JP3202649B2 - 反射防止膜形成用材料およびこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
反射防止膜形成用材料およびこれを用いた半導体装置の製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射防止膜形成用
材料およびこれを用いた半導体装置の製造方法に関し、
特に感光性レジスト（フォトレジスト）膜の加工精度を
高めるために感光性レジスト膜の直下に形成される反射
防止膜を形成するための材料とこれを用いた半導体装置
の製造方法に関するものである。
材料およびこれを用いた半導体装置の製造方法に関し、
特に感光性レジスト（フォトレジスト）膜の加工精度を
高めるために感光性レジスト膜の直下に形成される反射
防止膜を形成するための材料とこれを用いた半導体装置
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光露光によるレジストのパターニングに
際しては、基板段差部からの反射光によるレジストパタ
ーンの喰われ（ノッチング）やレジスト膜の膜厚変動に
伴うレジストパターン寸法の変動が生ずるという問題が
あった。この問題を解決するため、レジスト膜直下に露
光光の反射を防止するための反射防止膜を形成して、基
板からの反射光を低減する方法が提案されている。この
反射防止膜には、レジストのように被加工層上にスピン
コートを行って塗布形成する有機膜と、化学気相成長
（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）によって形成する無機膜がある。これら
は、それぞれ、次のような特徴を有している。無機膜の
場合は、被加工層の段差の高さに依らず、一定膜厚に形
成することが可能であるため、ドライエッチングに要す
る時間を短くすることができ、レジスト・反射防止膜の
寸法変換差を小さくすることができるが、段差の存在に
よるレジスト厚さの変化に起因するレジストパターンの
寸法変動が発生する。これに対して、有機膜の反射防止
膜は、レジスト膜と同じように塗布して形成できるた
め、基板段差を平坦化する傾向を有し、このため、レジ
スト膜の膜厚は、段差の有無に係わらず一様になる傾向
を有し、レジスト膜の膜厚変化に起因する寸法変動を抑
制することが可能である。有機の反射防止膜は、一般に
ベースとなる樹脂材料（ポリイミドなど）に紫外線吸収
材が添加されたものである。
際しては、基板段差部からの反射光によるレジストパタ
ーンの喰われ（ノッチング）やレジスト膜の膜厚変動に
伴うレジストパターン寸法の変動が生ずるという問題が
あった。この問題を解決するため、レジスト膜直下に露
光光の反射を防止するための反射防止膜を形成して、基
板からの反射光を低減する方法が提案されている。この
反射防止膜には、レジストのように被加工層上にスピン
コートを行って塗布形成する有機膜と、化学気相成長
（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）によって形成する無機膜がある。これら
は、それぞれ、次のような特徴を有している。無機膜の
場合は、被加工層の段差の高さに依らず、一定膜厚に形
成することが可能であるため、ドライエッチングに要す
る時間を短くすることができ、レジスト・反射防止膜の
寸法変換差を小さくすることができるが、段差の存在に
よるレジスト厚さの変化に起因するレジストパターンの
寸法変動が発生する。これに対して、有機膜の反射防止
膜は、レジスト膜と同じように塗布して形成できるた
め、基板段差を平坦化する傾向を有し、このため、レジ
スト膜の膜厚は、段差の有無に係わらず一様になる傾向
を有し、レジスト膜の膜厚変化に起因する寸法変動を抑
制することが可能である。有機の反射防止膜は、一般に
ベースとなる樹脂材料（ポリイミドなど）に紫外線吸収
材が添加されたものである。
【０００３】このような塗布性反射防止膜に関する技術
は、例えば月刊セミコンダクターワールド（Ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ） １９９５年６月号
１００−１０２頁などにより公知となっている。図４、
図５は、塗布性反射防止膜を利用した従来の半導体装置
の製造方法を示す工程順の断面図である。まず、図４
（ａ）に示すように、半導体基板３１上に被加工体３２
を形成したのち、塗布性の反射防止膜３３を形成し、こ
の反射防止膜３３上に感光性レジスト膜３４を形成し、
この感光性レジスト膜３４をｉ線やＫｒＦエキシマレー
ザの露光光により露光マスクを通して選択的に露光し、
現像して、図４（ｂ）に示すように、耐エッチング性の
レジスト膜パターン３４ａを形成する。次いで、図４
（ｃ）に示すように、このレジスト膜パターン３４ａを
マスクにして、反射防止膜３３を選択的にドライエッチ
ングして反射防止膜パターン３３ａを形成する。このと
き、レジスト膜パターン３４ａも同時にエッチングされ
