JP2003084431A - Method for adjusting surface energy of antireflection film - Google Patents

Method for adjusting surface energy of antireflection film

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JP2003084431A
JP2003084431A JP2001277975A JP2001277975A JP2003084431A JP 2003084431 A JP2003084431 A JP 2003084431A JP 2001277975 A JP2001277975 A JP 2001277975A JP 2001277975 A JP2001277975 A JP 2001277975A JP 2003084431 A JP2003084431 A JP 2003084431A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antireflection film for lithography having a high antireflection effect, free of intermixing with a photoresist layer, giving an excellent photoresist pattern, having a higher dry etching rate than the photoresist and ensuring a larger margin for the depth of a focus and higher resolution than a conventional antireflection film. SOLUTION: In a method for forming an antireflection film as a layer under a photoresist using an antireflection film forming material comprising a resin, a crosslinker and a solvent, an antireflection film whose surface energy has been adjusted according to the magnitude of the surface energy of the coating photoresist is formed.

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、下地基板からの反
射による悪影響の低減に有効な反射防止膜材料用組成
物、並びに該反射防止膜材料用組成物を用いるフォトレ
ジストパターン形成法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for an antireflection film material which is effective in reducing the adverse effect of reflection from a base substrate, and a method for forming a photoresist pattern using the composition for an antireflection film material. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から半導体デバイスの製造におい
て、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィーによ
る微細加工が行われている。前記微細加工はシリコンウ
ェハーの上にフォトレジスト組成物の薄膜を形成し、そ
の上に半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパタ
ーンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、
得られたフォトレジストパターンを保護膜としてシリコ
ンウェハーをエッチング処理する加工法である。ところ
が、近年、半導体デバイスの高集積度化が進み、使用さ
れる活性光線もKrFエキシマレーザ(248nm)か
らArFエキシマレーザ(193nm)へと短波長化さ
れる傾向にある。これに伴い活性光線の基板からの乱反
射や定在波の影響が大きな問題であった。そこでフォト
レジストと基板の間に反射防止膜(Bottom An
ti−Reflective Coating,BAR
C)を設ける方法が広く検討されるようになってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. The fine processing forms a thin film of a photoresist composition on a silicon wafer, irradiates with active rays such as ultraviolet rays through a mask pattern on which a semiconductor device pattern is drawn, and develops it.
This is a processing method of etching a silicon wafer using the obtained photoresist pattern as a protective film. However, in recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, the wavelength of active rays used has tended to be shortened from the KrF excimer laser (248 nm) to the ArF excimer laser (193 nm). Along with this, the influences of diffuse reflection of active rays from the substrate and standing waves are major problems. Therefore, an antireflection film (Bottom An) is formed between the photoresist and the substrate.
ti-Reflective Coating, BAR
The method of providing C) has been widely studied.

【0003】反射防止膜としては、チタン、二酸化チタ
ン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、α−シリコン
等の無機反射防止膜と、吸光性物質と高分子化合物とか
らなる有機反射防止膜が知られている。前者は膜形成に
真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設
備を必要とするのに対し、後者は特別の設備を必要とし
ない点で有利とされ数多くの検討が行われている。例え
ば、米国特許第5919599号明細書に記載の架橋反
応であるヒドロキシル基と吸光基を同一分子内に有する
アクリル樹脂型反射防止膜、米国特許第5693691
号明細書に記載の架橋反応であるヒドロキシル基と吸光
基を同一分子内に有するノボラック樹脂型反射防止膜等
が挙げられる。
Known antireflection films are inorganic antireflection films such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon and α-silicon, and organic antireflection films made of a light absorbing substance and a polymer compound. ing. While the former requires equipment such as a vacuum vapor deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus for forming a film, the latter is advantageous because it requires no special equipment, and many studies have been conducted. For example, an acrylic resin-type antireflection film having a hydroxyl group and a light-absorbing group which are cross-linking reactions described in US Pat. No. 5,919,599 in the same molecule, US Pat. No. 5,693,691.
Novolak resin-type antireflection films having a hydroxyl group and a light-absorbing group in the same molecule, which are cross-linking reactions described in the specification of the publication, and the like.

【0004】有機系反射防止膜用材料として望まれる物
性としては、光や放射線に対して大きな吸光度を有する
こと、フォトレジスト層とのインターミキシングが起こ
らないこと(フォトレジスト溶剤に不溶であること)、
塗布時または加熱乾燥時に反射防止膜材料から上塗りフ
ォトレジスト中への低分子拡散物がないこと、フォトレ
ジストに比べて大きなドライエッチング速度を有するこ
と、塗布後、露光および現像後でのディフェクトが少な
いこと、フォトレジストパターンが微細であったり、露
光時にフォーカスがずれたとしてもパターン倒れが起こ
らないこと(フォーカスマージンが広い)等があり、そ
れらは例えばProc.SPIE,Vol.2195,
225−229(1999)や、Proc.SPIE,
Vol.2195,225−229(1994)にも記
載されている。
Physical properties desired as a material for an organic antireflection film are that it has a large absorbance for light and radiation and that it does not intermix with a photoresist layer (it is insoluble in a photoresist solvent). ,
No low-molecular diffuses from the antireflective coating material into the overcoat photoresist during coating or heat drying, having a higher dry etching rate than photoresist, less defects after coating, exposure and development That is, the photoresist pattern is fine, and the pattern does not collapse even if the focus shifts during exposure (a wide focus margin). SPIE, Vol. 2195
225-229 (1999) and Proc. SPIE,
Vol. 2195, 225-229 (1994).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】フォーカスマージンと
は最適なフォーカス位置に対して上方または下方にフォ
ーカスがずれた際にフォトレジストパターンが実用可能
な状態で維持できる全深度領域の幅のことであり、その
幅が広ければ、製造工程における余裕度が大きいことを
表す。例えば、フォーカスマージンを伸ばす技術の一つ
が、特開平6−348036号に記されている。
The focus margin is the width of the entire depth region in which the photoresist pattern can be maintained in a practical state when the focus shifts upward or downward with respect to the optimum focus position. If the width is wide, it means that there is a large margin in the manufacturing process. For example, one of techniques for extending the focus margin is described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-348036.

【0006】半導体素子の製造には、シリコンウェハー
等の被加工物上に形成されたフォトレジスト膜に対し選
択的に露光を行い、その後現像することにより、フォト
レジストパターンを形成する工程が含まれている。この
露光時に、露光照射光のフォーカスが最適な位置からず
れることがある。この要因としては、製造装置の側面か
らは、像面湾曲、フォーカス位置の再現性(検出、ステ
ージ)、フォーカスコントロールの安定性(熱、環境)
があり、ウェハーの側面からは、ウェハー上に形成され
たデバイス段差、ウェハーのグローバルな傾斜、局所的
な凹凸等が挙げられる。そして、このフォーカスの最適
位置からのずれのため、パターン細り等のフォトレジス
トパターンの形状変化が起こり、そのため、パターン倒
れ等のフォトレジストパターンの形成不良が起こり、高
い寸法精度でフォトレジストパターンを形成することが
できないという問題が生じる。特に、193nmの波長
の照射光を用いた微細加工において、フォーカスの最適
位置からのずれに起因するフォトレジストパターンの細
り、パターン倒れが問題となっている。このような中
で、露光照射光のフォーカスのずれがフォトレジストパ
ターンの形成に与える影響を小さくできる、すなわち、
フォーカス深度マージンを広くとることができる、とい
う特性が反射防止膜用材料に要求されるようになってき
ている。また、半導体デバイスの高集積度化に伴い、よ
り高い解像度を有する、すなわち、より微細なパターン
サイズの矩形フォトレジストパターンを形成することが
できる、という特性も反射防止膜用材料に要求されるよ
うになってきている。
Manufacturing of semiconductor devices includes a step of forming a photoresist pattern by selectively exposing a photoresist film formed on a workpiece such as a silicon wafer and then developing it. ing. During this exposure, the focus of the exposure irradiation light may deviate from the optimum position. From the side of the manufacturing equipment, this factor is field curvature, focus position reproducibility (detection, stage), focus control stability (heat, environment).
From the side surface of the wafer, there are device steps formed on the wafer, global inclination of the wafer, local unevenness, and the like. Then, due to the deviation of the focus from the optimum position, the shape of the photoresist pattern is changed such as thinning of the pattern, which causes defective formation of the photoresist pattern such as pattern collapse, and the photoresist pattern is formed with high dimensional accuracy. The problem arises that you cannot do it. In particular, in fine processing using irradiation light with a wavelength of 193 nm, thinning of the photoresist pattern and pattern collapse due to deviation from the optimum focus position pose problems. In such a situation, it is possible to reduce the influence of the shift of the focus of the exposure irradiation light on the formation of the photoresist pattern, that is,
There is an increasing demand for antireflection film materials to have a wide focus depth margin. In addition, as the degree of integration of semiconductor devices increases, the antireflective film material is required to have a property of having higher resolution, that is, capable of forming a rectangular photoresist pattern having a finer pattern size. Is becoming.

