DE69702566T2 - Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung - Google Patents

Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung

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Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung. Diese Zusammensetzung wird verwendet, um einen antireflektierenden Beschichtungsfilm auf einem Resistfilm zu bilden, der den Abfall der Genauigkeit der Abmessungen des Musters verhindern (oder Schwankungen der Ausdehnung des Musters verhindern) soll, wenn zum Zeitpunkt der Bildung des Musters durch Photolithographie unter Verwendung eines Photoresist eine, im Resist auftretende, Interferenz mit vom Substrat reflektiertem Licht entsteht.
    • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Halbleitervorrichtungen werden üblicherweise durch Photolithographie hergestellt, was die Stufen der Beschichtung eines Substrats (wie eines Siliziumplättchens) mit einem Photoresistfilm, der Ausbildung des Musters durch selektive Bestrahung mit aktiven Strahlen und der nachfolgenden Entwicklung umfasst.
  • Es ist bekannt, dass das durch selektive Bestrahlung mit aktiven Strahlen gebildete Muster wegen Interferenzen in seinen Abmessungen schwankt. Es wurde vieles untersucht, um diese Schwankungen auf ein Minimum zurückzuführen, wie dies in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nos. 188598/1993, 69120/1994 und 14889611994 beschrieben wird.
  • Die erste betrifft eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, welche auf einem Photoresistfilm aufgebracht werden soll. Gemäss der Beschreibung besteht diese Zusammensetzung aus einem wasserlöslichen polymeren Bindemittel und einer wasserlöslichen Fluorkohlenstoff-Verbindung (wie Perfluorcarbonsäure und dem quaternären Salz der Perfluorsulfonsäure). Es wird berichtet, dass aus dieser Zusammensetzung ein transparenter Film mit einem Brechungsindex von 1,401 hergestellt wird, welcher bei Verwendung im photolithographischen Verfahren die Schwankungen der Empfindlichkeit, welche durch Veränderung der Dicke des Photoresistfilmes hervorgerufen werden, wirkungsvoller vermindert als im Fall, wo kein antireflektierender Beschichtungsfilm verwendet wird. Es wird behauptet, dass die Schwankungen der Empfindlichkeit auf die vielfachen Interferenzen des Lichtes im Resistfilm zurückzuführen sind und der antireflektierende Film idealerweise einen Brechungsindex von
  • bis 1,30 haben sollte.
  • Die zweite Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Resistmusters von genauer Grösse durch Beschichten eines Substrats nacheinander mit einem positiven Photoresist aus Novolak-Harz und Naphthochinondiazid und mit einem alkalischen, antireflektierenden Film. Dieser antireflektierende Film enthält ein wasserlösliches Polymer (wie Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure und Polyvinylamin) und ist mit einer organischen, alkalischen Verbindung (wie Tetramethylammoniumhydroxid) auf einen pH-Wert von ungefähr 10 eingestellt. Der Brechungsindex der antireflektierenden Beschichtung ist durch Zugabe eines fluorhaltigen Polymeren oder eines fluorhaltigen, oberflächenaktiven Mittels auf den erwünschten Wert eingestellt.
  • Durch die Bildung eines antireflektierenden Films auf dem positiven Photoresist wird bewirkt, dass die organische, alkalische Verbindung, welche in dem Erstgenannten enthalten ist, die Vernetzungsreaktion zwischen dem Novolak-Harz und dem Naphthochinondiazid, welche im Letztgenannten enthalten sind, katalysiert, wobei dessen Oberfläche in eine unlösliche Schicht umgewandelt wird. Die unlösliche Schicht bewahrt den positiven Photoresistfilm davor, sich abzunutzen. Weil sie das ARCOR-Verfahren verwendet, kann die beschriebene Erfindung auch ein Resist- Muster mit stabilen Dimensionen erzeugen.
