JP2001022084A - Fine pattern forming method - Google Patents

Fine pattern forming method

Info

Publication number
JP2001022084A
JP2001022084A JP2000126527A JP2000126527A JP2001022084A JP 2001022084 A JP2001022084 A JP 2001022084A JP 2000126527 A JP2000126527 A JP 2000126527A JP 2000126527 A JP2000126527 A JP 2000126527A JP 2001022084 A JP2001022084 A JP 2001022084A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antireflection film
film
acid
group
fine pattern
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.)
Pending
Application number
JP2000126527A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Etsuko Iguchi
悦子 井口
Kazumasa Wakiya
和正 脇屋
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 JP2000126527A priority Critical patent/JP2001022084A/en
Publication of JP2001022084A publication Critical patent/JP2001022084A/en
Priority to US09/839,200 priority patent/US6599682B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust the refractive index and absorbancy index of an antireflection film and to make the antireflection film thin by selecting the kinds and contents of components constituting the antireflection film. SOLUTION: When a photoresist film laminated on a substrate by way of an organic antireflection film is imagewise exposed and developed to form a fine pattern, the refractive index and absorbancy index of the organic antireflection film are adjusted in such a way that the allowable range of film thickness which produces a variation of 0.01 in the vicinity of the minimum reflectance becomes ±0.01 μm in a graph drawn by plotting the thickness of the organic antireflection film as the x-axis and reflectance on the interface between the organic antireflection film and the photoresist film as the y-axis.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に有機系反
射防止膜を介して積層したホトレジスト膜に対し、画像
形成露光後、現像処理を施すパターン形成方法におい
て、ホトレジスト層の薄膜化に対応して薄膜化された有
機系反射防止膜を用いて、微細パターンを形成する方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a photoresist film laminated on a substrate via an organic anti-reflection film, after image formation exposure, and developing the photoresist film. The present invention relates to a method for forming a fine pattern using an organic anti-reflection film which has been reduced in thickness.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、IC、LSI及び液晶表示素子の
微細化、多層化に伴って、リソグラフィー技術による微
細パターンの形成の際、露光活性線による定在波の影響
が大きな障害となってきた。このため、基板とホトレジ
スト層との間に有機系反射防止膜を介在させ、定在波の
影響を抑制することが行われているが、最近ではホトレ
ジスト層の薄膜化に対応して、反射防止膜の薄膜化への
要求が高まってきている。これまで、反射防止膜の形成
方法としては、基板表面に蒸着により非晶質炭素皮膜を
主体とする反射防止膜を形成させる方法(特開平11−
8248号公報)や、有機系反射防止膜を形成する際に
紫外線を照射して反射防止膜の光学特性を調整する方法
(特開平8−37140号公報)が知られているが、こ
れらの方法では、現在要求されている反射防止膜の薄膜
化を行い、しかも定在波の完全な抑制を行うことは困難
である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization and multi-layering of ICs, LSIs and liquid crystal display elements, the influence of standing waves due to exposure actinic rays has become a major obstacle when forming fine patterns by lithography. . For this reason, an organic anti-reflection film is interposed between the substrate and the photoresist layer to suppress the effect of standing waves. The demand for thinner films is increasing. Heretofore, as a method of forming an anti-reflection film, a method of forming an anti-reflection film mainly composed of an amorphous carbon film on a substrate surface by vapor deposition (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
No. 8248) and a method of irradiating ultraviolet rays when forming an organic antireflection film to adjust the optical characteristics of the antireflection film (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-37140). In such a case, it is difficult to reduce the thickness of the antireflection film required at present and to completely suppress the standing wave.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、反射防止膜
を構成する成分の種類や含有割合を選択して、反射防止
膜の屈折率(n)及び吸光係数(k)を調整し、反射防
止膜の薄膜化を実現することを目的としてなされたもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the refractive index (n) and the extinction coefficient (k) of the antireflection film are adjusted by selecting the type and content of the components constituting the antireflection film. The purpose of the present invention is to reduce the thickness of the prevention film.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、屈折率
(n)及び吸光係数(k)の異なる多数の有機反射防止
膜材料について、反射防止膜を形成させた場合の膜厚
と、反射防止膜とホトレジスト膜との界面における反射
率との関係を調べたところ、屈折率が大きくなるほど膜
厚の小さい方に反射率の極小点が移動すること、及びこ
の傾向は吸光係数が異なっていても変わらないことを見
出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have found that, for a number of organic antireflection film materials having different refractive indices (n) and extinction coefficients (k), the film thickness when an antireflection film is formed; When the relationship between the reflectance at the interface between the antireflection film and the photoresist film was examined, the minimum point of the reflectance moved to the smaller thickness as the refractive index increased, and this tendency showed that the absorption coefficient was different. The present inventors have found that there is no difference, and have made the present invention based on this finding.

【0005】すなわち、本発明は、基板上に有機系反射
防止膜を介して積層したホトレジスト膜に対し、画像形
成露光を行ったのち、現像処理を施して微細パターンを
形成する方法において、有機系反射防止膜の厚さを横軸
とし、有機系反射防止膜とホトレジスト膜の界面におけ
る反射率を縦軸としてプロットしたときのグラフにおい
て、その反射率の極小点近傍で変動値0.01を生じる
膜厚の許容範囲が±0.01μm以内になるように、有
機系反射防止膜の屈折率及び吸光係数を調整することを
特徴とする微細パターン形成方法を提供するものであ
る。
That is, the present invention provides a method for forming a fine pattern by subjecting a photoresist film laminated on a substrate via an organic anti-reflection film to image formation exposure and then performing development processing to form a fine pattern. In a graph in which the thickness of the antireflection film is plotted on the horizontal axis and the reflectance at the interface between the organic antireflection film and the photoresist film is plotted on the vertical axis, a fluctuation value 0.01 occurs near the minimum point of the reflectance. An object of the present invention is to provide a method for forming a fine pattern, which comprises adjusting the refractive index and the extinction coefficient of an organic antireflection film so that the allowable range of the film thickness is within ± 0.01 μm.

【0006】図1は、本発明方法の構成を説明するため
のモデル図であり、有機系反射防止膜の厚さをx、有機
系反射防止膜とホトレジスト膜の界面における反射率を
yとしたときの関係を示すグラフである。本発明におい
ては、この反射率の極小点をy1、y1に対応する有機系
反射防止膜の膜厚をx1としたとき、y1+0.01の線
Yとグラフの交点P,Qに対応するx2、x3がx±0.
01の範囲内になるように有機系反射防止膜の屈折率
(n)と吸光係数(k)とを調整する。
FIG. 1 is a model diagram for explaining the structure of the method of the present invention, wherein the thickness of the organic anti-reflection film is x, and the reflectance at the interface between the organic anti-reflection film and the photoresist film is y. It is a graph which shows the relationship at the time. In the present invention, when the minimum point of the reflectance is y 1 and the film thickness of the organic antireflection film corresponding to y 1 is x 1 , the intersection points P and Q of the line Y of y 1 +0.01 and the graph are obtained. X 2 and x 3 corresponding to x ± 0.
The refractive index (n) and the extinction coefficient (k) of the organic antireflection film are adjusted so as to fall within the range of 01.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明における基板及びホトレジ
ストとしては、これまで微細パターン形成用として一般
に用いられているものの中から任意に選んで使用するこ
とができる。すなわち、基板としてはケイ素を用いるこ
とができるし、ホトレジストとしては、ネガ型、ポジ型
を問わず、アルカリ水溶液を用いて現像できるものであ
ればどのようなレジストでも使用することができる。こ
のようなレジストの例としては、ナフトキノンジアジド
化合物とノボラック樹脂を含有するポジ型レジストや、
露光により酸を発生する化合物、酸により分解しアルカ
リ水溶液に対する溶解性が増大する化合物及びアルカリ
可溶性樹脂を含有するポジ型レジストや、露光により酸
を発生する化合物、酸により分解しアルカリ水溶液に対
する溶解性が増大する基を有するアルカリ可溶性樹脂を
含有するポジ型レジストや、露光により酸を発生する化
合物、架橋剤、アルカリ可溶性樹脂を含有するネガ型レ
ジストなどがあるが、必ずしもこれらに限定されるもの
ではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The substrate and the photoresist in the present invention can be arbitrarily selected from those conventionally used for forming fine patterns. That is, silicon can be used as the substrate, and any photoresist, whether negative or positive, can be used as long as it can be developed using an alkaline aqueous solution. Examples of such a resist include a positive resist containing a naphthoquinonediazide compound and a novolak resin,
Positive resists containing a compound that generates an acid upon exposure, a compound that decomposes by acid to increase its solubility in an aqueous alkaline solution, and a positive resist containing an alkali-soluble resin, a compound that generates an acid upon exposure, and a compound that decomposes with an acid and dissolves in an aqueous alkaline solution There is a positive resist containing an alkali-soluble resin having a group that increases, a compound that generates an acid upon exposure, a crosslinking agent, a negative resist containing an alkali-soluble resin, and the like, but not necessarily limited to these. Absent.

【0008】次に、本発明で用いる有機系反応防止膜の
形成材料については、特に制限はなく、これまで反射防
止膜形成材料に慣用されているものの中から任意に選ん
で使用することができる。このような反射防止膜形成材
料としては、例えば高吸光性物質と架橋剤とを含有する
もの、高吸光性物質とバインダー樹脂とを含有するも
の、高吸光性物質と架橋剤とバインダー樹脂とを含有す
るものなどを挙げることができる。
Next, the material for forming the organic reaction preventing film used in the present invention is not particularly limited, and it can be arbitrarily selected from those conventionally used as materials for forming an antireflection film. . Examples of such an antireflection film-forming material include those containing a high light-absorbing substance and a crosslinking agent, those containing a high light-absorbing substance and a binder resin, and those containing a high light-absorbing substance, a crosslinking agent and a binder resin. And the like.

