JPH0273A - pattern forming material - Google Patents

pattern forming material

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JPH0273A
JPH0273A JP63264513A JP26451388A JPH0273A JP H0273 A JPH0273 A JP H0273A JP 63264513 A JP63264513 A JP 63264513A JP 26451388 A JP26451388 A JP 26451388A JP H0273 A JPH0273 A JP H0273A
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JP
Japan
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pattern forming
forming material
pattern
compound
resin
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JP63264513A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Endo
政孝 遠藤
Masaru Sasako
勝 笹子
Atsushi Ueno
上野 厚
Noboru Nomura
登 野村
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0273A publication Critical patent/JPH0273A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent poor resolution and poor O2 etchability by incorporating a specified resin having a specified group, a specified compound, and a solvent. CONSTITUTION:The pattern forming material comprises the resin obtained by polymerizing a phenol derivative by the medium of silicon atoms, a naphthoquinone diazide compound, and the solvent. The silicon atom only serves as a binder for forming the polymer, and decreases in freedom and it cannot approach and combine with the hydroxy group in the resin, thus permitting the pattern forming material to be made soluble in alkali like ordinary novolak resins and enhanced in sensitivity as the resist, and reduced in an amount of light to take a detour, so to prevent poor resolution, and further, to prevent poor etchability due to the rise of silicon content.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体等のりソグラフィ技術に関し、2層構
造のレジストパターン形成を行う際の上層のSt金含有
パターン形成材料に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to lithography technology for semiconductors, etc., and relates to a pattern forming material containing St gold as an upper layer when forming a resist pattern with a two-layer structure.

従来の技術 半導体素子が微細化、高集積化するにつれて、パターン
形成も通常の単層のパターン形成材料(レジスト)を用
いた場合には困難である場合が生じてくる。
2. Description of the Related Art As semiconductor devices become smaller and more highly integrated, pattern formation becomes difficult when using a normal single-layer pattern forming material (resist).

このような現状から、2層形態のパターン形成方法が考
案されている。これは、下地基板を下層の平坦化層で平
坦化して、上層に形成したSiを含有したレジストパタ
ーンをマスクとして、下層をo2RIE(リアクティブ
・イオン・エツチング)によりエツチングしてパターン
を形成する方法である。この方法によれば、上層レジス
トを解像良く形成し、又、下層をエンチングするに十分
な耐o2エツチング性を有していれば、微細で高アスペ
クト比のパターンを形成できる。
Under these circumstances, a two-layer pattern forming method has been devised. This is a method in which the base substrate is flattened with a lower flattening layer, and the lower layer is etched by o2RIE (reactive ion etching) using a Si-containing resist pattern formed on the upper layer as a mask to form a pattern. It is. According to this method, if the upper resist layer is formed with good resolution and has sufficient O2 etching resistance to etch the lower layer, a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.

従来、このような2層形態のレジスしくターン形成に用
いる、耐酸素(02)RI E (リアクティブ・イオ
ン・エツチング)性のあるシリコン含有のパターン形成
材料(レジスト)が数多く考案されている。
Conventionally, many silicon-containing pattern forming materials (resists) having oxygen resistance (02) RIE (reactive ion etching) properties have been devised for use in forming turns in such a two-layer resist.

この中で、特に、解像性の高いレジストとして、ポジ型
レジストである、ナフトキノンジアジド化合物とノボラ
ック樹脂のベンゼン環にシリコン含有基を導入した樹脂
より成るものが考案されている。
Among these, a positive type resist made of a naphthoquinonediazide compound and a resin in which a silicon-containing group is introduced into the benzene ring of a novolac resin has been devised as a resist with particularly high resolution.

この型のレジストは通常の紫外線ポジレジストと同じ反
応機構により反応する。即ち、シリコン基を含んだノボ
ラック樹脂は未露光部ではナフトキノンジアジドの働き
によジアルカリ溶解阻止され、露光部はノボラック樹脂
と、ナフトキノンジアジドが反応して生じたインデンカ
ルボン酸のそれぞれがアルカリ溶解され、ポジ型のレジ
ストとなる。
This type of resist reacts by the same reaction mechanism as normal UV positive resists. That is, in the unexposed area, the novolak resin containing a silicon group is prevented from being dissolved in dialkali by the action of naphthoquinone diazide, and in the exposed area, the indene carboxylic acid produced by the reaction between the novolac resin and naphthoquinone diazide is dissolved in alkali, It becomes a positive resist.

