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JPH04340553A - Laminated material for multilayer resist method - Google Patents

Laminated material for multilayer resist method

Info

Publication number
JPH04340553A
JPH04340553A JP13945991A JP13945991A JPH04340553A JP H04340553 A JPH04340553 A JP H04340553A JP 13945991 A JP13945991 A JP 13945991A JP 13945991 A JP13945991 A JP 13945991A JP H04340553 A JPH04340553 A JP H04340553A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
silicon oxide
resist
oxide film
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP13945991A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2641644B2 (en
Inventor
Hatsuyuki Tanaka
初幸 田中
Hidekatsu Obara
秀克 小原
Toshimasa Nakayama
寿昌 中山
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.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP3139459A priority Critical patent/JP2641644B2/en
Publication of JPH04340553A publication Critical patent/JPH04340553A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2641644B2 publication Critical patent/JP2641644B2/en
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a high-precision mask pattern on a substrate by multilayer resist method by using a uniform and dense silicon oxide film as an intermediate film formed under nonaqueous condition. CONSTITUTION:A mask pattern is formed on a substrate to be worked by multilyaer resist method that a flattening film, intermediate film, and resist film are successively formed on the substrate or an intermediate film and resist film are successively formed on the substrate and then a desired pattern is transferred successively from the upper layer. In this method, a silicon oxide film formed under nonaqueous condition is used as the intermediate film.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は多層レジスト法によるマ
スクパターンの形成に用いるための積層材料に関するも
のである。さらに詳しくいえば、本発明は、半導体素子
などの製造工程において用いられる、被加工基板上に高
精度でレジストパターンを転写しうる二層又は三層レジ
スト法に用いるための積層材料に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated material for use in forming a mask pattern by a multilayer resist method. More specifically, the present invention relates to a laminated material for use in a two-layer or three-layer resist method, which is used in the manufacturing process of semiconductor devices and can transfer a resist pattern onto a processed substrate with high precision. .

【0002】0002

【従来の技術】近年、半導体素子の集積度が進み、リソ
グラフィー工程でのレジストパターンの微細化が要求さ
れている。この要求に対応する手段の1つとして多層レ
ジスト法が提案されている。このような多層レジスト法
としては従来三層レジスト法と二層レジスト法が知られ
ているが、この三層レジスト法は、まず基板の凹凸を平
坦化するために、該基板上に厚い流動性有機物で平坦化
膜を形成したのち、その上に無機物から成る中間膜を設
け、さらにその上にレジスト膜を形成して露光、現像処
理を行ってパターンを形成し、次いで、このパターンを
中間膜、平坦化膜と順次エッチングにより転写して、基
板上に所望のマスクパターンを形成させることにより行
われ、また、二層レジスト法は、基板の凹凸を平坦化す
る作用を有する無機物から成る中間膜を形成したのち、
その上にレジスト膜を形成し、前記の三層レジスト法と
同様に順次エッチングして、レジストパターンを転写す
ることにより行われる。
2. Description of the Related Art In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, there has been a demand for finer resist patterns in lithography processes. A multilayer resist method has been proposed as one means to meet this demand. Three-layer resist method and two-layer resist method are conventionally known as such multilayer resist methods, but in this three-layer resist method, a thick fluid layer is first applied to the substrate in order to flatten the unevenness of the substrate. After forming a flattening film with an organic material, an intermediate film made of an inorganic material is provided on top of the planarization film, and a resist film is further formed on top of the planarization film, which is exposed and developed to form a pattern. The two-layer resist method uses an intermediate film made of an inorganic material that has the effect of flattening the unevenness of the substrate. After forming the
This is carried out by forming a resist film thereon, sequentially etching it in the same way as the three-layer resist method described above, and transferring the resist pattern.

【0003】ところで、前記多層レジスト法における中
間膜の形成には、従来量産性の面から、例えばアルコキ
シシランやハロゲノシランなどのケイ素化合物を加水分
解して調製した塗布型のシリカ系材料を用い、この塗布
型のシリカ系材料を塗布したのち、焼成することにより
、酸化ケイ素膜から成る中間膜を形成させる方法が用い
られていた。
By the way, in order to form the intermediate film in the multilayer resist method, from the viewpoint of mass production, a coating type silica material prepared by hydrolyzing a silicon compound such as an alkoxysilane or a halogenosilane is conventionally used. A method has been used in which an intermediate film made of a silicon oxide film is formed by applying this coating-type silica-based material and then baking it.

