JP3334304B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造にお
けるレジストパターンを形成する半導体装置の製造方法
に関し、特には、レジスト膜の表面に反射防止膜を形成
してパターンを形成する半導体装置の製造方法に関する
ものである。
けるレジストパターンを形成する半導体装置の製造方法
に関し、特には、レジスト膜の表面に反射防止膜を形成
してパターンを形成する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】半導体装置の製造におけるリソグラフィ
ー工程では、高い反射率を有する金属または金属化合物
からなる薄膜上でしかも段差が形成されている部分で、
レジストのパターニングを行うことがある。このような
場合には、いわゆる定在波効果による寸法変動を低減す
るために、レジスト膜の表面に反射防止膜を形成する方
法が提案されている。この反射防止膜は、定在波効果が
最小になるように屈折率と膜厚とを設定したものであ
る。例えば、透明（例えば複素屈折率の虚部ｋ＝０）な
反射防止膜を用いた場合の屈折率ｎA R L は、ｎA R L
＝（ｎr e s I s t）1 / 2、その膜厚ｄA R L ＝λ（２
ｍ＋１）／（４ｎA R L ）となることが知られている。
ここでｎr e s I s t はレジスト膜の屈折率を示し、λ
は照射光の波長を示す。例えば、フッ化クリプトン（Ｋ
ｒＦ）エキシマレーザ光（波長λ＝２４８ｎｍ）を用い
たリソグラフィーで、高反射基板上に複素屈折率の実部
ｎ＝１．８０２，その虚部ｋ＝０．０１１なるレジスト
膜のパターニングを想定した場合には、ｍ＝０ならばｎ
A R L ＝１．３４，ｄA R L ＝０．０４６３μｍが反射
防止膜の条件になる。
ー工程では、高い反射率を有する金属または金属化合物
からなる薄膜上でしかも段差が形成されている部分で、
レジストのパターニングを行うことがある。このような
場合には、いわゆる定在波効果による寸法変動を低減す
るために、レジスト膜の表面に反射防止膜を形成する方
法が提案されている。この反射防止膜は、定在波効果が
最小になるように屈折率と膜厚とを設定したものであ
る。例えば、透明（例えば複素屈折率の虚部ｋ＝０）な
反射防止膜を用いた場合の屈折率ｎA R L は、ｎA R L
＝（ｎr e s I s t）1 / 2、その膜厚ｄA R L ＝λ（２
ｍ＋１）／（４ｎA R L ）となることが知られている。
ここでｎr e s I s t はレジスト膜の屈折率を示し、λ
は照射光の波長を示す。例えば、フッ化クリプトン（Ｋ
ｒＦ）エキシマレーザ光（波長λ＝２４８ｎｍ）を用い
たリソグラフィーで、高反射基板上に複素屈折率の実部
ｎ＝１．８０２，その虚部ｋ＝０．０１１なるレジスト
膜のパターニングを想定した場合には、ｍ＝０ならばｎ
A R L ＝１．３４，ｄA R L ＝０．０４６３μｍが反射
防止膜の条件になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記条
件に合う材料は極一部の材料に限定され、しかも水溶性
の膜はない。またレジスト膜の表面に塗布する反射防止
膜で水溶性のものを用いることが実用化されているｉ線
リソグラフィーでも、定在波効果を０にする最適条件か
らずれた条件で、反射防止膜が形成されている。このた
め、レジスト膜のパターニングでは、定在波効果の影響
を受けるので、高精度のパターンを得ることは困難とな
っている。
件に合う材料は極一部の材料に限定され、しかも水溶性
の膜はない。またレジスト膜の表面に塗布する反射防止
膜で水溶性のものを用いることが実用化されているｉ線
リソグラフィーでも、定在波効果を０にする最適条件か
らずれた条件で、反射防止膜が形成されている。このた
め、レジスト膜のパターニングでは、定在波効果の影響
を受けるので、高精度のパターンを得ることは困難とな
っている。
【０００４】本発明は、レジスト膜の表面に定在波効果
を０にする最適条件の反射防止膜を形成して、その後の
露光および現像処理によってパターンを形成する半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。
を０にする最適条件の反射防止膜を形成して、その後の
露光および現像処理によってパターンを形成する半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた半導体装置の製造方法である。す
なわち、基板上に形成したレジスト膜の表面に反射防止
膜を塗布して、当該反射防止膜を透して前記レジスト膜
を露光した後、現像処理を行ってパターンを形成するパ
ターンの形成方法において、反射防止膜には露光時の照
射光を吸収するもので、
成するためになされた半導体装置の製造方法である。す
なわち、基板上に形成したレジスト膜の表面に反射防止