ところが、従来のこのようなレジストは、露光部のアル
カリ可溶性が悪く、即ち、感度が悪く、又、その影響で
パターンの形状も悪くなる。
However, such conventional resists have poor alkali solubility in exposed areas, that is, poor sensitivity, and this also results in poor pattern shapes.

第3図を用いて従来のパターン形成材料(レジスト)を
用いたパターン形成方法を説明する。
A pattern forming method using a conventional pattern forming material (resist) will be described with reference to FIG.

基板1上にポジ型レジスト(シブレイ社MP1400)
を2.0 μm塗布し、200−030分オープンベー
クにより硬化したレジスト層2を形成する(第3図a)
。次に、以下の組成より成る従来のパターン形成材料を
0.5μm塗布し、90”C2分ホットプレートベーク
によりレジスト層9を形成した(第3図b)。
Positive resist on substrate 1 (Sibley MP1400)
A resist layer 2 is formed by applying 2.0 μm of resist and hardening it by open baking for 200-030 minutes (Figure 3a).
. Next, a conventional pattern forming material having the following composition was applied to a thickness of 0.5 .mu.m, and a resist layer 9 was formed by hot plate baking at 90"C for 2 minutes (FIG. 3b).

形成したレジスト層9をq線ステッパにコン社製N5R
1505G4C;NAo、42)によりマヌク4を介し
てIJ/ffl露光5しく第3図C)、MF−319ア
ルカリ現像液(シブレイ社)60秒パドル現像にて、レ
ジストパターン9Aを形成した(第3図d)。ところが
このパターン9Aは、感度が悪すぎ露光光のマスク部へ
も光が回り込んだために、寸法が20%程度変動した三
角形に近い不良パターンであった。このあと、02RI
Eにより異方性エツチングを行ったが、上層の寸法の変
動した、又、形状の悪いパターン9Aが、下層レジスト
層に転写され結局寸法変動が所望のパターンの3o%で
ある形状の悪いパターン2Bとなった(第3図e)。
The formed resist layer 9 was used as a Q-ray stepper using N5R manufactured by Kon Co.
1505G4C; NAo, 42), resist pattern 9A was formed by IJ/ffl exposure through Manuk 4 (Fig. 3C) and 60 seconds paddle development using MF-319 alkaline developer (Sibley) (Fig. 3C). Figure d). However, this pattern 9A was a defective pattern having a nearly triangular shape with dimensions varying by about 20% because the sensitivity was too low and the exposure light also entered the mask portion. After this, 02RI
Although anisotropic etching was carried out using E, the pattern 9A in the upper layer with varying dimensions and a poor shape was transferred to the lower resist layer, resulting in a pattern 2B with a poor shape in which the dimension variation was 3% of the desired pattern. (Figure 3e).

このような不良パターンは、この後の、パターン2Bを
マスクとする工程に対して、さらに転写され、より寸法
変動が大きくなることが予想され、半導体製造の歩留ま
り低下につながる。このように、従来のパターン形成材
料を用いたパターン形成は危惧すべき問題であった。
Such a defective pattern is expected to be further transferred in a subsequent process using pattern 2B as a mask, resulting in larger dimensional variations, leading to a reduction in yield in semiconductor manufacturing. As described above, pattern formation using conventional pattern forming materials has been problematic.

又、従来、2層レジスト形成に用いるSt含有レジスト
として解像の高いポジ型として、Si樹脂とノボラック
樹脂を混合したものに、感光体としてナフトキノンジア
ジドを混ぜてレジスト(パターン形成材料)とした例が
ある(たとえば、上野能、第4回フォトポリマーコン7
7レンヌ要旨集、 p、 107(1985))。
In addition, conventionally, as a positive resist with high resolution as a St-containing resist used for two-layer resist formation, a resist (pattern forming material) was made by mixing a mixture of Si resin and novolac resin with naphthoquinone diazide as a photoreceptor. (For example, Noh Ueno, 4th Photopolymer Conference 7)
7 Rennes Abstracts, p. 107 (1985)).

ところが、このような従来のポジ型St含有レジストは
、そのパターン形状が悪く、又、その耐02R工E性も
十分なものではなかった。
However, such conventional positive type St-containing resists had poor pattern shapes and did not have sufficient 02R resistance.

即ち、以下の如き従来のパターン形成材料を用いて第3
図と同様の実験を行った結果、やはり同様の不良パター
ンとなった。
That is, a third pattern is formed using conventional pattern forming materials such as:
As a result of conducting the same experiment as shown in the figure, the same defective pattern was obtained.

