JPH0491433A - Multilayer resist and its etching method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基板上に回路を形成する際に施す多層
レジストの構造、およびそれを用いて行うエツチング方
法に関するものである。The present invention relates to a multilayer resist structure used when forming a circuit on a semiconductor substrate, and an etching method using the multilayer resist structure.
IC(集積回路)やLSI(大規模集積回路)を製造す
る時には、半導体基板上にレジストを着膜し、それを所
望のパターンにエツチングすることが行われている。回
路の高集積化、高密度化に伴い、微細なパターンを形成
することが必要となるが、そのためにレジストをパター
ニングする際の解像度を向上させることが要求される。
多層レジストは、そのような要求に応えるために考えら
れたものであり、複数個のレジスト層で構成される。そ
の代表的なものとしては、3層レジストがある。これは
、下層レジストと中間層レジストと上層レジストとから
成り、中間層レジストには、塗布焼成シリコン酸化膜(
Spin On GlasS、 以下rsOGJという
)が用いられる。
第2図は、従来の多層レジストをエツチングする工程を
示す図である。第2図において、1は半導体基板、2は
導電層、3は下層レジスト、31は側壁、4はSOG、
5は上層レジストである。
ここでは、半導体基板工の上に導電層2を形成し、それ
をエツチングして所望の配線状態にする場合を例にとっ
ている。以下、各工程について説明する。
■ 第2図(イ)の工程
導電層2の上に、下層レジスト3を塗布、焼成した後、
5OG4を塗布する。その上に、高解像度のフォトレジ
スト(例、ノボラック系レジスト)を上層レジスト5と
して、塗布、焼成する。
■ 第2図(ロ)の工程
上層レジスト5をエツチングする。もし、上層レジスト
5として電子線描画用レジストを用いたとするならば、
電子線直接描画装置でパターニングを行い、エツチング
する。
■ 第2図(ハ)の工程
上層レジスト5をマスクとし、CF、系ガスを用いたド
ライエツチング法により、5OG4をエツチングする。
■ 第2図(ニ)の工程
5OG4をマスクとし、酸素(プラズマ)を用いたドラ
イエツチング法により、下層レジスト3をエツチングす
る。この時、5OG4の上に残っていた上層レジスト5
も除去される。
この時のエツチングは、下層レジスト3の側壁方向にも
若干及び、側壁3−1は内側に削られた形状、即ち、ア
ンダーカットされた形状となる。
■ 第2図(ホ)の工程
5OG4を、HF液により剥離除去する。
■ 第2図〔へ)の工程
下層レジスト3をマスクとし、RIE法(Reacti
ve Ion Etching)により、導電層2をエ
ツチングする。エツチング後、下層レジスト3をアッシ
ング法等により除去する。
かくして、導電層2は、所望のパターンの配線にされる
。2. Description of the Related Art When manufacturing ICs (integrated circuits) and LSIs (large scale integrated circuits), a resist is deposited on a semiconductor substrate and etched into a desired pattern. As circuits become more highly integrated and densely packed, it becomes necessary to form fine patterns, and for this purpose, it is required to improve the resolution when patterning a resist. A multilayer resist was devised to meet such demands, and is composed of a plurality of resist layers. A typical example is a three-layer resist. This consists of a lower layer resist, an intermediate layer resist, and an upper layer resist, and the intermediate layer resist includes a coated and fired silicon oxide film (
Spin On Glass (hereinafter referred to as rsOGJ) is used. FIG. 2 is a diagram showing the process of etching a conventional multilayer resist. In FIG. 2, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a conductive layer, 3 is a lower resist layer, 31 is a side wall, 4 is SOG,
5 is an upper layer resist. Here, a case is taken as an example in which a conductive layer 2 is formed on a semiconductor substrate and is etched to form a desired wiring state. Each step will be explained below. ■ Process in Figure 2 (A) After coating the lower resist 3 on the conductive layer 2 and baking it,
Apply 5OG4. Thereon, a high-resolution photoresist (eg, novolak resist) is applied as an upper resist 5 and baked. (2) Etching the upper resist layer 5 in the process shown in FIG. 2 (b). If an electron beam drawing resist is used as the upper resist 5,
Patterning is performed using an electron beam direct writing device and etching is performed. (2) Process of FIG. 2(C) Using the upper layer resist 5 as a mask, 5OG4 is etched by a dry etching method using CF and a series gas. (2) Step 5 in FIG. 2(d) Using OG4 as a mask, the lower resist layer 3 is etched by a dry etching method using oxygen (plasma). At this time, the upper layer resist 5 remaining on 5OG4
is also removed. The etching at this time extends slightly toward the side walls of the lower resist 3, and the side walls 3-1 have an inwardly cut shape, that is, an undercut shape. (2) Step 5OG4 in FIG. 2 (e) is peeled off and removed using HF solution. ■ Process in Figure 2 (to) Use the lower resist layer 3 as a mask and use the RIE method (Reacti).