【0009】ここで用いられる高吸光性物質は、一般に
紫外線吸収剤として用いられているベンゾフェノン系化
合物、ジフェニルスルホン系化合物、ジフェニルスルホ
キシド系化合物、ナフタレン系化合物、アントラセン系
化合物の中で、併用する後記の架橋剤と架橋可能な置換
基を有するものの中から任意に選ぶことができる。この
ようなベンゾフェノン系化合物の例としては、2,
2′,4,4′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、2
‐ヒドロキシ‐4′‐ジメチルアミノベンゾフェノン、
2,4‐ジヒドロキシ‐4′‐ジメチルアミノベンゾフ
ェノン、2,4‐ジヒドロキシ‐4′‐ジエチルアミノ
ベンゾフェノン、4,4′‐ビス(ジエチルアミノ)ベ
ンゾフェノン、4,4′‐ビス(ジメチルアミノ)ベン
ゾフェノンなどを、ジフェニルスルホン系化合物の例と
しては、ビス(2,4‐ジヒドロキシフェニル)スルホ
ン、ビス(3,4‐ジヒドロキシフェニル)スルホン、
ビス(3,5‐ジヒドロキシフェニル)スルホン、ビス
(3,6‐ジヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4
‐ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3‐ヒドロキ
シフェニル)スルホン、ビス(3,5‐ジメチル‐4‐
ヒドロキシフェニル)スルホンなどを、ジフェニルスル
ホキシド系化合物の例としては、ビス(2,3‐ジヒド
ロキシフェニル)スルホキシド、ビス(5‐クロロ‐
2,3‐ジヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス
(2,4‐ジヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス
(2,4‐ジヒドロキシ‐6‐メチルフェニル)スルホ
キシド、ビス(5‐クロロ‐2,4‐ジヒドロキシフェ
ニル)スルホキシド、ビス(2,5‐ジヒドロキシフェ
ニル)スルホキシド、ビス(3,4‐ジヒドロキシフェ
ニル)スルホキシド、ビス(3,5‐ジヒドロキシフェ
ニル)スルホキシド、ビス(2,3,4‐トリヒドロキ
シフェニル)スルホキシド、ビス(2,3,4‐トリヒ
ドロキシ‐6‐メチルフェニル)スルホキシド、ビス
(5‐クロロ‐2,3,4‐トリヒドロキシフェニル)
スルホキシド、ビス(2,4,6‐トリヒドロキシフェ
ニル)スルホキシド、ビス(5‐クロロ‐2,4,6‐
トリヒドロキシフェニル)スルホキシドなどを、ナフタ
レン系化合物の例としては、1‐ナフトール、2‐ナフ
トール、ナフタレンジオール、ナフタレントリオール、
1‐ナフタレンメタノール、2‐ナフタレンメタノー
ル、1‐(2‐ナフチル)エタノール、ナフタレンカル
ボン酸、1‐ナフトール‐4‐カルボン酸、1,8‐ナ
フタレンジカルボン酸、ナフトールスルホン酸などを、
また、アントラセン系化合物の例としては、1‐ヒドロ
キシアントラセン、9‐ヒドロキシアントラセン、1,
2‐ジヒドロキシアントラセン、1,5‐ジヒドロキシ
アントラセン、9,10‐ジヒドロキシアントラセン、
1,2,3‐トリヒドロキシアントラセン、1,2,
3,4‐テトラヒドロキシアントラセン、1,2,3,
4,5,6‐ヘキサヒドロキシアントラセン、1,2,
3,4,5,6,7,8‐オクタヒドロキシアントラセ
ン、1‐ヒドロキシメチルアントラセン、9‐ヒドロキ
シメチルアントラセン、9‐ヒドロキシエチルアントラ
セン、9‐ヒドロキシヘキシルアントラセン、9‐ヒド
ロキシオクチルアントラセン、9,10‐ジヒドロキシ
メチルアントラセン、9‐アントラセンカルボン酸、グ
リシジル化アントラセンカルボン酸、グリシジル化アン
トラセニルメチルアルコール、アントラセニルメチルア
ルコールと多価カルボン酸、例えばシュウ酸、マロン
酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン
酸、コハク酸、メチルコハク酸、2,2‐ジメチルコハ
ク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸との縮合生
成物などをそれぞれ挙げることができる。これらの高吸
光性物質は単独で用いてもよいし、また2種以上を組み
合わせて用いてもよい。
The high light-absorbing substance used here is a benzophenone-based compound, a diphenylsulfone-based compound, a diphenylsulfoxide-based compound, a naphthalene-based compound, or an anthracene-based compound which is generally used as an ultraviolet absorber. Can be arbitrarily selected from those having a substituent capable of crosslinking with the crosslinking agent. Examples of such a benzophenone compound include 2,2.
2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2
-Hydroxy-4'-dimethylaminobenzophenone,
2,4-dihydroxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 2,4-dihydroxy-4'-diethylaminobenzophenone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, etc. Examples of the diphenyl sulfone-based compound include bis (2,4-dihydroxyphenyl) sulfone, bis (3,4-dihydroxyphenyl) sulfone,
Bis (3,5-dihydroxyphenyl) sulfone, bis (3,6-dihydroxyphenyl) sulfone, bis (4
-Hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3,5-dimethyl-4-)
Examples of diphenylsulfoxide-based compounds include bis (2,3-dihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (5-chloro-
2,3-dihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (2,4-dihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (2,4-dihydroxy-6-methylphenyl) sulfoxide, bis (5-chloro-2,4-dihydroxyphenyl) sulfoxide, Bis (2,5-dihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (3,4-dihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (3,5-dihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (2 , 3,4-Trihydroxy-6-methylphenyl) sulfoxide, bis (5-chloro-2,3,4-trihydroxyphenyl)
Sulfoxide, bis (2,4,6-trihydroxyphenyl) sulfoxide, bis (5-chloro-2,4,6-
Examples of naphthalene-based compounds include 1-naphthol, 2-naphthol, naphthalene diol, naphthalene triol, and the like.
1-naphthalenemethanol, 2-naphthalenemethanol, 1- (2-naphthyl) ethanol, naphthalenecarboxylic acid, 1-naphthol-4-carboxylic acid, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid, naphtholsulfonic acid, etc.
Examples of anthracene-based compounds include 1-hydroxyanthracene, 9-hydroxyanthracene,
2-dihydroxyanthracene, 1,5-dihydroxyanthracene, 9,10-dihydroxyanthracene,
1,2,3-trihydroxyanthracene, 1,2,2
3,4-tetrahydroxyanthracene, 1,2,3
4,5,6-hexahydroxyanthracene, 1,2,2
3,4,5,6,7,8-octahydroxyanthracene, 1-hydroxymethylanthracene, 9-hydroxymethylanthracene, 9-hydroxyethylanthracene, 9-hydroxyhexylanthracene, 9-hydroxyoctylanthracene, 9,10- Dihydroxymethylanthracene, 9-anthracenecarboxylic acid, glycidylated anthracenecarboxylic acid, glycidylated anthracenylmethylalcohol, anthracenylmethylalcohol and polycarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, Examples thereof include condensation products with dimethylmalonic acid, succinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, glutaric acid, adipic acid, and pimelic acid. These highly light-absorbing substances may be used alone or in combination of two or more.

【0010】また、架橋剤としては、加熱により自己同
士、あるいは併用する高吸光性物質又はバインダー樹脂
あるいはその両方との間で架橋を形成しうる官能基をも
つもの、例えばヒドロキシアルキル基又はアルコキシア
ルキル基あるいはその両方で置換されたアミノ基を少な
くとも2個有する含窒素化合物を挙げることができる。
このような化合物の例としては、アミノ基の水素原子が
メチロール基又はアルコキシメチル基あるいはその両方
で置換されたメラミン、尿素、グアナミン、ベンゾグア
ナミン、グリコールウリル、スクシニルアミド、エチレ
ン尿素などを挙げることができる。これらの含窒素化合
物は、例えばメラミン、尿素、グアナミン、ベンゾグア
ナミン、グリコールウリル、スクシニルアミド、エチレ
ン尿素などを沸騰水中においてホルマリンと反応させて
メチロール化することにより、あるいはこれにさらにメ
タノール、エタノール、n‐プロパノール、イソプロパ
ノールのような低級アルコールを反応させてアルコキシ
ル化することにより容易に製造することができる。
As the crosslinking agent, those having a functional group capable of forming a crosslink between themselves or a highly absorbent substance and / or a binder resin used together by heating, for example, a hydroxyalkyl group or an alkoxyalkyl Nitrogen-containing compounds having at least two amino groups substituted with a group or both are exemplified.
Examples of such compounds include melamine, urea, guanamine, benzoguanamine, glycoluril, succinylamide, ethylene urea, and the like, in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group or both. . These nitrogen-containing compounds are obtained by reacting melamine, urea, guanamine, benzoguanamine, glycoluril, succinylamide, ethylene urea, etc. with formalin in boiling water to form methylol, or further adding methanol, ethanol, n- It can be easily produced by reacting a lower alcohol such as propanol or isopropanol for alkoxylation.

