JP2897691B2 - Resist pattern forming method, antireflection film forming method, antireflection film, and semiconductor device - Google Patents

Resist pattern forming method, antireflection film forming method, antireflection film, and semiconductor device

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JP2897691B2 JP16908995A JP16908995A JP2897691B2 JP 2897691 B2 JP2897691 B2 JP 2897691B2 JP 16908995 A JP16908995 A JP 16908995A JP 16908995 A JP16908995 A JP 16908995A JP 2897691 B2 JP2897691 B2 JP 2897691B2
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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、新規な反射防止膜
を用いたレジストパターン形成方法、該反射防止膜およ
び該反射防止膜を有する半導体装置に関する。特に、本
発明は、下地基板上に形成した反射防止膜上のフォトレ
ジストを単一波長により露光してレジストパターンを形
成する際に、前記反射防止膜の膜厚、および反射屈折
率、吸収屈折率等などの光学条件の最適化を図るために
適した窒素を少なくとも含む酸化シリコン系材料からな
る反射防止膜を用い、フォトレジストでの定在波効果を
最小限にして、微細なレジストパターンを良好に形成す
ることができるレジストパターン形成方法、反射防止膜
形成方法、反射防止膜および該反射防止膜を有する半導
体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a resist pattern using a novel antireflection film, the antireflection film,
And a semiconductor device having the antireflection film. In particular, the present invention provides a method for exposing a photoresist on an anti-reflection film formed on a base substrate to a single wavelength to form a resist pattern. From a silicon oxide-based material containing at least nitrogen suitable for optimizing optical conditions such as
Pattern forming method capable of forming a fine resist pattern satisfactorily by minimizing the standing wave effect in the photoresist using the anti-reflection film
Forming method, antireflection film and semiconductor having the antireflection film
Related to body devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、フォトリングラフィー技術にお
いて、現在、最先端のステッパー(投影露光機)は、K
rFエキシマレーザー光(248nm)を光源に用い、
0.37〜0.42程度の開口数(NA)のレンズを搭
載している(例えば、ニコンNSR1505EX1、キ
ャノンFPA4500)。これらステッパーを用いて、
サブハーフミクロン(0.5μm以下)領域のデザイン
ルールデバイスの研究開発が研究されている。
2. Description of the Related Art For example, in the photolithography technology, a state-of-the-art stepper (projection exposure machine) is
Using rF excimer laser light (248 nm) as a light source,
A lens having a numerical aperture (NA) of about 0.37 to 0.42 is mounted (for example, Nikon NSR1505EX1, Canon FPA4500). Using these steppers,
Research and development of design rule devices in the sub-half micron (0.5 μm or less) region are being studied.

【0003】ステッパーは単一波長の光を露光光源に用
いている。単一波長で露光を行う場合には、定在波効果
と呼ばれる現象が発生することが広く知られている。定
在波が発生する原因は、薄膜のレジスト膜内で光干渉が
起こることによる。すなわち、図1に示すように、入射
光Pと、レジストPRと基板Sとの界面から反射光Rと
が、レジストPRの膜内で干渉を起こすことによる。
A stepper uses light of a single wavelength as an exposure light source. It is widely known that when exposure is performed at a single wavelength, a phenomenon called a standing wave effect occurs. The reason why the standing wave is generated is that optical interference occurs in the thin resist film. That is, as shown in FIG. 1, the incident light P and the reflected light R from the interface between the resist PR and the substrate S cause interference in the film of the resist PR .

【0004】その結果として、図2に示すごとく、レジ
ストに吸収される光量(縦軸)が、レジスト膜厚(横
軸)に依存して変化する。なお本明細書中、レジストに
吸収される光量とは、表面反射や、金属が存在する場合
該金属での吸収や、レジストから出射した光の量などを
除いた、レジスト自体に吸収される光の量をいう。かか
る吸収光量が、レジストを光反応させるエネルギーとな
るものである。
As a result, as shown in FIG. 2, the amount of light absorbed by the resist (vertical axis) changes depending on the resist film thickness (horizontal axis). In this specification, the amount of light absorbed by the resist refers to the amount of light absorbed by the resist itself, excluding surface reflection, absorption by the metal when metal is present, and the amount of light emitted from the resist. Means the amount of The amount of absorbed light is the energy that causes the resist to undergo a photoreaction .

【0005】なお、図2は、シリコン基板の上にレジス
ト膜(XP8843)を成膜し、レジスト膜の膜厚によ
る吸収光量の変化を調べた結果である。露光用光として
は、λ=248nmのKrFを仮定した。
FIG. 2 shows the result of examining a change in the amount of absorbed light depending on the thickness of a resist film (XP8843) formed on a silicon substrate. As the exposure light, KrF of λ = 248 nm was assumed.

【0006】また、その吸収光量変化の度合いは、図3
と図4との比較からも理解されるように、下地基板の種
類により異なる。図2,3,4において、レジストはい
ずれもXP8843(シプレー社)を用いているが、下
地基板は各々Si、Al−Si、W−Siである。すな
わち、下地基板の光学定数(n,k)およびレジストの
光学定数(n,k)により定まる多重干渉を考慮した複
素振幅反射率(R)により、吸収光量の変化の度合いは
定まる。((R)は実数部と虚数部とをもつベクトル量
であることを示す)。
The degree of change in the amount of absorbed light is shown in FIG.
As can be understood from the comparison between FIG. 4 and FIG. 2, 3 and 4, XP8843 (Shipley) is used for the resist, but the underlying substrates are Si, Al-Si, and W-Si, respectively. That is, the degree of change in the amount of absorbed light is determined by the complex amplitude reflectance (R) that takes into account multiple interference determined by the optical constants (n, k) of the underlying substrate and the optical constants (n, k) of the resist. ((R) indicates a vector quantity having a real part and an imaginary part).

【0007】ここで、光学定数nは反射屈折率、kは吸
収屈折率であり、2つの光学定数n,kは、次式
(1)、(2)及び(3)により定めることができる。 I=I exp(−αd)・・・(1) α=4πk/λ・・・(2) =n−ik・・・(3) (上記式中、n は透過吸収率、λは入射光の波長、I
はある深さdにおける光強度、I は入射光の光強度を
それぞれ表す。)
Here, the optical constant n is a reflection refractive index, and k is absorption.
And the two optical constants n and k are given by
It can be determined by (1), (2) and (3). I = I 0 exp (−αd) (1) α = 4πk / λ (2) n * = n−ik (3) (in the above formula, n * is a transmission absorption rate, λ is the wavelength of the incident light, I
Is the light intensity at a certain depth d, and I 0 is the light intensity of the incident light.
Respectively. )

【0008】さらに、実デバイスにおいては、図5に示
すように、基板面には必ず凹凸が存在する。例えば、ポ
リシリコン等の凸部Inが存在する。このため、レジス
ト膜PRを塗布した際、レジスト膜の厚さは、段差の上
部と下部とで異なることになる。つまり、凸部In上の
レジスト膜厚dPR2は、それ以外の部分のレジスト膜
厚dPR1よりも薄くなる。
Further, in an actual device, as shown in FIG. 5, irregularities always exist on the substrate surface. For example, there is a protrusion In such as polysilicon. For this reason, when the resist film PR is applied, the thickness of the resist film differs between the upper part and the lower part of the step. That is, the resist film thickness d PR2 on the convex portion In is thinner than the resist film thickness d PR1 of the other portions.

【0009】定在波効果は、レジスト膜厚により異なる
ことは前記説明したとおりであり、このため、定在波効
果の影響を受けることによるレジストに吸収される光量
の変化も、各々変わってくる。この結果、露光、現象後
に得られるレジストパターンの寸法が、段差の上部と下
部とで異なってしまう。定在波効果のパターン寸法に及
ぼず影響は、同一波長、同一開口数のステッパーを用い
た場合、パターンが細かければ細かいほど顕著化し、ど
の種のレジストについても共通に見られる現象である。
[0009] standing wave effect, it differ by the thickness of the resist film are as above described, Therefore, change in the amount of light absorbed in the resist by being affected by the standing wave effect, come each change . As a result, the dimensions of the resist pattern obtained after the exposure and the phenomenon differ between the upper part and the lower part of the step. The effect of the standing wave effect, which does not affect the pattern size, becomes more pronounced as the pattern becomes finer when a stepper having the same wavelength and the same numerical aperture is used, and is a phenomenon that is commonly observed in any type of resist.

【0010】上記定在波効果のパターン寸法におよぼす
影響は、同一波長、同一開口数のステッパーを用いた場
合、パターンが細かければ細かいほど顕著化する。図6
〜8に、ステッパーとしてニコンNSR1505EX1
(使用露光光源:λ=248nm、KrFエキシマ、N
A=0.42)を用い、レジストとしてXP8843
(シップレーマイクロエレクトロニクス(株)の化学増
幅型レジスト;光酸発生剤を含むポリビニルフェノール
系レジスト)を用いた場合の、定在波効果の影響をパタ
ーンサイズ毎に示す。明らかにパターンが微細化すれば
するほど、定在波効果が顕著になっている(図中に○で
示す0.5μm、0.4μm、0.35μmラインアン
ドスペースパターンのクリティカルディメンジョンシフ
トCD−Shiftのばらつきも参照)。なお、図6は
0.5μmの間隔のラインアンドスペースパターンの場
合であり、図7は0.4μmの間隔のラインアンドスペ
ースパターンの場合であり、図8は0.35μmの間隔
のラインアンドスペースパターンの場合であり、微細化
するほど定在波効果が顕著になっている。
The effect of the standing wave effect on the pattern size becomes more pronounced as the pattern becomes finer when a stepper having the same wavelength and the same numerical aperture is used. FIG.
8 to Nikon NSR1505EX1 as a stepper
(Used exposure light source : λ = 248 nm, KrF excimer, N
A = 0.42) and XP8843 as a resist.
The effect of the standing wave effect when using (a chemically amplified resist of Shipley Microelectronics, Inc .; a polyvinylphenol-based resist containing a photoacid generator) is shown for each pattern size. Obviously, as the pattern becomes finer, the standing wave effect becomes more remarkable (the critical dimension shift CD-Shift of the 0.5 μm, 0.4 μm, 0.35 μm line and space pattern indicated by a circle in the figure). See also variation). 6 shows a case of a line and space pattern with an interval of 0.5 μm, FIG. 7 shows a case of a line and space pattern with an interval of 0.4 μm, and FIG. 8 shows a case of a line and space with an interval of 0.35 μm This is the case of a pattern, and the standing wave effect becomes more prominent as the size is reduced.

【0011】この傾向は、どの種のレジストについても
共通に見られる現象である。半導体装置等のデバイス作
製時のフォトリソグラフィー工程におけるレジストパタ
ーンの寸法精度は、一般に±5%である。トータルでは
±5%よりも緩くても実用可能とは考えられるが、フォ
ーカスその他の、他の要因によるバラツキも生ずること
を考え合わせれば、レジスト露光時におけるパターン精
度はこの±5%以内に収めることが望まれる。この±5
%の寸法精度を達成するためには、定在波効果の低減が
必須である。
This tendency is a phenomenon that is commonly observed in any kind of resist. The dimensional accuracy of a resist pattern in a photolithography process at the time of manufacturing a device such as a semiconductor device is generally ± 5%. Although the total is considered practicable be gentler than ± 5%, the focus of the other, combined consider also occur variations due to other factors, the pattern accuracy be kept within the ± 5% during resist exposure Is desired. This ± 5
In order to achieve% dimensional accuracy, it is essential to reduce the standing wave effect.

【0012】図9に、レジスト膜内での吸収光量の変動
(横軸)に対するレジストパターンの寸法変動(縦軸)
を示す。図9より、例えば0.35μmルールデバイス
の作製を行うには、レジスト膜の吸収光量の変動は、レ
ンジ6%以下であることが要求されることがわかる。
FIG. 9 shows a dimensional change of the resist pattern (vertical axis) with respect to a change in the amount of absorbed light in the resist film (horizontal axis).
Is shown. From FIG. 9, it can be seen that, for example, in order to manufacture a 0.35 μm rule device, the variation in the amount of light absorbed by the resist film is required to be within 6% of the range.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述した要求に応える
べく、現在各方面で反射防止技術の検討が精力的に行わ
れている。しかしながら、下地基板の材料や、使用する
レジストが決まっていても、その場合に適正な反射防止
効果が得られる反射防止膜の条件はどのようなものであ
るかを決定するのは必ずしも容易ではない。
In order to meet the above-mentioned demands, antireflection techniques are being actively studied in various fields. However, even if the material of the base substrate and the resist to be used are determined, it is not always easy to determine the conditions of the antireflection film that can obtain an appropriate antireflection effect in that case. .

【0014】例えば、反射防止膜が必要不可欠とされて
いるゲート構造上(例えばタングステンシリサイド(W
−Si)膜上)のパターン形成において、レジスト膜の
吸収光量の変動を、例えばレンジ6%以下とする反射防
止膜は、どのような条件のものであるかは決定されてい
ない。当然、そのようなW−Si上に有効な反射防止膜
材料は未だ見い出されていない。
For example, on a gate structure where an antireflection film is indispensable (for example, tungsten silicide (W
In the pattern formation on the (-Si) film), it is not determined under what conditions the antireflection film has a variation in the amount of absorbed light of the resist film, for example, in a range of 6% or less. Naturally, no effective anti-reflective coating material has been found on such W-Si.

【0015】このW−Si材料をゲートとする構造につ
いては、現在、多層レジスト法もしくはダイ入りレジス
ト等によりパターン形成を行っている。よって、早急に
W−Si上での反射防止技術を確立することが必要不可
欠と考えられる。
With respect to the structure using the W-Si material as a gate, a pattern is currently formed by a multilayer resist method or a die-containing resist. Therefore, it is considered essential to quickly establish an anti-reflection technique on W-Si.

【0016】このような場合に、任意の単一波長を露光
光源として、任意の下地基板上に安定した微細パターン
形成を行うための反射防止膜に関する包括的な条件、お
よび具体的条件を決定し得る手段があれば、例えば上記
のようにW−Si上にいかなる条件の反射防止膜を形成
すればよいのかを見い出すことができる。しかし、この
ような手法は未だ提案されていない。
In such a case, comprehensive conditions and specific conditions regarding an antireflection film for forming a stable fine pattern on an arbitrary base substrate are determined by using an arbitrary single wavelength as an exposure light source. If there is a means for obtaining the same, it is possible to find out, for example, under what conditions an antireflection film should be formed on W-Si as described above. However, such a method has not been proposed yet.

【0017】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、任意の単一波長の光を露光光源として、任意の下地
基板上にレジストパターンを形成する際に、そのレジス
トパターンが微細なものであっても、良好に、安定した
レジストパターンを形成するためのレジストパターン形
成方法、前記基板上に直接又はその他の層を介して設け
られた反射防止膜であって、露光波長が150〜450
nmにおいて、特定の反射屈折率n、吸収屈折率k、及
び特定の膜厚を有する窒化酸化シリコン膜で構成される
反射防止膜及び該反射防止膜を有する複数の層からなる
半導体装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when a resist pattern is formed on an arbitrary base substrate using light of an arbitrary single wavelength as an exposure light source, the resist pattern is fine. Even preferably, a resist pattern forming method for forming a stable resist pattern, provided directly or via another layer on the substrate
An anti-reflection film having an exposure wavelength of 150 to 450
In nm, a specific reflection index n, absorption index k, and
And silicon nitride oxide film with specific thickness
Consists of an antireflection film and a plurality of layers having the antireflection film
It is an object to provide a semiconductor device.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の層からなる半導体装置において、
下地基板上に形成した少なくとも珪素、酸素及び窒素を
含む窒化酸化シリコン系膜で構成される反射防止膜上
に、フォトレジストを単一波長により露光してレジスト
パターンを形成するレジストパターン形成方法であっ
て、前記窒化酸化シリコン系膜で構成される反射防止膜
を、前記下地基板の種類に応じて、露光時のフォトレジ
ストでのレジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のば
らつきが最小の値となる条件の前記反射防止膜の反射屈
折率n、吸収屈折率kおよび膜厚になるように、成膜条
件を調節しながら成膜する工程を有する、レジストパタ
ーン形成方法を提供する
To achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device comprising a plurality of layers.
At least silicon, oxygen and nitrogen formed on the underlying substrate
On anti-reflective coating composed of silicon nitride oxide based film
And then expose the photoresist with a single wavelength
A resist pattern forming method for forming a pattern.
An anti-reflection film comprising the silicon nitride oxide-based film
Is changed according to the type of the underlying substrate.
Of standing wave effect due to fluctuation of resist film thickness
The reflection skew of the antireflection film under the condition that the fluctuation becomes the minimum value
The film forming conditions are adjusted so that the refractive index n, the absorption refractive index k, and the film thickness become equal.
Resist pattern having a process of forming a film while adjusting the conditions
And a method for forming a blade .

【0019】また、本発明は、複数の層からなる半導体
装置において、下地基板上に形成した少なくとも珪素、
酸素、窒素および水素を含む窒化酸化シリコン系膜で構
成される反射防止膜上に、フォトレジストを単一波長に
より露光してレジストパターンを形成するレジストパタ
ーン形成方法であって、前記窒化酸化シリコン系膜で構
成される反射防止膜を、前記下地基板の種類に応じて、
露光時のフォトレジストでのレジスト膜の膜厚の変動に
よる定在波効果のばらつきが最小の値となる条件の前記
反射防止膜の反射屈折率n、吸収屈折率kおよび膜厚に
なるように、成膜条件を調節しながら成膜する工程を有
する、レジストパターン形成方法を提供する。
The present invention also relates to a semiconductor comprising a plurality of layers.
In the apparatus, at least silicon formed on the underlying substrate,
A silicon nitride oxide film containing oxygen, nitrogen, and hydrogen
Single-wavelength photoresist on anti-reflective coating
A resist pattern that forms a resist pattern by more exposure
A silicon nitride oxide-based film.
The formed anti-reflection film, depending on the type of the underlying substrate,
For variations in resist film thickness of photoresist during exposure
Of the conditions under which the variation of the standing wave effect due to
The reflection refractive index n, absorption refractive index k and film thickness of the antireflection film
Process to adjust the film forming conditions
A method for forming a resist pattern.

【0020】前記本発明においては、多層構造を有する
半導体装置において、下地基板上に形成した少なくとも
珪素、酸素および窒素を含む窒化酸化シリコン系膜は、
SiO (ここで、xは0.40〜1.30、
yは0.09〜0.35、zは0〜0.85の範囲にあ
る。)で表される窒化酸化シリコン膜系膜で構成される
のが好ましい。
In the present invention, the semiconductor device has a multilayer structure.
In a semiconductor device, at least the
The silicon nitride oxide-based film containing silicon, oxygen, and nitrogen is
SiO x N y H z (where x is 0.40 to 1.30,
y is in the range of 0.09 to 0.35 and z is in the range of 0 to 0.85.
You. ) Composed of silicon oxynitride film
Is preferred.

【0021】また、前記本発明のレジストパターン形成
方法においては、下地基板の表面は、好ましくは、シリ
コン系材料、或いは、高融点金属または高融点金属シリ
サイド系材料または低融点金属系材料で構成されている
のが好ましい。この場合、前記シリコン系材料は、単結
晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープ
トポリシリコンからなる群から選ばれる1種であるのが
より好ましく、前記高融点金属はタングステン、前記高
融点金属シリサイドはタングステンシリサイドであるの
がより好ましい。また、前記低融点金属系材料は、アル
ミニウム、アルミニウム−シリコン合全、アルミニウム
−シリコン−銅合金のいずれかであるのがより好まし
い。
Further, the resist pattern of the present invention is formed.
In the method, the surface of the underlying substrate is preferably
Containing materials or high melting point metal or high melting point metal
Made of side material or low melting point metal material
Is preferred. In this case, the silicon-based material
Crystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, dope
One type selected from the group consisting of
More preferably, the high melting point metal is tungsten,
The melting point metal silicide is tungsten silicide
Is more preferred. Further, the low melting point metal-based material is
Minium, aluminum-silicon alloy, aluminum
-More preferably one of silicon-copper alloy
No.

【0022】前記本発明のレジストパターン形成方法に
おいて、下地基板の表面が高融点金属または高融点金属
シリサイド系材料の場合、前記反射防止膜は、反射屈折
率nが1.0以上3.6以下、吸収屈折率kが0.11
以上0.75以下、膜厚が10nm以上100nm以下
であり、レジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のば
らつきが最小の値となるようなSiO (ここ
で、xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.3
5、zは0〜0.85の範囲にある。)で表される窒化
酸化シリコン膜で構成される反射防止膜を成膜するのが
好ましい。
In the method for forming a resist pattern according to the present invention,
In this case, the surface of the underlying substrate is
In the case of a silicide-based material, the antireflection film is catadioptric.
The index n is 1.0 or more and 3.6 or less, and the absorption refractive index k is 0.11.
Not less than 0.75 and not more than 10 nm and not more than 100 nm
In the case of the standing wave effect due to the fluctuation of the resist film thickness,
SiO x N y H z (here
Where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.09 to 0.3
5, z is in the range of 0 to 0.85. )
The formation of an anti-reflection film composed of a silicon oxide film is
preferable.

【0023】又は、前記本発明のレジストパターン形成
方法において、下地基板の表面が高融点金属または高融
点金属シリサイド系材料の場合、前記反射防止膜は、反
射屈折率nが1.7以上5.9以下、吸収屈折率kが
0.51以下の正数、膜厚が25nm以上100nm以
下であり、レジスト膜の膜厚の変動による定在波効果の
ばらつきが最小の値となるようなSiO (こ
こで、xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.3
5、zは0〜0.85の範囲にある。)で表される窒
酸化シリコン膜で構成される反射防止膜を成膜するのが
好ましい。
Alternatively, the resist pattern of the present invention is formed.
In the method, the surface of the underlying substrate is made of a high melting point metal or a high melting point metal.
In the case of a point metal silicide-based material, the antireflection film
The refractive index n is 1.7 or more and 5.9 or less, and the absorption refractive index k is
Positive number of 0.51 or less, film thickness of 25 nm or more and 100 nm or less
The standing wave effect due to the variation in the thickness of the resist film.
SiO x N y H z (this
Here, x is 0.40 to 1.30, and y is 0.09 to 0.3.
5, z is in the range of 0 to 0.85. Nitriding represented by)
The formation of an anti-reflection film composed of a silicon oxide film is
preferable.

