JP3442874B2 - 微細パターンの形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば半導体装置の
製造プロセスで用いられる化学増幅型レジストを用いて
微細パターンを形成する方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造を行う際、光リソグラフィ
においては、パターンの微細化に伴い、露光波長の短波
長化が進んでいる（ｇ線（４３６ｎｍ）→ｉ線（３６５
ｎｍ）→ＫｒＦ（２４８ｎｍ））。露光波長の短波長化
により、従来ｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）
で用いられてきたノボラック系のレジストに代わり、化
学増幅系のレジストが主流となってきた。

【０００３】化学増幅レジストは、露光部分に酸が発生
し、その酸が連鎖反応をおこすことにより、小さい露光
エネルギーでパターンを形成できるという長所を持って
いる。それゆえ、今後のＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ
（１９３ｎｍ）、また、それよりも短い波長において、
ランプやパルスのエネルギーが小さい微細パターンを形
成するリソグラフィにおいて、必須のレジストである。

【０００４】ポジ型化学増幅レジストには、ｔ−ブトキ
シカルボニル基を用いて脱保護反応を利用したものや、
ポリフタルアルデヒドを用い解重合反応を利用した種類
がある。それに対し、ネガ型の化学増幅レジストには、
アルコキシメチルメラミンを用いて縮合反応を利用した
ものなどがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】微細パターンを低露光
量で形成できるという利点がある反面、化学増幅レジス
トは、露光により発生する酸が周囲の環境（雰囲気）基
板の影響を受けやすく、酸が不均一に失活することによ
る線幅の不均一、または失活により、図１に示すよう
に、基板１上のレジストに、Ｔ−トップ２ａ、すそひき
２ｂ、くびれ２ｃなどの現象が生じる。

【０００６】ＣＶＤ、スパッタまたは反応性スパッタ法
などによって成膜したＴｉＮ、ＴｉＯＮ上に化学増幅型
のレジストを用いて、パターンを形成した場合、基板上
に残存する塩基性物質（アミン等）により、ポジ型で
は、図１に示すように、レジスト下部でのすそひき２
ｂ、ネガ型レジストのくびれ２ｃ、またはレジストのは
がれ等が生じる。

【０００７】一方、微細なパターンを形成する露光波長
の短波長化により、図２に示すように、多重干渉の影響
は大きくなる。これは多重干渉の周期が小さくなるこ
と、基板１の反射率が高くなることによる振幅の増大に
起因している。多重干渉の影響が大きくなるためレジス
トの膜厚が変化した等の線幅の変動は、図３に示すよう
に大きくなる。このことにより、下地基板に段差などが
あると、レジストの膜厚は変化し、線幅のばらつきが生
じる。

【０００８】パターンの線幅変動を抑える方法として、
図４（Ａ），（Ｂ）に示すような反射防止技術がある。
これはレジスト２の上部または下部に反射防止膜（有機
膜や無機膜）４ａ，４ｂを成膜することにより位相の打
ち消しあい、または、吸収と位相の打ち消しを用いて、
レジストの膜厚が変化した時においてもレジスト内部で
吸収される光量を一定にし、線幅の変動を抑える方法で
ある。図４（Ａ）に示すように、レジスト２の上に反射
防止膜４ａが成膜される場合には、この反射防止膜４ａ
は、たとえば透明性有機膜である。また、図４（Ｂ）に
示すように、レジスト２の下に反射防止膜４ｂが成膜さ
れる場合には、この反射防止膜４ｂは、たとえば光学的
に高吸収性の有機膜または無機膜である。

【０００９】本出願人は、レジスト２の下部に成膜する
反射防止膜として、ＳｉＯ_x Ｎ_y ：Ｈ膜（水素を含むＳ
ｉＯ_x Ｎ_y 膜）を開発し、先に出願している。ＳｉＯ_x
Ｎ_y：Ｈ膜の成膜方法としては、ＣＶＤ法、反応性スパ
ッタ法、スパッタ法を用いる。ＳｉＯ_x Ｎ_y ：Ｈ膜は、
ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフィ（２４８ｎｍ）に
おいては、図５に示すように、屈折率のｎ（複素屈折率
の実数の係数）は２．０でほぼ一定であり、ｋ（複素屈
折率の虚部の係数）と膜厚を変化させることにより、ほ
とんどの基板において定在波の振幅を完全に低減できる
反射防止効果を有している。それゆえ、優れた形状のパ
ターンを得ることができる。また、次世代露光波長であ
るＡｒＦエキシマレーザーの１９３ｎｍ、あるいはそれ
より短い波長においても有効な反射防止効果を持った膜
であることが本発明者らによって確認されている。