【0004】しかしながら、このようにして形成された
酸化ケイ素膜は吸湿性を有し、雰囲気中の水分を吸収し
やすく、したがって、この膜上にレジストパターンを形
成すると吸収された水分の影響で該レジストパターンと
の密着性が低下し、エッチングによりレジストパターン
を転写する際に十分な精度が得られないという欠点があ
る。
However, the silicon oxide film formed in this way has hygroscopic properties and easily absorbs moisture in the atmosphere. Therefore, when a resist pattern is formed on this film, the absorbed moisture will cause damage to the silicon oxide film. There is a drawback that adhesion with the resist pattern is reduced, and sufficient precision cannot be obtained when transferring the resist pattern by etching.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の多層レジスト法に用いる積層材料が有する欠点を
克服し、被加工基板上に高精度でレジストパターンを転
写しうる多層レジスト法用積層材料を提供することを目
的としてなされたものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention overcomes the drawbacks of the laminated materials used in the conventional multilayer resist method, and provides a method for the multilayer resist method that can transfer a resist pattern onto a processed substrate with high precision. This was done for the purpose of providing a laminated material.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは被加工基板
上に高精度でレジストパターンを転写しうる多層レジス
ト法によりマスクパターンを形成するのに用いる積層材
料を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、中間膜として非
水条件下で形成された吸湿性の少ない酸化ケイ素膜を用
いることにより、前記目的を達成しうることを見い出し
、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have conducted extensive research in order to develop a laminated material used to form a mask pattern using a multilayer resist method that can transfer a resist pattern onto a processed substrate with high precision. As a result, the inventors discovered that the above object can be achieved by using a silicon oxide film with low hygroscopicity formed under non-aqueous conditions as the interlayer film, and based on this knowledge, the present invention was completed.

【0007】すなわち、本発明は被加工基板上に、平坦
化膜から成る第1層、中間膜から成る第2層及びレジス
ト膜から成る第3層を積層した構造をもつ、三層レジス
ト法用積層材料において、該中間膜が非水条件下で形成
された酸化ケイ素膜から成るか、あるいは被加工基板上
に、中間膜から成る第1層及びレジスト膜から成る第2
層を積層した構造をもつ、二層レジスト法用積層材料に
おいて、該中間膜が非水条件下で形成された酸化ケイ素
膜であることを特徴とする多層レジスト法用積層材料を
提供するものである。
That is, the present invention provides a three-layer resist method having a structure in which a first layer consisting of a flattening film, a second layer consisting of an intermediate film, and a third layer consisting of a resist film are laminated on a substrate to be processed. In the laminated material, the intermediate film is made of a silicon oxide film formed under non-aqueous conditions, or a first layer made of an intermediate film and a second layer made of a resist film are placed on a substrate to be processed.
The present invention provides a laminated material for a two-layer resist method having a structure in which layers are laminated, wherein the intermediate film is a silicon oxide film formed under non-aqueous conditions. be.

【0008】本発明でいう「非水条件下」とは、水の不
存在下及び水の生成を伴わない条件下を意味する。従来
の多層レジスト法において用いられている酸化ケイ素膜
から成る中間膜は、水の存在下又は水が生成する条件下
で形成されるため、その赤外吸収スペクトルにおいて、
水の存在に起因する波数3200〜3600cm−1の
範囲にピークが存在するのに対し、本発明における酸化
ケイ素膜から成る中間膜は、前記波数の範囲に実質上ピ
ークが存在しないという点で、両者の間には明らかに組
成上の差異が認められる。
[0008] "Non-aqueous conditions" as used in the present invention means conditions in the absence of water and without the production of water. The interlayer film made of silicon oxide film used in the conventional multilayer resist method is formed in the presence of water or under conditions where water is generated, so in its infrared absorption spectrum,
While there is a peak in the wave number range of 3200 to 3600 cm due to the presence of water, the intermediate film made of the silicon oxide film of the present invention has substantially no peak in the wave number range. There is clearly a difference in composition between the two.