膜を塗布して、当該反射防止膜を透して前記レジスト膜
を露光した後、現像処理を行ってパターンを形成するパ
ターンの形成方法において、反射防止膜には露光時の照
射光を吸収するもので、
【化１５】
で示される化学式（１）もしくは
【化１６】
で示される化学式（２）の構造を持つ芳香族酸アンモニ
ウム塩を含む水溶性染料、
ウム塩を含む水溶性染料、
【化１７】
で示される化学式（３）もしくは
【化１８】
で示される化学式（４）の構造を持つ芳香族酸金属塩を
含む水溶性染料、
含む水溶性染料、
【化１９】
で示される化学式（５）の構造を持つ陰イオンを含む芳
香族塩を含む水溶性染料、
香族塩を含む水溶性染料、
【化２０】
で示される化学式（６）もしくは
【化２１】
で示される化学式（７）の構造を持つもので水溶性ポリ
マーに水溶性官能基を共重合させたものを含む水溶性染
料、または、
マーに水溶性官能基を共重合させたものを含む水溶性染
料、または、
【化２２】
で示される化学式（８）：３−インドールアセティック
アシッド（3-Indole Acetic acid）、
アシッド（3-Indole Acetic acid）、
【化２３】
で示される化学式（９）：インドール−２−カーボキシ
リックアシッド（Indole-2-carboxylic acid ）、
リックアシッド（Indole-2-carboxylic acid ）、
【化２４】
で示される化学式（１０）：トリプタミンハイドロクロ
ライド（Tryptamine Hydrochrolide ）、
ライド（Tryptamine Hydrochrolide ）、
【化２５】
で示される化学式（１１）：２，４，６トリメチルピリ
ジニウムＰ−トルエンスルフォネート（2,4,6 Trimetyl
pridinium p-Toluensulfonate）、
ジニウムＰ−トルエンスルフォネート（2,4,6 Trimetyl
pridinium p-Toluensulfonate）、
【化２６】
で示される化学式（１２）：アンモニウムベンゾエト
（Ammonium Benzoate）、
（Ammonium Benzoate）、
【化２７】
で示される化学式（１３）：トラゾリンハイドロクロラ
イド（Tolazoline Hydrochrolide ）、および
イド（Tolazoline Hydrochrolide ）、および
【化２８】 で示される化学式（１４）：トリペレンアミンハイドロ
クロライド（Tripelennamine Hydrochrolide ）のうち
のいずれかの化学式によって表される水溶性染料からな
る吸収剤を含むものを用い、露光時におけるレジスト膜
と反射防止膜との界面からの反射光と当該反射防止膜の
表面からの反射光とがほぼ相殺されるように、反射防止
膜の複素屈折率の虚部と膜厚とで反射防止膜の吸収率を
設定して、レジスト膜の表面に当該反射防止膜を塗布
し、その後、前記露光と前記現像処理とを行ってパター
ンを形成する。また、露光の照射光の波長は１８０ｎｍ
以上３００ｎｍ以下である。
クロライド（Tripelennamine Hydrochrolide ）のうち
のいずれかの化学式によって表される水溶性染料からな
る吸収剤を含むものを用い、露光時におけるレジスト膜
と反射防止膜との界面からの反射光と当該反射防止膜の
表面からの反射光とがほぼ相殺されるように、反射防止
膜の複素屈折率の虚部と膜厚とで反射防止膜の吸収率を
設定して、レジスト膜の表面に当該反射防止膜を塗布
し、その後、前記露光と前記現像処理とを行ってパター
ンを形成する。また、露光の照射光の波長は１８０ｎｍ
以上３００ｎｍ以下である。
【０００６】
【作用】上記半導体装置の製造方法では、レジスト膜の
表面に塗布する反射防止膜には露光時の照射光を吸収す
る上記化学式（１）乃至（１４）のいずれかで表される
水溶性染料からなる吸収剤を含むものを用い、その反射
防止膜の吸収率を、露光時におけるレジスト膜と反射防
止膜との界面からの反射光とその反射防止膜の表面から
の反射光とがほぼ相殺されるように、反射防止膜の複素
屈折率の虚部と膜厚とで設定することから、レジスト膜
の定在波効果の影響はほぼ無くなる。また反射防止膜の
吸収率を、その複素屈折率の虚部と膜厚とで決定するこ
とから、材料選択の範囲が広がる。さらに上記吸収剤
に、水溶性染料を用いたことから、反射防止膜を塗布に
よって形成することが可能になる。
表面に塗布する反射防止膜には露光時の照射光を吸収す
る上記化学式（１）乃至（１４）のいずれかで表される
水溶性染料からなる吸収剤を含むものを用い、その反射
防止膜の吸収率を、露光時におけるレジスト膜と反射防
止膜との界面からの反射光とその反射防止膜の表面から
の反射光とがほぼ相殺されるように、反射防止膜の複素
屈折率の虚部と膜厚とで設定することから、レジスト膜
の定在波効果の影響はほぼ無くなる。また反射防止膜の
吸収率を、その複素屈折率の虚部と膜厚とで決定するこ
