JP2002236370A - 反射防止膜組成物、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
反射防止膜組成物、及び半導体装置の製造方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フッ素樹脂系レジストに対して密着性に優れ
た反射防止膜組成物を提供する。フッ素樹脂系レジスト
をフォトリソグラフィー技術に適用して、微細なレジス
トパターンを形成する。 【解決手段】 フッ素を含有するポリマーとそのポリマ
ーを溶解する溶媒とを含む反射防止膜組成物を半導体基
板１上に塗布して反射防止膜２を形成する。次に、反射
防止膜２上にフッ素を含有するレジスト膜３を形成す
る。そして、レジスト膜３に露光光を照射してレジスト
パターン４を形成する。
た反射防止膜組成物を提供する。フッ素樹脂系レジスト
をフォトリソグラフィー技術に適用して、微細なレジス
トパターンを形成する。 【解決手段】 フッ素を含有するポリマーとそのポリマ
ーを溶解する溶媒とを含む反射防止膜組成物を半導体基
板１上に塗布して反射防止膜２を形成する。次に、反射
防止膜２上にフッ素を含有するレジスト膜３を形成す
る。そして、レジスト膜３に露光光を照射してレジスト
パターン４を形成する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程で用いられるリソグラフィー技術に係り、特に反射
防止膜とレジスト膜の密着性に関する。
工程で用いられるリソグラフィー技術に係り、特に反射
防止膜とレジスト膜の密着性に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、例えば
シリコンウェハからなる半導体基板上にレジストパター
ンを形成する際に、リソグラフィー技術が用いられてい
る。
シリコンウェハからなる半導体基板上にレジストパター
ンを形成する際に、リソグラフィー技術が用いられてい
る。
【０００３】ここで、リソグラフィー技術について説明
する。先ず、被加工基板としての半導体基板上にレジス
ト膜（レジスト層）を形成する。より具体的には、例え
ば紫外線等の活性光線が照射されると、その照射部分の
アルカリ性溶液に対する溶解度が変化する有機層を形成
する。次に、所望の形状にパターンが形成されたマスク
（レチクル）を介して、上記レジスト膜に紫外線、遠紫
外線、エキシマレーザ、Ｘ線、電子線等の活性光線を選
択的に照射する。最後に、現像処理を行い、レジストパ
ターンを形成する。詳細には、アルカリ溶液により現像
処理して、このアルカリ溶液に対して溶解度の大きい部
分（ポジ形のレジストの場合露光された部分）は取り除
き、溶解度の小さい部分は残す。これにより、半導体基
板上にレジストパターンが形成される。
する。先ず、被加工基板としての半導体基板上にレジス
ト膜（レジスト層）を形成する。より具体的には、例え
ば紫外線等の活性光線が照射されると、その照射部分の
アルカリ性溶液に対する溶解度が変化する有機層を形成
する。次に、所望の形状にパターンが形成されたマスク
（レチクル）を介して、上記レジスト膜に紫外線、遠紫
外線、エキシマレーザ、Ｘ線、電子線等の活性光線を選
択的に照射する。最後に、現像処理を行い、レジストパ
ターンを形成する。詳細には、アルカリ溶液により現像
処理して、このアルカリ溶液に対して溶解度の大きい部
分（ポジ形のレジストの場合露光された部分）は取り除
き、溶解度の小さい部分は残す。これにより、半導体基
板上にレジストパターンが形成される。
【０００４】次に、上記レジストパターンが形成されて
いない部分、すなわち表面が露出した被加工基板又は被
加工膜をエッチング処理する。そして、レジストパター
ンをプラズマアッシング及び薬液等により除去する。こ
れにより、各種配線、電極等に必要なデバイスパターン
が形成される。
いない部分、すなわち表面が露出した被加工基板又は被
加工膜をエッチング処理する。そして、レジストパター
ンをプラズマアッシング及び薬液等により除去する。こ
れにより、各種配線、電極等に必要なデバイスパターン
が形成される。
【０００５】現在、量産に用いられているリソグラフィ
ー技術は、露光光源に例えばＫｒＦ又はＡｒＦエキシマ
レーザ等の光を用いたフォトリソグラフィー技術であ
る。そして、このフォトリソグラフィー技術を用いたパ
ターン形成を繰り返し行うことによって、多くの半導体
装置（半導体素子）が半導体基板上に製造されている。
また、このフォトリソグラフィー技術で用いられるレジ
ストとしては、活性光線の照射部が現像時に不溶化され
るネガ型レジストや、活性光線の照射部が現像時に溶解
除去されるポジ型レジストがあり、使用目的によって適
宜選択される。
ー技術は、露光光源に例えばＫｒＦ又はＡｒＦエキシマ
レーザ等の光を用いたフォトリソグラフィー技術であ
る。そして、このフォトリソグラフィー技術を用いたパ
ターン形成を繰り返し行うことによって、多くの半導体
装置（半導体素子）が半導体基板上に製造されている。
また、このフォトリソグラフィー技術で用いられるレジ
ストとしては、活性光線の照射部が現像時に不溶化され
るネガ型レジストや、活性光線の照射部が現像時に溶解
除去されるポジ型レジストがあり、使用目的によって適
宜選択される。
【０００６】しかし、フォトリソグラフィー技術による
パターン形成では、レジスト膜内で露光光（活性光線）
の多重干渉が起こり、レジスト膜厚の変動に伴ってレジ
ストパターン寸法幅が変動することが知られている。こ
の多重干渉は、レジスト膜に入射した露光光が基板から
の反射光と干渉し、レジスト膜の厚さ方向で露光強度が
不均一になることが原因で発生する。さらに、この多重
干渉は、現像後に得られるレジストパターンの寸法幅に
影響し、結果としてレジストパターン寸法精度を低下さ
せる。特に、段差を有する半導体基板上に微細なレジス
トパターンを形成する場合に顕著である。より具体的に
は、段差を有する基板上にレジストを塗布するとレジス
ト膜厚が段差に応じて不均一となり、上記露光光の多重
干渉が起こる。このため、レジストパターンの寸法精度
を低下させることになり、高解像度のパターン形成がで
きない。そこで、光の干渉作用をなくし、段差を有する
基板上であっても微細なパターンを寸法精度よく形成で
きる技術の開発が望まれていた。
パターン形成では、レジスト膜内で露光光（活性光線）
の多重干渉が起こり、レジスト膜厚の変動に伴ってレジ
ストパターン寸法幅が変動することが知られている。こ
の多重干渉は、レジスト膜に入射した露光光が基板から
の反射光と干渉し、レジスト膜の厚さ方向で露光強度が
不均一になることが原因で発生する。さらに、この多重
干渉は、現像後に得られるレジストパターンの寸法幅に
影響し、結果としてレジストパターン寸法精度を低下さ
せる。特に、段差を有する半導体基板上に微細なレジス
トパターンを形成する場合に顕著である。より具体的に
は、段差を有する基板上にレジストを塗布するとレジス
ト膜厚が段差に応じて不均一となり、上記露光光の多重
干渉が起こる。このため、レジストパターンの寸法精度
を低下させることになり、高解像度のパターン形成がで
きない。そこで、光の干渉作用をなくし、段差を有する
基板上であっても微細なパターンを寸法精度よく形成で
きる技術の開発が望まれていた。
【０００７】この光の干渉作用を低減する手段として、
米国特許第4,910,122号に開示されているように、被加
工基板上に反射防止膜（ＡＲＣ：anti-reflective coat
ing）を形成する方法が提案されている。上記反射防止
膜は、感光層としてのフォトレジスト膜の下部に導入さ