【0009】このような特徴をもつ酸化ケイ素膜から成
る中間膜は、例えば基板表面又は平坦化膜上に、シラザ
ン化合物の有機溶剤溶液を塗布し、次いでこれを酸化雰
囲気中で焼成することによって得られる。このシラザン
化合物は、分子中にSi‐N結合を有する化合物の総称
であるが、本発明方法においては、分子中に酸素原子を
含まないシラザン化合物を用いるのが好ましい。
[0009] An intermediate film made of a silicon oxide film having such characteristics can be obtained, for example, by applying an organic solvent solution of a silazane compound on the substrate surface or a flattened film, and then baking the solution in an oxidizing atmosphere. It will be done. This silazane compound is a general term for compounds having an Si-N bond in the molecule, but in the method of the present invention, it is preferable to use a silazane compound that does not contain an oxygen atom in the molecule.

【0010】このようなシラザン化合物は、ハロゲノシ
ランやオルガノハロゲノシランとアンモニア又はアミン
類とを、有機溶媒中で反応させることによって得られる
。この際用いられるハロゲノシランとしては、例えばS
iCl4、HSiCl3、H2SiCl2、H3SiC
lなどを挙げることができるし、またオルガノハロゲノ
シランとしては、例えばCH3SiHCl2、CH3S
iH2Cl、CH3SiCl3、(CH3)2SiCl
2、(CH3)3SiCl、C2H5SiCl3、(C
2H5)3SiCl、(C2H5)(C6H5)SiC
l2、(C2H5)(C6H5)2SiCl、(CH3
)3CSiHCl2、(CH3)2CHSiHCl2、
(C6H5)SiHCl2、(C6H5)SiCl3、
(C6H5)2SiCl2、(C6H5)3SiCl、
C6H5CH2SiCl3、(C6H5CH2)2Si
Cl2、(C6H5CH2)3SiClなどを挙げるこ
とができる。
Such a silazane compound can be obtained by reacting a halogenosilane or organohalogenosilane with ammonia or an amine in an organic solvent. Examples of the halogenosilane used at this time include S
iCl4, HSiCl3, H2SiCl2, H3SiC
Examples of organohalogenosilanes include CH3SiHCl2, CH3S
iH2Cl, CH3SiCl3, (CH3)2SiCl
2, (CH3)3SiCl, C2H5SiCl3, (C
2H5)3SiCl, (C2H5)(C6H5)SiC
l2, (C2H5) (C6H5)2SiCl, (CH3
)3CSiHCl2, (CH3)2CHSiHCl2,
(C6H5)SiHCl2, (C6H5)SiCl3,
(C6H5)2SiCl2, (C6H5)3SiCl,
C6H5CH2SiCl3, (C6H5CH2)2Si
Examples include Cl2, (C6H5CH2)3SiCl, and the like.

【0011】一方、これらのハロゲノシランやオルガノ
ハロゲノシランと反応させるアミン類としては、例えば
モノメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブ
チルアミンなどの低級アルキルアミンやエチレンジアミ
ンなどのポリアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミ
ンなどのアラルキルアミンなどを挙げることができる。
On the other hand, examples of amines to be reacted with these halogenosilanes and organohalogenosilanes include lower alkylamines such as monomethylamine, ethylamine, propylamine, and butylamine, polyamines such as ethylenediamine, and aralkylamines such as benzylamine and phenethylamine. etc. can be mentioned.

【0012】また、これらの反応に用いる有機溶媒とし
ては、例えばトルエン、キシレン、ジエチルエーテル、
ジクロロメタンなどが挙げられる。
[0012] Examples of organic solvents used in these reactions include toluene, xylene, diethyl ether,
Examples include dichloromethane.

【0013】特に好適なシラザン化合物は、前記有機溶
媒中に、HSiCl3、H2SiCl2、H3SiCl
などのハロゲノシランを溶解し、これにアンモニアガス
を吹き込むことによって得られるものである。
Particularly suitable silazane compounds include HSiCl3, H2SiCl2, H3SiCl2,
It is obtained by dissolving halogenosilane such as and blowing ammonia gas into it.

【0014】本発明においては、このようにして得られ
たハロゲノシラン又はオルガノハロゲノシランとアンモ
ニア又はアミン類との反応混合物をそのまま塗布液とす
ることもできるし、またこの反応混合物から減圧蒸留な
どにより溶媒を除去して、所望のシラザン化合物を油状
物質又は固体物質として回収したのち、これを適当な有
機溶剤に溶解し塗布液とすることもできる。
In the present invention, the reaction mixture of halogenosilane or organohalogenosilane and ammonia or amines thus obtained can be used as a coating liquid as it is, or the reaction mixture can be distilled under reduced pressure or the like. After removing the solvent and recovering the desired silazane compound as an oily substance or solid substance, this can be dissolved in a suitable organic solvent to prepare a coating solution.