このような不良パターンの原因としては、そのレジスト
パターンが不良であったことと、その耐02RIE性が
少なかったために、下層エツチングの完全なマスクとし
て働かなかったためと考えられる。
The causes of such a defective pattern are considered to be that the resist pattern was defective and its resistance to 02 RIE was low, so that it did not function as a complete mask for etching the lower layer.

材料的には、従来のパターン形成材料中のSi含有樹脂
がパターン形状を阻害し、又、パターン形成材料中のS
i成分の少なさが耐02RIE性を阻害したと考えられ
る。
In terms of materials, Si-containing resin in conventional pattern-forming materials inhibits the pattern shape, and S in pattern-forming materials
It is thought that the small amount of i component inhibited the 02RIE resistance.

このような、劣化した寸法精度の悪いパターンは、その
後の工程において、歩留まり低下の原因となることは明
らかであシ、危惧すべき問題であった。
It is clear that such a degraded pattern with poor dimensional accuracy causes a decrease in yield in subsequent steps, which is a cause for concern.

又、従来のレジストとしてシロキサンやノボラック樹脂
にStを含有させたものにナフトキノンジアジド化合物
を混合させたものが考案されているが〔たとえば、RG
−a5oOp (日立化成)〕、これらは、解像性や耐
エツチング性に不十分なことが判明した。
Furthermore, conventional resists have been devised in which a naphthoquinonediazide compound is mixed with a siloxane or novolac resin containing St (for example, RG
-a5oOp (Hitachi Chemical)], these were found to be insufficient in resolution and etching resistance.

第4図を用いて、従来のパターン形成材料を用いたパタ
ーン形成方法について説明する。
A pattern forming method using a conventional pattern forming material will be described with reference to FIG.

段差のある基板1上に平坦化層としてRG−3900B
 (日立化成)を1.9μm厚で形成する(第4図a)
。つぎに、従来のSiを含んだパターン形成材料である
RG−asooP(日立化成)を0.5μm厚で形成す
る(第4図b)。レンズ開口数0.42のq線(4se
nm)光4を選択にマスク5を介して照射しく第4図C
)、アルカリ現像液であるNMD−3(東京応化)SO
秒パドルによりパターン10Aを形成した(第4図d)
。ところが、パターン1oAは、0.5μmライン・ア
ンド・スペースは形成したものの、解像性が悪くパター
ンは半円状であった。この後、このパターン1oAをマ
スクとして下層を02エツチングしたが、上層の不良パ
ターンが下層のパターンにそのパターン寸法変動として
作用し、又、もともと上層レジストの耐o2エツチング
性が少なかっただめに、得られた下層パターン2Cは寸
法が0.3μmの変動したラインでしかも膜減りが20
係と大きかった(第4図8)。
RG-3900B as a flattening layer on the substrate 1 with steps
(Hitachi Chemical) with a thickness of 1.9 μm (Figure 4a)
. Next, RG-asooP (Hitachi Chemical), which is a conventional pattern forming material containing Si, is formed to a thickness of 0.5 μm (FIG. 4b). Q-line (4se) with lens numerical aperture 0.42
Figure 4C
), alkaline developer NMD-3 (Tokyo Ohka) SO
Pattern 10A was formed using a second paddle (Figure 4d)
. However, in the pattern 1oA, although 0.5 μm lines and spaces were formed, the resolution was poor and the pattern was semicircular. Thereafter, the lower layer was etched using 02 etching using this pattern 1oA as a mask, but the defective pattern in the upper layer affected the pattern in the lower layer by changing its pattern dimension, and since the upper layer resist had originally low O2 etching resistance, it was difficult to obtain a good result. The resulting lower layer pattern 2C has a line with a dimension variation of 0.3 μm and a film reduction of 20 μm.
It was very large (Fig. 4, 8).

発明が解決しようとする課題 以上のような従来の方法による不良パターンは、後工程
であるエツチングやイオン注入などの工程でパターン変
動をより引き起こすことになり、素子製造の歩留まり低
下の要因となることから大きな問題であった。
Problems to be Solved by the Invention The defective patterns produced by the conventional methods as described above will cause pattern variations in subsequent processes such as etching and ion implantation, which will cause a decrease in the yield of device manufacturing. It was a big problem since then.

本発明は、従来のSiを有したパターン形成材料が有し
ていた解像性不良や耐02工・ソチング性不良などの問
題点を解決することを目的とする。
An object of the present invention is to solve problems such as poor resolution and poor 02 machining resistance and soching properties that conventional pattern forming materials containing Si have.