【００１０】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、化学増幅型レジストを用いて微細パターンを形成す
るに際し、化学増幅型レジストの酸を失活させ易い基板
上、あるいは塩基性物質が存在する基板上でも、レジス
トの剥がれ、あるいは形状不良などを生じることなく、
面内における線幅変動が小さいレジストパターンを得る
ことができる微細パターンの形成方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る微細パターンの形成方法は、化学増幅
型レジストを用いて、基板上に微細パターンを形成する
微細パターンの形成方法であって、化学増幅型レジスト
の酸を失活させ易い基板上、あるいは塩基性物質が存在
する基板上に、化学増幅型レジストの酸を失活させない
反射防止膜として水素を含むＳｉＯ _x Ｎ _y 膜あるいは水
素を含むＳｉ _x Ｎ _y 膜を成膜する工程と、前記反射防止
膜の上層に化学増幅型レジストを成膜する工程とを有
し、前記反射防止膜の光学定数および膜厚が、前記反射
防止膜の下に積層される膜の構造に応じて、前記反射防
止膜の上に成膜される前記化学増幅型レジストの定在波
効果を抑制するように決定してある。

【００１２】前記化学増幅型レジストの酸を失活させな
い反射防止膜としては、水素を含むＳｉＯ_x Ｎ_y 膜（Ｓ
ｉＯ_x Ｎ_y ：Ｈ膜）あるいは水素を含むＳｉ_x Ｎ_y 膜
（Ｓｉ_x Ｎ_y ：Ｈ膜）あるいはスパッタ等で成膜された
水素を含まないＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜またはＳｉ_X Ｎ_Y 膜を例
示することができる。以下、これらを総称して、ＳｉＯ
_X Ｎ_Y （Ｈ）膜またはＳｉ_X Ｎ_Y （Ｈ）膜とする。

【００１３】上記の本発明に係る微細パターンの形成方
法は、好適には、前記塩基性物質が存在する基板が、Ｎ
Ｈ ₃ 添加ＴＥＯＳを用いてＣＶＤされた酸化シリコン膜
などのアルカリ添加物を含む膜が成膜してある基板であ
る。あるいは、好適には、化学増幅型レジストの酸を失
活させ易い基板が、表面に少なくともＴｉＮあるいはＴ
ｉＯＮを有する基板である。

【００１４】

【作用】たとえば半導体装置の製造時において、化学増
幅型レジストを用いてパターンを形成する際、ＳｉＯ_x
Ｎ_y ：（Ｈ）膜あるいはＳｉ_x Ｎ_z ：（Ｈ）膜などのよ
うに、化学増幅型レジストの酸を失活させない反射防止
膜を用いることにより、塩基性または化学増幅レジスト
の酸を失活させ易い基板上、あるいは塩基性物質が存在
する基板上においても、高精度にレジストの線幅および
形状を制御することができる。

【００１５】化学増幅レジストの酸を失活させ易い基板
としては、表面に、少なくともＴｉＮまたはＴｉＯＮを
有する基板を例示することができる。また、塩基性物質
が存在する基板としては、ＮＨ₃ 添加ＴＥＯＳを用いて
ＣＶＤされた酸化シリコン膜が成膜された基板を例示す
ることができる。

【００１６】本発明の方法では、化学増幅型レジストを
用いているにも拘らず、レジストはがれ、すそひき、く
びれなどの形状不良が見られず、しかも段差部分におい
ても高精度に制御された線幅精度を持つレジストパター
ンを得ることができる。本発明の方法では、フォトリソ
グラフィー時にレジストに生じる定在波を低減するため
に最適な光学定数および膜厚を持つＳｉＯ_x Ｎ_y ：
（Ｈ）またはＳｉ_xＮ_y ：（Ｈ）膜を、ＣＶＤ法または
スパッタ法などにより成膜し、下地基板の塩基性物質の
拡散を防ぐことができる。しかも、その膜が反射防止機
能を有しているので、レジストのフォトリソグラフィー
加工時に、定在波効果を抑制し、線幅変動の少ない微細
レジストパターンを得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る微細パターンの形成方法
を、図面に示す実施例に基づき、詳細に説明する。ただ
し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例１ 図６は、ＫｒＦ光源（２４８ｎｍ）において、Ａｌ配線
材料上に、ＴｉＮ膜の膜厚を変化させて成膜し、その上
にレジストパターニングした際の定在波の振幅の変化を
示している。この図より、ＴｉＮ膜の膜厚が６０ｎｍよ
り厚い範囲においては、定在波の振幅は、ほぼ一定で、
下地基板（Ａｌ）の影響を受けていないことがわかる。
本実施例は、ＴｉＮ膜の膜厚が６０ｎｍより厚い時、つ
まり、下地基板（Ａｌ）の影響を受けない時の例である
（バルクサンプルとしてＴｉＮをもちいた場合）。