て膜減りする。続いて、図５（ｄ）に示すように、この
耐エッチング性のレジスト膜パターン３４ａと反射防止
膜パターン３３ａをマスクにして被加工体３２を選択的
にエッチングして被加工体パターン３２ａを形成する。
次いで、図５（ｅ）に示すように、酸素（０2 ）プラズ
マにより、残余のレジスト膜パターン３４ａと反射防止
膜パターン３３ａをアッシング除去して所望の被加工体
パターン３２ａを得る。
は、例えば月刊セミコンダクターワールド（Ｓｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ） １９９５年６月号
１００−１０２頁などにより公知となっている。図４、
図５は、塗布性反射防止膜を利用した従来の半導体装置
の製造方法を示す工程順の断面図である。まず、図４
（ａ）に示すように、半導体基板３１上に被加工体３２
を形成したのち、塗布性の反射防止膜３３を形成し、こ
の反射防止膜３３上に感光性レジスト膜３４を形成し、
この感光性レジスト膜３４をｉ線やＫｒＦエキシマレー
ザの露光光により露光マスクを通して選択的に露光し、
現像して、図４（ｂ）に示すように、耐エッチング性の
レジスト膜パターン３４ａを形成する。次いで、図４
（ｃ）に示すように、このレジスト膜パターン３４ａを
マスクにして、反射防止膜３３を選択的にドライエッチ
ングして反射防止膜パターン３３ａを形成する。このと
き、レジスト膜パターン３４ａも同時にエッチングされ
て膜減りする。続いて、図５（ｄ）に示すように、この
耐エッチング性のレジスト膜パターン３４ａと反射防止
膜パターン３３ａをマスクにして被加工体３２を選択的
にエッチングして被加工体パターン３２ａを形成する。
次いで、図５（ｅ）に示すように、酸素（０2 ）プラズ
マにより、残余のレジスト膜パターン３４ａと反射防止
膜パターン３３ａをアッシング除去して所望の被加工体
パターン３２ａを得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現状では、感光性レジ
スト膜と反射防止膜とのドライエッチングにおける選択
性は十分には高くはない。そのため、図６（ａ）に示さ
れるように、大きな段差を有する被加工体３２上に、反
射防止膜３３、レジスト膜パターン３４ａを形成し、レ
ジスト膜パターン３４ａをマスクとして反射防止膜をエ
ッチングするとき、膜厚の厚い凹部での反射防止膜のエ
ッチングが終了した段階では、図６（ｂ）に示されるよ
うに、レジスト膜パターン３４ａの残膜は十分な膜厚を
確保できなくなってしまう。その結果、被加工体３２の
ドライエッチングの途中で、図６（ｃ）に示されるよう
に、レジスト膜パターン３４ａが消失してしまいさらに
反射防止膜パターン３３ａの部分的消失が発生するた
め、被加工体３２のパターニングが完了した時点では、
図６（ｅ）に示されるように、被加工体にパターン欠け
やパターン変形が発生してしまう。したがって、本発明
の解決すべき課題は、感光性レジスト膜が反射防止膜に
対し十分なエッチング選択性を確保できるようにして、
反射防止膜のパターニング時に感光性レジスト膜の膜減
りを抑制し、これにより被加工体のパターニングを精度
よく行いうるようにすることである。
スト膜と反射防止膜とのドライエッチングにおける選択
性は十分には高くはない。そのため、図６（ａ）に示さ
れるように、大きな段差を有する被加工体３２上に、反
射防止膜３３、レジスト膜パターン３４ａを形成し、レ
ジスト膜パターン３４ａをマスクとして反射防止膜をエ
ッチングするとき、膜厚の厚い凹部での反射防止膜のエ
ッチングが終了した段階では、図６（ｂ）に示されるよ
うに、レジスト膜パターン３４ａの残膜は十分な膜厚を
確保できなくなってしまう。その結果、被加工体３２の
ドライエッチングの途中で、図６（ｃ）に示されるよう
に、レジスト膜パターン３４ａが消失してしまいさらに
反射防止膜パターン３３ａの部分的消失が発生するた
め、被加工体３２のパターニングが完了した時点では、
図６（ｅ）に示されるように、被加工体にパターン欠け
やパターン変形が発生してしまう。したがって、本発明
の解決すべき課題は、感光性レジスト膜が反射防止膜に
対し十分なエッチング選択性を確保できるようにして、
反射防止膜のパターニング時に感光性レジスト膜の膜減
りを抑制し、これにより被加工体のパターニングを精度
よく行いうるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した本発明の課題
は、塗布性の反射防止膜に、該反射防止膜を構成するベ
ース樹脂にこれよりもドライエッチングレートの高い樹
脂を添加し、これにより感光性レジスト膜の反射防止膜
に対するエッチング選択比を向上させることによって、
解決することができる。
は、塗布性の反射防止膜に、該反射防止膜を構成するベ
ース樹脂にこれよりもドライエッチングレートの高い樹
脂を添加し、これにより感光性レジスト膜の反射防止膜