課題を解決するための手段 本発明は、従来のパターン形成材料の問題点を解決する
ために、シリコンとフェノール系化合物を有した樹脂と
ナフトキノンジアジド化合物と溶媒を含んでなることを
特徴とするパターン形成材料を提供するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the problems of conventional pattern forming materials, the present invention provides a pattern comprising a resin containing silicone and a phenolic compound, a naphthoquinone diazide compound, and a solvent. It provides a forming material.

即ち、本発明は従来のパターン形成材料の問題点を解決
するために、樹脂として、フェノール系化合物をSiを
介して重合させたものを用い、これをナフトキノンジア
ジド化合物と混合してレジスト(パターン形成材料)と
した。
That is, in order to solve the problems of conventional pattern forming materials, the present invention uses a resin obtained by polymerizing a phenolic compound through Si, and mixes this with a naphthoquinone diazide compound to form a resist (pattern forming material). material).

作  用 本発明の如く、Siを介して重合したフェノール系化合
物は、そのアルカリ溶液に対する溶解性が全く、通常の
ノボラック樹脂などに比べて変わりなく、良好であるこ
とを本発明者らの研究の結果、見出した。即ち、このよ
うな本発明に係るStを有した樹脂をパターン形成材料
中に用いることにより、露光部は通常のポジレジストと
同程度と感度(約100m T /crl )でアルカ
リ現像液に溶解し、しかも、パターン形状も良好となっ
た。
Effect The research of the present inventors has shown that the phenolic compound polymerized through Si as in the present invention has good solubility in alkaline solutions, which is no different from that of ordinary novolac resins. As a result, I found it. That is, by using the resin having St according to the present invention in a pattern forming material, the exposed area can be dissolved in an alkaline developer with the same level of sensitivity (approximately 100 m T /crl) as a normal positive resist. Moreover, the pattern shape was also improved.

本発明によるこのような感度、パターン形状の著しい向
上については以下のように考察される。
The remarkable improvement in sensitivity and pattern shape according to the present invention is considered as follows.

即ち、従来の材料ではSi基が樹脂のOH基に分子配位
的に接近しているために、〜OH・・・・・・Si−の
ある種の分子内結合を生じ、このためにO)(基のアル
カリ溶解性が阻止されていたと考えられる。一方、本発
明の材料においては、Stは重合を形成するバインダー
の働きをしているのみで、このSi原子は自由度が少な
くなシ、樹脂中のOH基に接近(結合)することはでき
ず、従って、通常のノボラック樹脂と同様のアルカリ溶
解性となり、レジストとしての感度が向上し、これによ
り光の未露光部への回り込みも少なくなり・くターンの
形状も向上すると考えられる。
That is, in conventional materials, since the Si group is close to the OH group of the resin in terms of molecular coordination, a certain type of intramolecular bond of ~OH...Si- occurs, and this causes O ) (It is thought that the alkali solubility of the group was inhibited. On the other hand, in the material of the present invention, St only acts as a binder to form polymerization, and this Si atom is a silicon atom with few degrees of freedom. , cannot approach (bond to) the OH groups in the resin, and therefore has the same alkaline solubility as ordinary novolac resins, improving the sensitivity of the resist and preventing light from penetrating into unexposed areas. It is thought that this will reduce the amount and improve the shape of the cut.

実施例 本発明は、従来の問題点を解決するために、たとえば樹
脂としてフェノール系化合物とシリコン含有化合物の共
重合体を用い、こればナフトキノンジアジド化合物とこ
れらを溶解させる溶媒を含むパターン形成材料を用いる
Embodiments In order to solve the conventional problems, the present invention uses, for example, a copolymer of a phenolic compound and a silicon-containing compound as a resin, and a pattern forming material containing a naphthoquinone diazide compound and a solvent for dissolving these compounds. use

本発明に係る、フェノール系化合物とシリコン含有化合
物の共重合樹脂は、必然的に樹脂中のSi含有率が高く
なり耐o2R工E性が向上する。即ち、従来のパターン
形成材料中では、SL樹脂そのものでは、ノボラック樹
脂や溶媒との相溶性が悪いために、その含有率が上げら
れなかったが、本発明によれば、もともと共重合である
ためにフエノル系化合物による樹脂(ノボラック樹脂も
含む)との相溶性の問題はなく、又、溶媒に対しても共
重合体中のフェノール系樹脂は、それが単重合体のとき
に比べて溶解性が良く、このことにより結局St金含有
共重合樹脂は溶媒に対しても相溶性が良い。
The copolymer resin of a phenolic compound and a silicon-containing compound according to the present invention inevitably has a high Si content in the resin and has improved O2R resistance. That is, in conventional pattern forming materials, the content of SL resin itself could not be increased due to its poor compatibility with novolac resins and solvents, but according to the present invention, since it is originally a copolymer, There is no problem with compatibility with resins (including novolac resins) due to phenolic compounds, and the phenolic resin in the copolymer is more soluble in solvents than when it is a monopolymer. As a result, the St gold-containing copolymer resin has good compatibility with solvents.