【0011】これらの含窒素化合物の中では、特に一般
Among these nitrogen-containing compounds, the compounds represented by the general formula

【化1】 (式中のAは水素原子、アルキル基、アラルキル基、ア
リール基又は−NR12基を示し、R1、R2、R3
4、R5及びR6はたがいに同じか異なったもので、そ
れぞれ水素原子、メチロール基又はアルコキシメチル基
を示すが、分子中に存在する4〜6個のR1、R2
3、R4、R5及びR6の中の少なくとも2個はメチロー
ル基又はアルコキシメチル基である)で表わされる化合
物が架橋反応性がよいので有利である。この一般式で表
わされる化合物中のメラミン誘導体はメラミン環1個当
り、メチロール基又はアルコキシメチル基を平均3個以
上6個未満有するものが好ましく、このようなメラミン
誘導体としては、市販のメラミン環1個当り、メトキシ
メチル基が平均3.7個置換されているMx−750、
メラミン環1個当り、メトキシメチル基が平均5.8個
置換されているMw−30(いずれも三和ケミカル社
製)、またベンゾグアナミン誘導体としてはサイメルシ
リーズ(三井サイアナミッド社製)などがある。また、
これらの化合物は二量体又は三量体として用いてもよ
い。本発明においては、前記架橋剤を単独で用いてもよ
いし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Embedded image (A in the formula represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group or a —NR 1 R 2 group, and R 1 , R 2 , R 3 ,
R 4 , R 5 and R 6 are the same or different and each represent a hydrogen atom, a methylol group or an alkoxymethyl group, but 4 to 6 R 1 , R 2 ,
At least two of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are a methylol group or an alkoxymethyl group), which is advantageous because of good crosslinking reactivity. The melamine derivative in the compound represented by the general formula preferably has an average of 3 to less than 6 methylol groups or alkoxymethyl groups per melamine ring. As such a melamine derivative, a commercially available melamine ring 1 Mx-750 in which 3.7 methoxymethyl groups are substituted on average,
Mw-30 in which 5.8 methoxymethyl groups are substituted on average per melamine ring (both manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), and benzoguanamine derivatives include Cymel series (manufactured by Mitsui Cyanamid). Also,
These compounds may be used as dimers or trimers. In the present invention, the crosslinking agent may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

【0012】一方、バインダー樹脂としては、ポリアミ
ド酸、ポリスルホン、ハロゲン化重合体、ポリアセター
ル、アセタール共重合体、α‐置換ビニル重合体、ポリ
アミン酸、ポリブテンスルホン酸、アクリル系樹脂など
があるが、特にアクリレート単位を少なくとも1個有す
るアクリル系樹脂が好ましい。このアクリル系樹脂とし
ては、例えばグリシジルアクリレート、メチルアクリレ
ート、エチルアクリレート、プロピルアクリレートなど
のアルキルアクリレート、4‐(4‐ヒドロキシフェニ
ル)スルホニルフェニルアクリレート及び対応するメタ
クリレートなどを重合して得られる重合体が好ましい。
このような重合体としては、例えばポリグリシジルアク
リレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリ
レート、ポリ[4‐(4‐ヒドロキシフェニル)スルホ
ニルフェニルアクリレート]、グリシジルアクリレート
とメチルアクリレートとの共重合体及び対応するメタク
リレート重合体又は共重合体などを挙げることができ
る。なお、これらの中で、グリシジルメタクリレートと
メチルメタクリレートとの重量比2:8ないし8:2、
特に3:7ないし7:3の共重合体や、ポリ[4‐(4
‐ヒドロキシフェニル)スルホニルフェニルメタクリレ
ート]が反射防止層上に形成するレジスト膜との間にイ
ンターミキシング層を発生しにくいという点で有利であ
る。また、上記の樹脂に、前記した高吸光性物質を架橋
剤を介して結合したもの、例えばポリメチルメタクリレ
ートのグリシジル化物に前記のベンゾフェノン系化合
物、ジフェニルスルホン系化合物、ジフェニルスルホキ
シド系化合物、ナフタレン系化合物又はアントラセン系
化合物を結合したものなども用いることができる。
On the other hand, examples of the binder resin include polyamic acid, polysulfone, halogenated polymer, polyacetal, acetal copolymer, α-substituted vinyl polymer, polyamic acid, polybutenesulfonic acid, and acrylic resin. Acrylic resins having at least one acrylate unit are preferred. As the acrylic resin, for example, a polymer obtained by polymerizing an alkyl acrylate such as glycidyl acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, or propyl acrylate, 4- (4-hydroxyphenyl) sulfonylphenyl acrylate, and a corresponding methacrylate is preferable. .
Examples of such a polymer include polyglycidyl acrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, poly [4- (4-hydroxyphenyl) sulfonylphenyl acrylate], a copolymer of glycidyl acrylate and methyl acrylate, and a corresponding methacrylate. Examples thereof include a polymer and a copolymer. Among these, a weight ratio of glycidyl methacrylate to methyl methacrylate of 2: 8 to 8: 2,
Particularly, a copolymer of 3: 7 to 7: 3 or poly [4- (4
-Hydroxyphenyl) sulfonylphenyl methacrylate] is advantageous in that an intermixing layer is not easily generated between the resist film and the resist film formed on the antireflection layer. Further, the above-mentioned resin, the above-mentioned high light-absorbing substance bonded via a cross-linking agent, for example, the benzophenone-based compound, diphenylsulfone-based compound, diphenylsulfoxide-based compound, naphthalene-based compound to glycidylated polymethyl methacrylate Alternatively, a compound to which an anthracene compound is bonded can be used.

【0013】本発明で用いる反射防止膜形成材料には、
上記した高吸光性物質及び架橋剤やバインダー樹脂のほ
かに必要に応じて、相容性のある公知の添加剤、例えば
酢酸、シュウ酸、マレイン酸、o‐ヒドロキシ安息香
酸、3,5‐ジニトロ安息香酸、2,6‐ジヒドロキシ
安息香酸、o‐ヒドロキシ安息香酸とp‐キシレンとの
共重合体として市販されているSAX(商品名、三井東
圧化学社製)などの有機酸を添加することができる。
The antireflection film forming material used in the present invention includes:
In addition to the above-mentioned high light-absorbing substances and crosslinking agents and binder resins, if necessary, compatible known additives such as acetic acid, oxalic acid, maleic acid, o-hydroxybenzoic acid, 3,5-dinitro acid Addition of an organic acid such as benzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, or SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) which is commercially available as a copolymer of o-hydroxybenzoic acid and p-xylene Can be.

【0014】反射防止膜は、例えば上記した高吸光性物
質及び架橋剤やバインダー樹脂と必要に応じて配合され
る各種添加剤を適当な溶剤に溶解して溶液を調製し、基
板上に塗布、乾燥することによって形成させることがで
きる。この際の溶剤としては、例えばアセトン、メチル
エチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、
メチルイソアミルケトン、2‐ヘプタノン、1,1,1
‐トリメチルアセトンなどのケトン類や、エチレングリ
コール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレ
ングリコール又はジエチレングリコールモノアセテー
ト、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノ
アセテート、あるいはこれらのモノメチルエーテル、モ
ノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチル
エーテル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコー
ル類及びその誘導体や、ジオキサンのような環状エーテ
ル類や、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3‐メト
キシプロピオン酸メチル、3‐エトキシプロピオン酸エ
チルなどのエステル類などが用いられる。これらは単独
で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
The antireflection film is prepared by dissolving, for example, the above-mentioned high light-absorbing substance, a cross-linking agent and a binder resin and various additives, if necessary, in an appropriate solvent to prepare a solution, and applying the solution on a substrate. It can be formed by drying. As the solvent at this time, for example, acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone,
Methyl isoamyl ketone, 2-heptanone, 1,1,1
Ketones such as trimethylacetone, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol or diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, or their monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl Polyhydric alcohols such as ethers and derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, Esters such as ethyl ethoxypropionate are used. These may be used alone or as a mixture of two or more.

【0015】また、この反射防止膜形成用溶液には、塗
布性の向上やストリエーション防止のために、所望によ
り界面活性剤を添加することもできる。このような界面
活性剤としては、例えばサーフロンSC−103、SR
−100(旭硝子社製)、EF−351(東北肥料社
製)、フロラードFc−431、フロラードFc−13
5、フロラードFc−98、フロラードFc−430、
フロラードFc−176(住友3M社製)などのフッ素
系界面活性剤を挙げることができる。この場合の添加量
としては反射防止層形成用溶液の固形分に対して、20
00ppm未満の範囲で選ぶのが好ましい。
Further, a surfactant may be added to the antireflection film forming solution, if desired, in order to improve coating properties and prevent striation. Examples of such a surfactant include Surflon SC-103 and SR
-100 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), EF-351 (manufactured by Tohoku Fertilizer Co., Ltd.), Florard Fc-431, Florard Fc-13
5, Florard Fc-98, Florard Fc-430,
Fluorinated surfactants such as Florad Fc-176 (manufactured by Sumitomo 3M) can be used. The amount of addition in this case is 20
It is preferable to select in the range of less than 00 ppm.

【0016】この反射防止膜形成材料として特に好まし
いのは、高吸光性物質例えば紫外線吸収剤及び架橋剤や
バインダー樹脂を含有するものである。この場合の配合
割合としては、高吸光性物質と架橋剤とを含有するもの
の場合には、高吸光性物質100重量部に対して、架橋
剤10〜300重量部、好ましくは20〜200重量部
の範囲が選ばれ、また高吸光性物質と架橋剤とバインダ
ー樹脂とを含有するものの場合には、高吸光性物質と架
橋剤の合計量100重量部に対し、バインダー樹脂1〜
400重量部、好ましくは5〜300重量部の範囲が選
ばれる。さらに高吸光性物質とバインダー樹脂とを含有
するものの場合には、バインダー樹脂100重量部に対
し、高吸光性物質1〜200重量部、好ましくは5〜1
50重量部の範囲で配合するのが有利である。高吸光性
物質と架橋剤やバインダー樹脂との配合割合が上記範囲
を逸脱すると、基板からの反射光の抑制効果が不十分に
なる。
Particularly preferable as the material for forming the antireflection film is a material containing a highly light-absorbing substance such as an ultraviolet absorber, a crosslinking agent and a binder resin. In this case, as a blending ratio, in the case of containing a high light-absorbing substance and a cross-linking agent, the cross-linking agent is 10 to 300 parts by weight, preferably 20 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the high light-absorbing substance. Is selected, and in the case of containing a high light-absorbing substance, a crosslinking agent and a binder resin, the binder resin 1 to 100 parts by weight of the total amount of the high light-absorbing substance and the crosslinking agent
The range is 400 parts by weight, preferably 5 to 300 parts by weight. Further, in the case of containing a high light-absorbing substance and a binder resin, 1 to 200 parts by weight of the high light-absorbing substance, preferably 5 to 1 part by weight, per 100 parts by weight of the binder resin.
It is advantageous to blend in the range of 50 parts by weight. If the mixing ratio of the high light-absorbing substance to the crosslinking agent or the binder resin is out of the above range, the effect of suppressing the reflected light from the substrate becomes insufficient.

