JP2005316387A - 上部反射防止膜（ＴｏｐＡｎｔｉ−ＲｅｆｌｅｃｔｉｖｅＣｏａｔｉｎｇ；ＴＡＲＣ）の重合体およびこの製造方法、並びにこれを含む上部反射防止膜の組成物 - Google Patents

上部反射防止膜（ＴｏｐＡｎｔｉ−ＲｅｆｌｅｃｔｉｖｅＣｏａｔｉｎｇ；ＴＡＲＣ）の重合体およびこの製造方法、並びにこれを含む上部反射防止膜の組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】水に溶解されずにイマージョンリソグラフィに使用されるとともに、フォトレジストパターン形成におけるフォトレジスト膜内の光の多重干渉を防止し、フォトレジスト膜の厚さ変動によるフォトレジストパターン寸法幅の変動を抑制できる上部反射防止膜の重合体およびこの製造方法を提供する。また、前記上部反射防止膜の重合体を含む上部反射防止膜の組成物およびこれを用いたパターン形成方法を提供する。
【解決手段】上部反射防止膜の重合体は、下記化１のように示され、１，０００〜１，０００，０００の重量平均分子量を有す。化１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素またはメチル基をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃは、各単量体のモル分率として０．０５乃至０．９をそれぞれ示す。
【化１】
Figure 2005316387

【選択図】なし

Description

本発明は、半導体素子の製造工程のうちフォトリソグラフィ工程で使用される反射防止膜の重合体およびこの製造方法、並びにこれを含む反射防止膜の組成物に関するもので、詳しくは、５０ｎｍ級以下の半導体素子を製造するために、イマージョンリソグラフィ(immersion lithography)で使用される上部反射防止膜の重合体およびこの製造方法、並びにこれを含む上部反射防止膜の組成物に関するものである。
一般に、フォトリソグラフィ工程といわれる写真工程は、フォトマスクに描かれた半導体回路パターンをウエハー上に転写する工程であり、半導体製造工程において、回路の微細化および集積度を決定づける核心的な工程である。
最近、半導体素子の集積度が向上するにつれて、半導体素子の製造工程における微細加工に対応する技術が開発されており、これによって、フォトリソグラフィ工程における微細加工技術もさらに要求されている。すなわち、回路線幅が一層微細化されることで、これを実現するために、照明光源としてＫｒＦ＞ＡｒＦ＞Ｆ２＞ＥＵＶのように一層短い波長のものが必須的に使用されており、高い口径数のレンズも要求されている。
特に、最近は、５０ｎｍ級以下の素子を開発するための研究が活発に進行されているが、このような趨勢に合せて、露光光源としてＦ２およびＥＵＶを使用するための関連装備および材料も活発に開発されている。しかしながら、Ｆ２の場合、ある程度は技術的に開発されたと見なされるが、短期間に高品質のＣａＦ２を量産することは困難である。また、ペリクルにおいても、ソフトペリクルの場合は、１５７ｎｍの光によって変性が生じて寿命が非常に短くなり、ハードペリクルの場合は、費用が多くかかるという問題点があり、ペリクルの光に対する屈折現象によって直ちに量産されることは困難である。一方、ＥＵＶの場合は、これに適した光源、露光器およびマスクなどが開発されるべきであり、直ちに実用化されるには無理がある。したがって、現在は、ＡｒＦエキシマレーザ対応のフォトレジストを使用して一層微細な高精密度のフォトレジストパターンを形成することが重要な課題となっており、そこで、最近関心を集めている技術がイマージョンリソグラフィである。
すなわち、現在まで使用されるリソグラフィ工程は、ドライリソグラフィ(dry lithography)であって、露光レンズとウエハーとの間が空気で充填された露光システムである。これに対し、ＮＡスケーリング技術に該当するイマージョンリソグラフィは、露光レンズとウエハーとの間が水で充填された露光システムである。前記イマージョンリソグラフィの場合、光源に対する媒質が水であるため、空気に対する水の屈折率だけ、すなわち１．４倍だけＮＡが大きくなり、その結果、解像力が良好になるという効果がある。
一方、５０ｎｍ級以下の半導体素子製造における更なる問題点として、このような超微細パターン形成工程では、フォトレジスト膜に対する下部層の光学的性質およびフォトレジスト膜自体の厚さ変動による定在波、反射ノッチング、そして、前記下部層における回折光・反射光により、フォトレジストパターンのＣＤ変動が不回避に生じる。したがって、下部層における反射光などを防止するために、露光源として使用する光の波長帯で光をよく吸収する物質を導入しており、これを反射防止膜という。従来は、主に下部層とフォトレジスト膜との間に適用される下部反射防止膜のみを使用したが、最近は、フォトレジストパターンが一層微細化されることで、上部における反射光および回折光などによるフォトレジストパターンの崩れを解決するために、上部反射防止膜をも導入している。すなわち、半導体デバイスの縮小によってパターンが極度に微細化されることで、下部反射防止膜のみでは、乱反射によるパターンの崩れを完全に防止することが困難であるため、上部におけるパターンの崩れを防止できる上部反射防止膜が導入された。