The conductive layer 2 is etched by ve ion etching. After etching, the lower resist layer 3 is removed by an ashing method or the like. In this way, the conductive layer 2 is formed into a desired pattern of wiring.
(問題点)
しかしながら、前記した従来の技術には、次のような問
題点があった。
第1の問題点は、下層レジスト3の側壁3−1に生ずる
アンダーカットが、パターンの微細化を妨げているとい
う点である。
第2の問題点は、下層レジスト3の上層に形成される5
OG4が、はがれ易いという点である。
第3の問題点は、5OG4と下層レジスト3との光の屈
折率が異なるため、全体の膜厚管理を正確に行うことが
出来ないと共に、屈折率が異なる=4
境界面で光の乱反射が起こるという点である。
(問題点の説明)
(1)第1の問題点について説明する。
側壁3−1がアンダーカットされる結果、第2図(へ)
に示すように、導電層2が所望の幅より狭くなってしま
い、設計通りにはならない。設計通りの幅にするために
は、アンダーカットにより狭くなる分を見込んで、第2
図(ニ)の5OG4の幅を広くしておかなければならな
い。このことは、パターンの微細化を妨げる。
ところで、アンダーカットを防止する方法が、従来なか
ったわけではない。下層レジスト3をエツチングする際
に、放電電力を大にし、圧力を可能な限り低くすること
によって防止できる。
しかし、そうすると、下層レジスト3のエツチングレー
トが低下し、マスクである5OG4に対するエツチング
の選択比(同じエツチング条件下で、下層レジスト3の
方が5OG4よりもどれだけ速くエツチングされるかを
示す比率)が小となる。
その結果、多層レジストを塗布する下地に凸部があった
場合、次に詳しく説明するように、その上方の5OG4
がエツチングの途中で消失してしまい、最終的にはパタ
ーンが所望通りには形成されないことがあるといった別
の問題点が出て来てしまう。
第7図は、従来のアンダーカット防止法の問題点を説明
する図である。符号は第2図のものに対応し、4−1は
5OG4の薄膜部、4−2は厚膜部、6は下地の凸部で
ある。
多層レジストを塗布する下地に凸部6があると、その上
方に塗布された5OG4の厚さは、凸部6がない部分に
比べて薄くなる。第7図は、5OG4をエツチングした
段階を示しており、第7図(イ)は断面を示し、第7図
(ロ)は上方から見た図を示す。
第7図(ロ)に示すように、いま5OG4か細い帯状に
エツチングされたとすると、その周囲には下層レジスト
3が広がっている。そして、その下部には凸部6が横た
わっている。
次の段階では、5OG4をマスクとして下層レジスト3
のエツチングを行うわけであるが、アンダーカット防止
のために放電電力を大にし、圧力を可能な限り低くする
と、下層レジスト3の5OG4に対する選択比が小にな
る。即ち、下層レジスト3のエツチングと同時にエツチ
ングされる5OG4の量も多くなる。そのため、下層レ
ジスト3のエツチングを終了するまでに、薄膜部4−1
が全てエツチングされ尽くしてしまう場合も出て来る。
その場合には、5OG4が薄膜部4−1のところで途切
れてしまうことになる。途切れれば、最終的に得られる
パターンは誤ったものとなる。
このような事情より、放電電力を大にせず、しかも圧力
を低くすることなくして、アンダーカットを防止できる
方法の出現が望まれていた。
(2)第2の問題点について説明する。
下層レジスト3や上層レジスト5は親水性であるのに対
し、5OG4は疏水性である。従って、5OG4と下層
レジスト3との間や、5OG4と上層レジスト5との間
では、化学結合をつくりにくい。
そのため、上層レジスト5が5OG4から剥がれたり、
5OG4が下層レジスト3から剥がれたりすることがあ
った。(3)第3の問題点について説明する。
下層レジスト3としては、例えばノボラック系レジスト
(例、東京応化工業製のTFR−3)が用いられるが、
これの光の屈折率は1.64である。
上層レジスト5としては、例えば高解像フォトレジスト
(例、東京応化工業製のT S M R−8700)が
用いられるが、これの光の屈折率は1.64である。
ところが、5OG4の屈折率は1.42〜1.46であ
り、両者とは異なる。
多層レジストの全体の膜厚は、エツチング時間をどの位
にすればよいか等にも関係して来るから、出来るだけ正
確に管理できることが望ましい。しかし、前記のように
屈折率が異なっているため、光学測定機を用いても膜厚
管理を正確に行うことは出来なかった。
更に、屈折率の異なる境界面で光の乱反射が起こり、パ
ターン転写精度や解像度を悪くしていた。
このようなことは、やはり微細化を妨げる一因となる。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。(Problems) However, the above-mentioned conventional technology has the following problems. The first problem is that the undercut that occurs on the sidewall 3-1 of the lower resist 3 impedes pattern refinement. The second problem is that the 5
The problem is that OG4 easily peels off. The third problem is that the refractive index of light between 5OG4 and the lower resist 3 is different, so the overall film thickness cannot be controlled accurately, and the refractive index is different = 4. Diffuse reflection of light occurs at the interface. The point is that it happens. (Explanation of the problem) (1) The first problem will be explained. As a result of the side wall 3-1 being undercut, Figure 2 (to)