  • Die dritte Offenbarung betrifft eine Beschichtungslösung für einen Resistfilm, welche eine wasserlösliche, filmbildende Komponente und ein oberflächenaktives Mittel auf Fluorbasis enthält, und betriftt ebenfalls ein Verfahren zur Bildung eines Resist- Musters mit einer hohen dimensionalen Genauigkeit durch Beschichtung der Oberfläche des Resistfilmes mit dieser Beschichtungslösung für antireflektierende Filme. Die wasserlösliche, filmbildende Komponente enthält beispielsweise Polyvinylpyrrolidon und ein wasserlösliches Acrylpolymer, welches keine Hydroxylgruppen im Molekül enthält, und das oberflächenaktive Mittel auf Fluorbasis enthält beispielsweise Perfluorcarbonsäure, Perfluorsulfonsäure und deren quaternären Ammoniumsalze.
  • Falls in der ersten Offenbarung der Resistfilm mit einem antireflektierenden Film beschichtet wird, so bleibt der zu entwickelnde obere Teil des Resistmusters (oder die unlösliche Schicht) unglücklicherweise oftmals nach der Entwicklung übrig. Vermutlich wird dieses Phänomen durch die gegenseitige Umsetzung zwischen dem Novolak- Harz und dem Naphthochinondiazid in Anwesenheit des quaternären Ammoniumsalzes hervorgerufen, was zu einer Unlöslichkeit gegenüber der Entwicklerlösung an der Oberfläche des Musters führt. Zusätzlich hat der erwähnte, antireflektierende Beschichtungsfilm einen Brechungsindex, welcher vom idealen weit entfernt ist.
  • In der zweiten Offenbarung besteht der Nachteil darin, dass der antireflektierende Film nur auf den positiven Photoresist aufgetragen werden kann, welcher ein Novolak-Harz und Naphthochinondiazid enthält.
  • Die dritte Offenbarung leidet an dem Nachteil, dass die Perfluorcarbonsäure (RfCOOH) wasserunlöslich ist, falls sie allein verwendet wird (d.i. sie wird wasserlöslich nur in Anwesenheit einer Base), und das quaternäre Ammoniumsalz der Perfluorcarbonsäure oder Perfluorsulfonsäure (RfCOOM bzw. RfSO&sub3;M) eine unlösliche Schicht auf der Resistoberfläche bildet.
    • GEGENSTAND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde vollendet, um die obenerwähnten Probleme zu lösen. Dementsprechend ist die Herstellung einer Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, welche verwendet wird, um einen Antiinterferenzfilm von guter Qualität auf dem Photoresistfilm zu bilden, ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
    • DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die jetzigen Erfinder haben die Beschichtungslösung für Antireflexion untersucht und kürzlich über eine neue Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung berichtet, welche hauptsächlich aus Perfluoralkylcarbonsäure und einem organischen Amin besteht (Japanische Patentanmeldung No. Hei-7 131096, eingereicht am 1. Mai 1995). Ihre nachfolgenden Studien haben gezeigt, dass diese Zusammensetzung bei ihrer Verwendung den Nachteil besitzt, die Dicke des Resistfilmes in der Backstufe nach ihrem Auftragen auf den Resistfilm zu schrumpfen. Es wurde gefunden, dass der Schrumpfungsgrad zum grössten Teil von der Backtemperatur und der Backzeit abhängt. Ein möglicher Grund hierfür ist darin zu suchen, dass die Bindungsstärke zwischen der Perfluoralkylcarbonsäure (als einer schwachen Säure) und dem organischen Amin (als einer schwachen Base) so schwach ist, dass sie durch die thermische Energie der Backbehandlung aufgebrochen wird, mit dem Resultat, dass ein Teil dieser Bestandteile verdampft.
  • Im Hinblick auf das Vorhergehende machten die jetzigen Erfinder einen antireflektierenden Film auf experimenteller Basis unter Verwendung von Perfluoralkylsulfonsäure (als einer starken Säure) anstelle von Perfluoralkylcarbonsäure. Dieser schrumpfte beim Backen nur sehr wenig, zum Unterschied von dem Antireflexionsfilm, welcher Perfluoralkylcarbonsäure und ein organisches Amin enthält. Zusätzlich wurde gefunden, dass dieser einen niedrigeren Brechungsindex für Licht im Bereich der kurzen Wellenlängen (436-248 nm) besitzt, verglichen mit der Zusammensetzung, welche Perfluoralkylcarbonsäure, ein organisches Amin und ein wasserlösliches Polymer enthält. Diese Erkenntnisse führten zu der vorliegenden Erfindung.