このようなことにより本発明に係る樹脂中のSi含有率
は向上し、結局パターン形成材料の酎02RI E性は
向上した。又、これと同時に、ノくターン形成時の形状
も向上した。これは、明らかな考察はできていないが、
やはシ共重合樹脂となったことで、パターン解像性の阻
害要因となシうるSi原子の材料中での運動の自由度が
減少したためと考えられる。
As a result, the Si content in the resin according to the present invention was improved, and as a result, the 02RIE properties of the pattern forming material were improved. At the same time, the shape when forming the turn was also improved. Although this has not been clearly considered,
It is thought that this is because the Si copolymer resin reduces the degree of freedom of movement of Si atoms in the material, which can be a factor inhibiting pattern resolution.

以上の、本発明の材料に係る樹脂は、その出発物である
フェノール系化合物として、クレゾール。
The resin related to the material of the present invention described above uses cresol as its starting phenolic compound.

キシレノール、フェノールなどが挙げられ、もちろん、
これに限定されるものではない。共重合樹樹トシては、
これらとシラン、シロキサン、シルセスシロキサンなど
のシリコン含有化合物の樹脂との共重合樹脂が挙げられ
るが、これらに現定されることはない。
Examples include xylenol, phenol, and of course,
It is not limited to this. The copolymer tree Toshi is
Copolymer resins of these and silicon-containing compound resins such as silane, siloxane, and silseth siloxane may be mentioned, but are not limited to these.

以上の、本発明の材料に係るナフトキノンジアジド化合
物は、ナフトキノンジアジドスルホニルクロライドやナ
フトキノンジアジドスルホン酸エステ/L/(1,2,
3−1−リーヒドロキシベンゾフェノン、1,3,1′
、3′−テトラ−ヒドロキシベンゾフェノン、ピヌフェ
ノールナトのエステ/I/)などが挙げられ、これは、
未露光部の樹脂のアルカリ溶解阻止剤として働き、露光
時にはインデンカルボン酸となりアルカリ可溶となる。
The above naphthoquinonediazide compounds according to the material of the present invention include naphthoquinonediazide sulfonyl chloride and naphthoquinonediazide sulfonic acid ester/L/(1,2,
3-1-lyhydroxybenzophenone, 1,3,1'
, 3'-tetra-hydroxybenzophenone, pinuphenol nato ester/I/), etc., which are
It acts as an alkali dissolution inhibitor for the resin in unexposed areas, and upon exposure, it becomes indenecarboxylic acid and becomes alkali-soluble.

もちろん、この限りではない。もちろん、本材料は、こ
の化合物の作用により紫外光はもちろん各種エネルギー
線に対して感応することは言うまでもない。
Of course, this is not the case. Of course, it goes without saying that this material is sensitive not only to ultraviolet light but also to various energy rays due to the action of this compound.

以上の、本発明に係る溶媒としては、特に限定されない
が、前記樹脂とナフトキノンジアジド化合物を溶解させ
るものであれば良い。エチルセルソルブアセテーと、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル、メチルセルンル
プアセテーと、シクロヘキサノンなどが一例である。
The above-mentioned solvent according to the present invention is not particularly limited, but any solvent that can dissolve the resin and the naphthoquinone diazide compound may be used. Examples include ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol dimethyl ether, methyl cellosolve acetate, and cyclohexanone.

なお、以上の、本発明のパターン形成材料中に、ベンゾ
フェノンやオニウム塩などの増感剤や、単体のシリコン
含有フェノール系化合物などを加えて、感度の調整に用
いても良い。
Incidentally, a sensitizer such as benzophenone or an onium salt, a single silicon-containing phenol compound, or the like may be added to the above-mentioned pattern forming material of the present invention to adjust the sensitivity.

なお、以上の本発明の材料は材料中のSiの重量比が従
来の材料と同程度であり一耐02RIE性は良好である
Note that the above-mentioned material of the present invention has a weight ratio of Si in the material that is comparable to that of conventional materials, and has good resistance to 02 RIE.

又、本発明は、従来の問題点を解決するために、主鎖お
よび側鎖にStを有したOH基を含む樹脂とナフトキノ
ンジアジド化合物を含むことを特徴とする″ターン形成
材料を提供するものである。
Further, in order to solve the conventional problems, the present invention provides a turn-forming material characterized by containing a resin containing an OH group having St in the main chain and side chain and a naphthoquinone diazide compound. It is.