【0007】例えばフォトレジストパターンの微細化に
より、パターン倒れ問題が注目されている。フォトレジ
ストパターン倒れは、フォトレジストのライン幅の微細
化及びフォーカスの最適位置からのずれによって多く発
生し、下地基板への転写不良の原因となる。また、反射
防止膜の下地基板に対しての塗布性の向上、反射防止膜
に対してその上に形成されるフォトレジストの塗布性の
向上、およびパターン作成工程で発生する欠陥、いわゆ
るディフェクトが改善されることが望まれている。 そ
のためには塗膜表面状態を改質することが有効と考えら
れる。
For example, the pattern collapse problem has been attracting attention due to the miniaturization of photoresist patterns. The photoresist pattern collapse often occurs due to the miniaturization of the line width of the photoresist and the shift of the focus from the optimum position, which causes transfer failure to the underlying substrate. In addition, the coating property of the antireflection film on the base substrate is improved, the coating property of the photoresist formed on the antireflection film is improved, and the defects generated in the pattern forming process, so-called defects are improved. It is desired to be done. For that purpose, it is considered effective to modify the surface condition of the coating film.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は表面改質を行う
指針として反射防止膜の表面エネルギーの調整を行うも
のである。すなわち、本発明は第1観点として、樹脂、
架橋剤及び溶剤を含む反射防止膜形成材料を用いてフォ
トレジストの下層に反射防止膜を形成する方法におい
て、反射防止膜の表面エネルギーが、被覆されたフォト
レジストの表面エネルギーの大きさに応じて調整された
反射防止膜を形成することを特徴とする反射防止膜の形
成方法、第2観点として、前記樹脂は、反射防止膜の表
面エネルギーが調整されるよう、樹脂を構成するモノマ
ーの共重合比率が調節された共重合体樹脂よりなること
を特徴とする第1観点に記載の反射防止膜の形成方法、
第3観点として、前記樹脂が少なくとも吸光性基を有す
る繰り返し単位(A)の構造を含むものである第1観点
又は第2観点に記載の反射防止膜の形成方法、第4観点
として、前記樹脂中の繰り返し単位(A)に含まれる吸
光性基が、アントリル基、ナフチル基、及びフェニル基
からなる群より選ばれるものである第3観点に記載の形
成方法、第5観点として、前記樹脂が、吸光性基を有す
る繰り返し単位(A)の構造、親水性基を有する繰り返
し単位(B)の構造及び疎水性基を有する繰り返し単位
(C)の構造を含有するものである第1観点乃至第4観
点のいずれか1項に記載の形成方法、第6観点として、
前記樹脂がアクリル系樹脂であり、且つ1000〜10
00000の重量平均分子量を表すものであり、且つ該
樹脂中、繰り返し単位(A)が1〜98重量%、繰り返
し単位(B)が1〜98重量%、及び繰り返し単位
(C)が1〜98重量%であり、繰り返し単位(A)、
(B)及び(C)の合計は100重量%を越えない、第
1観点乃至第5観点のいずれか1項に記載の反射防止膜
の形成方法、第7観点として、前記樹脂中の繰り返し単
位(B)に含まれる親水性基が、水酸基、アミノ基、イ
ソシアネート基、アミド基、カルボキシル基、メルカプ
ト基、メチロール基、アシロキシアルキル基、及びスル
ホン酸基からなる群より選ばれるものである第1観点乃
至第6観点のいずれか1項に記載の反射防止膜の形成方
法、第8観点として、前記樹脂中の繰り返し単位(C)
に含まれる疎水性基が、置換基を有しても良い炭素数1
〜20の直鎖、及び分岐状のアルキル基、置換基を有し
ても良い炭素数4〜14の芳香環基、脂環基、ヘテロ芳
香環基及びヘテロ環基、炭素数1〜20のアルコキシ
基、並びに炭素数1〜20のハロゲン化アルキル基から
なる群から選ばれるものである第1観点乃至第7観点の
いずれか1項に記載の反射防止膜の形成方法、第9観点
として、反射防止膜の表面エネルギーの大きさがフォト
レジストの表面エネルギーの大きさと一致するように調
整されている第1観点乃至第8観点のいずれか1項に記
載の反射防止膜の形成方法、及び第10観点として、基
板に反射防止膜を形成し次いでフォトレジストを被覆し
た後、露光と現像を行うリソグラフィープロセスを用い
た半導体装置の製造において、第1観点乃至第8観点の
いずれか1項に記載の方法により形成された反射防止膜
を用いることにより、該反射防止膜の表面エネルギーが
上塗りフォトレジストの表面エネルギーの大きさと、フ
ォトレジストと反射防止膜の界面で一致するように調整
されることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
The present invention is to adjust the surface energy of an antireflection film as a guide for surface modification. That is, as a first aspect of the present invention, a resin,
In the method of forming an antireflection film in the lower layer of the photoresist using an antireflection film forming material containing a crosslinking agent and a solvent, the surface energy of the antireflection film, depending on the magnitude of the surface energy of the coated photoresist. A method of forming an antireflection film, which comprises forming an adjusted antireflection film. As a second aspect, the resin is a copolymer of monomers constituting the resin so that the surface energy of the antireflection film is adjusted. A method for forming an antireflection film according to the first aspect, which comprises a copolymer resin having an adjusted ratio,
As a third aspect, the method for forming an antireflection film according to the first aspect or the second aspect, wherein the resin contains a structure of a repeating unit (A) having at least an absorptive group, and as a fourth aspect, in the resin. The light-absorptive group contained in the repeating unit (A) is selected from the group consisting of an anthryl group, a naphthyl group, and a phenyl group. 1st viewpoint to 4th viewpoint which contains the structure of the repeating unit (A) which has a hydrophilic group, the structure of the repeating unit (B) which has a hydrophilic group, and the structure of the repeating unit (C) which has a hydrophobic group. As a sixth aspect, the forming method according to any one of
The resin is an acrylic resin, and 1000 to 10
And a repeating unit (A) of 1 to 98% by weight, a repeating unit (B) of 1 to 98% by weight, and a repeating unit (C) of 1 to 98. % By weight, and the repeating unit (A),
The total amount of (B) and (C) does not exceed 100% by weight, the method for forming an antireflection film according to any one of the first to fifth aspects, and the seventh aspect, the repeating unit in the resin. The hydrophilic group contained in (B) is selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, an isocyanate group, an amide group, a carboxyl group, a mercapto group, a methylol group, an acyloxyalkyl group, and a sulfonic acid group. The method for forming an antireflection film according to any one of 1st to 6th viewpoints, and 8th viewpoint includes the repeating unit (C) in the resin.
The hydrophobic group contained in is optionally substituted with 1 carbon atoms
To linear and branched alkyl groups having 20 to 20 carbon atoms, optionally substituted aromatic ring groups having 4 to 14 carbon atoms, alicyclic groups, heteroaromatic ring groups and heterocyclic groups, having 1 to 20 carbon atoms As a ninth aspect, the method for forming an antireflection film according to any one of the first aspect to the seventh aspect, which is selected from the group consisting of an alkoxy group and a halogenated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 9. The method for forming an antireflection film according to any one of the first to eighth aspects, wherein the magnitude of the surface energy of the antireflection film is adjusted to match the magnitude of the surface energy of the photoresist. As a tenth aspect, the method according to any one of the first to eighth aspects in manufacturing a semiconductor device using a lithographic process of forming an antireflection film on a substrate, coating a photoresist, and then performing exposure and development. By using the antireflection film formed by the method, the surface energy of the antireflection film is adjusted so as to match the magnitude of the surface energy of the overcoat photoresist at the interface between the photoresist and the antireflection film. And a method for manufacturing a semiconductor device.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は反射防止膜の表面エネル
ギーが、被覆されたフォトレジストの表面エネルギーの
大きさに応じて調整された反射防止膜を形成することを
特徴とする反射防止膜の形成方法である。ここで表面エ
ネルギー値の算出方法を以下に示すが、本発明での表面
エネルギー値の算出方法はこれに限定されるものではな
い。Owenの近似式を利用して以下の式(I)を導き
出す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is characterized in that the surface energy of an antireflection film is adjusted according to the magnitude of the surface energy of a coated photoresist to form an antireflection film. It is a forming method. Here, the method of calculating the surface energy value is shown below, but the method of calculating the surface energy value in the present invention is not limited to this. The following equation (I) is derived using Owen's approximate equation.

【数1】 この式から、表面エネルギー分散力成分γdと極性力成
分γpが既知の水とヨウ化メチレンの液滴を用い、固体
表面上で接触角を測定し、固体表面のγS dとγS pの連立
方程式を解くことにより算出する。本発明に用いたヨウ
化メチレンと水の表面エネルギーの値を表1に示す(単
位はmN/m)。
[Equation 1] From this equation, using water and methylene iodide droplets with known surface energy dispersion force component γ d and polar force component γ p , the contact angle was measured on the solid surface, and γ S d and γ S of the solid surface were measured. It is calculated by solving the simultaneous equations of p . The surface energy values of methylene iodide and water used in the present invention are shown in Table 1 (unit is mN / m).

【表1】 ヨウ化メチレンの接触角をθ、水の接触角をθ’とし、
上式に代入すると以下の式(II):
[Table 1] Let θ be the contact angle of methylene iodide and θ ′ be the contact angle of water,
Substituting into the above equation, the following equation (II):

【数2】 及び式(III):[Equation 2] And formula (III):

【数3】 が得られる。この式を利用し、反射防止膜やフォトレジ
ストのγS d、γS pを算出した。表面エネルギーγSはこ
れらの和、即ちγS=γS d+γS pにより算出される。表
面の改質をこれらの表面エネルギーを調整することによ
り行う。
[Equation 3] Is obtained. Using this formula, γ S d and γ S p of the antireflection film and the photoresist were calculated. The surface energy γ S is calculated by the sum of these, that is, γ S = γ S d + γ S p . The surface is modified by adjusting these surface energies.

【0010】本発明では表面エネルギーの調整は、例え
ば樹脂、架橋剤及び溶剤を含む反射防止膜形成材料にお
いて樹脂を構成するモノマーの共重合比率を変化させた
共重合体樹脂を用いる方法により達成される。上記樹脂
はアクリル系樹脂を用いることが可能であり、重量平均
分子量は1000〜1000000である。そして該樹
脂中の繰り返し単位(A)が1〜98重量%、繰り返し
単位(B)が1〜98重量%、繰り返し単位(C)が1
〜98重量%の割合で共重合させることができる。
In the present invention, the adjustment of the surface energy is achieved by a method of using a copolymer resin in which the copolymerization ratio of the monomers constituting the resin is changed in the antireflection film forming material containing the resin, the crosslinking agent and the solvent. It An acrylic resin can be used as the resin, and the weight average molecular weight is 1000 to 1,000,000. The repeating unit (A) in the resin is 1 to 98% by weight, the repeating unit (B) is 1 to 98% by weight, and the repeating unit (C) is 1%.
It can be copolymerized at a ratio of up to 98% by weight.

【0011】上記共重合樹脂は少なくとも吸光性基を有
する繰り返し単位(A)の構造を含むものである。この
樹脂中の繰り返し単位(A)に含まれる吸光性基は、例
えばアントリル基、ナフチル基、及びフェニル基からな
る群より選ばれるものである。これら吸光基を有する繰
り返し単位(A)の構造となる原料は、例えばアントリ
ル基、ナフチル基、フェニル基等のユニットを有するア
クリル酸エステル、メタクリル酸エステル等が挙げら
れ、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシベンジル
(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレー
ト、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、クレジ
ル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレー
ト、アントリル(メタ)アクリレート等が例示される。
The above-mentioned copolymer resin contains at least the structure of the repeating unit (A) having an absorptive group. The light-absorbing group contained in the repeating unit (A) in this resin is selected from the group consisting of an anthryl group, a naphthyl group, and a phenyl group. Examples of the raw material for the structure of the repeating unit (A) having a light absorbing group include acrylic acid ester and methacrylic acid ester having units such as anthryl group, naphthyl group and phenyl group, and benzyl (meth) acrylate and methoxy. Examples thereof include benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, hydroxyphenyl (meth) acrylate, cresyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, and anthryl (meth) acrylate.

【0012】上記共重合体樹脂は、吸光性基を有する繰
り返し単位(A)の構造と、その他の構造部分からな
り、その共重合比率を変えることにより、該共重合体樹
脂と架橋剤と溶剤からなる反射防止膜形成材料を、基板
上に塗布して乾燥と焼成を行って反射防止膜に所望の表
面エネルギーを付与することができる。上記共重合体樹
脂は、吸光性基を有する繰り返し単位(A)の構造、親
水性基を有する繰り返し単位(B)の構造、及び疎水性
基を有する繰り返し単位(C)の構造を含有することが
好ましい。上記の吸光性基、親水性基及び疎水性基はそ
れら自身が樹脂の骨格を形成する主鎖に組み込まれるこ
とも可能であるが、樹脂の骨格を構成する主鎖から吸光
性基、親水性基及び疎水性基が懸垂した構造をとること
ができる。
The above-mentioned copolymer resin is composed of the structure of the repeating unit (A) having a light-absorbing group and other structural parts, and by changing the copolymerization ratio thereof, the copolymer resin, the cross-linking agent and the solvent. It is possible to apply a desired surface energy to the antireflection film by applying the antireflection film-forming material consisting of the above onto the substrate, drying and baking. The copolymer resin contains a structure of a repeating unit (A) having a light-absorbing group, a structure of a repeating unit (B) having a hydrophilic group, and a structure of a repeating unit (C) having a hydrophobic group. Is preferred. The above-mentioned light-absorbing group, hydrophilic group and hydrophobic group can be incorporated into the main chain forming the skeleton of the resin itself, but the light-absorbing group, hydrophilic group from the main chain forming the skeleton of the resin It can have a structure in which a group and a hydrophobic group are suspended.