に対するエッチング選択比を向上させることによって、
解決することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明によれば、被加工体に段差
がある場合に用いられ、露光用レジスト膜直下に反射防
止膜を形成するために塗布される材料であって、前記材
料は、該材料を構成するベース樹脂、すなわち主成分と
なる樹脂と該ベース樹脂１００％に対して、５％から３
０％の重量％にてベース樹脂よりドライエッチングレー
トの高い樹脂を添加含有していることを特徴とする反射
性防止膜形成材料であり、段差高さに応じて添加する樹
脂含有率が設定されることを特徴とする反射防止膜形成
用材料、が提供される。
がある場合に用いられ、露光用レジスト膜直下に反射防
止膜を形成するために塗布される材料であって、前記材
料は、該材料を構成するベース樹脂、すなわち主成分と
なる樹脂と該ベース樹脂１００％に対して、５％から３
０％の重量％にてベース樹脂よりドライエッチングレー
トの高い樹脂を添加含有していることを特徴とする反射
性防止膜形成材料であり、段差高さに応じて添加する樹
脂含有率が設定されることを特徴とする反射防止膜形成
用材料、が提供される。
【０００７】また、本発明によれば、（１）半導体基板
上に形成された被加工膜上に、ベース樹脂と該ベース樹
脂に添加されたこれよりもドライエッチングレートの高
い樹脂とを含有している反射防止膜形成用材料を塗布し
て反射防止膜を形成する工程と、（２）前記反射防止膜
上に露光用レジスト膜を形成し、該露光用レジスト膜を
露光・現像する工程と、（３）現像された前記露光用レ
ジスト膜をマスクとして前記反射防止膜をドライエッチ
ングし、引き続き前記被加工膜をドライエッチングする
工程と、を有する半導体装置の製造方法において、反射
防止膜としてベース樹脂を用い、エッチングレート増強
樹脂としてベース樹脂に添加された樹脂を用いるもので
あり、前記ベース樹脂と該ベース樹脂に添加された樹脂
の組み合わせは、ベース樹脂にポリイミド樹脂を用
い、添加樹脂にポリメチルメタクリレート、ポリビニー
ルフェノール若しくはポリメタアクリックアシドを用い
る、ベース樹脂にノボラック樹脂を用い、添加樹脂に
ポリメチルメタクリレート、ポリビニールフェノール若
しくはポリメタアクリックアシドを用いる、または、
ベース樹脂にポリビニールフェノールを用い、添加樹脂
にポリメチルメタクリレート若しくはポリメタアクリッ
クアシドを用いる、の中の何れかであることを特徴とす
る半導体装置の製造方法、が提供される。
上に形成された被加工膜上に、ベース樹脂と該ベース樹
脂に添加されたこれよりもドライエッチングレートの高
い樹脂とを含有している反射防止膜形成用材料を塗布し
て反射防止膜を形成する工程と、（２）前記反射防止膜
上に露光用レジスト膜を形成し、該露光用レジスト膜を
露光・現像する工程と、（３）現像された前記露光用レ
ジスト膜をマスクとして前記反射防止膜をドライエッチ
ングし、引き続き前記被加工膜をドライエッチングする
工程と、を有する半導体装置の製造方法において、反射
防止膜としてベース樹脂を用い、エッチングレート増強
樹脂としてベース樹脂に添加された樹脂を用いるもので
あり、前記ベース樹脂と該ベース樹脂に添加された樹脂
の組み合わせは、ベース樹脂にポリイミド樹脂を用
い、添加樹脂にポリメチルメタクリレート、ポリビニー
ルフェノール若しくはポリメタアクリックアシドを用い
る、ベース樹脂にノボラック樹脂を用い、添加樹脂に
ポリメチルメタクリレート、ポリビニールフェノール若
しくはポリメタアクリックアシドを用いる、または、
ベース樹脂にポリビニールフェノールを用い、添加樹脂
にポリメチルメタクリレート若しくはポリメタアクリッ
クアシドを用いる、の中の何れかであることを特徴とす
る半導体装置の製造方法、が提供される。
【０００８】［作用］反射防止膜にドライエッチング耐
性の低い樹脂を含有させることにより、反射防止膜のド
ライエッチングレートを大きくすることができる。その
理由は、以下のように考えることができる。もともとの
反射防止膜（反射防止膜のベースとなる樹脂）のドライ
エッチングレートをＳａ、これに添加される樹脂Ａのド
ライエッチングレートをＳｓ（＞Ｓａ）とするとき、ド
ライエッチング時にイオンないしはラジカルに曝される
単位表面の樹脂Ａが占める割合をｗとすると、樹脂Ａ含
有反射防止膜のドライエッチングレートＳｓａは、次式
により表わすことができる。 Ｓｓａ＝（１−ｗ）・Ｓａ＋ｗ・Ｓｓ ・・・（１） ここで、Ｓｓ＞Ｓａであるから、 Ｓｓａ＞Ｓａ ・・・（２） よって、感光性レジスト膜の反射防止膜に対するエッチ
ング選択比を、感光性レジスト膜のドライエッチングレ
ートをＳｒとして、Ｓａ／ＳｒからＳｓａ／Ｓｒへと向
上させることができる。
性の低い樹脂を含有させることにより、反射防止膜のド
ライエッチングレートを大きくすることができる。その
理由は、以下のように考えることができる。もともとの
反射防止膜（反射防止膜のベースとなる樹脂）のドライ
