JP2001133984A - Antireflection film material and pattern forming method - Google Patents

Antireflection film material and pattern forming method

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JP2001133984A
JP2001133984A JP31109599A JP31109599A JP2001133984A JP 2001133984 A JP2001133984 A JP 2001133984A JP 31109599 A JP31109599 A JP 31109599A JP 31109599 A JP31109599 A JP 31109599A JP 2001133984 A JP2001133984 A JP 2001133984A
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light
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畠山  潤
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a water-soluble antireflection film material containing an alkylamine or an alkanolamine in which part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group have been substituted by fluorine. SOLUTION: The antireflection film material forms a minute resist pattern with high dimensional accuracy, high accuracy of alignment and good reproducibility.

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、特にフォトレジス
トを用いたフォトリソグラフィーにおいて、凹凸のある
基盤上にも高精度の微細加工を可能にする光反射防止膜
材料及びこれを用いてレジストパターンを形成する方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-reflection coating material that enables high-precision microfabrication even on a substrate having irregularities, particularly in photolithography using a photoresist, and a resist pattern using the same. It relates to a method of forming.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの
微細化が求められている中、現在汎用技術として用いら
れている光露光では、光源の波長に由来する本質的な解
像度の限界に近づきつつある。
2. Description of the Related Art In recent years,
As the integration and speed of LSIs increase, the pattern rule is required to be finer. With the light exposure currently used as a general-purpose technology, the essential resolution limit derived from the wavelength of the light source is approaching. It is getting.

【0003】レジストパターン形成の際に使用する露光
光として、水銀灯のg線(436nm)もしくはi線
(365nm)を光源とする光露光が広く用いられてお
り、更なる微細化のための手段として、露光光を短波長
化する方法が有効とされてきた。このため、64Mビッ
ト(加工寸法が0.25μm以下)DRAM(ダイナミ
ック・ランダム・アクセス・メモリー)の量産プロセス
には、露光光源としてi線(365nm)に代わって短
波長のKrFエキシマレーザー(248nm)が利用さ
れるようになった。しかし、更に微細な加工技術(加工
寸法が0.2μm以下)を必要とする集積度256M及
び1G以上のDRAMの製造には、より短波長の光源が
必要とされ、特にArFエキシマレーザー(193n
m)を用いたフォトリソグラフィーが検討されてきてい
る。
As exposure light used in forming a resist pattern, light exposure using a g-line (436 nm) or i-line (365 nm) of a mercury lamp as a light source is widely used as a means for further miniaturization. A method of shortening the wavelength of exposure light has been effective. For this reason, in a mass production process of a 64 Mbit (dynamic random access memory) DRAM having a processing size of 0.25 μm or less, a short wavelength KrF excimer laser (248 nm) is used as an exposure light source instead of i-line (365 nm). Has come to be used. However, in order to manufacture a DRAM having an integration degree of 256 M and 1 G or more, which requires a finer processing technique (processing dimension of 0.2 μm or less), a light source having a shorter wavelength is required. In particular, an ArF excimer laser (193n) is required.
Photolithography using m) has been studied.

【0004】KrFリソグラフィーの初期の段階におい
て、色消しレンズ、あるいは反射光学系などと、ブロー
ドバンド光との組み合わせのステッパーが開発された。
しかしながら、色消しレンズあるいは非球面の反射光学
系の精度が十分でなかったことから、単色光と屈折光学
系レンズの組み合わせが主流になった。ここで、半−波
長露光において、入射する光と、基盤からの反射光とが
干渉し、定在波を発生することは古くからよく知られた
現象である。定在波は、パターンの線幅などの寸法変動
や、形状の崩れなどを引き起こした。
[0004] In the early stage of KrF lithography, a stepper combining an achromatic lens or a reflection optical system with broadband light was developed.
However, since the accuracy of the achromatic lens or the aspherical reflecting optical system was not sufficient, the combination of the monochromatic light and the refractive optical system lens became mainstream. Here, in half-wavelength exposure, it is a well-known phenomenon that the incident light interferes with the reflected light from the substrate to generate a standing wave. The standing wave caused a dimensional change such as a line width of the pattern, a shape collapse, and the like.

【0005】一方、コヒーレントな単色光の使用は、短
波長化と共に定在波やハレーションを更に増幅させた。
On the other hand, the use of coherent monochromatic light further amplifies the standing wave and the halation as the wavelength becomes shorter.

【0006】従来、定在波を抑える方法として、レジス
ト材料に吸光剤を入れる方法、レジスト層上面(ARC
OR法、特開昭62−62520号、特開昭62−62
521号、特開昭60−38821号公報)や基盤面に
反射防止膜を敷く方法(BARC法、特開昭62−15
9143号公報)が提案された。ARCOR法はレジス
ト層上部に透明な反射防止膜を形成し、露光後剥離する
工程を含む方法であり、その簡便な方法で微細かつ高精
度及び合わせ精度の高いパターンを形成する方法であ
る。反射防止膜として低屈折率材料のパーフルオロアル
キル化合物(パーフルオロアルキルポリエーテル、パー
フルオロアルキルアミン)を用いると、レジスト−反射
防止膜界面の反射光が大幅に低減し、寸法精度が向上す
る。
Conventionally, as a method of suppressing the standing wave, a method of adding a light absorbing agent to a resist material, a method of forming an upper surface of a resist layer (ARC
OR method, JP-A-62-62520, JP-A-62-62
No. 521, JP-A-60-38821) and a method of laying an anti-reflection film on a substrate surface (BARC method, JP-A-62-15)
No. 9143). The ARCOR method is a method including a step of forming a transparent anti-reflection film on a resist layer and peeling off after exposure, and is a method of forming a fine pattern with high precision and high alignment precision by a simple method. When a perfluoroalkyl compound (perfluoroalkylpolyether, perfluoroalkylamine) of a low refractive index material is used as the antireflection film, the reflected light at the resist-antireflection film interface is greatly reduced, and the dimensional accuracy is improved.

【0007】しかし、上記パーフルオロアルキル化合物
は、有機物との相溶性が低いことから、塗布膜厚を制御
するための希釈液にはフロンなどが用いられているが、
周知の通りフロンは現在環境保全の観点からその使用が
問題となっている。また、上記化合物は均一な成膜性に
問題があり、反射防止膜としては十分であるとはいえな
かった。また、フォトレジスト層の現像前に、反射防止
膜をフロンで剥離しなければならなかった。そのため、
従来装置に反射防止膜剥離用のシステムの増設をしなけ
ればならず、フロン系溶剤のコストがかなりかさむなど
と実用面でのデメリットが大きかった。
However, since the above-mentioned perfluoroalkyl compounds have low compatibility with organic substances, fluorocarbons or the like are used as a diluent for controlling the coating film thickness.
As is well known, the use of CFCs is a problem at present from the viewpoint of environmental protection. Further, the above compound has a problem in uniform film forming property, and cannot be said to be sufficient as an antireflection film. In addition, before the development of the photoresist layer, the antireflection film had to be peeled off with Freon. for that reason,
A conventional system had to be provided with an additional system for peeling off the antireflection film, and the cost of the fluorocarbon solvent was considerably increased.