米国特許第６，１６５，６８４号明細書 米国特許第６，３９９，２６９号明細書
しかしながら、従来のドライリソグラフィに使用される上部反射防止膜は、水溶性であるため（ＫｒＦ、ＡｒＦ用）、イマージョンリソグラフィに適用されなかった。すなわち、イマージョンリソグラフィでは、光源に対する媒質が水であるため、この水によって上部反射防止膜が溶解されるという問題点があった。
したがって、上部反射防止膜がイマージョンリソグラフィに使用されるためには、次のような要件、すなわち、１）光源に対して透明であること、２）上部反射防止膜の下部に使用される感光膜（フォトレジスト）によって差があるが、上部反射防止膜の屈折率がほぼ１．４〜２．０であること、３）感光膜上に上部反射防止膜をコーティングするとき、この上部反射防止膜の組成物が感光膜を溶解しないこと、４）露光時に水に溶解されないこと、５）現像時、現像液に溶解されること、などを満足すべきである。
前記のように、イマージョンリソグラフィ用上部反射防止膜は、満足すべき条件が非常に厳しいため、開発するのにも難点が多い。
そのため、水に溶解されずにイマージョンリソグラフィに適用されるとともに、ＣＤ変動を最小化できるイマージョンリソグラフィ専用上部反射防止膜の開発が切実に要求されている。
本発明は、前記問題点を解決するために、水に溶解されずにイマージョンリソグラフィに使用されるとともに、フォトレジストパターン形成におけるフォトレジスト膜内の光の多重干渉を防止し、フォトレジスト膜の厚さ変動によるフォトレジストパターン寸法幅の変動を抑制できる上部反射防止膜の重合体およびこの製造方法を提供することを目的とする。
また、前記上部反射防止膜の重合体を含む上部反射防止膜の組成物およびこれを用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は、下記の化１のように表示され、１，０００〜１，０００，０００の重量平均分子量を有し、
Figure 2005316387
 前記化１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素またはメチル基をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃは、各単量体のモル分率として０．０５乃至０．９をそれぞれ示す、上部反射防止膜の重合体を提供する。
本発明の上部反射防止膜は、イマージョンリソグラフィに適用されるとともに、上部における反射度などを減少してＣＤ変動を最小化することができる。
本発明の上部反射防止膜の重合体は、透過度が高くて上部反射防止膜に使用するのに適している。また、露光後、現像液によく溶解されることで、パターン形成に全く影響を与えない。しかも、水に溶解されずにイマージョンリソグラフィに適用することができ、フォトレジスト上部における乱反射およびこれによるパターンの崩れ現象を防止することができる。
前述したように、本発明の上部反射防止膜の重合体は、１，０００〜１，０００，０００の重量平均分子量を有し、好ましくは、２，０００〜１０，０００の分子量を有する。これは、フォトレジスト膜の上部にコーティングされる反射防止膜の溶解度または屈折率などの物性を考慮したもので、分子量が過度に高くなる場合、現像液に対する溶解度が低下することで、現像工程後も反射防止膜が残存してパターンが汚染され、また、分子量が過度に低くなる場合、反射防止膜の屈折率が最適化されないだけでなく、フォトレジスト膜の上部に正しくオーバーコーティングされない。
前記化１の構造を有するｔ−ブチルアクリレート−アクリル酸−３−ハイドロキシプロピルメタクリレート共重合体は、ｔ−ブチルアクリレート単量体、アクリル酸単量体および３−ハイドロキシプロピルメタクリレート単量体を有機溶媒に溶解し、重合開始剤を添加した後、５５℃〜６５℃で６〜１２時間、真空状態で重合反応を行い、前記各単量体をフリーラジカル重合することで製造される。
前記製造方法において、前記有機溶媒には、フリーラジカル重合反応に対する一般的な有機溶媒が全て使用されるが、特に、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、テトラハイドロフラン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、メチルエチルケトン、エチルアセテート、ベンゼン、トルエンおよびキシレンからなるグループから選択された一つまたはそれ以上を混合して使用することが好ましく、これらのうち、ＰＧＭＥＡを使用することが最も好ましい。