とから、材料選択の範囲が広がる。さらに上記吸収剤
に、水溶性染料を用いたことから、反射防止膜を塗布に
よって形成することが可能になる。
【０００７】
【実施例】本発明の半導体装置の製造方法に係わる実施
例を、図１のパターンの形成工程図により説明する。
例を、図１のパターンの形成工程図により説明する。
【０００８】図１の（１）に示すように、基板１１上に
形成したレジスト膜１２の表面に反射防止膜１３を塗布
する。この反射防止膜１３には露光時の照射光を吸収す
る吸収剤（図示せず）を添加したものを用いる。例え
ば、水溶性ポリマーに、紫外線（例えば波長が１８０ｎ
ｍ〜３００ｎｍ程度）を照射しても分解することが無く
かつ水溶性を有する染料を添加したものを用いる。
形成したレジスト膜１２の表面に反射防止膜１３を塗布
する。この反射防止膜１３には露光時の照射光を吸収す
る吸収剤（図示せず）を添加したものを用いる。例え
ば、水溶性ポリマーに、紫外線（例えば波長が１８０ｎ
ｍ〜３００ｎｍ程度）を照射しても分解することが無く
かつ水溶性を有する染料を添加したものを用いる。
【０００９】そして図１の（２）に示すように、露光時
の照射光２１を照射した際に、レジスト膜１２と反射防
止膜１３との界面からの反射光３１と、反射防止膜１３
の表面からの反射光３２とがほぼ相殺されるように、当
該反射防止膜１３の吸収率を設定する。この吸収率は、
吸収剤の添加量と反射防止膜１３の膜厚とによって決ま
る。
の照射光２１を照射した際に、レジスト膜１２と反射防
止膜１３との界面からの反射光３１と、反射防止膜１３
の表面からの反射光３２とがほぼ相殺されるように、当
該反射防止膜１３の吸収率を設定する。この吸収率は、
吸収剤の添加量と反射防止膜１３の膜厚とによって決ま
る。
【００１０】上記水溶性ポリマーには、例えば、下記化
学式（１５）により表されるポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）を用いる。
学式（１５）により表されるポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）を用いる。
【００１１】
【化２９】
【００１２】上記ポリビニルアルコールは、一般にフッ
化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザ光に対する複素
屈折率の実部ｎ＝１．５、虚部ｋ＝０．０程度である。
化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザ光に対する複素
屈折率の実部ｎ＝１．５、虚部ｋ＝０．０程度である。
【００１３】上記水溶性染料には、例えば波長が１８０
ｎｍ以上３００ｎｍ以下の照射光を吸収するもので、そ
の照射光によって分解しないような芳香族酸塩類を添加
したものを用いる。
ｎｍ以上３００ｎｍ以下の照射光を吸収するもので、そ
の照射光によって分解しないような芳香族酸塩類を添加
したものを用いる。
【００１４】上記芳香族酸塩類としては、上記化学式
（１）の構造を持つ芳香族酸アンモニウム塩を用いる。
（１）の構造を持つ芳香族酸アンモニウム塩を用いる。
【００１５】もしくは、上記化学式（２）の構造を持つ
芳香族酸アンモニウム塩を用いる。
芳香族酸アンモニウム塩を用いる。
【００１６】このような反射防止膜１３では、フッ化ク
リプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザ光に対して、一例と
して、複素屈折率の虚部ｋ＝０．０７４７、ｄ＝０．２
００μｍを得る。
リプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザ光に対して、一例と
して、複素屈折率の虚部ｋ＝０．０７４７、ｄ＝０．２
００μｍを得る。
【００１７】その後図１の（３）に示すように、上記反
射防止膜１３を透してレジスト膜１２の所定の領域を露
光して、パターン像１４を形成する。
射防止膜１３を透してレジスト膜１２の所定の領域を露
光して、パターン像１４を形成する。
【００１８】続いて図１の（４）に示すように、現像処
理を行って、レジスト膜（１２）でパターン１５を形成
する。このとき、反射防止膜１３は、水溶性なので、現
像液を滴下した際に溶解して除去される。または現像処
理装置（図示せず）には純水洗浄ノズルが設置されてい
るので、現像前に、反射防止膜１３上に純水洗浄ノズル
から純水を供給することにより純水洗浄を行って反射防
止膜１３を除去した後、現像処理を行ってもよい。
理を行って、レジスト膜（１２）でパターン１５を形成
する。このとき、反射防止膜１３は、水溶性なので、現
像液を滴下した際に溶解して除去される。または現像処
理装置（図示せず）には純水洗浄ノズルが設置されてい
るので、現像前に、反射防止膜１３上に純水洗浄ノズル
から純水を供給することにより純水洗浄を行って反射防
止膜１３を除去した後、現像処理を行ってもよい。
