適した屈折率を有し、下層のレ
ジストとTARL自身との間の界面に相互作用がないT
ARL層を得ることは困難である。
[0006] The TURL is typically spin-coated over the applied photoresist and baked. The pattern is formed simultaneously in both the TAR and the photoresist by DUV light. TAR pattern is
In a realistic TURL process, it is usually completely removed by a developer. Next, the photoresist pattern is transferred to the substrate by RIE. After pattern transfer,
The photoresist pattern is removed. Therefore, T
ARL must be somewhat transparent in order to transmit both incident light and light reflections from the substrate. However, it has a refractive index suitable for the wavelength of the exposure light and has no interaction at the interface between the underlying resist and the TURL itself.
Obtaining an ARL layer is difficult.

【0007】最近のリソグラフィーにおいて、フォトレ
ジストの厚さの減少が、露光光の波長及び光学装置の開
口数を変えることなく、同時に、従来のレイリー式中の
1因子が減少し及びk2 因子が増加したイメージを誘
発することはよく知られている。他方で、それはより深
刻な薄膜干渉を生じ、より高いエッチング選択比を必要
とする。このような従来の単層レジスト技術に伴う問題
を解決するために、フォトレジストまたはTARLのい
ずれかが、従来期待されていたよりも高い耐エッチング
性を有することを要求される。
In modern lithography, the reduction in photoresist thickness does not change the wavelength of the exposure light and the numerical aperture of the optical device, while at the same time reducing the k 1 and k 2 factors in the conventional Rayleigh equation. It is well known that provoking an increased image. On the other hand, it causes more severe thin film interference and requires higher etch selectivity. In order to solve the problems associated with such conventional single-layer resist technology, either the photoresist or the TURL is required to have a higher etching resistance than previously expected.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、露光光の波
長に適した屈折率を有し、下層レジストとの界面で相互
作用がない半導体装置製造用反射防止層を提供すること
を目的とする。また、本発明は、高い耐エッチング性を
有する半導体装置製造用反射防止層を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an antireflection layer for manufacturing a semiconductor device which has a refractive index suitable for the wavelength of exposure light and has no interaction at the interface with a lower resist. I do. Another object of the present invention is to provide an antireflection layer for manufacturing a semiconductor device having high etching resistance.

【0009】さらに、本発明は、照射されたフォトレジ
スト層中のCD変動を顕著に減少させる半導体装置製造
用反射防止層及び半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
Another object of the present invention is to provide an antireflection layer for manufacturing a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device, which significantly reduce the fluctuation of CD in the irradiated photoresist layer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のTARL層は、
照射光の波長に適した屈折率を有し、下層のレジストと
TARL自身との間の界面には相互作用が存在しない。
本発明は、高い耐エッチング性を有する上部反射防止コ
ーティングを提供する。TARLはまた、照射されたフ
ォトレジスト層中のCD変動を顕著に減少する。
According to the present invention, there is provided a TAR layer comprising:
It has a refractive index suitable for the wavelength of the irradiation light, and there is no interaction at the interface between the underlying resist and the TURL itself.
The present invention provides a top anti-reflective coating having high etch resistance. TAR also significantly reduces CD variations in the irradiated photoresist layer.

【0011】本発明は、特に、インダノンまたはグルタ
ルイミドコポリマー、溶媒、及びオルソジアゾナフトキ
ノン構造を有する添加増感剤を具備することを特徴とす
るTARLを提供する。
The present invention particularly provides a TURL comprising an indanone or glutarimide copolymer, a solvent, and an added sensitizer having an orthodiazonaphthoquinone structure.