    • Die vorliegende Erfindung umfasst:
  • (1) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, welche eine Perfluoralkylsulfonsäure, ein organisches Amin, ein Polyvinylpyrrolidon, ein wasserlösliches Alkylsiloxan-Polymer und Wasser enthält.
  • (2) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie oben in (1) definiert, worin die Perfluoralkylsulfonsäure eine Verbindung der untenstehenden Formel (I) ist.
  • (3) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie oben in (1) definiert, worin das organische Amin Monoethanolamin ist.
  • (4) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie oben in (1) definiert, worin das Polyvinylpyrrolidon ein Molekulargewicht von 1000-10000, vorzugsweise von 2000-5000, besitzt.
  • (5) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie oben in (1) definiert, worin das wasserlösliche Alkylsiloxan-Polymer eine Verbindung der untenstehenden Formel (II) ist.
  • (worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder verschieden sind und jedes -H, -OH, -CH&sub3; oder -O(CH&sub2;CH&sub2;O)mH (m = 1-20) bedeutet und n' für eine ganze Zahl von 1 bis 10 steht.)
  • (6) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie oben in (1) definiert, welche 2-7 Gewichtsteile, vorzugsweise 3-6 Gewichtsteile, Perfluoralkylsulfonsäure, 0,2-1 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,2-0,6 Gewichtsteile, eines organischen Amins, 1 Gewichtsteil Polyvinylpyrrolidon, 0,001-0,10 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,01-0,08 Gewichtsteile, eines wasserlöslichen Alkylsiloxan-Polymeren und 50-100 Gewichtsteile Wasser enthält.
  • (7) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie oben in (6) definiert, welche Polyvinylpyrrolidon und eine Perfluoralkylsulfonsäure in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3-1 : 5 und Polyvinylpyrrolidon und ein organisches Amin in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,3-1 : 0,5 enthält.
  • (8) Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie oben in (6) definiert, worin das wasserlösliche Alkylsiloxan-Polymer 0,001-0,5 Gew.-% der Gesamtmenge der Zusammensetzung ausmacht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend detaillierter dargestellt.
  • Die erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält als einen Bestandteil Perfluoralkylsulfonsäure der Formel (I)
  • Insbesondere wird die Säure der Formel C&sub8;F&sub1;&sub7;SO&sub3;H bevorzugt.
  • Sie wirkt als aktives Mittel und ist in Wasser unlöslich, sie wird jedoch löslich in Anwesenheit einer basischen Substanz.
  • Die erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält Polyvinylpyrrolidon als anderen Bestandteil, welcher als wasserlösliches polymeres Bindemittel wirkt. Dessen erwünschte charakteristische Eigenschaften sind:
  • (i) Gute Beschichtungswirksamkeit, wenn die erfindungsgemässe Zusammensetzung mittels der zentrifugalen Beschichtungsmethode appliziert wird.
  • (ii) Gute Verträglichkeit mit dem oberflächenaktiven Mittel auf Fluorbasis.
  • (iii) Hohe Löslichkeit in Wasser nach dem Backen bei hoher Temperatur (ungefähr 150-160ºC).
  • (iv) Niedriger Brechungsindex.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung hat das Polyvinylpyrrolidon ein Molekulargewicht von 1000-10000, vorzugsweise von 2000-5000. Mit einem Molekulargewicht unterhalb von 1000, ist es schwierig eine einheitliche Filmqualität zu erhalten. Mit einem Molekulargewicht oberhalb 10000 neigt die Zusammensetzung im Augenblick der zentrifugalen Beschichtung zur Fadenbildung oder führt zu einem mangelhaften Beschichtungsfilm.