れ、光吸収染料を含む均一な薄膜である。この反射防止
膜により基板から反射される光を吸収し、微細な感光膜
パターン（レジストパターン）が寸法精度良く形成でき
る。そして、多くの反射防止膜が市販されている。
米国特許第4,910,122号に開示されているように、被加
工基板上に反射防止膜（ＡＲＣ：anti-reflective coat
ing）を形成する方法が提案されている。上記反射防止
膜は、感光層としてのフォトレジスト膜の下部に導入さ
れ、光吸収染料を含む均一な薄膜である。この反射防止
膜により基板から反射される光を吸収し、微細な感光膜
パターン（レジストパターン）が寸法精度良く形成でき
る。そして、多くの反射防止膜が市販されている。
【０００８】近年、デバイスパターンの微細化に伴っ
て、フォトリソグラフィー技術に用いられる光源は短波
長化している。具体的には、１５７ｎｍのＦ２エキシマ
レーザを光源として用いるリソグラフィー技術が盛んに
検討されている。しかし、１５７ｎｍという真空紫外の
波長では通常の物質は光吸収が大きくなり、従来のフォ
トレジスト材料は使用できない問題があった。
て、フォトリソグラフィー技術に用いられる光源は短波
長化している。具体的には、１５７ｎｍのＦ２エキシマ
レーザを光源として用いるリソグラフィー技術が盛んに
検討されている。しかし、１５７ｎｍという真空紫外の
波長では通常の物質は光吸収が大きくなり、従来のフォ
トレジスト材料は使用できない問題があった。
【０００９】この問題を解決するため、短波長の光源に
対して高い透明性を有しているフッ素樹脂を含有するフ
ォトレジスト組成物（以下、フッ素樹脂系レジストと称
する）が提案されている。
対して高い透明性を有しているフッ素樹脂を含有するフ
ォトレジスト組成物（以下、フッ素樹脂系レジストと称
する）が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ッ素樹脂系レジストは、通常の反射防止膜との密着性が
悪いという問題があった。ここで、通常の反射防止膜と
は、フェノール樹脂系の反射防止膜等である。このた
め、フッ素樹脂系レジストを反射防止膜上に塗布するこ
とができないという問題があった。また、現像時に、フ
ッ素樹脂系レジストが反射防止膜から剥離してしまうと
いう問題があった。従って、フッ素樹脂系レジストを反
射防止膜上に密着性良く形成できないという問題があっ
た。このため、Ｆ２エキシマレーザを光源として用いる
リソグラフィー技術に好適なフッ素樹脂系レジストを使
用することができないという問題があった。
ッ素樹脂系レジストは、通常の反射防止膜との密着性が
悪いという問題があった。ここで、通常の反射防止膜と
は、フェノール樹脂系の反射防止膜等である。このた
め、フッ素樹脂系レジストを反射防止膜上に塗布するこ
とができないという問題があった。また、現像時に、フ
ッ素樹脂系レジストが反射防止膜から剥離してしまうと
いう問題があった。従って、フッ素樹脂系レジストを反
射防止膜上に密着性良く形成できないという問題があっ
た。このため、Ｆ２エキシマレーザを光源として用いる
リソグラフィー技術に好適なフッ素樹脂系レジストを使
用することができないという問題があった。
【００１１】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、フッ素樹脂系レジストに対して密着
性に優れた反射防止膜組成物を提供することを目的とす
る。また、フッ素樹脂系レジストをフォトリソグラフィ
ー技術に適用して、微細なレジストパターンを形成する
ことも目的とする。
になされたもので、フッ素樹脂系レジストに対して密着
性に優れた反射防止膜組成物を提供することを目的とす
る。また、フッ素樹脂系レジストをフォトリソグラフィ
ー技術に適用して、微細なレジストパターンを形成する
ことも目的とする。
【００１２】
【課題を解決する為の手段】請求項１の発明に係る反射
防止膜組成物は、半導体基板上に反射防止膜を形成する
ための反射防止膜組成物であって、フッ素を含有するポ
リマーと、前記ポリマーを溶解する溶媒と、を含むこと
を特徴とするものである。
防止膜組成物は、半導体基板上に反射防止膜を形成する
ための反射防止膜組成物であって、フッ素を含有するポ
リマーと、前記ポリマーを溶解する溶媒と、を含むこと
を特徴とするものである。
【００１３】請求項２の発明に係る反射防止膜組成物
は、請求項１に記載の反射防止膜組成物であって、前記
ポリマーは、ポリイミド、アクリル系重合体、脂肪族環
構造を有する重合体およびフッ素を含有する単量体を単
独重合あるいは共重合させて得られるフッ素樹脂のうち
少なくとも１つを含むことを特徴とするものである。
は、請求項１に記載の反射防止膜組成物であって、前記
ポリマーは、ポリイミド、アクリル系重合体、脂肪族環
構造を有する重合体およびフッ素を含有する単量体を単
独重合あるいは共重合させて得られるフッ素樹脂のうち
少なくとも１つを含むことを特徴とするものである。
【００１４】請求項３の発明に係る反射防止膜組成物
は、請求項２に記載の反射防止膜組成物であって、前記
単量体は、フルオロオレフィン、フルオロビニルエーテ
ル、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、クロロフルオロ
オレフィンおよびカルボン酸基又はスルホン酸基を有す
るフルオロビニルエーテルのうち少なくとも１つを含む
ことを特徴とするものである。
は、請求項２に記載の反射防止膜組成物であって、前記
単量体は、フルオロオレフィン、フルオロビニルエーテ
ル、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、クロロフルオロ
オレフィンおよびカルボン酸基又はスルホン酸基を有す
るフルオロビニルエーテルのうち少なくとも１つを含む
ことを特徴とするものである。
【００１５】請求項４の発明に係る反射防止膜組成物
は、請求項１から３何れかに記載の反射防止膜組成物で
あって、前記ポリマーがフッ素原子を１０重量％以上含
むことを特徴とするものである。
は、請求項１から３何れかに記載の反射防止膜組成物で
あって、前記ポリマーがフッ素原子を１０重量％以上含
むことを特徴とするものである。
【００１６】請求項５の発明に係る反射防止膜組成物
は、請求項１から４何れかに記載の反射防止膜組成物で
あって、前記ポリマーが架橋構造を有することを特徴と
するものである。
は、請求項１から４何れかに記載の反射防止膜組成物で
あって、前記ポリマーが架橋構造を有することを特徴と
するものである。
【００１７】請求項６の発明に係る反射防止膜組成物
は、請求項１から５何れかに記載の反射防止膜組成物で
あって、前記溶媒は、アルコール、芳香族炭化水素、ケ
トン、エステル、フロンおよび超純水のうち少なくとも
１つを含むことを特徴とするものである。
は、請求項１から５何れかに記載の反射防止膜組成物で
あって、前記溶媒は、アルコール、芳香族炭化水素、ケ
トン、エステル、フロンおよび超純水のうち少なくとも
１つを含むことを特徴とするものである。
【００１８】請求項７の発明に係る半導体装置の製造方
法は、請求項１から６何れかに記載の反射防止膜組成物
を半導体基板上に塗布して反射防止膜を形成する反射防
止膜形成工程と、前記反射防止膜形成工程で形成された
前記反射防止膜上にフッ素を含有するレジスト膜を形成
するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜形成工程で
形成された前記レジスト膜に露光光を照射する露光工程
と、を含むことを特徴とするものである。