【0012】本発明はまた、レジスト層を基板に塗布す
る工程、次に上部反射防止層を前記レジスト層の表面に
塗布する工程、及び前記基板に紫外光を選択的に照射す
る工程を具備し、前記反射防止層が、インダノンまたは
グルタルイミドコポリマー、溶媒、及びオルソジアゾナ
フトキノン構造を有する添加増感剤を具備することを特
徴とする半導体装置の製造方法を適用する。前述の一般
的な記載及び以下の詳細な記載は、共に、単に代表的な
及び説明的なものであって、特許請求の範囲に記載され
た本発明を限定するものではない。
The present invention also comprises a step of applying a resist layer to the substrate, a step of applying an upper antireflection layer to the surface of the resist layer, and a step of selectively irradiating the substrate with ultraviolet light. The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the antireflection layer includes an indanone or glutarimide copolymer, a solvent, and an additional sensitizer having an orthodiazonaphthoquinone structure is applied. Both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention as claimed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明のTARL材料は、インダ
ノンまたはグルタルイミドコポリマー、下層のレジスト
に対して非混和性の溶媒、及びオルソジアゾナフトキノ
ン構造を有する添加増感剤を含有している。ナフチル及
びシクロヘキシル構造の増感剤の混合物は、193及び
248nmのような露光光の波長に適した屈折率、及び
優れた耐エッチング性の両方を有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The TURL material of the present invention contains an indanone or glutarimide copolymer, a solvent immiscible with the underlying resist, and an additive sensitizer having an orthodiazonaphthoquinone structure. The mixture of sensitizers having a naphthyl and cyclohexyl structure has both a refractive index suitable for the wavelength of exposure light such as 193 and 248 nm, and excellent etching resistance.

【0014】コポリマーは、インダノンまたはグルタル
イミドを、アクリレートまたはメタクリレート、ビニ
ル、オレフィン、エポキシ、またはアルコールと組み合
わせることによりつくられる。好ましいコポリマーの例
を、下記化学式(1)〜(4)及び下記一般式(5)〜
(7)に示す。
[0014] Copolymers are made by combining indanone or glutarimide with acrylate or methacrylate, vinyl, olefin, epoxy, or alcohol. Examples of preferred copolymers include the following chemical formulas (1) to (4) and the following general formulas (5) to
This is shown in (7).

【0015】[0015]

【化3】 Embedded image

【0016】[0016]

【化4】 Embedded image

【0017】上記化学式(1)〜(4)に示す化合物
は、それぞれ、メチルメタクリレート、ビニル、オレフ
ィン、及びエポキシと、インダノンとのコポリマーであ
る。また、上記一般式(5)〜(7)に示す化合物は、
それぞれ、ビニル、オレフィン、及びエポキシと、グル
タルイミドとのコポリマーである。また、上記化学式
(1)〜(4)及び一般式(5)〜(7)においてnは
重合数を示し、上記一般式(5)〜(7)において、置
換基XはHまたはCH3 を示し、置換基MはH、CH
3 、またはC25 を示している。
The compounds represented by the chemical formulas (1) to (4) are copolymers of methyl methacrylate, vinyl, olefin, epoxy and indanone, respectively. The compounds represented by the above general formulas (5) to (7)
Each is a copolymer of vinyl, olefin, and epoxy with glutarimide. In the chemical formulas (1) to (4) and the general formulas (5) to (7), n represents the number of polymerizations. In the general formulas (5) to (7), the substituent X is H or CH 3 . And the substituent M is H, CH
3 or C 2 H 5 .

【0018】コポリマーの量は、フォトレジスト上に適
切なTARLを提供するのに十分な量であり、本技術分
野の通常の範囲内にある。溶媒は、TARLを調製する
のに適したどのような溶媒でもよく、水、メタノール、
エタノール、またはフォトレジスト層との混和が生じな
い他の水溶液を含むが、それらに限定されるものではな
い。
[0018] The amount of the copolymer is sufficient to provide the appropriate TAR on the photoresist and is within the ordinary range of the art. The solvent can be any solvent suitable for preparing the TURL, such as water, methanol,
Includes but is not limited to ethanol or other aqueous solutions that do not mix with the photoresist layer.

【0019】溶媒の量は、ポリマーを溶解するのに十分
な量加えられ、本技術分野の通常の範囲内にある。添加
増感剤は、適当な屈折率及び耐エッチング性を提供する
ために、ポリマーと溶媒との混合物に加えられる。適当
な添加増感剤は、下記一般式(1)〜(4)に示す構造
から選ばれるオルソジアゾナフトキノン構造を有するも
のを含む。
The amount of solvent is added in an amount sufficient to dissolve the polymer and is within the normal range in the art. Additive sensitizers are added to the mixture of polymer and solvent to provide a suitable refractive index and etch resistance. Suitable addition sensitizers include those having an orthodiazonaphthoquinone structure selected from the structures represented by the following general formulas (1) to (4).