【００１８】ＴｉＮを、ＣＶＤ法、スパッタ法、反応性
スパッタ法により６０ｎｍ以上成膜した上に、反射防止
機能を持ったＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）膜、またはＳｉ_x Ｎ
_y :（Ｈ）膜を、ＣＶＤ法、スパッタ法、反応性スパッ
タ法等を用いて成膜する。反射防止機能を持ったＳｉＯ
_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜、またはＳｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜は、化
学増幅レジストの酸を失活させない機能も有する。

【００１９】その上に、化学増幅型レジストを成膜す
る。化学増幅型レジストとしては、ｔ−ブトキシカルボ
ニル基を用いて脱保護反応を利用したポジ型化学増幅レ
ジスト、ポリフタルアルデヒドを用い解重合反応を利用
したポジ型化学増幅レジスト、またはアルコキシメチル
メラミンを用いて縮合反応を利用したネガ型化学増幅レ
ジストなどがある。

【００２０】この化学増幅型レジスト膜をフォトリソグ
ラフィー加工すれば、化学増幅型レジスト膜の下に、Ｓ
ｉＯ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜、またはＳｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜が
成膜してあるので、化学増幅型レジストの酸を失活させ
易いＴｉＮ膜に直接レジスト膜が触れないので、すそひ
き、くびれ、はがれなどの形状不良が発生することな
く、良好なレジストパターンを形成することができる。

【００２１】さらに、レジストパターンの形状を良好に
するためには、反射防止膜の光学定数（屈折率）を最適
化する必要がある。ＳｉＨ₄ 、ＮＨ₃ 、Ｎ₂ Ｏ、Ｎ₂ 、
Ｏ₂等を用いてプラズマＣＶＤ法により成膜したＳｉＯ
_x Ｎ_y ：（Ｈ）を反射防止膜として用いた場合には、図
５に示すように、ＳｉＨ₄ と他のＮＨ₃ 、Ｎ₂ Ｏ、Ｎ
₂ 、Ｏ₂ 等との流量比を変化させることにより、各露光
波長（λ＝１９３ｎｍ，２４８ｎｍ，３６５ｎｍ）につ
いて、光学定数を変化させることができる。ＳｉＯ_x Ｎ
_y ：（Ｈ）の膜質が変化しても、酸の失活防止能力には
変化が見られず、すそひき、くびれ等の見られないレジ
ストパターンを形成できる。バルクのＴｉＮに、屈折率
で、ｎ＝２．０、ｋ＝０．４３、膜厚３０．７ｎｍのＳ
ｉＯ_x Ｎ_y：（Ｈ）膜を成膜することにより、図７に示
すように、反射防止膜なしでは±１３％振幅していた定
在波の振幅（図中Ｙ）を、反射防止膜をつけることで、
ほぼ０（図中Ｘ）にすることができる。

【００２２】また、屈折率のｎを、たとえば２．０に固
定し、屈折率のｋとｄを変化させた時の定在波の振幅を
示すシミュレーション結果を図８に示す。線１本が定在
波の振幅１％を表す。この図より、ｎ＝２．０、ｋ＝
０．２６、膜厚９０ｎｍ付近にも定在波を０にする領域
があることがわかる。この図より、定在波の振幅量を±
３％以内に抑えるためには、屈折率ｎ＝２．０±０．
２、ｋ＝０．３２〜０．５４、膜厚＝２７〜３３ｎｍ、
またはｎ＝２．０±０．２、ｋ＝０．２〜０．３５、膜
厚＝８５〜９６ｎｍに設定すれば良いことが分かる。図
５に示すように、ＳｉＯ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜は、その成膜
条件を変化させることにより、上記範囲の光学定数を有
する膜に容易に設定することができる。