法は、請求項１から６何れかに記載の反射防止膜組成物
を半導体基板上に塗布して反射防止膜を形成する反射防
止膜形成工程と、前記反射防止膜形成工程で形成された
前記反射防止膜上にフッ素を含有するレジスト膜を形成
するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜形成工程で
形成された前記レジスト膜に露光光を照射する露光工程
と、を含むことを特徴とするものである。
【００１９】請求項８の発明に係る半導体装置の製造方
法は、請求項７に記載の製造方法において、前記反射防
止膜形成工程は、前記反射防止膜が形成された前記半導
体基板を加熱する加熱工程を含むことを特徴とするもの
である。
法は、請求項７に記載の製造方法において、前記反射防
止膜形成工程は、前記反射防止膜が形成された前記半導
体基板を加熱する加熱工程を含むことを特徴とするもの
である。
【００２０】請求項９の発明に係る半導体装置の製造方
法は、請求項８に記載の製造方法において、前記加熱工
程は、１００℃から２５０℃の温度で３０秒から６０分
の間行うことを特徴とするものである。
法は、請求項８に記載の製造方法において、前記加熱工
程は、１００℃から２５０℃の温度で３０秒から６０分
の間行うことを特徴とするものである。
【００２１】請求項１０の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項８又は９に記載の製造方法において、前
記加熱工程は、酸素雰囲気中で行うことを特徴とするも
のである。
方法は、請求項８又は９に記載の製造方法において、前
記加熱工程は、酸素雰囲気中で行うことを特徴とするも
のである。
【００２２】請求項１１の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項８から１０何れかに記載の製造方法にお
いて、前記加熱工程で、前記反射防止膜の膜厚を１５０
ｎｍ以下にすることを特徴とするものである。
方法は、請求項８から１０何れかに記載の製造方法にお
いて、前記加熱工程で、前記反射防止膜の膜厚を１５０
ｎｍ以下にすることを特徴とするものである。
【００２３】請求項１２の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項７から１１何れかに記載の製造方法にお
いて、前記露光工程で照射される前記露光光の波長は２
５４ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
方法は、請求項７から１１何れかに記載の製造方法にお
いて、前記露光工程で照射される前記露光光の波長は２
５４ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図中、同一または相当する
部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省
略することがある。
施の形態について説明する。図中、同一または相当する
部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省
略することがある。
【００２５】実施の形態１．本発明の実施の形態１によ
る反射防止膜組成物について説明する。本実施の形態１
による反射防止膜組成物は、フッ素を含有するポリマー
及びこのポリマーを溶解する溶媒を含んでいる。
る反射防止膜組成物について説明する。本実施の形態１
による反射防止膜組成物は、フッ素を含有するポリマー
及びこのポリマーを溶解する溶媒を含んでいる。
【００２６】先ず、フッ素を含有するポリマーについて
説明する。上記ポリマーは、フッ素樹脂、フッ素を含有
するポリイミド、フッ素を含有するアクリル系重合体、
又はフッ素を含有し脂肪族環構造を有する重合体のうち
少なくとも１つを含んでいる。また、ポリマーの製造方
法は、公知又は周知の製造方法を適用する。
説明する。上記ポリマーは、フッ素樹脂、フッ素を含有
するポリイミド、フッ素を含有するアクリル系重合体、
又はフッ素を含有し脂肪族環構造を有する重合体のうち
少なくとも１つを含んでいる。また、ポリマーの製造方
法は、公知又は周知の製造方法を適用する。
【００２７】ここで、上記フッ素樹脂は、フッ素を含有
する単量体を単独重合あるいは共重合させて得られるも
のである。フッ素を含有する単量体（モノマー）として
は、フルオロオレフィン、フルオロビニルエーテル等が
挙げられる。具体的には、テトラフルオロエチレン、ト
リフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペル
フルオロアルキルビニルエーテル（例えば、ペルフルオ
ロメチルビニルエーテル、ペルフルオロプロピルビニル
エーテル等）、及びペルフルオロビニルエーテル等が好
適な単量体として挙げられる。さらに、カルボン酸基(-
COOH基)やスルホン酸基(-SO2OH基)のような官能基を有
するペルフルオロビニルエーテルも、好適な単量体であ
る。その他、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、及びク
ロロフルオロオレフィン（クロロトリフルオロエチレ
ン）等も単量体として例示される。
する単量体を単独重合あるいは共重合させて得られるも
のである。フッ素を含有する単量体（モノマー）として
は、フルオロオレフィン、フルオロビニルエーテル等が
挙げられる。具体的には、テトラフルオロエチレン、ト
リフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペル
フルオロアルキルビニルエーテル（例えば、ペルフルオ
ロメチルビニルエーテル、ペルフルオロプロピルビニル
エーテル等）、及びペルフルオロビニルエーテル等が好
適な単量体として挙げられる。さらに、カルボン酸基(-
COOH基)やスルホン酸基(-SO2OH基)のような官能基を有
するペルフルオロビニルエーテルも、好適な単量体であ
る。その他、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、及びク
ロロフルオロオレフィン（クロロトリフルオロエチレ
ン）等も単量体として例示される。
【００２８】上記単量体は単独で、又は二種以上で重合
される。さらには、その単量体の本質を損なわない程度
に他の単量体と共重合してもよい。ここで、共重合する
他の単量体とは、ラジカル重合性を有していれば特に限
定されず、例えば上述のようなフッ素を含有する単量
体、あるいは炭化水素系の単量体等が挙げられる。さら
に、これら他の単量体の一種を単独で、特定の環構造を
導入し得るモノマーとラジカル共重合して、上記フッ素
を含有し脂肪族環構造を有する重合体を形成してもよ
い。また、他の単量体を二種類以上併用してラジカル共
重合させてもよい。
される。さらには、その単量体の本質を損なわない程度
に他の単量体と共重合してもよい。ここで、共重合する
他の単量体とは、ラジカル重合性を有していれば特に限
定されず、例えば上述のようなフッ素を含有する単量
体、あるいは炭化水素系の単量体等が挙げられる。さら
に、これら他の単量体の一種を単独で、特定の環構造を
導入し得るモノマーとラジカル共重合して、上記フッ素
を含有し脂肪族環構造を有する重合体を形成してもよ
い。また、他の単量体を二種類以上併用してラジカル共
重合させてもよい。
【００２９】ポリマーは、フッ素原子を１０重量％以上
含むことが好ましく、４０％以上含むことがより好まし
い。ポリマー中のフッ素含有率が余りに少ない場合に
は、フッ素原子の有する特異性が発揮されにくくなるか
らである。ここで、特異性とは、後述する反射防止膜と