【0015】この場合の有機溶剤としては、例えばメタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シク
ロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジメチロールベ
ンゼン、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリ
ルアルコール、ジアセトンアルコール、エチレングリコ
ールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノ
アルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキ
ルエーエル、プロピレングリコールモノアルキルエーテ
ルなどのアルコール類、酢酸アルキルエステル、ジエチ
レングリコールモノアルキルエーテルアセテート、トリ
エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、
プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート
、アセト酢酸エチルエステル、乳酸アルキルエステル、
安息香酸アルキルエステル、ベンジルアセテート、グリ
セリンジアセテートなどのエステル類、アセトン、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン
、イソホロン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、メチルn‐ブチルケトン、アセトニルアセトンなど
のケトン類、n‐ペンタン、n‐ヘキサン、イソヘキサ
ン、n‐ヘプタン、n‐オクタン、イソオクタン、ベン
ゼン、トンエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチル
ベンゼン、イソプロピルベンゼン、テトラリンなどの炭
化水素類などが挙げられる。これらの有機溶剤は単独で
用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
Examples of the organic solvent in this case include methanol, ethanol, propanol, butanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, dimethylolbenzene, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, diacetone alcohol, ethylene glycol monoalkyl ether, and diethylene glycol. Alcohols such as monoalkyl ether, triethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, acetic acid alkyl ester, diethylene glycol monoalkyl ether acetate, triethylene glycol monoalkyl ether acetate,
Propylene glycol monoalkyl ether acetate, acetoacetic acid ethyl ester, lactic acid alkyl ester,
Esters such as benzoic acid alkyl ester, benzyl acetate, glycerin diacetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, acetylacetone, isophorone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-butyl ketone, acetonyl acetone, n-pentane, Examples include hydrocarbons such as n-hexane, isohexane, n-heptane, n-octane, isooctane, benzene, tonene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, isopropylbenzene, and tetralin. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0016】本発明において、所望の中間膜を形成する
には、塗布液として、シラザン化合物を1〜60重量%
、好ましくは10〜30重量%の割合で含有し、かつ常
温における粘度が0.5〜50センチポイズ、好ましく
は1〜20センチポイズの範囲にあるものを用いるのが
実用上好適である。該粘度は所望の膜厚などによって、
有機溶剤の種類や量を適宜選択することにより、調整す
ることができる。
In the present invention, in order to form the desired intermediate film, 1 to 60% by weight of a silazane compound is added to the coating liquid.
, preferably in a proportion of 10 to 30% by weight, and whose viscosity at room temperature is in the range of 0.5 to 50 centipoise, preferably 1 to 20 centipoise, is practically suitable. The viscosity depends on the desired film thickness, etc.
It can be adjusted by appropriately selecting the type and amount of the organic solvent.

【0017】本発明における中間膜は、前記のようにし
て調製された塗布液を、中間膜形成面にスピンナー法、
スプレー法、浸せき法など、従来慣用されている手段に
より塗布したのち、50〜200℃程度の温度で乾燥し
てポリシラザン系被膜を形成させ、次いで大気中又は酸
素雰囲気中で、通常200〜800℃の範囲の温度にお
いて、15〜60分間程度焼成し、該ポリシラザン系被
膜を酸化ケイ素膜に転化することにより、形成すること
ができる。
The interlayer film in the present invention can be prepared by applying the coating solution prepared as described above to the surface on which the interlayer film is to be formed using a spinner method.
After coating by a conventionally used method such as a spray method or a dipping method, it is dried at a temperature of about 50 to 200°C to form a polysilazane film, and then coated in the air or an oxygen atmosphere at a temperature of usually 200 to 800°C. The polysilazane film can be formed by baking at a temperature in the range of 15 to 60 minutes to convert the polysilazane film into a silicon oxide film.