  • Unter Bezugnahme auf das Verhältnis von Perfluoralkylsulfonsäure/Polyvinylpyrrolidon ist. festzuhalten, dass je höher dieses Verhältnis ist umso niedriger der Brechungsindex anzeigt. Im Fall eines hohen Verhältnisses besitzt der entstandene Beschichtungsfilm wegen des niedrigen Brechungsindex einen Vorteil als antireflektierende Beschichtung. Andererseits hat ein Überschuss von Perfluoralkylsulfonsäure gegenüber Polyvinylpyrrolidon eine ungünstige Wirkung auf den Beschichtungsfilm, wie Oberflächenrauheit, Auftreten von rissähnlichen Mustern, zunehmendes Auftreten von Teilchen auf der Oberfläche einige Zeit nach der Filmbildung und Ausfällung von kristallinen Materialien einige Zeit nach der Filmbildung.
  • Es wurde gefunden, dass die beiden ersteren, oben beschriebenen, Phänomene eng mit dem Verhältnis zwischen Perfluoralkylsulfonsäure und dem organischen Amin zusammenhangen und die beiden letzteren Phänomene durch Verwendung eines Zusatzes vermieden werden können.
  • Das Verhältnis zwischen Perfluoralkylsulfonsäure und dem organischen Amin schwankt, der Effekt wird in Tabelle 1 gezeigt. Nur falls das Verhältnis der beiden Komponenten sich innerhalb des von der dicken Linie umfassten Bereiches befindet, ist es möglich, gute Resultate zu erhalten (weniger Oberflächenrauheit, weniger Risse, weniger Teilchen und weniger Ausfällung).
  • Jedoch ist die Optimierung der Zusammensetzung allein nicht genug, um das Auftreten von Teilchen und Ausfällungen genügend zu unterdrücken, wenn die Menge der Perfluoralkylsulfonsäure zunimmt. Diese Situation kann durch Verwendung eines Zusatzes vermieden werden, welcher ein Derivat von Laktose oder Xylose ist. Unglücklicherweise ist dieser Zusatz für den antireflektierenden Film nicht erwünscht, weil er den Brechungsindex des antireflektiernden Filmes erhöht. Nach ihren ausgedehnten Studien haben die jetzigen Erfinder gefunden, dass man einen antireflektierenden Film herstellen kann, welcher frei ist von Teilchen und Ausfällungen, ohne den Brechungsindex zu erhöhen, indem man der Zusammensetzung ein wasserlösliches Alkylsiloxan-Polymer zusetzt.
  • Perfluoralkylsulfonsäure unterscheidet sich von der Perfluoralkylcarbonsäure dadurch, dass die Zusammensetzung, welche die erstere enthält, einen höheren Kontaktwinkel besitzt, wenn diese Zusammensetzung auf den Resistfilm aufgetragen wird als die Zusammensetzung, welche die letztere enthält. Eine Zusammensetzung mit einem hohen Kontaktwinkel gegenüber einem Resistfilm verhindert manchmal das einfache Beschichten einer bestimmten Art Resist mit der Zusammensetzung. Eine Gegenmassnahme gegen diese Störung besteht darin, der Zusammensetzung Alkohol in einer Menge zuzufügen, welche keinen Schaden am Resist verursacht. Der Alkohol vermindert den Kontaktwinkel auf dem Resistfilm und hilft einen einheitlichen Beschichtungsfilm zu bilden.
  • Das wasserlösliche Alkylsiloxan-Polymer, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist im Handel unter dem Handelsnamen "Polyflow-KL-245" (von Kyoeisha Yushi Co., Ltd.) erhältlich und es wird durch die Formel (II) dargestellt. Es wird der Zusammensetzung in einer Menge von 0,001-0,01 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,01-0,08 Gewichtsteilen, bezogen auf 1 Gewichtsteil Polyvinylpyrrolidon, zugefügt. Mit einer Menge von weniger als 0,001 Gewichtsteilen zeigt es nicht seine gewünschte Wirkung. Mit einer Menge von mehr als 0,10 Gewichtsteilen wird es oft ausfallen.
  • Wie oben erwähnt, lost sich Perfluoralkylsulfonsäure in Anwesenheit von basischen Substanzen. Die erfindungsgemäss verwendete basische Substanz ist ein organisches Amin, vorzugsweise Alkanolamin, noch bevorzugter Monoethanolamin.