【0013】上記樹脂中の繰り返し単位(B)に含まれ
る親水性基は、例えば水酸基、アミノ基、イソシアネー
ト基、アミド基、カルボキシル基、メルカプト基、メチ
ロール基、アシロキシアルキル基、スルホン酸基が挙げ
られる。親水性基を有する繰り返し単位(B)の構造単
位の原料は、上記官能基が置換した炭素数1〜100の
アルキル基を有するアクリル酸エステル、メタクリル酸
エステル等が挙げられ、例えば2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、エチレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アク
リレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレ
ート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレ
ート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ア
ミノプロピル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メ
タ)アクリレート等のアミノアルキルメタクリレート、
(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
The hydrophilic group contained in the repeating unit (B) in the above resin is, for example, a hydroxyl group, amino group, isocyanate group, amide group, carboxyl group, mercapto group, methylol group, acyloxyalkyl group or sulfonic acid group. Can be mentioned. Examples of the raw material for the structural unit of the repeating unit (B) having a hydrophilic group include acrylic acid esters and methacrylic acid esters having an alkyl group having 1 to 100 carbon atoms substituted with the above functional group, and examples thereof include 2-hydroxyethyl. Hydroxyalkyl (such as (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, ethylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, propylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate ( Aminoalkyl methacrylates such as (meth) acrylate, aminopropyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate,
(Meth) acrylic acid and the like can be mentioned.

【0014】上記樹脂はその構造中に架橋剤と架橋結合
を形成し得る官能基を有することが好ましい。上記樹脂
中の繰り返し単位(B)に含まれる親水性基は、その一
部が親水基と同時に架橋剤との架橋結合形成基の役割を
持つ。特に水酸基を好ましく用いることができ、親水性
を有する繰り返し単位(B)の構造において、親水性基
として水酸基を用いた場合にこの水酸基は親水性基の役
割と同時に一部は架橋剤との架橋結合の形成が可能であ
る。
The above-mentioned resin preferably has a functional group capable of forming a cross-link with a cross-linking agent in its structure. A part of the hydrophilic group contained in the repeating unit (B) in the resin has a role of a crosslink bond-forming group with the crosslinking agent at the same time as the hydrophilic group. Particularly, a hydroxyl group can be preferably used, and in the structure of the repeating unit (B) having hydrophilicity, when a hydroxyl group is used as a hydrophilic group, the hydroxyl group serves as a hydrophilic group and at the same time partially crosslinks with a crosslinking agent. The formation of bonds is possible.

【0015】上記樹脂中の繰り返し単位(C)に含まれ
る疎水性基は、置換基を有しても良い炭素数1〜20の
直鎖、及び分岐状のアルキル基、置換基を有しても良い
炭素数4〜14の芳香環基、脂環基、ヘテロ芳香環基及
びヘテロ環基、炭素数1〜20のアルコキシ基、並びに
炭素数1〜20のハロゲン化アルキル基からなる群から
選ばれるものを好ましく用いることができる。疎水性基
を有する繰り返し単位(C)の構造単位の原料は、例え
ばメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、t−
ブチルメタクリレート、2−メチルプロピルメタクリレ
ート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリル
メタクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、
2,3−エポキシプロピルメタクリレート等のエポキシ
アルキル(メタ)アクリレート、フルフリルメタクリレ
ート等のヘテロ芳香環基含有(メタ)アクリレート、ブ
チルラクトンメタクリレート等のヘテロ環基含有(メ
タ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メ
トキシベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリ
レート、クレジル(メタ)アクリレート、ナフチル(メ
タ)アクリレート、アントリル(メタ)アクリレート等
の芳香環基含有(メタ)アクリレート、シクロヘキシル
(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレ
ート等の脂環基含有(メタ)アクリレート、2,2,2
−トリフロオロエチルメタクリレート、2,2,2−ト
リクロロエチルメタクリレート等のハロゲン化アルキル
基含有(メタ)アクリル酸エステル、2−エトキシエチ
ルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテルメタクリレート等のアルコキシ基含有(メタ)ア
クリレートが挙げられる。
The hydrophobic group contained in the repeating unit (C) in the above resin has a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and a substituent. Also selected from the group consisting of an aromatic ring group having 4 to 14 carbon atoms, an alicyclic group, a heteroaromatic ring group and a heterocyclic group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a halogenated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. What is mentioned can be used preferably. The starting material for the structural unit of the repeating unit (C) having a hydrophobic group is, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, t-
Alkyl (meth) acrylates such as butyl methacrylate, 2-methylpropyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate,
Epoxyalkyl (meth) acrylates such as 2,3-epoxypropyl methacrylate, heteroaromatic ring group-containing (meth) acrylates such as furfuryl methacrylate, heterocyclic group-containing (meth) acrylates such as butyl lactone methacrylate, benzyl (meth) acrylate , Methoxybenzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, hydroxyphenyl (meth) acrylate, cresyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, anthryl (meth) acrylate and other aromatic ring group-containing (meth) acrylate, cyclohexyl Aliphatic group-containing (meth) acrylates such as (meth) acrylate and adamantyl (meth) acrylate, 2,2,2
-A halogenated alkyl group-containing (meth) acrylic acid ester such as trifluoroethyl methacrylate, 2,2,2-trichloroethyl methacrylate, an alkoxy group-containing (meth) acrylate such as 2-ethoxyethyl methacrylate, diethylene glycol monomethyl ether methacrylate, Can be mentioned.

【0016】これら繰り返し単位(C)は共重合体に疎
水性を付与し、且つ反射防止膜とした際にドライエッチ
ング速度の低下につながらないものが望まれる。これら
から繰り返し単位(C)に含まれる疎水性基は上記の中
でも特に、アルキル基、アルコキシ基、ヘテロ環が好ま
しい。
It is desired that these repeating units (C) impart hydrophobicity to the copolymer and do not lead to a decrease in dry etching rate when used as an antireflection film. From these, the hydrophobic group contained in the repeating unit (C) is particularly preferably an alkyl group, an alkoxy group, or a heterocycle among the above.

【0017】本発明は、樹脂、架橋剤及び溶剤を含む反
射防止膜形成材料を用いて基板上に反射防止膜を形成
し、その上にフォトレジストを被覆し露光と現像を行う
リソグラフィープロセスを用いた半導体装置の製造にお
いて、反射防止膜の表面エネルギーが、被覆されるフォ
トレジストの表面エネルギーの大きさに応じて、調整さ
れた反射防止膜の形成方法である。
The present invention uses a lithographic process in which an antireflection film-forming material containing a resin, a crosslinking agent and a solvent is used to form an antireflection film on a substrate, a photoresist is coated on the antireflection film, and exposure and development are performed. In the manufacturing of a semiconductor device, the surface energy of the antireflection film is adjusted according to the magnitude of the surface energy of the photoresist to be coated.

【0018】本発明の反射防止膜の形成方法では、反射
防止膜形成材料中の樹脂が共重合体樹脂を用い、該共重
合樹脂の共重合比率を変化させた共重合体を用いる事に
より達成することができるため、使用するフォトレジス
トの表面エネルギーを測定し、その値に合わせて共重合
比率を変化させることで簡便な手法により調整が可能で
ある。
The method of forming an antireflection film of the present invention is achieved by using a copolymer resin as the resin in the antireflection film forming material and using a copolymer in which the copolymerization ratio of the copolymer resin is changed. Therefore, the surface energy of the photoresist to be used can be measured, and the copolymerization ratio can be changed according to the measured value, whereby the adjustment can be performed by a simple method.

【0019】該共重合体樹脂は、吸光性基を有する繰り
返し単位(A)の構造、親水性基を有する繰り返し単位
(B)の構造、及び疎水性基を有する繰り返し単位
(C)の構造を含有することが好ましく、上塗りフォト
レジストの表面エネルギーの大きさに応じてそれら
(A)、(B)及び(C)の共重合比率を変化させるこ
とができる。
The copolymer resin has a repeating unit (A) structure having a light-absorbing group, a repeating unit (B) structure having a hydrophilic group, and a repeating unit (C) structure having a hydrophobic group. It is preferable that they are contained, and the copolymerization ratio of (A), (B) and (C) can be changed according to the magnitude of the surface energy of the overcoat photoresist.

【0020】該共重合体は本質的に親水性成分と疎水性
成分の割合を変更することで表面エネルギーを変化させ
ることができる。吸光性基を有する繰り返し単位(A)
の構造は、基本的には疎水性基に成り得るものである
が、この吸光性基は例示されている様にアントリル基、
ナフチル基、フェニル基等の芳香環を有するものが主で
あり、これらの芳香環の導入量が多くなるとドライエッ
チング工程で反射防止膜のドライエッチング速度を低下
させることになり好ましくない。即ち、形成されたレジ
ストパターンをドライエッチングさせる際に、レジスト
のドライエッチング速度に比べその下層にある反射防止
膜のドライエッチング速度が十分に大きなものとはなら
ないので、反射防止膜をドライエッチングにより除去し
て下地を露出させる間にレジストも除去されてしまい、
基板に正確なレジストパターンを転写することが難しい
と考えられる。従って、該共重合体中では(A)の構造
の導入量を抑制する必要があり、そのために疎水化成分
として(C)の構造の適度な導入が必要である。
The copolymer can change the surface energy by essentially changing the ratio of the hydrophilic component and the hydrophobic component. Repeating unit (A) having a light-absorbing group
The structure of can basically be a hydrophobic group, but this light-absorbing group is an anthryl group, as illustrated.
Those having an aromatic ring such as a naphthyl group and a phenyl group are mainly used, and if the introduction amount of these aromatic rings is large, the dry etching rate of the antireflection film is lowered in the dry etching step, which is not preferable. That is, when the formed resist pattern is dry-etched, the dry etching rate of the underlying antireflection film is not sufficiently higher than the dry etching rate of the resist, so the antireflection film is removed by dry etching. Then the resist is also removed while exposing the base,
It is considered difficult to transfer an accurate resist pattern to the substrate. Therefore, it is necessary to suppress the introduction amount of the structure (A) in the copolymer, and therefore it is necessary to appropriately introduce the structure (C) as a hydrophobizing component.