【0018】このようにして形成された中間膜は膜厚が
0.2〜3.0μmのクラックのない均質な吸湿性の低
い酸化ケイ素から成る連続膜であるが、本発明の目的が
そこなわれない範囲で窒素原子や炭素原子が含有されて
いてもよい。
The intermediate film thus formed is a crack-free, homogeneous, continuous film made of silicon oxide with low hygroscopicity and has a thickness of 0.2 to 3.0 μm. Nitrogen atoms and carbon atoms may be contained to the extent that they are not included.

【0019】本発明の積層材料を用いて、多層レジスト
法により基板上にマスクパターンを形成させるには、三
層レジスト法の場合、まず基板上に有機レジストやポリ
イミド系樹脂などから成る平坦化層を形成させたのち、
その上に前記の酸化ケイ素膜から成る中間膜を形成し、
さらにこの中間膜上にレジスト膜を形成させ、次いで所
定パターンのマスクを介して活性線を照射したのち、現
像処理を施すことで、酸化ケイ素膜上にレジストパター
ンを形成する。次に、この形成されたレジストパターン
をマスクとして酸化ケイ素膜をエッチングにより除去し
たのち、パターン化された酸化ケイ素膜をマスクとして
平坦化層をエッチングにより除去すればよい。また、二
層レジスト法の場合には、基板上にまず前記の酸化ケイ
素膜から中間膜を形成させたのち、その上にリソグラフ
ィによりレジストパターンを形成し、次いで、このレジ
ストパターンをマスクとして、該酸化ケイ素膜をエッチ
ングにより除去すればよい。
In order to form a mask pattern on a substrate by a multilayer resist method using the laminated material of the present invention, in the case of a three-layer resist method, first a flattening layer made of an organic resist, polyimide resin, etc. is formed on the substrate. After forming
forming an intermediate film made of the silicon oxide film thereon;
Further, a resist film is formed on this intermediate film, and then active rays are irradiated through a mask with a predetermined pattern, followed by development treatment, thereby forming a resist pattern on the silicon oxide film. Next, the silicon oxide film is removed by etching using the formed resist pattern as a mask, and then the planarization layer is removed by etching using the patterned silicon oxide film as a mask. In the case of the two-layer resist method, an intermediate film is first formed from the silicon oxide film on the substrate, a resist pattern is formed on it by lithography, and then this resist pattern is used as a mask to The silicon oxide film may be removed by etching.

【0020】この場合、酸化ケイ素膜とその上に形成さ
れるレジスト膜との密着性を向上させるために、レジス
ト膜を形成させる直前に該酸化ケイ素膜を200〜60
0℃の範囲の温度で加熱処理するのが望ましく、さらに
必要ならば、該酸化ケイ素膜表面に、レジスト膜との密
着性を向上させるために公知のヘキサメチルジシラザン
処理を施してもよい。
In this case, in order to improve the adhesion between the silicon oxide film and the resist film formed thereon, the silicon oxide film is heated to a temperature of 200 to 600% immediately before forming the resist film.
The heat treatment is preferably performed at a temperature in the range of 0° C., and if necessary, the surface of the silicon oxide film may be subjected to a known hexamethyldisilazane treatment to improve adhesion to the resist film.

【0021】また、本発明においては、前記の酸化ケイ
素膜の形成工程を数回繰り返し、酸化ケイ素膜を形成し
ても、均質な連続膜が得られるので、厚膜の酸化ケイ素
膜から成る中間膜を容易に形成させることができる。
Furthermore, in the present invention, even if the silicon oxide film forming step described above is repeated several times to form a silicon oxide film, a homogeneous continuous film can be obtained. A film can be easily formed.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の積層材料を用いると、多層レジ
スト法における中間膜として吸湿性が低く、均質でかつ
ち密な酸化ケイ素膜を用いることにより、基板上に高精
度のマスクパターンを形成させることはできる。
[Effects of the Invention] By using the laminated material of the present invention, a highly accurate mask pattern can be formed on a substrate by using a homogeneous and dense silicon oxide film with low hygroscopicity as an intermediate film in a multilayer resist method. It is possible.

【0023】また、本発明の積層材料は、クラックや剥
離が生じることのない厚膜の均質な酸化ケイ素膜から成
る中間膜を形成しうるので、基板上に高精度のマスクパ
ターンを形成させるのに、特に有利である。
Furthermore, the laminated material of the present invention can form an intermediate film consisting of a thick, homogeneous silicon oxide film that does not cause cracks or peeling, so it is possible to form a highly accurate mask pattern on a substrate. It is particularly advantageous.