【0008】従来装置に増設なしで反射防止膜の剥離を
行おうとすると、現像ユニットを使って剥離を行うのが
最も望ましい。フォトレジストの現像ユニットで用いら
れる溶液は、現像液であるアルカリ水溶液と、リンス液
である純水であるので、これらの溶液で容易に剥離でき
る反射防止膜材料が望ましいといえる。そのため、数多
くの水溶性の反射防止膜材料及びこれらを用いるパター
ン形成方法が提案された。例えば特開平6−27392
6、6−289620、7−160002、7−181
684、7−234514、7−295210、7−3
33855、8−44066、8−95253、8−1
79509、8−292562、8−320569、9
−50129、9−90615、9−236915、9
−258452、9−258453、9−29122
8、9−325500、10−3001、10−176
23、10−69091、11−124531号公報、
特許第2643056、2878150、280354
9号公報が例示される。
When the antireflection film is to be peeled off without adding to the conventional apparatus, it is most preferable to peel it off using a developing unit. Since the solutions used in the photoresist developing unit are an aqueous alkali solution as a developing solution and pure water as a rinsing solution, it can be said that an antireflection film material that can be easily peeled off with these solutions is desirable. Therefore, many water-soluble antireflective coating materials and a pattern forming method using the same have been proposed. For example, JP-A-6-27392
6, 6-289620, 7-160002, 7-181
684, 7-234514, 7-295210, 7-3
33855, 8-44066, 8-95253, 8-1
79509, 8-292562, 8-320569, 9
-50129, 9-90615, 9-236915, 9
-258452, 9-258453, 9-29122
8, 9-325500, 10-3001, 10-176
No. 23, 10-69091, 11-124531,
Patent Nos. 2643056, 2878150, 280354
No. 9 is exemplified.

【0009】ここで、定在波を0にするための上層反射
防止膜の屈折率は、レジスト層の屈折率の平方根が理想
的である。KrFで用いられているポリヒドロキシスチ
レン系のレジスト層の屈折率は1.8であるため、理想
値が1.34である。ArFに用いられている脂環族系
レジスト層は、芳香環がなくなるため、一般的に芳香族
系ポリマーに比べて屈折率が低下する。例えば、ポリア
クリレートでは1.6となり、理想値が1.27にまで
低下する。このような低い屈折率を持つ材料は、テフロ
ン系の材料に限定されるが、上層反射防止膜はアルカリ
現像時に剥離が可能な方がプロセス的に有利であるた
め、前述の通り、水溶性材料であることが必要となる。
しかし、非常に疎水性の高いパーフルオロ系材料を水溶
性にするために、親水性置換基を導入すると、屈折率が
増加し、従来のものでは、KrFでは1.42前後、A
rFにおいては1.5前後の値が限界であった。従っ
て、KrFリソグラフィーで、0.20μm以下のパタ
ーニングでは、吸光剤と上層反射防止膜の組み合わせだ
けでは定在波の影響を抑えて寸法を制御することができ
なくなってきている。ArFリソグラフィーにおいて
は、前記理由により、現状では、上層反射防止膜の効果
は殆ど期待できず、KrFにおいても今後更なる線幅の
縮小により線幅の管理が厳しくなってくると、更なる屈
折率の低下が必要になってくると考えられる。
Here, the refractive index of the upper antireflection film for reducing the standing wave to zero is ideally the square root of the refractive index of the resist layer. Since the refractive index of the polyhydroxystyrene-based resist layer used in KrF is 1.8, the ideal value is 1.34. Since the alicyclic resist layer used for ArF has no aromatic ring, the refractive index is generally lower than that of the aromatic polymer. For example, polyacrylate is 1.6, and the ideal value is reduced to 1.27. Materials having such a low refractive index are limited to Teflon-based materials, but since the upper antireflection film is more process-friendly if it can be peeled off during alkali development, as described above, the water-soluble material It is necessary to be.
However, when a hydrophilic substituent is introduced to make a very hydrophobic perfluoro-based material water-soluble, the refractive index increases. In the conventional case, KrF is around 1.42 and A
The limit of rF was around 1.5. Therefore, in KrF lithography, in the patterning of 0.20 μm or less, it is becoming impossible to control the size by suppressing the influence of the standing wave only by the combination of the light absorbing agent and the upper antireflection film. In the ArF lithography, the effect of the upper antireflection film can hardly be expected for the above-mentioned reason at present, and even in the case of KrF, if the line width is strictly controlled due to the further reduction of the line width, the refractive index will be further increased. It is considered necessary to reduce the volume.

【0010】レジスト上層の反射防止膜に対して、下層
に設ける反射防止膜は、高い反射防止効果を得ることが
できる。下地の反射防止膜は、その下がp−SiやAl
などの高反射基盤の場合では、最適な屈折率(n値)、
吸光係数(k値)の材料を適切な膜厚に設定することに
よって、基盤からの反射を1%以下に低減でき、極めて
大きな効果を発揮することができる。例えば、レジスト
層の屈折率が1.8として、露光波長248nm、n
1.5、k0.55、膜厚55nmに設定すると、反射
率を0.5%以下にできる。しかしながら、下地に段差
がある場合は、段差上で反射防止膜の膜厚が大きく変動
する。下地の反射防止効果は、光の吸収だけでなく、干
渉効果も利用しているため、干渉効果が強い50〜60
nmの第一底辺はそれだけ反射防止効果も高いが、膜厚
の変動によって大きく反射率が変動する。反射防止膜材
料に用いるベースポリマーの分子量を上げて段差上での
膜厚変動を抑えたコンフォーマル性を高めた材料も提案
されている(特開平10−69072号公報)が、ベー
スポリマーの分子量が高くなると、スピンコート後のピ
ンホールが発生し易くなる問題や、濾過できなくなると
いった問題が生じ、また、コンフォーマル性が発揮でき
るのは比較的高さの低い段差に限定されるといったこと
もあり、万能ではない。
An anti-reflection film provided in a lower layer with respect to an anti-reflection film in an upper layer of a resist can obtain a high anti-reflection effect. The underlying anti-reflection film is p-Si or Al
In the case of a high-reflection substrate such as, the optimal refractive index (n value),
By setting the material of the extinction coefficient (k value) to an appropriate film thickness, reflection from the substrate can be reduced to 1% or less, and an extremely large effect can be exhibited. For example, assuming that the refractive index of the resist layer is 1.8, the exposure wavelength is 248 nm, n
When the thickness is set to 1.5, k0.55, and the film thickness is set to 55 nm, the reflectance can be reduced to 0.5% or less. However, when there is a step on the base, the thickness of the antireflection film greatly fluctuates on the step. The anti-reflection effect of the base uses not only light absorption but also an interference effect.
Although the first base of nm has a higher antireflection effect, the reflectance greatly varies depending on the film thickness. A material has been proposed in which the molecular weight of the base polymer used for the antireflection film material is increased to improve the conformal property in which the film thickness variation on the step is suppressed (Japanese Patent Laid-Open No. 10-69072). When the height is high, there is a problem that pinholes are easily generated after spin coating and a problem such that filtration cannot be performed.In addition, conformability can be exhibited only in a step having a relatively low height. Yes, not all-purpose.

