JPH07295210A - 光反射性防止材料及びパターン形成方法 - Google Patents
光反射性防止材料及びパターン形成方法Info
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- JPH07295210A JPH07295210A JP6108961A JP10896194A JPH07295210A JP H07295210 A JPH07295210 A JP H07295210A JP 6108961 A JP6108961 A JP 6108961A JP 10896194 A JP10896194 A JP 10896194A JP H07295210 A JPH07295210 A JP H07295210A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 下記一般式(I)で示される4級アンモニウ
ム化合物を含む光反射性防止材料。 R1 4N+-R2
…(I) 例 テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド フォトレジスト層の上層としてこの光反射性防止材料か
らなる光反射防止膜を形成し、上記フォトレジスト層を
露光した後に上記光反射防止膜を除去してパターンを形
成する。 【効果】 フォトレジスト層表面での反射光を低減し、
レジスト層内での光多重干渉によるパターン寸法精度の
低下を確実に防止することができ、しかも簡便で生産性
が高い。
ム化合物を含む光反射性防止材料。 R1 4N+-R2
…(I) 例 テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド フォトレジスト層の上層としてこの光反射性防止材料か
らなる光反射防止膜を形成し、上記フォトレジスト層を
露光した後に上記光反射防止膜を除去してパターンを形
成する。 【効果】 フォトレジスト層表面での反射光を低減し、
レジスト層内での光多重干渉によるパターン寸法精度の
低下を確実に防止することができ、しかも簡便で生産性
が高い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトレジストを用い
たフォトリソグラフィーで用いる光反射性防止材料及び
パターン形成方法に係り、更に詳しくは基盤表面に段差
が存在する場合においても、高い精度で微細加工可能な
パターン形成を可能とする光反射性防止材料及びパター
ン形成方法に関する。
たフォトリソグラフィーで用いる光反射性防止材料及び
パターン形成方法に係り、更に詳しくは基盤表面に段差
が存在する場合においても、高い精度で微細加工可能な
パターン形成を可能とする光反射性防止材料及びパター
ン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近に
おいて、半導体集積回路の高集積化、高密度化にともな
い、パターン形成プロセスに関して種々の厳しいパター
ン寸法の高精度化が必要となっている。
おいて、半導体集積回路の高集積化、高密度化にともな
い、パターン形成プロセスに関して種々の厳しいパター
ン寸法の高精度化が必要となっている。
【0003】周知のように、各種微細パターン形成に
は、一般にフォトリソグラフィーと呼ばれる方法が用い
られている。露光機として縮小投影露光機(ステッパ
ー)が一般的に使われているが、単一波長で露光するた
めフォトレジスト膜内での光の干渉が生じる。すなわ
ち、光がフォトレジスト膜に入射し、基盤から反射し、
フォトレジストと空気界面で反射・通過するが、フォト
レジストの膜厚が変化するとフォトレジスト膜と空気界
面での反射率が変化する。この場合、段差部分ではフォ
トリソグラフィーの膜厚変動が生じるが、膜厚の変動に
より露光量が変化して寸法変動が生じ、精度が低下する
という問題がある。寸法精度が低下するということは、
正確なパターンサイズの加工ができないだけでなく、合
わせ露光のためのアライメントマークの寸法精度も低下
し、合わせ精度の低下につながる。
は、一般にフォトリソグラフィーと呼ばれる方法が用い
られている。露光機として縮小投影露光機(ステッパ
ー)が一般的に使われているが、単一波長で露光するた
めフォトレジスト膜内での光の干渉が生じる。すなわ
ち、光がフォトレジスト膜に入射し、基盤から反射し、
フォトレジストと空気界面で反射・通過するが、フォト
レジストの膜厚が変化するとフォトレジスト膜と空気界
面での反射率が変化する。この場合、段差部分ではフォ
トリソグラフィーの膜厚変動が生じるが、膜厚の変動に
より露光量が変化して寸法変動が生じ、精度が低下する
という問題がある。寸法精度が低下するということは、
正確なパターンサイズの加工ができないだけでなく、合
わせ露光のためのアライメントマークの寸法精度も低下
し、合わせ精度の低下につながる。
【0004】ここで、基盤上の光散乱状態について説明
すると、図2に示すように、入射した光が基盤(1)−
レジスト膜(2)界面及びレジスト膜(2)−空気界面
からの反射光の干渉が起きるが、レジスト膜厚が変化す
ると膜内干渉光強度は増減する。つまり、レジスト膜厚
の変動に応じて強い光干渉(オーバー露光)あるいは弱
い光干渉(アンダー露光)になる。基盤面の段差部分で
はレジスト膜厚が変動するので、レジスト膜厚の変動に
応じてオーバー露光部とアンダー露光部が周期的に現れ
る。すなわち、段差に交差するラインパターンを形成し
ようとすると、段差部分でライン幅が周期的に細くなっ
たり太くなったりして変動する。
すると、図2に示すように、入射した光が基盤(1)−
レジスト膜(2)界面及びレジスト膜(2)−空気界面