【００１９】次に上記反射防止膜１３の反射防止条件を
説明する。反射を防止する最適条件は、ｋA R L ＝０で
は、ｎA R L ＝１．３４、ｄA RL ＝０．０４６３μ
ｍ、（このとき、ｍ＝０，１，２，・・・とする。）な
る条件において周期的に存在する。そして、吸収率を有
しかつ現実的な範囲（例えば、０＜ｋA R L ＜０．３，
１．３＜ｎA R L ＜１．６，０＜ｄA R L ＜０．３μ
ｍ）で、最適条件（定在波効果が０になる条件）を求め
ると、図２に示すようになる。図では、縦軸は複素屈折
率の虚部ｋA R L を示し、横軸は複素屈折率の実部ｎ
A R L を示す。また図中の数値は膜厚ｄA R L を示す。
なお、レジスト膜１２（図１参照）の複素屈折率は、実
部ｎr e s I s t ＝１．８，虚部ｋr e s I s t ＝０．
０１とする。また露光波長は２４８ｎｍとする。
説明する。反射を防止する最適条件は、ｋA R L ＝０で
は、ｎA R L ＝１．３４、ｄA RL ＝０．０４６３μ
ｍ、（このとき、ｍ＝０，１，２，・・・とする。）な
る条件において周期的に存在する。そして、吸収率を有
しかつ現実的な範囲（例えば、０＜ｋA R L ＜０．３，
１．３＜ｎA R L ＜１．６，０＜ｄA R L ＜０．３μ
ｍ）で、最適条件（定在波効果が０になる条件）を求め
ると、図２に示すようになる。図では、縦軸は複素屈折
率の虚部ｋA R L を示し、横軸は複素屈折率の実部ｎ
A R L を示す。また図中の数値は膜厚ｄA R L を示す。
なお、レジスト膜１２（図１参照）の複素屈折率は、実
部ｎr e s I s t ＝１．８，虚部ｋr e s I s t ＝０．
０１とする。また露光波長は２４８ｎｍとする。
【００２０】図に示すように、曲線上の全ての点でレジ
スト膜１２（図１参照）の定在波効果が表れない最適条
件になる。そこで、反射防止膜１３（図１参照）の条件
を設定するには、まず定在波効果を０にする複素屈折率
の実部ｎA R L の値を選択する。そして、その値におけ
る膜厚ｄA R L と複素屈折率の虚部ｋA R L とを選択す
る。その結果を表１に示す。なお、この表１は最適条件
の内の一例を示したものである。
スト膜１２（図１参照）の定在波効果が表れない最適条
件になる。そこで、反射防止膜１３（図１参照）の条件
を設定するには、まず定在波効果を０にする複素屈折率
の実部ｎA R L の値を選択する。そして、その値におけ
る膜厚ｄA R L と複素屈折率の虚部ｋA R L とを選択す
る。その結果を表１に示す。なお、この表１は最適条件
の内の一例を示したものである。
【００２１】
【表１】
【００２２】この結果、吸収率を上げて膜厚を最適化す
ることによって、任意の複素屈折率に最適条件を見出す
ことが可能になる。なお、吸収率を上昇させるとレジス
ト膜１２の吸収エネルギー量が低下するが、高感度レジ
スト（例えば化学増幅レジスト）を用いることによっ
て、エネルギー量の低下を補うことは可能である。
ることによって、任意の複素屈折率に最適条件を見出す
ことが可能になる。なお、吸収率を上昇させるとレジス
ト膜１２の吸収エネルギー量が低下するが、高感度レジ
スト（例えば化学増幅レジスト）を用いることによっ
て、エネルギー量の低下を補うことは可能である。
【００２３】また複素屈折率の実部ｎA R L ＝１．５〜
１．８の領域には、種々の水溶性ポリマーが存在する。
したがって、上記説明したように水溶性ポリマーに適量
の染料を導入することによって、最適条件を満足する反
射防止膜１３を形成することは容易である。
１．８の領域には、種々の水溶性ポリマーが存在する。
したがって、上記説明したように水溶性ポリマーに適量
の染料を導入することによって、最適条件を満足する反
射防止膜１３を形成することは容易である。
【００２４】次に、上記半導体装置の製造方法でパター
ン１４を形成した場合における定在波効果の影響を図３
によって説明する。図では、縦軸はレジストの吸収率を
示し、横軸はレジスト膜１２の膜厚を示す。
ン１４を形成した場合における定在波効果の影響を図３
によって説明する。図では、縦軸はレジストの吸収率を
示し、横軸はレジスト膜１２の膜厚を示す。
【００２５】図の実線で示すように、レジスト膜１２の
照射光の吸収率（感度）はおよそ５０％程度減少する
が、定在波効果の影響はほぼ完全に除去される。なお、
参考として、染料を含まない反射防止膜を用いた場合を
破線によって示した。
照射光の吸収率（感度）はおよそ５０％程度減少する
が、定在波効果の影響はほぼ完全に除去される。なお、
参考として、染料を含まない反射防止膜を用いた場合を
破線によって示した。
【００２６】次に、反射防止膜１３の膜厚変動に対する
定在波効果の大きさを図４によって説明する。図では、
縦軸は膜厚の変動率を示し、横軸は膜厚を示す。また図
中の実線は上記半導体装置の製造方法で求めた条件、ｎ