また、前記重合開始剤には、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ベンゾイルペルオキシド、アセチルペルオキシド、ラウリルペルオキシド、ｔ−ブチルペルアセテート、ｔ−ブチルハイドロペルオキシドおよびジ−ｔ−ブチルペルオキシドからなるグループから選択されたものを使用することが好ましく、これらのうち、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を使用することが最も好ましい。
また、本発明は、下記の化２のように表示され、１，０００〜１，０００，０００の重量平均分子量を有する上部反射防止膜の重合体を有効量に含む上部反射防止膜の組成物を提供する。(下記化２で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素またはメチル基をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃは、単量体のモル分率として０．０５乃至０．９をそれぞれ示す。)
Figure 2005316387
このような上部反射防止膜の組成物は、通常、本発明の上部反射防止膜の重合体をノルマルブタノールに溶解することにより製造され、このような反射防止膜の組成物は、１．４乃至２．０の最適化された屈折率を有するため、フォトレジスト膜の上部にオーバーコーティングされて反射度を最小化することができ、よって、フォトレジストの上部における反射光によるパターンの崩れ現象などを防止することができる。
本発明の上部反射防止膜の組成物においては、前記化２の重合体の量を基準に、１，０００〜１０，０００重量％のノルマルブタノールを使用することが好ましい。これは、反射防止膜の屈折率および厚さを考慮したもので、ノルマルブタノールの量が過度に少なくなるまたは多くなると、反射防止膜の屈折率が１．４〜２．０の範囲から脱するようになり、反射防止膜の最適厚さを得ることが困難になる。
また、本発明の上部反射防止膜の組成物は、前記化２の重合体の量を基準に１〜２０重量％のＬ−プロリンをさらに含むことができる。これは、上部反射防止膜の組成物に含まれ、非露光部位への酸拡散を一層抑制する役割をする。
また、本発明は、（ａ）所定の下部構造が形成された半導体基板上にフォトレジスト膜を塗布する段階と、（ｂ）前記フォトレジスト膜の上部に本発明による上部反射防止膜の組成物を塗布し、ベークして上部反射防止膜を形成する段階と、（ｃ）前記フォトレジスト膜に対する露光および現像を行ってフォトレジストパターンを形成する段階と、を含む半導体素子のパターン形成方法を提供する。
本発明のパターン形成方法は、本発明による上部反射防止膜の組成物を用いて、フォトレジストの上部に反射防止膜を形成することに特徴があり、前記反射防止膜は、１．４〜２．０の屈折率を有してフォトレジスト膜の上部における反射度を最小化するので、本発明のパターン形成方法によりフォトレジストパターンを形成することで、パターンの均一度を著しく向上することができる。
本発明によるパターン形成方法における前記ベーク工程は、７０〜２００℃の温度で行われることが好ましい。
このような本発明の反射防止膜の組成物およびパターン形成方法は、主にＡｒＦ光源（１９３ｎｍ）を使用する超微細パターン形成工程に適用されるが、水を媒質にして使用する場合は、一層短い波長の光源であるＦ２、ＥＵＶなどを使用する超微細パターン形成工程にも同様に適用される。また、このような光源を使用する前記露光工程は、０．１乃至５０ｍＪ／ｃｍ２の露光エネルギーで行われることが好ましい。
一方、本発明のパターン形成方法における現像工程は、アルカリ現像液を用いて行われ、特に、前記アルカリ現像液には、０．０１乃至５重量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を使用することが好ましい。
また、本発明の上部反射防止膜の組成物は、半導体素子の製造工程に使用される。すなわち、本発明の上部反射防止膜の組成物は、超微細パターン形成工程の他にも、多様な半導体素子の製造工程に用いられて乱反射を最小化することができる。
なお、各工程の種類に応じて、当業者にとって自明な方法により前記上部反射防止膜の組成物を適用するので、本発明の反射防止膜の組成物を半導体素子の各製造工程に適用する具体的な方法の開示は省略する。
以下、本発明の好ましい実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。ここで、本発明の各実施例は、本発明の権利範囲を限定するものではなく、例示として提示するものである。
実施例１）上部反射防止膜の重合体の製造