【0017】本発明においては、硫黄含有酸残基をもつ
無機酸又は有機酸を配合することができる。この中の硫
黄含有酸残基をもつ無機酸としては、硫酸、亜硫酸、チ
オ硫酸などが挙げられるが、特に硫酸が好ましい。一
方、硫黄含有酸残基をもつ有機酸としては、有機スルホ
ン酸、有機硫酸エステル、有機亜硫酸エステルなどが挙
げられるが、特に有機スルホン酸、例えば、一般式 R7−X (II) (式中のR7は、置換基を有しない若しくは有する炭化
水素基、Xはスルホン酸基である)で表わされる化合物
が好ましい。
In the present invention, an inorganic or organic acid having a sulfur-containing acid residue can be blended. Examples of the inorganic acid having a sulfur-containing acid residue include sulfuric acid, sulfurous acid, and thiosulfuric acid, with sulfuric acid being particularly preferred. On the other hand, examples of the organic acid having a sulfur-containing acid residue include an organic sulfonic acid, an organic sulfate, an organic sulfite, and the like. In particular, an organic sulfonic acid, for example, a general formula R 7 -X (II) (wherein of R 7 is a hydrocarbon group not having or having a substituent, X is a compound represented by a is) sulfonic acid group is preferable.

【0018】上記一般式(II)において、R7の炭化
水素基としては、炭素数1〜20のものが好ましく、こ
の炭化水素基は、飽和のものでも、不飽和のものでもよ
いし、直鎖状、枝分かれ状、環状のいずれであってもよ
い。また、置換基としては、例えばフッ素原子などのハ
ロゲン原子、スルホン酸基、カルボキシル基、水酸基、
アミノ基、シアノ基などが挙げられ、これらの置換基は
1個導入されていてもよいし、複数個導入されていても
よい。
In the general formula (II), the hydrocarbon group of R 7 preferably has 1 to 20 carbon atoms. The hydrocarbon group may be a saturated or unsaturated hydrocarbon group. It may be any of a chain, a branch, and a ring. As the substituent, for example, a halogen atom such as a fluorine atom, a sulfonic acid group, a carboxyl group, a hydroxyl group,
Examples thereof include an amino group and a cyano group, and one or more of these substituents may be introduced.

【0019】R7の炭化水素基は、芳香族炭化水素基、
例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基などでも
よいが、これらの中で特にフェニル基が好ましい。ま
た、これらの芳香族炭化水素基の芳香環には、炭素数1
〜20のアルキル基を1個又は複数個結合していてもよ
い。上記炭素数1〜20の炭化水素基は飽和のもので
も、不飽和のものでもよいし、また、直鎖状、枝分かれ
状、環状のいずれであってもよい。そのほか、この芳香
環は、フッ素原子などのハロゲン原子、スルホン酸基、
カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基などの置
換基の1個又は複数個で置換されていてもよい。このよ
うな有機スルホン酸としては、レジストパターン下部の
形状改善効果の点から、特にノナフルオロブタンスルホ
ン酸、メタンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸
又はそれらの混合物が好適である。
The hydrocarbon group for R 7 is an aromatic hydrocarbon group,
For example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group and the like may be used, and among these, a phenyl group is particularly preferable. The aromatic ring of these aromatic hydrocarbon groups has 1 carbon atom.
One to twenty alkyl groups may be bonded. The hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched or cyclic. In addition, this aromatic ring is a halogen atom such as a fluorine atom, a sulfonic acid group,
It may be substituted with one or more substituents such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group and a cyano group. As such an organic sulfonic acid, nonafluorobutanesulfonic acid, methanesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, or a mixture thereof is particularly preferable from the viewpoint of improving the shape of the lower portion of the resist pattern.

【0020】上記の無機酸や有機酸は単独で用いてもよ
いし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合
量は、使用する酸の種類により異なるが、前記架橋剤1
00重量部に対し、通常0.1〜10重量部、好ましく
は1〜8重量部の範囲で選ばれる。
The above-mentioned inorganic acids and organic acids may be used alone or in combination of two or more. The amount of the crosslinking agent varies depending on the type of acid used.
It is usually selected in the range of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 1 to 8 parts by weight based on 00 parts by weight.

【0021】本発明においては、例えばシリコンウエー
ハのような基板上に、前記の反射防止膜形成材料をスピ
ンナーなどの慣用的な塗布手段を用いて塗布し、乾燥さ
せ、次いで150〜300℃の範囲の温度で加熱するこ
とにより反射防止膜を形成させる。
In the present invention, the material for forming an antireflection film is applied on a substrate such as a silicon wafer by using a conventional application means such as a spinner, dried, and then dried at a temperature of 150 to 300 ° C. The antireflection film is formed by heating at a temperature of.

【0022】次に、このようにして形成された反射防止
膜を介して積層されるホトレジスト膜として好適なもの
は、(A)フェノール性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂
及びその水酸基の一部を酸に対して不活性な置換基で保
護してアルカリ不溶性とした樹脂の中から選ばれた少な
くとも1種と、(B)酸発生剤と、(C)架橋性化合物
とを含有するものである。
Next, a suitable photoresist film laminated via the antireflection film thus formed is (A) a phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin and a part of the hydroxyl group of the resin with respect to an acid. And at least one resin selected from alkali-insoluble resins protected by an inert substituent, (B) an acid generator, and (C) a crosslinkable compound.

【0023】前記(A)成分のフェノール性水酸基含有
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば各種ノボラック樹
脂やポリヒドロキシスチレン系樹脂などを挙げることが
できる。該ノボラック樹脂としては、例えばフェノー
ル、m‐クレゾール、p‐クレゾール、o‐クレゾー
ル、2,3‐キシレノール、2,5‐キシレノール、
3,5‐キシレノール、3,4‐キシレノール、2,
3,5‐トリメチルフェノール、2,3,5‐トリエチ
ルフェノールなどのフェノール系化合物と、ホルムアル
デヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサンなどのア
ルデヒド類とを酸性触媒の存在下に常法により縮合させ
て得られるものである。このノボラック樹脂は、重量平
均分子量2000〜30000のものが好ましく、この
重量平均分子量が2000未満では残膜率が低下すると
ともに、レジストパターン形状が悪くなるし、また、3
0000を超えると解像性が劣化する。
Examples of the phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin of the component (A) include various novolak resins and polyhydroxystyrene resins. Examples of the novolak resin include phenol, m-cresol, p-cresol, o-cresol, 2,3-xylenol, 2,5-xylenol,
3,5-xylenol, 3,4-xylenol, 2,
A compound obtained by condensing a phenolic compound such as 3,5-trimethylphenol or 2,3,5-triethylphenol with an aldehyde such as formaldehyde, paraformaldehyde or trioxane by a conventional method in the presence of an acidic catalyst. is there. The novolak resin preferably has a weight-average molecular weight of 2,000 to 30,000. If the weight-average molecular weight is less than 2,000, the residual film ratio decreases and the resist pattern shape deteriorates.
If it exceeds 0000, the resolution deteriorates.

【0024】一方、ポリヒドロキシスチレン系樹脂は、
例えばヒドロキシスチレンの単独重合体やヒドロキシス
チレンと他のスチレン系単量体との共重合体、ヒドロキ
シスチレンとアクリル酸やメタクリル酸やそれらの誘導
体との共重合体などである。ここで、他のスチレン系単
量体としては、例えばスチレン、p‐メチルスチレン、
α‐メチルスチレン、o‐メチルスチレン、p‐メトキ
シスチレン、p‐クロロスチレン及びこれらの混合物な
どが挙げられる。またアクリル酸やメタクリル酸の誘導
体としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸2‐ヒドロキシエチル、アクリル酸2‐
ヒドロキシプロピル、アクリル酸アミド、アクリロニト
リル、これらに対応するメタクリル酸誘導体及びこれら
の混合物などを挙げることができる。このポリヒドロキ
シスチレン系樹脂は、重量平均分子量1000〜300
00のものが好ましく、重量平均分子量が1000未満
では残膜率が低下するとともに、レジストパターン形状
が悪くなるし、30000を超えると解像性が劣化す
る。
On the other hand, the polyhydroxystyrene resin is
Examples thereof include a homopolymer of hydroxystyrene, a copolymer of hydroxystyrene and another styrene-based monomer, and a copolymer of hydroxystyrene with acrylic acid, methacrylic acid, or a derivative thereof. Here, as other styrene monomers, for example, styrene, p-methylstyrene,
α-methylstyrene, o-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-chlorostyrene and mixtures thereof. Examples of the derivatives of acrylic acid and methacrylic acid include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, and 2-acrylic acid.
Examples thereof include hydroxypropyl, acrylamide, acrylonitrile, methacrylic acid derivatives corresponding to these, and mixtures thereof. This polyhydroxystyrene resin has a weight average molecular weight of 1,000 to 300.
When the weight average molecular weight is less than 1,000, the residual film ratio decreases and the resist pattern shape deteriorates. When it exceeds 30,000, the resolution deteriorates.

【0025】また、水酸基の一部を酸に対して不活性な
置換基で保護してアルカリ不溶性とした樹脂としては、
例えば上記したノボラック樹脂やポリヒドロキシスチレ
ン系樹脂の水酸基の一部を酸に対して不活性な置換基で
保護した樹脂を挙げることができる。
Further, as a resin which is made alkali-insoluble by protecting a part of hydroxyl groups with a substituent which is inactive to an acid,
For example, a resin in which a part of the hydroxyl group of the above-mentioned novolak resin or polyhydroxystyrene-based resin is protected with a substituent which is inactive to an acid can be used.