エッチングレートをＳａ、これに添加される樹脂Ａのド
ライエッチングレートをＳｓ（＞Ｓａ）とするとき、ド
ライエッチング時にイオンないしはラジカルに曝される
単位表面の樹脂Ａが占める割合をｗとすると、樹脂Ａ含
有反射防止膜のドライエッチングレートＳｓａは、次式
により表わすことができる。 Ｓｓａ＝（１−ｗ）・Ｓａ＋ｗ・Ｓｓ ・・・（１） ここで、Ｓｓ＞Ｓａであるから、 Ｓｓａ＞Ｓａ ・・・（２） よって、感光性レジスト膜の反射防止膜に対するエッチ
ング選択比を、感光性レジスト膜のドライエッチングレ
ートをＳｒとして、Ｓａ／ＳｒからＳｓａ／Ｓｒへと向
上させることができる。
【０００９】図１は、ドライエッチング時のＫｒＦ用感
光性レジストとの選択比が約１．６である反射防止膜
に、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート：ｐｏｌ
ｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ：ＰＭＭＡ）
を１０％含有させた際の選択比の分子量依存性を示すグ
ラフである。図１に示すように、樹脂未添加の反射防止
膜のエッチングレートＳａは、３０４ｎｍ／分であり、
これに、分子量０．９×１０5 のアクリル樹脂を１０％
添加した場合、エッチングレートＳｓａは、３１７ｎｍ
／分に改善され、分子量５．８×１０5 のアクリル樹脂
を１０％添加した場合には、Ｓｓａ＝３３０ｎｍ／分に
改善されている。ここで、感光性レジストのエッチング
レートＳｒは１９０ｎｍ／分程度であるので、エッチン
グ選択比は、１．６０から１．６７ないし１．７４に改
善される。したがって、本発明によれば、レジスト膜を
マスクとして反射防止膜をドライエッチングする際のレ
ジスト膜の膜減り量を抑制することができ、被加工体エ
ッチング時にレジスト膜を十分の膜厚に確保することが
可能になる。
光性レジストとの選択比が約１．６である反射防止膜
に、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート：ｐｏｌ
ｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ：ＰＭＭＡ）
を１０％含有させた際の選択比の分子量依存性を示すグ
ラフである。図１に示すように、樹脂未添加の反射防止
膜のエッチングレートＳａは、３０４ｎｍ／分であり、
これに、分子量０．９×１０5 のアクリル樹脂を１０％
添加した場合、エッチングレートＳｓａは、３１７ｎｍ
／分に改善され、分子量５．８×１０5 のアクリル樹脂
を１０％添加した場合には、Ｓｓａ＝３３０ｎｍ／分に
改善されている。ここで、感光性レジストのエッチング
レートＳｒは１９０ｎｍ／分程度であるので、エッチン
グ選択比は、１．６０から１．６７ないし１．７４に改
善される。したがって、本発明によれば、レジスト膜を
マスクとして反射防止膜をドライエッチングする際のレ
ジスト膜の膜減り量を抑制することができ、被加工体エ
ッチング時にレジスト膜を十分の膜厚に確保することが
可能になる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図２、図３は、本発明の実施例を説明する
ための工程順の断面図である。図２（ａ）に示すよう
に、０．４μｍの段差を有する半導体基板２１上に、被
加工体２２（例えばシリコン酸化膜、厚さ１μｍ）を形
成した後、被加工体２２上にポリイミドをベース樹脂と
する材料に分子量５．８×１０5 のアクリル樹脂を１０
％添加して形成した反射防止膜形成用材料を塗布して膜
厚０．２μｍの反射防止膜２３を形成した。このとき形
成された反射防止膜の厚さは、段差上部で８０ｎｍ、段
差下部で３３０ｎｍ程度である。次いで、反射防止膜２
３上にエキシマ光（例えば、波長２４８ｎｍ）に感度を
有するポジ型レジスト（例えば、東京応化製ＴＤＵＲ−
Ｐ００９）をスピン塗布して厚さ０．７０μｍの感光性
レジスト膜２４を形成した。次いで、図２（ｂ）に示す
ように、エキシマ光により所望のパターンを露光し、現
像して、レジスト膜パターン２５を形成し、反射防止膜
２３の表面を選択的に露出させる。次いで、図２（ｃ）
に示すように、レジスト膜パターン２５をマスクに、反
射防止膜２３の露出した部分をドライエッチング（例え
ば、感光性レジスト膜２４のドライエッチングレートは
１９０ｎｍ／分であり、反射防止膜２３のドライエッチ
ングレートは、３３０ｎｍ／分）除去し、被加工体２２
の表面を選択的に露出させた。反射防止膜２３をドライ
エッチングするのに要する時間は、反射防止膜厚さ４０
０ｎｍと仮定し、オーバーエッチング時間を５０％とす
れば、１分４９秒となる。このとき、レジスト膜パター
ン２５の膜減り量は３４５ｎｍとなり、レジスト膜パタ
ーン２５の残膜量は３５５ｎｍとなる。
て説明する。図２、図３は、本発明の実施例を説明する
ための工程順の断面図である。図２（ａ）に示すよう