【0021】本発明では上層に被覆されたフォトレジス
トの表面エネルギーの大きさに応じて、反射防止膜の表
面エネルギーを変化させることが可能となることを見出
した。また本発明の方法を用いたとき、反射防止膜とそ
の上層に存在するフォトレジスト膜との界面での表面エ
ネルギーを一致、或いは反射防止膜の表面エネルギーの
値をフォトレジスト膜の表面エネルギーの値に近づける
ことにより、露光時に広いフォーカス深度マージン及び
高い解像度が得られることが分かった。これによって、
更に微細なパターンサイズのフォトレジストパターンを
形成することができ、高集積度化された半導体装置の製
造が可能になる。この場合では反射防止膜とその上層に
存在するフォトレジスト膜との界面での表面エネルギー
を一致、或いは反射防止膜の表面エネルギーの値をフォ
トレジスト膜の表面エネルギーの値に近づけることが必
要であるが、反射防止膜とフォトレジスト膜はそれらの
接触角に基づく表面エネルギーの値として、フォトレジ
スト膜の表面エネルギーの値に対して反射防止膜の表面
エネルギーを±2mN/mの範囲で一致させることが好
ましい。これにより高いフォーカス深度マージンが得ら
れ、露光時のフォーカスのずれに対しても余裕度の広い
露光が可能となり、焦点合わせの操作が簡単な上、高い
寸法精度でフォトレジストパターンを形成することが可
能となり、半導体デバイスの製造上において有用であ
る。上記のフォトレジスト膜の表面エネルギーの値に対
して反射防止膜の表面エネルギーの値が±2mN/mの
範囲内で、フォーカス深度マージンの幅が0.8μm以
上の値が得られる。
In the present invention, it has been found that the surface energy of the antireflection film can be changed according to the surface energy of the photoresist coated on the upper layer. When the method of the present invention is used, the surface energy at the interface between the antireflection film and the photoresist film existing thereabove is the same, or the value of the surface energy of the antireflection film is the value of the surface energy of the photoresist film. It was found that a wide focus depth margin and high resolution can be obtained at the time of exposure by approaching to. by this,
It is possible to form a photoresist pattern having a finer pattern size, and it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device. In this case, it is necessary to match the surface energy at the interface between the antireflection film and the photoresist film existing thereabove, or to bring the surface energy value of the antireflection film close to the surface energy value of the photoresist film. However, for the antireflection film and the photoresist film, the surface energy value based on the contact angle between them should be the same as the surface energy value of the photoresist film within a range of ± 2 mN / m. Is preferred. As a result, a high focus depth margin can be obtained, and exposure with a wide margin can be performed even when the focus shifts during exposure, the focusing operation is easy, and the photoresist pattern can be formed with high dimensional accuracy. It becomes possible and is useful in manufacturing a semiconductor device. When the surface energy value of the antireflection film is within ± 2 mN / m with respect to the surface energy value of the photoresist film, the width of the focus depth margin is 0.8 μm or more.

【0022】表面エネルギー差が±2mN/mの範囲を
越えても、フォーカス深度マージンの幅は減少するが狭
い焦点範囲で焦点合わせの操作を正確に行えば、フォト
レジストパターンの形成は可能である。
Even if the surface energy difference exceeds the range of ± 2 mN / m, the width of the focus depth margin is reduced, but the photoresist pattern can be formed by accurately performing the focusing operation in the narrow focus range. .

【0023】本発明の反射防止膜を形成する樹脂の分子
量は、使用する塗布溶剤、溶液粘度、膜形状などにより
変動するが、重量平均分子量として1000〜1000
000である。本発明の反射防止膜形成組成物の固形分
は、0.1〜50重量%である。そして、上記樹脂の含
有量としては、全組成物100重量部に対して0.1〜
50重量部、好ましくは1〜30重量部である。
The molecular weight of the resin forming the antireflection film of the present invention varies depending on the coating solvent used, the solution viscosity, the film shape, etc., but the weight average molecular weight is 1000 to 1000.
It is 000. The solid content of the antireflection film-forming composition of the present invention is 0.1 to 50% by weight. The content of the resin is 0.1 to 100 parts by weight of the total composition.
It is 50 parts by weight, preferably 1 to 30 parts by weight.

【0024】本発明における樹脂は、ランダム共重合
体、ブロック共重合体あるいはグラフト共重合体のいず
れであってもよい。本発明の反射防止膜を形成する樹脂
は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などの
方法により合成することができる。その形態は溶液重
合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合など種々の方法が可
能である。
The resin used in the present invention may be a random copolymer, a block copolymer or a graft copolymer. The resin forming the antireflection film of the present invention can be synthesized by a method such as radical polymerization, anionic polymerization, or cationic polymerization. As for the form, various methods such as solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and bulk polymerization are possible.

【0025】本発明の反射防止膜形成組成物は、少なく
とも2個の架橋形成官能基をもつ架橋剤を含有する事が
できる。その架橋剤としては、メラミン系、置換尿素
系、エポキシ基を含有するポリマー系等が挙げられる。
好ましくは、メトキシメチル化グリコウリル、またはメ
トキシメチル化メラミンなどの化合物であり、特に好ま
しくは、テトラメトキシメチルグリコールウリル、また
はヘキサメトキシメチロールメラミンである。架橋剤の
添加量は、使用する塗布溶剤、使用する下地基板、要求
される溶液粘度、要求される膜形状などにより変動する
が、全組成物100重量部に対して0.001〜20重
量部、好ましくは0.01〜10重量部、さらに好まし
くは0.1〜5.0重量部である。
The antireflection film-forming composition of the present invention may contain a crosslinking agent having at least two crosslinking functional groups. Examples of the cross-linking agent include melamine-based, substituted urea-based, and epoxy group-containing polymer-based agents.
Compounds such as methoxymethylated glycouril or methoxymethylated melamine are preferable, and tetramethoxymethylglycoluril or hexamethoxymethylol melamine is particularly preferable. The amount of the crosslinking agent added varies depending on the coating solvent used, the underlying substrate used, the required solution viscosity, the required film shape, etc., but 0.001 to 20 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total composition. , Preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5.0 parts by weight.

【0026】本発明の反射防止膜形成組成物には、上記
以外に必要に応じて更なる吸光剤、レオロジー調整剤、
接着補助剤、界面活性剤などを添加することができる。
The antireflection film-forming composition of the present invention may further contain a light absorber, a rheology control agent, and
Adhesion aids, surfactants and the like can be added.

【0027】レオロジー調整剤は、主に反射防止膜形成
組成物の流動性を向上させ、特にベーク工程において、
ホール内部への反射防止膜形成組成物の充填性を高める
ための目的で添加される。具体例としては、ジメチルフ
タレート、ジエチルフタレート、ジイソブチルフタレー
ト、ジヘキシルフタレート、ブチルイソデシルフタレー
ト等のフタル酸誘導体、ジノーマルブチルアジペート、
ジイソブチルアジペート、ジイソオクチルアジペート、
オクチルデシルアジペート等のアジピン酸誘導体、ジノ
ーマルブチルマレート、ジエチルマレート、ジノニルマ
レート等のマレイン酸誘導体、メチルオレート、ブチル
オレート、テトラヒドロフルフリルオレート等のオレイ
ン酸誘導体、またはノーマルブチルステアレート、グリ
セリルステアレート等のステアリン酸誘導体を挙げるこ
とができる。これらのレオロジー調整剤は、リソグラフ
ィー用反射防止膜の全組成物100重量部に対して通常
30重量部未満の割合で配合される。
The rheology control agent mainly improves the fluidity of the antireflection film-forming composition, especially in the baking step.
It is added for the purpose of enhancing the filling property of the antireflection film-forming composition inside the hole. Specific examples include phthalic acid derivatives such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dihexyl phthalate and butyl isodecyl phthalate, dinormal butyl adipate,
Diisobutyl adipate, diisooctyl adipate,
Adipic acid derivatives such as octyldecyl adipate, maleic acid derivatives such as dinormal butyl maleate, diethyl maleate and dinonyl maleate, oleic acid derivatives such as methyl oleate, butyl oleate and tetrahydrofurfuryl oleate, or normal butyl stearate, glyceryl stearate. Examples thereof include stearic acid derivatives such as rate. These rheology control agents are usually added in a proportion of less than 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition of the antireflection film for lithography.

【0028】接着補助剤は、主に基板あるいはフォトレ
ジストと反射防止膜形成組成物の密着性を向上させ、特
に現像においてフォトレジストが剥離しないようにする
ための目的で添加される。具体例としては、トリメチル
クロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジ
フエニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシ
ラン等のクロロシラン類、トリメチルメトキシシラン、
ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、
ジメチルビニルエトキシシラン、ジフエニルジメトキシ
シラン、フエニルトリエトキシシラン等のアルコキシシ
ラン類、ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(ト
リメチルシリン)ウレア、ジメチルトリメチルシリルア
ミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類、
ビニルトリクロロシラン、γークロロプロピルトリメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラ
ン類、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、イン
ダゾール、イミダゾール、2−メルカプトベンズイミダ
ゾール、2−メルカプトベンズチアゾール、2−メルカ
プトベンズオキサゾール、ウラゾールチオウラシル、メ
ルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素
環状化合物や、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメ
チルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物を挙げるこ
とができる。これらの接着補助剤は、リソグラフィー用
反射防止膜の全組成物100重量部に対して通常5重量
部未満、好ましくは2重量部未満の割合で配合される。
The adhesion aid is added mainly for the purpose of improving the adhesion between the substrate or the photoresist and the composition for forming an antireflection film, and especially for preventing the photoresist from peeling during development. Specific examples include trimethylsilane, dimethylvinylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, chlorosilanes such as chloromethyldimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane,
Dimethyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane,
Alkoxysilanes such as dimethylvinylethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane, silazanes such as N, N′-bis (trimethylsiline) urea, dimethyltrimethylsilylamine and trimethylsilylimidazole,
Vinyltrichlorosilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane,
Silanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, benzotriazole, benzimidazole, indazole, imidazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzthiazole, 2-mercaptobenzoxazole, urazolethiouracil, mercaptoimidazole, Examples thereof include heterocyclic compounds such as mercaptopyrimidine, urea such as 1,1-dimethylurea and 1,3-dimethylurea, and thiourea compounds. These adhesion auxiliaries are usually added in an amount of less than 5 parts by weight, preferably less than 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total composition of the antireflection film for lithography.

【0029】本発明の反射防止膜形成組成物には、ピン
ホールやストレーション等の発生がなく、表面むらに対
する塗布性をさらに向上させるために、界面活性剤を配
合することができる。界面活性剤としては、例えばポリ
オキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン
ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテ
ル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキ
シエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオ
クチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニル
フェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルア
リルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロ
ピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレー
ト、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステ
アレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリ
オレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタ
ン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモ
ノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパル
ミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレ
ート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、
ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポ
リオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニ
オン系界面活性剤、エフトツプEF301、EF30
3、EF352((株)トーケムプロダクツ製)、メガ
フアツクF171、F173(大日本インキ(株)
製)、フロラードFC430、FC431(住友スリー
エム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロン
S−382、SC101、SC102、SC103、S
C104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)
等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマー
KP341(信越化学工業(株)製)等を挙げることが
できる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の全組
成物100重量部当たり通常0.2重量部以下、好まし
くは0.1重量部以下である。これらの界面活性剤は単
独で添加してもよいし、また2種以上の組合せで添加す
ることもできる。
A surfactant can be added to the antireflection film-forming composition of the present invention in order to further improve coatability against surface unevenness without causing pinholes or installation. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether and other polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether. Polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, etc. Sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sol Monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate,
Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan tristearate and other polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, eftop EF301, EF30
3, EF352 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), Megafask F171, F173 (Dainippon Ink Co., Ltd.)
Manufactured by Sumitomo 3M Limited, Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, S
C104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
Fluorine-based surfactants such as Organosiloxane Polymer KP341 (produced by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like. The content of these surfactants is usually 0.2 parts by weight or less, preferably 0.1 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total composition of the present invention. These surfactants may be added alone or in combination of two or more.