As shown in FIG. 2, the width of the conductive layer 2 becomes narrower than the desired width, and the width is not as designed. In order to make the width as designed, the second
The width of 5OG4 in Figure (d) must be widened. This hinders pattern miniaturization. By the way, it is not as if there were no methods for preventing undercuts in the past. This can be prevented by increasing the discharge power and lowering the pressure as low as possible when etching the lower resist layer 3. However, in this case, the etching rate of the lower resist 3 decreases, and the etching selectivity for the 5OG4 mask (the ratio indicating how much faster the lower resist 3 is etched than the 5OG4 under the same etching conditions) increases. becomes small. As a result, if there is a convex part on the base to which the multilayer resist is applied, the 5OG4 above it will be explained in detail next.
Another problem arises in that the pattern may disappear during etching, and the pattern may not be formed as desired in the end. FIG. 7 is a diagram illustrating the problems of the conventional undercut prevention method. The symbols correspond to those in FIG. 2, 4-1 is a thin film part of 5OG4, 4-2 is a thick film part, and 6 is a convex part of the base. If there is a protrusion 6 on the base to which the multilayer resist is applied, the thickness of the 5OG4 coated above it will be thinner than in the area without the protrusion 6. FIG. 7 shows the stage of etching 5OG4, with FIG. 7(a) showing a cross section and FIG. 7(b) showing a view from above. As shown in FIG. 7(b), if 5OG4 is now etched into a thin strip, the lower resist 3 is spread around it. A convex portion 6 lies below it. In the next step, the lower resist 3 is applied using 5OG4 as a mask.
However, if the discharge power is increased and the pressure is made as low as possible to prevent undercutting, the selectivity of the lower resist 3 to 5OG4 becomes small. That is, the amount of 5OG4 etched simultaneously with the etching of the lower resist 3 increases. Therefore, by the time the etching of the lower resist layer 3 is finished, the thin film portion 4-1
There are cases where all of the information is etched out. In that case, 5OG4 will be interrupted at the thin film portion 4-1. If there is a break, the final pattern obtained will be incorrect. Under these circumstances, there has been a desire for a method that can prevent undercuts without increasing the discharge power or lowering the pressure. (2) The second problem will be explained. While the lower resist 3 and the upper resist 5 are hydrophilic, 5OG4 is hydrophobic. Therefore, it is difficult to form chemical bonds between the 5OG4 and the lower resist 3 or between the 5OG4 and the upper resist 5. Therefore, the upper resist 5 may peel off from the 5OG4,
5OG4 sometimes peeled off from the lower resist layer 3. (3) The third problem will be explained. As the lower resist 3, for example, a novolac resist (for example, TFR-3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo) is used.