【0011】そこで、反射防止膜の膜厚を上げて、膜厚
変動による反射率の変動が比較的小さい膜厚(80nm
以上)を採用する方法が一般的に採られる。また、反射
防止膜の下地がシリコン酸化膜や窒化膜などの透明膜
で、更にその透明膜の下に段差がある場合、透明膜の表
面がCMPなどで平坦化されていたとしても、反射が高
くなる部分が出現する。この場合も、反射率を安定化す
るために、前述と同様反射防止膜の膜厚を80nm以上
の厚膜にする必要がある。しかしながら、下地の反射防
止膜を80nm以上に設定すると、反射率が上昇し、最
大4%の反射が起きる。0.20μm以下の超微細加工
の寸法制御においては反射率を少なくとも2%以下にし
なければならず、下地の反射防止膜だけでは限界が生じ
ている。しかしながら、上層の反射防止膜との併用で更
に低減できると考えられ、上層反射防止膜の屈折率の更
なる低下が要求されているのである。
Therefore, the thickness of the antireflection film is increased so that the change in reflectance due to the change in film thickness is relatively small (80 nm).
The above method is generally adopted. In addition, when the underlayer of the antireflection film is a transparent film such as a silicon oxide film or a nitride film, and there is a step under the transparent film, even if the surface of the transparent film is flattened by CMP or the like, the reflection does not occur. Higher parts appear. Also in this case, in order to stabilize the reflectance, the thickness of the antireflection film needs to be 80 nm or more as described above. However, when the underlying anti-reflection film is set to 80 nm or more, the reflectance increases, and reflection of up to 4% occurs. In dimensional control of ultrafine processing of 0.20 μm or less, the reflectance must be at least 2% or less, and there is a limit to the use of the underlying antireflection film alone. However, it is thought that it can be further reduced by the combined use with the upper antireflection film, and further lowering of the refractive index of the upper antireflection film is required.

【0012】更に、上層反射防止膜は、本来の反射防止
膜としての機能だけでなく、露光後の環境遮断膜として
の機能、あるいは現像液との親和性を上げることによっ
て現像欠陥を防止するといった機能も有しており、今後
ますます重要な材料になってくると思われる。
Further, the upper anti-reflection film not only functions as an original anti-reflection film, but also functions as an environmental barrier film after exposure, or prevents development defects by increasing affinity with a developing solution. It also has functions and is expected to become an increasingly important material in the future.

【0013】ArF用の反射防止膜としては、前述の屈
折率の問題だけでなく、透過率の問題がある。本発明者
らが種々検討した結果、KrF用に開発された反射防止
膜の殆どがArF光に対して強い吸収があることがわか
った。
The antireflection film for ArF has a problem of transmittance as well as the problem of refractive index described above. As a result of various studies by the present inventors, it was found that most of the antireflection films developed for KrF have strong absorption for ArF light.

【0014】上層反射防止膜に強い吸収があれば、下層
レジストに光が到達しないため、感度が低下するという
問題が生じる。フェニル基などの芳香族や、ビニル基な
どの不飽和炭化水素基がArF光に対して強い吸収を持
つことは知られているが、カルボン酸アミドなども強い
吸収を持つ。このため、親水性置換基としてカルボン酸
のアミン塩や、カルボン酸アミドを含むフッ素系界面活
性剤あるいはフッ素系ポリマーを添加し屈折率を下げて
いるもの、あるいはポリビニルピロリドンをバインダー
ポリマーとして使っているものはArFには使えないこ
とを知見した。
If there is strong absorption in the upper antireflection film, light does not reach the lower resist, which causes a problem that sensitivity is reduced. It is known that aromatics such as phenyl groups and unsaturated hydrocarbon groups such as vinyl groups have strong absorption for ArF light, but carboxylic acid amides also have strong absorption. For this reason, amine salts of carboxylic acids, fluorinated surfactants or fluorinated polymers containing carboxylic amides are added as hydrophilic substituents to reduce the refractive index, or polyvinylpyrrolidone is used as a binder polymer. It was found that those cannot be used for ArF.

【0015】また、エチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイドや、アルコール、アミンなどを親水性基として
使うことも考えられるが、アミンはレジストから発生し
た酸と中和して、T−トッププロファイルになり、他の
ものはレジストと混合してミキシングを起してしまっ
た。
It is also conceivable to use ethylene oxide, propylene oxide, alcohol, amine, or the like as a hydrophilic group. However, amine is neutralized with an acid generated from a resist to form a T-top profile, and other amines are used. The thing mixed with the resist and caused mixing.

【0016】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
微細で寸法精度及び合わせ精度が高く、簡便でかつ環境
問題もなく、生産性が高く、再現性よくレジストパター
ンを形成するための光反射防止膜材料及びこれを用いた
レジストパターンの形成方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
Provide an anti-reflection coating material for forming a resist pattern that is fine, has high dimensional accuracy and high alignment accuracy, is simple, has no environmental problems, has high productivity, and has good reproducibility, and a method of forming a resist pattern using the same. The purpose is to do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、フッ素化アルキルアミン又はアルカノールアミ
ン、特にフッ素化アルキルアミン又はアルカノールアミ
ンをカウンターカチオンとして含むパーフルオロ化合物
を含む光反射防止膜を使用することにより、入射光の損
失なしにレジスト層表面での反射光を低減し、かつレジ
スト層での光多重反射干渉によるパターン寸法精度の低
下を防止し得、しかも、水、あるいはアルカリ現像液で
剥離も簡便に行うことができることを知見した。即ち、
本発明者らの検討によると、更なる屈折率の低下と、A
rFエキシマレーザーにおける透明性向上のためパーフ
ルオロアミンを親水性置換基のカウンターカチオンとし
て添加するのが効果的であることがわかった。カルボン
酸アミドやカルボン酸のアミン塩は、前述の通り193
nmに強い吸収を持つが、カルボン酸のパーフルオロア
ミン塩は吸収が小さく、また、フッ素含有量が増えるこ
とによって、屈折率が低下することを知見し、本発明を
なすに至った。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that fluorinated alkylamines or alkanolamines, especially fluorinated alkylamines or alkanolamines The use of an anti-reflective coating containing a perfluoro compound containing as a counter cation reduces reflected light at the resist layer surface without loss of incident light, and pattern dimensional accuracy due to multiple light reflection interference at the resist layer Was found to be able to be prevented, and the peeling could be easily carried out with water or an alkali developing solution. That is,
According to the study of the present inventors, further reduction in the refractive index and A
It has been found that it is effective to add perfluoroamine as a counter cation of the hydrophilic substituent for improving the transparency in the rF excimer laser. As described above, carboxylic acid amide and amine salt of carboxylic acid are 193
Although it has a strong absorption at nm, it has been found that a perfluoroamine salt of a carboxylic acid has a small absorption and that the refractive index is lowered by an increase in the fluorine content, and the present invention has been accomplished.