からの反射光の干渉が起きるが、レジスト膜厚が変化す
ると膜内干渉光強度は増減する。つまり、レジスト膜厚
の変動に応じて強い光干渉(オーバー露光)あるいは弱
い光干渉(アンダー露光)になる。基盤面の段差部分で
はレジスト膜厚が変動するので、レジスト膜厚の変動に
応じてオーバー露光部とアンダー露光部が周期的に現れ
る。すなわち、段差に交差するラインパターンを形成し
ようとすると、段差部分でライン幅が周期的に細くなっ
たり太くなったりして変動する。
【0005】基盤表面の凹凸によって生じるこれらの問
題を解決して良好なパターニングを行う方法として、多
層レジスト法あるいはARC法などが提案されている。
しかし、多層レジスト法(特開昭51−10775号公
報など)はレジスト層を2層又は3層形成し、その後パ
ターン転写を行ってマスクとなるレジストパターンを形
成するため工程数が多く生産性が悪いという問題があ
る。また、中間層からの反射光により寸法精度の低下が
ある。
題を解決して良好なパターニングを行う方法として、多
層レジスト法あるいはARC法などが提案されている。
しかし、多層レジスト法(特開昭51−10775号公
報など)はレジスト層を2層又は3層形成し、その後パ
ターン転写を行ってマスクとなるレジストパターンを形
成するため工程数が多く生産性が悪いという問題があ
る。また、中間層からの反射光により寸法精度の低下が
ある。
【0006】一方、Anti Reflective
Coat;ARC法(特開昭59−93448号公報)
は、レジスト膜下部に形成した光吸収型反射防止膜であ
るが、レジストパターン形成後、反射防止膜をエッチン
グするため、その処方による寸法精度の低下が大きく、
エッチング工程が増えるため生産性も悪くなる。
Coat;ARC法(特開昭59−93448号公報)
は、レジスト膜下部に形成した光吸収型反射防止膜であ
るが、レジストパターン形成後、反射防止膜をエッチン
グするため、その処方による寸法精度の低下が大きく、
エッチング工程が増えるため生産性も悪くなる。
【0007】最近、上記問題を解決し、レジスト膜内の
光干渉を抑制する方法として透過型反射防止膜Anti
Reflective Coat On Resis
t;ARCOR法(特開昭62−62520号公報)が
提案された。
光干渉を抑制する方法として透過型反射防止膜Anti
Reflective Coat On Resis
t;ARCOR法(特開昭62−62520号公報)が
提案された。
【0008】ARCOR法はレジスト上部に透明な反射
防止膜を形成し、露光後剥離する工程を含む方法であ
り、その簡便な方法で微細かつ高精度及び合わせ精度の
高いパターンを形成する方法である。この場合、反射防
止膜として低屈折率材料のパーフルオロアルキル化合物
(パーフルオロアルキルポリエーテル、パーフルオロア
ルキルアミン)を用いると、レジスト−反射防止膜界面
の反射光を大幅に低減し寸法精度が向上する。
防止膜を形成し、露光後剥離する工程を含む方法であ
り、その簡便な方法で微細かつ高精度及び合わせ精度の
高いパターンを形成する方法である。この場合、反射防
止膜として低屈折率材料のパーフルオロアルキル化合物
(パーフルオロアルキルポリエーテル、パーフルオロア
ルキルアミン)を用いると、レジスト−反射防止膜界面
の反射光を大幅に低減し寸法精度が向上する。
【0009】しかし、上記パーフルオロアルキル化合物
は、有機物との相溶性が低いことから、塗布膜厚を制御
するための希釈液にはフロンなどが用いられているが、
周知の通りフロンは現在環境保全の観点からその使用が
問題となっている。また、上記化合物は均一な成膜性に
問題があり、反射防止膜としては十分であるとはいえな
いものである。しかも、フォトレジストの現像前に、反
射防止膜をフロンで剥離しなければならず、そのため、
従来装置に反射防止膜剥離用のシステムの増設をしなけ
ればならず、フロン系溶剤のコストがかなりかさむなど
と実用面でのデメリットが大きいものである。
は、有機物との相溶性が低いことから、塗布膜厚を制御
するための希釈液にはフロンなどが用いられているが、
周知の通りフロンは現在環境保全の観点からその使用が
問題となっている。また、上記化合物は均一な成膜性に
問題があり、反射防止膜としては十分であるとはいえな
いものである。しかも、フォトレジストの現像前に、反
射防止膜をフロンで剥離しなければならず、そのため、
従来装置に反射防止膜剥離用のシステムの増設をしなけ
ればならず、フロン系溶剤のコストがかなりかさむなど
と実用面でのデメリットが大きいものである。
【0010】ここで、従来装置に増設なしで反射防止膜
の剥離を行おうとすると、現像ユニットを使って剥離を
行うことが最も望ましい。従って、ポジ型フォトレジス
ト膜の現像ユニットで用いられる溶液は、現像液である
アルカリ水溶液と、リンス液である純水であるので、こ
れらの溶液で容易に剥離できる反射防止膜材料が望まし
く、反射防止膜材料として水溶性あるいはアルカリ水溶
性材料が要望される。
の剥離を行おうとすると、現像ユニットを使って剥離を
行うことが最も望ましい。従って、ポジ型フォトレジス
ト膜の現像ユニットで用いられる溶液は、現像液である
アルカリ水溶液と、リンス液である純水であるので、こ
れらの溶液で容易に剥離できる反射防止膜材料が望まし
く、反射防止膜材料として水溶性あるいはアルカリ水溶
性材料が要望される。
【0011】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、簡便で生産性が高く、再現性のある方法で微細かつ
高精度及び合わせ精度の高いパターンを形成することを
可能とする光反射性防止材料及びこれを用いるパターン