The refractive index of this light is 1.64. As the upper layer resist 5, for example, a high-resolution photoresist (for example, T SMR-8700 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo) is used, and the light refractive index of this is 1.64. However, the refractive index of 5OG4 is 1.42 to 1.46, which is different from both. Since the overall film thickness of the multilayer resist is also related to how long the etching time should be, etc., it is desirable to be able to control it as accurately as possible. However, as mentioned above, since the refractive index is different, it has not been possible to accurately control the film thickness even using an optical measuring device. Furthermore, diffuse reflection of light occurs at interfaces with different refractive indexes, impairing pattern transfer accuracy and resolution. This kind of thing is also a factor that hinders miniaturization. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
前記課題を解決するため、本発明の多層レジストおよび
そのエツチング方法では、次のような手段を講じた。
即ち、本発明の多層レジストエツチング方法では、下層
レジストをその上のレジスト層をマスクとしてエツチン
グする際、エツチングガスとして酸素と窒素の混合ガス
を使用することとした。その場合に、該混合ガスにおけ
る窒素含有率の範囲としては、20〜70%を選定する
。
また、本発明の多層レジストでは、下層レジストの上に
、メチル基を含有させることにより疏水性とした塗布焼
成シリコン酸化膜を形成することとした。その場合に、
メチル基のシリコンに対する含有率としては、0.2〜
0.33を選定する。
更に、本発明の多層レジストでは、下層レジストの上に
、TiO2を含有させることにより屈折率を該下層レジ
ストと等しくした塗布焼成シリコン酸化膜を形成するこ
ととした。その場合に、T、0□の含有率としては、3
0〜70重量%を選定する。In order to solve the above problems, the following measures were taken in the multilayer resist and etching method of the present invention. That is, in the multilayer resist etching method of the present invention, a mixed gas of oxygen and nitrogen is used as the etching gas when etching the lower resist layer using the resist layer above it as a mask. In that case, the range of nitrogen content in the mixed gas is selected to be 20 to 70%. Furthermore, in the multilayer resist of the present invention, a coated and fired silicon oxide film made hydrophobic by containing methyl groups is formed on the lower resist layer. In that case,
The content of methyl group to silicon is 0.2 to
Select 0.33. Furthermore, in the multilayer resist of the present invention, a coated and fired silicon oxide film whose refractive index is made equal to that of the lower resist by containing TiO2 is formed on the lower resist. In that case, the content rate of T, 0□ is 3
0 to 70% by weight is selected.
下層レジスト3をエツチングする場合の工・ンチングガ
スとして、酸素と窒素の混合ガスを使用すると、理由は
未だ不明であるが、下層レジスト3がアンダーカットさ
れることがなくなる。そのため、バターニングを微細に
行うことが可能となる。
また、多層レジストの構成を、下層レジストの上に、メ
チル基を含有させて疏水性とした塗布焼成シリコン酸化
膜を形成したものにすると、同じく疏水性の下層レジス
トや上層レジストと化学結合し易くなり、レジスト層の
はがれを防止することが可能となる。
更に、多層レジストの構成を、下層レジストの上に、T
iO2を含有させることにより屈折率を該下層レジスト
と等しくした塗布焼成シリコン酸化膜を形成したものに
すると、屈折率が同じなので、各レジスト層全体の膜厚
管理が光学測定機を用いて正確に出来るようになる。そ
れと共に、レジスト層の境界面で屈折率の相違に基づく
乱反射が起こらなくなり、パターン転写暗度および解像
度を向上させる作用をする。If a mixed gas of oxygen and nitrogen is used as the etching gas when etching the lower resist 3, the lower resist 3 will not be undercut, although the reason is still unclear. Therefore, it becomes possible to perform fine patterning. Furthermore, if the structure of the multilayer resist is such that a coated and fired silicon oxide film containing methyl groups and made hydrophobic is formed on the lower resist layer, chemical bonding will easily occur with the lower resist layer and the upper resist layer, which are also hydrophobic. This makes it possible to prevent the resist layer from peeling off. Furthermore, the structure of the multilayer resist is changed to T on the lower layer resist.