A R L ＝１．５、ｋA R L ＝０．０７４７、ｄA R L ＝
０．２μｍの場合を示し、破線は従来の最適条件の場合
を示す。
定在波効果の大きさを図４によって説明する。図では、
縦軸は膜厚の変動率を示し、横軸は膜厚を示す。また図
中の実線は上記半導体装置の製造方法で求めた条件、ｎ
A R L ＝１．５、ｋA R L ＝０．０７４７、ｄA R L ＝
０．２μｍの場合を示し、破線は従来の最適条件の場合
を示す。
【００２７】図に示すように、本案の方法によれば、膜
厚ｄA R L に対する定在波効果の変動率は小さくなる。
また膜厚の制御量ｗは、従来の最適条件における膜厚の
制御量ｗ’よりも広くなる。例えば、膜厚の変動率が５
％の場合には、ｗ＝０．０８５μｍ程度になり、ｗ’＝
０．０６０μｍ程度になる。
厚ｄA R L に対する定在波効果の変動率は小さくなる。
また膜厚の制御量ｗは、従来の最適条件における膜厚の
制御量ｗ’よりも広くなる。例えば、膜厚の変動率が５
％の場合には、ｗ＝０．０８５μｍ程度になり、ｗ’＝
０．０６０μｍ程度になる。
【００２８】上記パターンの形成方法では、芳香族酸塩
類としては、芳香族酸アンモニウム塩を用いたが、例え
ばその他に芳香族酸金属塩を用いることができる。
類としては、芳香族酸アンモニウム塩を用いたが、例え
ばその他に芳香族酸金属塩を用いることができる。
【００２９】芳香族酸金属塩としては、上記化学式
（３）の構造を持つものを用いる。
（３）の構造を持つものを用いる。
【００３０】もしくは、上記化学式（４）の構造を持つ
ものを用いる。
ものを用いる。
【００３１】もしくは、陰イオンを含む芳香族塩（例え
ば塩化ピリジン）を用いることができる。
ば塩化ピリジン）を用いることができる。
【００３２】陰イオンを含む芳香族塩（例えば塩化ピリ
ジン）としては、上記化学式（５）の構造を持つものを
用いる。
ジン）としては、上記化学式（５）の構造を持つものを
用いる。
【００３３】または、反射防止膜１３には、例えば波長
が１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の露光波長帯域に吸収
を有する官能基を持つポリマーを用いる。このポリマー
は、主鎖に上記官能基を所定の重合比で共重合させたも
のからなる。上記官能基には、例えば芳香環、または芳
香環を有するモノマーを所定の重合比で共重合させたも
のを用いる。また、水溶性ポリマーに水溶性官能基を共
重合させたものを用いることによって、水溶性の反射防
止膜１３になる。
が１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の露光波長帯域に吸収
を有する官能基を持つポリマーを用いる。このポリマー
は、主鎖に上記官能基を所定の重合比で共重合させたも
のからなる。上記官能基には、例えば芳香環、または芳
香環を有するモノマーを所定の重合比で共重合させたも
のを用いる。また、水溶性ポリマーに水溶性官能基を共
重合させたものを用いることによって、水溶性の反射防
止膜１３になる。
【００３４】ここで、水溶性ポリマーに水溶性官能基を
共重合させたものの一例を示す。
共重合させたものの一例を示す。
【００３５】水溶性ポリマーに水溶性官能基を共重合さ
せたものとしては、上記化学式（６）で示された構造を
持つものを用いる。
せたものとしては、上記化学式（６）で示された構造を
持つものを用いる。
【００３６】または、上記化学式（７）で示された構造
を持つものを用いる。
を持つものを用いる。
【００３７】次に水溶性の反射防止膜の調整方法を説明
する。化学分野で用いられている吸光係数εと光学薄膜
の複素屈折率の虚部ｋとの間には、波長をλ（μｍ）、
濃度をｃ（ｍｏｌ／ｄｍ3 ）とすると（１）式になる。
する。化学分野で用いられている吸光係数εと光学薄膜
の複素屈折率の虚部ｋとの間には、波長をλ（μｍ）、
濃度をｃ（ｍｏｌ／ｄｍ3 ）とすると（１）式になる。
【００３８】
【数１】
【００３９】すなわち、適当な吸光係数εを有する水溶
性の紫外線（Deep UV ）用染料を用いれば、その濃度ｃ
によって、反射防止膜のｋを容易に制御することが可能
になる。したがって、適当な複素屈折率を有する水溶性
有機薄膜と組み合わせることで、定在波効果による周期
的な実行ドーズ量の変化を理論的に０にすることが可能
になる。
性の紫外線（Deep UV ）用染料を用いれば、その濃度ｃ
によって、反射防止膜のｋを容易に制御することが可能
になる。したがって、適当な複素屈折率を有する水溶性
有機薄膜と組み合わせることで、定在波効果による周期
的な実行ドーズ量の変化を理論的に０にすることが可能
になる。
【００４０】上記条件を有する染料の一例を以下に示
す。
す。
【００４１】上記化学式（８）で表される３−インドー
ルアセティックアシッド（3-IndoleAcetic acid）。
ルアセティックアシッド（3-IndoleAcetic acid）。