【0020】[0020]

【化5】 Embedded image

【0021】なお、上記一般式(1)〜(4)で、R、
1 、及びR2 は、水素、メチル基、またはエチル基を
示す。TARLの所望の特性が維持される限り、他の添
加物が、当業者に知られた方法により、TARLに加え
られてもよい。例えば、フッ素化エステルのような少量
の界面活性剤が加えられてもよい。界面活性剤として効
果的な量が考えられる。
In the above general formulas (1) to (4), R,
R 1 and R 2 represent hydrogen, a methyl group, or an ethyl group. Other additives may be added to the TURL by methods known to those skilled in the art, as long as the desired properties of the TURL are maintained. For example, a small amount of a surfactant such as a fluorinated ester may be added. An effective amount as a surfactant is contemplated.

【0022】本発明は、様々な膜層を有する公知の基板
と組み合わせて用いられてもよい。レジストは、基板
に、または基板とTARL層との間の所望のどの層に塗
布されてもよい。
The present invention may be used in combination with known substrates having various film layers. The resist may be applied to the substrate or to any desired layer between the substrate and the TURL layer.

【0023】本発明の記載を簡略化するために、単純な
半導体装置を製造するプロセスについて説明する。他の
プロセス及び層の組み合せも、本発明の範囲内にあるこ
とが理解されるべきである。例えば、半導体装置は、第
1のフォトレジスト−TARLの組み合せで作製され、
所望の酸化物のパターンを形成し、フォトレジスト及び
TARL片を除去した後に、第2の酸化物膜が形成さ
れ、第2のTARL−フォトレジスト−TARLの組み
合せが形成され、第2の酸化物膜に所望のパターンを形
成する。
In order to simplify the description of the present invention, a process for manufacturing a simple semiconductor device will be described. It should be understood that other processes and combinations of layers are within the scope of the present invention. For example, a semiconductor device is fabricated with a first photoresist-TARL combination,
After forming the desired oxide pattern and removing the photoresist and TAR pieces, a second oxide film is formed, a second TURL-photoresist-TARL combination is formed, and a second oxide film is formed. A desired pattern is formed on the film.

【0024】基板は、フォトリソグラフィーに適したど
のような従来の基板でもよい。適当な基板の例として
は、シリコン、ポリシリコン、ゲルマニウム、窒化物、
及び金属等がある。
[0024] The substrate can be any conventional substrate suitable for photolithography. Examples of suitable substrates include silicon, polysilicon, germanium, nitride,
And metal.

【0025】フォトレジストは、従来のDUV(ディー
プ・ウルトラ・バイオレット)またはVUV(バキュー
ム・ウルトラ・バイオレット)ポジ型またはネガ型の下
層レジストでよい。適当なフォトレジストは、シップレ
ー社から市販されているDUVフォトレジストであるA
PEX−Eを含む。適当なVUVフォトレジストは、ポ
リメチルメタクリレート(PMMA)及びポリメチルイ
ソプロペニルケトン(PMIPK)を含む。
The photoresist may be a conventional DUV (Deep Ultra Violet) or VUV (Vacuum Ultra Violet) positive or negative underlying resist. A suitable photoresist is AUV, a DUV photoresist commercially available from Shipley.
PEX-E. Suitable VUV photoresists include polymethyl methacrylate (PMMA) and polymethyl isopropenyl ketone (PMIPK).