【0026】この酸に対して不活性な置換基とは、酸に
より変化しない置換基のことであり、このような置換基
としては、例えば置換又は未置換のベンゼンスルホニル
基、置換又は未置換のナフタレンスルホニル基、置換又
は未置換のベンゼンカルボニル基、置換又は未置換のナ
フタレンカルボニル基などが挙げられる。置換又は未置
換のベンゼンスルホニル基の例としては、ベンゼンスル
ホニル基、クロロベンゼンスルホニル基、メチルベンゼ
ンスルホニル基、エチルベンゼンスルホニル基、プロピ
ルベンゼンスルホニル基、メトキシベンゼンスルホニル
基、エトキシベンゼンスルホニル基、プロポキシベンゼ
ンスルホニル基、アセトアミノベンゼンスルホニル基な
どがあり、置換又は未置換のナフタレンスルホニル基の
例としては、ナフタレンスルホニル基、クロロナフタレ
ンスルホニル基、メチルナフタレンスルホニル基、エチ
ルナフタレンスルホニル基、プロピルナフタレンスルホ
ニル基、メトキシナフタレンスルホニル基、エトキシナ
フタレンスルホニル基、プロポキシナフタレンスルホニ
ル基、アセトアミノナフタレンスルホニル基などがあ
る。また、置換又は未置換のベンゼンカルボニル基及び
置換又は未置換のナフタレンカルボニル基の例として
は、前記置換基中のスルホニル基をカルボニル基に置き
換えたものなどがある。
The term "acid-inactive substituent" means a substituent that is not changed by an acid. Examples of such a substituent include a substituted or unsubstituted benzenesulfonyl group and a substituted or unsubstituted benzenesulfonyl group. Examples include a naphthalene sulfonyl group, a substituted or unsubstituted benzenecarbonyl group, and a substituted or unsubstituted naphthalenecarbonyl group. Examples of the substituted or unsubstituted benzenesulfonyl group, benzenesulfonyl group, chlorobenzenesulfonyl group, methylbenzenesulfonyl group, ethylbenzenesulfonyl group, propylbenzenesulfonyl group, methoxybenzenesulfonyl group, ethoxybenzenesulfonyl group, propoxybenzenesulfonyl group, Examples of a substituted or unsubstituted naphthalenesulfonyl group include an acetaminobenzenesulfonyl group, and examples of a naphthalenesulfonyl group, a chloronaphthalenesulfonyl group, a methylnaphthalenesulfonyl group, an ethylnaphthalenesulfonyl group, a propylnaphthalenesulfonyl group, a methoxynaphthalenesulfonyl group Ethoxynaphthalenesulfonyl group, propoxynaphthalenesulfonyl group, and acetaminonaphthalenesulfonyl group. Examples of the substituted or unsubstituted benzenecarbonyl group and the substituted or unsubstituted naphthalenecarbonyl group include those in which the sulfonyl group in the above substituent is replaced with a carbonyl group.

【0027】これらの酸に対して不活性な置換基による
置換率は、アルカリ可溶性樹脂の水酸基に対し、0.0
1〜1モル%の範囲、特に0.08〜0.15モル%の
範囲が好ましい。
The substitution rate of these acids with a substituent inert to the acid is 0.0 to the hydroxyl group of the alkali-soluble resin.
The range of 1 to 1 mol%, particularly the range of 0.08 to 0.15 mol% is preferred.

【0028】前記(A)成分のフェノール性水酸基含有
アルカリ可溶性樹脂の中では、ポリヒドロキシスチレン
系樹脂、特にポリヒドロキシスチレン及びp‐ヒドロキ
シスチレンとスチレンとの共重合体が好ましい。また、
水酸基の一部を酸に対して不活性な置換基で保護してア
ルカリ不溶性とした樹脂としては、ポリヒドロキシスチ
レンの水酸基の一部をアセトアミノベンゼンスルホニル
基で置換したものが感度及び解像性に優れるので有利で
ある。これらの樹脂成分は単独で用いてもよいし、また
2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、(B)成
分の酸発生剤としては、化学増幅型レジスト組成物に慣
用されている活性線の照射により酸を発生する化合物の
中から任意に選んで用いることができる。
Among the phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resins of the component (A), polyhydroxystyrene resins, particularly polyhydroxystyrene and copolymers of p-hydroxystyrene and styrene are preferred. Also,
As a resin that is made alkali-insoluble by protecting a part of the hydroxyl groups with an acid-inactive substituent, polyhydroxystyrene in which a part of the hydroxyl groups is replaced with an acetaminobenzenesulfonyl group has sensitivity and resolution. It is advantageous because it is excellent. These resin components may be used alone or in combination of two or more. The acid generator as the component (B) can be arbitrarily selected from compounds that generate an acid upon irradiation with actinic radiation, which are commonly used for chemically amplified resist compositions.

【0029】一方、(C)成分の架橋性化合物として
は、従来化学増幅型のネガ型レジストに架橋性化合物と
して慣用されているものの中から任意に選ぶことができ
る。このような架橋性化合物としては、ヒドロキシル基
又はアルコキシル基を有するアミノ樹脂、例えばメラミ
ン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、グリコールウリル
‐ホルムアルデヒド樹脂、スクシニルアミド‐ホルムア
ルデヒド樹脂、エチレン尿素‐ホルムアルデヒド樹脂な
どを挙げることができる。これらは、例えばメラミン、
尿素、グアナミン、グリコールウリル、スクシニルアミ
ド、エチレン尿素などから、これらを沸騰水中でホルマ
リンと反応させてメチロール化あるいはこれにさらに低
級アルコールを反応させてアルコキシル化することによ
り容易に得られるが、市販品としてニカラックMx−7
50、ニカラックMx−290、ニカラックMx−30
(いずれも三和ケミカル社製)などが入手することがで
きる。
On the other hand, the crosslinkable compound of the component (C) can be arbitrarily selected from those conventionally used as a crosslinkable compound in a chemically amplified negative resist. Examples of such a crosslinkable compound include an amino resin having a hydroxyl group or an alkoxyl group, such as a melamine resin, a urea resin, a guanamine resin, a glycoluril-formaldehyde resin, a succinylamide-formaldehyde resin, and an ethylene urea-formaldehyde resin. Can be. These are, for example, melamine,
It is easily obtained from urea, guanamine, glycoluril, succinylamide, ethylene urea, etc. by reacting them with formalin in boiling water to form methylol or by further reacting a lower alcohol with them to alkoxylate, but commercially available products Nikarac Mx-7
50, Nikarac Mx-290, Nikarac Mx-30
(All manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) and the like.

【0030】また、1,3,5‐トリス(メトキシメト
キシ)ベンゼン、1,2,4‐トリス(イソプロポキシ
メトキシ)ベンゼン、1,4‐ビス(sec‐ブトキシ
メトキシ)ベンゼンなどのアルコキシル基を有するベン
ゼン化合物、2,6‐ジヒドロキシメチル‐p‐クレゾ
ール、2,6‐ジヒドロキシメチル‐p‐tert‐ブ
チルフェノールなどのヒドロキシル基又はアルコキシル
基を含有するフェノール化合物なども用いることができ
る。これらの架橋性化合物は単独で用いてもよいし、2
種以上を組み合わせて用いてもよい。
Further, it has an alkoxyl group such as 1,3,5-tris (methoxymethoxy) benzene, 1,2,4-tris (isopropoxymethoxy) benzene, and 1,4-bis (sec-butoxymethoxy) benzene. A phenol compound having a hydroxyl group or an alkoxyl group such as a benzene compound, 2,6-dihydroxymethyl-p-cresol, and 2,6-dihydroxymethyl-p-tert-butylphenol can also be used. These crosslinkable compounds may be used alone, or 2
A combination of more than one species may be used.

【0031】ネガ型レジスト層における各成分の配合割
合については、(A)成分の樹脂と(C)成分の架橋性
化合物は、重量比100:3ないし100:70の割合
で配合するのが好ましい。架橋性化合物の量がこの範囲
より少ないと感度が不十分になるおそれがあるし、また
この範囲より多くなると均一なレジスト層が形成されに
くい上、現像性も低下して、良好なレジストパターンが
得られにくくなる。感度、均一なレジスト層の形成及び
現像性などの面から、(A)成分と(C)成分の特に好
ましい配合割合は、重量比100:5ないし100:5
0の範囲で選ばれる。
Regarding the mixing ratio of each component in the negative resist layer, it is preferable that the resin of the component (A) and the crosslinkable compound of the component (C) are mixed in a weight ratio of 100: 3 to 100: 70. . If the amount of the crosslinkable compound is less than this range, the sensitivity may be insufficient.If the amount is more than this range, it is difficult to form a uniform resist layer, and the developability is also reduced, so that a good resist pattern is formed. It is difficult to obtain. From the viewpoints of sensitivity, formation of a uniform resist layer, and developability, a particularly preferable mixing ratio of the component (A) and the component (C) is 100: 5 to 100: 5 by weight.
It is selected in the range of 0.

【0032】また、(B)成分の酸発生剤は、前記
(A)成分と(C)成分との合計重量に対して、0.1
〜30重量%の割合で配合するのが好ましい。(B)成
分の量がこの範囲を逸脱すると像が形成されにくい上、
現像性も低下し、良好なレジストパターンが得られにく
くなる。像形成性及び現像性などの面から、この(B)
成分の特に好ましい配合量は、(A)成分と(C)成分
との合計重量に対して、1〜20重量%の範囲で選ばれ
る。
The acid generator of the component (B) is used in an amount of 0.1 to the total weight of the components (A) and (C).
It is preferred to mix at a ratio of 3030% by weight. If the amount of the component (B) is out of this range, an image is not easily formed, and
Developability also decreases, and it becomes difficult to obtain a good resist pattern. From the viewpoints of image forming properties and developability, this (B)
The particularly preferable compounding amount of the component is selected in the range of 1 to 20% by weight based on the total weight of the component (A) and the component (C).