本発明に係る主鎖および側鎖にSiを有したOH基を含
む樹脂は、ナフトキノンジアジド化合物を添加してアル
カリ溶解阻止型ポジレジストとした場合に、樹脂のアル
カリ現像液に対する溶解性の露光部・未露光部の差が非
常に大きい(約1゜浩)ことを本発明者らは見出した。
When a naphthoquinone diazide compound is added to the resin containing an OH group with Si in the main chain and side chain according to the present invention to form an alkaline dissolution-blocking positive resist, the exposed portion of the resin is soluble in an alkaline developer. - The inventors found that the difference in the unexposed area was very large (about 1° Hiro).

これは、主鎖のSiと側鎖のSiが相互作用して未露光
部のナフトキノンジアジド化合物との結合状態を強くつ
ぐシ出すためと考えられる。このことにより、露光後の
現像により未露光部が侵食されることは皆無となり、結
局、形状の良いパターンが形成できることになる。
This is considered to be because the Si in the main chain and the Si in the side chains interact to strongly strengthen the bonding state with the naphthoquinone diazide compound in the unexposed area. As a result, there is no possibility that unexposed areas are eroded by development after exposure, and a well-shaped pattern can be formed after all.

係以上高くなり、酎02RIEも良好となる。The price will be higher than the 1st grade, and the 02RIE of sake will also be good.

なお、本発明に係る樹脂としては、たとえば、主鎖カシ
ラン又ハンロキサン又はシルセスシロキサン又はその混
合であることが挙げられる。又、側鎖としてはフェノー
ル基を有することが一般的であるが、もちろんこれに限
定されることはない。
In addition, examples of the resin according to the present invention include main chain kasiran, haloxane, silses siloxane, or a mixture thereof. Further, the side chain generally has a phenol group, but of course it is not limited to this.

以下実施例を具体的に述べる。Examples will be described in detail below.

(その1) 第1図を用いて本発明の一実施例のパターン形成材料を
用いたパターン形成方法について説明する。
(Part 1) A pattern forming method using a pattern forming material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

半導体等基板1上にポジ型しジヌト(シブレイ社MP1
400)を2*C)/’m塗布し、200°cS。
A positive type GINUTO (Sibley MP1) is applied onto a semiconductor substrate 1.
400) at 2*C)/'m and 200°cS.

分のオープンベークにより硬化したレジスト層2を形成
する(第1図a)。なお、半導体基板1上には絶縁又は
導電膜1ooが形成されていることが多い。次に、以下
の組成より成る本発明に係るパターン形成材料を0.5
μmの厚さに塗布し、90’02分のホットプレートベ
ークにより、レジスト層3を形成した(第1図b)。
A hardened resist layer 2 is formed by open baking for several minutes (FIG. 1a). Note that an insulating or conductive film 1oo is often formed on the semiconductor substrate 1. Next, 0.5% of the pattern forming material according to the present invention having the following composition was added.
The resist layer 3 was formed by applying the resist to a thickness of .mu.m and baking it on a hot plate for 90'02 minutes (FIG. 1b).

層レジストパターン2人が得られた(第1図e)。A two-layer resist pattern was obtained (FIG. 1e).

なお、本発明のパターン形成材料中の樹脂として、以下
のものを用いても同様の良好な結果が得られた。もちろ
ん、これらに限定されることはな形成したレジスト層3
をq線ステッパにコン社製N5R1505G4C; N
Ao、42 )[jリマスク4を介して所望のパターン
li光5(2o。
Note that similar good results were obtained even when the following resins were used as the resin in the pattern forming material of the present invention. Of course, the formed resist layer 3 is not limited to these.
to the q-ray stepper made by Kon Co., Ltd. N5R1505G4C; N
Ao, 42) [jRemask 4 to desired pattern li light 5(2o.

mJ/CWI)L(第」図C)、MF−319アルカリ
現像液(シブレイ社)60秒パドル現現像上り、レジス
トパターン3Aを形成した(第1図d)。
mJ/CWI)L (Figure 1C) and MF-319 alkaline developer (Sibley) 60 seconds paddle development to form resist pattern 3A (Figure 1D).