【0026】フォトレジストは、次に、フォトレジスト
の溶媒の蒸発を達成するためにベークされ、密着性が促
進される。TARLは、フォトレジスト層の上を覆って
形成される。本発明のTARLは、インダノンまたはグ
ルタルイミドのコポリマー、溶媒、及びオルソジアゾナ
フトキノン構造を有する添加増感剤を組み合わせること
により形成される。基板をコートするのに適した組成物
を提供するために、コポリマー、溶媒、及び添加増感剤
を組み合わせるどのような方法も、本発明者らにより考
慮される。
The photoresist is then baked to achieve evaporation of the photoresist solvent to promote adhesion. The TAR is formed over the photoresist layer. The TAR of the present invention is formed by combining an indanone or glutarimide copolymer, a solvent, and an added sensitizer having an orthodiazonaphthoquinone structure. Any method of combining the copolymer, solvent, and added sensitizer to provide a composition suitable for coating a substrate is contemplated by the inventors.

【0027】TARL材料は、好ましくは、n1 =a−
biの屈折率を有し、ここでaはac1/2 を用いた実部
であり、bはb≒d/2を用いた虚部である。TARL
の厚さtは、好ましくはt=λ/4aである。
The TURL material is preferably n 1 = a-
It has a refractive index of bi, where a is the real part using ac 1/2 and b is the imaginary part using b ≒ d / 2. TURL
Is preferably t = λ / 4a.

【0028】n1 : n1 =a−biである本発明のT
ARLの屈折率であり、ここでaは実部の数字であり、
bは虚部の数字である。(aは約1.4から1.5であ
り、bは約0.01から0.02である。) n2 : n2 =c−diであるDUV及びVUVリソグ
ラフィーのための下層レジストの屈折率であり、ここで
cは実部の数字であり、dは虚部の数字である。(cは
約1.7から1.8であり、dは約0.02から0.0
3である。) i : 虚数 λ : 露光光の波長 例としてのみであるが、DUV(λ=248nm)レジ
ストAPEX−Eは、n2 =1.757−0.009i
を有している。この場合、TARLは、約1.3から
1.4のa値、約0.005のb値、及び約50nmの
t値を有している。
N 1 : T of the present invention where n 1 = a-bi
Is the refractive index of the ARL, where a is the number of the real part,
b is the number of the imaginary part. (A is about 1.4 to 1.5 and b is about 0.01 to 0.02.) N 2 : Refraction of the underlying resist for DUV and VUV lithography where n 2 = c-di Where c is the number of the real part and d is the number of the imaginary part. (C is about 1.7 to 1.8 and d is about 0.02 to 0.0
3. ) I: Imaginary number λ: Wavelength of exposure light For example only, DUV (λ = 248 nm) resist APEX-E has n 2 = 1.757-0.009i
have. In this case, the TURL has an a value of about 1.3 to 1.4, a b value of about 0.005, and a t value of about 50 nm.

【0029】本発明のTARLは、どのような適切な方
法でも調製され得る。例えば、コポリマーを溶媒中に溶
解し、次に添加増感剤を加えることにより調製されても
よい。気体蒸発法のような他の分散法が用いられてもよ
い。
The TURL of the present invention can be prepared in any suitable manner. For example, it may be prepared by dissolving the copolymer in a solvent and then adding an added sensitizer. Other dispersion methods, such as a gas evaporation method, may be used.

【0030】TARLを形成するための好ましい従来の
方法はスピンキャスティングであるが、TARLを製造
するために、所望の表面に層をコートする公知のコーテ
ィング法も考えられる。
[0030] The preferred conventional method for forming the TAR is spin casting, but known coating methods for coating the desired surface with a layer are also contemplated for producing the TAR.

【0031】所望のTARLコーティングを提供するど
のような適当な厚さも用いることができ、本技術分野の
通常の範囲内にある。TARLの厚さは、好ましくは、
約100nm未満であり、より好ましくは約50nm未
満である。TARLエッチング中のエッチングバイアス
は、TARLの厚さを最小化することにより最小化され
る。
[0031] Any suitable thickness that provides the desired TAR coating can be used and is well within the ordinary skill in the art. The thickness of the TURL is preferably
It is less than about 100 nm, more preferably less than about 50 nm. The etch bias during a TURL etch is minimized by minimizing the thickness of the TURL.