レジスト膜との密着性に影響するフッ素の性質である。
含むことが好ましく、４０％以上含むことがより好まし
い。ポリマー中のフッ素含有率が余りに少ない場合に
は、フッ素原子の有する特異性が発揮されにくくなるか
らである。ここで、特異性とは、後述する反射防止膜と
レジスト膜との密着性に影響するフッ素の性質である。
【００３０】フッ素樹脂は、他の樹脂との混合体であっ
てもよい。他の樹脂としては、例えば、ノボラック系樹
脂、ポリビニールフェノール系樹脂、これらの樹脂の混
合体、又はこれらの樹脂のうち少なくとも一つを含むコ
ポリマー系樹脂が挙げられる。
てもよい。他の樹脂としては、例えば、ノボラック系樹
脂、ポリビニールフェノール系樹脂、これらの樹脂の混
合体、又はこれらの樹脂のうち少なくとも一つを含むコ
ポリマー系樹脂が挙げられる。
【００３１】また、フッ素樹脂を適宜架橋してもよい。
これにより、反射防止膜上にレジスト組成物を塗布する
際に、反射防止膜とレジスト組成物との反応を防止する
ことができ、反射防止膜とレジスト膜との界面において
ミキシング層（混合層）の形成を防止することができ
る。また、プロセス条件によっては、架橋によりエッチ
ング耐性を制御可能な場合もある。架橋方法は、通常行
われている方法を適宜用いる。例えば、架橋部位を持つ
単量体を共重合させて架橋する方法、架橋剤を添加して
架橋する方法、あるいは放射線などを用いて架橋する方
法がある。また、フッ素樹脂以外の他のポリマー、すな
わちフッ素を含有するポリイミド、フッ素を含有するア
クリル共重合体、又はフッ素を含有し脂肪族環構造を有
する重合体を適宜架橋してもよい。
これにより、反射防止膜上にレジスト組成物を塗布する
際に、反射防止膜とレジスト組成物との反応を防止する
ことができ、反射防止膜とレジスト膜との界面において
ミキシング層（混合層）の形成を防止することができ
る。また、プロセス条件によっては、架橋によりエッチ
ング耐性を制御可能な場合もある。架橋方法は、通常行
われている方法を適宜用いる。例えば、架橋部位を持つ
単量体を共重合させて架橋する方法、架橋剤を添加して
架橋する方法、あるいは放射線などを用いて架橋する方
法がある。また、フッ素樹脂以外の他のポリマー、すな
わちフッ素を含有するポリイミド、フッ素を含有するア
クリル共重合体、又はフッ素を含有し脂肪族環構造を有
する重合体を適宜架橋してもよい。
【００３２】次に、溶媒について説明する。上記溶媒
は、ポリマーを溶解するものであり、例えばアルコー
ル、芳香族炭化水素、ケトン、エステル、フロンおよび
超純水のうち少なくとも一つを含むものである。
は、ポリマーを溶解するものであり、例えばアルコー
ル、芳香族炭化水素、ケトン、エステル、フロンおよび
超純水のうち少なくとも一つを含むものである。
【００３３】次に、上述の反射防止膜組成物を用いて反
射防止膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法に
ついて説明する。図１は、本発明の実施の形態１による
半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
射防止膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法に
ついて説明する。図１は、本発明の実施の形態１による
半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【００３４】先ず、図１（ａ）に示すように、半導体基
板１上に、上述した反射防止膜組成物を回転塗布する。
なお、反射防止膜組成物を塗布する前に、半導体基板の
表面をＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）処理（詳細
は、実施の形態２を参照）してもよい。
板１上に、上述した反射防止膜組成物を回転塗布する。
なお、反射防止膜組成物を塗布する前に、半導体基板の
表面をＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）処理（詳細
は、実施の形態２を参照）してもよい。
【００３５】次に、反射防止膜組成物に含まれる溶媒を
除去するために、加熱処理（加熱乾燥工程）を行う。こ
れにより、半導体基板１上に反射防止膜２が形成され
る。ここで、加熱処理は、温度１００から２５０℃の範
囲で、３０秒から６０分の間行うことが好ましい。ま
た、加熱処理後の反射防止膜２の膜厚は、機能面（光学
特性）からみて、１５０ｎｍ以下であることが好まし
い。また、この加熱処理は、通常空気中や窒素雰囲気下
で行われるが、酸素雰囲気下で行ってもよい。酸素雰囲
気下で加熱処理を行うと、反射防止膜が酸化され屈折率
が変化する。これにより、反射防止膜の屈折率を制御で
きる。
除去するために、加熱処理（加熱乾燥工程）を行う。こ
れにより、半導体基板１上に反射防止膜２が形成され
る。ここで、加熱処理は、温度１００から２５０℃の範
囲で、３０秒から６０分の間行うことが好ましい。ま
た、加熱処理後の反射防止膜２の膜厚は、機能面（光学
特性）からみて、１５０ｎｍ以下であることが好まし
い。また、この加熱処理は、通常空気中や窒素雰囲気下
で行われるが、酸素雰囲気下で行ってもよい。酸素雰囲
気下で加熱処理を行うと、反射防止膜が酸化され屈折率
が変化する。これにより、反射防止膜の屈折率を制御で
きる。
【００３６】ここで、反射防止膜の光学特性は周知の如
く、後述するフォトレジスト膜の屈折率と一致させるこ
とが好ましい。但し、完全に反射防止膜とフォトレジス
ト膜との屈折率を一致させなくともよく、反射防止膜の
反射率Ｒが１０％以下になればよい。また、一般のフォ
トレジストの屈折率と一致させる為には反射防止膜の複
素屈折率実部の値が１．０＜ｎ＜３．０の範囲に、かつ
虚部の値が０．４＜ｋ＜１．３の範囲にあることが好ま
しい。反射防止膜の屈折率の制御は公知の方法により達
成できる。例えば、反射防止膜組成物にフッ素原子を導
入して屈折率を下げる方法や、所望の波長の光を吸収す
る色素を導入して屈折率を高める方法である。
く、後述するフォトレジスト膜の屈折率と一致させるこ
とが好ましい。但し、完全に反射防止膜とフォトレジス
ト膜との屈折率を一致させなくともよく、反射防止膜の
反射率Ｒが１０％以下になればよい。また、一般のフォ
トレジストの屈折率と一致させる為には反射防止膜の複
素屈折率実部の値が１．０＜ｎ＜３．０の範囲に、かつ
虚部の値が０．４＜ｋ＜１．３の範囲にあることが好ま
しい。反射防止膜の屈折率の制御は公知の方法により達
成できる。例えば、反射防止膜組成物にフッ素原子を導
入して屈折率を下げる方法や、所望の波長の光を吸収す
る色素を導入して屈折率を高める方法である。
【００３７】次に、図１（ｂ）に示すように、反射防止
膜２上にフッ素を含有しているフォトレジスト膜（以
下、フッ素樹脂系レジストと称する）３を形成する。
膜２上にフッ素を含有しているフォトレジスト膜（以
下、フッ素樹脂系レジストと称する）３を形成する。
【００３８】次に、Ｆ２エキシマレーザを光源として露
光し、現像処理を行う。これにより、図１（ｃ）に示す
ようなレジストパターン４が形成される。
光し、現像処理を行う。これにより、図１（ｃ）に示す
ようなレジストパターン４が形成される。
【００３９】以上説明したように、本実施の形態１によ
る反射防止膜組成物は、フッ素を含有するポリマーと、
ポリマーを溶解する溶媒とを含んでいる。この反射防止
膜組成物を用いて形成された反射防止膜２は、フッ素樹
脂系レジスト３に対して高い密着性を有している。この
ため、反射防止膜２との界面において、レジストパター