形成方法を提供することを目的とする。
で、簡便で生産性が高く、再現性のある方法で微細かつ
高精度及び合わせ精度の高いパターンを形成することを
可能とする光反射性防止材料及びこれを用いるパターン
形成方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、光反射性
防止材料として、下記式(I) R1 4N+-R2 …(I) 〔ここで、R1は同一又は異種の炭素数1〜6のアルキ
ル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数1〜6の
ヒドロキシアルキル基、R2はヒドロキシル基、炭素数
1〜6のモノもしくはジカルボキシル基、フロロ基、水
素化ジフロロ基、クロル基、ブロモ基、スルホニル基、
水素化スルホニル基又はメチルカルボニル基を表す。〕
で示される4級アンモニウム化合物を主成分とするもの
を使用することにより、優れた反射防止効果を与えるこ
とができることを知見した。
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、光反射性
防止材料として、下記式(I) R1 4N+-R2 …(I) 〔ここで、R1は同一又は異種の炭素数1〜6のアルキ
ル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数1〜6の
ヒドロキシアルキル基、R2はヒドロキシル基、炭素数
1〜6のモノもしくはジカルボキシル基、フロロ基、水
素化ジフロロ基、クロル基、ブロモ基、スルホニル基、
水素化スルホニル基又はメチルカルボニル基を表す。〕
で示される4級アンモニウム化合物を主成分とするもの
を使用することにより、優れた反射防止効果を与えるこ
とができることを知見した。
【0013】すなわち、上記式(I)の4級アンモニウ
ム化合物は、水分含有率が高く、潮解性を有し、この光
反射性防止材料により形成された光反射防止膜は含水率
が高く、水の屈折率が1.33と低屈折率であることに
対応し、屈折率が低いもので、理想的な屈折率1.30
に近く、このため反射防止効果が高いと共に、従来のパ
ーフルオロアルキル化合物(特開昭62−62520号
公報)とは異なり、水溶性又はアルカリ水溶性で、剥離
液として水が可能となり、簡便に使用し得ることを知見
し、本発明をなすに至ったものである。
ム化合物は、水分含有率が高く、潮解性を有し、この光
反射性防止材料により形成された光反射防止膜は含水率
が高く、水の屈折率が1.33と低屈折率であることに
対応し、屈折率が低いもので、理想的な屈折率1.30
に近く、このため反射防止効果が高いと共に、従来のパ
ーフルオロアルキル化合物(特開昭62−62520号
公報)とは異なり、水溶性又はアルカリ水溶性で、剥離
液として水が可能となり、簡便に使用し得ることを知見
し、本発明をなすに至ったものである。
【0014】従って、本発明は、上記一般式(I)で示
される4級アンモニウム化合物を含む光反射性防止材
料、及び、フォトレジスト層の上層として上記の光反射
性防止材料からなる光反射防止膜を形成し、上記フォト
レジスト層を露光した後に上記光反射防止膜を除去する
ことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
される4級アンモニウム化合物を含む光反射性防止材
料、及び、フォトレジスト層の上層として上記の光反射
性防止材料からなる光反射防止膜を形成し、上記フォト
レジスト層を露光した後に上記光反射防止膜を除去する
ことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
【0015】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の光反射性防止材料は、下記一般式(I)の
4級アンモニウム化合物を主成分として含有する。 R1 4N+-R2 …(I) 〔ここで、R1は同一又は異種の炭素数1〜6のアルキ
ル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数1〜6の
ヒドロキシアルキル基、R2はヒドロキシル基、炭素数
1〜6のモノもしくはジカルボキシル基、フロロ基、水
素化ジフロロ基、クロル基、ブロモ基、スルホニル基、
水素化スルホニル基又はメチルカルボニル基を表す。〕
と、本発明の光反射性防止材料は、下記一般式(I)の
4級アンモニウム化合物を主成分として含有する。 R1 4N+-R2 …(I) 〔ここで、R1は同一又は異種の炭素数1〜6のアルキ
ル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数1〜6の
ヒドロキシアルキル基、R2はヒドロキシル基、炭素数
1〜6のモノもしくはジカルボキシル基、フロロ基、水
素化ジフロロ基、クロル基、ブロモ基、スルホニル基、
水素化スルホニル基又はメチルカルボニル基を表す。〕
【0016】ここで、このような4級アンモニウム化合
物としては、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサ
イド、テトラ−n−プロピルアンモニウムハイドロオキ
サイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキ
サイド、テトラメチルアンモニウムアセテート、コリン
ハイドロオキサイド、テトラメチルアンモニウムカーボ
ネートなどが例示される。
物としては、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサ
イド、テトラ−n−プロピルアンモニウムハイドロオキ
サイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキ
サイド、テトラメチルアンモニウムアセテート、コリン
ハイドロオキサイド、テトラメチルアンモニウムカーボ
ネートなどが例示される。
【0017】この4級アンモニウム化合物は、通常、
水、アルコール等の溶媒に溶解されて光反射性防止材料
が調製されるが、この4級アンモニウム化合物の濃度は
0.1〜50重量%、特に0.5〜10重量%であるこ
とが好ましい。
水、アルコール等の溶媒に溶解されて光反射性防止材料
が調製されるが、この4級アンモニウム化合物の濃度は
0.1〜50重量%、特に0.5〜10重量%であるこ
とが好ましい。
【0018】本発明の光反射性防止材料には、上記4級
アンモニウム化合物以外に、界面活性剤、各種の水溶性
ポリマーなどを添加することができる。この場合、界面
活性剤としては、例えばベタイン系界面活性剤、アミン
オキシド系界面活性剤、アミンカルボン酸塩系界面活性
剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性
剤、あるいはこれらのフッ素系界面活性剤等を挙げるこ
とができ、その添加量は、上記4級アンモニウム化合物
100重量部に対して0.0001〜10重量部、特に
0.01〜1重量部が望ましい。
アンモニウム化合物以外に、界面活性剤、各種の水溶性
ポリマーなどを添加することができる。この場合、界面
活性剤としては、例えばベタイン系界面活性剤、アミン
オキシド系界面活性剤、アミンカルボン酸塩系界面活性
剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性
剤、あるいはこれらのフッ素系界面活性剤等を挙げるこ
とができ、その添加量は、上記4級アンモニウム化合物
100重量部に対して0.0001〜10重量部、特に
0.01〜1重量部が望ましい。
【0019】また、成膜性を向上させるために各種の水
溶性ポリマー、例えばポリビニルアルコール、ポリアク
リル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポ
リエチレンオキシド、アミロース、デキストラン、セル
ロース、プルランを上記4級アンモニウム化合物100
重量部に対して3〜300重量部、好ましくは30〜1
00重量部添加することは任意である。添加量が3重量
部に満たない場合は成膜性が劣化する場合があり、30
0部を越えると反射防止効果が低下する場合がある。
溶性ポリマー、例えばポリビニルアルコール、ポリアク
リル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポ
リエチレンオキシド、アミロース、デキストラン、セル
ロース、プルランを上記4級アンモニウム化合物100
重量部に対して3〜300重量部、好ましくは30〜1
00重量部添加することは任意である。添加量が3重量
部に満たない場合は成膜性が劣化する場合があり、30
0部を越えると反射防止効果が低下する場合がある。
【0020】本発明の光反射性防止材料を用いたレジス
トパターンを形成するには、公知の方法を採用し得、例
えば図1に示すリソグラフィー工程により行うことがで
きる。まず、硅素ウェハーなどの基盤1上にスピンコー
トなどの方法でフォトレジスト層2を形成し、このフォ
トレジスト層2の上に本発明の光反射性防止材料をスピ
ンコートなどの方法で塗布して光反射防止膜3を形成
し、この光反射防止膜3に波長200〜500nmの紫
外線4を縮小投影法により所望のパターン形状に露光
し、即ち図1(C)においてA部分を露光し、次いで光
反射防止性層3を除去し、現像液を用いて現像する方法
によりレジストパターン5を形成することができる。
トパターンを形成するには、公知の方法を採用し得、例
えば図1に示すリソグラフィー工程により行うことがで
きる。まず、硅素ウェハーなどの基盤1上にスピンコー
トなどの方法でフォトレジスト層2を形成し、このフォ
トレジスト層2の上に本発明の光反射性防止材料をスピ
ンコートなどの方法で塗布して光反射防止膜3を形成
し、この光反射防止膜3に波長200〜500nmの紫
外線4を縮小投影法により所望のパターン形状に露光
し、即ち図1(C)においてA部分を露光し、次いで光
反射防止性層3を除去し、現像液を用いて現像する方法
によりレジストパターン5を形成することができる。
【0021】この場合、希釈液としては純水を使用する
ことができる。更に、光反射防止性層の除去は、通常の
ポジ型フォトレジストの現像ユニットの利用が可能であ
り、純水でリンスすることにより容易に行うことができ
る。
ことができる。更に、光反射防止性層の除去は、通常の
ポジ型フォトレジストの現像ユニットの利用が可能であ
り、純水でリンスすることにより容易に行うことができ
る。
【0022】光反射防止膜としては屈折率約1.30の
材料を厚さ約700Åの均一な膜としてフォトレジスト
上に塗膜形成することが最も効果がある。屈折率が約
1.30であっても塗膜が不可能、あいるは塗膜均一性
が悪い材料は、基盤全面で反射防止効果を得ることはで
きない。本発明の光反射性防止材料は塗布均一性に優
れ、フォトレジスト層上にスピンコーティングすること
により、はじき、ムラ塗り等を抑制して基盤全面におい
て均一な膜を形成することが可能である。
材料を厚さ約700Åの均一な膜としてフォトレジスト
上に塗膜形成することが最も効果がある。屈折率が約
1.30であっても塗膜が不可能、あいるは塗膜均一性
が悪い材料は、基盤全面で反射防止効果を得ることはで
きない。本発明の光反射性防止材料は塗布均一性に優
れ、フォトレジスト層上にスピンコーティングすること