【0024】前記本発明のレジストパターン形成方法に
おいて、下地基板の表面が低融点金属系材料の場合、前
記反射防止膜は、反射屈折率nが1.3以上3.6以
下、吸収屈折率kが0.2以上1.5以下、膜厚が10
nm以上70nm以下であり、レジスト膜の膜厚の変動
による定在波効果のばらつきが最小の値となるようなS
iOxNyHz(ここで、xは0.40〜1.30、y
は0.09〜0.35、zは0〜0.85の範囲にあ
る。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成される反射
防止膜を成膜するのが好ましい。
In the method of forming a resist pattern according to the present invention,
In the case where the surface of the underlying substrate is a low melting point metal-based material,
The antireflection film has a reflection refractive index n of 1.3 or more and 3.6 or less.
Bottom, absorption refractive index k is 0.2 or more and 1.5 or less, and film thickness is 10
nm or more and 70 nm or less, and fluctuations in the thickness of the resist film
S that minimizes the dispersion of the standing wave effect due to
iOxNyHz (where x is 0.40 to 1.30, y
Is in the range of 0.09 to 0.35 and z is in the range of 0 to 0.85.
You. Reflection composed of silicon nitride oxide film
It is preferable to form a prevention film.

【0025】又は、前記本発明のレジストパターン形成
方法において、下地基板の表面が低融点金属系材料の場
合、前記反射防止膜は、反射屈折率nが1.9以上5.
9以下、吸収屈折率kが0.2以上0.75以下、膜厚
が25nm以上90nm以下であり、レジスト膜の膜厚
の変動による定在波効果のばらつきが最小の値となるよ
うなSiO (ここで、xは0.49〜1.3
0、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85の範囲
にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成される
反射防止膜を成膜するのが好ましい。
Alternatively, the resist pattern of the present invention is formed.
In the method, the surface of the underlying substrate is made of a low melting point metal-based material.
In this case, the antireflection film has a reflection refractive index n of 1.9 or more.
9 or less, absorption refractive index k is 0.2 or more and 0.75 or less, film thickness
Is not less than 25 nm and not more than 90 nm, and the thickness of the resist film is
The dispersion of the standing wave effect due to the fluctuation of
Such as SiO x N y H z (where x is 0.49 to 1.3)
0, y ranges from 0.09 to 0.35, z ranges from 0 to 0.85
It is in. Composed of silicon nitride oxide film
It is preferable to form an antireflection film.

【0026】前記本発明のレジストパターン形成方法に
おいて、下地基板の少なくとも表面がシリコン系材料の
場合、前記反射防止膜は、反射屈折率nが1.8以上
2.6以下、吸収屈折率kが0.1以上0.8以下、膜
厚が20nm以上150nm以下であり、レジスト膜の
膜厚の変動による定在波効果のばらつきが最小の値とな
るようなSiO (ここで、xは0.40〜
1.30、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85
の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成
される反射防止膜を成膜するのが好ましい。
In the method for forming a resist pattern according to the present invention,
In this case, at least the surface of the underlying substrate is made of a silicon-based material.
In this case, the antireflection film has a reflection refractive index n of 1.8 or more.
2.6 or less, absorption refractive index k is 0.1 or more and 0.8 or less, film
The thickness is 20 nm or more and 150 nm or less, and the thickness of the resist film is
The variation of the standing wave effect due to the variation of the film thickness is the minimum value.
So that a SiO x N y H z (wherein, x represents 0.40
1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0 to 0.85
In the range. Composed of silicon nitride oxide film
It is preferable to form an antireflection film to be formed.

【0027】また、本発明は、下地基板上に直接または
その他の層を介して設けられた反射 防止膜であって、露
光波長が150〜450nmにおいて、所定の反射屈折
率n、吸収屈折率k及び膜厚を有するSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09〜
0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表され
る窒化酸化シリコン膜で構成されている反射防止膜を提
供する。
In addition, the present invention provides a method for directly or
An anti- reflection film provided with another layer interposed therebetween,
At a light wavelength of 150 to 450 nm, a predetermined catadioptric
SiO x N y H z having a refractive index n, an absorption refractive index k and a film thickness
(Where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.09 to
0.35 and z are in the range of 0 to 0.85. )
Anti-reflective coating made of silicon nitride oxide film
Offer.

【0028】前記反射防止膜においては、表面が高融点
金属または高融点金属シリサイド系材料からなる下地基
板上に、直接またはその他の層を介して設けられた反射
防止膜であって、前記反射防止膜は、露光波長が150
〜450nmにおいて、反射屈折率nが1.0以上3.
6以下、吸収屈折率kが0.11以上0.75以下、膜
厚が10nm以上100nm以下であり、レジスト膜の
膜厚の変動による定在波効果のばらつきが最小の値とな
るようなSiO (ここで、xは0.40〜
1.30、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85
の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成
されているのが好ましい。
In the antireflection film, the surface has a high melting point.
Base material made of metal or high melting point metal silicide material
Reflection provided directly or through other layers on the plate
An anti-reflection film, wherein the anti-reflection film has an exposure wavelength of 150.
In the range of from 450 nm to 450 nm, the reflection refractive index n is 1.0 or more.
6 or less, absorption refractive index k is 0.11 or more and 0.75 or less, film
The thickness is 10 nm or more and 100 nm or less, and the thickness of the resist film is
The variation of the standing wave effect due to the variation of the film thickness is the minimum value.
So that a SiO x N y H z (wherein, x represents 0.40
1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0 to 0.85
In the range. Composed of silicon nitride oxide film
It is preferred that

【0029】又は、前記反射防止膜においては、表面が
高融点金属または高融点金属シリサイド系材料からなる
下地基板上に、直接またはその他の層を介して設けられ
た反射防止膜であって、前記反射防止膜は、露光波長が
150〜450nmにおいて、反射屈折率nが1.7以
上5.9以下、吸収屈折率kが0.51以下の正数、膜
厚が25nm以上100nm以下であり、レジスト膜の
膜厚の変動による定在波効果のばらつきが最小の値とな
るようなSiO (ここで、xは0.40〜
1.30、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85
の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成
されているのが好ましい。
Alternatively, in the antireflection film, the surface is
Made of high melting point metal or high melting point metal silicide material
Provided directly or through another layer on the underlying substrate
An anti-reflection film, wherein the anti-reflection film has an exposure wavelength of
In the range of 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is 1.7 or less.
Above 5.9, positive number with absorption refractive index k of 0.51 or less, film
The thickness is 25 nm or more and 100 nm or less, and the thickness of the resist film is
The variation of the standing wave effect due to the variation of the film thickness is the minimum value.
So that a SiO x N y H z (wherein, x represents 0.40
1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0 to 0.85
In the range. Composed of silicon nitride oxide film
It is preferred that

【0030】前記本発明の反射防止膜においては、表面
が低融点金属系材料からなる下地基板上に、直接または
その他の層を介して設けられた反射防止膜であって、露
光波長が150〜450nmにおいて、反射屈折率nが
1.3以上3.6以下、吸収屈折率kが0.2以上1.
5以下、膜厚が10nm以上70nm以下であり、レジ
スト膜の膜厚の変動による定在波効果のばらつきが最小
の値となるようなSiO (ここで、xは0,
40〜1.30、yは0.09〜0.35、z は0〜
0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコン
膜で構成されているのが好ましい。
In the antireflection film of the present invention, the surface
Is directly or on an underlying substrate made of a low melting point metal-based material.
An anti-reflection film provided with another layer interposed therebetween,
When the light wavelength is 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is
1.3 or more and 3.6 or less, and the absorption refractive index k is 0.2 or more.
5 or less, the film thickness is 10 nm or more and 70 nm or less,
Minimal variation in standing wave effect due to variation in film thickness
SiO x N y H z (where x is 0,
40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0 to
It is in the range of 0.85. ) Silicon nitride oxide
It is preferred that it is composed of a film.

【0031】又は、前記本発明の反射防止膜において
は、表面が低融点金属系材料からなる下地基板上に、直
接またはその他の層を介して設けられた反射防止膜であ
って、露光波長が150〜450nmにおいて、反射屈
折率nが1.9以上5.9以下、吸収屈折率kが0.2
以上0.75以下、膜厚が25nm以上90nm以下で
あり、レジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばら
つきが最小の値となるようなSiO (ここ
で、xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.3
5、zは0〜0.85の範囲にある。)で表される窒化
酸化シリコン膜で構成されているのが好ましい。
Alternatively, in the antireflection film of the present invention,
Is placed on an undersubstrate whose surface is made of a low-melting metal material.
An anti-reflective coating provided in contact with or through another layer
Therefore, when the exposure wavelength is 150 to 450 nm,
The refractive index n is 1.9 or more and 5.9 or less, and the absorption refractive index k is 0.2.
Not less than 0.75 and a film thickness of not less than 25 nm and not more than 90 nm.
Yes, variation in standing wave effect due to variation in resist film thickness
SiO x N y H z (here,
Where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.09 to 0.3
5, z is in the range of 0 to 0.85. )
It is preferable to be composed of a silicon oxide film.

【0032】前記本発明の反射防止膜においては、表面
がシリコン系材料からなる下地基板上に、直接またはそ
の他の層を介して設けられた反射防止膜においては、露
光波長が150〜450nmにおいて、反射屈折率nが
1.8以上2.6以下、吸収屈折率kが0.1以上0.
8以下、膜厚が20nm以上150nm以下であり、レ
ジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばらつきが最
小の値となるようなSiO (ここで、xは
0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、zは0
〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコ
ン膜で構成されているのが好ましい。
In the antireflection film of the present invention, the surface
Directly or on a base substrate made of silicon-based material.
The anti-reflection film provided through another layer of
When the light wavelength is 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is
1.8 or more and 2.6 or less, and the absorption refractive index k is 0.1 or more and 0.2 or less.
8 or less, the film thickness is 20 nm or more and 150 nm or less, and
The variation of the standing wave effect due to the variation of the
SiO x N y H z (where x is a small value)
0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0
0.80.85. Silicon nitride oxide represented by)
It is preferable to be composed of a membrane.

【0033】さらに、本発明は、複数の層からなる半導
体装置であって、下地基板と、該下地基板上に直接また
はその他の層を介して、所定の反射屈折率n、吸収屈折
率k及び膜厚を有するSiO (ここで、xは
0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、zは0
〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコ
ン膜で構成されている反射防止膜とを有する半導体装置
を提供する
Further, the present invention provides a semiconductor device comprising a plurality of layers.
Body device, comprising: a base substrate; and
Is a predetermined reflection / refractive index n, absorption / refraction through other layers
SiO x N y H z having a rate k and a film thickness (where x is
0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0
0.80.85. Silicon nitride oxide represented by)
Device having an anti-reflection film composed of a reflection film
To provide .

【0034】前記本発朋の半導体装置は、好ましくは、
表面が高融点金属または高融点金属シリサイド系材料か
らなる下地基板と、該下地基板上に、直接またはその他
の層 を介して、露光波長が150〜450nmにおい
て、反射屈折率nが1.0以上3.6以下、吸収屈折率
kが0.11以上0.75以下、膜厚が10nm以上1
00nm以下であり、レジスト膜の膜厚の変動による定
在波効果のばらつきが最小の値となるようなSiO
(ここで、xは0.04〜1.30、yは0.0
9〜0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表
される窒化酸化シリコン膜で構成されている反射防止膜
とを有する半導体装置である。
The semiconductor device of the present invention preferably comprises
Whether the surface is refractory metal or refractory metal silicide material
An underlying substrate, and directly or on the underlying substrate
Exposure wavelength is 150-450 nm through the layer of
The reflection refractive index n is 1.0 or more and 3.6 or less, and the absorption refractive index is
k is 0.11 or more and 0.75 or less, and the film thickness is 10 nm or more and 1
00 nm or less, and is determined by fluctuations in the thickness of the resist film.
SiO x N that minimizes the variation of the standing wave effect
y H z (wherein, x is from 0.04 to 1.30, y is 0.0
9 to 0.35, z is in the range of 0 to 0.85. )
-Reflection film composed of silicon nitride oxide film to be formed
And a semiconductor device having:

【0035】又は、前記本発明の半導体装置は、好まし
くは、表面が高融点金属または高融点金属シリサイド系
材料からなる下地基板と、該下地基板上に、直接または
その他の層を介して、露光波長が150〜450nmに
おいて、反射屈折率nが1.7以上5.9以下、吸収屈
折率kが0.51以下の正数、膜厚が25nm以上10
0nm以下であり、レジスト膜の膜厚の変動による定在
波効果のばらつきが最小の値となるようなSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09
〜0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表さ
れる窒化酸化シリコン膜で構成されている反射防止膜と
を有する半導体装置である。
Alternatively, the semiconductor device of the present invention is preferably
In other words, the surface has a high melting point metal or high melting point metal silicide
A base substrate made of a material, on the base substrate, directly or
Exposure wavelength to 150-450nm through other layers
The refractive index n is 1.7 or more and 5.9 or less,
Positive ratio k is 0.51 or less, film thickness is 25 nm or more and 10
0 nm or less, standing due to variation in the thickness of the resist film
SiO x N y that minimizes the variation of the wave effect
H z (wherein, x is from .40 to 1.30, y is 0.09
0.30.35 and z are in the range of 00〜0.85. )
An anti-reflection film composed of a silicon nitride oxide film
Is a semiconductor device having:

【0036】前記本発明の半導体装置は、好ましくは、
表面が低融点金属系材料からなる下地基板と、該下地基
板上に直接またはその他の層を介して、露光波長が15
0〜450nmにおいて、反射屈折率nが1.3以上
3.6以下、吸収屈折率kが0.2以上1.5以下、膜
厚が10nm以上70nm以下であり、レジスト膜の膜
厚の変動による定在波効果のばらつきが最小の値となる
ようなSiO (ここで、xは0.40〜1.
30、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85の範
囲にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成され
ている反射防止膜とを有する半導体装置である。
The semiconductor device of the present invention is preferably
An undersubstrate having a surface made of a low-melting metal material;
Exposure wavelength of 15 or more directly on the plate or through another layer
At 0 to 450 nm, the reflection refractive index n is 1.3 or more
3.6 or less, absorption refractive index k is 0.2 to 1.5, film
The thickness of the resist film is not less than 10 nm and not more than 70 nm.
The variation of the standing wave effect due to the thickness variation is the minimum value
Such SiO x N y H z (where x is 0.40 to 1.
30, y ranges from 0.09 to 0.35, and z ranges from 0 to 0.85.
In the box. ) Composed of silicon nitride oxide film
And an anti-reflection film.

【0037】前記本発明の半導体装置は、好ましくは、
表面が低融点金属系材料からなる下地基板と、該下地基
板上に直接またはその他の層を介して、露光波長が15
0〜450nmにおいて、反射屈折率nが1.9以上
5.9以下、吸収屈折率kが0.2以上0.75以下、
膜厚が25nm以上90nm以下であり、レジスト膜の
膜厚の変動による定在波効果のばらつきが最小の値とな
るようなSiO (ここで、xは0.40〜
1.30、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85
の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成
されている反射防止膜とを有する半導体装置である。
The semiconductor device according to the present invention preferably comprises
An undersubstrate having a surface made of a low-melting metal material;
Exposure wavelength of 15 or more directly on the plate or through another layer
The reflection refractive index n is 1.9 or more at 0 to 450 nm.
5.9 or less, absorption refractive index k is 0.2 or more and 0.75 or less,
The film thickness is 25 nm or more and 90 nm or less, and the resist film
The variation of the standing wave effect due to the variation of the film thickness is the minimum value.
So that a SiO x N y H z (wherein, x represents 0.40
1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0 to 0.85
In the range. Composed of silicon nitride oxide film
And a reflection preventing film.

【0038】また、前記本発明の半導体装置は、好まし
くは、表面がシリコン系材料からなる下地基板と、該下
地基板上に直接またはその他の層を介して、露光波長が
150〜450nmにおいて、反射屈折率nが1.8以
上2.6以下、吸収屈折率kが0.1以上0.8以下、
膜厚が20nm以上150nm以下であり、レジスト膜
の膜厚の変動による定在波効果のばらつきが最小の値と
なるようなSiO (ここで、xは0.40〜
1.30、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85
の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成
されている反射防止膜とを有する半導体装置である。
Further, the semiconductor device of the present invention is preferably
Or an undersubstrate whose surface is made of a silicon-based material,
Exposure wavelength directly on the ground substrate or through another layer
In the range of 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is 1.8 or less.
2.6 or less, absorption refractive index k is 0.1 or more and 0.8 or less,
A resist film having a film thickness of not less than 20 nm and not more than 150 nm;
The variation of the standing wave effect due to the variation of
SiO x N y H z (where x is 0.40 to
1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0 to 0.85
In the range. Composed of silicon nitride oxide film
And a reflection preventing film.

【0039】さらに、本発明は、前記下地基板を実際に
成膜する前に、前記下地基板の種類に応じて、露光時に
フォトレジストでの定在波効果が最小となる条件の、反
射防止膜の反射屈折率n、吸収屈折率kおよび膜厚をシ
ュミレーションにより求め、そのシュミレーションによ
り求めた反射屈折率nおよび吸収屈折率kに近づくよう
に、下地基板の表面に直接またはその他の層を介して、
少なくとも窒素を含む酸化シリコン系膜で構成される反
射防止膜を、成膜条件を調節しながら、前記シュミレー
ションにより求めた膜厚と略等しい膜厚で成膜する請求
項1又は8記載のレジストパターン形成方法を提供す
る。
Further, according to the present invention, the underlying substrate is actually
Before film formation, depending on the type of the base substrate,
Under the condition that the standing wave effect in the photoresist is minimized,
The reflection refractive index n, absorption refractive index k, and film thickness of the
By simulation and by simulation
Approach the calculated refractive index n and absorption refractive index k
At the surface of the underlying substrate directly or through another layer,
An anti-static silicon oxide film containing at least nitrogen
While controlling the film formation conditions,
Request a film thickness approximately equal to the film thickness determined by the application
Item 10. A method for forming a resist pattern according to item 1 or 8.
You.

【0040】前記本発明においては、少なくともシリコ
ン原子および酸素原子を含有する物質を原料ガスとして
用いる気相成長法により、前記反射防止膜を成膜する際
に、前記原料ガスに含まれるシリコン原子と酸素原子の
含有比(Si/O)が、0.4以上3以下であるのが好
ましい。
In the present invention, at least silicon
Materials containing oxygen and oxygen atoms as source gas
When the antireflection film is formed by the vapor phase growth method used,
The silicon and oxygen atoms contained in the source gas
It is preferable that the content ratio (Si / O) is 0.4 or more and 3 or less.
Good.

【0041】また、前記原料ガスとしてSiH および
Oを用いる気相成長法により、 前記反射防止膜を成
膜する際に、前記SiH およびN Oのガス流量比
(SiH 4/ O)が、0.4以上3以下であるの
が、より好ましい。
Further , SiH 4 and
The antireflection film was formed by a vapor deposition method using N 2 O.
When forming the film, the gas flow ratio of the SiH 4 and N 2 O
(SiH 4 / N 2 O) is 0.4 or more and 3 or less
Is more preferred.

【0042】さらに本発明は、前記反射防止膜を実際に
成膜する前に、前記下地基板の種類に応じて、露光時に
フォトレジストでの定在波効果が最小となる条件の、反
射防止膜の反射屈折率n、吸収屈折率kおよび膜厚をシ
ュミレーションにより求め、そのシュミレーションによ
り求めた反射屈折率nおよび吸収屈折率kに近づくよう
に、下地基板の表面に直接またはその他の層を介して、
少なくとも窒素および水素を含む酸化シリコン系膜で構
成される反射防止膜を、原料ガスの流量比を調節しなが
ら、前記シュミレーションにより求めた膜厚と略等しい
膜厚で成膜するレジストパターンの形成方法を提供す
る。
Further, according to the present invention, the antireflection film is actually used.
Before film formation, depending on the type of the base substrate,
Under the condition that the standing wave effect in the photoresist is minimized,
The reflection refractive index n, absorption refractive index k, and film thickness of the
By simulation and by simulation
Approach the calculated refractive index n and absorption refractive index k
At the surface of the underlying substrate directly or through another layer,
A silicon oxide film containing at least nitrogen and hydrogen
The anti-reflection film formed is adjusted while adjusting the flow ratio of the source gas.
Is approximately equal to the film thickness obtained by the simulation.
Provided is a method for forming a resist pattern formed with a film thickness.
You.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】本発明に係る反射防止膜形成方法
およびレジストパターン形成方法は、前記反射防止膜を
実際に成膜する前に、前記下地基板の種類に応じて、露
光時のフォトレジストでのレジスト膜の膜厚の変動によ
る定在波効果のばらつきが最小の値となるような条件
、SiO(ここで、xは0.40〜1.3
0、yは0.09〜0.35、zは0〜0.85の範囲
にある。)で表される窒化酸化シリコン膜で構成される
反射防止膜の反射屈折率n、吸収屈折率kおよび膜厚を
求め、求められた反射屈折率n、吸収屈折率kおよび膜
厚になるように、成膜条件を調節しながら成膜すること
が好ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method for forming an anti-reflection film and the method for forming a resist pattern according to the present invention are described below. Due to fluctuations in the thickness of the resist film
That minimizes the variation of the standing wave effect
Of SiO x N y H z (where x is 0.40 to 1.3)
0 and y are in the range of 0.09 to 0.35, and z is in the range of 0 to 0.85. ), The reflection refractive index n, the absorption refractive index k, and the film thickness of the antireflection film composed of the silicon nitride oxide film are determined. It is preferable to form a film while adjusting the film forming conditions.

【0044】この場合において、本発明では、少なくと
もシリコン元素および酸素元素を含有する物質を原料ガ
スとして用いる気相成長により、前記反射防止膜を成膜
する際に、前記原料ガスに含まれるシリコン元素と酸素
元素の含有比(Si/O)が、0.4以上3以下である
ことが好ましい。
In this case, according to the present invention, when the antireflection film is formed by vapor phase growth using a substance containing at least a silicon element and an oxygen element as a source gas, the silicon element contained in the source gas may be used. It is preferable that the content ratio (Si / O) of oxygen and oxygen element is 0.4 or more and 3 or less.