ｔ−ブチルアクリレート１０ｇ、アクリル酸４ｇ、３−ハイドロキシプロピルメタクリレート６ｇおよびＡＩＢＮ ０．４gをＰＧＭＥＡ溶媒２００ｇに入れ、６０℃で８時間重合反応させた。この重合反応が終了すると、エーテルを加えて沈澱させた後、フィルタリングして真空乾燥し、下記化３に示される、白色固体状のｔ−ブチルアクリレート−アクリル酸−３−ハイドロキシプロピルメタクリレート共重合体を１７ｇ得た。図１に前記重合体に対するＮＭＲグラフを示す。
Figure 2005316387
 (前記化３中、ａ、ｂ、ｃは、各単量体のモル分率として０．０５乃至０．９をそれぞれ示す。)
実施例２）上部反射防止膜の組成物の製造
前記実施例１で製造した重合体２．５ｇと、アミノ酸の一種であるＬ−プロリン０．０４ｇとを１００ｇのノルマルブタノールに溶かしてイマージョンリソグラフィ用上部反射防止膜の組成物を製造した。
実施例３）反射防止膜の形成
前記実施例２で製造した上部反射防止膜の組成物を、ウエハー上に２０００ｒｐｍでコーティングした。このとき、厚さは４６．４ｎｍで、１９３ｎｍの波長の光に対する透過度は９６％で、屈折率は１．６２であった。
実施例４）上部反射防止膜の形成
前記実施例２で製造した上部反射防止膜の組成物を、ＪＳＲのＡＲ１２２１Ｊ感光膜（２２０ｎｍ）上に２０００ｒｐｍでコーティングした。このとき、厚さは、２６６．４ｎｍであった。すなわち、本発明による上部反射防止膜の組成物が感光膜を溶解していないことが分かる。
実施例５）水に対する溶解度実験
前記実施例４で製造したフォトレジスト膜および上部反射防止膜が形成されたウエハーを蒸溜水に約５分間浸漬し、ウエハーを乾燥した後、その厚さを測定した。このとき、厚さは２６６．７ｎｍであって、水に浸漬する前に比べて約０．３ｎｍの厚さが増加したことが分かる。すなわち、本発明による上部反射防止膜の組成物が水によって溶解されない、またはほとんど膨潤されていないことが分かる。
実施例６）現像液に対する溶解度実験
前記実施例４で製造されたフォトレジスト膜および上部反射防止膜が形成されたウエハーを２．３８ｗｔ％のＴＭＡＨ現像液に約１分間現像し、蒸溜水で洗浄した後、その厚さを測定した。このとき、厚さは、２２０ｎｍであって、上部反射防止膜の組成物が現像液によって完全に溶解されたことが分かる。
本発明の反射防止膜の重合体を含む上部反射防止膜は、１）透過度が９６％以上で光源に対して透明であること、２)屈折率が１．４〜２．０の範囲であること、３）感光膜を溶解しないこと、４）露光時、水に溶解されないこと、５）現像時、現像液によく溶解されること、などのイマージョンリソグラフィ用上部反射防止膜としての条件を全て満足する。
したがって、本発明の上部反射防止膜は、イマージョンリソグラフィに適用されるとともに、上部における反射度などを減少してＣＤ変動を最小化することができる。
また、本発明の上部反射防止膜を用いてフォトレジストパターンを形成する場合、微細なパターン形成が可能になり、５０ｎｍ級以下の半導体素子を効率的に開発することができる。
本発明の実施例１によって製造された上部反射防止膜の重合体のＮＭＲグラフである。

Claims (14)

  1. 下記の化学式、化１のように表示され、１,０００〜１,０００,０００の重量平均分子量を有し、
    Figure 2005316387
     前記化１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素またはメチル基をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃは、各単量体のモル分率として０.０５乃至０.９をそれぞれ示す、上部反射防止膜の重合体。
  2. 請求項１記載の上部反射防止膜の重合体において、
    前記重合体は、２，０００〜１０，０００の重量平均分子量を有する上部反射防止膜の重合体。
  3. ｔ−ブチルアクリレート単量体、アクリル酸単量体および３−ハイドロキシプロピルメタクリレート単量体を有機溶媒に溶解し、重合開始剤を添加した後、真空状態、温度５５℃〜６５℃で６〜１２時間前記各単量体をフリーラジカル重合することを特徴とする請求項１記載の上部反射防止膜の重合体の製造方法。
  4. 前記有機溶媒には、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(ＰＧＭＥＡ)、テトラハイドロフラン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、メチルエチルケトン、エチルアセテート、ベンゼン、トルエンおよびキシレンからなるグループから選択された一つ以上の溶媒を使用する請求項３記載の上部反射防止膜の重合体の製造方法。
  5. 前記重合開始剤には、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ベンゾイルペルオキシド、アセチルペルオキシド、ラウリルペルオキシド、ｔ−ブチルペルアセテート、ｔ−ブチルハイドロペルオキシドおよびジ−ｔ−ブチルペルオキシドからなるグループから選択されたものを使用する請求項３または請求項４記載の上部反射防止膜の重合体の製造方法。