【００４２】上記化学式（９）で表されるインドール−
２−カーボキシリックアシッド（Indole-2-carboxylic
acid ）。
２−カーボキシリックアシッド（Indole-2-carboxylic
acid ）。
【００４３】上記化学式（１０）で表されるトリプタミ
ンハイドロクロライド（TryptamineHydrochrolide ）。
ンハイドロクロライド（TryptamineHydrochrolide ）。
【００４４】上記化学式（１１）で表される２，４，６
トリメチルピリジニウムＰ−トルエンスルフォネート
（2,4,6 Trimetylpridinium p-Toluensulfonate）。
トリメチルピリジニウムＰ−トルエンスルフォネート
（2,4,6 Trimetylpridinium p-Toluensulfonate）。
【００４５】上記化学式（１２）で表されるアンモニウ
ムベンゾエト（Ammonium Benzoate）。
ムベンゾエト（Ammonium Benzoate）。
【００４６】上記化学式（１３）で表されるトラゾリン
ハイドロクロライド（TolazolineHydrochrolide ）。
ハイドロクロライド（TolazolineHydrochrolide ）。
【００４７】上記化学式（１４）で表されるトリペレン
アミンハイドロクロライド（Tripelennamine Hydrochr
olide ）。
アミンハイドロクロライド（Tripelennamine Hydrochr
olide ）。
【００４８】上記のような染料を用いることが可能であ
る。
る。
【００４９】例えば、露光波長λ＝２４８ｎｍ、レジス
ト膜の複素屈折率の実部ｎr e s Is t ＝１．８、その
虚部ｋr e s I s t ＝０．０１とする。また反射防止膜
をポリビニルアルコールのような水溶性吸収膜として、
その複素屈折率の実部ｎA RL ＝１．５とした場合にお
ける最適な吸収率ｋA R L とｄA R L を求める。その結
果、ｋA R L ＝０．０７５、ｄA R L ＝０．２００μｍ
を得る。ここで、染料としてトリプタミンハイドロクロ
ライド（Tryptamine Hydrochrolide ）を用いた場合、
露光波長２４８ｎｍにおけるこの物質の吸光係数は、ｌ
ｏｇε＝４程度になる。
ト膜の複素屈折率の実部ｎr e s Is t ＝１．８、その
虚部ｋr e s I s t ＝０．０１とする。また反射防止膜
をポリビニルアルコールのような水溶性吸収膜として、
その複素屈折率の実部ｎA RL ＝１．５とした場合にお
ける最適な吸収率ｋA R L とｄA R L を求める。その結
果、ｋA R L ＝０．０７５、ｄA R L ＝０．２００μｍ
を得る。ここで、染料としてトリプタミンハイドロクロ
ライド（Tryptamine Hydrochrolide ）を用いた場合、
露光波長２４８ｎｍにおけるこの物質の吸光係数は、ｌ
ｏｇε＝４程度になる。
【００５０】したがって、必要とするｋA R L にするに
は、樹脂固形分（比重１と仮定する）６７．６ｇに対し
て、上記染料（ｍｗ１９６．６５）を３２．４ｇ混入し
て水溶液とする。そしてレジスト膜上に塗布すること
で、所望の複素屈折率ｎA R L，ｋA R L ，膜厚ｄ
A R L を有する反射防止膜を得ることが可能になる。こ
の他にも、樹脂および染料の組合せは存在するので、例
えば、反射防止膜の自動設計法によって組み合わせを適
宜選択する。
は、樹脂固形分（比重１と仮定する）６７．６ｇに対し
て、上記染料（ｍｗ１９６．６５）を３２．４ｇ混入し
て水溶液とする。そしてレジスト膜上に塗布すること
で、所望の複素屈折率ｎA R L，ｋA R L ，膜厚ｄ
A R L を有する反射防止膜を得ることが可能になる。こ
の他にも、樹脂および染料の組合せは存在するので、例
えば、反射防止膜の自動設計法によって組み合わせを適
宜選択する。
【００５１】また、上記パターンの形成方法では、反射
防止膜１３の基材にポリビニルアルコールのような水溶
性ポリマーを用いることで、現像処理前に反射防止膜１
３を除去する工程を付加する必要がなくなる。したがっ
て、反射防止膜１３の基材には、ポリビニルアルコール
のような水溶性ポリマーを用いることが好ましい。
防止膜１３の基材にポリビニルアルコールのような水溶
性ポリマーを用いることで、現像処理前に反射防止膜１
３を除去する工程を付加する必要がなくなる。したがっ
て、反射防止膜１３の基材には、ポリビニルアルコール
のような水溶性ポリマーを用いることが好ましい。
【００５２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
レジスト膜表面に塗布する反射防止膜に露光時の照射光
を吸収するもので化学式（１）乃至（１４）のいずれか
で表される水溶性染料からなる吸収剤を添加したものを
用い、その反射防止膜の吸収率を、露光時におけるレジ