【0045】さらに、前記原料ガスとして、SiH
よびNOを用いた気相成長法により、前記反射防止膜
を成膜する場合には、前記SiHおよびNOのガス
の流量比(SiH/NO)が、0.4以上3以下で
あることが好ましい。
Further, when the antireflection film is formed by a vapor phase growth method using SiH 4 and N 2 O as the source gas, the flow rate ratio of the gas of SiH 4 and N 2 O ( (SiH 4 / N 2 O) is preferably 0.4 or more and 3 or less.

【0046】上記の新規な反射防止膜の決定に際して
は、以下の手段を用いて行った。 (I)任意に定めたある膜厚のレジストの膜厚に対し、
反射防止膜の光学条件(n,k)を連続的に変化させ
(ただし、反射防止膜の膜厚は固定しておく)た際のレ
ジスト膜内で吸収される吸収光量の等高線を求める。 (II)上記(I)で求めた各レジスト膜の膜厚におけ
るレジスト内部の吸収光量の等高線の結果において、吸
収光量の差が最小になる共通領域を見い出し、この共通
領域により限定される光学条件を、(I)において定め
た反射防止膜の膜厚における光学条件(n,k)とす
る。 (III)反射防止膜の膜厚を変化させて、上記
(I),(II)の操作を繰り返し行い、反射防止膜の
各膜厚に対する各最適条件の光学定数(n,k)を求め
る。 (IV)上記(III)で得られた最適条件の光学定数
を有する実際の材質の反射防止膜を見い出す。
The above-mentioned new antireflection film was determined by the following means. (I) For a resist film having an arbitrary thickness,
Contour lines of the amount of light absorbed in the resist film when the optical conditions (n, k) of the antireflection film are continuously changed (however, the thickness of the antireflection film is fixed) are obtained. (II) In the result of the contour line of the amount of absorbed light in the resist at the thickness of each resist film obtained in (I) above, a common region where the difference in the amount of absorbed light is minimized is found, and the optical conditions limited by this common region Is the optical condition (n, k) at the film thickness of the antireflection film determined in (I). (III) The above operations (I) and (II) are repeated while changing the thickness of the anti-reflection film, and the optical constants (n, k) of each optimum condition for each thickness of the anti-reflection film are obtained. (IV) An anti-reflection film of an actual material having an optical constant under the optimum condition obtained in the above (III) is found.

【0047】次に、図面を参照して、本発明に用いられ
る反射防止膜の包括的条件を決定する上記手段(I)〜
(IV)について、より具体的に説明する。定在波効
果の極大値間、または極小値間のレジスト膜厚は、レジ
ストの屈折率をnPRとし、露光用光の波長をλとする
と、λ/2n PR で与えられる(図10参照)。レジ
ストと下地基板との間に、反射防止膜ARLを過程し
て、その膜厚さdart,光学定数をnart,k
artとする。図10におけるある1点(例えば、定
在波効果が極大となる膜厚)の膜厚に着目すると、反射
防止膜の膜厚さdartを固定してnart,kart
を変化させた場合、その点におけるレジスト膜の吸収光
量は変化する。この変化する軌跡、すなわち吸収光量の
等高線を求めると、図11に示すようになる。
Next, with reference to the drawings, the above-mentioned means (I) to determine the comprehensive conditions of the antireflection film used in the present invention.
(IV) will be described more specifically. Between the maximum value of the standing wave effect, or resist film thickness between the minimum value, when the refractive index of the resist and n PR, the wavelength of the exposure light is lambda, it is given by λ / 2n PR (see FIG. 10) . An anti-reflection film ARL is formed between the resist and the underlying substrate, and the film thickness dart and the optical constant are changed to nart and k.
art . One point in FIG. 10 (e.g., the standing wave effect film thickness becomes maximum) when focusing on the thickness of, n art to secure the film thickness d art of anti-reflection film, k art
Is changed, the amount of light absorbed by the resist film at that point changes. When this changing locus, that is, the contour line of the amount of absorbed light is obtained, the result is as shown in FIG.

【0048】他の異なったレジスト膜厚dPRについ
て、少なくとも定在波効果を極大もしくは極小にする膜
厚を基準にして、λ/8nPR間隔で4ケ所に対して、
を繰り返し行うと、図11に対応した図12〜図14
が得られる(図11〜図14は、反射防止膜厚を20n
mに規定し、レジスト膜厚を各々985nm、1000
nm、1018nm、1035nmとした結果を示
す)。以上は、上記手段(I)に該当する。
With respect to other different resist film thicknesses d PR , at least at four positions at λ / 8n PR intervals on the basis of at least the film thickness that maximizes or minimizes the standing wave effect.
12 to 14 corresponding to FIG.
(FIGS. 11 to 14 show that the antireflection film thickness is 20 n
m, and the resist film thicknesses are 985 nm and 1000, respectively.
nm, 1018 nm, and 1035 nm are shown). The above corresponds to the above-mentioned means (I).

【0049】図11〜図14の各々グラフの共通領域
は、反射防止膜の特定の膜厚について、レジスト膜厚が
変化しても、レジスト膜内での吸収光量が変化しない領
域を示している。すなわち、上記共通領域は、定在波効
果を最小にする、反射防止効果が最も高い領域である。
よって、かかる共通領域を見い出す。共通領域を見い出
すのは、例えば簡便には、各図(グラフ)を重ね合わせ
て、共通領域をとることにより、行うことができる(も
ちろん、コンピュータでの共通領域の検索により行って
もよい)。これは上記手段(II)に該当する。
The common areas of the graphs in FIGS. 11 to 14 indicate areas where the amount of absorbed light in the resist film does not change even if the resist film thickness changes for a specific antireflection film thickness. . That is, the common area is an area where the standing wave effect is minimized and the antireflection effect is the highest.
Therefore, such a common area is found. The common area can be found, for example, simply by superimposing the respective figures (graphs) and taking the common area (of course, the common area may be searched by a computer). This corresponds to the above means (II).

【0050】次に、反射防止膜の膜厚dを連続的に変
化させて、上記を繰り返す。たとえば最初のステ
ップのまでは、d=20nmとして操作を行ったとす
ると、dを変えて、上記を繰り返し行う。これにより、
定在波効果を最小にするような反射防止膜の膜厚d
art、光学定数nart,kartの条件を特定でき
る。これは上記手段(III)に該当する。上記で
特定した反射防止膜の満たすべき条件(膜厚、光学定
数)を満足するような膜の種類を、露光用光における各
膜種の光学定数を測定することにより、見い出す。これ
は手段(IV)に該当する。上記手法は、全ての波長、
全ての下地基板に対して原理的に適用可能である。
Next, the above operation is repeated while continuously changing the thickness d of the antireflection film. For example, if the operation is performed with d = 20 nm up to the first step, the above is repeated while changing d. This allows
Thickness d of the antireflection film so as to minimize the standing wave effect
art , optical constants nart , and kart can be specified. This corresponds to the above means (III). The type of film that satisfies the conditions (film thickness, optical constant) to be satisfied by the antireflection film specified above is found by measuring the optical constant of each film type in exposure light. This corresponds to the means (IV). The above method works for all wavelengths,
It is applicable in principle to all base substrates.

【0051】上記(I)〜(IV)の手段で、本発明に
係る方法で好適に用いることができる反射防止膜につい
て検討したところ、窒素を含む酸化シリコン膜(SiO
膜)または窒素および水素を含む酸化シリコン膜
(SiO膜)が、特に適切であることが判明
した。
When the antireflection film which can be suitably used in the method according to the present invention was examined by means of the above (I) to (IV), a silicon oxide film containing nitrogen (SiO
x N y film) or nitrogen and a silicon oxide film containing hydrogen (SiO x N y H z films) have been found to be particularly suitable.

【0052】これらの膜は、その成膜条件により、光学
条件を大きく変化させることが可能であり、上記手法に
より求めた定在波効果を、レジスト膜の膜厚の変動によ
るばらつきが最小の値となるようにする反射防止膜の光
学条件に合わせた反射防止膜を容易に成膜することがで
きる。
The optical conditions of these films can be greatly changed depending on the film formation conditions .
It is possible to easily form an anti-reflection film adapted to the optical conditions of the anti-reflection film so as to minimize the variation .

【0053】これらの反射防止膜は、各種CVD法によ
り容易に成膜することができる。たとえば、これら膜
は、平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマCV
D法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利用
し、マイクロ波を用いて、シラン系ガスと酸素および窒
素を含むガスと(たとえばSiH+O+N)の混
合ガス、またはシラン系ガスと窒素を含むガス(たとえ
ばSiH+NO)の混合ガスとを用いて成膜するこ
とができる。また、その際に、バッファガスとして、ア
ルゴンArガスまたはNガスなどを用いることができ
る。
These antireflection films can be easily formed by various CVD methods. For example, these films are formed by a parallel plate type plasma CVD method, an ECR plasma CV
A mixed gas of a silane-based gas and a gas containing oxygen and nitrogen (for example, SiH 4 + O 2 + N 2 ), or a silane-based gas and nitrogen using a microwave by a D method or a bias ECR plasma CVD method. The film can be formed using a mixed gas of a mixed gas (for example, SiH 4 + N 2 O). At that time, an argon Ar gas, an N 2 gas, or the like can be used as a buffer gas.

【0054】また、これらSiO膜は、レジ
ストをマスクとして、CF、CHF、C、C
、SF、S、NF系ガスをエッチャン
トとし、Arを添加してイオン性を高めたRIEによ
り、容易にエッチングすることができる。そのRIE
は、約2Pa程度の圧力下で、10〜100W程度のパ
ワーをかけて行うことが好ましい。また、RIE時のガ
スの流量は、特に限定されないが、5〜70SCCMで
あることが好ましい。
Further, these SiO x N y H z films are formed using CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C
4 F 8, SF 6, S 2 F 2, the NF 3 series gas as an etchant, by the addition of Ar RIE with increased ionic, can be easily etched. That RIE
Is preferably performed under a pressure of about 2 Pa and applying a power of about 10 to 100 W. The flow rate of the gas during RIE is not particularly limited, but is preferably 5 to 70 SCCM.

【0055】[0055]

【実施例】以下本発明の実施例について、具体的に説明
する。ただし、当然のことではあるが、本発明は以下の
実施例により限定されるものではない。実施例1 この実施例は、KrFエキシマリソグラフィーを用いて
W−Si膜上に安定したレジストパターンを形成するた
めの実施例である。本実施例では、実際に反射防止膜を
用いてレジストパターンを形成する前に、以下の手法に
より、フォトレジストでの定在波効果を最小にすること
ができる反射防止膜の最適な光学条件および膜厚を求め
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below. However, needless to say, the present invention is not limited by the following examples. Embodiment 1 This embodiment is an embodiment for forming a stable resist pattern on a W-Si film by using KrF excimer lithography. In the present embodiment, before actually forming a resist pattern using an anti-reflection film, the following method is used to optimize the optimal optical conditions of the anti-reflection film capable of minimizing the standing wave effect in the photoresist and The film thickness was determined.

【0056】 (1)反射防止膜がない状態で、W−Si膜上にXP8
843レジスト(シプレイマイクロエレクトロニクス
(株))を塗布し、波長248nmのKrFエキシマレ
ーザー光により露光、現象した際の定在波効果を図15
に示す。図15より、定在波効果は、約±20%であ
る。 (2)図15において、定在波効果の極大値は、例えば
レジスト膜厚が985nmのときにある。レジスト膜厚
985nmに着目し、かつ反射防止膜の膜厚を30nm
とした際、反射防止膜の光学定数nart、kart
変化に対するレジスト膜内の吸収光量の変化(吸収光量
の等高線)を図16に示す。 (3)レジスト膜厚1000nm、1017.5nm、
1035nm各々に対して、上記(2)を繰り返し行っ
た結果を各々図17、図18、図19に示す。
(1) XP8 on W-Si film without antireflection film
843 resist (Shipley Microelectronics Co., Ltd.) was applied and exposed to KrF excimer laser light having a wavelength of 248 nm.
Shown in From FIG. 15, the standing wave effect is about ± 20%. (2) In FIG. 15, the maximum value of the standing wave effect is, for example, when the resist film thickness is 985 nm. Focusing on the resist film thickness of 985 nm, and setting the thickness of the antireflection film to 30 nm
FIG. 16 shows the change in the amount of absorbed light in the resist film (the contour line of the amount of absorbed light) with respect to the change in the optical constants n art and k art of the antireflection film. (3) a resist film thickness of 1000 nm, 1017.5 nm,
The results obtained by repeating the above (2) for each of 1035 nm are shown in FIGS. 17, 18 and 19, respectively.

【0057】(4)図17〜19の共通領域を求めた結
果、 nart=4.9, kart=0.1 または、nart=2.15, kart=0.6
7を得た。 すなわち、反射防止膜の膜厚を30nmとした際の最適
反射防止膜の満たすべき条件は、 nart=4.9, kart=0.1 または、nart=2.15, kart=0.6
7である。 本条件を用いて定在波効果を求めると、図20、図21
に示す結果を得た。図20,21において、定在波効果
はきわめて小さく、いずれの場合においても、約±1%
であった。反射防止膜なしの場合と比較して、1/20
程度に定在波効果は低減された。なお、図20と図21
とでは反射防止膜の光学条件が相違する。
(4) As a result of finding the common area in FIGS. 17 to 19, nart = 4.9, kart = 0.1 or nart = 2.15, kart = 0.6.
7 was obtained. That is, when the film thickness of the antireflection film is 30 nm, the conditions to be satisfied by the optimum antireflection film are nart = 4.9, kart = 0.1 or nart = 2.15, kart = 0. .6
7 When the standing wave effect is obtained using these conditions, FIGS.
Were obtained. 20 and 21, the standing wave effect is extremely small, and in each case, about ± 1%
Met. 1/20 compared to the case without anti-reflection coating
The standing wave effect has been reduced to some extent. 20 and 21.
And the optical conditions of the antireflection film are different.

【0058】(5)上記(2)〜(4)の操作は、反射
防止膜の膜厚を30nmとした場合であるが、他の異な
る反射防止膜の膜厚(ARL膜厚)に対しても、(2)
〜(4)を繰り返して行うと、反射防止膜の膜厚に応じ
た反射防止膜の最適条件が求まる。求めた結果を図2
2,23に示す。図22,23に示すように、解(Va
lue)1については、反射防止膜として、反射屈折率
nが1.2以上3.4以下であり、吸収屈折率kが0.
16以上0.72以下であり、膜厚が10nm以上10
0nm以下であるものが、最適な反射防止膜となり、解
(Value)2については、反射防止膜として、反射
屈折率nが1.9以上5.7以下であり、吸収屈折率k
が0以上0.46以下であるものが、最適な反射防止膜
となることが判明した。図22,23に示す曲線上に一
致するn、kを有する反射防止膜が最も好ましいが、必
ずしも曲線上ではなく、nについては、±0.6、好ま
しくは±0.2であり、kについては、±0.3、好ま
しくは±0.2、さらに好ましくは0.15、さらにま
た好ましくは、±0.05の範囲にあれば、十分な反射
止効果を奏する。
(5) The above operations (2) to (4) are performed when the thickness of the antireflection film is set to 30 nm. Also, (2)
By repeating (4) to (4), the optimum condition of the antireflection film according to the thickness of the antireflection film is obtained. Figure 2 shows the result.
2 and 23. As shown in FIGS. 22 and 23, the solution (Va
lue) 1, as an antireflection film, the reflective refractive index n is 1.2 or more and 3.4 or less, and the absorption refractive index k is 0.1 or less.
16 to 0.72 and a film thickness of 10 nm to 10
A film having a thickness of 0 nm or less is an optimal antireflection film. As for the solution (Value) 2, the reflection refractive index n is 1.9 or more and 5.7 or less, and the absorption refractive index k
It was found that a film having a value of 0 or more and 0.46 or less was an optimal antireflection film. Antireflection films having n and k matching the curves shown in FIGS. 22 and 23 are most preferable, but not necessarily on the curves, and n is ± 0.6, preferably ± 0.2, and k is Is within the range of ± 0.3, preferably ± 0.2, more preferably 0.15, and still more preferably ± 0.05.

【0059】(6)上記(5)で求めた反射防止膜の満
たすべき条件を満足するような膜種が存在するのか否か
を、分光エリプソメーター(SOPRA社、“Moss
ystem”)を用いて調査した。この結果、SiO
膜をCVD法を用いて成膜する際の成膜条件に対応
して、光学定数が図24に示す変化を示すことを見い出
した。図24中○で示す領域は、図22,23の条件を
満たす。すなわち、好ましくは、反射屈折率n=2.4
±0.6、吸収屈折率k=0.7±0.2、膜厚d=2
5nm±10nmでるSiO膜を反射防止膜とし
て用いれば、定在波効果を最小限にすることができるこ
とが予想される。
(6) A spectroscopic ellipsometer (SOPRA, “Moss”) is used to determine whether there is a film type that satisfies the conditions to be satisfied by the antireflection film obtained in (5).
system "). As a result, SiO x
The N y film corresponding to the film formation conditions for forming a film using a CVD method, optical constants were found to exhibit a change shown in FIG. 24. The area indicated by a circle in FIG. 24 satisfies the conditions of FIGS. That is, preferably, the reflection refractive index n = 2.4.
± 0.6, absorption refractive index k = 0.7 ± 0.2, film thickness d = 2
It is expected that the standing wave effect can be minimized if an SiO x N y film having a thickness of 5 nm ± 10 nm is used as an antireflection film.

【0060】次に、上記光学条件および膜厚のSiO
膜を成膜することにより実際に定在波効果が低減さ
れるか否かを確認した。図25に示すように、シリコン
基板Sの上に、高融点金属シリサイドであるW−Siを
積層し、その上に、図24に示す○印の条件で、SiO
膜からなる反射防止膜ARLを成膜した。すなわ
ち、ECR−CVD装置を用い、マイクロ波の出力を約
830Wとし、SiH/NOの流量比が、SiH
リッチの条件でSiO膜を23.8nm成膜し
た。そのSiO膜からなる反射防止膜ARLの反
射屈折率nが2.36であり、吸収屈折率kが0.53
であった。そのSiO膜からなる反射防止膜AR
Lの上に、XP8843からなるフォトレジストPRを
形成し、定在波効果を調べた結果を図26中の実施例1
に示す。
Next, the above optical conditions and film thickness of SiO x
Indeed standing wave effect by depositing N y film was confirmed whether is reduced. As shown in FIG. 25, W-Si, which is a refractory metal silicide, is laminated on a silicon substrate S.
It was deposited antireflection film ARL consisting x N y film. That is, using an ECR-CVD apparatus, the microwave output was set to about 830 W, and the flow rate ratio of SiH 4 / N 2 O was set to SiH 4
An SiO x N y film was formed at 23.8 nm under rich conditions. As a SiO x N y reflection refractive index n of the antireflection film ARL consisting film 2.36, absorption refractive index k is 0.53
Met. The anti-reflection film AR made of the SiO x N y film
A photoresist PR made of XP8843 was formed on L, and the result of examining the standing wave effect was shown in Example 1 in FIG.
Shown in

【0061】なお、比較のために、反射防止膜は形成し
ない以外は同様にして定在波効果を調べた結果も比較例
1として示す。実施例1では、定在波効果は、約±1.
8%程度であり、反射防止膜を用いなかった比較例1の
場合(±21%)と比較して、定在波効果は1/12程
度に低減された。
For comparison, the result of the standing wave effect examined in the same manner except that the antireflection film was not formed is also shown as Comparative Example 1. In the first embodiment, the standing wave effect is approximately ± 1.
It was about 8%, and the standing wave effect was reduced to about 1/12 compared to the case of Comparative Example 1 in which the antireflection film was not used (± 21%).

【0062】図25に示す構造で、フォトレジストPR
を0.35μmルールの線幅で、露光用光源としてλ=
248nmのKrFレーザを用いてフォトリソグラフィ
ーを行ったところ、マスクパターンに近い良好なレジス
トパターンが得られた。その後、レジストパターンをマ
スクとして、下地基板をエッチングした。まず、SiO
膜のエッチングは、CHF(50〜100SC
CM)+O(3〜20SCCM)のガス系を用い、2
Pa程度の圧力下で、100〜1000W程度のパワー
をかけイオン性を高めたリアクティブエッチング(RI
E)法により、エッチングを行うようにして,所望のパ
ターンをエッチングした。
With the structure shown in FIG.
A line width of 0.35μm rule, lambda as an exposure light source =
When photolithography was performed using a 248 nm KrF laser, a favorable resist pattern close to a mask pattern was obtained. Thereafter, the underlying substrate was etched using the resist pattern as a mask. First, SiO
etching of x N y film, CHF 3 (50~100SC
CM) + O 2 (3-20 SCCM) gas system
Reactive etching (RI) in which ionicity is increased by applying a power of about 100 to 1000 W under a pressure of about Pa
The desired pattern was etched by the method E).

【0063】次に、下地基板である図25に示すW−S
iゲートGを、所定パターンのフォトレジストPRをマ
スクとして、RIEなどでエッチングした。微細なレジ
ストパターンが転写された良好な微細パターンのW−S
iゲートGを得ることができた。
Next, the WS shown in FIG.
The i-gate G was etched by RIE or the like using the photoresist PR of a predetermined pattern as a mask. W-S of good fine pattern with fine resist pattern transferred
An i-gate G was obtained.

【0064】実施例2 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により成膜した以外は、前記実施例1と同様
にして下地基板を加工した。すなわち、本実施例では、
平行型プラズマCVD法、ECRプラズマCVD法、も
しくはバイアスECRプラズマCVD法を利用し、マイ
クロ波(2.45GHz)を用いて、SiH+O
混合ガス、もしくはSiH+NO混合ガスを用
いて、SiO膜からなる反射防止膜を成膜した。
Embodiment 2 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film is used.
An undersubstrate was processed in the same manner as in Example 1 except that a film was formed by the following method. That is, in this embodiment,
Using a parallel plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, or a bias ECR plasma CVD method, using microwaves (2.45 GHz), SiH 4 + O 2 +
An anti-reflection film made of a SiO x N y film was formed using a N 2 mixed gas or a SiH 4 + N 2 O mixed gas.