ンの剥離や、レジストパターン倒れの発生を防止するこ
とができる。従って、高解像性が期待できるフッ素樹脂
系フォトレジストを、フォトリソグラフィー技術に適用
できるため、微細なレジストパターン４を形成すること
ができる。
る反射防止膜組成物は、フッ素を含有するポリマーと、
ポリマーを溶解する溶媒とを含んでいる。この反射防止
膜組成物を用いて形成された反射防止膜２は、フッ素樹
脂系レジスト３に対して高い密着性を有している。この
ため、反射防止膜２との界面において、レジストパター
ンの剥離や、レジストパターン倒れの発生を防止するこ
とができる。従って、高解像性が期待できるフッ素樹脂
系フォトレジストを、フォトリソグラフィー技術に適用
できるため、微細なレジストパターン４を形成すること
ができる。
【００４０】なお、本実施の形態１においては、フォト
レジスト膜３としてフッ素樹脂系レジストを用いたが、
一般に使われるポジ型、ネガ型のフォトレジストの中か
ら任意に選択してもよく、所望のパターンの大きさ、要
求精度、露光装置の特性等により最適のものを選択可能
である。
レジスト膜３としてフッ素樹脂系レジストを用いたが、
一般に使われるポジ型、ネガ型のフォトレジストの中か
ら任意に選択してもよく、所望のパターンの大きさ、要
求精度、露光装置の特性等により最適のものを選択可能
である。
【００４１】また、本実施の形態１においては、半導体
基板１上に直接反射防止膜２を形成したが、通常は半導
体基板上に形成された絶縁膜や金属膜等の被加工膜上に
反射防止膜を形成する。従って、微細なレジストパター
ン４をマスクとしてその絶縁膜や金属膜をエッチングし
て、微細なデバイスパターンを形成することが可能であ
る。
基板１上に直接反射防止膜２を形成したが、通常は半導
体基板上に形成された絶縁膜や金属膜等の被加工膜上に
反射防止膜を形成する。従って、微細なレジストパター
ン４をマスクとしてその絶縁膜や金属膜をエッチングし
て、微細なデバイスパターンを形成することが可能であ
る。
【００４２】また、本発明は、シリコン基板等の半導体
基板への適用に限られず、石英基板、セラミックス基板
等の絶縁基板にも適用可能である（後述する実施の形態
２〜６について同様）。
基板への適用に限られず、石英基板、セラミックス基板
等の絶縁基板にも適用可能である（後述する実施の形態
２〜６について同様）。
【００４３】実施の形態２．図２は、本発明の実施の形
態２による半導体装置の製造方法について説明するため
の図である。以下、図２を参照して、本発明の実施の形
態２による半導体装置の製造方法について説明する。先
ず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１上に形成さ
れた被加工膜１１の表面を温度１１０℃で６０秒間、Ｈ
ＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）処理する。ここで、
ＨＭＤＳ処理とは、半導体基板１上の被加工膜１１と反
射防止膜２（後述）との密着性を向上させるための処理
である。より詳細には、密着強化剤としてのＨＭＤＳ
［化学式：(CH3)3SiNHSi(CH3)3］を蒸気化させて、半導
体基板１上の被加工膜１１に塗布する処理である。
態２による半導体装置の製造方法について説明するため
の図である。以下、図２を参照して、本発明の実施の形
態２による半導体装置の製造方法について説明する。先
ず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１上に形成さ
れた被加工膜１１の表面を温度１１０℃で６０秒間、Ｈ
ＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）処理する。ここで、
ＨＭＤＳ処理とは、半導体基板１上の被加工膜１１と反
射防止膜２（後述）との密着性を向上させるための処理
である。より詳細には、密着強化剤としてのＨＭＤＳ
［化学式：(CH3)3SiNHSi(CH3)3］を蒸気化させて、半導
体基板１上の被加工膜１１に塗布する処理である。
【００４４】次に、ＨＭＤＳ処理された被加工膜１１上
に、反射防止膜組成物を回転塗布する。ここで、反射防
止膜組成物は、ポリマーとしてテトラフルオロエチレン
とプロピレンの共重合体を１ｇ、溶媒として酢酸ブチル
を１０ｇ含む酢酸ブチル溶液である。
に、反射防止膜組成物を回転塗布する。ここで、反射防
止膜組成物は、ポリマーとしてテトラフルオロエチレン
とプロピレンの共重合体を１ｇ、溶媒として酢酸ブチル
を１０ｇ含む酢酸ブチル溶液である。
【００４５】次に、半導体基板を温度１８０℃で６０秒
間加熱処理する。これにより、図２（ｂ）に示すよう
に、被加工膜１１上に反射防止膜２が膜厚８０ｎｍで形
成される。
間加熱処理する。これにより、図２（ｂ）に示すよう
に、被加工膜１１上に反射防止膜２が膜厚８０ｎｍで形
成される。
【００４６】次に、反射防止膜２上に、例えばテトラフ
ルオロエチレンを含むフッ素含有レジスト組成物（フッ
素樹脂系レジスト）を回転塗布する。そして、温度１２
０℃で６０秒間加熱処理する。これにより、図２（ｃ）
に示すように、レジスト膜３が膜厚２００ｎｍで形成さ
れる。
ルオロエチレンを含むフッ素含有レジスト組成物（フッ
素樹脂系レジスト）を回転塗布する。そして、温度１２
０℃で６０秒間加熱処理する。これにより、図２（ｃ）
に示すように、レジスト膜３が膜厚２００ｎｍで形成さ
れる。
【００４７】次に、Ｆ２エキシマレーザ露光装置により
１５７ｎｍの紫外線でレジスト膜３を露光する。そし
て、アルカリ現像液を用いて現像を行う。これにより、
図２（ｄ）に示すように、微細なレジストパターン４が
形成される。
１５７ｎｍの紫外線でレジスト膜３を露光する。そし
て、アルカリ現像液を用いて現像を行う。これにより、
図２（ｄ）に示すように、微細なレジストパターン４が
形成される。
【００４８】次に、このレジストパターン４をマスクと
して被加工膜１１をドライエッチングする。そして、レ
ジストパターン４を除去する。これにより、微細なデバ
イスパターン５が形成される。また、このドライエッチ
ング時に、反射防止膜２を最初にエッチングする。
して被加工膜１１をドライエッチングする。そして、レ
ジストパターン４を除去する。これにより、微細なデバ
イスパターン５が形成される。また、このドライエッチ
ング時に、反射防止膜２を最初にエッチングする。
【００４９】以上説明したように、本実施の形態２によ
る半導体装置の製造方法では、半導体基板上に形成され
た被加工膜１１上に、フッ素を含有するポリマーを含む
反射防止膜組成物を塗布して反射防止膜２を形成した。
そして、反射防止膜２上にフッ素含有レジスト組成物を
塗布してレジスト膜３を形成した。さらに、このレジス
ト膜に露光光を照射してレジストパターン４を形成し
た。この製造方法によれば、反射防止膜２およびレジス
トパターン４は、ともにフッ素を含有しているため、優
れた密着性が得られる。このため、反射防止膜との界面
において、レジストパターンの剥離やレジストパターン
倒れを防止することができる。従って、Ｆ２エキシマレ
ーザに対して好適なフッ素樹脂系レジストをフォトリソ
グラフィー技術に適用することができるため、微細なレ
ジストパターン４を形成することができる。さらに、こ
の微細なレジストパターン４を用いてエッチング処理を
行うことにより、微細なデバイスパターン５を形成する
ことができる。すなわち、半導体装置のデバイスパター
ンを微細化することができる。
る半導体装置の製造方法では、半導体基板上に形成され
た被加工膜１１上に、フッ素を含有するポリマーを含む