スト膜と反射防止膜との界面からの反射光とその反射防
止膜の表面からの反射光とがほぼ相殺されるように、反
射防止膜の複素屈折率の虚部と膜厚とで設定するので、
露光時には定在波効果の影響はほぼ無くなる。このた
め、その後の現像によって形成されるパターンは高精度
に形成することができる。また反射防止膜の吸収率を、
その複素屈折率の虚部と膜厚とで決定するので、反射防
止膜の材料選択の範囲が広がる。このため、最適な材料
を選択することが可能になる。さらに上記水溶性吸収剤
に染料を用いたので、反射防止膜を塗布によって形成す
ることが可能になる。
レジスト膜表面に塗布する反射防止膜に露光時の照射光
を吸収するもので化学式（１）乃至（１４）のいずれか
で表される水溶性染料からなる吸収剤を添加したものを
用い、その反射防止膜の吸収率を、露光時におけるレジ
スト膜と反射防止膜との界面からの反射光とその反射防
止膜の表面からの反射光とがほぼ相殺されるように、反
射防止膜の複素屈折率の虚部と膜厚とで設定するので、
露光時には定在波効果の影響はほぼ無くなる。このた
め、その後の現像によって形成されるパターンは高精度
に形成することができる。また反射防止膜の吸収率を、
その複素屈折率の虚部と膜厚とで決定するので、反射防
止膜の材料選択の範囲が広がる。このため、最適な材料
を選択することが可能になる。さらに上記水溶性吸収剤
に染料を用いたので、反射防止膜を塗布によって形成す
ることが可能になる。
【図１】本発明の半導体装置の製造方法を説明するパタ
ーンの形成工程図である。
ーンの形成工程図である。
【図２】反射防止膜の最適条件の説明図である。
【図３】レジストの吸収率とその膜厚との関係図であ
る。
る。
【図４】定在波効果の大きさと膜厚との関係図である。
１１…基板、１２…レジスト膜、１３…反射防止膜、１
５…パターン
５…パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/004 G03F 7/11
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に形成したレジスト膜の表面に反
射防止膜を塗布して、当該反射防止膜を透して前記レジ
スト膜を露光した後、現像処理を行ってパターンを形成
するパターンの形成方法において、 前記反射防止膜には露光時の照射光を吸収するもので、 【化１】 もしくは 【化２】 で示される化学式の構造を持つ芳香族酸アンモニウム塩
を含む水溶性染料、 【化３】 もしくは 【化４】 で示される化学式の構造を持つ芳香族酸金属塩を含む水
溶性染料、 【化５】 で示される化学式の構造を持つ陰イオンを含む芳香族塩
を含む水溶性染料、 【化６】 もしくは 【化７】 で示される化学式の構造を持つもので水溶性ポリマーに
水溶性官能基を共重合させたものを含む水溶性染料、 または、 【化８】 で示される３−インドールアセティックアシッド（3-In
dole Acetic acid）、 【化９】 で示されるインドール−２−カーボキシリックアシッド
（Indole-2-carboxylicacid ）、 【化１０】 で示されるトリプタミンハイドロクロライド（Tryptami
ne Hydrochrolide ）、 【化１１】 で示される２，４，６トリメチルピリジニウムＰ−トル
エンスルフォネート（2, 4,6 Trimetylpridinium p-Tol
uensulfonate）、 【化１２】 で示されるアンモニウムベンゾエト（Ammonium Benzoa
te）、 【化１３】 で示されるトラゾリンハイドロクロライド（Tolazoline
Hydrochrolide ）および 【化１４】 で示されるトリペレンアミンハイドロクロライド（Trip
elennamine Hydrochrolide ）のうちのいずれかの化学
式によって表される水溶性染料からなる吸収剤を含むも
のを用い、 前記露光時における前記レジスト膜と前記反射防止膜と
の界面からの反射光と当該反射防止膜の表面からの反射
光とがほぼ相殺されるように、前記反射防止膜の複素屈
折率の虚部と膜厚とで前記反射防止膜の吸収率を設定し
て、前記レジスト膜の表面に当該反射防止膜を塗布し、 その後、前記露光と前記現像処理とを行ってパターンを
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記露光の照射光の波長は１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以