【0065】実施例3 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により成膜した以外は、前記実施例1と同様
にして下地基板を加工した。すなわち、本実施例では、
平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマCVD
法、バイアスECRプラズマCVD法を利用し、マイク
ロ波(2.45GHz)を用いて、SiH+O+N
混合ガス、もしくはSiH+NO混合ガスと、バ
ッファガスとしてArまたはNとを用いて、SiO
膜からなる反射防止膜を成膜した。
Embodiment 3 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film was used.
An undersubstrate was processed in the same manner as in Example 1 except that a film was formed by the following method. That is, in this embodiment,
Parallel plate plasma CVD, ECR plasma CVD
Method, bias ECR plasma CVD method, and using microwave (2.45 GHz), SiH 4 + O 2 + N
2 mixed gas or a SiH 4 + N 2 O gas mixture, by using the Ar or N 2 as the buffer gas, SiO x
It was deposited antireflection film consisting of N y film.

【0066】実施例4 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により成膜した以外は、前記実施例1と同様
にして、下地基板を加工した。すなわち、本実施例で
は、平行型プラズマCVD法、ECRプラズマCVD
法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利用
し、SiH+O+N混合ガス、もしくはSiH
+NO混合ガスを用いて、SiO膜からなる反
射防止膜を成膜した。
Embodiment 4 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film was used.
An undersubstrate was processed in the same manner as in Example 1 except that a film was formed by the following method. That is, in this embodiment, the parallel plasma CVD method, the ECR plasma CVD
Law or bias ECR plasma CVD method using, SiH 4 + O 2 + N 2 mixed gas or SiH 4,,
An anti-reflection film made of a SiO x N y film was formed using a + N 2 O mixed gas.

【0067】実施例5 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により成膜した以外は、前記実施例1と同様
にして下地基板を加工した。すなわち、本実施例では、
平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマCVD
法、バイアスECRプラズマCVD法を利用し、SiH
+O+N混合ガス、もしくはSiH+NO混
合ガスと、バッファガスとしてArまたはNとを用い
て、SiO膜からなる反射防止膜を成膜した。
Embodiment 5 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film is used.
An undersubstrate was processed in the same manner as in Example 1 except that a film was formed by the following method. That is, in this embodiment,
Parallel plate plasma CVD, ECR plasma CVD
Method, bias ECR plasma CVD method,
An anti-reflection film made of a SiO x Ny film was formed using a mixed gas of 4 + O 2 + N 2 or a mixed gas of SiH 4 + N 2 O and Ar or N 2 as a buffer gas.

【0068】実施例6 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により、レジストパターンをマスクとしてエ
ッチングした以外は、前記実施例1と同様にして下地基
板を加工した。すなわち、本実施例では、SiO
膜のエッチングは、C(30〜70SCCM)+
CHF(10〜30SCCM)のガス系を用い、2P
a程度の圧力下で、100〜1000W程度のパワーを
かけイオン性を高めたリアクティブエッチング法によ
り、所望のパターンをエッチングした。
Embodiment 6 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film was used.
The base substrate was processed in the same manner as in Example 1 except that etching was performed using the resist pattern as a mask by the following method. That is, in the present embodiment, SiO x N y
Etching of the membrane, C 4 F 8 (30~70SCCM) +
Using CHF 3 (10-30 SCCM) gas system, 2P
Under a pressure of about a, a desired pattern was etched by a reactive etching method in which a power of about 100 to 1000 W was applied to increase ionicity.

【0069】実施例7 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により、レジストパターンをマスクとしてエ
ッチングした以外は、前記実施例1と同様にして下地基
板を加工した。すなわち、本実施例では、SiO
膜のエッチングは、S(5〜30SCCM)のガ
ス系を用い、2Pa程度の圧力下で、100〜1000
W程度のパワーをかけイオン性を高めたリアクティブエ
ッチング法により、所望のパターンをエッチングした。
Embodiment 7 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film is used.
The base substrate was processed in the same manner as in Example 1 except that etching was performed using the resist pattern as a mask by the following method. That is, in the present embodiment, SiO x N y
The etching of the film is performed using a gas system of S 2 F 2 (5 to 30 SCCM) under a pressure of about 2 Pa and 100 to 1000.
A desired pattern was etched by a reactive etching method in which ionicity was increased by applying a power of about W.

【0070】実施例8 本実施例では、図27に示すように、シリコン基板Sの
上に、Al、Al−Si、Al−Si−Cuなどの低融
点金属材料Gを積層し、その上に、反射防止膜ARLお
よび必要に応じてSiO等のシリコン酸化膜Oxを積
層し、KrFエキシマリソグラフィーを用いて、フォト
レジストPRのフォトリソグラフィー加工を行う。その
際に、本実施例では、反射防止膜として、SiO
膜を用いる。
Embodiment 8 In this embodiment, as shown in FIG. 27, a low-melting point metal material G such as Al, Al-Si, Al-Si-Cu is laminated on a silicon substrate S, and The anti-reflection film ARL and a silicon oxide film Ox such as SiO 2 are stacked as required, and the photoresist PR is subjected to photolithography using KrF excimer lithography. At that time, in this embodiment, SiO x N y is used as the anti-reflection film.
Use a membrane.

【0071】Al−Siとしては、一般に使用されてい
る1重量%Si含有のAl−Si合金の他、Siがこれ
よりも少ないものや、あるいはこれより多いものについ
ても、好ましく用いることができる。Al−Si−Cu
としては、たとえばSiが1重量%前後であり、Cuが
0.1〜2重量%程度のものに好ましく適用できるが、
これらに限らない。代表的には、Si1重量%、Cu
0.5重量%のAl−SCu合金である。
As Al-Si, in addition to a commonly used Al-Si alloy containing 1% by weight of Si, an alloy containing less or more Si can be preferably used. Al-Si-Cu
For example, Si is about 1% by weight and Cu is preferably about 0.1 to 2% by weight.
Not limited to these. Typically, 1% by weight of Si, Cu
It is a 0.5% by weight Al-SCu alloy.

【0072】Al、Al−Si、Al−Si−Cuなど
の低融点金属下地基板上に用いる反射防止膜として、S
iO膜を見い出した手法は、下地基板の材質およ
び反射率が相違する以外は、前記実施例1と同様にして
行った。すなわち、以下の手法を用いた。 (1)反射防止膜がない状態で、Al、Al−Si、A
l−Si−Cu基板上にXP8843レジスト(シプレ
イマイクロエレクトロニクス(株))を塗布し、波長2
48nmのKrFエキシマレーザー光により露光、現像
した。この時の定在波効果を図3に示す。図3により、
定在波効果は、約±29.6%である。 (2)図3において、定在波効果の極大値は、例えば、
レジスト膜厚が982nmのときにある。レジスト膜厚
982nmに着目し、かつ反射防止膜の膜厚を30nm
とした際、反射防止膜の光学定数nart、kart
変化に対するレジスト膜内の吸収光量の等高線を図28
に示す。
As an antireflection film used on a low melting point metal base substrate such as Al, Al-Si, Al-Si-Cu, etc.
The method of finding the iO x N y film was performed in the same manner as in Example 1 except that the material of the base substrate and the reflectance were different. That is, the following method was used. (1) Al, Al-Si, A without an anti-reflection film
An XP8843 resist (Shipley Microelectronics Co., Ltd.) was applied on an l-Si-Cu substrate, and a wavelength of 2
Exposure and development were performed using a 48 nm KrF excimer laser beam. FIG. 3 shows the standing wave effect at this time. According to FIG.
The standing wave effect is about ± 29.6%. (2) In FIG. 3, the maximum value of the standing wave effect is, for example,
This is when the resist film thickness is 982 nm. Focusing on the resist film thickness of 982 nm, and setting the thickness of the antireflection film to 30 nm
In FIG. 28, the contour lines of the amount of light absorbed in the resist film with respect to changes in the optical constants n art and k art of the antireflection film are shown in FIG.
Shown in

【0073】(3)レジスト膜厚1000nm、101
8nm、1035nm各々に対して、上記(2)を繰り
返し行った結果、各々図29,図30,図31に示す。 (4)図28〜31の共通領域を求めた結果、 nart=4.8, kart=0.45 または、nart=2.0, kart=0.8
を得た。 すなわち、反射防止膜の膜厚を30nmとした際の最適
反射防止膜の満たすべき条件は、 nart=4.8, kart=0.45 または、nart=2.0, kart=0.8
である。
(3) Resist film thickness 1000 nm, 101
As a result of repeating the above (2) for each of 8 nm and 1035 nm, the results are shown in FIGS. 29, 30, and 31, respectively. (4) result of determining a common region in Fig. 28~31, n art = 4.8, k art = 0.45 or, n art = 2.0, k art = 0.8
I got That is, when the film thickness of the antireflection film is 30 nm, the conditions to be satisfied by the optimum antireflection film are nart = 4.8, kart = 0.45, or nart = 2.0, kart = 0. .8
It is.

【0074】本条件を用いて定在波効果を求めると、図
32,33に示す結果を得た。図33,図34におい
て、定在波効果はきわめて小さく、いずれの場合におい
ても、レンジ約1%以下であった。図3に示す反射防止
膜なしの場合に比較して、1/60程度に定在波効果は
低減された。図32と図33とでは、反射防止膜の光学
条件が相違する。
When the standing wave effect was obtained using these conditions, the results shown in FIGS. 32 and 33 were obtained. 33 and 34, the standing wave effect was extremely small, and in each case, the range was about 1% or less. The standing wave effect was reduced to about 1/60 of that without the anti-reflection film shown in FIG. 32 and 33 differ in the optical conditions of the antireflection film.

【0075】(5)上記(2)〜(4)の操作は、反射
防止膜の膜厚を30nmとした場合であるが、他の異な
る反射防止膜の膜厚(ARL膜厚)に対しても、(2)
〜(4)を繰り返し行うと、反射防止膜の膜厚に応じた
反射防止膜の最適条件が求まる。求めた結果を図22,
図34に示す。図22,34に示すように、解(Val
ue)1については、反射防止膜として、反射屈折率n
が1.2以上3.4以下であり、吸収屈折率kが0.4
以上1.4以下であり、膜厚が10nm以上100nm
以下であるものが、最適な反射防止膜となり、解(Va
lue)2については、反射防止膜として、反射屈折率
nが1.9以上5.7以下であり、吸収屈折率kが0.
2以上0.62以下であるものが、最適な反射防止膜と
なることが判明した。図22、34に示す曲線上に一致
するn、kを有する反射防止膜が最も好ましいが、必ず
しも曲線上ではなく、nについては、±0.6、好まし
くは±0.2であり、kについては、±0.3、好まし
くは±0.2,さらに好ましくは0.15、さらにまた
好ましくは、±0.05の範囲にあれば、十分な反射防
止効果を奏する。
(5) The above operations (2) to (4) are performed when the thickness of the antireflection film is set to 30 nm. Also, (2)
By repeating (4) to (4), the optimum condition of the antireflection film according to the thickness of the antireflection film is obtained. FIG. 22 shows the obtained result.
As shown in FIG. As shown in FIGS. 22 and 34, the solution (Val
ue) 1; as a reflection preventing film, a reflection refractive index n
Is not less than 1.2 and not more than 3.4, and the absorption refractive index k is 0.4
Not less than 1.4 and a film thickness of not less than 10 nm and not more than 100 nm.
The following are the optimal antireflection films, and the solution (Va
lue) 2, as an antireflection film, the reflection refractive index n is 1.9 or more and 5.7 or less, and the absorption refractive index k is 0.1 or less.
It has been found that those having a value of not less than 2 and not more than 0.62 are optimum antireflection films. Antireflection coatings having n and k matching the curves shown in FIGS. 22 and 34 are most preferred, but not necessarily on the curves, where n is ± 0.6, preferably ± 0.2 and k Is within the range of ± 0.3, preferably ± 0.2, more preferably 0.15, and still more preferably ± 0.05.

【0076】(6)上記(5)で求めた反射防止膜の満
たすべき条件を満足するような膜種が存在するのか否か
を、分光エリプソメーター(SOPRA社)を用いて調
査した。この結果、SiO膜をCVD法を用いて
成膜する際の成膜条件に対応して、光学定数が図35に
示す変化を示すことを見い出した。図35中○で示す領
域は、図22,図34の条件を満たす。すなわち、好ま
しくは、反射屈折率n=2.1±0.6、吸収屈折率k
=0.7±0.2、膜厚d=30nm±10nmである
SiO膜を反射防止膜として用いれば、定在波効
果を最小限にすることができることが予想される。
(6) It was examined using a spectroscopic ellipsometer (SOPRA) whether or not there was a kind of film that satisfies the conditions to be satisfied by the antireflection film obtained in (5) above. As a result, it has been found that the optical constant changes as shown in FIG. 35 according to the film forming conditions when forming the SiO x N y film by using the CVD method. The region indicated by a circle in FIG. 35 satisfies the conditions of FIGS. That is, preferably, the reflection refractive index n = 2.1 ± 0.6 and the absorption refractive index k
It is expected that the standing wave effect can be minimized if an SiO x N y film having a thickness of 0.7 ± 0.2 and a thickness d = 30 nm ± 10 nm is used as an antireflection film.

【0077】次に、上記光学条件および膜厚のSiO
膜を成膜することにより実際に定在波効果が低減さ
れるか否かを確認した。図27に示すように、シリコン
基板Sの上に、Al、Al−Si、Al−Si−Cuな
どの低融点金属材料層Gを積層し、その上に、図35に
示す○印の条件で、SiO膜からなる反射防止膜
ΛRLを成膜した。すなわち、ECR−CVD装置を用
い、SiH/NOの流量比が、0.83の条件でS
iO膜を約25nm成膜した。そのSiO
膜からなる反射防止膜ARLの反射屈折率nが2.08
であり、吸収屈折率kが0.85であった。そのSiO
膜からなる反射防止膜ARLの上に、XP884
3からなるフォトレジストPRを形成し、定在波効果を
調べた結果を図36中の実施例8に示す。なお、比較の
ために、反射防止膜は形成しない以外は同様にして定在
波効果を調べた結果も比較例2として示す。
Next, the above optical conditions and the film thickness of SiO x
Indeed standing wave effect by depositing N y film was confirmed whether is reduced. As shown in FIG. 27, a low-melting-point metal material layer G such as Al, Al-Si, or Al-Si-Cu is laminated on a silicon substrate S. Then, an anti-reflection film ΔRL made of a SiO x N y film was formed. That is, using an ECR-CVD apparatus, the flow rate ratio of SiH 4 / N 2 O is 0.83,
An iO x N y film was formed to a thickness of about 25 nm. The SiO x N y
The reflection refractive index n of the antireflection film ARL made of a film is 2.08
And the absorption refractive index k was 0.85. The SiO
on the antireflection film ARL consisting x N y film, XP884
Example 8 in FIG. 36 shows the result of forming a photoresist PR made of No. 3 and examining the standing wave effect. For comparison, a result of similarly examining the standing wave effect except that the antireflection film was not formed is also shown as Comparative Example 2.

【0078】実施例8では、定在波効果は、約±0.5
%程度であり、反射防止膜を用いなかった比較例2の場
合(±30%)と比較して、定在波効果は1/60程度
に低減された。図27に示す構造で、フォトレジストP
Rを0.35μmルールの線幅で、露光用光源としてλ
=248nmのKrFレーザを用いてフォトリソグラフ
ィーを行ったところ、マスクパターンに近い良好なレジ
ストパターンが得られた。
In the eighth embodiment, the standing wave effect is about ± 0.5.
%, And the standing wave effect was reduced to about 1/60 as compared with the case of Comparative Example 2 in which the antireflection film was not used (± 30%). In the structure shown in FIG.
The R a line width of 0.35μm rule, lambda as an exposure light source
When photolithography was performed using a KrF laser of = 248 nm, a favorable resist pattern close to a mask pattern was obtained.

【0079】その後、レジストパターンをマスクとし
て、下地基板をエッチングした。まず、SiO
のユッチングは、CHF(50〜100SCCM)+
(3〜20SCCM)のガス系を用い、2Pa程度
の圧力下で、100〜1000W程度のパワーをかけイ
オン性を高めたリアクティブエッチング(RIE)法に
より、エッチングを行うようにして、所望のパターンを
エッチングした。
Thereafter, the underlying substrate was etched using the resist pattern as a mask. First, the etching of the SiO x N y film is performed using CHF 3 (50 to 100 SCCM) +
Using a gas system of O 2 (3 to 20 SCCM), a reactive etching (RIE) method in which a power of about 100 to 1000 W is applied under a pressure of about 2 Pa to increase ionicity to perform etching is preferable. Was etched.

【0080】次に、下地基板である図27に示す金属配
線材料である低融点金属材料層Gを、所定パターンのフ
ォトレジストPRをマスクとして、RIEなどでエッチ
ングした。微細なレジストパターンが転写された良好な
微細パターンの金属配線層を得ることができた。
Next, the low-melting-point metal material layer G, which is a metal wiring material shown in FIG. 27 as a base substrate, was etched by RIE or the like using a photoresist PR of a predetermined pattern as a mask. A good fine pattern metal wiring layer to which the fine resist pattern was transferred was obtained.

【0081】実施例9 本実施例では、実施例8で示した、反射防止膜厚と最適
反射防止膜の満たすべき光学特性との関係を示す図(図
22,図34)における曲線上の値、もしくは、nに関
しては曲線上の値±0.3、kに関しては曲線上の値±
0.3の範囲内にあるSiO膜からなる反射防止
膜を、以下の手法により成膜した。ずなわち、本実施例
では、平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマC
VD法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利
用し、マイクロ波(2.45GHz)を用いて、SiH
+O+Nの混合ガス、もしくはSiH+N
混合ガスを用いて成膜した。このようなCVD法によ
り、ガスの流量比を調節することにより、反射防止膜厚
と最適反射防止膜の満たすべき光学特性との関係を示す
図(図22,図34)における曲線上の値、もしくは、
nに関しては曲線上の値±0.3,kに関しては曲線上
の値±0.3の範囲内にあるSiO膜からなる反
射防止膜を良好に成膜することができた。
Embodiment 9 In this embodiment, values on the curves in the diagrams (FIGS. 22 and 34) showing the relationship between the antireflection film thickness and the optical characteristics to be satisfied by the optimum antireflection film shown in the eighth embodiment. Or, for n, the value on the curve ± 0.3, for k, the value on the curve ±
An anti-reflection film made of a SiO x N y film within a range of 0.3 was formed by the following method. That is, in this embodiment, the parallel plate type plasma CVD method and the ECR plasma C
VD method or bias ECR plasma CVD method, using microwave (2.45 GHz), SiH
4 + O 2 + N 2 mixed gas or SiH 4 + N 2 O
Film formation was performed using a mixed gas. By adjusting the gas flow ratio by such a CVD method, the values on the curves in the diagrams (FIGS. 22 and 34) showing the relationship between the anti-reflection film thickness and the optical characteristics to be satisfied by the optimum anti-reflection film, Or
An anti-reflection film made of a SiO x N y film having a value of ± 0.3 on the curve for n and a value of ± 0.3 on k was successfully formed.

【0082】実施例10 本実施例では、実施例8で示した、反射防止膜厚と最適
反射防止膜の満たすべき光学特性との関係を示す図(図
22,図34)における曲線上の値、もしくは、nに関
しては曲線上の値±0.3、kに関しては曲線上の値±
0.3の範囲内にあるSiO膜からなる反射防止
膜を、以下の手法により成膜した。すなわち、本実施例
では、平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマC
VD法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利
用し、マイクロ波(2.45GHz)を用いて、SiH
+O+Nの混合ガス、もしくはSiH+N
混合ガスと、バッファガスとしてArまたはNとを用
いて成膜した。このようなCVD法により、ガスの流量
比を調節することにより、反射防止膜厚と最適反射防止
膜の満たすべき光学特性との関係を示す図(図22,図
34)における曲線上の値、もしくは、nに関しては曲
線上の値±0.3、kに関しては曲線上の値±0.3の
範囲内にあるSiO膜からなる反射防止膜を良好
に成膜することができた。
Embodiment 10 In this embodiment, the values on the curves in the diagrams (FIGS. 22 and 34) showing the relationship between the antireflection film thickness and the optical characteristics to be satisfied by the optimum antireflection film shown in the eighth embodiment. Or, for n, the value on the curve ± 0.3, for k, the value on the curve ±
An anti-reflection film made of a SiO x N y film within a range of 0.3 was formed by the following method. That is, in this embodiment, in the parallel plate type plasma CVD method, the ECR plasma C
VD method or bias ECR plasma CVD method, using microwave (2.45 GHz), SiH
4 + O 2 + N 2 mixed gas or SiH 4 + N 2 O
A film was formed using a mixed gas and Ar or N 2 as a buffer gas. By adjusting the gas flow ratio by such a CVD method, the values on the curves in the diagrams (FIGS. 22 and 34) showing the relationship between the anti-reflection film thickness and the optical characteristics to be satisfied by the optimum anti-reflection film, Alternatively, an antireflection film made of a SiO x Ny film having a value of ± 0.3 on the curve and a value of ± 0.3 on the curve for k was successfully formed. .