反射防止膜組成物を塗布して反射防止膜２を形成した。
そして、反射防止膜２上にフッ素含有レジスト組成物を
塗布してレジスト膜３を形成した。さらに、このレジス
ト膜に露光光を照射してレジストパターン４を形成し
た。この製造方法によれば、反射防止膜２およびレジス
トパターン４は、ともにフッ素を含有しているため、優
れた密着性が得られる。このため、反射防止膜との界面
において、レジストパターンの剥離やレジストパターン
倒れを防止することができる。従って、Ｆ２エキシマレ
ーザに対して好適なフッ素樹脂系レジストをフォトリソ
グラフィー技術に適用することができるため、微細なレ
ジストパターン４を形成することができる。さらに、こ
の微細なレジストパターン４を用いてエッチング処理を
行うことにより、微細なデバイスパターン５を形成する
ことができる。すなわち、半導体装置のデバイスパター
ンを微細化することができる。
【００５０】なお、本実施の形態２においては、Ｆ２エ
キシマレーザ露光装置により１５７ｎｍの紫外線でレジ
ストを露光したが、ＡｒＦエキシマレーザ露光装置によ
り１９３ｎｍの紫外線でレジストを露光した場合にも同
様の効果が得られた。すなわち、得られたフッ素樹脂系
のレジストパターンは、反射防止膜との界面において剥
離又は倒壊することがなく、微細なパターンであった。
キシマレーザ露光装置により１５７ｎｍの紫外線でレジ
ストを露光したが、ＡｒＦエキシマレーザ露光装置によ
り１９３ｎｍの紫外線でレジストを露光した場合にも同
様の効果が得られた。すなわち、得られたフッ素樹脂系
のレジストパターンは、反射防止膜との界面において剥
離又は倒壊することがなく、微細なパターンであった。
【００５１】また、本実施の形態２では、反射防止膜組
成物中のフッ素を含有するポリマーとしてテトラフルオ
ロエチレンとプロピレンの共重合体を用いているが、こ
れに限られず、前述の実施の形態１に記載したポリマー
を適用可能である（以下の実施の形態も同様）。
成物中のフッ素を含有するポリマーとしてテトラフルオ
ロエチレンとプロピレンの共重合体を用いているが、こ
れに限られず、前述の実施の形態１に記載したポリマー
を適用可能である（以下の実施の形態も同様）。
【００５２】また、以下の実験を行って、本実施の形態
２における効果について確認した。 （実験１）先ず、半導体基板の表面に前述のＨＭＤＳ処
理を行った。次に、反射防止膜を形成することなく、前
述のテトラフルオロエチレンを含むフッ素含有レジスト
組成物を半導体基板上に回転塗布した。しかし、本実験
１では、半導体基板上でレジスト組成物がはじかれてし
まい、回転塗布により均一にレジスト組成物を塗布する
ことが困難であった。従って、フッ素含有レジスト組成
物を用いて、微細なレジストパターンを形成することが
できなかった。 （実験２）ＨＭＤＳ処理後に、本実施の形態２で用いた
反射防止膜組成物の代わりに、フッ素を含まないフェノ
ール樹脂系の反射防止膜組成物を用いて、反射防止膜を
形成した。そして、本実施の形態２で用いたテトラフル
オロエチレンを含むフッ素含有レジスト組成物を回転塗
布した。しかし、上記反射防止膜上でレジスト組成物が
はじかれてしまい、レジスト組成物を回転塗布により均
一に塗布することが困難であった。更に、パターン露光
まで続けたが、現像後に得られた微細なレジストパター
ンは反射防止膜との界面において剥離又は倒壊してい
た。従って、フッ素樹脂系のフォトレジストを半導体素
子の製造に適用することができなかった。
２における効果について確認した。 （実験１）先ず、半導体基板の表面に前述のＨＭＤＳ処
理を行った。次に、反射防止膜を形成することなく、前
述のテトラフルオロエチレンを含むフッ素含有レジスト
組成物を半導体基板上に回転塗布した。しかし、本実験
１では、半導体基板上でレジスト組成物がはじかれてし
まい、回転塗布により均一にレジスト組成物を塗布する
ことが困難であった。従って、フッ素含有レジスト組成
物を用いて、微細なレジストパターンを形成することが
できなかった。 （実験２）ＨＭＤＳ処理後に、本実施の形態２で用いた
反射防止膜組成物の代わりに、フッ素を含まないフェノ
ール樹脂系の反射防止膜組成物を用いて、反射防止膜を
形成した。そして、本実施の形態２で用いたテトラフル
オロエチレンを含むフッ素含有レジスト組成物を回転塗
布した。しかし、上記反射防止膜上でレジスト組成物が
はじかれてしまい、レジスト組成物を回転塗布により均
一に塗布することが困難であった。更に、パターン露光
まで続けたが、現像後に得られた微細なレジストパター
ンは反射防止膜との界面において剥離又は倒壊してい
た。従って、フッ素樹脂系のフォトレジストを半導体素
子の製造に適用することができなかった。
【００５３】実施の形態３．本実施の形態３による半導
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜組成物を塗布した後に行う加熱処理とである。
以下、この相違点を中心に説明して、実施の形態２の内
容と重複する説明については省略する。
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜組成物を塗布した後に行う加熱処理とである。
以下、この相違点を中心に説明して、実施の形態２の内
容と重複する説明については省略する。
【００５４】先ず、本実施の形態３による反射防止膜組
成物について説明する。本実施の形態３による反射防止
膜組成物は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロ
プロピレンおよびフッ化ビニリデンの共重合体（イオン
性乳化剤）からなるフッ素を含有するポリマーと、超純
水からなる溶媒と、を含んでいる固形分１０重量％の水
系ディスパージョンである。
成物について説明する。本実施の形態３による反射防止
膜組成物は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロ
プロピレンおよびフッ化ビニリデンの共重合体（イオン
性乳化剤）からなるフッ素を含有するポリマーと、超純
水からなる溶媒と、を含んでいる固形分１０重量％の水
系ディスパージョンである。
【００５５】次に、上記反射防止膜組成物を用いた半導
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記水系ディスパージョンを回
転塗布する。そして、半導体基板を温度１５０℃で３０
分間加熱処理する。これにより、半導体基板上に反射防
止層が膜厚１００ｎｍで形成される。その後、実施の形
態２と同様の方法で、レジストパターンを形成する。
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記水系ディスパージョンを回
転塗布する。そして、半導体基板を温度１５０℃で３０
分間加熱処理する。これにより、半導体基板上に反射防
止層が膜厚１００ｎｍで形成される。その後、実施の形
態２と同様の方法で、レジストパターンを形成する。
【００５６】以上説明したように、本実施の形態３によ
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ーを含む反射防止膜組成物を用いて反射防止膜を形成
し、その反射防止膜上にフッ素樹脂系のレジストパター
ンを形成した。この製造方法によれば、前述の実施の形
態２と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態３
による反射防止膜組成物を用いない場合には約±５０nm
であったレジストパターンの寸法バラツキを、約±２０
ｎｍにまで低減することができた。すなわち、レジスト