  6. 下記の化学式、化２のように表示され、１,０００〜１,０００,０００の重量平均分子量を有する上部反射防止膜の重合体を有効量に含み、
    Figure 2005316387
     前記化２において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素またはメチル基をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃは、各単量体のモル分率として０.０５乃至０.９をそれぞれ示す、上部反射防止膜の組成物。
  7. 前記上部反射防止膜の重合体の量を基準に、１,０００〜１０,０００重量％のノルマルブタノールに前記重合体を溶解して製造される請求項６記載の上部反射防止膜の組成物。
  8. 前記上部反射防止膜の重合体の量を基準に、１〜２０重量％のＬ−プロリンをさらに含む請求項６または請求項７記載の上部反射防止膜の組成物。
  9. 屈折率は、１.４乃至２.０である請求項６乃至請求項８のいずれか一つに記載の上部反射防止膜の組成物。
  10. 半導体素子の製造工程に使用される請求項６乃至請求項９のいずれか一つに記載の上部反射防止膜の組成物。
  11. (ａ)所定の下部構造が形成された半導体基板上にフォトレジスト膜を塗布する段階と、
    (ｂ)前記フォトレジスト膜の上部に請求項６乃至請求項９のいずれか一つによる上部反射防止膜の組成物を塗布し、ベークして上部反射防止膜を形成する段階と、
    (ｃ)前記フォトレジスト膜に対する露光および現像を行ってフォトレジストパターンを形成する段階と、を含む半導体素子のパターン形成方法。
  12. 前記ベーク工程は、７０〜２００℃の温度で行われる請求項１１記載の半導体素子のパターン形成方法。
  13. 前記露光工程における光源に対する媒質は、水である請求項１１または請求項１２記載の半導体素子のパターン形成方法。
  14. 前記現像工程は、０.０１乃至５重量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(ＴＭＡＨ)水溶液を現像液に用いて行われる請求項１１乃至請求項１３のいずれか一つに記載の半導体素子のパターン形成方法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006163345A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Hynix Semiconductor Inc 上部反射防止膜用重合体、その製造方法およびこれを含む上部反射防止膜用組成物
JP2007206229A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Renesas Technology Corp レジストパターン形成方法および半導体装置の製造方法
JP2008003569A (ja) * 2006-05-26 2008-01-10 Shin Etsu Chem Co Ltd レジスト保護膜材料及びパターン形成方法
JP2008239646A (ja) * 2007-03-23 2008-10-09 Jsr Corp 上層反射防止膜形成用樹脂及び上層反射防止膜形成用組成物並びにレジストパターン形成方法
WO2008126625A1 (ja) * 2007-03-23 2008-10-23 Jsr Corporation 上層反射防止膜形成用樹脂及び上層反射防止膜形成用組成物並びにレジストパターン形成方法
JP2009516859A (ja) * 2005-11-21 2009-04-23 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション １９３ｎｍ浸漬リソグラフィのための水でキャスト可能で水で剥離可能なトップコート
KR101191002B1 (ko) 2006-05-26 2012-10-16 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 레지스트 보호막 재료 및 패턴 형성 방법
JP2013061648A (ja) * 2011-09-09 2013-04-04 Rohm & Haas Electronic Materials Llc フォトレジスト上塗り組成物および電子デバイスを形成する方法
CN104765250A (zh) * 2015-04-15 2015-07-08 四川云盾光电科技有限公司 一种微图形成形方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI322334B (en) * 2004-07-02 2010-03-21 Rohm & Haas Elect Mat Method for processing a photoresist composition in an immersion photolithography process and system and organic barrier composition used therein