【0030】本発明で、上記樹脂を溶解させる溶剤とし
ては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブア
セテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレング
リコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコール
プロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メ
チルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノ
ン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキ
シ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトシキ酢酸エチ
ル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチ
ルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、
3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピ
オン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、乳酸エチル、乳酸ブチル、シクロヘキサノン等を
用いることができる。これらの有機溶剤は単独で、また
は2種以上の組合せで使用される。
In the present invention, as the solvent for dissolving the above resin, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl are used. Ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, hydroxyacetic acid Ethyl, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate Methyl 3-methoxypropionate,
Ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, cyclohexanone and the like can be used. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0031】さらに、プロピレングリコールモノブチル
エーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルア
セテート等の高沸点溶剤を混合して使用することができ
る。これらの溶剤の中でプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、及びシクロヘキ
サノンがレベリング性の向上に対して好ましい。
Further, a high boiling point solvent such as propylene glycol monobutyl ether or propylene glycol monobutyl ether acetate can be mixed and used. Among these solvents, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, and cyclohexanone are preferable for improving the leveling property.

【0032】本発明における反射防止膜の上層に塗布さ
れるフォトレジストとしてはネガ型、ポジ型いずれも使
用でき、ノボラック樹脂と1,2−ナフトキノンジアジ
ドスルホン酸エステルとからなるポジ型フォトレジス
ト、光酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を
上昇させる基を有するバインダーからなる化学増幅型フ
ォトレジスト、アルカリ可溶性バインダーと光酸発生剤
と酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度
を上昇させる低分子化合物からなる化学増幅型フォトレ
ジスト、光酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速
度を上昇させる基を有するバインダーと酸により分解し
てフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分
子化合物からなる化学増幅型フォトレジストなどがあ
る。
As the photoresist applied to the upper layer of the antireflection film of the present invention, either a negative type or a positive type can be used. A positive type photoresist containing a novolac resin and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester is used. A chemically amplified photoresist consisting of an acid generator and a binder having a group that decomposes by acid to increase the alkali dissolution rate, and decomposes by an alkali-soluble binder, a photoacid generator and acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist Chemically amplified photoresists consisting of low molecular weight compounds, photo-acid generators and binders having groups that decompose by acid to increase alkali dissolution rate and low molecular weight compounds that decompose by acid to increase alkali dissolution rate of photoresist There is a chemically amplified photoresist.

【0033】本発明の反射防止膜形成組成物を使用して
形成したリソグラフィー用反射防止膜を有するポジ型フ
オトレジストの現像液としては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メ
タケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ
類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン
類、ジエチルアミン、ジ−n−プチルアミン等の第二ア
ミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の
第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒド
ロキシド、コリン等の第4級アンモニウム塩、ピロー
ル、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水
溶液を使用することができる。さらに、上記アルカリ類
の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、
ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用するこ
ともできる。これらの中で好ましい現像液は第四級アン
モニウム塩、さらに好ましくはテトラメチルアンモニウ
ムヒドロオキシド及びコリンである。
As a developer for a positive photoresist having an antireflection film for lithography formed using the antireflection film-forming composition of the present invention, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, Inorganic alkalis such as sodium metasilicate and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-putylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, Uses an aqueous solution of alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and choline, and cyclic amines such as pyrrole and piperidine, etc. To do Kill. Furthermore, alcohols such as isopropyl alcohol in the aqueous solution of the alkalis,
It is also possible to use a nonionic surfactant or the like in an appropriate amount. Of these, preferred developers are quaternary ammonium salts, more preferably tetramethylammonium hydroxide and choline.

【0034】次に本発明のフォトレジストパターン形成
法について説明すると、精密集積回路素子の製造に使用
される基板(例えばシリコン/二酸化シリコン被覆、ガ
ラス基板、ITO基板などの透明基板)上にスピナー、
コーター等の適当な塗布方法により反射防止膜形成組成
物を塗布後、ベークして硬化させ反射防止膜を作成す
る。ここで、反射防止膜の膜厚としては0.01〜3.
0μmが好ましい。また塗布後ベークする条件としては
80〜250℃で1〜120分間である。その後フォト
レジストを塗布し、所定のマスクを通して露光し、現
像、リンス、乾燥することにより良好なフォトレジスト
を得ることができる。必要に応じて露光後加熱(PE
B:Post Exposure Bake)を行うこと
もできる。
Next, the photoresist pattern forming method of the present invention will be described. A spinner, a spinner, and the like are formed on a substrate (eg, a silicon / silicon dioxide coating, a glass substrate, a transparent substrate such as an ITO substrate) used for manufacturing precision integrated circuit devices.
The antireflection film-forming composition is applied by an appropriate application method such as a coater, and then baked and cured to form an antireflection film. Here, the thickness of the antireflection film is 0.01 to 3.
0 μm is preferable. The conditions for baking after coating are 80 to 250 ° C. and 1 to 120 minutes. Then, a good photoresist can be obtained by applying a photoresist, exposing through a predetermined mask, developing, rinsing and drying. Post-exposure heating (PE
B: Post Exposure Bake) can also be performed.

【0035】[0035]

【実施例】合成例1 繰り返し単位(A)の原料に相当するベンジルメタクリ
レート5.44g、繰り返し単位(B)の原料に相当す
る2―ヒドロキシプロピルメタクリレート8.00g、
及び繰り返し単位(C)の原料に相当し式(1)で示す
メチルメタクリレート:
EXAMPLES Synthesis Example 1 5.44 g of benzyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (A), 8.00 g of 2-hydroxypropyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (B),
And methyl methacrylate represented by the formula (1) corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化1】 2.56gをプロピレングリコールモノメチルエーテル
64gに溶解させた後、反応液を70℃に加温し、同時
に反応液中に窒素を流した。その後、重合開始剤として
アゾビスイソブチロニトリルAIBN(純正化学(株)
製品)0.16gを添加した。窒素雰囲気下で24時間
撹拌後、重合停止剤として4−メトキシフェノール(東
京化成(株)製品)0.05gを添加した。得られた樹
脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算
にて重量平均分子量は84200であった。溶液中の固
形分は20重量%であった。
[Chemical 1] After dissolving 2.56 g in 64 g of propylene glycol monomethyl ether, the reaction solution was heated to 70 ° C., and at the same time, nitrogen was flown into the reaction solution. Then, as a polymerization initiator, azobisisobutyronitrile AIBN (Junsei Kagaku Co., Ltd.)
0.16 g of product) was added. After stirring under a nitrogen atmosphere for 24 hours, 0.05 g of 4-methoxyphenol (product of Tokyo Kasei Co., Ltd.) was added as a polymerization terminator. GPC analysis of the obtained resin revealed that the weight average molecular weight thereof was 84,200 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0036】合成例2 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(2)で示すエチルメタクリレー
ト:
Synthesis Example 2 Instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C), ethyl methacrylate represented by the formula (2):

【化2】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は73400であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 2] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight was 73400 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0037】合成例3 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(3)で示す2,3−エポキシプロ
ピルメタクリレート:
Synthesis Example 3 2,3-epoxypropyl methacrylate represented by the formula (3) instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化3】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は85700であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 3] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. GPC analysis of the obtained resin showed that the weight average molecular weight thereof was 85700 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0038】合成例4 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(4)で示すイソプロピルメタクリ
レート:
Synthesis Example 4 Instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C), isopropyl methacrylate represented by the formula (4):

【化4】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は57900であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 4] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. GPC analysis of the obtained resin showed that it had a weight average molecular weight of 57900 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0039】合成例5 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(5)で示すt−ブチルメタクリレ
ート:
Synthesis Example 5 Instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C), t-butyl methacrylate represented by the formula (5):

【化5】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は62300であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 5] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight was 62300 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0040】合成例6 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(6)で示す2−メチルプロピルメ
タクリレート:
Synthesis Example 6 Instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C), 2-methylpropyl methacrylate represented by the formula (6):

【化6】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は49300であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 6] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight was 49300 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0041】合成例7 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(7)で示すブチルメタクリレー
ト:
Synthesis Example 7 Butyl methacrylate represented by the formula (7) instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化7】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は58900であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 7] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight was 58900 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0042】合成例8 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(8)で示すフルフリルメタクリレ
ート:
Synthesis Example 8 Instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C), furfuryl methacrylate represented by the formula (8):

【化8】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は17700であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 8] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight was 17700 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0043】合成例9 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(9)で示す2−エチルヘキシルメ
タクリレート:
Synthesis Example 9 2-Ethylhexyl methacrylate represented by the formula (9) instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化9】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は39300であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 9] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. GPC analysis of the obtained resin showed that the weight average molecular weight was 39,300 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0044】合成例10 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(10)で示すステアリルメタクリ
レート:
Synthesis Example 10 Stearyl methacrylate represented by the formula (10) instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化10】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は79700であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 10] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. GPC analysis of the obtained resin showed that the weight average molecular weight was 79,700 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0045】合成例11 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(11)で示す2,2,2−トリフ
ルオロエチルメタクリレート:
Synthesis Example 11 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate represented by the formula (11) instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化11】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は81800であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 11] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. GPC analysis of the obtained resin showed that the weight average molecular weight was 8,800 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0046】合成例12 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(12)で示す2,2,2−トリク
ロロエチルメタクリレート:
Synthesis Example 12 2,2,2-trichloroethyl methacrylate represented by the formula (12) instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化12】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は93400であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 12] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. GPC analysis of the obtained resin revealed that the weight average molecular weight thereof was 93400 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0047】合成例13 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(13)で示す2−エトキシエチル
メタクリレート:
Synthesis Example 13 2-Ethoxyethyl methacrylate represented by the formula (13) in place of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化13】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は69000であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 13] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight was 69000 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0048】合成例14 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(14)で示すエチレングリコール
モノメチルエーテルメタクリレート:
Synthesis Example 14 Instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C), ethylene glycol monomethyl ether methacrylate represented by the formula (14):

【化14】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は67400であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 14] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. GPC analysis of the obtained resin showed that the weight average molecular weight thereof was 67400 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0049】合成例15 繰り返し単位(C)の原料に相当するメチルメタクリレ
ートの代わりに、式(15)で示すブチルラクトンメタ
クリレート:
Synthesis Example 15 Butyl lactone methacrylate represented by the formula (15) instead of methyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (C):