得られたパターン3Aは、寸法変動がマスクパターント
変化のない0.5μmライン・アンド・スペースパター
ンであり、その形状も切シ立った矩型パターンであった
。この後、02RIEにより異方性エツチングを行った
が、上層のパターン3Aがそのまま寸法変動なく転写さ
れた良好な形状の下H (m、nは整数) (m、nは整数) OH これらに限定されるものではない。
The obtained pattern 3A was a 0.5 μm line-and-space pattern with no dimensional variation compared to the mask pattern, and its shape was also a sharp rectangular pattern. After that, anisotropic etching was performed by 02RIE, but the upper layer pattern 3A was transferred as it was without any dimensional change and a good shape was obtained.(m, n are integers) (m, n are integers) It is not something that will be done.

(m 、nは整数) (その2) 以下の本発明のパターン形成材料を用いて実施例(その
1)と同様の実験を行い、(その1)と同様の良好な結
果が得られた。
(m and n are integers) (Part 2) An experiment similar to Example (Part 1) was conducted using the following pattern forming material of the present invention, and good results similar to those in (Part 1) were obtained.

なお、本実施例中の本発明のパターン形成材料の例以外
に、以下の様な材料を用いた場合にも同様の良好な結果
が得られた。もちろん、本発明は(その3) 第2図を用いて本発明のパターン形成材料を用いた一実
施例のパターン形成方法について説明する。本発明のパ
ターン形成材料の組成は以下の通りとした。
In addition to the example of the pattern forming material of the present invention in this example, similar good results were obtained when the following materials were used. Of course, the present invention (part 3) will be described with reference to FIG. 2 about an example of a pattern forming method using the pattern forming material of the present invention. The composition of the pattern forming material of the present invention was as follows.

段差のある半導体等の基板6上に平坦化層としてRG−
3900B (日立化成) ヲ1.9 μm 厚テ形成
する(第2図a)。なお、第1図の膜100は省略して
込る。つぎK、上記の本発明のパターン形成材料を塗布
し、90″02分のホットプレートベークにより0.5
μm厚のレジヌト膜8を形成する(第2図b)。レンズ
開口数0.42のq線(436nm)光5を選択的にマ
スク4を介して照射し、(第2図C)アルカリ現像液で
おるNMD−3(東京応化)60秒パドルによりノくタ
ーン8Aを形成した(第2図d)。ノくターン8Aはア
スペクト比90’の膜ヘリの全くなイ0.6μmのライ
ン・アンド・スペースであった。この後、このパターン
8Aをマスクとして下層7を02エツチングした(第2
図e)。上層のノくターン8Aの耐o2エツチング性が
良好で、しかもノくターン形状が良好であったために、
得られたノくターン7Aは膜ペリ・寸法変動の全くない
0.5μmのライン・アンド・スペースパターンであっ
た。なおノくり−ン7 A (7) 上部にはパターン
8Aのエツチングされなかった層が残存していた。
RG- is applied as a flattening layer on a substrate 6 such as a semiconductor with steps.
3900B (Hitachi Chemical) 1.9 μm thick (Fig. 2a). Note that the membrane 100 in FIG. 1 is omitted. Next, K, apply the above pattern forming material of the present invention and bake on a hot plate for 90"02 minutes to give a 0.5"
A resin film 8 having a thickness of μm is formed (FIG. 2b). Selectively irradiate Q-ray (436 nm) light 5 with a lens numerical aperture of 0.42 through a mask 4 (Fig. 2C), and remove with an alkaline developer NMD-3 (Tokyo Ohka) using a paddle for 60 seconds. Turn 8A was formed (Figure 2d). Nokuturn 8A was a 0.6 μm line and space with no membrane edges and an aspect ratio of 90'. After that, the lower layer 7 was etched by 02 using this pattern 8A as a mask (second
Figure e). Because the upper layer Nokuturn 8A had good O2 etching resistance and a good Nokuturn shape,
The resulting Notuturn 7A was a 0.5 μm line and space pattern with no film periphery or dimensional variation. It should be noted that an unetched layer of pattern 8A remained on the top of No. 7A (7).

なお、本発明のパターン形成材料の例としてたとえば以
下の如き挙げられる。もちろん本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
Incidentally, examples of the pattern forming material of the present invention include the following. Of course, the present invention is not limited to these.