JP4551704B2 (ja) * 2004-07-08 2010-09-29 富士フイルム株式会社 液浸露光用保護膜形成組成物及びそれを用いたパターン形成方法
KR100598910B1 (ko) * 2004-09-24 2006-07-10 주식회사 아이노스 이멀젼 리소그래피 공정에 사용되는 포토레지스트막코팅용 중합체, 비이온성 광산발생제 및 이를 포함하는포토레지스트막 코팅용 조성물
US20060127821A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of forming a photoresist pattern
JP5203575B2 (ja) * 2005-05-04 2013-06-05 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． コーティング組成物
KR100640643B1 (ko) * 2005-06-04 2006-10-31 삼성전자주식회사 포토레지스트용 탑 코팅 조성물과 이를 이용한포토레지스트 패턴 형성 방법
KR100717511B1 (ko) * 2005-11-02 2007-05-11 제일모직주식회사 반도체 미세 갭 필용 중합체 및 이를 이용한 조성물
KR100722984B1 (ko) * 2005-12-05 2007-05-30 제일모직주식회사 반도체 미세 갭 필용 중합체 및 이를 이용한 반도체 미세갭 필용 조성물
KR101321150B1 (ko) * 2005-11-29 2013-10-22 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 레지스트 보호막 재료 및 패턴 형성 방법
US7538858B2 (en) * 2006-01-11 2009-05-26 Micron Technology, Inc. Photolithographic systems and methods for producing sub-diffraction-limited features
TWI598223B (zh) * 2006-03-10 2017-09-11 羅門哈斯電子材料有限公司 用於光微影之組成物及製程
US7771913B2 (en) * 2006-04-04 2010-08-10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Resist composition and patterning process using the same
CN102143990B (zh) * 2008-09-02 2014-04-02 第一毛织株式会社 用于填充半导体装置内小间隙的化合物、包含该化合物的组合物及制造半导体电容器的方法
CN103666165B (zh) * 2013-09-11 2015-12-09 东莞上海大学纳米技术研究院 有机氟硅仿生防污树脂制备方法及制品

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3148051A1 (de) * 1981-12-04 1983-06-09 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Einbrennlacke mit hohem feststoffgehalt
US5614590A (en) * 1992-09-17 1997-03-25 Herberts Gesellschaft Mit Beschrankterhaftung Coating agents, process for their preparation and their use for the preparation of transparent top layers on multilayer coatings
EP0851300B1 (en) 1996-12-24 2001-10-24 Fuji Photo Film Co., Ltd. Bottom anti-reflective coating material composition and method of forming resist pattern using the same
JP3852889B2 (ja) 1998-09-24 2006-12-06 富士写真フイルム株式会社 フォトレジスト用反射防止膜材料組成物
KR100574482B1 (ko) * 1999-09-07 2006-04-27 주식회사 하이닉스반도체 유기 난반사 방지막용 조성물과 이의 제조방법