【化15】 2.56gを用いた以外は合成例1と同様に行った。得
られた樹脂のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチ
レン換算にて重量平均分子量は66400であった。溶
液中の固形分は20重量%であった。
[Chemical 15] The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 2.56 g was used. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight was 66400 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0050】合成例16 繰り返し単位(A)の原料に相当するベンジルメタクリ
レート5.44g、繰り返し単位(B)の原料に相当す
る2−ヒドロキシプロピルメタクリレート9.60g、
及び繰り返し単位(C)の原料に相当し式(9)で示さ
れる2−エチルヘキシルメタクリレート0.96gをプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル64gに溶解さ
せた後、反応液を70℃に加温し、同時に反応液中に窒
素を流した。その後、重合開始剤としてアゾビスイソブ
チロニトリルAIBN(純正化学(株)製品)0.16
gを添加した。窒素雰囲気下で24時間攪拌後、重合停
止剤として4−メトキシフェノール(東京化成(株)製
品)0.05gを添加した。得られた樹脂のGPC分析
を行ったところ、標準ポリエチレン換算にて重量平均分
子量は63600であった。溶液中の固形分は20重量
%であった。
Synthesis Example 16 5.44 g of benzyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (A), 9.60 g of 2-hydroxypropyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (B),
And 0.96 g of 2-ethylhexyl methacrylate represented by the formula (9), which corresponds to the raw material of the repeating unit (C), was dissolved in 64 g of propylene glycol monomethyl ether, and the reaction solution was heated to 70 ° C. A stream of nitrogen was passed through. Then, as a polymerization initiator, azobisisobutyronitrile AIBN (product of Junsei Chemical Co., Ltd.) 0.16
g was added. After stirring in a nitrogen atmosphere for 24 hours, 0.05 g of 4-methoxyphenol (product of Tokyo Kasei Co., Ltd.) was added as a polymerization terminator. When the GPC analysis of the obtained resin was performed, the weight average molecular weight in terms of standard polyethylene was 63600. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0051】合成例17 繰り返し単位(A)の原料に相当するベンジルメタクリ
レート23.8g、繰り返し単位(B)の原料に相当す
る2−ヒドロキシプロピルメタクリレート32.2g、
及び繰り返し単位(C)の原料に相当し式(2)で示さ
れるエチルメタクリレート14.0gをプロピレングリ
コールモノメチルエーテル280gに溶解させた後、反
応液を70℃に加温し、同時に反応液中に窒素を流し
た。その後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニト
リルAIBN(純正化学(株)製品)0.7gを添加し
た。窒素雰囲気下で24時間攪拌後、重合停止剤として
4−メトキシフェノール(東京化成(株)製品)0.1
gを添加した。得られた樹脂のGPC分析を行ったとこ
ろ、標準ポリエチレン換算にて重量平均分子量は549
00であった。溶液中の固形分は20重量%であった。
Synthesis Example 17 23.8 g of benzyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (A), 32.2 g of 2-hydroxypropyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (B),
And 14.0 g of ethyl methacrylate represented by the formula (2) corresponding to the raw material of the repeating unit (C) were dissolved in 280 g of propylene glycol monomethyl ether, and the reaction solution was heated to 70 ° C. Flushed with nitrogen. Then, 0.7 g of azobisisobutyronitrile AIBN (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) was added as a polymerization initiator. After stirring under a nitrogen atmosphere for 24 hours, 4-methoxyphenol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) 0.1 as a polymerization terminator
g was added. GPC analysis of the obtained resin showed that it had a weight average molecular weight of 549 in terms of standard polyethylene.
It was 00. The solid content in the solution was 20% by weight.

【0052】合成例18 繰り返し単位(A)の原料に相当するベンジルメタクリ
レート10.2gと、繰り返し単位(B)の原料に相当
する2―ヒドロキシプロピルメタクリレート19.8g
とをプロピレングリコールモノメチルエーテル120g
に溶解させた後、反応液を70℃に加温し、同時に反応
液中に窒素を流した。その後、重合開始剤としてアゾビ
スイソブチロニトリルAIBN(純正化学(株)製品)
0.3gを添加した。窒素雰囲気下で24時間撹拌後、
重合停止剤として4−メトキシフェノール(東京化成
(株)製品)0.05gを添加した。得られた樹脂のG
PC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重
量平均分子量は61300であった。溶液中の固形分は
20%であった。
Synthesis Example 18 10.2 g of benzyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (A) and 19.8 g of 2-hydroxypropyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (B)
And propylene glycol monomethyl ether 120g
After being dissolved in, the reaction solution was heated to 70 ° C., and at the same time, nitrogen was flown into the reaction solution. Then, as a polymerization initiator, azobisisobutyronitrile AIBN (product of Junsei Chemical Co., Ltd.)
0.3 g was added. After stirring for 24 hours under a nitrogen atmosphere,
As a polymerization terminator, 0.05 g of 4-methoxyphenol (product of Tokyo Kasei Co., Ltd.) was added. G of the obtained resin
When PC analysis was performed, the weight average molecular weight was 61300 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20%.

【0053】合成例19 繰り返し単位(A)の原料に相当するベンジルメタクリ
レート15.0gと、繰り返し単位(B)の原料に相当
する2―ヒドロキシプロピルメタクリレート15.0g
とをプロピレングリコールモノメチルエーテル120g
に溶解させた後、反応液を70℃に加温し、同時に反応
液中に窒素を流した。その後、重合開始剤としてアゾビ
スイソブチロニトリルAIBN(純正化学(株)製品)
0.3gを添加した。窒素雰囲気下で24時間撹拌後、
重合停止剤として4−メトキシフェノール(東京化成
(株)製品)0.05gを添加した。得られた樹脂のG
PC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重
量平均分子量は61000であった。溶液中の固形分は
20%であった。
Synthesis Example 19 15.0 g of benzyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (A) and 15.0 g of 2-hydroxypropyl methacrylate corresponding to the raw material of the repeating unit (B)
And propylene glycol monomethyl ether 120g
After being dissolved in, the reaction solution was heated to 70 ° C., and at the same time, nitrogen was flown into the reaction solution. Then, as a polymerization initiator, azobisisobutyronitrile AIBN (product of Junsei Chemical Co., Ltd.)
0.3 g was added. After stirring for 24 hours under a nitrogen atmosphere,
As a polymerization terminator, 0.05 g of 4-methoxyphenol (product of Tokyo Kasei Co., Ltd.) was added. G of the obtained resin
When PC analysis was performed, the weight average molecular weight was 61,000 in terms of standard polystyrene. The solid content in the solution was 20%.

【0054】実施例1 合成例1で得た反応液13.5g、また架橋剤としてヘ
キサメトキシメチロールメラミン3.4gと、硬化剤と
してピリジニウムp−トルエンスルホネート0.2gを
混合し、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエーテ
ル434.3gおよびプロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート48.3gを加えた後、これを孔径
0.10のポリエチレン製ミクロフィルターを用いて濾
過し、その後、孔径0.05μmのポリエチレン製ミク
ロフィルターを用いて濾過して反射防止膜形成組成物を
調製した。この溶液をスピナーを用い、シリコンウェハ
ー上に塗布した。ホットプレート上で205℃1分間加
熱し、反射防止膜(膜厚0.08μm)を形成した。
Example 1 13.5 g of the reaction solution obtained in Synthesis Example 1, 3.4 g of hexamethoxymethylolmelamine as a crosslinking agent, and 0.2 g of pyridinium p-toluenesulfonate as a curing agent were mixed, and propylene glycol as a solvent was mixed. After adding 434.3 g of monomethyl ether and 48.3 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, this was filtered using a polyethylene microfilter having a pore size of 0.10. Then, a polyethylene microfilter having a pore size of 0.05 μm was used. An antireflection film-forming composition was prepared by filtration. This solution was applied onto a silicon wafer using a spinner. The film was heated on a hot plate at 205 ° C. for 1 minute to form an antireflection film (film thickness 0.08 μm).

【0055】実施例2〜17 合成例1の反応液に代えて合成例2〜17で得られた反
応液をそれぞれ用いた以外は実施例1と同様に行い、そ
れぞれ実施例2〜17とした。なお、合成例2〜17で
使用された繰り返し単位(A)、繰り返し単位(B)及
び繰り返し単位(C)の原料に相当する化合物名とその
使用量を表2にまとめた。
Examples 2 to 17 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the reaction liquids obtained in Synthesis Examples 2 to 17 were used instead of the reaction liquids in Synthesis Example 1 to obtain Examples 2 to 17, respectively. . Table 2 shows the names of the compounds corresponding to the starting materials for the repeating unit (A), the repeating unit (B) and the repeating unit (C) used in Synthesis Examples 2 to 17 and their amounts used.

【表2】 [Table 2]

【0056】参考例1 合成例18で得た反応液13.5g、また架橋剤として
ヘキサメトキシメチロールメラミン3.4gと、硬化剤
としてピリジニウムp−トルエンスルホネート0.2g
を混合し、溶媒のプロピレングリコールモノメチルエー
テル434.3およびプロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート48.3gを加えた後、孔径0.1
0のポリエチレン製ミクロフィルターを用いて濾過し、
その後、孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィ
ルターを用いて濾過して反射防止膜形成組成物を調製し
た。この溶液をスピナーを用い、シリコンウェハー上に
塗布した。ホットプレート上で205℃1分間加熱し、
反射防止膜(膜厚0.08μm)を形成した。
Reference Example 1 13.5 g of the reaction solution obtained in Synthesis Example 18, 3.4 g of hexamethoxymethylolmelamine as a crosslinking agent, and 0.2 g of pyridinium p-toluenesulfonate as a curing agent.
Were mixed and the solvents propylene glycol monomethyl ether 434.3 and propylene glycol monomethyl ether acetate 48.3 g were added.
0 using a polyethylene microfilter,
Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a pore size of 0.05 micrometer, and prepared the antireflection film formation composition. This solution was applied onto a silicon wafer using a spinner. Heat at 205 ° C for 1 minute on a hot plate,
An antireflection film (film thickness 0.08 μm) was formed.

【0057】参考例2 合成例18の反応液に変えて合成例19で得られた反応
液を用いた以外は参考例1と同様に行い参考例2とし
た。
Reference Example 2 Reference Example 2 was carried out in the same manner as Reference Example 1 except that the reaction liquid obtained in Synthesis Example 19 was used instead of the reaction liquid of Synthesis Example 18.

【0058】(耐溶剤性試験)合成例1〜19で得た溶
液をそれぞれスピナーにより、シリコンウェハー上に塗
布した。ホットプレート上で205℃1分間加熱し、反
射防止膜(膜厚0.23μm)を形成した。この反射防
止膜をフォトレジストに使用する溶剤、例えば乳酸エチ
ル、並びにプロピレングリコールモノメチルエーテルに
浸漬し、その溶剤に不溶であることを確認した。
(Solvent Resistance Test) Each of the solutions obtained in Synthesis Examples 1 to 19 was applied onto a silicon wafer by a spinner. The film was heated on a hot plate at 205 ° C. for 1 minute to form an antireflection film (film thickness 0.23 μm). This antireflection film was immersed in a solvent used for photoresist, for example, ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether, and it was confirmed that it was insoluble in the solvent.