パターンを精度良く形成することが可能となった。
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ーを含む反射防止膜組成物を用いて反射防止膜を形成
し、その反射防止膜上にフッ素樹脂系のレジストパター
ンを形成した。この製造方法によれば、前述の実施の形
態２と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態３
による反射防止膜組成物を用いない場合には約±５０nm
であったレジストパターンの寸法バラツキを、約±２０
ｎｍにまで低減することができた。すなわち、レジスト
パターンを精度良く形成することが可能となった。
【００５７】実施の形態４．本実施の形態４による半導
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜を塗布した後に行う加熱処理とである。以下、
この相違点を中心に説明して、実施の形態２の内容と重
複する説明については省略する。
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜を塗布した後に行う加熱処理とである。以下、
この相違点を中心に説明して、実施の形態２の内容と重
複する説明については省略する。
【００５８】先ず、本実施の形態４による反射防止膜組
成物について説明する。本実施の形態４による反射防止
膜組成物は、フッ素を含有するポリマーとしてのフッ化
ビニリデン共重合体と、溶媒としての酢酸ブチルとを含
む固形分５％の酢酸ブチル溶液である。
成物について説明する。本実施の形態４による反射防止
膜組成物は、フッ素を含有するポリマーとしてのフッ化
ビニリデン共重合体と、溶媒としての酢酸ブチルとを含
む固形分５％の酢酸ブチル溶液である。
【００５９】次に、上記反射防止膜組成物を用いた半導
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記酢酸ブチル溶液を回転塗布
する。そして、半導体基板を温度１６０℃で６０分間加
熱処理する。これにより、半導体基板上に反射防止層が
膜厚１００ｎｍで形成される。その後、実施の形態２と
同様の方法で、レジストパターンを形成する。
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記酢酸ブチル溶液を回転塗布
する。そして、半導体基板を温度１６０℃で６０分間加
熱処理する。これにより、半導体基板上に反射防止層が
膜厚１００ｎｍで形成される。その後、実施の形態２と
同様の方法で、レジストパターンを形成する。
【００６０】以上説明したように、本実施の形態４によ
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ー（フッ化ビニリデン共重合体）を含む反射防止膜組成
物を用いて反射防止膜を形成し、その反射防止膜上にフ
ッ素樹脂系のレジストパターンを形成した。この製造方
法によれば、前述の実施の形態２と同様の効果が得られ
る。
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ー（フッ化ビニリデン共重合体）を含む反射防止膜組成
物を用いて反射防止膜を形成し、その反射防止膜上にフ
ッ素樹脂系のレジストパターンを形成した。この製造方
法によれば、前述の実施の形態２と同様の効果が得られ
る。
【００６１】実施の形態５．本実施の形態５による半導
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜を塗布した後に行う加熱処理である。以下、こ
の相違点を中心に説明して、実施の形態２の内容と重複
する説明は省略する。
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜を塗布した後に行う加熱処理である。以下、こ
の相違点を中心に説明して、実施の形態２の内容と重複
する説明は省略する。
【００６２】先ず、本実施の形態５による反射防止膜組
成物について説明する。本実施の形態５による反射防止
膜組成物は、フルオロエチレンおよびビニルエーテルの
共重合体１０ｇ、イソシアネート系硬化剤２ｇおよびキ
シレン４０ｇからなるフッ素を含有するポリマーと、メ
チルイソブチルケトン１２０ｇからなる溶媒とを混合、
撹拌して得られた混合溶液である。
成物について説明する。本実施の形態５による反射防止
膜組成物は、フルオロエチレンおよびビニルエーテルの
共重合体１０ｇ、イソシアネート系硬化剤２ｇおよびキ
シレン４０ｇからなるフッ素を含有するポリマーと、メ
チルイソブチルケトン１２０ｇからなる溶媒とを混合、
撹拌して得られた混合溶液である。
【００６３】次に、上記反射防止膜組成物を用いた半導
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記混合溶液を回転塗布する。
そして、半導体基板を温度１８０℃で２分間加熱処理す
る。これにより、半導体基板上に反射防止層が膜厚１０
０ｎｍで形成される。その後、実施の形態２と同様の方
法で、レジストパターンを形成する。
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記混合溶液を回転塗布する。
そして、半導体基板を温度１８０℃で２分間加熱処理す
る。これにより、半導体基板上に反射防止層が膜厚１０
０ｎｍで形成される。その後、実施の形態２と同様の方
法で、レジストパターンを形成する。
【００６４】以上説明したように、本実施の形態５によ
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ーを含む反射防止膜組成物を用いて反射防止膜を形成
し、その反射防止膜上にフッ素樹脂系のレジストパター
ンを形成した。この製造方法によれば、前述の実施の形
態２と同様の効果が得られる。また、反射防止膜組成物
に含まれるイソシアネート系硬化剤は、反射防止膜上に
レジスト組成物を塗布する際に、反射防止膜とレジスト
組成物との反応を防止する。従って、反射防止膜とレジ
スト膜との界面でミキシング層の形成を防止することが
できる。これにより、露光の精度を向上させることがで
きる。さらに、反射防止膜組成物へのイソシアネート系
硬化剤の添加量を調整することにより、エッチング耐性
を制御することが可能となる。
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ーを含む反射防止膜組成物を用いて反射防止膜を形成
し、その反射防止膜上にフッ素樹脂系のレジストパター
ンを形成した。この製造方法によれば、前述の実施の形
態２と同様の効果が得られる。また、反射防止膜組成物
に含まれるイソシアネート系硬化剤は、反射防止膜上に
レジスト組成物を塗布する際に、反射防止膜とレジスト
組成物との反応を防止する。従って、反射防止膜とレジ
スト膜との界面でミキシング層の形成を防止することが
できる。これにより、露光の精度を向上させることがで
きる。さらに、反射防止膜組成物へのイソシアネート系
硬化剤の添加量を調整することにより、エッチング耐性
を制御することが可能となる。
【００６５】実施の形態６．本実施の形態６による半導
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜を塗布した後に行う加熱処理である。以下、こ
の相違点を中心に説明して、実施の形態２の内容と重複
する説明は省略する。
体装置の製造方法と、前述の実施の形態２による半導体
装置の製造方法との相違点は、反射防止膜組成物と、反