下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32988093A JP3334304B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32988093A JP3334304B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153682A JPH07153682A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3334304B2 true JP3334304B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=18226284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32988093A Expired - Fee Related JP3334304B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334304B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081773A1 (ja) | 2007-12-26 | 2009-07-02 | Az Electronic Materials (Japan) K.K. | 反射防止膜形成用組成物およびそれを用いたパターン形成方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997033200A1 (en) * | 1996-03-07 | 1997-09-12 | Clariant International, Ltd. | Light-absorbing antireflective layers with improved performance due to refractive index optimization |
| TW394850B (en) * | 1996-03-07 | 2000-06-21 | Clariant Finance Bvi Ltd | Bottom antireflective coatings through refractive index modification by anomalous dispersion |
| US5733714A (en) * | 1996-09-30 | 1998-03-31 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Antireflective coating for photoresist compositions |
| US6274295B1 (en) | 1997-03-06 | 2001-08-14 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Light-absorbing antireflective layers with improved performance due to refractive index optimization |
| US5981145A (en) * | 1997-04-30 | 1999-11-09 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Light absorbing polymers |
| US5994430A (en) * | 1997-04-30 | 1999-11-30 | Clariant Finance Bvi) Limited | Antireflective coating compositions for photoresist compositions and use thereof |
| US7544750B2 (en) * | 2005-10-13 | 2009-06-09 | International Business Machines Corporation | Top antireflective coating composition with low refractive index at 193nm radiation wavelength |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP32988093A patent/JP3334304B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081773A1 (ja) | 2007-12-26 | 2009-07-02 | Az Electronic Materials (Japan) K.K. | 反射防止膜形成用組成物およびそれを用いたパターン形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07153682A (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
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