【0018】従って、本発明は、半導体素子などの製造
工程における微細加工に用いられる反射防止膜材料のベ
ース樹脂として好適な、側鎖にスルホニル基を持つ水溶
性ポリパーフルオロアルキル材料を含む水溶性反射防止
膜材料、及び遠紫外線、KrFエキシマレーザー光(2
48nm)、ArFエキシマレーザー光(193nm)
などの高エネルギー線を露光光源として用いる際に好適
なパターン形成方法に関するもので、(1)炭化水素基
の水素原子の一部又は全部がフッ素置換されたアルキル
アミン又はアルカノールアミンを含むことを特徴とする
水溶性反射防止膜材料、(2)上記フッ素置換されたア
ルキルアミンあるいはアルカノールアミンをカウンター
カチオンとして含むパーフルオロ化合物を主成分とする
ことを特徴とする水溶性反射防止膜材料、(3)フォト
レジスト層の上層として上記光反射防止膜材料からなる
光反射防止層を形成し、この光反射防止層を介して上記
レジスト層を露光した後に上記光反射防止層を除去する
ことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
Accordingly, the present invention provides a water-soluble polyperfluoroalkyl material having a sulfonyl group in a side chain, which is suitable as a base resin for an antireflection film material used in microfabrication in a manufacturing process of a semiconductor device or the like. Anti-reflective coating material, far ultraviolet rays, KrF excimer laser light (2
48 nm), ArF excimer laser light (193 nm)
And (2) a method for forming a pattern suitable for using a high energy ray such as a light source as an exposure light source, wherein (1) an alkylamine or an alkanolamine in which some or all of the hydrogen atoms of a hydrocarbon group are substituted with fluorine. (2) a water-soluble anti-reflective coating material comprising, as a main component, a perfluoro compound containing the fluorine-substituted alkylamine or alkanolamine as a counter cation; Forming an anti-reflection layer made of the anti-reflection film material as an upper layer of a photoresist layer; removing the anti-reflection layer after exposing the resist layer through the anti-reflection layer; A method for forming a pattern is provided.

【0019】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の水溶性反射防止膜材料は、炭化水素基の水素原
子の一部又は全部がフッ素置換されたアルキルアミン又
はアルカノールアミンを含むものであり、特にこのフッ
素置換されたアルキルアミン又はアルカノールアミンを
カウンターカチオンとして含むパーフルオロ化合物を主
成分とすることが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The water-soluble antireflective coating material of the present invention contains an alkylamine or an alkanolamine in which part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group is fluorine-substituted. It is preferable to use a perfluoro compound containing a counter cation as a main component.

【0020】上記アルキルアミン、アルカノールアミン
としては、1価炭化水素基、特にアルキル基として炭素
数1〜20、特に1〜10を持つものが好ましく、また
アミンは1級、2級、3級のいずれであってもよい。フ
ッ素置換されたアルキルアミン、アルカノールアミンの
具体例としては、パーフルオロトリエチルアミン、パー
フルオロトリエタノールアミン、パーフルオロトリプロ
ピルアミン、パーフルオロトリブチルアミン、パーフル
オロペンチルアミン、トリフルオロエチルアミン、トリ
フルオロプロピルアミン、4,4,4−トリフルオロ−
DL−バリン、5,5,5−トリフルオロ−DL−レウ
シンなどが挙げられる。
The above-mentioned alkylamine and alkanolamine are preferably monovalent hydrocarbon groups, particularly those having 1 to 20 carbon atoms, especially 1 to 10 carbon atoms as alkyl groups. Any of them may be used. Specific examples of the fluorine-substituted alkylamine and alkanolamine include perfluorotriethylamine, perfluorotriethanolamine, perfluorotripropylamine, perfluorotributylamine, perfluoropentylamine, trifluoroethylamine, trifluoropropylamine, 4,4,4-trifluoro-
DL-valine, 5,5,5-trifluoro-DL-leucine and the like.

【0021】上記パーフルオロ化合物としては、下記一
般式(1)〜(16)で示されるものが挙げられる。
Examples of the perfluoro compound include compounds represented by the following general formulas (1) to (16).

【0022】[0022]

【化3】 Embedded image

【0023】[0023]

【化4】 (式中、a,bは0〜20の整数、c,d,e,f,
g,h,i,j,k,l,m,nは0〜15の整数、
o,tは0〜100、p,uは1〜100、q,r,s
は0〜15の整数、Mは炭素数1〜20の1価炭化水素
基の水素原子の一部又は全部がフッ素置換されたアルキ
ルアミンあるいはアルカノールアミンを示す。)
Embedded image (Where a and b are integers from 0 to 20, c, d, e, f,
g, h, i, j, k, l, m, and n are integers from 0 to 15,
o and t are 0 to 100, p and u are 1 to 100, q, r, s
Represents an integer of 0 to 15, and M represents an alkylamine or alkanolamine in which part or all of the hydrogen atoms of a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are substituted with fluorine. )

【0024】ここで、Mは、炭素数1〜20の1価炭化
水素基、特にアルキル基の水素原子の一部又は全部がフ
ッ素置換されたアルキルアミン又はアルカノールアミン
を示し、上記したものが例示される。
Here, M represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, particularly an alkylamine or alkanolamine in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with fluorine. Is done.

【0025】また、式(1)、(2)、(9)、(1
0)において、a,bは0〜20、特に3〜15の整
数、式(3)、(11)において、c,d,eは0〜1
5、特に0〜10の整数であり、c+d+eは1〜1
0、特に1〜8であることが好ましい。式(4)、(1
2)において、f,gは0〜15、特に0〜10の整数
であり、f+gは1〜10、特に1〜8であることが好
ましい。式(5)、(13)において、h,i,jは0
〜15、特に0〜10の整数であり、h+i+jは1〜
10、特に1〜8であることが好ましい。式(6)、
(14)において、k,l(エル),m,nは0〜1
5、特に0〜10の整数であり、k+l+m+nは1〜
10、特に1〜8であることが好ましい。
Further, the equations (1), (2), (9), (1)
A) and b are integers of 0 to 20, especially 3 to 15. In formulas (3) and (11), c, d, and e are 0 to 1.
5, particularly an integer of 0 to 10, wherein c + d + e is 1 to 1
It is preferably 0, especially 1 to 8. Equations (4), (1
In 2), f and g are integers of 0 to 15, especially 0 to 10, and f + g is preferably 1 to 10, particularly 1 to 8. In Equations (5) and (13), h, i, j are 0
To 15, particularly 0 to 10, and h + i + j is 1 to
10, preferably 1 to 8. Equation (6),
In (14), k, l (ell), m and n are 0 to 1
5, especially an integer of 0 to 10, and k + 1 + m + n is 1 to
10, preferably 1 to 8.

【0026】式(7)、(15)及び(8)、(16)
のポリマーにおいて、p=1としたときにoは0〜5
0、特に0〜30の整数であり、q,r,sは0〜1
5、特に0〜10の整数であり、q+r+sは1〜2
0、特に1〜10であることが好ましい。uを1とした
場合、tは0〜100、好ましくは0〜50、更に好ま
しくは0〜30である。
Equations (7), (15) and (8), (16)
O is 0 to 5 when p = 1
0, particularly an integer of 0 to 30, and q, r, and s are 0 to 1
5, particularly an integer of 0 to 10, and q + r + s is 1 to 2
It is preferably 0, particularly preferably 1 to 10. When u is 1, t is 0 to 100, preferably 0 to 50, and more preferably 0 to 30.