【0083】実施例11 本実施例では、実施例8で示した、反射防止膜厚と最適
反射防止膜の満たすべき光学特性との関係を示す図(図
22,図34)における曲線上の値、もしくは、nに関
しては曲線上の値±0.3、kに関しては曲線上の値±
0.3の範囲内にあるSiO膜からなる反射防止
膜を、以下の手法により成膜した。すなわち、本実施例
では、平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマC
VD法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利
用し、SiH+O+Nの混合ガス、もしくはSi
+NO混合ガスを用いて成膜した。このようなC
VD法により、ガスの流量比を調節することにより、反
射防止膜厚と最適反射防止膜の満たすべき光学特性との
関係を示す図(図22,図34)における曲線上の値、
もしくは、nに関しては曲線上の値±0.3,kに関し
ては曲線上の値±0.3の範囲内にあるSiO
からなる反射防止膜を良好に成膜することができた。
Embodiment 11 In this embodiment, the values on the curves in FIGS. 22 and 34 showing the relationship between the antireflection film thickness and the optical characteristics to be satisfied by the optimum antireflection film shown in the eighth embodiment. Or, for n, the value on the curve ± 0.3, for k, the value on the curve ±
An anti-reflection film made of a SiO x N y film within a range of 0.3 was formed by the following method. That is, in this embodiment, in the parallel plate type plasma CVD method, the ECR plasma C
Using a VD method or a bias ECR plasma CVD method, a mixed gas of SiH 4 + O 2 + N 2 or Si gas
A film was formed using a H 4 + N 2 O mixed gas. Such a C
By adjusting the gas flow ratio by the VD method, the values on the curves in the diagrams (FIGS. 22 and 34) showing the relationship between the antireflection film thickness and the optical characteristics to be satisfied by the optimum antireflection film,
Alternatively, an antireflection film made of a SiO x Ny film having a value of ± 0.3 on the curve for n and a value of 0.3 on the curve for k was successfully formed. .

【0084】実施例12 本実施例では、実施例8で示した反射防止膜厚と最適反
射防止膜の満たすべき光学特性との関係を示す図(図2
2,図34)における曲線上の値、もしくは、nに関し
ては曲線上の値±0.3、kに関しては曲線上の値±
0.3の範囲内にあるSiO膜からなる反射防止
膜を、以下の手法により成膜した。すなわち、本実施例
では、平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマC
VD法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利
用し、SiH+O+Nの混合ガス、もしくはSi
+NO混合ガスと、バッファガスとしてArまた
はNとを用いて成膜した。このようなCVD法によ
り、ガスの流量比を調節することにより、反射防止膜厚
と最適反射防止膜の満たすべき光学特性との関係を示す
図(図22,図34)における曲線上の値、もしくは、
nに関しては曲線上の値±0.3、kに関しては曲線上
の値±0.3の範囲内にあるSiO膜からなる反
射防止膜を良好に成膜することができた。
Embodiment 12 In this embodiment, the relationship between the anti-reflection film thickness shown in Embodiment 8 and the optical characteristics to be satisfied by the optimum anti-reflection film (FIG. 2)
2, the value on the curve in FIG. 34), or for n, the value on the curve ± 0.3, for k, the value on the curve ±
An anti-reflection film made of a SiO x N y film within a range of 0.3 was formed by the following method. That is, in this embodiment, in the parallel plate type plasma CVD method, the ECR plasma C
Using a VD method or a bias ECR plasma CVD method, a mixed gas of SiH 4 + O 2 + N 2 or Si gas
A film was formed using an H 4 + N 2 O mixed gas and Ar or N 2 as a buffer gas. By adjusting the gas flow ratio by such a CVD method, the values on the curves in the diagrams (FIGS. 22 and 34) showing the relationship between the anti-reflection film thickness and the optical characteristics to be satisfied by the optimum anti-reflection film, Or
An anti-reflection film made of a SiO x N y film having a value of ± 0.3 on the curve for n and a value of 0.3 on the curve for k was successfully formed.

【0085】実施例1 3 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により、レジストパターンをマスクとしてエ
ッチングした以外は、前記実施例8と同様にして、下地
基板を加工した。すなわち、本実施例では、SiO
膜のエッチングは、C(30〜70SCCM)
+CHF(10〜30SCCM)のガス系を用い、2
Pa程度の圧力下で、100〜1000W程度のパワー
をかけイオン性を高めたリアクティブエッチング法によ
り、所望のパターンをエッチングした。
Example 13 In this example, an anti-reflection film made of a SiO x N y film was used.
The base substrate was processed in the same manner as in Example 8 except that etching was performed using the resist pattern as a mask by the following method. That is, in the present embodiment, SiO x N
etching of the y layer is, C 4 F 8 (30~70SCCM)
+ CHF 3 (10-30 SCCM) gas system and 2
A desired pattern was etched by a reactive etching method in which a power of about 100 to 1000 W was applied under a pressure of about Pa to increase ionicity.

【0086】実施例14 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により、レジストパターンをマスクとしてエ
ッチングした以外は、前記実施例8と同様にして、下地
基板を加工した。すなわち、本実施例では、SiO
膜のエッチングは、S(5〜30SCCM)の
ガス系を用い、2Pa程度の圧力下で、100〜100
0W程度のパワーをかけイオン性を高めたリアクティブ
エッチング法により、所望のパターンをエッチングし
た。
Embodiment 14 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film was used.
The base substrate was processed in the same manner as in Example 8 except that etching was performed using the resist pattern as a mask by the following method. That is, in the present embodiment, SiO x N
The y- film is etched using a gas system of S 2 F 2 (5 to 30 SCCM) under a pressure of about 2 Pa and 100 to 100.
A desired pattern was etched by a reactive etching method in which a power of about 0 W was applied to increase ionicity.

【0087】実施例15 本実施例では、図37に示すように、下地基板Sとし
て、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコ
ン、ドープトポリシリコン等のシリコン系下地基板Gを
用い、その上に、反射防止膜ARLおよび必要に応じて
SiO等のシリコン酸化膜Oxを積層し、KrFエキ
シマリソグラフィーを用いて、フォトレジストPRのフ
ォトリソグラフィー加工を行う。その際に、本実施例で
は、反射防止膜として、SiO膜を用いる。
Embodiment 15 In this embodiment, as shown in FIG. 37, a silicon base substrate G such as monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and doped polysilicon is used as a base substrate S. An anti-reflection film ARL and a silicon oxide film Ox such as SiO 2 as necessary are stacked thereon, and the photoresist PR is subjected to photolithography using KrF excimer lithography. At this time, in this embodiment, a SiO x N y film is used as the antireflection film.

【0088】単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質
シリコン、ドープポリシリコン等のシリコン系基板上
に用いる反射防止膜として、SiO膜を見い出し
た手法は、下地基板の材質および反射率が相違する以外
は、前記実施例1と同様にして行った。すなわち、以下
の手法を用いた。 (1)反射防止膜がない状態でSi系基板上にXP88
43レジスト(シプレイマイクロエレクトロニクス
(株))を塗布し、波長248nmのKrFエキシマレ
ーザー光を光源とする露光機で現像した。この時の定在
波効果を図38に示す。図38より、定在波効果は約±
20%である。 (2)図38において、定在波効果の極大値は、例えば
レジスト膜厚が985nmのときにある。レジスト膜厚
985nmに着目し、かつ反射防止膜の膜厚を30nm
とした際、反射防止膜の光学定数nart、kart
変化に対するレジスト膜内の吸収光量の変化を求める。 (3)他の複数のレジスト膜厚を取って、その各々に対
して、上記(2)を繰り返し行った。 (4)その結果を図示し、これらの共通領域を求める。
このような操作を各種反射防止膜膜厚について求め、
これにより、ある膜厚についての光学定数の最適値(n
値,k値)を求める。例えば、反射防止膜の膜厚を32
nmとした際の最適反射防止膜の満たすべき光学条件
は、 nart=2.0, kart=0.55である。
[0088] Single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, as an anti-reflection film used for a silicon-based substrate, such as doped polysilicon, technique found SiO x N y film, the underlying substrate material and reflection The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the ratios were different. That is, the following method was used. (1) XP88 on a Si-based substrate without an anti-reflection film
43 resist (Shipley Microelectronics Co., Ltd.) was applied and developed with an exposure machine using a KrF excimer laser beam having a wavelength of 248 nm as a light source. FIG. 38 shows the standing wave effect at this time. From FIG. 38, the standing wave effect is approximately ±
20%. (2) In FIG. 38, the maximum value of the standing wave effect is, for example, when the resist film thickness is 985 nm. Focusing on the resist film thickness of 985 nm, and setting the thickness of the antireflection film to 30 nm
Then, the change in the amount of absorbed light in the resist film with respect to the change in the optical constants n art and k art of the antireflection film is determined. (3) Another plurality of resist film thicknesses were obtained, and the above (2) was repeated for each of them. (4) The results are shown and these common areas are determined.
Such operation determined for the thickness of the various anti-reflection film,
Thereby, the optimum value of the optical constant (n
Value, k value). For example, if the thickness of the anti-reflection film is 32
The optical conditions to be satisfied by the optimum antireflection film when nm is set are nart = 2.0 and kart = 0.55.

【0089】また、反射防止膜の膜厚を100nmとし
た際の最適反射防止膜の満たすべき光学条件は、 nart=1.9, kart=0.35である。 上記2条件を用いて定在波効果を求めると、図39,図
40に示す結果を得た。図39,図40において、最適
値で示す定在波効果は極めて小さく、いずれの場合にお
いても、レンジ約1%以下であった。反射防止膜なしの
場合に比較して、1/20程度以下に定在波効果は低減
された。
When the film thickness of the anti-reflection film is 100 nm, the optical conditions to be satisfied by the optimum anti-reflection film are n art = 1.9 and k art = 0.35. When the standing wave effect was obtained using the above two conditions, the results shown in FIGS. 39 and 40 were obtained. In FIGS. 39 and 40, the standing wave effect represented by the optimum value is extremely small, and in each case, the range is about 1% or less. The standing wave effect was reduced to about 1/20 or less as compared with the case without the antireflection film.

【0090】(5)上記(2)〜(4)の操作は、反射
防止膜の膜厚を32nm、および100nmとした場合
であるが、他の異なる反射防止膜の膜厚(ARL膜厚)
に対しても、(2)〜(4)を繰り返し行うと、反射防
止膜の膜厚に応じた反射防止膜の最適条件が求まる。た
とえば、下地基板をポリシリコン、アモルファスシリコ
ンまたはドープトシリコンで構成し、反射防止膜の膜厚
を33nmとした場合には、最適反射防止膜の満たすべ
き光学条件は、nart=2.01, kart
0.62である。上記条件を用いて定在波効果を求める
と、図41に示す結果を得た。図41において、最適値
で示す定在波効果は極めて小さく、レンジ約1%以下で
あった。反射防止膜なしの場合に比較して、1/20程
度以下に定在波効果は低減された。
(5) The above operations (2) to (4) are performed when the thickness of the antireflection film is set to 32 nm and 100 nm.
By repeating (2) to (4), the optimum condition of the anti-reflection film according to the thickness of the anti-reflection film is obtained. For example, when the underlying substrate is made of polysilicon, amorphous silicon or doped silicon and the thickness of the antireflection film is 33 nm, the optical conditions to be satisfied by the optimal antireflection film are nart = 2.01, k art =
0.62. When the standing wave effect was obtained using the above conditions, the result shown in FIG. 41 was obtained. In FIG. 41, the standing wave effect indicated by the optimum value is extremely small, and the range is about 1% or less. The standing wave effect was reduced to about 1/20 or less as compared with the case without the antireflection film.

【0091】(6)上記(5)で求めた反射防止膜の満
たすべき条件を満足するような膜種が存在するのか否か
を、分光エリプソメーター(SOPRA社)を用いて調
査した。この結果、SiO膜をCVD法を用いて
成膜する際の成膜条件に対応して光学定数が図42に示
す変化を示すことを見い出した。図42中○で示す領域
は、上述した(4)の条件を満たす。
(6) Using a spectroscopic ellipsometer (SOPRA), an investigation was made to determine whether or not there was a film type satisfying the conditions to be satisfied by the antireflection film obtained in (5) above. As a result, it has been found that the optical constant changes as shown in FIG. 42 according to the film forming conditions when forming the SiO x N y film by using the CVD method. The area indicated by a circle in FIG. 42 satisfies the above condition (4).

【0092】すなわち、図42中○で示す領域となるよ
うにCVDの条件を設定して、SiO膜からなる
反射防止膜を成膜すれば、その反射屈折率nおよび吸収
屈折率kは、反射防止膜の膜厚が32nmで最適となる
art=2.0,kart=0.55、または、反射
防止膜の膜厚が100nmで最適となるnart=1.
9,kart=0.35、または反射防止膜の膜厚が3
3nmで最適となるnart=2.01,kart
0.62に近づく。なお、nの許容範囲は±0.6、k
の許容範囲は±0.3、膜厚の許容範囲は±10nmで
ある。
That is, if the CVD conditions are set so as to be in the region indicated by the circle in FIG. 42 and the antireflection film made of the SiO x N y film is formed, the reflection refractive index n and the absorption refractive index k are obtained. is, n art = 2.0 film thickness of the antireflection film is optimized in 32 nm, k art = 0.55, or the film thickness of the antireflection film is optimum at 100nm n art = 1.
9, k art = 0.35 or the thickness of the antireflection film is 3
N art = 2.01 is optimal in the 3nm, k art =
It approaches 0.62. The allowable range of n is ± 0.6, k
Is ± 0.3, and the allowable range of the film thickness is ± 10 nm.

【0093】その結果、図37に示すように、シリコン
系材料で構成された下地基板Gの上に、図42に示す○
印の条件で、SiO膜からなる反射防止膜を成膜
し、その上に直接または酸化シリコン膜を介してフォト
レジストPRを成膜し、フォトレジストPRのホトリソ
グラフィ加工を行う際に、定在波効果を最小限にするこ
とができる。実際に、図37に示す構造で、フォトレジ
ストPRを0.35μmルールの線幅で、露光用光源
してλ=248nmのKrFレーザを用いてフォトリソ
グラフィーを行ったところ、マスクパターンに近い良好
なレジストパターンが得られた。
As a result, as shown in FIG. 37, on the undersubstrate G made of a silicon-based material,
Under the conditions of the mark, an anti-reflection film made of a SiO x N y film is formed, and a photoresist PR is formed thereon directly or through a silicon oxide film. , Standing wave effects can be minimized. Actually, in the structure shown in FIG. 37, the photoresist PR was subjected to photolithography using a KrF laser of λ = 248 nm as a light source for exposure with a line width of a 0.35 μm rule. A good resist pattern close to the pattern was obtained.

【0094】その後、レジストパターンをマスクとして
下地基板をエッチングした。まず、SiO膜のエ
ッチングは、CHF(50〜100SCCM)+O
(3〜20SCCM)のガス系を用い、2Pa程度の圧
力下で、100〜1000W程度のパワーをかけイオン
性を高めたリアクティブエッチング(RIE)法によ
り、エッチングを行うようにして、所望のパターンをエ
ッチングした。次に、下地基板である図37に示すシリ
コン系材料で構成された下地基板Gの表面を、所定パタ
ーンのフォトレジストPRをマスクとして、RIEなど
でエッチングした。微細なレジストパターンが転写され
た良好な微細パターンを得ることができた。
Thereafter, the underlying substrate was etched using the resist pattern as a mask. First, the etching of the SiO x N y film, CHF 3 (50~100SCCM) + O 2
Using a (3 to 20 SCCM) gas system, reactive etching (RIE) is performed under a pressure of about 2 Pa and a power of about 100 to 1000 W to increase the ionicity, and a desired pattern is formed. Was etched. Next, the surface of the underlying substrate G made of a silicon-based material shown in FIG. 37 as the underlying substrate was etched by RIE or the like using the photoresist PR of a predetermined pattern as a mask. A good fine pattern to which the fine resist pattern was transferred was obtained.

【0095】実施例16 本実施例では、実施例15で示したSiO膜を、
以下の手法により成膜した以外は、実施例15と同様に
して、反射防止膜を形成した。すなわち、本実施例で
は、平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマCV
D法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利用
し、マイクロ波(2.45GHz)を用いて、SiH
+O+Nの混合ガス、もしくはSiH+NO混
合ガスを用いて成膜した。
Embodiment 16 In this embodiment, the SiO x N y film shown in Embodiment 15 is used.
An anti-reflection film was formed in the same manner as in Example 15 except that the film was formed by the following method. That is, in the present embodiment, in the parallel plate type plasma CVD method, the ECR plasma CV
Method D, or by using a bias ECR plasma CVD method, a microwave (2.45 GHz), SiH 4
A film was formed using a mixed gas of + O 2 + N 2 or a mixed gas of SiH 4 + N 2 O.

【0096】実施例17 本実施例では、実施例15で示したSiO膜を、
以下の手法により成膜した以外は、実施例15と同様に
して、反射防止膜を形成した。すなわち、本実施例で
は、平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマCV
D法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利用
し、マイクロ波(2.45GHz)を用いて、SiH
+O+Nの混合ガス、もしくはSiH+NO混
合ガスと、バッファガスとしてArまたはNとを用い
て成膜した。
Embodiment 17 In this embodiment, the SiO x N y film shown in Embodiment 15 is used.
An anti-reflection film was formed in the same manner as in Example 15 except that the film was formed by the following method. That is, in the present embodiment, in the parallel plate type plasma CVD method, the ECR plasma CV
Method D, or by using a bias ECR plasma CVD method, a microwave (2.45 GHz), SiH 4
A film was formed using a mixed gas of + O 2 + N 2 or a mixed gas of SiH 4 + N 2 O and Ar or N 2 as a buffer gas.

【0097】実施例18 本実施例では、実施例15で示したSiO膜を、
以下の手法により成膜した以外は、実施例15と同様に
して反射防止膜を形成した。すなわち、本実施例では、
平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマCVD
法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利用
し、SiH+O+Nの混合ガスもしくはSiH
+NO混合ガスを用いて成膜した。
Embodiment 18 In this embodiment, the SiO x N y film shown in Embodiment 15 is used.
An antireflection film was formed in the same manner as in Example 15 except that the film was formed by the following method. That is, in this embodiment,
Parallel plate plasma CVD, ECR plasma CVD
Or a mixed gas of SiH 4 + O 2 + N 2 or SiH 4 using a bias ECR plasma CVD method.
A film was formed using a + N 2 O mixed gas.

【0098】実施例19 本実施例では、実施例15で示したSiO膜を、
以下の手法により成膜した以外は、実施例15と同様に
して反射防止膜を形成した。すなわち、本実施例では、
平行平板型プラズマCVD法、ECRプラズマCVD
法、もしくはバイアスECRプラズマCVD法を利用
し、SiH+O+Nの混合ガス、もしくはSiH
+NO混合ガスと、バッファガスとしてArまたは
とを用いて成膜した。なお、SiO膜の成膜
後、Oによるプラズマ処理を行った。
Embodiment 19 In this embodiment, the SiO x N y film shown in Embodiment 15 is used.
An antireflection film was formed in the same manner as in Example 15 except that the film was formed by the following method. That is, in this embodiment,
Parallel plate plasma CVD, ECR plasma CVD
Gas or a mixed gas of SiH 4 + O 2 + N 2 or a bias gas ECR plasma CVD method.
A film was formed using a 4 + N 2 O mixed gas and Ar or N 2 as a buffer gas. After the formation of the SiO x N y film, plasma treatment with O 2 was performed.

【0099】実施例20 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により、レジストパターンをマスクとしてエ
ッチングした以外は、前記実施例15と同様にして下地
基板を加工した。すなわち、本実施例では、SiO
膜のエッチングは、C(30〜70SCCM)
+CHF(10〜30SCCM)のガス系を用い、2
Pa程度の圧力下で、100〜1000W程度のパワー
をかけイオン性を高めたリアクティブエッチング法によ
り、所望のパターンをエッチングした。
Embodiment 20 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film is used.
The base substrate was processed in the same manner as in Example 15 except that etching was performed using the resist pattern as a mask by the following method. That is, in the present embodiment, SiO x N
etching of the y layer is, C 4 F 8 (30~70SCCM)
+ CHF 3 (10-30 SCCM) gas system and 2
A desired pattern was etched by a reactive etching method in which a power of about 100 to 1000 W was applied under a pressure of about Pa to increase ionicity.

【0100】実施例21 本実施例では、SiO膜からなる反射防止膜を、
以下の手法により、レジストパターンをマスクとしてエ
ッチングした以外は、前記実施例15と同様にして下地
基板を加工した。すなわち、本実施例では、SiO
膜のエッチングは、S(5〜30SCCM)の
ガス系を用い、2Pa程度の圧力下で、100〜100
0W程度のパワーをかけイオン性を高めたリアクティブ
エッチング法により、所望のパターンをエッチングし
た。
Embodiment 21 In this embodiment, an anti-reflection film made of a SiO x N y film was used.
The base substrate was processed in the same manner as in Example 15 except that etching was performed using the resist pattern as a mask by the following method. That is, in the present embodiment, SiO x N
The y- film is etched using a gas system of S 2 F 2 (5 to 30 SCCM) under a pressure of about 2 Pa and 100 to 100.
A desired pattern was etched by a reactive etching method in which a power of about 0 W was applied to increase ionicity.

【0101】実施例22 本実施例では、SiHとNO混合ガスを用いて、S
iO膜を形成したところ、形成された膜には水素
が含有されていることが確認された。すなわち、上記実
施例において、SiO膜と考えられていた反射防
止膜の一部は、SiO膜(ただし、zは0で
も良い)であったと考えられる。図43には、本実施例
での成膜におけるSiH/NO流量比と、形成され
たSiO膜のn,k値との関係を示し、図44に
は、同じくSiH/NO流量比と、形成されたSi
膜中のSi,O,N,Hの各元素の量(ato
m%)との関係を示すが、図44から理解されるよう
に、SiH/NO流量比により変動はあるが、形成
されたSiO膜にはHが含有されており、実際に
は、SiO膜の元素組成の膜が形成されてい
ることがわかる。
Embodiment 22 In this embodiment, a mixed gas of SiH 4 and N 2 O is used
When an iO x N y film was formed, it was confirmed that the formed film contained hydrogen. That is, in the above embodiment, a portion of the SiO x N y film and thought have antireflection film, SiO x N y H z films (where, z is 0 Any Good) is considered to have been. Figure 43 is a SiH 4 / N 2 O flow ratio in film formation in the present embodiment, n of the formed SiO x N y film, shows the relationship between k value, in FIG. 44, similarly SiH 4 / N 2 O flow rate ratio and formed Si
The amount of each element of Si, O, N, and H in the O x N y film (ato
As shown in FIG. 44, there is a variation depending on the flow rate ratio of SiH 4 / N 2 O, but the formed SiO x Ny film contains H, In fact, it can be seen that a film having the element composition of the SiO x N y H z film is formed.