If a coated and fired silicon oxide film is formed that has a refractive index equal to that of the underlying resist by containing iO2, the refractive index will be the same, so the thickness of each resist layer as a whole can be accurately controlled using an optical measuring device. become able to do. At the same time, diffuse reflection due to the difference in refractive index does not occur at the boundary surface of the resist layer, thereby improving pattern transfer darkness and resolution.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
〔第1の実施例〕
この実施例は、下層レジスト3の側壁3−1がアンダー
カットされないようにする多層レジストエツチング法に
関するものである。
第1図に、本発明のエツチング法を用いた多層レジスト
エツチング工程を示す。符号は、第2図のものに対応し
ている。
■ 第1図(イ)の工程から第1図()X)の工程まで
は、第2図(イ)の工程から第2図(ハ)の工程までと
同じであるから、説明は省略する。
■ 第1図(ニ)の工程
5OG4をマスクとして下層レジスト3をドライエツチ
ングする際、エツチングガスとして従来ハ酸素(プラズ
マ)を用いていたが、本発明では酸素と窒素(N2)と
の混合ガスを用いる。
このような混合ガスを用いれば、放電電力は小さくしか
も圧力を大にしてエツチングを行っても、下層レジスト
3がアンダーカットされることはなく、図示するように
側壁3−1は垂直になる。但し、窒素ガスを混合すると
、何故アンダー力・ントが防止されるのかは、未だ詳し
く究明されるに至ってはいない。
第3図は、エツチングガス中のN2含有率とレジストエ
ツチングレートとの関係およびレジストのSOGに対す
る選択比との関係を示す図である。
曲線イはエツチングレートを示し、曲線口は選択比を示
す。窒素の含有率が増加すれば、エッチングレートも選
択比も下がって行く。
実験によると、窒素の含有率が20%程度までだと、ま
だアンダーカットが観測されるから、含有率はそれ以上
にすることが好ましい。しかし、含有率をあまりに大に
すると、第3図に示されるように、エツチングレートや
選択比が低下して来て、それによる問題点(例、5OG
4の途切れ発生)が出て来る。従って、含有率は、20
〜70%程度とするのが適当である。
■ 第1図(ホ)の工程
5OG4を、HF液により剥離除去する。
■ 第1図(へ)の工程
下層レジスト3をマスクとして、導電層2をRIE法に
よりエツチングする。下層レジスト3の側壁3−1が垂
直となっているから、導電層2は設計通りの幅とされる
。
そのため、第1図(ニ)での5OG4の幅は、アンダー
カットを見込んだ広い幅にしておく必要がない。これに
より、微細化を向上させることが出来る。
〔第2の実施例〕
これは、上層レジスト5あるいは5OG4のはがれを防
止するため、多層レジストを構成するにあたり、中間層
レジストである5OG4を疏水性としたものである。
5OG4は、Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. [First Embodiment] This embodiment relates to a multilayer resist etching method that prevents the side wall 3-1 of the lower resist 3 from being undercut. FIG. 1 shows a multilayer resist etching process using the etching method of the present invention. The symbols correspond to those in FIG. ■ The process from Figure 1 (A) to Figure 1 ()X) is the same as the process from Figure 2 (A) to Figure 2 (C), so the explanation is omitted. . ■ Conventionally, oxygen (plasma) was used as the etching gas when dry etching the lower resist layer 3 using Step 5OG4 in FIG. Use. If such a mixed gas is used, even if etching is performed with a small discharge power and a high pressure, the lower resist 3 will not be undercut, and the side wall 3-1 will be vertical as shown. However, it has not yet been determined in detail why mixing nitrogen gas prevents under-force and traction. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the N2 content in the etching gas and the resist etching rate, and the relationship between the selectivity of the resist to SOG. Curve A indicates the etching rate, and curve opening indicates the selectivity. As the nitrogen content increases, the etching rate and selectivity decrease. Experiments have shown that if the nitrogen content is up to about 20%, undercuts are still observed, so it is preferable to increase the nitrogen content higher than that. However, if the content is too high, the etching rate and selectivity will decrease as shown in Figure 3, resulting in problems (e.g., 5OG
4) will appear. Therefore, the content is 20