KR100400331B1 (ko) * 1999-12-02 2003-10-01 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 오버코팅용 조성물 및 이를 이용한포토레지스트 패턴 형성방법
KR100355604B1 (ko) * 1999-12-23 2002-10-12 주식회사 하이닉스반도체 난반사 방지막용 중합체와 그 제조방법
KR100687850B1 (ko) * 2000-06-30 2007-02-27 주식회사 하이닉스반도체 유기반사방지막 조성물 및 그의 제조방법
JP4146755B2 (ja) * 2003-05-09 2008-09-10 松下電器産業株式会社 パターン形成方法
TWI442694B (zh) * 2003-05-30 2014-06-21 Asml Netherlands Bv 微影裝置及元件製造方法
US7579135B2 (en) * 2003-08-11 2009-08-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lithography apparatus for manufacture of integrated circuits
US7432042B2 (en) * 2003-12-03 2008-10-07 United Microelectronics Corp. Immersion lithography process and mask layer structure applied in the same
US20050147920A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-07 Chia-Hui Lin Method and system for immersion lithography
US20050202351A1 (en) * 2004-03-09 2005-09-15 Houlihan Francis M. Process of imaging a deep ultraviolet photoresist with a top coating and materials thereof

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006163345A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Hynix Semiconductor Inc 上部反射防止膜用重合体、その製造方法およびこれを含む上部反射防止膜用組成物
JP4662819B2 (ja) * 2004-12-02 2011-03-30 株式会社ハイニックスセミコンダクター 上部反射防止膜用三元共重合体、その製造方法およびこれを含む上部反射防止膜用組成物、半導体素子のパターン形成方法
JP2009516859A (ja) * 2005-11-21 2009-04-23 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション １９３ｎｍ浸漬リソグラフィのための水でキャスト可能で水で剥離可能なトップコート
JP2007206229A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Renesas Technology Corp レジストパターン形成方法および半導体装置の製造方法
JP2008003569A (ja) * 2006-05-26 2008-01-10 Shin Etsu Chem Co Ltd レジスト保護膜材料及びパターン形成方法
KR101191002B1 (ko) 2006-05-26 2012-10-16 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 레지스트 보호막 재료 및 패턴 형성 방법
JP2008239646A (ja) * 2007-03-23 2008-10-09 Jsr Corp 上層反射防止膜形成用樹脂及び上層反射防止膜形成用組成物並びにレジストパターン形成方法
WO2008126625A1 (ja) * 2007-03-23 2008-10-23 Jsr Corporation 上層反射防止膜形成用樹脂及び上層反射防止膜形成用組成物並びにレジストパターン形成方法
JP2013061648A (ja) * 2011-09-09 2013-04-04 Rohm & Haas Electronic Materials Llc フォトレジスト上塗り組成物および電子デバイスを形成する方法
CN104765250A (zh) * 2015-04-15 2015-07-08 四川云盾光电科技有限公司 一种微图形成形方法

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