により、はじき、ムラ塗り等を抑制して基盤全面におい
て均一な膜を形成することが可能である。
【0023】ここで、本発明の光反射性防止材料の光散
乱低減効果について図2,3を参照して説明する。図2
に示すように基盤1にレジスト層2を形成しただけで
は、入射光Ioが空気−レジスト層界面でかなりの反射
Ir1が起こり、入射光量が損失すると共に、レジスト層
2内に入った光がレジスト層−基盤界面で反射Ir2し、
このため反射光Ir2がレジスト層−空気界面で再度反射
Ir3することが繰り返されるため、レジスト層で多重干
渉が生じる。
乱低減効果について図2,3を参照して説明する。図2
に示すように基盤1にレジスト層2を形成しただけで
は、入射光Ioが空気−レジスト層界面でかなりの反射
Ir1が起こり、入射光量が損失すると共に、レジスト層
2内に入った光がレジスト層−基盤界面で反射Ir2し、
このため反射光Ir2がレジスト層−空気界面で再度反射
Ir3することが繰り返されるため、レジスト層で多重干
渉が生じる。
【0024】これに対し、図3に示すようにレジスト層
2上に本発明の光反射防止膜を形成することにより、入
射光Ioの空気−光反射防止膜界面の反射(Ir4)、光
反射防止膜−レジスト層界面の反射(Ir5)を低減し得
る。また、Ir6とIr7の位相が逆になるように光反射防
止膜の膜厚を設定すると光の位相が逆であるので互いに
弱め合い、レジスト層2内での光の多重干渉が抑制され
る。
2上に本発明の光反射防止膜を形成することにより、入
射光Ioの空気−光反射防止膜界面の反射(Ir4)、光
反射防止膜−レジスト層界面の反射(Ir5)を低減し得
る。また、Ir6とIr7の位相が逆になるように光反射防
止膜の膜厚を設定すると光の位相が逆であるので互いに
弱め合い、レジスト層2内での光の多重干渉が抑制され
る。
【0025】なお、反射防止の原理から、レジスト層の
露光光に対する屈折率をn、露光光の波長をλとする
と、光反射防止膜の屈折率n’を√n、その膜厚をλ/
4n’の奇数倍に近づけるほどこの光反射防止膜の反射
率(振幅比)は低減する。即ち、フェノールノボラック
系のレジスト層の屈折率は約1.70であるので、光反
射防止膜に求められる最適な屈折率は約1.30であ
り、波長365nm(i線)の光に対応する薄膜の最適
膜厚は約700Åの奇数倍の膜厚である。本発明の光反
射性防止材料によれば、かかる最適屈折率に可及的に近
づけ得るものである。
露光光に対する屈折率をn、露光光の波長をλとする
と、光反射防止膜の屈折率n’を√n、その膜厚をλ/
4n’の奇数倍に近づけるほどこの光反射防止膜の反射
率(振幅比)は低減する。即ち、フェノールノボラック
系のレジスト層の屈折率は約1.70であるので、光反
射防止膜に求められる最適な屈折率は約1.30であ
り、波長365nm(i線)の光に対応する薄膜の最適
膜厚は約700Åの奇数倍の膜厚である。本発明の光反
射性防止材料によれば、かかる最適屈折率に可及的に近
づけ得るものである。
【0026】
【発明の効果】従来、フォトレジスト材料を用いたフォ
トリソグラフィーでのパターン形成において、段差があ
る基盤面にパターンを形成する場合、レジスト層の膜厚
が基盤の段差部分で変動するために光干渉の影響によっ
て寸法精度が低下するという問題が生じるが、本発明に
よれば、かかる問題を解決することができ、フォトレジ
スト層上に透明な光反射防止膜を形成し、フォトレジス
ト層表面での反射光を低減し、レジスト層内での光多重
干渉によるパターン寸法精度の低下を確実に防止するこ
とができ、しかも簡便で生産性が高いものである。
トリソグラフィーでのパターン形成において、段差があ
る基盤面にパターンを形成する場合、レジスト層の膜厚
が基盤の段差部分で変動するために光干渉の影響によっ
て寸法精度が低下するという問題が生じるが、本発明に
よれば、かかる問題を解決することができ、フォトレジ
スト層上に透明な光反射防止膜を形成し、フォトレジス
ト層表面での反射光を低減し、レジスト層内での光多重
干渉によるパターン寸法精度の低下を確実に防止するこ
とができ、しかも簡便で生産性が高いものである。
【0027】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。
【0028】〔実施例1〕テトラエチルアンモニウムハ
イドロオキサイド1.47gと、平均重合度1000で
ケン化度88%のポリビニルアルコール0.8gと、純
水100gを混合させ、光反射性防止材料(サンプル
1)をつくった。
イドロオキサイド1.47gと、平均重合度1000で
ケン化度88%のポリビニルアルコール0.8gと、純
水100gを混合させ、光反射性防止材料(サンプル
1)をつくった。
【0029】6インチウェハー上にサンプル1をディス
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
【0030】一方、フォトレジスト材料(東京応化工業
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル1をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル1をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
【0031】i線ステッパーで、1ショット4mm平方
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
【0032】完全に膜がなくなっている露光量をEth
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