【0059】(反射防止膜及びフォトレジスト膜の表面
エネルギーの測定)上記の実施例1〜17、参考例1、
2から得られた反射防止膜、及びフォトレジスト膜にヨ
ウ化メチレンと水の液滴を用い、固体表面上で接触角を
測定し、数式(I)〜(III)より表面エネルギー
(mN/m)を算出した。その結果を表3に示した。
(Measurement of Surface Energy of Antireflection Film and Photoresist Film) The above Examples 1 to 17 and Reference Example 1,
Using methylene iodide and water droplets for the antireflection film and the photoresist film obtained from Example 2, the contact angle was measured on the solid surface, and the surface energy (mN / m) was calculated from the formulas (I) to (III). ) Was calculated. The results are shown in Table 3.

【0060】表3において実施例1とは実施例1で得ら
れた反射防止膜の測定結果を示し、同様に実施例2〜1
7及び参考例1、2とは実施例2〜17及び参考例1、
2で得られた反射防止膜の測定結果を示した。そして、
市販のフォトレジスト溶液(住友化学工業(株)製、商
品名PAR710)をスピナーによりシリコンウェハー
上に塗布し、ホットプレート上で90℃1分間加熱して
フォトレジスト膜を作成した。このフォトレジスト膜の
表面エネルギー(mN/m)の測定結果も示した。
In Table 3, "Example 1" shows the measurement results of the antireflection film obtained in Example 1, and Examples 2 to 1 similarly.
7 and Reference Examples 1 and 2 are Examples 2 to 17 and Reference Example 1,
The measurement results of the antireflection film obtained in No. 2 are shown. And
A commercially available photoresist solution (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name PAR710) was applied on a silicon wafer by a spinner and heated on a hot plate at 90 ° C. for 1 minute to form a photoresist film. The measurement results of the surface energy (mN / m) of this photoresist film are also shown.

【表3】 表2のように実施例に使用される得られた樹脂を用いた
反射防止膜を用いることにより、上層に塗布されるフォ
トレジスト膜の表面エネルギーの値に応じて、その表面
エネルギーの値を変化させることが可能である。これは
繰り返し単位(A)、繰り返し単位(B)及び繰り返し
単位(C)の共重合比率を変化させた共重合体樹脂を用
いる事により、それを用いた反射防止膜の表面エネルギ
ーを変化させることができる。
[Table 3] As shown in Table 2, by using an antireflection film using the obtained resin used in Examples, the surface energy value is changed according to the surface energy value of the photoresist film coated on the upper layer. It is possible to This is to change the surface energy of the antireflection film using the copolymer resin in which the copolymerization ratio of the repeating unit (A), the repeating unit (B) and the repeating unit (C) is changed. You can

【0061】一方、参考例1及び参考例2に用いられて
いる繰り返し単位(A)及び繰り返し単位(B)からな
る共重合体樹脂においては、反射防止膜のドライエッチ
ング速度や反射率との関係を考えると繰り返し単位
(A)の導入量に制約が生じ、その結果、上塗りフォト
レジスト膜の表面エネルギーに応じて、反射防止膜の表
面エネルギーを大きく変化させることが難しい。
On the other hand, in the case of the copolymer resin composed of the repeating unit (A) and the repeating unit (B) used in Reference Examples 1 and 2, the relationship with the dry etching rate and the reflectance of the antireflection film. Considering the above, the amount of the repeating unit (A) introduced is restricted, and as a result, it is difficult to greatly change the surface energy of the antireflection film in accordance with the surface energy of the overcoating photoresist film.

【0062】(基板上への膜の作成)評価に用いたフォ
トレジスト(住友化学(株)製、商品名PAR710)
膜の接触角および表面エネルギー値に近い実施例16お
よび実施例17、また上記フォトレジスト膜の接触角お
よび表面エネルギー値から離れている参考例2を用いて
解決できる課題の一つであるフォーカスマージンの評価
を以下の方法に従って行った。
(Formation of Film on Substrate) Photoresist used for evaluation (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name PAR710)
Focus margin, which is one of the problems that can be solved by using Examples 16 and 17 that are close to the contact angle and surface energy value of the film, and Reference Example 2 that is far from the contact angle and surface energy value of the photoresist film. Was evaluated according to the following method.

【0063】実施例16、実施例17及び参考例2の反
射防止膜を得る為に、合成例16、合成例17及び合成
例19で得た溶液をスピナーにより、シリコンウェハー
上に塗布した。ホットプレート上で205℃1分間加熱
し、反射防止膜(膜厚0.078μm)を形成した。こ
の反射防止膜の上層に、市販のフォトレジスト溶液(住
友化学(株)製、商品名PAR710)をスピナーによ
り塗布し、ホットプレート上で90℃にて1分間加熱し
てフォトレジスト膜(膜厚0.33μm)を形成した。
この膜にASML社製PAS5500/990スキャナ
ー(波長193nm、NA、σ: 0.63、0.87/
0.57(Annuler))を用い、現像後にフォト
レジストのライン幅およびそのライン間の幅が0.13
μmであり、すなわち0.13μmL/S(デンスライ
ン)であり、そして、そのようなラインが9本形成され
るように設定されたマスクを通して露光を行った。その
後、ホットプレート上130℃で60秒間ベークし、冷
却後、工業規格の60秒シングルパドル式工程にて0.
26Nテトラメチルアンモニウムヒドロキシド現像液で
現像した。
In order to obtain the antireflection films of Examples 16 and 17 and Reference Example 2, the solutions obtained in Synthetic Examples 16, 17 and 19 were applied on a silicon wafer by a spinner. The film was heated on a hot plate at 205 ° C. for 1 minute to form an antireflection film (film thickness 0.078 μm). A commercially available photoresist solution (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name PAR710) was applied to the upper layer of this antireflection film by a spinner and heated on a hot plate at 90 ° C. for 1 minute to form a photoresist film (film thickness). 0.33 μm) was formed.
A PAS5500 / 990 scanner manufactured by ASML (wavelength 193 nm, NA, σ: 0.63, 0.87 /
0.57 (Annuler), and the line width of the photoresist and the width between the lines are 0.13 after development.
The exposure was carried out through a mask having a thickness of 0.1 μm, that is, 0.13 μmL / S (dense line), and set to form 9 such lines. After that, baking is performed on a hot plate at 130 ° C. for 60 seconds, and after cooling, an industrial standard 60 second single paddle type process is performed.
It was developed with a 26N tetramethylammonium hydroxide developer.

【0064】フォーカス深度マージンは次のようにして
決定した。すなわち、上記露光を、最適フォーカス位置
を基準としてフォーカスの位置を上下に0.1μmずつ
ずらしながら行い、その後の現像処理によりレジストパ
ターンを形成した。そして、形成されるべきフォトレジ
ストのライン9本のうち、7本以上のラインが形成され
ている場合を合格とし、残っているラインの数が6本以
下の場合を不合格とした。そして、その合格の結果を得
ることのできるフォーカス位置のずれの上下の幅をフォ
ーカス深度マージンとした。それぞれの結果を表4に示
す。
The focus depth margin was determined as follows. That is, the exposure was performed while shifting the focus position vertically by 0.1 μm with respect to the optimum focus position, and a resist pattern was formed by the subsequent development processing. Then, out of the nine photoresist lines to be formed, seven or more lines were formed, and the case where the number of remaining lines was six or less was regarded as a failure. Then, the upper and lower widths of the shift of the focus position that can obtain the pass result are set as the focus depth margin. The respective results are shown in Table 4.

【0065】また、ここで得られたフォトレジストのラ
インパターン(レジスト裾形状)はいずれも良好なスト
レートの裾形状を有していた。
The photoresist line patterns (resist hem shape) obtained here all had a good straight hem shape.

【表4】 [Table 4]

【0066】本発明による合成例16及び合成例17の
反射防止膜形成組成物から得られた実施例16及び実施
例17の反射防止膜のフォーカス深度マージンは、参考
例2の反射防止膜に比較して広いことが確認された。使
用したフォトレジスト膜の表面エネルギーの値は43m
N/mであるのに対して、実施例16の表面エネルギー
の値は42mN/m、実施例17の表面エネルギーの値
は43mN/mであり、表面エネルギー差が0〜1mN
/mであった。その結果、広いフォーカス深度マージン
が得られたものと考えられる。一方、参考例2は表面エ
ネルギーの値が46mN/mであり、フォトレジスト膜
との表面エネルギーの差が3mN/mであり、フォーカ
ス深度マージンの幅は実施例16や実施例17に比べて
狭いものである。実施例の反射防止膜は193nmの露
光照射光において、実用的な屈折率と光学吸光係数を維
持しながら、広いフォーカス深度マージンを有している
ことが判る。
The focus depth margins of the antireflection films of Examples 16 and 17 obtained from the antireflection film-forming compositions of Synthesis Example 16 and Synthesis example 17 according to the present invention were compared with those of Reference Example 2. It was confirmed that it was wide. The surface energy of the used photoresist film is 43m
In contrast to N / m, the surface energy value of Example 16 is 42 mN / m, the surface energy value of Example 17 is 43 mN / m, and the surface energy difference is 0 to 1 mN.
Was / m. As a result, it is considered that a wide focus depth margin was obtained. On the other hand, in Reference Example 2, the value of the surface energy is 46 mN / m, the difference in the surface energy from the photoresist film is 3 mN / m, and the width of the focus depth margin is narrower than those in the sixteenth and seventeenth embodiments. It is a thing. It can be seen that the antireflection film of the example has a wide focus depth margin while maintaining a practical refractive index and optical absorption coefficient when exposed to exposure light of 193 nm.

【発明の効果】本発明では、フォトレジスト膜と反射防
止膜との界面における表面エネルギーの関係がリソグラ
フィー工程や得られるレジスト形状に大きく影響すると
いうことに着目し、上層に被覆されたフォトレジストの
表面エネルギーの大きさに応じて、反射防止膜の表面エ
ネルギーを変化させ、フォトレジスト膜と反射防止膜と
の界面における表面エネルギーを、反射防止膜自体で調
整するようにしたものである。この表面エネルギーの調
整は反射防止膜形成組成物に用いられる樹脂のモノマー
の共重合比率を変化させることで可能である。従って、
種々のフォトレジストに対応して、その表面エネルギー
を変化させることが可能であり、これにより高い寸法精
度でレジストパターンの形成が可能になる。したがっ
て、本発明の方法を用いたとき、反射防止膜とその上層
に存在するフォトレジストの表面エネルギーを一致、或
いは近づけることにより、露光時に広いフォーカス深度
マージン及び高い解像度が得られるという効果が得られ
る。得られた反射防止膜は、基板からの反射の防止効果
だけでなく、フォトレジストの密着性向上に有効であ
る。本発明により、フォトレジスト層未露光部との高密
着性を有し、反射光防止効果が高く、更にフォトレジス
ト層とのインターミキシングが起こらず、加熱乾燥時に
フォトレジスト中への拡散物がなく、高解像力およびフ
ォトレジスト膜厚依存性に優れた反射防止膜材料用組成
物を得ることができ、かつ優れたフォトレジストパター
ン形成方法を提供することができる。
In the present invention, attention is paid to the fact that the relationship of the surface energy at the interface between the photoresist film and the antireflection film has a great influence on the lithography process and the obtained resist shape, and the photoresist coated on the upper layer is The surface energy of the antireflection film is changed according to the magnitude of the surface energy, and the surface energy at the interface between the photoresist film and the antireflection film is adjusted by the antireflection film itself. This surface energy can be adjusted by changing the copolymerization ratio of the monomers of the resin used in the antireflection film-forming composition. Therefore,
It is possible to change the surface energy corresponding to various photoresists, which makes it possible to form a resist pattern with high dimensional accuracy. Therefore, when the method of the present invention is used, it is possible to obtain a wide focus depth margin and a high resolution at the time of exposure by making the surface energies of the antireflection film and the photoresist existing thereabove coincident or close to each other. . The obtained antireflection film is effective not only for preventing the reflection from the substrate but also for improving the adhesiveness of the photoresist. According to the present invention, the photoresist layer has high adhesion to an unexposed portion, has a high effect of preventing reflected light, further does not cause intermixing with the photoresist layer, and does not have a diffused substance in the photoresist during heating and drying. It is possible to obtain a composition for an antireflection film material having high resolution and excellent dependence on the photoresist film thickness, and to provide an excellent method for forming a photoresist pattern.