【0102】定性的には、図45に示す赤外吸収スペク
トル図(特にFTIR図)に現れているように、いずれ
の流量比の場合についても、Si−O,Si−Nボンド
に由来するピークのほか、N−H、Si−Hボンドに由
来するピークが存在する。このような水素の存在は、そ
の程度は不明であるが、ある程度は反射防止機能に寄与
しているのではないかとも考えられる。水素は、水素含
有ガスを原料ガスとして用いると、一般には何らかの形
で膜中に含有すると考えられ、特に、プラズマCVD法
等のプラズマ利用成膜手段において、水素の含有は顕著
である。
Qualitatively, as shown in the infrared absorption spectrum diagram (particularly, the FTIR diagram) shown in FIG. 45, the peak derived from the Si—O, Si—N bond was obtained at any flow rate ratio. In addition, there are peaks derived from N—H and Si—H bonds. The existence of such hydrogen is unknown, but it is thought that it may contribute to the antireflection function to some extent. When a hydrogen-containing gas is used as a source gas, hydrogen is generally considered to be contained in a film in some form. In particular, hydrogen is remarkable in plasma-based film forming means such as a plasma CVD method.

【0103】本実施例において、下地基板材料として高
融点金属シリサイドであるW−Si、同じくSiO
きのW−Si、および金属材料であるAl−1wt%S
i上に、各種膜厚の反射防止膜を上記SiH/N
混合ガス系を用いて成膜し、i線もしくはエキシマレー
ザー光について最適なk値,n値を与えるSiH/N
O流量比を図43から求め、それにより得られたSi
膜のx,y,z値を調べたところ、次の表
1に示すとおりであった。
[0103] In this embodiment, a refractory metal silicide as a base substrate material W-Si, also with SiO 2 of W-Si, and Al-1 wt% S is a metallic material
i, an anti-reflection film having various thicknesses is formed on the SiH 4 / N 2 O
A film is formed using a mixed gas system, and SiH 4 / N that gives optimum k value and n value for i-line or excimer laser light
The 2O flow rate ratio was determined from FIG. 43, and the resulting Si
O x N y H z films of x, y, was examined z value, were as shown in the following Table 1.

【0104】[0104]

【表1】 [Table 1]

【0105】表1中の〜の最適な条件のそれぞれに
対応する位置を、図44の〜に示した。本実施例よ
り、W−Si用の反射防止膜としては、波長150nm
〜450nmの範囲において、SiO膜を用
いる場合、xは0.30〜0.80の範囲、yは0.1
0〜0.30の範囲にあることが好ましく、zはゼロ、
すなわち水素を含まないでもよいが、水素含有の場合、
zは0.20〜0.60の範囲にあるものが好ましいこ
とがわかった。
In FIG. 44, the positions corresponding to each of the optimal conditions (1) to (4) are shown. According to this example, the wavelength of 150 nm was used as the anti-reflection film for W-Si .
In the range of 450nm, when using a SiO x N y H z film, x is the range of 0.30 to 0.80, y is 0.1
Preferably in the range of 0 to 0.30, z is zero,
That is, it may not contain hydrogen, but if it contains hydrogen,
It has been found that z is preferably in the range of 0.20 to 0.60.

【0106】また、Al−Si用の反射防止膜として
は、波長150〜450nmの範囲において、SiO
膜を用いる場合、xは0.30〜0.70の範
囲、yは0.05〜0.30の範囲にあることが好まし
く、zはゼロ、すなわち水素を含まないでもよいが、水
素含有の場合、zは0.1〜O05の範囲にあるものが
好ましいことがわかる。
As an anti-reflection film for Al—Si, SiO x is used in the wavelength range of 150 to 450 nm.
When using a N y H z film, x is preferably in the range of 0.30 to 0.70, y is preferably in the range of 0.05 to 0.30, and z may be zero, that is, may not contain hydrogen. In the case of containing hydrogen, it is understood that z is preferably in the range of 0.1 to O05.

【0107】さらに、W−Si、Al−Siおよびシリ
コン系材料を含めた下地基板の反射防止膜として、Si
膜を用いる場合には、図44に示す結果か
ら、Siは30〜55原子%が好ましく、Oは20〜4
0原子%が好ましく、Hは15〜25原子%が好まし
く、Nは好ましくは20原子%以下、さらに好ましくは
15原子%以下、さらにまた好ましくは10原子%以下
5原子%以上である。これらの結果から、反射防止膜と
してSiOを用いる場合には、xは0.40
〜1.30、yは0.09〜0.35、zは0.25〜
0.85の範囲にあることが好ましい。なお、SiO
膜の成膜のために使用される一般的な流量比は、図
46に示すように、SiH/NOが0.2〜2.0
の範囲である。
Further, as an anti-reflection film of an underlying substrate including W-Si , Al-Si and a silicon-based material,
When using a O x N y H z films, from the results shown in FIG. 44, Si is preferably 30 to 55 atomic%, O is 20-4
0 atomic% is preferable, H is preferably 15 to 25 atomic%, and N is preferably 20 atomic% or less, more preferably 15 atomic% or less, and still more preferably 10 atomic% or less and 5 atomic% or more. From these results, when SiO x N y H z is used as the antireflection film, x is 0.40
~ 1.30, y is 0.09 ~ 0.35, z is 0.25 ~
It is preferably in the range of 0.85. In addition, SiO x
As shown in FIG. 46, a general flow rate ratio used for forming a Ny film is such that SiH 4 / N 2 O is 0.2 to 2.0.
Range.

【0108】次に、W−Siからなる下地基板の上に、
SiO膜からなる反射防止膜を成膜し、フォ
トレジストの定在波効果を調べた結果を示す。具体的に
は、KrFの露光波長において、n=1.93、k=
2.73のW−Siからなる下地基板の上に、SiO
からなる反射防止膜を、n=2.12、k=
0.54に近づくように図43に示すグラフから求めら
れた流量比でプラズマCVD法により膜厚29nmで成
膜し、その上に、n=1.52、k=0の酸化シリコン
膜を170nmの膜厚で成膜し、その上に、n=1.8
0、k=0.011のフォトレジストを成膜した。
Next, on a base substrate made of W-Si ,
The results of examining the standing wave effect of a photoresist by forming an anti-reflection film made of a SiO x N y H z film are shown. Specifically, at the exposure wavelength of KrF, n = 1.93, k =
On a base substrate made of 2.73 W-Si , SiO x
An anti-reflection film made of N y H z is obtained by n = 2.12 and k =
A film thickness of 29 nm is formed by a plasma CVD method at a flow ratio determined from the graph shown in FIG. 43 so as to approach 0.54, and a silicon oxide film of n = 1.52 and k = 0 is formed thereon by 170 nm. And n = 1.8 on top of it.
A photoresist having 0 and k = 0.011 was formed.

【0109】その場合の定在波効果のシミュレーション
結果を、図47中のwith ARLで示す。また、比
較のために、反射防止膜を設けない以外は、同様にして
定在波効果を求めた結果を図47中のwithout
ARLで示す。本実施例により、定在波効果をほとんど
消滅させることができることが確認された。
The simulation result of the standing wave effect in this case is shown by with ARL in FIG. For comparison, the result of similarly obtaining the standing wave effect except that the anti-reflection film was not provided is shown in FIG.
Indicated by ARL. According to this example, it was confirmed that the standing wave effect could be almost completely eliminated.

【0110】実際に、KrFの露光波長を用いて、W−
Siからなる下地基板上に、上記条件の反射防止膜を用
い、0.35μmルールでフォトレジストのフォトリソ
グラフィー加工を行った結果、良好な微細パターンが形
成された。
In practice, using the exposure wavelength of KrF, W-
As a result of performing photolithography processing of the photoresist on the base substrate made of Si using the antireflection film under the above conditions according to the rule of 0.35 μm, a good fine pattern was formed.

【0111】実施例23 図48に示すように、W−Siからなる下地基板Gの上
に、KrFの露光波長において、n=1.52、k=0
の酸化シリコン膜Oxを、170nmの膜厚で成膜し、
その上に、SiOからなる反射防止膜を、n
=2.1、k=0.6に近づくように図43に示すグラ
フから求められた流量比でプラズマCVD法により膜厚
d=29nmで成膜し、その上に、n=1.80、k=
0.01のフォトレジストを成膜した。
Embodiment 23 As shown in FIG. 48, on an underlying substrate G made of W-Si , at an exposure wavelength of KrF, n = 1.52 and k = 0.
A silicon oxide film Ox of a thickness of 170 nm,
Thereon, an antireflection film made of SiO x N y H z, n
= 2.1, k = 0.6, and a film thickness d = 29 nm by a plasma CVD method at a flow ratio determined from the graph shown in FIG. k =
A photoresist of 0.01 was deposited.

【0112】その場合の定在波効果のシミュレーション
結果は、図47中のwith ARLと同等であり、反
射防止膜を設けない以外は、同様にして定在波効果を求
めた結果に比較し、定在波効果をほとんど消滅させるこ
とができることが確認された。実際に、KrFの露光波
長を用いて、W−Siからなる下地基板上に、上記条件
の反射防止膜を用い、0.35μmルールでフォトレジ
ストのフォトリソグラフィー加工を行った結果、良好な
微細パターンが形成された。
The simulation result of the standing wave effect in that case is equivalent to the with ARL in FIG. 47, and is compared with the result obtained in the same manner as the standing wave effect except that the antireflection film is not provided. It was confirmed that the standing wave effect could be almost completely eliminated. Actually, using the exposure wavelength of KrF, the photoresist was subjected to photolithography processing on the underlying substrate made of W-Si using the antireflection film under the above conditions using the 0.35 μm rule, and as a result a good fine pattern was obtained. Was formed.

【0113】実施例24 W−Si からなる下地基板の上に、i線の露光波長にお
いて、SiOからなる反射防止膜を、n=
1.8〜3.0、k=0.5〜0.9に近づくように図
43に示すグラフから求められた流量比でプラズマCV
D法により膜厚d=25±10nmで成膜し、その上
に、露光前(透過率10%/umt)でn=1.7、k
=0.06、露光後(透過率95%/umt)でn=
1.7、k=0.0015のフォトレジストを成膜し
た。
Example 24 An anti-reflection film made of SiO x N y H z was formed on an underlying substrate made of W-Si at an exposure wavelength of i-line by n =
The plasma CV is obtained at a flow ratio determined from the graph shown in FIG. 43 so as to approach 1.8 to 3.0 and k = 0.5 to 0.9.
A film is formed at a film thickness d = 25 ± 10 nm by the method D, and n = 1.7, k before exposure (transmittance 10% / umt).
= 0.06, n = after exposure (transmittance 95% / umt)
A photoresist having a thickness of 1.7 and k = 0.0015 was formed.

【0114】その場合の定在波効果のシミュレーション
結果は、図47中のwith ARLと同等であり、反
射防止膜を設けない以外は、同様にして定在波効果を求
めた結果に比較し、定在波効果をほとんど消滅させるこ
とができることが確認された。実際に、i線の露光波長
を用いて、W−Siからなる下地基板上に、上記条件の
反射防止膜を用い、0.35μmルールでフォトレジス
トのフォトリソグラフィー加工を行った結果、良好な微
細パターンが形成された。
The simulation result of the standing wave effect in that case is equivalent to the with ARL in FIG. 47, and is compared with the result obtained in the same manner as the standing wave effect except that the antireflection film is not provided. It was confirmed that the standing wave effect could be almost completely eliminated. Actually, a photolithography process of a photoresist was performed on an underlying substrate made of W-Si using an antireflection film under the above conditions using an exposure wavelength of i-line and a 0.35 μm rule. A pattern was formed.

【0115】実施例25 単結晶シリコンからなる下地基板の上に、KrFの露光
波長において、SiOからなる反射防止膜
を、n=2.0、k=0.55に近づくように図43に
示すグラフから求められた流量比でプラズマCVD法に
より膜厚d=32nmで成膜し、その上にn=1.8
0、k=0.011のフォトレジストを成膜した。この
場合、SiOからなる反射防止膜の最適な光
学定数および膜厚は、n=1.9、k=0.35、d=
100nmでも良い。その場合の定在波効果のシミュレ
ーション結果は、図47中のwith ARLと同等で
あり、反射防止膜を設けない以外は、同様にして定在波
効果を求めた結果に比較し、定在波効果をほとんど消滅
させることができることが確認された。実際に、KrF
の露光波長を用いて、単結晶シリコンからなる下地基板
上に、上記条件の反射防止膜を用い、0.35μmルー
ルでフォトレジストのフォトリソグラフィー加工を行っ
た結果、良好な微細パターンが形成された。
Example 25 An anti-reflection film made of SiO x N y H z was formed on an undersubstrate made of single crystal silicon at an exposure wavelength of KrF so that n = 2.0 and k = 0.55. In FIG. 43, a film is formed with a film thickness d = 32 nm by a plasma CVD method at a flow rate ratio obtained from the graph shown in FIG. 43, and n = 1.8 thereon.
A photoresist having 0 and k = 0.011 was formed. In this case, the optimal optical constant and film thickness of the antireflection film made of SiO x N y H z are n = 1.9, k = 0.35, and d =
It may be 100 nm. The simulation result of the standing wave effect in that case is equivalent to the with ARL in FIG. 47, and is compared with the result obtained in the same manner as the standing wave effect except that the antireflection film is not provided. It was confirmed that the effect could be almost completely eliminated. In fact, KrF
A photolithography process of a photoresist was performed on a base substrate made of single-crystal silicon using the antireflection film under the above conditions using the exposure wavelength of 0.35 μm, and as a result, a good fine pattern was formed. .

【0116】実施例26 SiO膜からなる反射防止膜を成膜した後、
その表面をOプラズマ処理した以外は、前記実施例2
3,24または25と同様にして、0.35μmルール
でフォトレジストのフォトリソグラフィー加工を行った
ところ、良好な微細パターンを形成することができた。
このOプラズマ処理を行うことにより、化学増幅型レ
ジスト下方での酸の失活を防止し、レジストのパターン
エッジ部の裾引きまたはオーバーハングを防止すること
ができる。
Example 26 After forming an anti-reflection film made of a SiO x N y H z film,
Example 2 except that the surface was treated with O 2 plasma.
Photolithography processing of the photoresist was performed in the same manner as in 3, 24, or 25 according to the 0.35 μm rule. As a result, a favorable fine pattern could be formed.
By performing the O 2 plasma treatment, deactivation of the acid below the chemically amplified resist can be prevented, and footing or overhang of the pattern edge portion of the resist can be prevented.

【0117】実施例27 Al−Siからなる下地基板の上に、KrFの露光波長
において、SiOからなる反射防止膜を、n
=2.09、k=0.87に近づくように図43に示す
グラフから求められた流量比でプラズマCVD法により
膜厚24nmで成膜し、その上に、n=1.80、k=
0.011のフォトレジストを成膜した。
Example 27 An antireflection film made of SiO x N y H z was exposed on a base substrate made of Al—Si at an exposure wavelength of KrF by n.
= 2.09, k = 0.87, a film thickness of 24 nm was formed by the plasma CVD method at a flow ratio determined from the graph shown in FIG. 43, and n = 1.80, k =
A 0.011 photoresist was deposited.

【0118】その場合の定在波効果のシミュレーション
結果を、図49中のwith ARLとして示す。ま
た、比較のために、反射防止膜を設けない以外は、同様
にして定在波効果を求めた結果を図49中のwitho
ut ARLで示す。本実施例により、定在波効果をほ
とんど消滅させることができることが確認された。実際
に、KrFの露光波長を用いて、Al−Siからなる下
地基板上に、上記条件の反射防止膜を用い、0.35μ
mルールでフォトレジストのフォトリソグラフィー加工
を行った結果、良好な微細パターンが形成された。
A simulation result of the standing wave effect in this case is shown as with ARL in FIG. For the sake of comparison, the result of obtaining the standing wave effect in the same manner except that the antireflection film was not provided is shown in FIG.
ut ARL. According to this example, it was confirmed that the standing wave effect could be almost completely eliminated. Actually, using an exposure wavelength of KrF, an anti-reflection film under the above conditions was used on an underlying substrate made of Al-Si to form 0.35 μm.
As a result of performing photolithography processing of the photoresist according to the m rule, a favorable fine pattern was formed.

【0119】実施例28 i線の露光波長において、n=3.067、k=2.7
93のW−Siからなる下地基板の上に、SiO
からなる反射防止膜を、n=2.58、k=0.4
2に近づくように図43に示すグラフから求められた流
量比でプラズマCVD法により膜厚30nmで成膜し、
その上に、n=1.693、k=0.032のナフトキ
メンジアジド系フォトレジストを成膜した。
Example 28 At the exposure wavelength of the i-line, n = 3.067 and k = 2.7.
On the base substrate made of a 93 W-Si, SiO x N y
The anti-reflection film made of H z, n = 2.58, k = 0.4
A film was formed to a thickness of 30 nm by a plasma CVD method at a flow ratio determined from the graph shown in FIG.
A naphthokimenediazide-based photoresist having n = 1.693 and k = 0.032 was formed thereon.

【0120】そのフォトレジストについて、i線を用い
て、0.44μmラインアンドスペース(L/S)パタ
ーンとなるように、露光を行い、反射防止効果を実測し
た。結果を図50中のwith ARLで示す。なお、
比較のために、反射防止膜を用いない以外は、同様にし
て、反射防止効果を実測した結果を、図50中のwit
hout ARLに示す。この図からも、本実施例にお
ける反射防止膜の効果が理解されよう。
The photoresist was exposed using an i-line so as to form a 0.44 μm line and space (L / S) pattern, and the antireflection effect was measured. The results are shown by with ARL in FIG. In addition,
For comparison, the result of measuring the antireflection effect in the same manner except that the antireflection film was not used is shown in FIG.
hout ARL. From this figure, the effect of the antireflection film in this embodiment can be understood.

【0121】同じく、シミュレート結果を示したもの
が、図51(W−Si上、i線、吸収率に関するグラ
フ)および図52(W−Si上、i線、反射率に関する
グラフ)である。これら図に記載するように、本実施例
では、反射率、吸収率の両場合とも、すぐれた反射防止
効果が得られる。
Similarly, the simulation results are shown in FIG. 51 (a graph relating to i-line and absorptivity on W-Si ) and FIG. 52 (a graph relating to i-line and reflectivity on W-Si ). As shown in these figures, in this embodiment, an excellent antireflection effect can be obtained in both cases of the reflectance and the absorptance.

【0122】図53および図54は、レジスト厚みとク
リティカルディメンジョンとの関係を示したものであ
る。いずれもW−Si上において、KrFエキシマレー
ザー光を用いて実験した。図53は0.30μmライン
アンドスペースパターンの場合であり、図54は0.3
5μmラインアンドスペースパターンの場合である。い
ずれも、レジストとしては化学増幅型のポジレジストを
用いた。
FIGS. 53 and 54 show the relationship between the resist thickness and the critical dimension. In each case, experiments were performed on W-Si using KrF excimer laser light. FIG. 53 shows a case of a 0.30 μm line and space pattern, and FIG.
This is the case of a 5 μm line and space pattern. In each case, a chemically amplified positive resist was used as the resist.

【0123】実施例29 前述したように、エキシマレーザー光における反射防止
膜として、例えば高融点金属シリサイド上の場合、nが
2.4前後、kが0.7前後の材料が適しており、また
SiO膜またはSiO膜が反射防止膜
として有効である。また、これら反射防止効果のあるn
とkを持つSiO膜またはSiO膜を
形成するために、これらの膜の組成比(x,y)を変え
ることで、膜のnとkを変えることができると考えられ
るが、制御性良く組成比をコントロールして、これらの
所望とするnとkを有する膜を成膜するのは必ずしも容
易ではない。
Embodiment 29 As described above, as an antireflection film for excimer laser light, for example, on a refractory metal silicide, a material in which n is around 2.4 and k is around 0.7 is suitable. An SiO x N y film or a SiO x N y H z film is effective as an antireflection film. Further, n having these antireflection effects
In order to form a SiO x N y film or a SiO x N y H z film having the following formulas, k and n can be changed by changing the composition ratio (x, y) of these films. Although it is conceivable, it is not always easy to form a film having the desired n and k by controlling the composition ratio with good controllability.

【0124】本実施例では、反射防止膜として所望のn
とkを有する膜を形成するために、少なくともSi元素
を含有する物質と少なくともO元素を含有する物質との
原料ガスとして用いて反射防止膜を形成する。この実施
例では、少なくともSiを含有する物質としてSiH
を用い、少なくともOを含有する物質としてNOを用
い、SiHとNOとのガス流量比をパラメーターと
して膜の光学定数をコントロールすることで、所望とす
る反射防止効果を有する膜を形成した。平行平板プラズ
マCVD装置を用い、SiHとNOのガス流量比を
変えたときの膜の光学定数は、図43に示すように変化
する。例えばエキシマリソグラィーに適した成膜条件の
一つとして、以下に示す条件を用いればよい。 SiH=50sccm NO =50sccm RF Power=190W 圧力=332.5pa(2.5torr) 基板温度=400℃ 電極間距離=1cm
In this embodiment, the desired n as the antireflection film
In order to form a film having と and k, an antireflection film is formed by using a material containing at least a Si element and a material containing at least an O element as source gases. In this embodiment, the material containing at least Si is SiH 4
By using N 2 O as a substance containing at least O and controlling the optical constant of the film using a gas flow ratio of SiH 4 and N 2 O as a parameter, a film having a desired antireflection effect can be obtained. Formed. The optical constant of the film when the gas flow ratio of SiH 4 and N 2 O is changed using a parallel plate plasma CVD apparatus changes as shown in FIG. For example, the following conditions may be used as one of the film forming conditions suitable for excimerography. SiH 4 = 50 sccm N 2 O = 50 sccm RF Power = 190 W Pressure = 332.5 pa (2.5 torr) Substrate temperature = 400 ° C. Distance between electrodes = 1 cm

【0125】ここでは、主にガス流量比をパラメーター
として膜の光学定数をコントロールする方法を述べた
が、成膜圧力、RFパワー、基板温度をパラメーターと
しても膜の光学定数をコントロールできる。
Here, the method of controlling the optical constant of the film mainly by using the gas flow ratio as a parameter has been described. However, the optical constant of the film can also be controlled by using the deposition pressure, RF power, and substrate temperature as parameters.