に、０．４μｍの段差を有する半導体基板２１上に、被
加工体２２（例えばシリコン酸化膜、厚さ１μｍ）を形
成した後、被加工体２２上にポリイミドをベース樹脂と
する材料に分子量５．８×１０5 のアクリル樹脂を１０
％添加して形成した反射防止膜形成用材料を塗布して膜
厚０．２μｍの反射防止膜２３を形成した。このとき形
成された反射防止膜の厚さは、段差上部で８０ｎｍ、段
差下部で３３０ｎｍ程度である。次いで、反射防止膜２
３上にエキシマ光（例えば、波長２４８ｎｍ）に感度を
有するポジ型レジスト（例えば、東京応化製ＴＤＵＲ−
Ｐ００９）をスピン塗布して厚さ０．７０μｍの感光性
レジスト膜２４を形成した。次いで、図２（ｂ）に示す
ように、エキシマ光により所望のパターンを露光し、現
像して、レジスト膜パターン２５を形成し、反射防止膜
２３の表面を選択的に露出させる。次いで、図２（ｃ）
に示すように、レジスト膜パターン２５をマスクに、反
射防止膜２３の露出した部分をドライエッチング（例え
ば、感光性レジスト膜２４のドライエッチングレートは
１９０ｎｍ／分であり、反射防止膜２３のドライエッチ
ングレートは、３３０ｎｍ／分）除去し、被加工体２２
の表面を選択的に露出させた。反射防止膜２３をドライ
エッチングするのに要する時間は、反射防止膜厚さ４０
０ｎｍと仮定し、オーバーエッチング時間を５０％とす
れば、１分４９秒となる。このとき、レジスト膜パター
ン２５の膜減り量は３４５ｎｍとなり、レジスト膜パタ
ーン２５の残膜量は３５５ｎｍとなる。
【００１１】次いで、図３（ｄ）に示すように、レジス
ト膜パターン２５をマスクに露出した被加工体２２をド
ライエッチング除去した。このときのドライエッチング
レートが、例えばレジスト膜パターン２５で６０ｎｍ／
分、被加工体２２で２３０ｎｍ／分であるとすると、１
μｍの被加工体２２をエッチングするのに要する時間
は、オーバーエッチング時間を２５％として、おおよそ
５分２５秒である。このとき、レジスト膜パターン２５
の膜減りは３２６ｎｍであり、したがって、被加工体２
２のドライエッチングが完了した時点においても、レジ
スト膜パターン２５は反射防止膜を含めて残存してい
る。次いで、図３（ｅ）に示すように、酸素プラズマに
より、残余のレジスト膜パターン２５および反射防止膜
２３を除去することにより、所望の被加工体パターン２
６を得た。
ト膜パターン２５をマスクに露出した被加工体２２をド
ライエッチング除去した。このときのドライエッチング
レートが、例えばレジスト膜パターン２５で６０ｎｍ／
分、被加工体２２で２３０ｎｍ／分であるとすると、１
μｍの被加工体２２をエッチングするのに要する時間
は、オーバーエッチング時間を２５％として、おおよそ
５分２５秒である。このとき、レジスト膜パターン２５
の膜減りは３２６ｎｍであり、したがって、被加工体２
２のドライエッチングが完了した時点においても、レジ
スト膜パターン２５は反射防止膜を含めて残存してい
る。次いで、図３（ｅ）に示すように、酸素プラズマに
より、残余のレジスト膜パターン２５および反射防止膜
２３を除去することにより、所望の被加工体パターン２
６を得た。
【００１２】上記実施例では、ベース樹脂に添加する樹
脂として、アクリル樹脂を例として挙げたが、元々の反
射防止膜材料よりドライエッチングレートの高い樹脂で
あればよく、ノボラック樹脂やポリイミド系樹脂が反射
防止膜として使用される場合は、実施例で示したポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の他にポリビニールフ
ェノール（ＰＶＰ）やポリメタアクリックアシド（ＰＭ
ＡＡ）またはこれらの共重合体ないしは誘導体を用いる
ことができる。また、ＰＶＰが反射防止膜のベース樹脂
として用いられる場合は、ＰＭＡＡやＰＭＭＡが反射防
止膜への添加樹脂として利用することができる。
脂として、アクリル樹脂を例として挙げたが、元々の反
射防止膜材料よりドライエッチングレートの高い樹脂で
あればよく、ノボラック樹脂やポリイミド系樹脂が反射
防止膜として使用される場合は、実施例で示したポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の他にポリビニールフ
ェノール（ＰＶＰ）やポリメタアクリックアシド（ＰＭ
ＡＡ）またはこれらの共重合体ないしは誘導体を用いる
ことができる。また、ＰＶＰが反射防止膜のベース樹脂
として用いられる場合は、ＰＭＡＡやＰＭＭＡが反射防
止膜への添加樹脂として利用することができる。
【００１３】添加量も、実施例では、１０％としたが、
保存時に添加樹脂の析出現象が発生したり、複素屈折率
が大幅に変化したりしないのであれば、１０％以上で構
わないが、５％から３０％程度が適切な範囲である。実
施例で示した分子量のアクリル樹脂を３０％含有した反
射防止膜を用いても、図２に示した実施例と同様な結果
を得ることができる。また、分子量についても、５．８
×１０5 としたが、これに限定されるものではなく、図