フロントページの続き (72)発明者 水沢 賢一 千葉県船橋市坪井町722番地1 日産化学 工業株式会社電子材料研究所内 Fターム(参考) 2H025 AA02 AB16 AC04 AC08 CB14 CB41 CC03 CC17 DA34 5F046 PA07 PA09 Continued front page    (72) Inventor Kenichi Mizusawa             1, 722, Tsuboi-cho, Funabashi-shi, Chiba Nissan Chemical             Industry Co., Ltd. Electronic Materials Research Center F term (reference) 2H025 AA02 AB16 AC04 AC08 CB14                       CB41 CC03 CC17 DA34                 5F046 PA07 PA09

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】樹脂、架橋剤及び溶剤を含む反射防止膜形
成材料を用いてフォトレジストの下層に反射防止膜を形
成する方法において、反射防止膜の表面エネルギーが、
被覆されたフォトレジストの表面エネルギーの大きさに
応じて調整された反射防止膜を形成することを特徴とす
る反射防止膜の形成方法。
1. A method of forming an antireflection film under a photoresist using an antireflection film forming material containing a resin, a crosslinking agent and a solvent, wherein the surface energy of the antireflection film is
A method for forming an antireflection film, which comprises forming an antireflection film adjusted according to the amount of surface energy of a coated photoresist.
【請求項2】前記樹脂は、反射防止膜の表面エネルギー
が調整されるよう、樹脂を構成するモノマーの共重合比
率が調節された共重合体樹脂よりなることを特徴とする
請求項1に記載の反射防止膜の形成方法。
2. The resin according to claim 1, wherein the resin is a copolymer resin in which the copolymerization ratio of monomers constituting the resin is adjusted so that the surface energy of the antireflection film is adjusted. Method for forming antireflection film of the above.
【請求項3】前記樹脂が少なくとも吸光性基を有する繰
り返し単位(A)の構造を含むものである請求項1又は
請求項2に記載の反射防止膜の形成方法。
3. The method for forming an antireflection film according to claim 1, wherein the resin contains a structure of a repeating unit (A) having at least an absorptive group.
【請求項4】前記樹脂中の繰り返し単位(A)に含まれ
る吸光性基が、アントリル基、ナフチル基、及びフェニ
ル基からなる群より選ばれるものである請求項3に記載
の形成方法。
4. The method according to claim 3, wherein the light-absorbing group contained in the repeating unit (A) in the resin is selected from the group consisting of an anthryl group, a naphthyl group, and a phenyl group.
【請求項5】前記樹脂が、吸光性基を有する繰り返し単
位(A)の構造、親水性基を有する繰り返し単位(B)
の構造及び疎水性基を有する繰り返し単位(C)の構造
を含有するものである請求項1乃至請求項4のいずれか
1項に記載の形成方法。
5. The structure of the repeating unit (A) having a light-absorbing group, and the repeating unit (B) having a hydrophilic group, in the resin.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, which comprises the structure (1) and the structure of the repeating unit (C) having a hydrophobic group.
【請求項6】前記樹脂がアクリル系樹脂であり、且つ1
000〜1000000の重量平均分子量を表すもので
あり、且つ該樹脂中、繰り返し単位(A)が1〜98重
量%、繰り返し単位(B)が1〜98重量%、及び繰り
返し単位(C)が1〜98重量%であり、繰り返し単位
(A)、(B)及び(C)の合計は100重量%を越え
ない、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の反
射防止膜の形成方法。
6. The resin is an acrylic resin, and 1
000 to 1,000,000, and in the resin, the repeating unit (A) is 1 to 98% by weight, the repeating unit (B) is 1 to 98% by weight, and the repeating unit (C) is 1%. % To 98% by weight, and the total of repeating units (A), (B) and (C) does not exceed 100% by weight, forming an antireflection film according to any one of claims 1 to 5. Method.
【請求項7】前記樹脂中の繰り返し単位(B)に含まれ
る親水性基が、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、
アミド基、カルボキシル基、メルカプト基、メチロール
基、アシロキシアルキル基、及びスルホン酸基からなる
群より選ばれるものである請求項1乃至請求項6のいず
れか1項に記載の反射防止膜の形成方法。
7. The hydrophilic group contained in the repeating unit (B) in the resin is a hydroxyl group, an amino group, an isocyanate group,
The antireflection film according to any one of claims 1 to 6, which is selected from the group consisting of an amide group, a carboxyl group, a mercapto group, a methylol group, an acyloxyalkyl group, and a sulfonic acid group. Method.
【請求項8】前記樹脂中の繰り返し単位(C)に含まれ
る疎水性基が、置換基を有しても良い炭素数1〜20の
直鎖、及び分岐状のアルキル基、置換基を有しても良い
炭素数4〜14の芳香環基、脂環基、ヘテロ芳香環基及
びヘテロ環基、炭素数1〜20のアルコキシ基、並びに
炭素数1〜20のハロゲン化アルキル基からなる群から
選ばれるものである請求項1乃至請求項7のいずれか1
項に記載の反射防止膜の形成方法。
8. The hydrophobic group contained in the repeating unit (C) in the resin has a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, which may have a substituent, and a substituent. A group consisting of an aromatic ring group having 4 to 14 carbon atoms, an alicyclic group, a heteroaromatic ring group and a heterocyclic group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a halogenated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms 8. Any one of claims 1 to 7 selected from
Item 4. The method for forming an antireflection film as described in the item.
【請求項9】反射防止膜の表面エネルギーの大きさがフ
ォトレジストの表面エネルギーの大きさと一致するよう
に調整されている請求項1乃至請求項8のいずれか1項
に記載の反射防止膜の形成方法。
9. The antireflection film according to claim 1, wherein the surface energy of the antireflection film is adjusted to match the surface energy of the photoresist. Forming method.
【請求項10】基板に反射防止膜を形成し次いでフォト
レジストを被覆した後、露光と現像を行うリソグラフィ
ープロセスを用いた半導体装置の製造において、請求項
1乃至請求項8のいずれか1項に記載の方法により形成
された反射防止膜を用いることにより、該反射防止膜の
表面エネルギーが上塗りフォトレジストの表面エネルギ
ーの大きさと、フォトレジストと反射防止膜の界面で一
致するように調整されることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
10. A method of manufacturing a semiconductor device using a lithographic process, comprising forming an antireflection film on a substrate, coating a photoresist, and then exposing and developing the semiconductor device, according to any one of claims 1 to 8. By using the antireflection film formed by the method described above, the surface energy of the antireflection film is adjusted so as to match the magnitude of the surface energy of the overcoat photoresist at the interface between the photoresist and the antireflection film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008076889A (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Jsr Corp Composition for resist underlayer film and method for preparing the same
JP2013127610A (en) * 2011-11-07 2013-06-27 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Topcoat compositions and photolithographic methods
US9761449B2 (en) 2013-12-30 2017-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gap filling materials and methods
WO2021010098A1 (en) * 2019-07-18 2021-01-21 日産化学株式会社 Composition for coating substrate with level difference, said composition containing compound having curable functional group

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684789A (en) * 1992-03-03 1994-03-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Antireflection-coating composition
JPH10213904A (en) * 1997-01-31 1998-08-11 Fuji Photo Film Co Ltd Coated body using positive type photosensitive composition and pattern forming method using same
WO1999017161A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-08 Brewer Science, Inc. Improved thermosetting anti-reflective coatings at deep ultraviolet
JPH11271963A (en) * 1998-03-25 1999-10-08 Konica Corp Photosensitive planographic printing plate
JP2000187331A (en) * 1998-09-15 2000-07-04 Shipley Co Llc Antireflection coating composition
JP2001027810A (en) * 1998-05-29 2001-01-30 Jsr Corp Formation of acrylic copolymer, antireflection film forming composition containing it and resist film
JP2001226324A (en) * 1999-12-30 2001-08-21 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Polymer for organic anti-reflective coating film and method for producing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684789A (en) * 1992-03-03 1994-03-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Antireflection-coating composition
JPH10213904A (en) * 1997-01-31 1998-08-11 Fuji Photo Film Co Ltd Coated body using positive type photosensitive composition and pattern forming method using same
WO1999017161A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-08 Brewer Science, Inc. Improved thermosetting anti-reflective coatings at deep ultraviolet
JPH11271963A (en) * 1998-03-25 1999-10-08 Konica Corp Photosensitive planographic printing plate
JP2001027810A (en) * 1998-05-29 2001-01-30 Jsr Corp Formation of acrylic copolymer, antireflection film forming composition containing it and resist film
JP2000187331A (en) * 1998-09-15 2000-07-04 Shipley Co Llc Antireflection coating composition
JP2001226324A (en) * 1999-12-30 2001-08-21 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Polymer for organic anti-reflective coating film and method for producing the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008076889A (en) * 2006-09-22 2008-04-03 Jsr Corp Composition for resist underlayer film and method for preparing the same
JP2013127610A (en) * 2011-11-07 2013-06-27 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Topcoat compositions and photolithographic methods
US9761449B2 (en) 2013-12-30 2017-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gap filling materials and methods
KR101833164B1 (en) * 2013-12-30 2018-02-27 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Gap filling materials and methods
US10163631B2 (en) 2013-12-30 2018-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Polymer resin comprising gap filling materials and methods
US10755927B2 (en) 2013-12-30 2020-08-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Anti-reflective gap filling materials and methods
US11094541B2 (en) 2013-12-30 2021-08-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Anti-reflective coating materials
WO2021010098A1 (en) * 2019-07-18 2021-01-21 日産化学株式会社 Composition for coating substrate with level difference, said composition containing compound having curable functional group
CN114127202A (en) * 2019-07-18 2022-03-01 日产化学株式会社 Composition for coating step-by-step substrate comprising compound having curable functional group
CN114127202B (en) * 2019-07-18 2023-09-05 日产化学株式会社 Composition for coating high-low-level substrates comprising compound having curable functional group

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