  • Die erfindungsgemässe Zusammensetzung ist in der Lage, einen einheitlichen, stabilen Film mit einem niedrigen Brechungsindex zu bilden, was auf die Kombination von Perfluoralkylsulfonsäure, Polyvinylpyrrolidon, einem organischen Amin, einem wasserlöslichen Alkylsiloxan-Polymer und Wasser zurückzuführen ist. Diese Lösung bildet keine unlösliche Schicht auf dem Resistfilm.
  • Jede beliebige Menge von Wasser kann der Zusammensetzung zugesetzt werden, doch sollte die Menge von Wasser sich vorzugsweise im Bereich von 50-100 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Polyvinylpyrrolidon bewegen. Gereinigtes Wasser (oder ionausgetauschtes Wasser) ist erwünscht.
    • BEISPIELE
  • Die Erfindung wird detaillierter unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, welche nicht beabsichtigen, den Umfang der Erfindung zu beschränken. In den Beispielen beziehen sich die Teile auf das Gewicht.
    • BEISPIEL 1
  • 1 Teil Polyvinylpyrrolidon mit einem Molekulargewicht von 3000, 4 Teile Perfluoroktansulfonsäure, 0,35 Teile 2-Aminoethanol und 0,004 Teile "Polyflow-KL-245" (als wasserlösliches Alkylsiloxan-Polymer) wurden vermischt und in 94,646 Teilen Wasser gelöst. Danach wurde die Lösung durch ein Filter mit einer Porengrösse von 0,05 im filtriert. Die so filtrierte Lösung wurde als Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung eingesetzt.
  • Ein 4-inch (10 cm) Silikonplättchen wurde mit einem positiven Photoresist ("AZ-7800" von Clariant) in einer Dicke von 1,0 bis 1,5 um mit Schichten von jeweils etwa 100 A beschichtet. Danach wurde die oben erwähnte Lösung der antireflektierenden Beschichtung in einer Dicke von ca. 650 A auf ein mit Resist beschichtetes Plättchen aufgetragen.
  • Die antireflektierende Beschichtung wurde nacheinander während 90 Sekunden bei 90ºC erhitzt, belichtet mit einem i-Linien (λ = 365 nm) Stepper, während 90 Sekunden bei 110ºC erhitzt und mit einem TMAH Entwickler (2,38%) während 60 Sekunden entwickelt. Jedes Muster (mit unterschiedlicher Dicke) wurde auf Empfindlichkeit untersucht.
  • Es wurde gefunden, dass der Unterschied in der Empfindlichkeit, welcher durch eine konstante Welle ausgelöst wird, beim Muster mit antireflektierender Beschichtung geringer ist als beim Muster ohne antireflektierende Beschichtung, wobei das Verhältnis annähernd 23 bis 100 beträgt.
  • Es wurde ebenfalls gefunden, dass der antireflektierende Beschichtungsfilm für ein Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm einen Brechungsindex von 1,395 hat. Eine Veränderung, wie das Auftreten von kristallinen Materialien und ein Abbau, trat in dem antireflektierenden Film nach einer gewissen Zeit (mehr als 7 Tage nach seiner Herstellung) nicht auf.
    • BEISPIEL 2
  • Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung wurde durch Zugabe von 5 Teilen Isopropylalkohol zu 100 Teilen der im Beispiel 1 beschriebenen Lösung der antireflektierenden Beschichtung hergestellt. Die erhaltene Zusammensetzung wurde in derselben Weise wie im Beispiel 1 beschrieben auf den Photoresistfilm aufgetragen. Der antireflektierende Beschichtungsfilm wurde auf seine Beschichtungseigenschaften und die Abhängigkeit der Veränderung der Empfindlichkeit von der Resistdicke untersucht.