【0126】[0126]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
レジストパターン形成方法によれば、任意の単一波長の
光を露光光源として、任意の下地基板上にレジストパタ
ーンを形成する際に、露光時の定在波効果を最小限にす
ることができ、レジストパターンが微細なものであって
も、良好に、安定したレジストパターンが形成できる。
また、本発明に係る反射防止膜形成方法によれば、定在
波効果を最小限にする光学条件を有する反射防止膜を、
きわめて容易に成膜することができ、また、そのエッチ
ングも容易である。
As described above, according to the method for forming a resist pattern according to the present invention, when a resist pattern is formed on an arbitrary base substrate using light of an arbitrary single wavelength as an exposure light source, The standing wave effect at the time of exposure can be minimized, and a favorable and stable resist pattern can be formed even if the resist pattern is fine.
Further, according to the antireflection film forming method according to the present invention, an antireflection film having an optical condition that minimizes the standing wave effect,
The film can be formed very easily, and its etching is also easy.

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

【図1】従来技術の問題点を説明する図であり、レジス
ト膜内での光の干渉を示す図である。
FIG. 1 is a view for explaining a problem of a conventional technique, and is a view showing light interference in a resist film.

【図2】従来技術の問題点を説明する図であり、定在波
効果を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a problem of the related art, and is a diagram illustrating a standing wave effect.

【図3】従来技術の問題点を説明する図であり、定在波
効果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a problem of the related art, and is a diagram illustrating a standing wave effect.

【図4】従来技術の問題点を説明する図であり、定在波
効果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a problem of the related art, and is a diagram illustrating a standing wave effect.

【図5】従来技術の問題点を説明する図であり、段差の
影響をを示す図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a problem of the related art, and is a diagram showing an influence of a step.

【図6】定在波効果の影響を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the effect of the standing wave effect.

【図7】定在波効果の影響を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the effect of the standing wave effect.

【図8】定在波効果の影響を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the effect of the standing wave effect.

【図9】吸収光量の変動とパターン寸法変動との関係を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a variation in the amount of absorbed light and a variation in pattern dimension.

【図10】定在波効果を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a standing wave effect.

【図11】或るレジスト膜厚について、反射防止膜AR
Lの膜厚を固定して、nart,kartを変化させた
場合のレジスト膜の吸収光量の変化の軌跡(吸収光量の
等高線)を示す図である。
FIG. 11 shows an anti-reflection film AR for a certain resist film thickness.
FIG. 9 is a diagram illustrating a locus of a change in the amount of absorbed light of the resist film (a contour line of the amount of absorbed light) when n art and k art are changed while the thickness of L is fixed.

【図12】他の異なったレジスト膜厚についての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing trajectories (contour lines) for other different resist film thicknesses.

【図13】他の異なったレジスト膜厚についての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing trajectories (contour lines) for other different resist film thicknesses.

【図14】他の異なったレジスト膜厚についての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing trajectories (contour lines) for other different resist film thicknesses.

【図15】解決すべき定在波効果を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a standing wave effect to be solved.

【図16】反射防止膜の膜厚30nmの場合の、レジス
ト膜厚985nmについてのnart,kartの変化
に対するレジスト膜の吸収光量の変化の軌跡(吸収光量
の等高線)を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a locus (contour of absorption light amount) of a change in absorption light amount of the resist film with respect to a change in n art and k art for a resist film thickness of 985 nm when the thickness of the antireflection film is 30 nm.

【図17】レジスト膜厚1000nmについての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a locus (contour line) for a resist film thickness of 1000 nm.

【図18】レジスト膜厚1017.5nmについての軌
跡(等高線)を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a locus (contour line) for a resist film thickness of 1017.5 nm.

【図19】レジスト膜厚1035nmについての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a locus (contour line) for a resist film thickness of 1035 nm.

【図20】最適条件(実施例)での定在波効果を示す図
である。
FIG. 20 is a diagram showing a standing wave effect under optimal conditions (Example).

【図21】最適条件(実施例)での定在波効果を示す図
である。
FIG. 21 is a diagram showing a standing wave effect under optimal conditions (Example).

【図22】反射防止膜の膜厚と光学条件としてのnとの
関係を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing the relationship between the thickness of an antireflection film and n as an optical condition.

【図23】反射防止膜の膜厚と光学条件としてのkとの
関係を示す図である。
FIG. 23 is a view showing the relationship between the thickness of an antireflection film and k as an optical condition.

【図24】CVDによるSiO成膜の挙動を示す
図である。
FIG. 24 is a diagram showing a behavior of SiO x N y film formation by CVD.

【図25】他の実施例に係る反射防止膜の成膜構造を示
す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a film formation structure of an antireflection film according to another example.

【図26】W−Si上のSiO(25nm)の反
射防止効果を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing an anti-reflection effect of SiO x N y (25 nm) on W-Si.

【図27】他の実施例に係る反射防止膜の成膜構造を示
す断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view illustrating a film formation structure of an antireflection film according to another example.

【図28】反射防止膜の膜厚30nmの場合の、レジス
ト膜厚982nmについてのnart,kartの変化
に対するレジスト膜の吸収光量の変化の軌跡(吸収光量
の等高線)を示す図である。
28 is a diagram illustrating the case of a film thickness 30nm of antireflection film, n art for resist film thickness 982 nm, the locus of the change in the amount of light absorbed in the resist film relative to variation of k art (the contour of the amount of light absorbed).

【図29】レジスト膜厚1000nmについての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing loci (contour lines) for a resist film thickness of 1000 nm.

【図30】レジスト膜厚1018nmについての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 30 is a diagram showing a locus (contour line) for a resist film thickness of 1018 nm.

【図31】レジスト膜厚1035nmについての軌跡
(等高線)を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing a locus (contour line) for a resist film thickness of 1035 nm.

【図32】最適条件での定在波効果を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing a standing wave effect under optimal conditions.

【図33】最適条件での定在波効果を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing a standing wave effect under optimal conditions.

【図34】反射防止膜の膜厚と光学条件としてのkとの
関係を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing the relationship between the thickness of an antireflection film and k as an optical condition.

【図35】SiO膜の成膜条件による光学定数特
性を示す図である。
FIG. 35 is a diagram illustrating optical constant characteristics depending on film formation conditions of a SiO x N y film.

【図36】他の実施例における最適条件での定在波効果
を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing a standing wave effect under optimum conditions in another embodiment.

【図37】他の実施例における反射防止膜の成膜構造を
示す断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view showing a film formation structure of an antireflection film in another example.

【図38】定在波効果を示す図である。FIG. 38 is a diagram showing a standing wave effect.

【図39】Si上のSiO膜(32nm)の反射
防止効果を示す図である。
FIG. 39 is a diagram showing an antireflection effect of a SiO x N y film (32 nm) on Si.

【図40】Si上のSiO膜(100nm)の反
射防止効果を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing an anti-reflection effect of a SiO x N y film (100 nm) on Si.

【図41】ポリシリコン上のSiO膜(33n
m)の反射防止効果を示す図である。
FIG. 41 shows a SiO x N y film (33n) on polysilicon.
It is a figure which shows the antireflection effect of m).

【図42】SiO膜の成膜条件による光学定数の
特性変化を示す図である。
FIG. 42 is a diagram showing a characteristic change of an optical constant depending on a film forming condition of a SiO x N y film.

【図43】SiH/NO流量比と、形成されたSi
膜(またはSiO膜)のn,k値と
の関係を示す図である。
FIG. 43: SiH 4 / N 2 O flow ratio and Si formed
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an O x N y film (or a SiO x N y H z film) and n and k values.

【図44】SiH/NO流量比と、形成されたSi
膜(またはSiO膜)中のSi、
O、N、H量(RBS)との関係を示す図である。
FIG. 44: SiH 4 / N 2 O flow ratio and formed Si
O x N y film (or SiO x N y H z films) in Si,
It is a figure which shows the relationship with O, N, and H amount (RBS).

【図45】実施例で形成された反射防止膜のIRの吸収
スペクトル図である。
FIG. 45 is an IR absorption spectrum diagram of the antireflection film formed in the example.

【図46】一般的に使用されるSiH/NO流量比
範囲を示す図である。
FIG. 46 is a view showing a generally used flow rate ratio range of SiH 4 / N 2 O.

【図47】実施例における反射防止効果を示す図であ
る。
FIG. 47 is a diagram showing an antireflection effect in the example.

【図48】その他の実施例における反射防止膜の成膜構
造を示す図である。
FIG. 48 is a view showing a film formation structure of an antireflection film in another example.

【図49】他の実施例における反射防止効果を示す図で
ある。
FIG. 49 is a diagram showing an antireflection effect in another embodiment.

【図50】他の実施例における反射防止効果を示す図で
ある。
FIG. 50 is a diagram showing an antireflection effect in another embodiment.

【図51】図50に示す実施例における反射防止効果の
シミュレーション結果(吸収率に関して)を示す図であ
る。
FIG. 51 is a diagram showing a simulation result (related to an absorptivity) of an antireflection effect in the embodiment shown in FIG.

【図52】図50に示す実施例における反射防止効果の
シミュレーション結果(反射率に関して)を示す図であ
る。
FIG. 52 is a diagram showing a simulation result (in terms of reflectance) of an antireflection effect in the embodiment shown in FIG. 50;

【図53】その他の実施例(0.30μmL/S)の作
用説明図である。
FIG. 53 is an operation explanatory view of another example (0.30 μmL / S).

【図54】その他の実施例(0.35μmL/S)の作
用説明図である。
FIG. 54 is an operation explanatory view of another example (0.35 μmL / S).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ARL 反射防止膜 PR フォレジスト S 下地基板 ARL Anti-reflection coating PR photoresist S Base substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−87912 (32)優先日 平4(1992)3月11日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−244314 (32)優先日 平4(1992)8月20日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−316073 (32)優先日 平4(1992)10月31日 (33)優先権主張国 日本(JP) 早期審査対象出願 (56)参考文献 特開 昭60−153125(JP,A) 特開 昭59−6540(JP,A) 特開 昭51−58072(JP,A) 特開 平1−241125(JP,A) 特開 平2−148731(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 7/11 503 G03F 7/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application Hei 4-87912 (32) Priority date Hei 4 (1992) March 11 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority Claim number Japanese Patent Application No. 4-244314 (32) Priority Date Hei 4 (1992) August 20 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. Hei 4-316073 (32) Priority Japan, Japan (JP) Application for accelerated examination (56) References JP-A-60-153125 (JP, A) JP-A-59-6540 (JP, A) JP-A-51-58072 (JP, A) JP-A-1-241125 (JP, A) JP-A-2-148731 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) ) H01L 21/027 G03F 7/11 503 G03F 7/26