【0033】本発明方法において、所定の反射防止膜上
にホトレジスト膜を積層するには、例えば前記(A)成
分、(B)成分及び(C)成分を溶剤に溶解して、ネガ
型レジスト膜形成用溶液を調製し、これを反射防止膜上
に、スピンナー、ドクターナイフなどの慣用的な塗布手
段を用いて塗布し、乾燥することで形成させるのが好ま
しい。前記ネガ型レジスト膜形成用溶液の調製に用いら
れる溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケト
ン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルイソ
アミルケトン、2‐ヘプタノン、1,1,1‐トリメチ
ルアセトンなどのケトン類や、エチレングリコール、エ
チレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコー
ル又はジエチレングリコールモノアセテート、プロピレ
ングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、
あるいはこれらのモノメチルエーテル、モノエチルエー
テル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル又は
モノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及びその
誘導体や、ジオキサンのような環状エーテル類や、乳酸
エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビ
ン酸メチル、ピルビン酸エチル、3‐メトキシプロピオ
ン酸メチル、3‐エトキシプロピオン酸エチルなどのエ
ステル類などを挙げることができる。これらは単独で用
いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
In the method of the present invention, in order to laminate a photoresist film on a predetermined antireflection film, for example, the components (A), (B) and (C) are dissolved in a solvent, and a negative resist film is formed. It is preferable to prepare a solution for formation, apply the solution on the antireflection film using a conventional application means such as a spinner or a doctor knife, and dry the solution. As the solvent used for preparing the negative resist film forming solution, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone, 1,1,1-trimethyl acetone, Ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol or diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate,
Or polyhydric alcohols such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid Esters such as butyl, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, and ethyl 3-ethoxypropionate can be exemplified. These may be used alone or as a mixture of two or more.

【0034】また、このネガ型レジスト膜形成用溶液に
は、さらに所望により混和性のある添加物、例えばレジ
スト層の性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、安
定剤、着色剤、界面活性剤などの慣用されているものを
添加含有させることができる。
The solution for forming a negative resist film may further contain, if desired, a miscible additive such as an additional resin for improving the performance of the resist layer, a plasticizer, a stabilizer, a coloring agent, and an interface. A commonly used substance such as an activator can be added and contained.

【0035】ところで、本発明方法においては、前記の
ようにして基板上に形成される有機系反射防止膜につい
て、その厚さを横軸とし、反射防止膜とホトレジスト膜
との界面における反射率を縦軸としてプロットして得ら
れるグラフにおいて、その反射率の極小点近傍で変動値
0.01を生じる膜厚の許容範囲が±0.01μm以内
になるように反射防止膜の屈折率(n)及び吸光係数
(k)を調整することが必要である。
In the method of the present invention, the thickness of the organic antireflection film formed on the substrate as described above is plotted on the horizontal axis, and the reflectance at the interface between the antireflection film and the photoresist film is determined. In the graph obtained by plotting as the vertical axis, the refractive index (n) of the antireflection film is set so that the allowable range of the film thickness that causes a variation value of 0.01 near the minimum point of the reflectance is within ± 0.01 μm. It is necessary to adjust the extinction coefficient (k).

【0036】このような反射防止膜の屈折率及び吸光係
数の調整は、例えば反射防止膜を構成する成分、すなわ
ち高吸光性物質例えば紫外線吸収剤、架橋剤又はバイン
ダー樹脂の種類及びそれらの含有割合を変えることによ
って行うことができる。例えば、高吸光性物質としてア
ントラセン系化合物を用いるとビスフェノールスルホン
系化合物を用いたときよりも吸光係数は大きくなるし、
また酸成分を添加すると、それを含まないものよりも吸
光係数及び屈折率が大きくなる傾向がみられる。他方、
高吸光性物質の含有割合を多くすると吸光係数が大きく
なる傾向がみられるし、さらに高吸光性物質として例え
ばアントラセン系化合物を用いた場合は、その含有割合
を多くすると、屈折率が大きくなるのに対し、ビスフェ
ノールスルホン系化合物を用いた場合は、その含有割合
を多くすると、屈折率が小さくなる傾向がみられる。
The refractive index and the extinction coefficient of the antireflection film are adjusted, for example, by the components constituting the antireflection film, that is, the type of the high light-absorbing substance such as an ultraviolet absorber, a crosslinking agent or a binder resin, and the content ratio thereof. Can be done by changing For example, when an anthracene-based compound is used as the high light-absorbing substance, the extinction coefficient becomes larger than when a bisphenolsulfone-based compound is used,
When an acid component is added, the absorption coefficient and the refractive index tend to be higher than those not containing the acid component. On the other hand,
When the content ratio of the high light-absorbing substance is increased, the absorption coefficient tends to increase.For example, when an anthracene-based compound is used as the high light-absorbing substance, the refractive index increases when the content ratio is increased. In contrast, when a bisphenolsulfone compound is used, the refractive index tends to decrease when the content ratio is increased.

【0037】図2は、このようにして調整した屈折率
(n)が1.4で吸光係数(k)が0.3、0.4、
0.5、0.6及び0.7の反射防止膜について、膜厚
と反射率の関係をグラフとして示したものであるが、こ
れによると0.06〜0.07μm付近と0.15μm
付近に屈折率の極小点が認められる。次に、図3は屈折
率(n)を1.6に調整した場合の同様のグラフ、図4
は屈折率(n)を1.8に調製した場合の同様のグラ
フ、図5は屈折率(n)を2.0に調製した場合の同様
のグラフ、図6は屈折率(n)を2.2に調製した場合
の同様のグラフを示したものである。これらの各グラフ
において反射率の極小点は、屈折率が大きくなるに従っ
て、いずれも左側すなわち膜厚が小さい方に向って移行
している。換言すれば、吸光係数(k)が0.3〜0.
7の範囲においては、屈折率が大きくなるように調整す
れば、ある程度の許容範囲をもって膜厚を小さくするこ
とができるということになる。したがって、本発明によ
れば屈折率(n)が大きくなるように反射防止膜の組成
を選ぶことにより、機能的な障害なしに反射防止膜の薄
膜化を実現することができる。
FIG. 2 shows that the refractive index (n) thus adjusted is 1.4, the extinction coefficient (k) is 0.3, 0.4,
The graph shows the relationship between the film thickness and the reflectance for the 0.5, 0.6 and 0.7 anti-reflection films, which show that the thickness is around 0.06 to 0.07 μm and 0.15 μm.
A local minimum point of the refractive index is observed in the vicinity. Next, FIG. 3 is a similar graph when the refractive index (n) is adjusted to 1.6, and FIG.
Is a similar graph when the refractive index (n) is adjusted to 1.8, FIG. 5 is a similar graph when the refractive index (n) is adjusted to 2.0, and FIG. 2 shows a similar graph when prepared at 0.2. In each of these graphs, the minimum point of the reflectance shifts toward the left side, that is, the smaller the film thickness, as the refractive index increases. In other words, the extinction coefficient (k) is 0.3 to 0.1.
In the range of 7, if the refractive index is adjusted to be large, the film thickness can be reduced within a certain allowable range. Therefore, according to the present invention, by selecting the composition of the antireflection film so as to increase the refractive index (n), it is possible to realize a thin antireflection film without any functional obstacle.

【0038】所望の屈折率(n)と吸光係数(k)を有
する反射防止膜を得る具体的な組成例を次に示す。 (1)n=1.6〜1.65、k=0.5〜0.6の場
合 ポリメタクリル酸と4,4′‐ジヒドロキシフェニルス
ルホンとのエステル化物(0.83g)/アントラセン
メタノール(0.83g)/ベンゾグアナミン(サイメ
ル1125)(0.83g)/プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル(97.5g) (2)n=1.8、k=0.4の場合 4,4′‐ジヒドロキシフェニルスルホン(2.5g)
/ベンゾグアナミン(サイメル1125)(2.5g)
/プロピレングリコールモノメチルエーテル(95.0
g) (3)n=1.45、k=0.4の場合 ベンゾグアナミン(サイメル1125)(1.0g)/
アントラセンカルボン酸(1.0g)/グリシジルメタ
クリル酸−メチルメタクリル酸コポリマー(1.0g)
/プロピレングリコールモノメチルエーテル(97.0
g)。
Specific examples of the composition for obtaining an antireflection film having a desired refractive index (n) and extinction coefficient (k) are shown below. (1) In the case of n = 1.6-1.65 and k = 0.5-0.6 Esterified product of polymethacrylic acid and 4,4′-dihydroxyphenylsulfone (0.83 g) / anthracene methanol (0 .83 g) / benzoguanamine (Cymer 1125) (0.83 g) / propylene glycol monomethyl ether (97.5 g) (2) When n = 1.8 and k = 0.4 4,4′-dihydroxyphenyl sulfone (2 .5g)
/ Benzoguanamine (Cymel 1125) (2.5 g)
/ Propylene glycol monomethyl ether (95.0
g) (3) When n = 1.45 and k = 0.4 Benzoguanamine (Cymel 1125) (1.0 g) /
Anthracenecarboxylic acid (1.0 g) / glycidyl methacrylic acid-methyl methacrylic acid copolymer (1.0 g)
/ Propylene glycol monomethyl ether (97.0
g).

【0039】次に、このようにして得られた薄膜化した
反射防止膜をもつレジスト積層体を用いてパターンを形
成するには、従来のリソグラフィ技術を利用して、まず
ネガ型レジスト層に例えば縮小投影露光装置を用いて、
deep‐UVやエキシマレーザー光などの活性線をマ
スクパターンを介して選択的に照射したのち、加熱処理
を施し、次いでこれを現像液、例えば1〜10重量%テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のようなア
ルカリ性水溶液で現像処理して、反射防止層上にネガ型
レジストパターンを形成したのち、露出した反射防止層
を、プラズマなどを用いたドライエッチング装置を使用
して、ネガ型レジストパターンをマスクとしてエッチン
グする。このようにして、マスクパターンに忠実な微細
な画像を得ることができる。
Next, in order to form a pattern using the thus obtained resist laminate having a thinned antireflection film, a conventional lithography technique is first used to form a pattern on the negative resist layer, for example. Using a reduction projection exposure device,
After selectively irradiating an actinic ray such as deep-UV or excimer laser light through a mask pattern, a heat treatment is performed, and then this is subjected to a developing solution, for example, a 1 to 10% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. After developing with an alkaline aqueous solution to form a negative resist pattern on the antireflection layer, the exposed antireflection layer is etched using the negative resist pattern as a mask using a dry etching apparatus using plasma or the like. I do. Thus, a fine image faithful to the mask pattern can be obtained.