  • Es wurde gefunden, dass die Zugabe von Isopropylalkohol zu der antireflektierenden Lösung die Beschichtungseigenschaften (oder die Benetzbarkeit der antireflektierenden Lösung auf dem Resistfilm) verbessert, wobei der Kontaktwinkel verkleinert wird. Es wurde ebenfalls gefunden, dass die antireflektierende Beschichtung für ein Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm einen Brechungsindex von 1,392 aufweist. In dem antireflektierenden Beschichtungsfilm trat nach Zeitablauf (mehr als 7 Tage nach dessen Herstellung) keine Veränderung auf. Die Abhängigkeit der Veränderung der Empfindlichkeit von der Resistdicke war ähnlich der im Beispiel 1 (mit dem Verhältnis von 24 bis 100).
    • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Es wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt mit der Ausnahme, dass "Polyflow-KL- 245" (als wasserlösliches Alkylsiloxanpolymer) weggelassen wurde. Es wurde ebenfalls gefunden, dass die antireflektierende Beschichtung für ein Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm einen Brechungsindex von 1,392 aufweist. Die Abhängigkeit der Veränderung der Empfindlichkeit von der Resistdicke war ähnlich der im Beispiel 1 (mit dem Verhältnis von 24 bis 100). Es traten jedoch kristalline Stoffe im antireflektierenden Beschichtungsfilm 2 Tage nach dessen Herstellung auf.
    • BEISPIEL 3
  • Es wurden mehrere Zusammensetzungen mit einem Anteil von 0,005 Teilen "Polyflow-KL- 245" hergestellt und die Anteile von Monoethanolamin (MEA) und Perfluoroktansulfonsäure (C&sub8;F&sub1;&sub7;SO&sub3;H) im Verhältnis zur Menge von Polyvinylpyrrolidon (PVP), welche aus 1 Teil besteht, variiert, wie in Tabelle 1 gezeigt wird. Die Muster wurden in derselben Weise wie im Beispiel 1 untersucht. Die Resultate werden in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1
    • Anmerkung zu Tabelle 1 Obere Reihe:
  • Brechungsindex
    • Mittlere Reihe:
  • Schwankung (Veränderung der Empfindlichkeit ausgedrückt als Verhältnis des Musters mit antireflektierender Beschichtung zu dem Muster ohne antireflektierende Beschichtung)
    • Untere Reihe:
  • Bewertung der Veränderung mit der Zeit
    • Bewertung der Veränderung mit der Zeit
  • gut
  • Es findet absolut keine Veränderung auf der Filmoberfläche nach der Filmbeschichtung statt.
  • annehmbar
  • Die Filmoberfläche wird nach Zeitablauf nicht rauh und es treten nach der Filmbeschichtung keine verschwindend kleine kristalline Stoffe auf mangelhaft Die Filmoberfläche neigt einige Zeit nach der Filmbeschichtung dazu rauh zu werden, obzwar die Wirksamkeit unverändert bleibt.
  • schlecht
  • Verschwindend kleine kristalline Stoffe treten auf der Aussenfläche des Filmes nach der Filmbeschichtung auf, obzwar die Wirksamkeit unangetastet bleibt.
    • [Wirkung der Erfindung]
  • Die Zusammensetzung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert wird, ist in der Lage einen antireflektierenden Beschichtungsfilm mit einem niedrigen Brechungsindex zu bilden, vermindert die Bildung einer unlöslichen Schicht und bildet keine feinen Teilchen und feine kristalline Stoffe auf seiner Oberflächenschicht. Die Zusammensetzung, wie sie in den Ansprüchen 2 bis 8 definiert wird, besitzt eine verbesserte Wirksamkeit.

Claims (8)

1. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, welche eine Perfluoroalkylsulfonsäure, ein organisches Amin, ein Polyvinylpyrrolidon, ein wasserlösliches Alkylsiloxan Polymer und Wasser enthält.
2. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie im Patentanspruch 1 definiert, worin die Perfluoroalkylsulfonsäure eine Verbindung ist, welche durch die untenstehende Formel dargestellt wird.
3. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie im Patentanspruch 1 definiert, worin das organische Amin Monoethanolamin ist.
4. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie im Patentanspruch 1 definiert, worin das Polyvinylpyrrolidon eines mit einem Molekulargewicht von 1000-10000 ist.
5. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie im Patentanspruch 1 definiert, worin das wasserlösliche Alkylsiloxan Polymer eine Verbindung ist, welche durch die untenstehende Formel dargestellt wird.
(worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder verschieden sind und jedes -H, -OH, -CH&sub3; oder - O(CH&sub2;CH&sub2;O)mH (m = 1-20) bedeutet und n' für eine ganze Zahl von 1 bis 10 steht.)
6. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie im Patentanspruch 1 definiert, welche 2-7 Gewichtsteile Perfluoroalkylsulfonsäure, 0,2-1 Gewichtsteile eines organischen Amins, 1 Gewichtsteil Polyvinylpyrrolidon, 0,001-0,10 Gewichtsteile eines wasserlöslichen Alkylsiloxan Polymeren und 50-100 Gewichtsteile Wasser enthält.
7. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie im Patentanspruch 6 definiert, welche Polyvinylpyrrolidon und Perfluoroalkylsulfonsäure in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3-1 : 5 und Polyvinylpyrrolidon und ein organisches Amin in einem Gewichtsverhltnis von 1 : 0,3-1 : 0,5 enthält.
8. Eine Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung, wie im Patentanspruch 6 definiert, worin das wasserlösliche Alkylsiloxan Polymer 0,001-0,5 Gew.-% der Gesamtmenge der Zusammensetzung darstellt.
DE69702566T 1996-04-25 1997-04-04 Zusammensetzung für eine antireflektierende Beschichtung Expired - Lifetime DE69702566T2 (de)

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DE69702566D1 DE69702566D1 (de) 2000-08-24
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3673399B2 (ja) * 1998-06-03 2005-07-20 クラリアント インターナショナル リミテッド 反射防止コーティング用組成物
KR100401116B1 (ko) * 1999-06-03 2003-10-10 주식회사 하이닉스반도체 아민오염방지 물질 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법
US6984482B2 (en) 1999-06-03 2006-01-10 Hynix Semiconductor Inc. Top-coating composition for photoresist and process for forming fine pattern using the same
US6824879B2 (en) * 1999-06-10 2004-11-30 Honeywell International Inc. Spin-on-glass anti-reflective coatings for photolithography
US6890448B2 (en) * 1999-06-11 2005-05-10 Shipley Company, L.L.C. Antireflective hard mask compositions
JP2001142221A (ja) * 1999-11-10 2001-05-25 Clariant (Japan) Kk 反射防止コーティング用組成物
JP3320402B2 (ja) * 2000-06-26 2002-09-03 クラリアント ジャパン 株式会社 現像欠陥防止プロセス及び材料
TW556047B (en) * 2000-07-31 2003-10-01 Shipley Co Llc Coated substrate, method for forming photoresist relief image, and antireflective composition
JP2002148820A (ja) * 2000-11-15 2002-05-22 Clariant (Japan) Kk パターン形成方法及びこの方法に使用される処理剤
JP2003345026A (ja) * 2002-05-24 2003-12-03 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 反射防止膜形成用塗布液組成物およびこれを用いたホトレジスト積層体、並びにホトレジストパターンの形成方法
FR2842533B1 (fr) * 2002-07-18 2006-11-24 Hynix Semiconductor Inc Composition de revetement organique antireflet, procede de formation de motifs de photoresist a l'aide de cette composition et dispositif a semi-conducteur fabrique grace a ce procede
US6916594B2 (en) * 2002-12-30 2005-07-12 Hynix Semiconductor Inc. Overcoating composition for photoresist and method for forming photoresist pattern using the same
US7368173B2 (en) * 2003-05-23 2008-05-06 Dow Corning Corporation Siloxane resin-based anti-reflective coating composition having high wet etch rate
JP4355944B2 (ja) 2004-04-16 2009-11-04 信越化学工業株式会社 パターン形成方法及びこれに用いるレジスト上層膜材料
TWI362566B (en) 2004-06-30 2012-04-21 Dainippon Ink & Chemicals Composition for antireflection coating and pattern forming method
EP1762895B1 (de) 2005-08-29 2016-02-24 Rohm and Haas Electronic Materials, L.L.C. Antireflex-Zusammensetzungen für Hartmasken
KR101419078B1 (ko) * 2006-11-14 2014-07-11 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 저굴절률 피막 형성용 도포액, 그 제조 방법 및 반사 방지재