【0032】フォトレジスト層のコート、ベーク、露
光、及び現像方法は、当業者には知られており、本技術
分野の通常の範囲内にある。TARLは、次に、当業者
に知られているどのような方法によってもエッチングさ
れる。フォトレジストとTARLは、ともにまたは別々
にエッチングされてもよい。典型的な、しかし制限する
ものではない適切なエッチング材料の例は、下地被加工
基板が酸化膜の場合には、CF4 、Ar、及びO2 の組
み合せである。
Methods for coating, baking, exposing, and developing a photoresist layer are known to those skilled in the art and are within the ordinary skill in the art. The TURL is then etched by any method known to those skilled in the art. The photoresist and TAR may be etched together or separately. A typical, but non-limiting example of a suitable etching material is a combination of CF 4 , Ar, and O 2 if the underlying substrate is an oxide.

【0033】基板上に残留するフォトレジストとTAR
Lストリップは、次に、当業者に知られている従来の技
術により、例えば、プラズマアッシングまたはH2 SO
4 及びH22 を用いたウェットプロセスにより除去さ
れる。フォトレジスト及びTARLストリップは、必要
に応じて、ともにまたは別々に除去される。
Photoresist and TAR remaining on substrate
The L-strip is then processed by conventional techniques known to those skilled in the art, for example, by plasma ashing or H 2 SO
4 and removed by a wet process using H 2 O 2 . The photoresist and the TAR strip are removed together or separately, as needed.

【0034】TARL材料は、ごく薄いレジスト及び非
アリール樹脂タイプのレジストを用いた場合でさえ、薄
膜干渉効果の十分な抑制だけでなく、耐エッチング性
(RIE)の顕著な改良をも提供する。
The TURL material provides not only a sufficient suppression of thin film interference effects, but also a significant improvement in etch resistance (RIE), even with very thin resists and non-aryl resin type resists.

【0035】[0035]

【実施例】本発明について、以下の実施例を参照するこ
とにより、さらに説明する。これら実施例は、どのよう
な点においても、本発明を制限するものとして解釈され
るべきではない。
The present invention is further described by reference to the following examples. These examples should not be construed as limiting the invention in any way.

【0036】以下は、本発明にしたがって半導体装置上
にTARLを作製する非制限的な実施例である。半導体
装置上にTARLを提供する他の手段は、本技術分野の
通常の範囲内にある。
The following is a non-limiting example of fabricating a TURL on a semiconductor device according to the present invention. Other means of providing a TAR on a semiconductor device are within the ordinary scope of the art.

【0037】(実施例1) ポジ型レジストの形成 (1)任意に、基板上にBARLをコートし、ベークす
る。 (2)ポジ型のレジストを、BARLまたは基板上にコ
ートし、ベークする。
Example 1 Formation of Positive Resist (1) Optionally, BARL is coated on a substrate and baked. (2) A positive resist is coated on BARL or a substrate and baked.

【0038】(3)TARL材料を、レジスト上にコー
トし、ベークする(ポスト・アプライ・ベーク −
「PAB」)。 (4)任意に、コートされた基板を、テトラメチルアン
モニウムハイドライド(TMAH)水溶液中に浸漬す
る。
(3) A TAR material is coated on a resist and baked (post-apply bake-
"PAB"). (4) Optionally, immerse the coated substrate in an aqueous solution of tetramethylammonium hydride (TMAH).

【0039】(5)248nm(KrF)または193
nm(ArF)の光で基板を露光する。 (6)TMAH水溶液を用いてTARLを現像する。
(5) 248 nm (KrF) or 193
The substrate is exposed to light of nm (ArF). (6) Develop the TURL using the TMAH aqueous solution.

【0040】(7)任意に、UV(g−またはi−ライ
ン)照射光を用いてフラッド(flood)露光する。 (8)露光後ベーク(以下、PEBという)を行う。
(7) Optionally, flood exposure using UV (g- or i-line) irradiation light. (8) Perform post-exposure bake (hereinafter referred to as PEB).

【0041】(9)TMAH水溶液を用いてレジストを
現像する。 (実施例2) ネガ型レジストの形成 (1)任意に、基板上にBARLをコートし、ベークす
る。
(9) The resist is developed using a TMAH aqueous solution. Example 2 Formation of Negative Resist (1) Optionally, BARL is coated on a substrate and baked.