【0040】[0040]

【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。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

【0041】実施例1 ポリメタクリル酸と4,4′‐ジヒドロキシフェニルス
ルホンとのエステル化物(0.83g)、アントラセン
メタノール(0.83g)、ベンゾグアナミン(サイメ
ル1125)(0.83g)及びプロピレングリコール
モノメチルエーテル(97.5g)からなる反射防止膜
形成用組成物を調製した。これを基板上にスピンナー塗
布し、180℃で90秒間加熱し、厚さ0.05μmの
反射防止膜を形成した。上記反射防止膜層上に化学増幅
型ポジ型ホトレジストであるTDUR−DP018[東
京応化工業(株)製]を形成した。この場合のn値は
1.63、k値は0.55であり、反射率の極小点近傍
での変動値を生じる膜厚の許容範囲が±0.01μm以
内になる点は0.05μmであり、実際の膜厚と一致し
ていた。マスクパターンを介して縮小投影露光装置ニコ
ンNSR−2005EX8A(ニコン社製)を用いて露
光した後、ホットプレート上で130℃にて90秒間加
熱処理を行い、次いで2.38重量%テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液により現像処理し、純水に
て洗浄することでホトレジストパターンを得た。得られ
たレジストパターンをSEM(走査型電子顕微鏡)によ
り観察したところ、パターン側壁0.18μmの矩形の
ホトレジストパターンが得られていた。さらにパターン
側壁には定在波による歪みは全く認められなかった。
Example 1 Esterified product of polymethacrylic acid and 4,4'-dihydroxyphenylsulfone (0.83 g), anthracenemethanol (0.83 g), benzoguanamine (Cymel 1125) (0.83 g) and propylene glycol monomethyl A composition for forming an antireflection film comprising ether (97.5 g) was prepared. This was spin-coated on a substrate and heated at 180 ° C. for 90 seconds to form an anti-reflection film having a thickness of 0.05 μm. TDUR-DP018 [manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.], which is a chemically amplified positive photoresist, was formed on the antireflection film layer. In this case, the n value is 1.63, the k value is 0.55, and the point where the allowable range of the film thickness that causes a variation near the minimum point of the reflectance falls within ± 0.01 μm is 0.05 μm. There was a match with the actual film thickness. After exposing using a reduction projection exposure apparatus Nikon NSR-2005EX8A (manufactured by Nikon) through a mask pattern, a heat treatment is performed on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, and then 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxy The photoresist pattern was obtained by developing with an aqueous solution and washing with pure water. Observation of the obtained resist pattern by SEM (scanning electron microscope) revealed that a rectangular photoresist pattern having a pattern side wall of 0.18 μm was obtained. Further, no distortion due to the standing wave was observed on the pattern side wall.

【0042】実施例2 4,4′‐ジヒドロキシフェニルスルホン(2.5
g)、ベンゾグアナミン(サイメル1125)(2.5
g)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(9
5.0g)からなる反射防止膜形成用組成物を調製し
た。これを基板上にスピンナー塗布し、180℃で90
秒間加熱し、厚さ0.045μmの反射防止膜を形成し
た。上記反射防止膜上に化学増幅型ポジ型ホトレジスト
であるTDUR−DP018[東京応化工業(株)製]
を形成した。この場合のn値は1.8、k値は0.40
であり、許容範囲±0.01μm以内の極小点は0.0
45μmであった。マスクパターンを介して縮小投影露
光装置ニコンNSR−2005EX8A(ニコン社製)
を用いて露光した後、ホットプレート上で130℃にて
90秒間加熱処理を行い、次いで2.38重量%テトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像処理
し、純水にて洗浄することでホトレジストパターンを得
た。得られたレジストパターンをSEM(走査型電子顕
微鏡)により観察したところ、パターン側壁0.18μ
mの矩形のホトレジストパターンが得られていた。さら
にパターン側壁には定在波による歪みは全く認められな
かった。
Example 2 4,4'-dihydroxyphenylsulfone (2.5
g), benzoguanamine (Cymel 1125) (2.5
g) and propylene glycol monomethyl ether (9
5.0 g) was prepared. This is spin-coated on a substrate,
Heating was performed for 2 seconds to form an antireflection film having a thickness of 0.045 μm. TDUR-DP018 [Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.] which is a chemically amplified positive photoresist on the antireflection film.
Was formed. In this case, the n value is 1.8 and the k value is 0.40
The minimum point within the allowable range ± 0.01 μm is 0.0
It was 45 μm. Reduction projection exposure apparatus Nikon NSR-2005EX8A (manufactured by Nikon Corporation) through a mask pattern
After exposure using, a heat treatment is carried out on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, followed by a development treatment with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and washing with pure water to form a photoresist pattern. Obtained. Observation of the obtained resist pattern by SEM (scanning electron microscope) revealed that the pattern side wall was 0.18 μm.
m rectangular photoresist pattern was obtained. Further, no distortion due to the standing wave was observed on the pattern side wall.

【0043】実施例3 ベンゾグアナミン(サイメル1125)(1.0g)、
アントラセンカルボン酸(1.0g)、グリシジルメタ
クリル酸−メチルメタクリル酸コポリマー(1.0g)
及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(97.
0g)からなる反射防止膜形成用組成物を調製した。こ
れを基板上にスピンナー塗布し、180℃で90秒間加
熱し、厚さ0.07μmの反射防止膜を形成した。上記
反射防止膜上に化学増幅型ポジ型ホトレジストであるT
DUR−DP018[東京応化工業(株)製]を形成し
た。この場合のn値は1.45、k値は0.40であ
り、許容範囲±0.01μm以内の極小点は0.07μ
mであった。マスクパターンを介して縮小投影露光装置
ニコンNSR−2005EX8A(ニコン社製)を用い
て露光した後、ホットプレート上で130℃にて90秒
間加熱処理を行い、次いで2.38重量%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液により現像処理し、純
水にて洗浄することでホトレジストパターンを得た。得
られたレジストパターンをSEM(走査型電子顕微鏡)
により観察したところ、パターン側壁0.18μmの矩
形のホトレジストパターンが得られていた。さらにパタ
ーン側壁には定在波による歪みは全く認められなかっ
た。
Example 3 Benzoguanamine (Cymel 1125) (1.0 g),
Anthracene carboxylic acid (1.0 g), glycidyl methacrylic acid-methyl methacrylic acid copolymer (1.0 g)
And propylene glycol monomethyl ether (97.
0g) was prepared. This was spin-coated on a substrate and heated at 180 ° C. for 90 seconds to form an antireflection film having a thickness of 0.07 μm. T which is a chemically amplified positive photoresist on the antireflection film
DUR-DP018 [manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.] was formed. In this case, the n value is 1.45, the k value is 0.40, and the minimum point within the allowable range ± 0.01 μm is 0.07 μm.
m. After exposing using a reduction projection exposure apparatus Nikon NSR-2005EX8A (manufactured by Nikon) through a mask pattern, a heat treatment is performed on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, and then 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxy The photoresist pattern was obtained by developing with an aqueous solution and washing with pure water. The obtained resist pattern is subjected to SEM (scanning electron microscope)
As a result, a rectangular photoresist pattern having a pattern side wall of 0.18 μm was obtained. Further, no distortion due to the standing wave was observed on the pattern side wall.

【0044】実施例4 メラミン(Mx−750)(1.0g)とアントラセン
カルボン酸(0.5g)を、プロピレングリコールモノ
メチルエーテル67gに溶解させ、反射防止膜形成用組
成物を調製した。これを基板上にスピンナー塗布し、1
80℃で90秒間加熱し、厚さ0.045μmの反射防
止膜を形成した。上記反射防止膜上に、化学増幅型ポジ
型ホトレジストであるTDUR−P308[東京応化工
業(株)製]を形成した。この場合のn値は1.80、
k値は0.60であり、反射率の極小点近傍での変動値
を生じる膜厚の許容範囲が±0.01μm以内になる点
は0.045μmであり、実際の膜厚と一致していた。
次いで、これを実施例1と同様に処理してホトレジスト
パターンを得た。これをSEM(走査型電子顕微鏡)に
より観察したところ、パターン側壁0.15μmの矩形
のホトレジストパターンが得られ、かつパターン側壁に
は定在波による歪みは全く認められなかった。
Example 4 Melamine (Mx-750) (1.0 g) and anthracenecarboxylic acid (0.5 g) were dissolved in 67 g of propylene glycol monomethyl ether to prepare a composition for forming an antireflection film. This is spin-coated on a substrate and
Heating was performed at 80 ° C. for 90 seconds to form an antireflection film having a thickness of 0.045 μm. TDUR-P308 [manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.], which is a chemically amplified positive photoresist, was formed on the antireflection film. The n value in this case is 1.80,
The k value is 0.60, and the point where the allowable range of the film thickness that causes the fluctuation value near the minimum point of the reflectance falls within ± 0.01 μm is 0.045 μm, which coincides with the actual film thickness. Was.
Next, this was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a photoresist pattern. When this was observed by SEM (scanning electron microscope), a rectangular photoresist pattern having a pattern side wall of 0.15 μm was obtained, and no distortion due to a standing wave was observed on the pattern side wall.

【0045】実施例5 重量平均分子量10,000のポリグリシジルメタクリ
レート(1.0g)と9‐アントラセンカルボン酸
(0.5g)を、プロピレングリコールモノメチルエー
テル60gに溶解させることにより、反射防止膜形成用
組成物を調製した。これを基板上にスピンナー塗布し、
180℃で90秒間加熱し、膜厚0.06μmの反射防
止膜を形成した。上記反射防止膜上に、化学増幅型ポジ
型ホトレジストであるTDUR−P308[東京応化工
業(株)製]を形成した。この場合のn値は1.40、
k値は0.40であり、反射率の極小点近傍での変動値
を生じる膜厚の許容範囲が±0.01μm以内になる点
は0.060μmであり、実際の膜厚と一致していた。
次いで、これを実施例1と同様に処理してホトレジスト
パターンを形成したところ、パターン側壁0.15μm
の矩形のホトレジストパターンが得られ、かつパターン
側壁の定在波による歪みは全く認められなかった。
Example 5 Polyglycidyl methacrylate (1.0 g) having a weight average molecular weight of 10,000 and 9-anthracene carboxylic acid (0.5 g) were dissolved in 60 g of propylene glycol monomethyl ether to form an antireflection film. A composition was prepared. This is applied on the substrate with a spinner,
Heating was performed at 180 ° C. for 90 seconds to form an antireflection film having a thickness of 0.06 μm. TDUR-P308 [manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.], which is a chemically amplified positive photoresist, was formed on the antireflection film. The n value in this case is 1.40,
The k value is 0.40, and the point at which the allowable range of the film thickness that causes a variation near the minimum point of the reflectance falls within ± 0.01 μm is 0.060 μm, which is consistent with the actual film thickness. Was.
Next, this was treated in the same manner as in Example 1 to form a photoresist pattern.
Of the photoresist pattern was obtained, and no distortion due to the standing wave on the pattern side wall was observed.