射防止膜を塗布した後に行う加熱処理である。以下、こ
の相違点を中心に説明して、実施の形態２の内容と重複
する説明は省略する。
【００６６】先ず、本実施の形態６による反射防止膜組
成物について説明する。本実施の形態６による反射防止
膜組成物は、ペルフルオロ（ブテニルビニルエーテル）
およびヒドロキシペルフルオロ（４−ビニロキシブタノ
エート）の共重合体からなるフッ素を含有するポリマー
と、メタノールからなる溶媒と、を含む固形分５％のメ
タノール溶液である。
成物について説明する。本実施の形態６による反射防止
膜組成物は、ペルフルオロ（ブテニルビニルエーテル）
およびヒドロキシペルフルオロ（４−ビニロキシブタノ
エート）の共重合体からなるフッ素を含有するポリマー
と、メタノールからなる溶媒と、を含む固形分５％のメ
タノール溶液である。
【００６７】次に、上記反射防止膜組成物を用いた半導
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記メタノール溶液を回転塗布
する。そして、半導体基板を温度１２０℃で５分間加熱
処理する。これにより、半導体基板上に反射防止層が膜
厚１００ｎｍで形成される。その後、実施の形態２と同
様の方法で、レジストパターンを形成する。
体装置の製造方法について説明する。先ず、半導体基板
の表面をＨＭＤＳ処理する。次に、半導体基板上に、反
射防止膜組成物としての上記メタノール溶液を回転塗布
する。そして、半導体基板を温度１２０℃で５分間加熱
処理する。これにより、半導体基板上に反射防止層が膜
厚１００ｎｍで形成される。その後、実施の形態２と同
様の方法で、レジストパターンを形成する。
【００６８】以上説明したように、本実施の形態６によ
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ーを含む反射防止膜組成物を用いて反射防止膜を形成
し、その反射防止膜上にフッ素樹脂系のレジストパター
ンを形成した。この製造方法によれば、前述の実施の形
態２と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態６
による反射防止膜組成物を用いない場合には約±５０nm
であったレジストパターンの寸法バラツキを、約±２０
ｎｍにまで低減することができた。すなわち、レジスト
パターンを精度良く形成することが可能となった。
る半導体装置の製造方法では、フッ素を含有するポリマ
ーを含む反射防止膜組成物を用いて反射防止膜を形成
し、その反射防止膜上にフッ素樹脂系のレジストパター
ンを形成した。この製造方法によれば、前述の実施の形
態２と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態６
による反射防止膜組成物を用いない場合には約±５０nm
であったレジストパターンの寸法バラツキを、約±２０
ｎｍにまで低減することができた。すなわち、レジスト
パターンを精度良く形成することが可能となった。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、フッ素樹脂系のフォト
レジストを使用する場合でも、フォトレジストに対して
密着性に優れた反射防止膜を提供することができる。ま
た、フッ素樹脂系のフォトレジストをフォトリソグラフ
ィー技術に適用して、微細なレジストパターンを形成す
ることできる。
レジストを使用する場合でも、フォトレジストに対して
密着性に優れた反射防止膜を提供することができる。ま
た、フッ素樹脂系のフォトレジストをフォトリソグラフ
ィー技術に適用して、微細なレジストパターンを形成す
ることできる。
【図１】 本発明の実施の形態１による半導体装置の製
造方法を説明するための断面図である。
造方法を説明するための断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態２による半導体装置の製
造方法を説明するための断面図である。
造方法を説明するための断面図である。
１ 半導体基板、 ２ 反射防止膜、 ３ レジスト
膜、 ４ レジストパターン、 ５ デバイスパター
ン、 １１ 被加工膜。
膜、 ４ レジストパターン、 ５ デバイスパター
ン、 １１ 被加工膜。
Claims (12)
- 【請求項１】 半導体基板上に反射防止膜を形成するた
めの反射防止膜組成物であって、 フッ素を含有するポリマーと、 前記ポリマーを溶解する溶媒と、 を含むことを特徴とする反射防止膜組成物。 - 【請求項２】 請求項１に記載の反射防止膜組成物であ
って、 前記ポリマーは、ポリイミド、アクリル系重合体、脂肪
族環構造を有する重合体およびフッ素を含有する単量体
を単独重合あるいは共重合させて得られるフッ素樹脂の
うち少なくとも１つを含むことを特徴とする反射防止膜
組成物。 - 【請求項３】 請求項２に記載の反射防止膜組成物であ
って、 前記単量体は、フルオロオレフィン、フルオロビニルエ
ーテル、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、クロロフル
オロオレフィンおよびカルボン酸基又はスルホン酸基を
有するフルオロビニルエーテルのうち少なくとも１つを
含むことを特徴とする反射防止膜組成物。 - 【請求項４】 請求項１から３何れかに記載の反射防止
膜組成物であって、 前記ポリマーがフッ素原子を１０重量％以上含むことを
特徴とする反射防止膜組成物。 - 【請求項５】 請求項１から４何れかに記載の反射防止
膜組成物であって、 前記ポリマーが架橋構造を有することを特徴とする反射
防止膜組成物。 - 【請求項６】 請求項１から５何れかに記載の反射防止
膜組成物であって、 前記溶媒は、アルコール、芳香族炭化水素、ケトン、エ
ステル、フロンおよび超純水のうち少なくとも１つを含
むことを特徴とする反射防止膜組成物。 - 【請求項７】 請求項１から６何れかに記載の反射防止
膜組成物を半導体基板上に塗布して反射防止膜を形成す
る反射防止膜形成工程と、 前記反射防止膜形成工程で形成された前記反射防止膜上
にフッ素を含有するレジスト膜を形成するレジスト膜形
成工程と、 前記レジスト膜形成工程で形成された前記レジスト膜に
露光光を照射する露光工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の製造方法において、 前記反射防止膜形成工程は、前記反射防止膜が形成され
た前記半導体基板を加熱する加熱工程を含むことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載の製造方法において、 前記加熱工程は、１００℃から２５０℃の温度で３０秒
から６０分の間行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項１０】 請求項８又は９に記載の製造方法にお
いて、 前記加熱工程は、酸素雰囲気中で行うことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項８から１０何れかに記載の製造
方法において、 前記加熱工程で、前記反射防止膜の膜厚を１５０ｎｍ以
下にすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項７から１１何れかに記載の製造
方法において、 前記露光工程で照射される前記露光光の波長は２５４ｎ
ｍ以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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