【0024】[0024]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

【0025】実施例1 アルミニウムが蒸着された1.5μmの段差を有するシ
リコンウエハー上に、OFPR‐800(東京応化工業
社製)を2μmの厚さで塗布し、200℃で30分間加
熱して第1層の平坦化膜を形成したのち、この上にハロ
ゲノシランとアンモニアとの反応生成物の20重量%キ
シレン溶液であるTEFP(東燃社製)を2000rp
mでスピン塗布し、150℃で30分間乾燥してポリシ
ラザン被膜を形成させ、次いで大気中で500℃にて6
0分間焼成することにより、酸化ケイ素膜から成る第2
層の中間膜を形成した。この酸化ケイ素膜は表面にクラ
ックの発生は確認されず、極めて均質性の高い被膜であ
った。またこの酸化ケイ素膜は赤外吸収スペクトルから
水の存在を示すピークは確認されなかった。
Example 1 OFPR-800 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied to a thickness of 2 μm on a silicon wafer having a step of 1.5 μm on which aluminum was vapor-deposited, and heated at 200° C. for 30 minutes. After forming the first layer of flattening film, TEFP (manufactured by Tonen Co., Ltd.), which is a 20% by weight xylene solution of a reaction product of halogenosilane and ammonia, was applied on top of it at 2000 rpm.
Spin coating was performed at 500°C in air, dried at 150°C for 30 minutes to form a polysilazane film, and then dried at 500°C in air for 60 minutes.
By firing for 0 minutes, a second layer consisting of a silicon oxide film is formed.
An interlayer film was formed. No cracks were observed on the surface of this silicon oxide film, and it was a highly homogeneous film. Furthermore, no peak indicating the presence of water was observed in the infrared absorption spectrum of this silicon oxide film.

【0026】次に、得られた酸化ケイ素膜上に、i線感
応ポジ型ホトレジストであるTSMR‐V50(東京応
化工業社製)をスピンナーにより4000rpmで20
秒間塗布し、ホットプレート上で90℃にて90秒間乾
燥することにより、第3層の1.0μm厚のレジスト膜
を形成したのち、i線用縮小投影露光装置LD‐501
1iA(日立製作所社製)によりi線を選択的に露光し
、次いで2.35重量%テトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド水溶液中に1分間浸せきして、i線の照射部分
を溶解除去することにより、第2層の中間膜上にレジス
トパターンを形成させた。
Next, on the obtained silicon oxide film, TSMR-V50 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), which is an i-line sensitive positive type photoresist, was applied with a spinner at 4000 rpm for 20 minutes.
After forming a resist film with a thickness of 1.0 μm as the third layer by applying it for 90 seconds on a hot plate at 90°C,
1iA (manufactured by Hitachi, Ltd.) and then immersed in a 2.35% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 1 minute to dissolve and remove the i-line irradiated portion. A resist pattern was formed on the two-layer intermediate film.

【0027】次に、四フッ化炭素とトリフルオロメタン
とヘリウムとの混合ガスを、それぞれ25,25及び1
00(SccM)の流量で使用して、酸化膜エッチング
装置TUE‐1101(東京応化工業社製)により、0
.7Torr、150Wの条件でレジストパターンをマ
スクとして酸化ケイ素膜をエッチング除去したのち、得
られた酸化ケイ素膜パターンをマスクとして、酸素ガス
を用いた反応性イオンエッチングにより、第1層の平坦
化膜をエッチング除去することで、シリコンウエハー上
にパターン形成を行ったところ、極めて精度の高いパタ
ーンが段差部分でも形成された。
Next, a mixed gas of carbon tetrafluoride, trifluoromethane and helium was added at 25, 25 and 1
The oxide film etching device TUE-1101 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was used at a flow rate of 0.00 (SccM).
.. After etching and removing the silicon oxide film using the resist pattern as a mask under conditions of 7 Torr and 150 W, the first layer planarization film was removed by reactive ion etching using oxygen gas using the obtained silicon oxide film pattern as a mask. When a pattern was formed on a silicon wafer by removing it by etching, an extremely accurate pattern was formed even at the step portion.