【0042】(2)ネガ型の下層レジストを、BARL
または基板上にコートし、ベークする。 (3)TARL材料を、レジスト上にコートし、ベーク
する。
(2) The negative type lower resist is replaced with BARL
Alternatively, it is coated on a substrate and baked. (3) A TRL material is coated on the resist and baked.

【0043】(4)任意に、コートされた基板を、TM
AH水溶液中に浸漬する。 (5)248nm(KrF)または193nm(Ar
F)の光で基板を露光する。
(4) Optionally, coat the coated substrate with TM
Immerse in AH aqueous solution. (5) 248 nm (KrF) or 193 nm (Ar
F) Expose the substrate with light.

【0044】(6)PEBを行う。 (7)UV照射光を用いてフラッド露光する。 (8)TMAH水溶液を用いてレジストを現像する。(6) Perform PEB. (7) Flood exposure using UV irradiation light. (8) The resist is developed using a TMAH aqueous solution.

【0045】一般に、オルソジアゾナフトキノン構造を
含む表面へのTMAHの浸漬は、「アゾ−カップリン
グ」反応を誘発することはよく知られている。それゆ
え、薄い表面は不溶性に(または溶解性になるのが困難
に)なる。他方で、オルソジアゾナフトキノン構造を含
むTARL層は、UV光の照射及びその次のPEBによ
り完全に不溶性になる。このプロセスは、「イメージリ
バーサル」と呼ばれ、それは110℃から120℃を超
える温度でのベーキング処理(この場合PEB)を必要
とする。
In general, it is well known that immersing TMAH on a surface containing an orthodiazonaphthoquinone structure induces an "azo-coupling" reaction. Therefore, the thin surface becomes insoluble (or difficult to become soluble). On the other hand, a TAR layer containing an orthodiazonaphthoquinone structure becomes completely insoluble by irradiation with UV light and subsequent PEB. This process is referred to as "image reversal", which requires a baking treatment at 110 ° C. to over 120 ° C. (PEB in this case).

【0046】本発明の組成物及び方法において、本発明
の真意または範囲から逸脱することなく、様々な修飾及
び変形がなされ得ることは、明白である。したがって、
本発明は、本発明の修正及び変形を包含するものとして
意図され、それらは特許請求の範囲に記載された発明及
びそれらの同等物の範囲内にある。
It will be apparent that various modifications and variations can be made in the compositions and methods of the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore,
The present invention is intended to cover modifications and variations of this invention, which are within the scope of the claimed invention and equivalents thereof.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
露光光の波長に適した屈折率を有し、レジストとの界面
に相互作用がない半導体装置製造用反射防止層が提供さ
れる。また、本発明によると、高い耐エッチング性を有
する半導体装置製造用反射防止層が提供される。
As described above, according to the present invention,
An antireflection layer for manufacturing a semiconductor device having a refractive index suitable for the wavelength of exposure light and having no interaction at the interface with a resist is provided. Further, according to the present invention, there is provided an antireflection layer for manufacturing a semiconductor device having high etching resistance.