ジエチレングリコ−tV−)メチルニー、−/L/  
42.o/i発明の効果 以上のように、本発明によれば、今までにないSi含有
レジストであり、露光部の現像液可溶性が良く、材料の
耐エツチング性もすく゛れているため、形状の良い膜べ
りの少ない所望の微細レジメトパターンを形成すること
が可能となる。したがって、本発明の材料を用いること
により、微細なサブミクロンパターンを希望どおり形成
することができ、本発明は超高密度な半導体集積回路の
製造に大きく寄与するものである。すなわち、本発明の
パターン形成材料を用いることにより、半導体製造工程
における生産性および歩留まυ向上につながり、工業的
価値が高い。
diethyleneglyco-tV-)methylny, -/L/
42. Effects of the O/I Invention As described above, the present invention is a Si-containing resist that has never existed before, has good solubility in the developing solution in the exposed area, and has excellent etching resistance of the material, so it can have a good shape. It becomes possible to form a desired fine regimen pattern with less film loss. Therefore, by using the material of the present invention, fine submicron patterns can be formed as desired, and the present invention greatly contributes to the production of ultra-high density semiconductor integrated circuits. That is, the use of the pattern forming material of the present invention leads to improvements in productivity and yield υ in the semiconductor manufacturing process, and has high industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本発明のパターン形成材料を用いた
パターン形成方法の一実施例の工程断面図、第3図及び
第4図は従来のパターン形成材料を用いたパターン形成
方法の工程断面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・熱硬化させたポジ
レジスと、3.8・・・・・・本発明に係るパターン形
成材料、4・・・・・・マスク、6・・・・・・q線光
、6・・・・・・段差のある基板、7・・・ 平坦化層
(RG−3900B )。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名第 図 第 図 8Aハターン A ハ゛ダーン 第 図 第 図 だいノザターン ?Cパターン
1 and 2 are process cross-sectional views of an example of a pattern forming method using the pattern forming material of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are process steps of a pattern forming method using a conventional pattern forming material. FIG. 1...Substrate, 2...Thermoset positive resist, 3.8...Pattern forming material according to the present invention, 4...Mask, 6 . . . Q-ray light, 6 . . . Substrate with steps, 7 . . . Flattening layer (RG-3900B). Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano and one other person C pattern

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコンとフェノール系化合物を有する樹脂とナ
フトキノンジアジド化合物と溶媒を含んでなることを特
徴とするパターン形成材料。
(1) A pattern forming material comprising a resin containing silicone and a phenolic compound, a naphthoquinonediazide compound, and a solvent.
(2)フェノール系化合物がシリコンを介して重合した
樹脂と、ナフトキノンジアジド化合物と、溶媒を含んで
なる特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成材料。
(2) The pattern forming material according to claim 1, comprising a resin in which a phenolic compound is polymerized via silicone, a naphthoquinone diazide compound, and a solvent.
(3)フェノール系化合物とシリコン含有化合物が共重
合した樹脂と、ナフトキノンジアジド化合部と、溶媒を
含む特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成材料。
(3) The pattern forming material according to claim 1, which contains a resin obtained by copolymerizing a phenolic compound and a silicon-containing compound, a naphthoquinone diazide compound, and a solvent.
(4)フェノール系化合物が、クレゾール、キシレノー
ル、フェノールのいずれかである特許請求の範囲第2項
又は第3項に記載のパターン形成材料。
(4) The pattern forming material according to claim 2 or 3, wherein the phenolic compound is any one of cresol, xylenol, and phenol.
(5)シリコン含有化合物が、シラン、シロキサン、シ
ルセスシロキサンのいずれか、又は、それらの組み合わ
せである特許請求の範囲第3項に記載のパターン形成材
料。
(5) The pattern forming material according to claim 3, wherein the silicon-containing compound is one of silane, siloxane, silseth siloxane, or a combination thereof.
(6)主鎖および側鎖にSiを有したOH基を含む樹脂
とナフトキノンジアジド化合物を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成材料。
(6) The pattern forming material according to claim 1, which contains a resin containing an OH group with Si in its main chain and side chain, and a naphthoquinone diazide compound.
(7)主鎖がシラン又はシロキサン又はシルセスシロキ
サン又はその混合より成ることを特徴とする特許請求の
範囲第6項に記載のパターン形成材料。
(7) The pattern forming material according to claim 6, wherein the main chain is composed of silane, siloxane, silcesiloxane, or a mixture thereof.
(8)側鎖がフェノール基を有していることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項に記載のパターン形成材料。
(8) The pattern forming material according to claim 6, wherein the side chain has a phenol group.
(9)ナフトキノンジアジド化合物が、ナフトキノンジ
アジドスルホニルクロライド、又は、ナフトキノンジア
ジドスルホン酸エステル化合物である特許請求の範囲第
2項又は第3項又は第6項に記載のパターン形成材料。
(9) The pattern forming material according to claim 2, 3, or 6, wherein the naphthoquinonediazide compound is naphthoquinonediazide sulfonyl chloride or a naphthoquinonediazide sulfonic acid ester compound.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100916967B1 (en) * 2007-04-04 2009-09-14 주식회사 신한은행 Drug Purchase Loan Processing System

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