【0033】〔実施例2〕テトラ−n−プロピルアンモ
ニウムハイドロオキサイド1.50gと、平均重合度1
000でケン化度88%のポリビニルアルコール0.8
gと、純水100gを混合させ、光反射性防止材料(サ
ンプル2)をつくった。
ニウムハイドロオキサイド1.50gと、平均重合度1
000でケン化度88%のポリビニルアルコール0.8
gと、純水100gを混合させ、光反射性防止材料(サ
ンプル2)をつくった。
【0034】6インチウェハー上にサンプル2をディス
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
【0035】一方、フォトレジスト材料(東京応化工業
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル2をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル2をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
【0036】i線ステッパーで、1ショット4mm平方
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
【0037】完全に膜がなくなっている露光量をEth
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
【0038】〔実施例3〕テトラ−n−ブチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド1.60gと、平均重合度10
00でケン化度88%のポリビニルアルコール0.8g
と、純水100gを混合させ、光反射性防止材料(サン
プル3)をつくった。
ウムハイドロオキサイド1.60gと、平均重合度10
00でケン化度88%のポリビニルアルコール0.8g
と、純水100gを混合させ、光反射性防止材料(サン
プル3)をつくった。
【0039】6インチウェハー上にサンプル3をディス
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
【0040】一方、フォトレジスト材料(東京応化工業
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル3をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル3をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
【0041】i線ステッパーで、1ショット4mm平方
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
【0042】完全に膜がなくなっている露光量をEth
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
【0043】〔実施例4〕テトラメチルアンモニウムア
セテート1.50gと、平均重合度1000でケン化度
88%のポリビニルアルコール0.8gと、純水100
gを混合させ、光反射性防止材料(サンプル4)をつく
った。
セテート1.50gと、平均重合度1000でケン化度
88%のポリビニルアルコール0.8gと、純水100
gを混合させ、光反射性防止材料(サンプル4)をつく
った。
【0044】6インチウェハー上にサンプル4をディス
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
【0045】一方、フォトレジスト材料(東京応化工業
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル4をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル4をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
【0046】i線ステッパーで、1ショット4mm平方
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
【0047】完全に膜がなくなっている露光量をEth
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
【0048】〔実施例5〕テトラメチルアンモニウムカ
ルボネート1.50gと、平均重合度1000でケン化
度88%のポリビニルアルコール0.8gと、純水10
0gを混合させ、光反射性防止材料(サンプル5)をつ
くった。
ルボネート1.50gと、平均重合度1000でケン化
度88%のポリビニルアルコール0.8gと、純水10
0gを混合させ、光反射性防止材料(サンプル5)をつ
くった。
【0049】6インチウェハー上にサンプル5をディス
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
ペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その後30
00rpmで20秒間ウェハーを回転させ、反射防止膜
を形成し、エリプソメトリで膜厚と屈折率を測定した。
結果を表1に示す。
【0050】一方、フォトレジスト材料(東京応化工業
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル5をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
(株)製THMRiP1800、プリベークは温度90
℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハー上に
サンプル5をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後3000rpmで20秒間ウェハーを回
転させ、反射防止膜を形成した。
【0051】i線ステッパーで、1ショット4mm平方
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
の面積を露光量を変えてステッピング露光し、純水リン
スして反射防止膜を剥離した。その後、温度110℃、
時間90秒でポストエクスポジュアーベークし、現像液
NMD−W(東京応化工業(株)製)を用いて温度23
℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。
【0052】完全に膜がなくなっている露光量をEth
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
【0053】
【表1】
【0054】〔比較例1〕フォトレジスト材料(東京応
化工業(株)製THMRiP1800、プリベークは温
度90℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハ
ーを、i線ステッパーで、1ショット4mm平方の面積
を露光量を変えてステッピング露光し、その後、温度1
10℃、時間90秒でポストエクスポジュアーベーク
し、現像液NMD−W(東京応化工業(株)製)を用い
て温度23℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純
水リンスを行った。
化工業(株)製THMRiP1800、プリベークは温
度90℃、時間90秒)の膜厚を変えた6インチウェハ
ーを、i線ステッパーで、1ショット4mm平方の面積
を露光量を変えてステッピング露光し、その後、温度1
10℃、時間90秒でポストエクスポジュアーベーク
し、現像液NMD−W(東京応化工業(株)製)を用い
て温度23℃、時間65秒で静止パドル現像を行い、純
水リンスを行った。
【0055】完全に膜がなくなっている露光量をEth
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
とし、フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動
の大きさより、フォトレジスト膜内の光干渉効果の大き
さを求めた。
【0056】以上の実施例1〜5、比較例1において、
フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動の大き
さの結果を図4に示す。図中、点線が実施例1〜5の結
果、実線が比較例1の結果である。
フォトレジスト膜厚の変動に対するEthの変動の大き
さの結果を図4に示す。図中、点線が実施例1〜5の結
果、実線が比較例1の結果である。
【図面の簡単な説明】
【図1】リソグラフィー工程の概略図である。
【図2】基板にレジスト層のみを形成した場合の光散乱
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図3】基板に形成したレジスト層上に本発明の光反射
防止性膜を形成した場合の光散乱を示す概略図である。
防止性膜を形成した場合の光散乱を示す概略図である。
【図4】実施例1〜5及び比較例1で得られた反射防止
膜を用いて形成したパターンにおいて、フォトレジスト
膜厚の変動に対するEthの変動の大きさを示すグラフ
である。
膜を用いて形成したパターンにおいて、フォトレジスト
膜厚の変動に対するEthの変動の大きさを示すグラフ
である。
1 基板 2 フォトレジスト層 3 光反射防止層 4 紫外線 5 レジストパターン
Claims (2)
- 【請求項1】 下記一般式(I)で示される4級アンモ
ニウム化合物を含む光反射性防止材料。 R1 4N+-R2 …(I) 〔ここで、R1は同一又は異種の炭素数1〜6のアルキ
ル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数1〜6の
ヒドロキシアルキル基、R2はヒドロキシル基、炭素数
1〜6のモノもしくはジカルボキシル基、フロロ基、水
素化ジフロロ基、クロル基、ブロモ基、スルホニル基、
水素化スルホニル基又はメチルカルボニル基を表す。〕 - 【請求項2】 フォトレジスト層の上層として請求項1
記載の光反射性防止材料からなる光反射防止膜を形成
し、上記フォトレジスト層を露光した後に上記光反射防
止膜を除去することを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108961A JPH07295210A (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 光反射性防止材料及びパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108961A JPH07295210A (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 光反射性防止材料及びパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07295210A true JPH07295210A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14498052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6108961A Pending JPH07295210A (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 光反射性防止材料及びパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07295210A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001035167A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Clariant International Ltd. | Composition for antireflection coating |