１に示す０．９×１０5 ないし１．０×１０6の範囲若
しくはこれ以上であってもよく、樹脂含有率と同様に保
存時の析出現象が発生がしないのであれば、段差高さに
応じて添加する樹脂の分子量を適宜変更することができ
る。
保存時に添加樹脂の析出現象が発生したり、複素屈折率
が大幅に変化したりしないのであれば、１０％以上で構
わないが、５％から３０％程度が適切な範囲である。実
施例で示した分子量のアクリル樹脂を３０％含有した反
射防止膜を用いても、図２に示した実施例と同様な結果
を得ることができる。また、分子量についても、５．８
×１０5 としたが、これに限定されるものではなく、図
１に示す０．９×１０5 ないし１．０×１０6の範囲若
しくはこれ以上であってもよく、樹脂含有率と同様に保
存時の析出現象が発生がしないのであれば、段差高さに
応じて添加する樹脂の分子量を適宜変更することができ
る。
【００１４】また、実施例として、エキシマ光対応ポジ
レジストを示したが、これに限定されるものではなく、
ネガレジストでもよく、同様に、ｉ線、ｇ線対応のポジ
レジストあるいはネガレジストでもよい。また、被加工
体としてシリコン酸化膜を示したが、これに限定される
ものではなく、タングステンシリサイドやモリブデンシ
リサイド等の金属シリサイド膜、アルミニウム、アルミ
ニウム合金や銅などの金属膜、ポリシリコンや窒化ケイ
素膜などの半導体や絶縁膜等、半導体集積回路装置の製
造工程において加工される全てのものを対象とすること
ができる。
レジストを示したが、これに限定されるものではなく、
ネガレジストでもよく、同様に、ｉ線、ｇ線対応のポジ
レジストあるいはネガレジストでもよい。また、被加工
体としてシリコン酸化膜を示したが、これに限定される
ものではなく、タングステンシリサイドやモリブデンシ
リサイド等の金属シリサイド膜、アルミニウム、アルミ
ニウム合金や銅などの金属膜、ポリシリコンや窒化ケイ
素膜などの半導体や絶縁膜等、半導体集積回路装置の製
造工程において加工される全てのものを対象とすること
ができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は感光性レ
ジスト膜の直下に形成する塗布性反射防止膜をそのベー
ス樹脂にこれよりもドライエッチングレートの高い樹脂
を添加したものによって形成するものであるので、レジ
スト膜の反射防止膜に対するエッチング選択比を向上さ
せることができる。したがって、本発明によれば、被加
工体の段差が大きい場合であっても、レジスト膜をマス
クとする反射防止膜のエッチングが完了した時点で、レ
ジスト膜の残膜を十分に厚く確保することが可能にな
る。よって、本発明によれば、被加工体エッチング途中
でのレジスト膜の消失を防止することができるようにな
り、被加工体パターンの部分消失や変形を防止して高い
精度でのパターニングが可能になる。
ジスト膜の直下に形成する塗布性反射防止膜をそのベー
ス樹脂にこれよりもドライエッチングレートの高い樹脂
を添加したものによって形成するものであるので、レジ
スト膜の反射防止膜に対するエッチング選択比を向上さ
せることができる。したがって、本発明によれば、被加
工体の段差が大きい場合であっても、レジスト膜をマス
クとする反射防止膜のエッチングが完了した時点で、レ
ジスト膜の残膜を十分に厚く確保することが可能にな
る。よって、本発明によれば、被加工体エッチング途中
でのレジスト膜の消失を防止することができるようにな
り、被加工体パターンの部分消失や変形を防止して高い
精度でのパターニングが可能になる。
【図１】本発明の作用を説明するための、樹脂添加反射
防止膜のドライエッチングレートの添加樹脂の分子量依
存性を示す図。
防止膜のドライエッチングレートの添加樹脂の分子量依
存性を示す図。
【図２】本発明の一実施例を説明するための工程断面図
の一部。
の一部。
【図３】本発明の一実施例を説明するための、図２の工
程に続く工程での工程断面図。
程に続く工程での工程断面図。
【図４】従来例を説明するための工程断面図の一部。
【図５】従来例を説明するための、図４の工程に続く工
程での工程断面図。
程での工程断面図。
【図６】従来例の問題点を説明するための工程断面図。
２１ 半導体基板 ２２ 被加工体 ２３ 反射防止膜 ２４ 感光性レジスト膜 ２５ レジスト膜パターン ２６ 被加工体パターン ３１ 半導体基板 ３２ 被加工体 ３２ａ 被加工体パターン ３３ 反射防止膜 ３３ａ 反射防止膜パターン ３４ 感光性レジスト膜 ３４ａ レジスト膜パターン