【0028】実施例2 アルミニウムが蒸着された1.5μmの段差を有するシ
リコンウエハー上に、実施例1と同様のTEFPを20
00rpmでスピン塗布し、150℃で30分間乾燥し
たのち、大気中で500℃にて60分間焼成して酸化ケ
イ素膜を得るという操作を2回行い、平坦化膜としての
特性を有する厚膜の酸化ケイ素膜を形成した。この酸化
ケイ素膜は表面にクラックの発生は確認されず、均質性
の高い被膜であった。また、この酸化ケイ素膜は赤外吸
収スペクトルから、水の存在を示すピークは確認されな
かった。
Example 2 20 TEFPs similar to those in Example 1 were deposited on a silicon wafer having a step of 1.5 μm on which aluminum was vapor-deposited.
The process of spin coating at 00 rpm, drying at 150°C for 30 minutes, and baking at 500°C for 60 minutes in the air to obtain a silicon oxide film was performed twice to form a thick film with properties as a flattening film. A silicon oxide film was formed. No cracks were observed on the surface of this silicon oxide film, and it was a highly homogeneous film. Further, in the infrared absorption spectrum of this silicon oxide film, no peak indicating the presence of water was confirmed.

【0029】次いで、実施例1と同様の操作により酸化
ケイ素膜上にレジストパターンを形成し、さらに実施例
1と同様の操作によりレジストパターンをマスクとして
酸化ケイ素膜をエッチング除去することで、シリコンウ
エハー上にパターン形成を行ったところ、極めて精度の
高いパターンが段差部分でも形成された。
Next, a resist pattern is formed on the silicon oxide film by the same operation as in Example 1, and the silicon oxide film is etched away using the resist pattern as a mask by the same operation as in Example 1, thereby forming a silicon wafer. When a pattern was formed on top, extremely accurate patterns were formed even on the stepped portions.

【0030】比較例 実施例1で用いたTEFP(東燃社製)の代りに、テト
ラエトキシシランをエチルアルコールの存在下で部分加
水分解して得られたSiO2換算濃度が12重量%の塗
布液を使用した以外は、実施例1と同様の操作により酸
化ケイ素膜から成る第2層の中間膜を形成した。
Comparative Example Instead of the TEFP (manufactured by Tonen Co., Ltd.) used in Example 1, a coating liquid with a SiO2 equivalent concentration of 12% by weight obtained by partially hydrolyzing tetraethoxysilane in the presence of ethyl alcohol was used. A second intermediate film made of a silicon oxide film was formed in the same manner as in Example 1, except for the use of the following.

【0031】この酸化ケイ素膜は表面にクラックの発生
が確認されるとともに、赤外吸収スペクトルから、水に
起因する3200〜3600cm−1の範囲に吸収ピー
クが確認された。次に、この上に実施例1と同様の操作
によりレジストパターンを形成したところ、レジストパ
ターンに剥離現象が確認された。
The occurrence of cracks on the surface of this silicon oxide film was confirmed, and an absorption peak in the range of 3200 to 3600 cm -1 caused by water was confirmed in the infrared absorption spectrum. Next, a resist pattern was formed on this by the same operation as in Example 1, and a peeling phenomenon was observed in the resist pattern.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  被加工基板上に、平坦化膜から成る第
1層、中間膜から成る第2層及びレジスト膜から成る第
3層を積層した構造をもつ、三層レジスト法用積層材料
において、該中間膜が非水条件下で形成された酸化ケイ
素膜から成ることを特徴とする多層レジスト法用積層材
料。
1. A laminated material for a three-layer resist method having a structure in which a first layer consisting of a flattening film, a second layer consisting of an intermediate film, and a third layer consisting of a resist film are laminated on a substrate to be processed. A laminated material for a multilayer resist method, characterized in that the intermediate film is made of a silicon oxide film formed under non-aqueous conditions.
【請求項2】  被加工基板上に、中間膜から成る第1
層及びレジスト膜から成る第2層を積層した構造をもつ
、二層レジスト法用積層材料において、該中間膜が非水
条件下で形成された酸化ケイ素膜であることを特徴とす
る多層レジスト法用積層材料。
[Claim 2] A first film made of an intermediate film is placed on the substrate to be processed.
A multilayer resist method characterized in that the interlayer film is a silicon oxide film formed under non-aqueous conditions in a laminated material for a two-layer resist method having a structure in which a second layer consisting of a resist film and a second layer are laminated. For laminated materials.
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