It is appropriate to set it to about 70%. (2) Step 5OG4 in FIG. 1 (E) is peeled off and removed using HF solution. (2) Process of FIG. 1(f) Using the lower resist layer 3 as a mask, the conductive layer 2 is etched by RIE. Since the sidewall 3-1 of the lower resist 3 is vertical, the conductive layer 2 has a width as designed. Therefore, the width of 5OG4 in FIG. 1(d) does not need to be wide enough to accommodate the undercut. Thereby, miniaturization can be improved. [Second Embodiment] In this example, in order to prevent the upper layer resist 5 or 5OG4 from peeling off, the middle layer resist 5OG4 is made hydrophobic when forming a multilayer resist. 5OG4 is
この実施例は、多層レジストを構成するに当たり、5O
G4にTiO2を含有させ、5OG4の光の屈折率を下
層レジスト3や上層レジスト5の屈折率と略等しくなる
ようにしたものである。
第6図は、SOG中のT、O□含有率と屈折率との関係
を示す図である。横軸の含有率は、重量%である。
T、02の含有率が大になるにつれ、屈折率も大になる
。屈折率が1.64となる含有率は、約50%である。
従って、T、O□の含有率を約50%にすることにより
、5OG4と下層レジスト3および上層レジスト5との
屈折率をほぼ同じにすることが出来る。
その結果、多層レジスト全体の膜厚管理を光学測定機を
用いて正確に行うことが出来ると共に、レジスト層の境
界面で光の乱反射が起こらなくなり、パターン転写精度
および解像度が向上する。
次に、この実施例の多層レジストを、第1図(イ)のよ
うに成膜する具体例を示す。
(1)先ず、ノボラック系レジスト(例、東京応化工業
製 TFR−3)を塗布焼成して、下層レジスト3とす
る。塗布はスピンコーターを用いて行い、例えば430
0rpmで30秒間行う。焼成は、例えば180 ’C
で6分間行う。このようにして成膜された下層レジスト
3の厚みは、約1μmである。
(2)次に、SOG (例、東京応化工業製 Type
−6゜Ti−3i Film)にTi O□を約50%
含有させたものを塗布焼成して、中間層レジストとする
。塗布はスピンコーターを用いて行い、例えば300O
rpmで30秒間行う。焼成は、例えば180°Cで8
分間行う。
このようにして成膜された5OG4の厚みは、約0.1
μmである。
(3)最後に、光描画用の高解像度フォトレジスト(例
、東京応化工業製 T S M R−8700)を塗布
焼成して、上層レジスト5とする。塗布はスピンコータ
ーを用いて行い、例えば11000rpで30秒間行う
。焼成は、例えば120’Cで6分間行う。このように
して成膜された5OG4の厚みは、約0.5μmである
。
SOGに含有させる物質としてばTi O,に限られる
わけではなく、SOGの屈折率を下層レジスト3や上層
レジスト5の屈折率と等しくなるまで増大させ得る物質
であれば、他のものでもよい。In this example, 5O
G4 contains TiO2 so that the refractive index of 5OG4 light is approximately equal to the refractive index of the lower resist layer 3 and the upper resist layer 5. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the T and O□ contents in SOG and the refractive index. The content on the horizontal axis is weight %. As the content of T,02 increases, the refractive index also increases. The content at which the refractive index is 1.64 is about 50%. Therefore, by setting the content of T and O□ to about 50%, it is possible to make the refractive indexes of 5OG4, the lower resist 3, and the upper resist 5 almost the same. As a result, the thickness of the entire multilayer resist can be accurately controlled using an optical measuring device, and diffuse reflection of light does not occur at the boundaries of the resist layers, improving pattern transfer accuracy and resolution. Next, a specific example of forming the multilayer resist of this example as shown in FIG. 1(a) will be shown. (1) First, a novolak resist (eg, TFR-3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied and fired to form the lower resist 3. Coating is done using a spin coater, for example 430
Run for 30 seconds at 0 rpm. Firing, for example, at 180'C
Do this for 6 minutes. The thickness of the lower resist 3 formed in this manner is approximately 1 μm. (2) Next, SOG (e.g., Tokyo Ohka Kogyo Type
-6゜Ti-3i Film) with about 50% TiO□
The contained material is coated and fired to form an intermediate layer resist. Application is performed using a spin coater, for example, 300O
RPM for 30 seconds. For example, baking at 180°C