【0048】さらに、本発明によると、照射されたフォ
トレジスト層中のCD変動を顕著に減少させる半導体装
置製造用反射防止層及び半導体装置の製造方法が提供さ
れる。
Further, according to the present invention, there are provided an anti-reflection layer for manufacturing a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device, which significantly reduce the fluctuation of CD in the irradiated photoresist layer.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インダノンまたはグルタルイミドのコポ
リマー、溶媒、及びオルソジアゾナフトキノン構造を有
する添加増感剤を具備することを特徴とする、半導体装
置の製造において露光光の反射を減少させるための半導
体装置製造用反射防止層。
1. A semiconductor device for reducing the reflection of exposure light in the manufacture of a semiconductor device, comprising a copolymer of indanone or glutarimide, a solvent, and an additive sensitizer having an orthodiazonaphthoquinone structure. Anti-reflection layer for manufacturing.
【請求項2】 前記溶媒が、水、メタノール、エタノー
ル、及びフォトレジスト層と混和しない他の水溶液から
なる群より選ばれることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置製造用反射防止層。
2. The anti-reflection layer according to claim 1, wherein the solvent is selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, and another aqueous solution immiscible with the photoresist layer.
【請求項3】 前記添加増感剤が、下記一般式(1)〜
(4)に示す化合物から選ばれることを特徴とする請求
項1または2に記載の半導体装置製造用反射防止層。 【化1】 (式中、R、R1 、及びR2 は、水素、メチル基、また
はエチル基を示す。)
3. The method according to claim 1, wherein the sensitizer is of the following general formula (1):
The antireflection layer for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the antireflection layer is selected from the compounds described in (4). Embedded image (In the formula, R, R 1 , and R 2 represent hydrogen, a methyl group, or an ethyl group.)
【請求項4】 前記コポリマーが、インダノンまたはグ
ルタルイミドを、アクリレート、メタクリレート、ビニ
ル、オレフィン、エポキシ、またはアルコールと組み合
わせることにより製造されることを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載の半導体装置製造用反射防止
層。
4. The method of claim 1, wherein the copolymer is made by combining indanone or glutarimide with an acrylate, methacrylate, vinyl, olefin, epoxy, or alcohol.
4. The anti-reflection layer for manufacturing a semiconductor device according to any one of items 3 to 3.
【請求項5】 基板の表面にフォトレジストを塗布する
工程、前記フォトレジストの表面に反射防止層を形成す
る工程、及び前記基板に紫外光を選択的に照射する工程
を具備し、前記反射防止層が、インダノンまたはグルタ
ルイミドのコポリマー、溶媒、及びオルソジアゾナフト
キノン構造を有する添加増感剤を含有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, further comprising: applying a photoresist on the surface of the substrate, forming an anti-reflection layer on the surface of the photoresist, and selectively irradiating the substrate with ultraviolet light. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the layer contains an indanone or glutarimide copolymer, a solvent, and an additive sensitizer having an orthodiazonaphthoquinone structure.
【請求項6】 前記溶媒が、水、メタノール、エタノー
ル、及び前記フォトレジスト層と混和しない他の水溶液
からなる群より選ばれることを特徴とする請求項5に記
載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the solvent is selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, and another aqueous solution immiscible with the photoresist layer.
【請求項7】 前記添加増感剤が、下記一般式(1)〜
(4)に示す化合物から選ばれることを特徴とする請求
項5または6に記載の半導体装置の製造方法。 【化2】 (式中、R、R1 、及びR2 は、水素、メチル基、また
はエチル基を示す。)
7. The method according to claim 1, wherein the sensitizer is of the following general formula (1):
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the method is selected from the compounds described in (4). Embedded image (In the formula, R, R 1 , and R 2 represent hydrogen, a methyl group, or an ethyl group.)
【請求項8】 前記コポリマーが、インダノンまたはグ
ルタルイミドを、アクリレート、メタクリレート、ビニ
ル、オレフィン、エポキシ、またはアルコールと組み合
わせることにより製造されることを特徴とする請求項5
〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
8. The copolymer of claim 5, wherein the copolymer is made by combining indanone or glutarimide with an acrylate, methacrylate, vinyl, olefin, epoxy, or alcohol.
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of items 7 to 7.
【請求項9】 リソグラフィー技術を用いた半導体装置
の製造方法において、基板の表面にフォトレジスト層を
塗布する工程、前記フォトレジスト層の表面に反射防止
層を形成する工程、及び前記基板に紫外光を選択的に照
射する工程を具備し、前記反射防止膜が、インダノンま
たはグルタルイミドのコポリマー、溶媒、及びオルソジ
アゾナフトキノン構造を有する添加増感剤を含有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A method for manufacturing a semiconductor device using a lithography technique, wherein a step of applying a photoresist layer on a surface of a substrate, a step of forming an antireflection layer on the surface of the photoresist layer, and Wherein the antireflection film contains a copolymer of indanone or glutarimide, a solvent, and an additive sensitizer having an orthodiazonaphthoquinone structure. .
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