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 79/08 Ｃ０８Ｌ 79/08 Ｚ Ｇ０２Ｂ 1/11 Ｇ０３Ｆ 7/11 ５０３ Ｇ０３Ｆ 7/11 ５０３ Ｇ０２Ｂ 1/10 Ａ (72)発明者 西沢 厚 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 吉井 剛 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 吉野 宏 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−43839（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−45614（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−130527（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−128434（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 被加工体に段差がある場合に用いられ、
露光用レジスト膜直下に反射防止膜を形成するために塗
布される材料であって、前記材料は、該材料を構成する
ベース樹脂、すなわち主成分となる樹脂と該ベース樹脂
１００％に対して、５％から３０％の重量％にてベース
樹脂よりドライエッチングレートの高い樹脂を添加含有
している反射防止膜形成材料であり、段差高さに応じて
添加する樹脂含有率を設定することにより、レジスト膜
の残膜を厚く確保することを可能にすることを特徴とす
る反射防止膜形成用材料。 - 【請求項２】 被加工体に段差がある場合に用いられ、
露光用レジスト膜直下に反射防止膜を形成するために塗
布され、レジスト膜の残厚を厚く確保するための材料で
あって、前記材料は、該材料を構成するベース樹脂、す
なわち主成分となる樹脂と該ベース樹脂１００％に対し
て、５％から３０％の重量％にてベース樹脂よりドライ
エッチングレートの高い樹脂を添加含有している反射防
止膜形成材料であり、段差に応じて添加する樹脂含有率
が設定され、ベース樹脂と該ベース樹脂に添加されたこ
れよりもドライエッチングレートの高い樹脂とを含有し
ている反射性防止膜形成材料において、前記ベース樹脂
がポリイミド樹脂またはノボラック樹脂であり、これに
添加された樹脂がポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）、ポリビニールフェノール（ＰＶＰ）またはポリメ
タアクリックアシド（ＰＭＡＡ）であることを特徴とす
る反射防止膜形成用材料。 - 【請求項３】 被加工体に段差がある場合に用いられ、
露光用レジスト膜直下に反射防止膜を形成するために塗
布されレジスト膜の残厚を厚く確保するための材料であ
って、前記材料は、該材料を構成するベース樹脂、すな
わち主成分となる樹脂と該ベース樹脂１００％に対し
て、５％から３０％の重量％にてベース樹脂よりドライ
エッチングレートの高い樹脂を添加含有している反射防
止膜形成材料であり、段差に応じて添加する樹脂含有率
が設定され、ベース樹脂と該ベース樹脂に添加されたこ
れよりもドライエッチングレートの高い樹脂とを含有し
ている反射性防止膜形成材料において、前記ベース樹脂
がポリビニールフェノールであり、これに添加された樹
脂がポリメチルメタクリレートまたはポリメタアクリッ
クアシドであることを特徴とする反射防止膜形成用材
料。 - 【請求項４】 段差高さに応じて添加する樹脂の分子量
が設定されることを特徴とする請求項１、２または３記
載の反射防止膜形成用材料。 - 【請求項５】 （１）半導体基板上に形成された被加工
膜上に、ベース樹脂と該ベース樹脂に添加されたこれよ
りもドライエッチングレートの高い樹脂とを含有してい
る反射防止膜形成用材料を塗布して反射防止膜を形成す
る工程と、 （２）前記反射防止膜上に露光用レジスト膜を形成し、
該露光用レジスト膜を露光・現像する工程と、 （３）現像された前記露光用レジスト膜をマスクとして
前記反射防止膜をドライエッチングし、引き続き前記被
加工膜をドライエッチングする工程と、を有する半導体
装置の製造方法において、レジスト膜の残厚を厚く確保
するため、反射防止膜としてベース樹脂を用い、エッチ
ングレート増強樹脂としてベース樹脂に添加された樹脂
を用いるものであり、前記ベース樹脂と該ベース樹脂に
添加された樹脂の組み合わせは、ベース樹脂にポリイ
ミド樹脂を用い、添加樹脂にポリメチルメタクリレー
ト、ポリビニールフェノール若しくはポリメタアクリッ
クアシドを用いる、ベース樹脂にノボラック樹脂を用
い、添加樹脂にポリメチルメタクリレート、ポリビニー
ルフェノール若しくはポリメタアクリックアシドを用い
る、または、ベース樹脂にポリビニールフェノールを
用い、添加樹脂にポリメチルメタクリレート若しくはポ
リメタアクリックアシドを用いる、の中の何れかである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 被加工体に段差がある場合に用いられる
反射防止膜形成工程であり、段差高さに応じて添加する