【0046】比較例 4,4′‐ジヒドロキシフェニルスルホン(1.75
g)、ベンゾグアナミン(サイメル1125)(1.7
5g)及びプロピレングリコールモノエチルエーテル
(96.5g)からなる反射防止膜形成用組成物を調製
した。これを基板上にスピンナー塗布し、180℃で9
0秒間加熱し、膜厚0.05μmの反射防止膜層を形成
した。上記反射防止膜層上に化学増幅型ポジ型ホトレジ
ストであるTDUR−DP018[東京応化工業(株)
製]を形成し、マスクパターンを介して縮小投影露光装
置ニコンNSR−2005EX8A(ニコン社製)を用
いて露光した後、ホットプレート上にて130℃で90
秒間加熱処理を行い、次いで2.38重量%テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像処理し、純
水にて洗浄することでホトレジストパターンを得た。得
られたホトレジストパターンをSEM(走査型電子顕微
鏡)により観察したところ、パターン側壁に定在波によ
るパターン側壁の歪みが見られ、さらに矩形のホトレジ
ストパターンは得られなかった。この反射防止膜材料の
n値及びk値を測定したところ、n=1.80、k=
0.40であり、許容範囲±0.01μm以内の極小点
は0.11であった。
Comparative Example 4,4'-dihydroxyphenylsulfone (1.75
g), benzoguanamine (Cymel 1125) (1.7)
5 g) and propylene glycol monoethyl ether (96.5 g) were prepared. This is spin-coated on a substrate,
Heating was performed for 0 second to form an antireflection film layer having a thickness of 0.05 μm. TDUR-DP018 [Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.] which is a chemically amplified positive photoresist on the antireflection film layer.
And exposure using a reduction projection exposure apparatus Nikon NSR-2005EX8A (manufactured by Nikon Corporation) through a mask pattern, and 90 ° C. at 130 ° C. on a hot plate.
A heat treatment was performed for 2 seconds, followed by development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and washing with pure water to obtain a photoresist pattern. Observation of the obtained photoresist pattern by SEM (scanning electron microscope) revealed that the pattern side wall was distorted by a standing wave on the pattern side wall, and a rectangular photoresist pattern was not obtained. When the n value and k value of this antireflection film material were measured, n = 1.80 and k =
0.40, and the minimum point within the allowable range of ± 0.01 μm was 0.11.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明方法の構成を説明するためのモデル
図。
FIG. 1 is a model diagram for explaining a configuration of a method of the present invention.

【図2】 n=1.4の場合の膜厚と反射率の関係を示
すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the film thickness and the reflectance when n = 1.4.

【図3】 n=1.6の場合の膜厚と反射率の関係を示
すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film thickness and the reflectance when n = 1.6.

【図4】 n=1.8の場合の膜厚と反射率の関係を示
すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the film thickness and the reflectance when n = 1.8.

【図5】 n=2.0の場合の膜厚と反射率の関係を示
すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between film thickness and reflectance when n = 2.0.

【図6】 n=2.2の場合の膜厚と反射率の関係を示
すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the film thickness and the reflectance when n = 2.2.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に有機系反射防止膜を介して積層
したホトレジスト膜に対し、画像形成露光を行ったの
ち、現像処理を施して微細パターンを形成する方法にお
いて、有機系反射防止膜の厚さを横軸とし、有機系反射
防止膜とホトレジスト膜の界面における反射率を縦軸と
してプロットしたときのグラフにおいて、その反射率の
極小点近傍で変動値0.01を生じる膜厚の許容範囲が
±0.01μm以内になるように、有機系反射防止膜の
屈折率及び吸光係数を調整することを特徴とする微細パ
ターン形成方法。
1. A method for forming a fine pattern by subjecting a photoresist film laminated on a substrate via an organic anti-reflection film to image formation exposure and then performing a development treatment to form a fine pattern. In a graph in which the thickness is plotted on the horizontal axis and the reflectance at the interface between the organic antireflection film and the photoresist film is plotted on the vertical axis, the allowable value of the film thickness that causes a variation value of 0.01 near the minimum point of the reflectance is shown. A method for forming a fine pattern, wherein the refractive index and the extinction coefficient of the organic antireflection film are adjusted so that the range is within ± 0.01 μm.
【請求項2】 極小点における反射率が0.01以下で
ある請求項1記載の微細パターン形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the reflectance at the minimum point is 0.01 or less.
【請求項3】 有機系反射防止膜の屈折率及び吸光係数
の調整を、その中の樹脂成分の種類及び含有割合を選択
することにより行う請求項1又は2記載の微細パターン
形成方法。
3. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the adjustment of the refractive index and the extinction coefficient of the organic antireflection film is performed by selecting the type and content of the resin component therein.
【請求項4】 有機系反射防止膜の屈折率及び吸光係数
の調整を、その中の高吸光性物質の種類及び含有割合を
選択することにより行う請求項1又は2記載の微細パタ
ーン形成方法。
4. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the adjustment of the refractive index and the extinction coefficient of the organic antireflection film is carried out by selecting the kind and the content ratio of the highly light-absorbing substance therein.
【請求項5】 有機系反射防止膜の屈折率及び吸光係数
の調整を、その中の熱架橋性化合物の種類及び含有割合
を選択することにより行う請求項1又は2記載の微細パ
ターン形成方法。
5. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the refractive index and the extinction coefficient of the organic antireflection film are adjusted by selecting the type and content of the thermally crosslinkable compound therein.
JP2000126527A 1999-05-06 2000-04-26 Fine pattern forming method Pending JP2001022084A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000126527A JP2001022084A (en) 1999-05-06 2000-04-26 Fine pattern forming method
US09/839,200 US6599682B2 (en) 2000-04-26 2001-04-23 Method for forming a finely patterned photoresist layer

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12633899 1999-05-06
JP11-126338 1999-05-06
JP2000126527A JP2001022084A (en) 1999-05-06 2000-04-26 Fine pattern forming method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001022084A true JP2001022084A (en) 2001-01-26

Family

ID=26462552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000126527A Pending JP2001022084A (en) 1999-05-06 2000-04-26 Fine pattern forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001022084A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003034152A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-24 Nissan Chemical Industries, Ltd. Composition for forming antireflection film for lithography
JP2004085921A (en) * 2002-08-27 2004-03-18 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Base material for lithography
JP2006502448A (en) * 2002-10-08 2006-01-19 ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー. Anti-reflective coating on the bottom of photoresist obtained from molecules with many epoxy residues and small central part
JP2016018093A (en) * 2014-07-09 2016-02-01 東レ株式会社 Resin composition for antireflection films, method of producing antireflection film and method of producing pattern using the same, and solid state image sensor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003034152A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-24 Nissan Chemical Industries, Ltd. Composition for forming antireflection film for lithography
US7425347B2 (en) 2001-10-10 2008-09-16 Nissan Chemical Industries, Ltd Composition for forming anti-reflective coating for use in lithography
KR100903153B1 (en) 2001-10-10 2009-06-17 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Composition for Forming Antireflection Film for Lithography
JP2004085921A (en) * 2002-08-27 2004-03-18 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Base material for lithography
JP2006502448A (en) * 2002-10-08 2006-01-19 ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー. Anti-reflective coating on the bottom of photoresist obtained from molecules with many epoxy residues and small central part
JP2016018093A (en) * 2014-07-09 2016-02-01 東レ株式会社 Resin composition for antireflection films, method of producing antireflection film and method of producing pattern using the same, and solid state image sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2953562B2 (en) Lithographic base material and multilayer resist material using the same
JP2660352B2 (en) Resist composition
JP4359151B2 (en) Photoresist composition containing acetal and ketal as solvent
JP4117871B2 (en) Anti-reflection film forming composition
JPWO2004092840A1 (en) Porous underlayer film and composition for forming underlayer film for forming porous underlayer film
JP6668499B2 (en) High resolution and high aspect ratio negative photoresist composition for KrF laser
JP3053072B2 (en) Resist laminate and pattern forming method using the same
KR100489313B1 (en) Protective coating composition for dual damascene process
JP4773037B2 (en) Etch-resistant anti-reflective coating composition
JP3287057B2 (en) Resist composition
JPH0792680A (en) Resist composition
JPH0792681A (en) Resist composition
US5728504A (en) Positive photoresist compositions and multilayer resist materials using the same
JPH06289614A (en) Negative radiation sensitive resist composition
JP2001022084A (en) Fine pattern forming method
JP3816640B2 (en) Pattern forming resist laminated body and pattern forming method using the same
JP3715454B2 (en) Lithographic substrate
JP3677413B2 (en) Method for suppressing reflectance fluctuation based on difference in substrate thickness during micropattern formation
JPH0792679A (en) Resist composition
JP3076523B2 (en) Positive photoresist composition
US6599682B2 (en) Method for forming a finely patterned photoresist layer
JP3715453B2 (en) Lithographic substrate
TWI289728B (en) Method for forming resist pattern
WO2022065041A1 (en) Resin containing phenolic hydroxyl group, resin composition for alkali-developable resists, resist curable resin composition, and method for producing resin containing phenolic hydroxyl group
JP2817440B2 (en) Positive resist composition

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20031222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040426

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040610

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040811

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20041116

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20041224