US20080286689A1 (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Hong Zhuang Antireflective Coating Compositions
JP2009175747A (ja) * 2009-03-24 2009-08-06 Honeywell Internatl Inc フォトリソグラフィー用スピンオン反射防止膜
CN114686057B (zh) * 2020-12-28 2023-06-02 中国科学院微电子研究所 一种图形化用抗反射涂层组合物及图形化方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52105935A (en) * 1976-03-04 1977-09-06 Riken Keikinzoku Kogyo Kk Coating compositions
JPS55120672A (en) * 1979-03-13 1980-09-17 Lion Corp Film-forming agent for ventilation fan
US4411703A (en) * 1981-01-23 1983-10-25 Solarex Corporation Composition for applying antireflective coating on solar cell
US4496398A (en) * 1982-01-20 1985-01-29 Solarex Corporation Antireflective coating composition
JPS61122649A (ja) * 1984-11-19 1986-06-10 Fuji Photo Film Co Ltd ポジ型感光性平版印刷版
DE3447636A1 (de) * 1984-12-28 1986-07-03 Wacker-Chemie GmbH, 8000 München Bei verduennen mit wasser durchsichtige gemische ergebende, polysiloxan enthaltende zusammensetzungen
US4661433A (en) * 1984-12-31 1987-04-28 General Electric Company Storage stable aryl nitrone compositions
JPH0639568B2 (ja) * 1985-04-24 1994-05-25 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 シリコ−ン水性エマルジヨン組成物の製造方法
US4830879A (en) * 1986-09-25 1989-05-16 Battelle Memorial Institute Broadband antireflective coating composition and method
US4898849A (en) * 1987-12-29 1990-02-06 Nashua Corporation Coated thermally printable material and method of producing the same
SG43691A1 (en) * 1991-06-28 1997-11-14 Ibm Top antireflective coating films
FR2680583B1 (fr) * 1991-08-22 1993-10-08 Commissariat A Energie Atomique Materiau presentant des proprietes antireflet, hydrophobes et de resistance a l'abrasion et procede de depot d'une couche antireflet, hydrophobe et resistante a l'abrasion sur un substrat.
WO1993024860A1 (en) * 1992-06-02 1993-12-09 Mitsubishi Kasei Corporation Composition for forming anti-reflection film on resist and pattern formation method
JP2829555B2 (ja) * 1992-08-20 1998-11-25 三菱電機株式会社 微細レジストパターンの形成方法
JP3192505B2 (ja) * 1992-11-13 2001-07-30 東京応化工業株式会社 半導体素子製造用パターン形成方法
SG52630A1 (en) * 1993-10-12 1998-09-28 Hoechst Ag Top anti-reflective coating films
JPH07168002A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Nikon Corp コーティング組成物及びプラスチック基材
JP2803549B2 (ja) * 1993-12-21 1998-09-24 信越化学工業株式会社 光反射性防止材料及びパターン形成方法
US5631314A (en) * 1994-04-27 1997-05-20 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Liquid coating composition for use in forming photoresist coating films and photoresist material using said composition
CA2205025C (en) * 1994-11-10 2001-08-21 Alice Marie Vogel Wrinkle reducing composition
KR0129950B1 (ko) * 1994-11-30 1998-04-03 김광호 반사방지막 조성물
US5585186A (en) * 1994-12-12 1996-12-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coating composition having anti-reflective, and anti-fogging properties
US5580819A (en) * 1995-03-22 1996-12-03 Ppg Industries, Inc. Coating composition, process for producing antireflective coatings, and coated articles
US5611850A (en) * 1995-03-23 1997-03-18 Mitsubishi Chemical Corporation Composition for anti-reflective coating on resist
JP3786298B2 (ja) * 1995-03-23 2006-06-14 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． 表面反射防止膜用組成物
JP3510003B2 (ja) * 1995-05-01 2004-03-22 クラリアント インターナショナル リミテッド 反射防止コーティング用組成物

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Publication number Publication date
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