樹脂の含有率が設定されることを特徴とする請求項５記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 段差高さに応じて添加する樹脂の分子量
が設定されることを特徴とする請求項５または６記載の
半導体装置の製造方法。
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| TW087104782A TW379375B (en) | 1997-04-17 | 1998-03-27 | Material for antireflection film to be formed on workpiece disposed on semiconductor substrate and method of manufacturing semiconductor device using said material |
| US09/054,885 US6090523A (en) | 1997-04-17 | 1998-04-03 | Multi-resin material for an antireflection film to be formed on a workpiece disposed on a semiconductor substrate |
| KR1019980013589A KR100280137B1 (ko) | 1997-04-17 | 1998-04-16 | 반도체기판상에배치된피가공체상에형성되는반사방지막재료및그것을사용하는반도체장치의제조방법 |
| CN98101557A CN1098532C (zh) | 1997-04-17 | 1998-04-17 | 抗反射膜材料以及利用所述材料制造半导体器件的方法 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=14264855
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| KR101139484B1 (ko) * | 2005-02-22 | 2012-05-02 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 반도체 소자의 제조 방법 |
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| JPH01130527A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパターンの形成方法 |
| JPH0547656A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | レジストパターンの形成方法および該方法に用いられる反射防止膜形成用有機シラン化合物 |
| US6165697A (en) * | 1991-11-15 | 2000-12-26 | Shipley Company, L.L.C. | Antihalation compositions |
| US5308742A (en) * | 1992-06-03 | 1994-05-03 | At&T Bell Laboratories | Method of etching anti-reflection coating |
| JPH0690014A (ja) * | 1992-07-22 | 1994-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | 薄型太陽電池及びその製造方法，エッチング方法及び自動エッチング装置，並びに半導体装置の製造方法 |
| KR970004447B1 (ko) * | 1993-09-08 | 1997-03-27 | 삼성전자 주식회사 | 반사방지막 제조 방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 |
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| US5597868A (en) * | 1994-03-04 | 1997-01-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Polymeric anti-reflective compounds |
| JP3414107B2 (ja) * | 1995-02-20 | 2003-06-09 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置の製造方法 |
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| JPH0963935A (ja) * | 1995-08-28 | 1997-03-07 | Sharp Corp | レジストパターン形成方法 |
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