Do this for minutes. The thickness of the 5OG4 film formed in this way is approximately 0.1
It is μm. (3) Finally, a high-resolution photoresist for optical drawing (for example, T SMR-8700 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo) is coated and baked to form the upper layer resist 5. Coating is performed using a spin coater, for example, at 11,000 rpm for 30 seconds. Firing is performed, for example, at 120'C for 6 minutes. The thickness of 5OG4 thus formed is about 0.5 μm. The substance to be included in the SOG is not limited to Ti 2 O, but any other substance may be used as long as it can increase the refractive index of the SOG until it becomes equal to the refractive index of the lower resist 3 and the upper resist 5.
以上述べた如く、本発明の多層レジストおよびそのエツ
チング方法によれば、次のような効果を奏する。
■下層レジストのアンダーカットを防止する。
下層レジスト3をエツチングする場合のエツチングガス
として、酸素と窒素の混合ガスを使用すると、理由は未
だ不明であるが、下層レジスト3がアンダーカットされ
ることがなくなる。
従って、アンダーカット分を見込んでエツチング幅を設
計する必要がなく、微細化を一層向上させることが出来
る。
■レジスト層間のはがれを防止する。
多層レジストの構成を、下層レジストの上に、メチル基
を含有させることにより疏水性とした塗布焼成シリコン
酸化膜を形成したものとすると、同じく疏水性である下
層レジストや上層レジストと化学結合し易くなり、接着
性が良くなる。そのため、レジスト層間のはがれが防止
される。
■膜厚の正確な管理が出来、レジスト層境界面での乱反
射を防止する。
多層レジストの構成を、下層レジストの上に、T10□
を含有させることにより屈折率を該下層レジストと等し
くした塗布焼成シリコン酸化膜を形成したものとすると
、光学測定機を用いて膜厚が正確に測れるようになる。
そのため、各レジスト層間体の膜厚管理が正確に出来る
ようになる。
また、レジスト層の境界面で屈折率の相違に基づく乱反
射が起こらなくなるから、パターン転写精度や解像度が
向上する。
第7図・・・従来のアンダーカット防止法の問題点を説
明する図
図において、1は半導体基板、2は導電層、3は下層レ
ジスト、3−1は側壁、4はSOG、5は上層レジスト
である。As described above, the multilayer resist and the etching method thereof of the present invention have the following effects. ■Prevents undercutting of the lower resist. If a mixed gas of oxygen and nitrogen is used as the etching gas when etching the lower resist layer 3, the lower resist layer 3 will not be undercut, although the reason is still unclear. Therefore, there is no need to design the etching width in consideration of the undercut, and it is possible to further improve the miniaturization. ■Preventing peeling between resist layers. If the structure of the multilayer resist is such that a coated and fired silicon oxide film that is made hydrophobic by containing methyl groups is formed on the lower resist layer, it is likely to chemically bond with the lower resist layer and the upper resist layer, which are also hydrophobic. This improves adhesion. Therefore, peeling between resist layers is prevented. ■Accurate control of film thickness and prevention of diffused reflection at the resist layer interface. The structure of the multilayer resist is T10□ on top of the lower layer resist.
If a coated and fired silicon oxide film is formed which has a refractive index equal to that of the underlying resist by containing the resist, the film thickness can be accurately measured using an optical measuring device. Therefore, the film thickness of each resist interlayer can be accurately controlled. Further, since diffuse reflection due to a difference in refractive index does not occur at the boundary surface of the resist layer, pattern transfer accuracy and resolution are improved. Figure 7: A diagram explaining the problems of the conventional undercut prevention method. In the diagram, 1 is the semiconductor substrate, 2 is the conductive layer, 3 is the lower resist layer, 3-1 is the side wall, 4 is SOG, and 5 is the upper layer. It is a resist.