Claims (57)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の層からなる半導体装置において、下
地基板上に形成した少なくとも珪素、酸素および窒素を
含む室化酸化シリコン系膜で構成される反射防止膜上
に、フォトレジストを単一波長により露光してレジスト
パターンを形成するレジストパターン形成方法であっ
て、 前記窒化酸化シリコン系膜で構成される反射防止膜を、
前記下地基板の種類に応じて、露光時のフォトレジスト
でのレジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばらつ
きが最小の値となる条件の前記反射防止膜の反射屈折率
n、吸収屈折率kおよび膜厚になるように、成膜条件を
調節しながら成膜する工程を有する、 レジストパターン
形成方法。
1. A semiconductor device comprising a plurality of layers,
At least silicon, oxygen and nitrogen formed on the ground substrate
On the anti-reflective coating composed of silicon oxide based film containing
And then expose the photoresist with a single wavelength
A resist pattern forming method for forming a pattern.
An anti-reflection film composed of the silicon nitride oxide-based film,
Depending on the type of the underlying substrate, the photoresist at the time of exposure
Of standing wave effect due to fluctuation of resist film thickness at high temperature
The refractive index of the antireflection film under the condition that the minimum value is obtained.
n, absorption refractive index k, and film thickness.
A resist pattern having a process of forming a film while adjusting
Forming method.
【請求項2】前記下地基板の表面がシリコン系材料で構
成されている、 請求項1記載のレジストパターン形成方法。
2. The method according to claim 2, wherein the surface of the undersubstrate is made of a silicon-based material.
2. The method according to claim 1, wherein the resist pattern is formed.
【請求項3】前記シリコン系材料は、単結晶シリコン、
多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープトポリシリコ
ンのいずれかである、 請求項2記載のレジストパターン形成方法。
3. The silicon-based material is a single crystal silicon,
Polycrystalline silicon, amorphous silicon, doped polysilico
3. The method for forming a resist pattern according to claim 2 , which is one of the following:
【請求項4】前記下地基板は、表面が高融点金属または
高融点金属シリサイド系材料で構成されている、 請求項1記載のレジストパターン形成方法。
4. The undersubstrate has a surface having a high melting point metal or
2. The method for forming a resist pattern according to claim 1, wherein the method is formed of a refractory metal silicide-based material .
【請求項5】前記高融点金属はタングステンであり、前
記高融点金属シリサイド系材料は、タングステンシリサ
イドである、 請求項4記載のレジストパターン形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the refractory metal is tungsten.
The refractory metal silicide-based material is tungsten silicide.
The method for forming a resist pattern according to claim 4, wherein the resist pattern is an id .
【請求項6】前記下地基板は、表面が低融点金属系材料
で構成されている、 請求項1記載のレジストパターン形成方法。
6. The undersubstrate has a surface having a low melting point metal material.
The method for forming a resist pattern according to claim 1, wherein:
【請求項7】前記低融点金属系材料は、アルミニウム、
アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリコン
−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項6記載のレジストパターン形成方法。
7. The low melting point metal-based material is aluminum,
Aluminum-silicon alloy, aluminum-silicon
7. The method for forming a resist pattern according to claim 6, wherein the method is any one of copper alloy, copper, and copper alloy .
【請求項8】複致の層からなる半導体装置において、下
地基板上に形成した少なくとも珪素、酸素、窒素および
水素を含む窒化酸化シリコン系膜で構成される反射防止
膜上に、フォトレジストを単一波長により露光してレジ
ストパターンを形成するレジストパターン形成方法であ
って、 前記窒化酸化シリコン系膜で構成される反射防止膜を、
前記下地基板の種類に応じて、露光時のフォトレジスト
でのレジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばらつ
きが最小の値となる条件の前記反射防止膜の反射屈折率
n、吸収屈折率kおよび膜厚になるように、成膜条件を
調節しながら成膜する工程を有する、 レジストパターン形成方法。
8. A semiconductor device comprising multiple layers,
At least silicon, oxygen, nitrogen and
Antireflection composed of silicon oxynitride film containing hydrogen
The photoresist is exposed on the film with a single wavelength and
Resist pattern forming method for forming a strike pattern.
Thus, an antireflection film composed of the silicon nitride oxide-based film,
Depending on the type of the underlying substrate, the photoresist at the time of exposure
Of standing wave effect due to fluctuation of resist film thickness at high temperature
The refractive index of the antireflection film under the condition that the minimum value is obtained.
n, absorption refractive index k, and film thickness.
A method for forming a resist pattern , comprising a step of forming a film while adjusting .
【請求項9】前記下地基板の表面がシリコン系材料で構
成されている、 請求項8記載のレジストパターン形成方法。
9. The method according to claim 9, wherein the surface of the undersubstrate is made of a silicon-based material.
9. The method for forming a resist pattern according to claim 8, wherein the method is performed.
【請求項10】前記シリコン系材料は、単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープトポリシ
リコンのいずれかである、 請求項9記載のレジストパターン形成方法。
10. The silicon-based material is a single-crystal silicon.
, Polycrystalline silicon, amorphous silicon, doped policy
10. The method for forming a resist pattern according to claim 9, wherein the method is any one of recon .
【請求項11】前記下地基板は、表面が高融点金属また
は高融点金属シリサイド系材料で構成されている、 請求項8記載のレジストパターン形成方法。
11. The undersubstrate has a surface having a high melting point metal or
9. The method for forming a resist pattern according to claim 8 , wherein said material is made of a high melting point metal silicide-based material .
【請求項12】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイド系材料は、タングステンシリ
サイドである、 請求項11記載のレジストパターン形成方法。
12. The high melting point metal is tungsten,
The refractory metal silicide-based material is tungsten silicide.
The method for forming a resist pattern according to claim 11 , wherein the side is a side .
【請求項13】前記下地基板は、表面が低融点金属系材
料で構成されている、 請求項8記載のレジストパターン形成方法。
13. The undersubstrate has a surface having a low melting point metal material.
9. The method for forming a resist pattern according to claim 8, wherein the resist pattern is formed of a material.
【請求項14】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項13記載のレジストパターン形成方法。
14. The low melting point metal-based material may be aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
14. The method for forming a resist pattern according to claim 13, wherein the resist pattern is one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項15】複数の層からなる半導体装置において、
下地基板上に形成したSiO (ここで、xは
0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、zは0
〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコ
ン膜系膜で構成される反射防止膜上に、フォトレジスト
を単一波長により露光してレジストパターンを形成する
レジストパターン形成方法であって、 前記窒化酸化シリコン系膜で構成される反射防止膜を、
前記下地基板の種類に応じて、露光時のフォトレジスト
でのレジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばらつ
きが最小の値となる条件の前記反射防止膜の反射屈折率
n、吸収屈折率kおよび膜厚になるように、成膜条件を
調節しながら成膜する工程を有する、 レジストパターン
形成方法。
15. A semiconductor device comprising a plurality of layers,
SiO x N y H z formed on the base substrate (where x is
0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0
0.80.85. Silicon nitride oxide represented by)
Photoresist on the anti-reflective coating
Is exposed by a single wavelength to form a resist pattern
A method of forming a resist pattern, comprising: forming an antireflection film made of the silicon nitride oxide-based film,
Depending on the type of the underlying substrate, the photoresist at the time of exposure
Of standing wave effect due to fluctuation of resist film thickness at high temperature
The refractive index of the antireflection film under the condition that the minimum value is obtained.
n, absorption refractive index k, and film thickness.
A resist pattern having a process of forming a film while adjusting
Forming method.
【請求項16】前記下地基板の表面がシリコン系材料で
構成されている、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
16. The surface of the undersubstrate is made of a silicon-based material.
The method for forming a resist pattern according to claim 15, wherein the method is configured.
【請求項17】前記シリコン系材料は、単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープトポリシ
リコンのいずれかである、 請求項16記載のレジストパターン形成方法。
17. The silicon-based material is a single-crystal silicon.
, Polycrystalline silicon, amorphous silicon, doped policy
17. The method for forming a resist pattern according to claim 16, wherein the method is any of recon .
【請求項18】前記下地基板は、表面が高融点金属また
は高融点金属シリサイド系材料で構成されている、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
18. The undersubstrate has a surface having a high melting point metal or
The method according to claim 15, wherein the resist pattern is made of a refractory metal silicide-based material .
【請求項19】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイド系材料は、タングステンシリ
サイドである、 請求項18記載のレジストパターン形成方法。
19. The refractory metal is tungsten,
The refractory metal silicide-based material is tungsten silicide.
19. The method for forming a resist pattern according to claim 18 , wherein the side is a side .
【請求項20】前記下地基板は、表面が低融点金属系材
料で構成されている、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
20. The undersubstrate has a surface having a low melting point metal material.
The method for forming a resist pattern according to claim 15, wherein the method is formed of a material.
【請求項21】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項20記載のレジストパターン形成方法。
21. The low-melting point metal-based material is aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
21. The method for forming a resist pattern according to claim 20, wherein the method is any one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項22】前記下地基板の表面が高融点金属または
高融点金属シリサイド系材料の場合において、 前記反射防止膜は、反射屈折率nが1.0以上3.6以
下であり、吸収屈折率kが0.11以上0.75以下で
あり、膜厚が10nm以上100nm以下のSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.0
9〜0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表
される窒化酸化シリコン膜で構成されている反射防止膜
である、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
22. The surface of the undersubstrate is made of a high melting point metal or
In the case of a refractory metal silicide-based material, the antireflection film has a reflection refractive index n of 1.0 or more and 3.6 or less.
And the absorption refractive index k is 0.11 or more and 0.75 or less.
Yes, SiO x N with a film thickness of 10 nm or more and 100 nm or less
y H z (wherein, x is from .40 to 1.30, y is 0.0
9 to 0.35, z is in the range of 0 to 0.85. )
-Reflection film composed of silicon nitride oxide film to be formed
In a method for forming a resist pattern according to claim 15, wherein.
【請求項23】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイド系材料は、タングステンシリ
サイドである、 請求項22記載のレジストパターン形成方法。
23. The refractory metal is tungsten,
The refractory metal silicide-based material is tungsten silicide.
23. The method for forming a resist pattern according to claim 22 , which is a side .
【請求項24】前記下地基板の表面が高融点金属または
高融点金属シリサイド系材料の場合に おいて、 前記反射防止膜は、反射屈折率nが1.7以上5.9以
下であり、吸収屈折率kが0.51以下の正数であり、
膜厚が25nm以上100nm以下のSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09〜
0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表され
る窒化酸化シリコン膜で構成されている反射防止膜であ
る、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
24. The method according to claim 24, wherein the surface of the undersubstrate is made of a high melting point metal or
In no event the refractory metal silicide-based material, wherein the antireflection film, the reflection refractive index n of 1.7 or more 5.9 or more
Below, the absorption refractive index k is a positive number of 0.51 or less,
SiO x N y H z having a film thickness of 25 nm or more and 100 nm or less
(Where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.09 to
0.35 and z are in the range of 0 to 0.85. )
Anti-reflective coating composed of a silicon nitride oxide film
That, the resist pattern forming method according to claim 15, wherein.
【請求項25】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイド系材料は、タングステンシリ
サイドである、 請求項24記載のレジストパターン形成方法。
25. The refractory metal is tungsten,
The refractory metal silicide-based material is tungsten silicide.
25. The method for forming a resist pattern according to claim 24 , wherein the side is a side .
【請求項26】前記下地基板の表面が低融点金属系材料
の場合において、 前記反射防止膜は、反射屈折率nが1.3以上3.6以
下であり、吸収屈折率kが0.2以上1.5以下であ
り、膜厚が10nm以上70nm以下のSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09〜
0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表され
る窒化酸化シリコン膜で構成される反射防止膜である、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
26. A base material having a low melting point metal-based material.
In the above case, the antireflection film has a reflection refractive index n of 1.3 or more and 3.6 or less.
And the absorption refractive index k is 0.2 or more and 1.5 or less.
SiO x N y H having a film thickness of 10 nm or more and 70 nm or less.
z (where x is 0.40 to 1.30, y is 0.09 to
0.35 and z are in the range of 0 to 0.85. )
16. The method for forming a resist pattern according to claim 15, wherein the method is an antireflection film composed of a silicon nitride oxide film .
【請求項27】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項26記載のレジストパターン形成方法。
27. The low melting point metal-based material is aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
27. The method for forming a resist pattern according to claim 26, wherein the method is any one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項28】前記下地基板の表面が低融点金属系材料
の場合において、 前記反射防止膜は、反射屈折率nが1.9以上5.9以
下であり、吸収屈折率kが0.2以上0.75以下であ
り、膜厚が25nm以上90nm以下のSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09〜
0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表され
る窒化酸化シリコン膜で構成される反射 防止膜である、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
28. The undersubstrate having a low melting point metal-based material
In the above case, the antireflection film has a reflection refractive index n of 1.9 or more and 5.9 or less.
And the absorption refractive index k is 0.2 or more and 0.75 or less.
SiO x N y H having a thickness of 25 nm or more and 90 nm or less.
z (where x is 0.40 to 1.30, y is 0.09 to
0.35 and z are in the range of 0 to 0.85. )
16. The method for forming a resist pattern according to claim 15, wherein the method is an antireflection film composed of a silicon nitride oxide film .
【請求項29】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項28記載のレジストパターン形成方法。
29. The low melting point metal-based material is aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
29. The method for forming a resist pattern according to claim 28, wherein the method is any one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項30】前記下地基板の表面がシリコン系材料の
場合において、 前記反射防止膜は、反射屈折率nが1.8以上2.6以
下であり、吸収屈折率kが0.1以上0.8以下であ
り、膜厚が20nm以上150nm以下のSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09
〜0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表さ
れる窒化酸化シリコン膜で構成される反射防止膜であ
る、 請求項15記載のレジストパターン形成方法。
30. A method according to claim 30, wherein the surface of said base substrate is made of
In this case, the antireflection film has a reflection refractive index n of 1.8 or more and 2.6 or less.
And the absorption refractive index k is 0.1 or more and 0.8 or less.
SiO x N y having a thickness of 20 nm or more and 150 nm or less.
H z (wherein, x is from .40 to 1.30, y is 0.09
0.30.35 and z are in the range of 00〜0.85. )
Anti-reflection film composed of a silicon nitride oxide film
That, the resist pattern forming method according to claim 15, wherein.
【請求項31】前記シリコン系材料は、単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープトポリシ
リコンのいずれかである、 請求項30記載のレジストパターン形成方法。
31. The silicon-based material is a single crystal silicon
, Polycrystalline silicon, amorphous silicon, doped policy
31. The method for forming a resist pattern according to claim 30, wherein the method is any of recon .
【請求項32】表面が高融点金属または高融点金属シリ
サイド系材料からなる下地基板上に、直接またはその他
の層を介して設けられた反射防止膜であって、 前記反射防止膜は、露光波長が150〜450nmにお
いて、反射屈折率nが1.0以上3.6以下、吸収屈折
率kが0.11以上0.75以下、膜厚が10nm以上
100nm以下であり、レジスト膜の膜厚の変動による
定在波効果のばらつきが最小の値となるようなSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.
09〜0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で
表される窒化酸化シリコン膜で構成されている、 反射防止膜。
32. A high melting point metal or high melting point metal silicide surface.
Directly or on the underlying substrate made of a side material
An anti-reflection film provided with a layer having an exposure wavelength of 150 to 450 nm.
The refractive index n is 1.0 or more and 3.6 or less,
The ratio k is 0.11 or more and 0.75 or less, and the film thickness is 10 nm or more.
100 nm or less, due to fluctuations in the thickness of the resist film
SiO x that minimizes the dispersion of the standing wave effect
N y H z (where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.
09 to 0.35 and z are in the range of 0 to 0.85. )so
An anti-reflection film made of the silicon nitride oxide film represented .
【請求項33】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイドはタングステンシリサイドで
ある、 請求項32記載の反射防止膜。
33. The refractory metal is tungsten,
The refractory metal silicide is tungsten silicide.
There, the anti-reflection film of claim 32.
【請求項34】表面が高融点金属または高融点金属シリ
サイド系材料からなる下地基板上に、直接またはその他
の層を介して設けられた反射防止膜であって、 前記反射防止膜は、露光波長が150〜450nmにお
いて、反射屈折率nが1.7以上5.9以下、吸収屈折
率kが0.51以下の正数であり、膜厚が25nm以上
100nm以下であり、レジスト膜の膜厚の変動による
定在波効果のばらつきが最小の値となるようなSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.
09〜0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で
表される窒化酸化シリコン膜で構成されている、
34. A surface having a high melting point metal or a high melting point metal silicide.
Directly or on the underlying substrate made of a side material
An anti-reflection film provided with a layer having an exposure wavelength of 150 to 450 nm.
And the refractive index n is 1.7 or more and 5.9 or less,
The ratio k is a positive number of 0.51 or less, and the film thickness is 25 nm or more.
100 nm or less, due to fluctuations in the thickness of the resist film
SiO x that minimizes the dispersion of the standing wave effect
N y H z (where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.
09 to 0.35 and z are in the range of 0 to 0.85. )so
Composed of a silicon nitride oxide film represented by
【請求項35】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイドはタングステンシリサイドで
ある、 請求項34記載の反射防止膜。
35. The refractory metal is tungsten,
The refractory metal silicide is tungsten silicide.
There, the anti-reflection film of claim 34.
【請求項36】表面が低融点金属系材料からなる下地基
板上に、直接またはその他の層を介して設けられた反射
防止膜であって、 前記反射防止膜は、露光波長が150〜450nmにお
いて、反射屈折率nが1.3以上3.6以下、吸収屈折
率kが0.2以上1.5以下、膜厚が10nm以上70
nm以下であり、レジスト膜またはレジスト膜及びその
下地の光透過性膜の膜厚の変動による定在波効果のばら
つきが最小の値となるようなSiO (ここ
で、xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.3
5、zは0〜0.85の範囲にある。)で表される窒化
酸化シリコン膜で構成されている、 反射防止膜。
36. A base material whose surface is made of a low-melting metal material
Reflection provided directly or through other layers on the plate
An anti- reflection film , wherein the anti-reflection film has an exposure wavelength of 150 to 450 nm.
The refractive index n is 1.3 or more and 3.6 or less,
The ratio k is 0.2 or more and 1.5 or less, and the film thickness is 10 nm or more and 70.
nm or less, the resist film or the resist film and the
Variation of standing wave effect due to variation in thickness of underlying light transmitting film
SiO x N y H z (here,
Where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.09 to 0.3
5, z is in the range of 0 to 0.85. )
An anti-reflection film made of a silicon oxide film.
【請求項37】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項36記載の反射防止膜。
37. The low melting point metal-based material is aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
The antireflection film according to claim 36, wherein the antireflection film is any one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項38】表面が低融点金属系材料からなる下地基
板上に、直接またはその他の層を介して設けられた反射
防止膜であって、 前記反射防止膜は、露光波長が150〜450nmにお
いて、反射屈折率nが1.9以上5.9以下、吸収屈折
率kが0.2以上0.75以下であり、膜厚が20nm
以上90nm以下であり、レジスト膜またはレジスト膜
及びその下地の光透過性膜の膜厚の変動による定在波効
果のばらつきが最小の値となるようなSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09〜
0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表され
る窒化酸化シリコン膜で構成されている、 反射防止膜。
38. A base material whose surface is made of a low melting point metal-based material.
Reflection provided directly or through other layers on the plate
An anti- reflection film , wherein the anti-reflection film has an exposure wavelength of 150 to 450 nm.
The refractive index n is 1.9 or more and 5.9 or less,
The ratio k is 0.2 or more and 0.75 or less, and the film thickness is 20 nm.
Not less than 90 nm and a resist film or a resist film
Wave effect due to the variation of the thickness of the light-transmitting film and its underlying layer
SiO x N y H z that minimizes the variation of the fruits
(Where x is 0.40 to 1.30 and y is 0.09 to
0.35 and z are in the range of 0 to 0.85. )
An anti-reflection film made of a silicon nitride oxide film.
【請求項39】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項38記載の反射防止膜。
39. The low melting point metal-based material may be aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
The anti-reflection film according to claim 38, wherein the anti-reflection film is any one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項40】表面がシリコン系材料からなる下地基板
上に、直接またはその他の層を介して設けられた反射防
止膜であって、 前記反射防止膜は、露光波長が150〜450nmにお
いて、反射屈折率nが1.8以上2.6以下、吸収屈折
率kが0.1以上0.8以下、膜厚が20nm以上15
0nm以下であり、レジスト膜の膜厚の変動による定在
波効果のばらつきが最小の値となるようなSiO
(ここで、xは0.40〜1.30、yは0.09
〜0.35、zは0〜0.85の範囲にある。)で表さ
れる窒化酸化シリコン膜で構成されている、 反射防止膜。
40. An undersubstrate whose surface is made of a silicon-based material
Anti-reflective coating, directly or through other layers
An anti-reflection coating , wherein the anti-reflection coating has an exposure wavelength of 150 to 450 nm.
The refractive index n is 1.8 or more and 2.6 or less,
Rate k is 0.1 or more and 0.8 or less, and film thickness is 20 nm or more and 15
0 nm or less, standing due to variation in the thickness of the resist film
SiO x N y that minimizes the variation of the wave effect
H z (wherein, x is from .40 to 1.30, y is 0.09
0.30.35 and z are in the range of 00〜0.85. )
Anti-reflection film composed of a silicon nitride oxide film.
【請求項41】前記シリコン系材料は、単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープドポリシ
リコンのいずれかである請求項40記載の反射防止膜。
41. The silicon-based material is a single crystal silicon
, Polycrystalline silicon, amorphous silicon, doped policy
41. The anti-reflection film according to claim 40 , which is any of Recon .
【請求項42】複数の層からなる半導体装置であって、 表面が高融点金属または高融点金属シリサイド系材料か
らなる下地基板と該下地基板上に、直接またはその他の層を介して露光
波長が150〜450nmにおいて、反射屈折率nが
1.0以上3.6以下、吸収屈折率kが0.11以上
0.75以下、膜厚が10nm以上100nm以下であ
り、レジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばらつ
きが最小の値となるようなSiO (ここで、
xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、z
は0〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シ
リコン膜で構成されている反射防止膜とを有する、 半導体装置。
42. A semiconductor device comprising a plurality of layers, the surface of which is made of a refractory metal or a refractory metal silicide-based material.
A base substrate made of , and exposed directly or through another layer on the base substrate.
When the wavelength is 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is
1.0 or more and 3.6 or less, absorption refractive index k is 0.11 or more
0.75 or less, and the film thickness is 10 nm or more and 100 nm or less.
Of the standing wave effect due to fluctuations in the resist film thickness
SiO x N y H z (where,
x is 0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z
Is in the range of 0 to 0.85. )
A semiconductor device having an antireflection film made of a recon film .
【請求項43】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイドはタングステンシリサイドで
ある、 請求項42記載の半導体装置。
43. The refractory metal is tungsten,
The refractory metal silicide is tungsten silicide.
There, a semiconductor device according to claim 42, wherein.
【請求項44】複数の層からなる半導体装置であって、 表面が高融点金属または高融点金属シリサイド系材料か
らなる下地基板と該下地基板上に、直接またはその他の層を介して、露光
波長が150〜450nmにおいて、反射屈折率nが
1.7以上5.9以下、吸収屈折率kが0.51以下の
正数であり、膜厚が25nm以上100nm以下であ
り、レジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばれつ
きが最小の値となるようなSiO (ここで、
xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、z
は0〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シ
リコン膜で構成されている反射防止膜とを有する、 半導体装置。
44. A semiconductor device comprising a plurality of layers, the surface of which is made of a refractory metal or a refractory metal silicide-based material.
A base substrate made of , and exposed directly or through another layer on the base substrate.
When the wavelength is 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is
1.7 or more and 5.9 or less, and the absorption refractive index k is 0.51 or less.
It is a positive number and the film thickness is 25 nm or more and 100 nm or less.
Of the standing wave effect due to fluctuations in the resist film thickness
SiO x N y H z (where,
x is 0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z
Is in the range of 0 to 0.85. )
A semiconductor device having an antireflection film made of a recon film .
【請求項45】前記高融点金属はタングステンであり、
前記高融点金属シリサイドはタングス テンシリサイドで
ある、 請求項44記載の半導体装置。
45. The refractory metal is tungsten,
The refractory metal silicide is tungsten silicide
There semiconductor device according to claim 44.
【請求項46】複数の層からなる半導体装置であって、 表面が低融点金属系材料からなる下地基板 と、該下地基板上に、直接またはその他の層を介して、露光
波長が150〜450nmにおいて、反射屈折率nが
1.3以上3.6以下、吸収屈折率kが0.2以上1.
5以下であり、膜厚が10nm以上70nm以下であ
り、レジスト膜の膜厚の変動による定在波効果のばらつ
きが最小の値となるようなSiO (ここで、
xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、z
は0〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シ
リコン膜で構成されている反射防止膜とを有する、 半導体装置。
46. A semiconductor device comprising a plurality of layers, comprising a base substrate having a surface made of a low-melting metal material , and exposing the base substrate directly or through another layer.
When the wavelength is 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is
1.3 or more and 3.6 or less, and the absorption refractive index k is 0.2 or more.
5 or less, and the film thickness is 10 nm or more and 70 nm or less.
Of the standing wave effect due to fluctuations in the resist film thickness
SiO x N y H z (where,
x is 0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z
Is in the range of 0 to 0.85. )
A semiconductor device having an antireflection film made of a recon film .
【請求項47】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項46記載の半導体装置。
47. The low-melting point metal-based material is aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
47. The semiconductor device according to claim 46, wherein the semiconductor device is one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項48】複数の層からなる半導体装置であって、 表面が低融点金属系材料からなる下地基板 と、該下地基板上に、直接またはその他の層を介して、露光
波長が150〜450nmにおいて、反射屈折率nが
1.9以上5.9以下、吸収屈折率kが0.2以上0.
75以下であり、膜厚が25nm以上90nm以下であ
り、レジスト膜の膜厚の変動のよる定在波効果のばらつ
きが最小の値となるようなSiO (ここで、
xは0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、z
は0〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シ
リコン膜で構成されている反射防止膜とを有する、 半導体装置。
48. A semiconductor device comprising a plurality of layers, comprising : a base substrate having a surface made of a low-melting-point metal-based material ; and exposing the base substrate directly or through another layer.
When the wavelength is 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is
1.9 or more and 5.9 or less, and the absorption refractive index k is 0.2 or more and 0.1 or more.
75 or less, and the film thickness is 25 nm or more and 90 nm or less.
Of the standing wave effect due to variations in the thickness of the resist film
SiO x N y H z (where,
x is 0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z
Is in the range of 0 to 0.85. )
A semiconductor device having an antireflection film made of a recon film .
【請求項49】前記低融点金属系材料は、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−シリ
コン−銅合金、銅、銅合金のいずれかである、 請求項48記載の半導体装置。
49. The low melting point metal-based material is aluminum
Aluminum, silicon-alloy, aluminum-silicon
49. The semiconductor device according to claim 48, wherein the semiconductor device is one of a con-copper alloy, copper, and a copper alloy .
【請求項50】複数の層からなる半導体装置であって、 表面がシリコン系材料からなる下地基板と、 該下地基板上に、直接またはその他の層を介して、露光
波長が150〜450nmにおいて、反射屈折率nが
1.8以上2.6以下、吸収屈折率kが0.1以上0.
8以下、膜厚が20nm以上150nm以下であり、レ
ジスト膜の膜厚の変動のよる定在波効果のばらつきが最
小の値となるようなSiO (ここで、xは
0.40〜1.30、yは0.09〜0.35、zは0
〜0.85の範囲にある。)で表される窒化酸化シリコ
ン膜で構成されている反射防止膜とを有する、 半導体装置。
50. A semiconductor device comprising a plurality of layers, comprising : a base substrate having a surface made of a silicon-based material ; and exposing the base substrate to the base substrate directly or through another layer.
When the wavelength is 150 to 450 nm, the reflection refractive index n is
1.8 or more and 2.6 or less, and the absorption refractive index k is 0.1 or more and 0.2 or less.
8 or less, the film thickness is 20 nm or more and 150 nm or less, and
The variation of the standing wave effect due to the variation of the
SiO x N y H z (where x is a small value)
0.40 to 1.30, y is 0.09 to 0.35, z is 0
0.80.85. Silicon nitride oxide represented by)
A semiconductor device having an anti-reflection film made of a metal film .
【請求項51】前記シリコン系材料は、単結晶シリコ
ン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープドポリシ
リコンのいずれかである、 請求項50記載の半導体装置。
51. The silicon-based material is a single crystal silicon
, Polycrystalline silicon, amorphous silicon, doped policy
The semiconductor device according to claim 50 , which is one of a recon .
【請求項52】前記反射防止膜を実際に成膜する前に、 前記下地基板の種類に応じて、露光時にフォトレジスト
での定在波効果が最小となる条件の、反射防止膜の反射
屈折率n、吸収屈折率kおよび膜厚をシュミレーション
により求め、 そのシュミレーションにより求めた反射屈折率nおよび
吸収屈折率kに近づくように、下地基板の表面に直接ま
たはその他の層を介して、少なくとも窒素を含む酸化シ
リコン系膜で構成される反射防止膜を、成膜条件を調節
しながら、前記シュミレーションにより求めた膜厚と略
等しい膜厚で成膜する請求項1記載のレジストパターン
形成方法。
52. Before the anti-reflection film is actually formed, a photoresist is required at the time of exposure according to the type of the base substrate.
Of the anti-reflective coating under conditions that minimize the standing wave effect
Simulation of refractive index n, absorption refractive index k and film thickness
And the reflection refractive index n and
Immediately on the surface of the underlying substrate so as to approach the absorption refractive index k.
Or through another layer, an oxide silicon containing at least nitrogen.
Adjusting film formation conditions for anti-reflection film composed of recon-based film
While the film thickness obtained by the simulation
2. The resist pattern according to claim 1, wherein the resist pattern is formed with an equal thickness.
Forming method.
【請求項53】少なくともシリコン原子および酸素原子
を含有する物質を原料ガスとして用いる気相成長法によ
り、前記反射防止膜を成膜する際に、前記原料ガスに含
まれるシリコン原子と酸素原子の含有比(Si/O)
が、0.4以上3以下である、 請求項52記載のレジストパターン形成方法。
53. At least a silicon atom and an oxygen atom
Vapor-phase growth using a substance containing
When the antireflection film is formed,
Content ratio of silicon and oxygen atoms (Si / O)
53. The method of forming a resist pattern according to claim 52 , wherein the value is 0.4 or more and 3 or less .
【請求項54】前記原料ガスとしてSiH およびN
Oを用いる気相成長法により、前記反射防止膜を成膜す
る際に、前記SiH およびN Oのガス流量比(Si
/N O)が、0.4以上3以下である、 請求項5
2記載のレジストパターン形成方法。
54. SiH 4 and N 2 as the source gas
The antireflection film is formed by a vapor deposition method using O.
When the gas flow ratio of SiH 4 and N 2 O (Si
H 4 / N 2 O) is 0.4 to 3, claim 5
3. The method for forming a resist pattern according to 2.
【請求項55】前記反射防止膜を実際に成膜する前に、 前記下地基板の種類に応じて、露光時にフォトレジスト
での定在波効果が最小となる条件の、反射防止膜の反射
屈折率n、吸収屈折率kおよび膜厚をシュミレーション
により求め、 そのシュミレーションにより求めた反射屈折率nおよび
吸収屈折率kに近づくように、下地基板の表面に直接ま
たはその他の層を介して、少なくとも窒素および水素を
含む酸化シリコン系膜で構成される反射防止膜を、原料
ガスの流量比を調節しながら、前記シュミレーションに
より求めた膜厚と略等しい膜厚で成膜する請求項8記載
のレジストパターン形成方法。
55. Before actually forming the anti-reflection film , a photoresist is required at the time of exposure depending on the type of the base substrate.
Of the anti-reflective coating under conditions that minimize the standing wave effect
Simulation of refractive index n, absorption refractive index k and film thickness
And the reflection refractive index n and
Immediately on the surface of the underlying substrate so as to approach the absorption refractive index k.
Or at least nitrogen and hydrogen through other layers
An anti-reflection film composed of a silicon oxide-based film containing
While adjusting the gas flow ratio,
9. The film is formed with a film thickness substantially equal to the film thickness obtained from the above.
Resist pattern forming method.
【請求項56】少なくともシリコン原子および酸素原子
を含有する物質を原料ガスとして用いる気相成長法によ
り、前記反射防止膜を成膜する際に、前記原料ガスに含
まれるシリコン原子と酸素原子の含有比(Si/O)
が、0.4以上3以下である、 請求項55記載のレジストパターン形成方法。
56. At least a silicon atom and an oxygen atom
Vapor-phase growth using a substance containing
When the antireflection film is formed,
Content ratio of silicon and oxygen atoms (Si / O)
55. The method for forming a resist pattern according to claim 55 , wherein the value is 0.4 or more and 3 or less .
【請求項57】前記原料ガスとしてSiH およびN
Oを用いる気相成長法により、前記反射防止膜を成膜す
る際に、前記SiH およびN Oのガス流量比(Si
/N O)が、0.4以上3以下である、 請求項55記載のレジストパターン形成方法。
57. SiH 4 and N 2 as the source gas
The antireflection film is formed by a vapor deposition method using O.
When the gas flow ratio of SiH 4 and N 2 O (Si
H 4 / N 2 O) is 0.4 to 3, a resist pattern forming method according to claim 55, wherein.
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