【0027】なお、Mのフッ素化されたアルキルアミ
ン、アルカノールアミンは、一般式(1)〜(16)で
示されるパーフルオロ化合物のカルボキシル基あるいは
スルホン酸基1モルに対して0.01〜10モル添加す
ることが望ましい。
The fluorinated alkylamine or alkanolamine of M is used in an amount of 0.01 to 10 mol per mol of the carboxyl group or sulfonic acid group of the perfluoro compound represented by the general formulas (1) to (16). It is desirable to add it in molar.

【0028】本発明の反射防止膜材料は、成膜性を向上
させるために各種の水溶性ポリマー、例えばポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ
ビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、アミロー
ス、デキストラン、セルロース、プルランなどを上記パ
ーフルオロ化合物100重量部に対して0〜300重量
部添加することは任意である。
The anti-reflective coating material of the present invention may contain various water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, amylose, dextran, cellulose, etc. It is optional to add 0 to 300 parts by weight of pullulan or the like based on 100 parts by weight of the perfluoro compound.

【0029】本発明の反射防止膜材料には、塗布性を向
上させるために慣用されている界面活性剤を添加するこ
とができる。なお、その添加量は、本発明の効果を妨げ
ない範囲で通常量とすることができる。
The antireflective coating material of the present invention may contain a surfactant which is commonly used to improve coating properties. In addition, the addition amount can be made a normal amount within a range not to impair the effects of the present invention.

【0030】ここで、界面活性剤としては、パーフルオ
ロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化ア
ルキルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサイ
ド、含フッ素オルガノシロキサン系化合物等が挙げられ
る。例えばフロラード「FC−430」、「FC−43
1」(いずれも住友スリーエム(株)製)、サーフロン
「S−141」、「S−145」、「S−381」、
「S−383」(いずれも旭硝子(株)製)、ユニダイ
ン「DS−401」、「DS−403」、「DS−45
1」(いずれもダイキン工業(株)製)、メガファック
「F−8151」、「F−171」、「F−172」、
「F−173」、「F−177」(いずれも大日本イン
キ工業(株)製)、「X−70−092」、「X−70
−093」(いずれも信越化学工業(株)製)等を挙げ
ることができる。好ましくは、フロラード「FC−43
0」(住友スリーエム(株)製)、「X−70−09
3」(信越化学工業(株)製)が挙げられる。
Here, examples of the surfactant include perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl ester, perfluoroalkylamine oxide, and fluorine-containing organosiloxane compound. For example, Florad “FC-430”, “FC-43”
1 "(all manufactured by Sumitomo 3M Limited), Surflon" S-141 "," S-145 "," S-381 ",
"S-383" (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Unidyne "DS-401", "DS-403", "DS-45"
1 "(all manufactured by Daikin Industries, Ltd.), MegaFac" F-8151 "," F-171 "," F-172 ",
"F-173", "F-177" (all manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.), "X-70-092", "X-70"
-093 "(all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like. Preferably, Florad “FC-43
0 "(manufactured by Sumitomo 3M Limited)," X-70-09 "
3 "(manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

【0031】また、水溶性反射防止膜材料は、泡を発生
し易く、マイクロバブルと呼ばれるミクロン単位の微細
な泡がパタ−ン欠陥を発生させるといわれている。マイ
クロバブルを低減させるためには、消泡剤を添加する方
法が一般的である。水溶液用の消泡剤としては、大豆
油、コーン油、オリーブ油、アマニ油、ヒマシ油、ラー
ド油などの天然油脂類、アミルアルコール、オクチルア
ルコールなどの長鎖アルコール類、シリコーン樹脂類な
どが一般的に知られているが、これらのものは、水和性
が低い、あるいは全く水和しない材料である。前記材料
は、消泡性に優れるが、水溶性材料に添加して、スピン
コーティングで成膜するときに、塗りムラが生じ、均一
に成膜できない。スピンコーティングにより均一に成膜
するためには、水和性が高い消泡剤が必要である。本発
明において、水和性の高い消泡剤として、メタノール、
エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアル
コール、n−ヘキシルアルコール、エチレングリコール
などのアルコール類、又は下記一般式(17)、(1
8)で示されるアセチレン系消泡剤を効果量用いること
ができる。
The water-soluble antireflection coating material is liable to generate bubbles, and it is said that microbubbles in the order of microns called microbubbles generate pattern defects. In order to reduce microbubbles, a method of adding an antifoaming agent is generally used. As antifoaming agents for aqueous solutions, natural oils and fats such as soybean oil, corn oil, olive oil, linseed oil, castor oil, lard oil, long-chain alcohols such as amyl alcohol and octyl alcohol, and silicone resins are common. These are materials which have low or no hydration properties. Although the above-mentioned material has excellent defoaming properties, when it is added to a water-soluble material to form a film by spin coating, coating unevenness occurs and a uniform film cannot be formed. In order to form a uniform film by spin coating, an antifoaming agent having high hydration property is required. In the present invention, methanol,
Alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, n-hexyl alcohol and ethylene glycol, or the following general formulas (17) and (1)
The acetylene-based antifoaming agent represented by 8) can be used in an effective amount.

【0032】[0032]

【化5】 Embedded image

【0033】ここで、R1,R2,R3,R4,R7,R8
それぞれ同一又は異種の水素原子あるいは炭素数1〜2
0のアルキル基、R5,R6,R10は炭素数1〜10のア
ルキレン基、x,y,zは0〜20の整数である。
Here, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 7 , and R 8 are the same or different hydrogen atoms or C 1 -C 2, respectively.
An alkyl group of 0, R 5 , R 6 , and R 10 are an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and x, y, and z are integers of 0 to 20.

【0034】本発明の光反射防止膜材料を用いてレジス
トパターンを形成するためには、公知の方法を採用し
得、例えば図1に示すリソグラフィー工程により行うこ
とができる。まず、基盤1上層上にスピンコート等の方
法でフォトレジスト層2を形成し(A)、場合によって
はプリベークを行い、このフォトレジスト層2の上に本
発明の光反射防止膜材料をスピンコート等の方法で塗布
して、場合によっては更にプリベークを行い、光反射防
止層3を形成する(B)。光反射防止層3に波長180
〜500nmの紫外線4を縮小投影露光法によりパター
ン形状に露光し、即ち図1(C)においてA部分を露光
し、次いで光反射防止層3を除去し、現像液を用いて現
像する方法によりレジストパターン5を形成することが
できる(D)。露光後、場合によってはポストエクスポ
ジュアーベーク(PEB)を行ってもよいが、レジスト
層が化学増幅型レジスト層である場合は、PEB工程が
必須となる。この場合、光反射防止層を除去後、PEB
を行ってもよく、PEB後、光反射防止層を除去しても
よい。
In order to form a resist pattern using the anti-reflection coating material of the present invention, a known method can be employed, for example, by a lithography process shown in FIG. First, a photoresist layer 2 is formed on the upper layer of the substrate 1 by a method such as spin coating (A), and in some cases, prebaking is performed, and the anti-reflection coating material of the present invention is spin-coated on the photoresist layer 2. The anti-reflection layer 3 is formed by applying such a method as described above and, if necessary, further performing prebaking (B). The light reflection preventing layer 3 has a wavelength of 180
Exposure of ultraviolet rays 4 of up to 500 nm in a pattern shape by a reduced projection exposure method, that is, exposure of the portion A in FIG. 1C, removal of the antireflection layer 3 and development of the resist using a developing solution. A pattern 5 can be formed (D). After exposure, post-exposure bake (PEB) may be performed in some cases, but if the resist layer is a chemically amplified resist layer, a PEB step is essential. In this case, after removing the light reflection preventing layer, PEB
After PEB, the anti-reflection layer may be removed.