第1図・・・本発明のエツチング法を用いた多層レジス
トエツチング工程を示す図
第2図・・・従来の多層レジストをエツチングする工程
を示す図
第3図・・・エツチングガス中のN2含有率とレジスト
エツチングレートとの関係およびレジストのSOGに対
する選択比との関係を示す図
第4図・・・メチル基含有率とRIBエツチングレート
との関係を示す図
第5図・・・赤外吸収スペクトル測定結果を示す同第6
図・・・SOG中のT、0□含有率と屈折率との関係を
示す図
特許出願人 富士ゼロックス株式会社代理人弁理士
本 庄 富 雄
第1
図
第2図
Δ゛、\にJ−Oのooi’f;、’r々剛%諏ム゛べ
KJ−1(N+凡′へム
叫
葦
俯Figure 1: A diagram showing a multilayer resist etching process using the etching method of the present invention. Figure 2: A diagram showing a conventional multilayer resist etching process. Figure 3: N2 content in etching gas. Figure 4 shows the relationship between the resist etching rate and resist etching rate and the selectivity of the resist to SOG. Figure 5 shows the relationship between the methyl group content and the RIB etching rate. Infrared absorption. The 6th part of the same shows the spectrum measurement results.
Figure: Diagram showing the relationship between T, 0□ content and refractive index in SOG Patent applicant Fuji Xerox Co., Ltd. Representative Patent Attorney Tomio Honjo 1 Figure 2 Figure 2 Δ゛, \J- O'ooi'f;,'rgo%sumu ゛be KJ-1 (N + ordinary' hem shouting down)
Claims (6)
てエッチングする際、エッチングガスとして酸素と窒素
の混合ガスを使用することを特徴とする多層レジストエ
ッチング方法。(1) A multilayer resist etching method characterized in that a mixed gas of oxygen and nitrogen is used as an etching gas when etching a lower resist layer using the resist layer thereon as a mask.
したことを特徴とする請求項1記載の多層レジストエッ
チング方法。(2) The multilayer resist etching method according to claim 1, characterized in that the nitrogen content in the mixed gas is 20 to 70%.
により疏水性とした塗布焼成シリコン酸化膜を形成した
ことを特徴とする多層レジスト。(3) A multilayer resist characterized in that a coated and fired silicon oxide film made hydrophobic by containing methyl groups is formed on a lower resist layer.
.33としたことを特徴とする請求項3記載の多層レジ
スト。(4) The content of methyl groups in silicon is 0.2 to 0.
.. 3. The multilayer resist according to claim 3, wherein
とにより屈折率を該下層レジストと等しくした塗布焼成
シリコン酸化膜を形成したことを特徴とする多層レジス
ト。(5) A multilayer resist characterized in that a coated and fired silicon oxide film is formed on the lower resist layer to have a refractive index equal to that of the lower resist layer by containing TiO_2.
とを特徴とする請求項5記載の多層レジスト。(6) The multilayer resist according to claim 5, characterized in that the content of TiO_2 is 30 to 70% by weight.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20561590A JPH0491433A (en) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | Multilayer resist and its etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20561590A JPH0491433A (en) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | Multilayer resist and its etching method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491433A true JPH0491433A (en) | 1992-03-24 |
Family
ID=16509813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20561590A Pending JPH0491433A (en) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | Multilayer resist and its etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491433A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100249172B1 (en) * | 1996-10-24 | 2000-03-15 | 김영환 | Method of etching photoresist |
| JP2010050477A (en) * | 1997-10-22 | 2010-03-04 | Imec | Anisotropic etching of organic compound containing insulating layer |
-
1990
- 1990-08-02 JP JP20561590A patent/JPH0491433A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100249172B1 (en) * | 1996-10-24 | 2000-03-15 | 김영환 | Method of etching photoresist |
| JP2010050477A (en) * | 1997-10-22 | 2010-03-04 | Imec | Anisotropic etching of organic compound containing insulating layer |
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