| JP2001166489A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-22 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | フォトレジストオーバーコーティング用組成物、及びこれを利用したフォトレジストパターン形成方法 |
| JP2007256789A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | パターン形成方法及びカラーフィルタ製造方法 |
| US7455952B2 (en) | 2004-04-16 | 2008-11-25 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Patterning process and resist overcoat material |
| WO2009078322A1 (ja) | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Az Electronic Materials(Japan)K.K. | 表面反射防止膜形成用組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2010177504A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Tokyo Electron Ltd | 塗布処理方法及び塗布処理装置 |
| JP2011159997A (ja) * | 2011-04-21 | 2011-08-18 | Tokyo Electron Ltd | 基板の塗布処理方法 |
-
1994
- 1994-04-25 JP JP6108961A patent/JPH07295210A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001035167A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Clariant International Ltd. | Composition for antireflection coating |
| JP2001166489A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-22 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | フォトレジストオーバーコーティング用組成物、及びこれを利用したフォトレジストパターン形成方法 |
| US7455952B2 (en) | 2004-04-16 | 2008-11-25 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Patterning process and resist overcoat material |
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| WO2009078322A1 (ja) | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Az Electronic Materials(Japan)K.K. | 表面反射防止膜形成用組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2009145658A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Az Electronic Materials Kk | 表面反射防止膜形成用組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| US8568955B2 (en) | 2007-12-14 | 2013-10-29 | Electronic Materials USA Corp. | Composition for formation of top antireflective film, and pattern formation method using the composition |
| JP2010177504A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Tokyo Electron Ltd | 塗布処理方法及び塗布処理装置 |
| JP2011159997A (ja) * | 2011-04-21 | 2011-08-18 | Tokyo Electron Ltd | 基板の塗布処理方法 |
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