【0035】なお、光反射防止膜材料の希釈液として
は、純水を使うことができる。更に、光反射防止層の除
去は、通常のフォトレジスト現像ユニットの利用が可能
であり、純水でリンスすることができるし、PEB後の
剥離であれば現像と同時に剥離することができる。
Note that pure water can be used as a diluent for the anti-reflection coating material. Further, the removal of the anti-reflection layer can be carried out by using a normal photoresist developing unit, which can be rinsed with pure water, and can be peeled off simultaneously with development if it is peeled off after PEB.

【0036】ここで、本発明の光反射防止膜の光低減効
果について図2,3を参照して説明すると、図2に示す
ように、基盤1にレジスト層2を形成しただけでは、入
射光I0が空気−レジスト界面でかなりの反射Ir1が起
こり、入射光量が損失すると共に、レジスト層2内に入
った光がレジスト層−基盤界面で反射Ir2し、この反
射光Ir2がレジスト層−空気界面で再度反射Ir3する
ことが繰り返されるため、レジスト層で光多重反射干渉
が生じる。
Here, the light reducing effect of the anti-reflection film of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. As shown in FIG. I 0 is the air - resist interface at occur considerable reflection Ir 1, with the amount of incident light is lost, light resist layer containing the resist layer 2 - reflected Ir 2 on the base surface, the reflected light Ir 2 resist layer - for repeated that again reflected Ir 3 at the air interface, the light multiple reflection interference occurs in the resist layer.

【0037】これに対して、図3に示すように、レジス
ト層2上に本発明の光反射防止膜3を形成することによ
り、入射光I0の空気−光反射防止膜界面での反射I
4、光反射防止膜−レジスト層界面での反射Ir5を低
減し得るので入射光量の損失が減少し、またIr6とI
7は光の位相が逆になるように光反射防止膜層3の膜
厚が設定されているので、互いに弱め合い、レジスト層
2内での光多重干渉が抑制される。
On the other hand, as shown in FIG. 3, by forming the anti-reflection film 3 of the present invention on the resist layer 2, the reflection I of the incident light I 0 at the air-light anti-reflection film interface is improved.
r 4 , the reflection Ir 5 at the interface between the antireflection film and the resist layer can be reduced, so that the loss of the incident light amount is reduced, and Ir 6 and I
Since the film thickness of the anti-reflection coating layer 3 is set so that r 7 has the opposite phase of light, they are weakened to each other, and optical multiplex interference in the resist layer 2 is suppressed.

【0038】反射防止の原理から、レジストの露光光に
対する屈折率をn、露光光の波長をλとすると、光反射
防止膜の屈折率n’を√n、その膜厚をλ/4n’の奇
数倍に近づけるほど、反射率が低減し、定在波の影響を
低減できる。
From the principle of anti-reflection, assuming that the refractive index of the resist to the exposure light is n and the wavelength of the exposure light is λ, the refractive index n ′ of the anti-reflection film is Δn, and the film thickness is λ / 4n ′. As the number approaches an odd number, the reflectance decreases, and the effect of the standing wave can be reduced.

【0039】[0039]

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0040】[実施例、比較例]下記に示すF1〜F
6,F9〜F14のフッ素化合物1g、分子量80,0
00,鹸化度60%のポリビニルアルコール0.7gを
純水40gに十分溶解し、0.1μmサイズのフィルタ
ーで濾過して反射防止膜溶液を作成した。また、下記F
7,F8,F15,F16,F17のフッ素高分子化合
物1gを純水40gに十分溶解し、0.1μmサイズの
フィルターで濾過して反射防止膜溶液を作成した。比較
例としては、下記に示すF18〜F23のフッ素化合物
1g、分子量80,000,鹸化度60%のポリビニル
アルコール0.7gを純水40gに十分溶解し、0.1
μmサイズのフィルターで濾過して反射防止膜溶液を作
成した。更に、下記F24,F25で示されるフッ素高
分子化合物1gを純水40gに十分溶解し、0.1μm
サイズのフィルターで濾過して反射防止膜溶液を作成し
た。
Examples and Comparative Examples F1 to F shown below
6, F9-F14 fluorine compound 1 g, molecular weight 80,0
0.7 g of polyvinyl alcohol having a saponification degree of 60% was sufficiently dissolved in 40 g of pure water, and filtered with a filter having a size of 0.1 μm to prepare an antireflection film solution. The following F
1 g of a fluoropolymer compound of 7, F8, F15, F16, and F17 was sufficiently dissolved in 40 g of pure water, and filtered with a filter having a size of 0.1 μm to prepare an antireflection coating solution. As a comparative example, 1 g of a fluorine compound of F18 to F23 shown below, 0.7 g of polyvinyl alcohol having a molecular weight of 80,000 and a saponification degree of 60% were sufficiently dissolved in 40 g of pure water,
The solution was filtered through a filter having a size of μm to prepare an antireflection film solution. Further, 1 g of a fluoropolymer compound represented by the following F24 and F25 was sufficiently dissolved in 40 g of pure water, and 0.1 μm
The solution was filtered through a filter having a size to prepare an antireflection coating solution.

【0041】次に、8インチウェハー上にサンプル1を
ディスペンスし、はじめに300rpmで3秒間、その
後4,000rpmで20秒間シリコンウェハーあるい
は合成石英ウェハーを回転させ、膜厚46nmの反射防
止膜を形成し、分光エリプソメトリで膜厚と屈折率、分
光光度計で透過率を測定した。結果を表1,2に示す。
この結果より、本発明の反射防止膜材料は、KrFだけ
でなく、ArFにおいても高い透過率と、低い屈折率が
確認できた。
Next, Sample 1 was dispensed on an 8-inch wafer, and a silicon wafer or a synthetic quartz wafer was rotated at 300 rpm for 3 seconds and then at 4,000 rpm for 20 seconds to form an antireflection film having a thickness of 46 nm. The film thickness and the refractive index were measured by spectroscopic ellipsometry, and the transmittance was measured by a spectrophotometer. The results are shown in Tables 1 and 2.
From these results, it was confirmed that the antireflection coating material of the present invention has a high transmittance and a low refractive index not only in KrF but also in ArF.

【0042】[0042]

【化6】 Embedded image

【0043】[0043]

【化7】 Embedded image

【0044】[0044]

【化8】 Embedded image

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】次いで、KrFリソグラフィー用フォトレ
ジストSEPR401(信越化学工業(株)製、膜透過
率30%/μm)を、8インチのSi基盤上に回転数を
変えながらスピンコートし、温度100℃、時間90秒
の条件でプリベークした。その上にF16を用いた反射
防止膜溶液をディスペンスし、はじめに300rpmで
3秒間、その後4,000rpmで20秒間ウェハーを
回転させ、反射防止膜を形成した。
Then, a photoresist SEPR401 for KrF lithography (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., film transmittance 30% / μm) was spin-coated on an 8-inch Si substrate while changing the rotation speed, and the temperature was 100 ° C. Prebaking was performed under the condition of a time of 90 seconds. An anti-reflective coating solution using F16 was dispensed thereon, and the wafer was first rotated at 300 rpm for 3 seconds and then at 4,000 rpm for 20 seconds to form an anti-reflective coating.

【0048】KrFエキエシマレーザーステッパーでラ
インとスペース幅がそれぞれ0.20μmになるパター
ンを露光し、その後温度110℃、時間90秒でポスト
エクスポジュアーベークし、テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド2.38重量%の現像液で温度23
℃、時間60秒で静止パドル現像を行い、純水リンスを
行った。結果を図4に示す。図4の結果より、本発明の
反射防止膜材料を使うことにより、定在波による線幅の
振幅を抑えることが可能であることが確認できた。
A pattern having a line and space width of 0.20 μm each was exposed with a KrF excimer laser stepper, and then post-exposure baked at a temperature of 110 ° C. for a time of 90 seconds to obtain a tetramethylammonium hydroxide 2.38. 23% by weight in developer
Static paddle development was performed at 60 ° C. for 60 seconds, and pure water rinsing was performed. FIG. 4 shows the results. From the results of FIG. 4, it was confirmed that the use of the antireflection coating material of the present invention can suppress the amplitude of the line width due to the standing wave.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の光反射防止膜材料は、微細で寸
法精度及び合わせ精度が高く、再現性よくレジストパタ
ーンを形成し得る。
The anti-reflection coating material of the present invention is fine, has high dimensional accuracy and alignment accuracy, and can form a resist pattern with good reproducibility.

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

【図1】光反射防止膜を利用したリソグラフィー工程の
一説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view of a lithography process using an anti-reflection film.

【図2】光反射防止膜を用いない場合の入射光の反射状
態の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a reflection state of incident light when a light reflection preventing film is not used.

【図3】光反射防止膜を用いた場合の入射光の反射状態
の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a reflection state of incident light when an anti-reflection film is used.

【図4】光反射防止膜を用いた場合と用いない場合にお
けるレジスト層膜厚とレジスト線幅との関係を示すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a resist layer thickness and a resist line width when an anti-reflection film is used and when it is not used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基盤 2 フォトレジスト層 3 光反射防止層 4 紫外線 5 レジストパターン Reference Signs List 1 base 2 photoresist layer 3 antireflection layer 4 ultraviolet ray 5 resist pattern

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素基の水素原子の一部又は全部が
フッ素置換されたアルキルアミン又はアルカノールアミ
ンを含むことを特徴とする水溶性反射防止膜材料。
1. A water-soluble anti-reflective coating material characterized in that a part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group contain an alkylamine or an alkanolamine substituted with fluorine.
【請求項2】 請求項1記載のフッ素置換されたアルキ
ルアミンあるいはアルカノールアミンをカウンターカチ
オンとして含むパーフルオロ化合物を主成分とすること
を特徴とする水溶性反射防止膜材料。
2. A water-soluble anti-reflective coating material comprising, as a main component, a perfluoro compound containing the fluorine-substituted alkylamine or alkanolamine according to claim 1 as a counter cation.
【請求項3】 パーフルオロ化合物が下記一般式(1)
〜(16)で示されるものから選ばれる請求項2記載の
水溶性反射防止膜材料。 【化1】 【化2】 (式中、a,bは0〜20の整数、c,d,e,f,
g,h,i,j,k,l,m,nは0〜15の整数、
o,tは0〜100、p,uは1〜100、q,r,s
は0〜15の整数、Mは炭素数1〜20の1価炭化水素
基の水素原子の一部又は全部がフッ素置換されたアルキ
ルアミンあるいはアルカノールアミンを示す。)
3. The perfluoro compound represented by the following general formula (1)
3. The water-soluble anti-reflective coating material according to claim 2, wherein the material is selected from the following. Embedded image Embedded image (Where a and b are integers from 0 to 20, c, d, e, f,
g, h, i, j, k, l, m, and n are integers from 0 to 15,
o and t are 0 to 100, p and u are 1 to 100, q, r, s
Represents an integer of 0 to 15, and M represents an alkylamine or alkanolamine in which part or all of the hydrogen atoms of a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are substituted with fluorine. )
【請求項4】 フォトレジスト層の上層として請求項
1,2又は3記載の光反射防止膜材料からなる光反射防
止層を形成し、この光反射防止層を介して上記レジスト
層を露光した後に上記光反射防止層を除去することを特
徴とするパターン形成方法。
4. An anti-reflection layer comprising the anti-reflection film material according to claim 1, as an upper layer of the photoresist layer, and after exposing the resist layer via the anti-reflection layer. A method of forming a pattern, comprising removing the anti-reflection layer.
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Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004001510A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Az Electronic Materials (Japan) K.K. Process for preventing development defect and composition for use in the same
JP2004037887A (en) * 2002-07-04 2004-02-05 Clariant (Japan) Kk Composition for antireflection coating and pattern forming method
WO2005019937A1 (en) * 2003-08-25 2005-03-03 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Material for forming resist-protecting film for immersion exposure process, resist-protecting film made of such material, and method for forming resist pattern using such resist-protecting film
WO2005050320A1 (en) * 2003-11-19 2005-06-02 Daikin Industries, Ltd. Method for forming multilayer resist
WO2004107051A3 (en) * 2003-05-22 2006-03-09 3M Innovative Properties Co Photoacid generators with perfluorinated multifunctional anions
US7195863B2 (en) 2000-06-26 2007-03-27 Az Electronic Materials Usa Corp. Development defect preventing process and material
US7455952B2 (en) 2004-04-16 2008-11-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Patterning process and resist overcoat material
JP2009149588A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd New compound and its production method
DE102008027930A1 (en) 2008-06-12 2009-12-17 Merck Patent Gmbh fluorosurfactants
DE102008031599A1 (en) 2008-07-07 2010-01-14 Merck Patent Gmbh fluorosurfactants
EP2208723A1 (en) 2005-01-05 2010-07-21 Merck Patent GmbH Fluorosurfactants
JP2010215608A (en) * 2009-02-19 2010-09-30 Shin-Etsu Chemical Co Ltd New sulfonate and derivative thereof, photo acid-generating agent and resist material using the same and method for forming pattern
DE102009030846A1 (en) 2009-06-26 2010-12-30 Merck Patent Gmbh fluorosurfactants
WO2011082770A2 (en) 2010-01-07 2011-07-14 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides
US8049022B2 (en) 2006-07-04 2011-11-01 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Fluorosurfactants
US8067625B2 (en) 2006-07-04 2011-11-29 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Fluorosurfactants
DE102011114651A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Merck Patent Gmbh New diketo compounds containing at least one pentafluorosulfoxy group useful e.g. as surfactants, water or oil repellents, antistatic agents, leather goods, mineral substrates and additives in surface coating formulations and emulsifiers
DE102011114650A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Merck Patent Gmbh New pentafluorosulfoxy derivative useful e.g. as a surfactant, a water repellent, an oil repellent, preferably in the surface modification of textiles, paper, glass, porous building materials or adsorbents, and as an antistatic agent
DE102011117844A1 (en) 2010-12-02 2012-06-14 Merck Patent Gmbh New benzene derivative useful as surfactant, as surface-active medium, and as water repellent or oil repellent, preferably for surface modification of textiles, paper, glass, porous building materials or adsorbents
WO2012084118A1 (en) 2010-12-21 2012-06-28 Merck Patent Gmbh Derivatives of perfluoroalkoxy sulfosuccinates as surface-active surfactants
WO2014012661A1 (en) 2012-07-18 2014-01-23 Merck Patent Gmbh Fluorosurfactants
WO2014023397A2 (en) 2012-08-06 2014-02-13 Merck Patent Gmbh Tenside compositions
WO2014095036A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Merck Patent Gmbh Fluorosurfactants
JP2014153684A (en) * 2013-02-13 2014-08-25 Dainippon Printing Co Ltd Manufacturing method of antireflection article
US9034556B2 (en) 2007-12-21 2015-05-19 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound and method of producing the same, acid generator, resist composition and method of forming resist pattern
US10315989B2 (en) 2014-02-21 2019-06-11 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides
US10392332B2 (en) 2014-07-28 2019-08-27 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides
US10464874B2 (en) 2014-02-21 2019-11-05 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides

Cited By (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7195863B2 (en) 2000-06-26 2007-03-27 Az Electronic Materials Usa Corp. Development defect preventing process and material
CN100461005C (en) * 2002-06-21 2009-02-11 Az电子材料(日本)株式会社 Process for preventing development defect and composition for use in the same
WO2004001510A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Az Electronic Materials (Japan) K.K. Process for preventing development defect and composition for use in the same
JP2004037887A (en) * 2002-07-04 2004-02-05 Clariant (Japan) Kk Composition for antireflection coating and pattern forming method
US7365115B2 (en) * 2002-07-04 2008-04-29 Az Electronic Materials Usa Corp. Composition for antireflection coating and method for forming pattern
WO2004107051A3 (en) * 2003-05-22 2006-03-09 3M Innovative Properties Co Photoacid generators with perfluorinated multifunctional anions
KR101070032B1 (en) 2003-05-22 2011-10-04 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Photoacid generators with perfluorinated multifunctional anions
JP4680915B2 (en) * 2003-05-22 2011-05-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Photoacid generator having perfluorinated polyfunctional anions
US7122294B2 (en) 2003-05-22 2006-10-17 3M Innovative Properties Company Photoacid generators with perfluorinated multifunctional anions
JP2007507580A (en) * 2003-05-22 2007-03-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Photoacid generator having perfluorinated polyfunctional anions
WO2005019937A1 (en) * 2003-08-25 2005-03-03 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Material for forming resist-protecting film for immersion exposure process, resist-protecting film made of such material, and method for forming resist pattern using such resist-protecting film
JPWO2005050320A1 (en) * 2003-11-19 2007-12-06 ダイキン工業株式会社 Method for forming resist laminate
JP4525829B2 (en) * 2003-11-19 2010-08-18 ダイキン工業株式会社 Coating composition
JP2009122700A (en) * 2003-11-19 2009-06-04 Daikin Ind Ltd Coating composition
WO2005050320A1 (en) * 2003-11-19 2005-06-02 Daikin Industries, Ltd. Method for forming multilayer resist
KR100852840B1 (en) * 2003-11-19 2008-08-18 다이킨 고교 가부시키가이샤 Method for Forming Multilayer Resist
US7455952B2 (en) 2004-04-16 2008-11-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Patterning process and resist overcoat material
EP2208723A1 (en) 2005-01-05 2010-07-21 Merck Patent GmbH Fluorosurfactants
US8008358B2 (en) 2005-01-05 2011-08-30 Merck Patent Gmbh Fluorosurfactants
US8049022B2 (en) 2006-07-04 2011-11-01 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Fluorosurfactants
US8067625B2 (en) 2006-07-04 2011-11-29 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Fluorosurfactants
US9034556B2 (en) 2007-12-21 2015-05-19 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound and method of producing the same, acid generator, resist composition and method of forming resist pattern
US9040220B2 (en) 2007-12-21 2015-05-26 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound and method of producing the same, acid generator, resist composition and method of forming resist pattern
JP2009149588A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd New compound and its production method
DE102008027930A1 (en) 2008-06-12 2009-12-17 Merck Patent Gmbh fluorosurfactants
DE102008031599A1 (en) 2008-07-07 2010-01-14 Merck Patent Gmbh fluorosurfactants
JP2010215608A (en) * 2009-02-19 2010-09-30 Shin-Etsu Chemical Co Ltd New sulfonate and derivative thereof, photo acid-generating agent and resist material using the same and method for forming pattern
DE102009030846A1 (en) 2009-06-26 2010-12-30 Merck Patent Gmbh fluorosurfactants
US9115062B2 (en) 2009-06-26 2015-08-25 Merck Patent Gmbh Fluorosurfactants
WO2011082770A2 (en) 2010-01-07 2011-07-14 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides
DE102011114651A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Merck Patent Gmbh New diketo compounds containing at least one pentafluorosulfoxy group useful e.g. as surfactants, water or oil repellents, antistatic agents, leather goods, mineral substrates and additives in surface coating formulations and emulsifiers
DE102011114650A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Merck Patent Gmbh New pentafluorosulfoxy derivative useful e.g. as a surfactant, a water repellent, an oil repellent, preferably in the surface modification of textiles, paper, glass, porous building materials or adsorbents, and as an antistatic agent
DE102011117844A1 (en) 2010-12-02 2012-06-14 Merck Patent Gmbh New benzene derivative useful as surfactant, as surface-active medium, and as water repellent or oil repellent, preferably for surface modification of textiles, paper, glass, porous building materials or adsorbents
WO2012084118A1 (en) 2010-12-21 2012-06-28 Merck Patent Gmbh Derivatives of perfluoroalkoxy sulfosuccinates as surface-active surfactants
WO2014012661A1 (en) 2012-07-18 2014-01-23 Merck Patent Gmbh Fluorosurfactants
US9481643B2 (en) 2012-07-18 2016-11-01 Merck Patent Gmbh Fluorosurfactants
WO2014023397A2 (en) 2012-08-06 2014-02-13 Merck Patent Gmbh Tenside compositions
US10590262B2 (en) 2012-08-06 2020-03-17 Merck Patent Gmbh Surfactant mixtures
WO2014095036A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Merck Patent Gmbh Fluorosurfactants
JP2014153684A (en) * 2013-02-13 2014-08-25 Dainippon Printing Co Ltd Manufacturing method of antireflection article
US10315989B2 (en) 2014-02-21 2019-06-11 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides
US10464874B2 (en) 2014-02-21 2019-11-05 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides
US10392332B2 (en) 2014-07-28 2019-08-27 Merck Patent Gmbh Fluorinated tensides

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JP3801398B2 (en) 2006-07-26

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