【００２３】前述した範囲にＳｉＯ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜の
屈折率および膜厚を制御し、最適な反射防止条件を持た
せることにより、化学増幅型レジストを用いてレジスト
パターニングを行う際、酸の失活がレジスト界面で起こ
らず、優れた形を持ち、すそひき、くびれ、はがれなど
の形状不良が見られない線幅均一のレジストパターンを
得ることができる。

【００２４】実施例 ２ 図６に示すように、Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ，Ａｌ−Ｃｕ配線材料上にＴｉＮ膜の膜厚を変化させ
て成膜した場合、６０ｎｍより薄いＴｉＮ膜では、定在
波の振幅は、ＴｉＮ膜の下地となる下地基板（Ａｌ，Ａ
ｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｃｕ）の影響を受
ける。本実施例は、下地基板の影響を受けるＴｉＮ薄膜
の上に化学増幅レジストを成膜した場合の例である。

【００２５】ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフィ（２
４８ｎｍ）において、Ａｌ−Ｓｉ配線基板上に、約２０
ｎｍのＴｉＮを反射防止膜として設けることで、レジス
ト中に吸収される光量で規定した場合の定在波の振幅は
±９．８１％に低減される。この場合、この条件におい
て、化学増幅型レジストを用いてパターンの形成を行う
と、すそひき、くびれ、はがれ、またはハレーションな
どが存在する形状のレジストパターンが形成される。

【００２６】そのため、本実施例では、この２０ｎｍの
ＴｉＮ膜の上に、化学増幅レジストの酸を失活させず、
反射防止能力を持ったＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）膜またはＳ
ｉ_xＮ_y : （Ｈ）膜を、ＣＶＤ法、スパッタ法、反応性
スパッタ法等を用いて成膜する。その膜を用いることに
より、酸の失活による、すそひき、くびれ、はがれなど
の不良が見られず、しかもＴｉＮ膜およびＳｉＯ
_x Ｎ_y : （Ｈ）膜またはＳｉ _x Ｎ_y : （Ｈ）膜が反射防
止機能を発揮するので、形状の優れたレジストパターン
を形成することが可能でなる。

【００２７】さらに、良好なレジストパターン形状を得
るためには、ＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）膜またはＳｉ
_x Ｎ_y : （Ｈ）膜の光学定数を最適化する必要がある。
ＳｉＨ₄ 、ＮＨ₃ 、Ｎ₂ Ｏ、Ｎ₂ 、Ｏ₂ 等を用いて成膜
したプラズマＣＶＤ法により成膜したＳｉＯ_x Ｎ_y :
（Ｈ）を反射防止膜として用いた場合には、図５に示す
ように、ＳｉＨ₄ と他のＮＨ₃ 、Ｎ₂ Ｏ、Ｎ₂ 、Ｏ₂ 等
との流量比を変化させることにより、各露光波長（λ＝
１９３ｎｍ，２４８ｎｍ，３６５ｎｍ）について、光学
定数を変化させることができる。ＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）
の膜質が変化しても、酸の失活防止能力には変化が見ら
れず、すそひき、くびれ等の見られないレジストパター
ンを形成できる。

【００２８】Ａｌ−Ｓｉ配線基板上において、定在波を
低減できる最適な膜厚を持ったＴｉＮ膜（２０ｎｍ）上
に、屈折率で、ｎ＝２．０、ｋ＝０．３５、膜厚ｄが２
７．２ｎｍのＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）膜を成膜し、化学増
幅レジストを用いてパターンを形成すると、図９に示す
ように、反射防止膜無しでは±９．８％振幅していた定
在波の振幅（図中Ｙ）を、反射防止膜をつけることで、
ほぼ０（図中Ｘ）にすることができる。

【００２９】また、屈折率のｎを固定し、屈折率のｋと
ｄ（膜厚）を変化させた時の定在波の振幅を示すシミュ
レーション結果を図１０に示す。線１本が定在波の振幅
１％を表す。この時、ｎは２．０に固定した。この図よ
り、ｎ＝２．０、ｋ＝０．２、膜厚８６ｎｍ付近にも定
在波を０にする領域があることがわかる。この図より、
定在波の振幅量を±３％以内に抑えるためには、屈折率
ｎ＝２．０±０．２、ｋ＝０．２２〜０．４５、膜厚ｄ
＝２２〜３２ｎｍ、またはｎ＝２．０±０．２、ｋ＝
０．１３〜０．３、膜厚ｄ＝８２〜９４ｎｍに設定すれ
ば良いことが分かる。図５に示すように、ＳｉＯ
_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜は、その成膜条件を変化させることに
より、上記範囲の光学定数を有する膜に容易に設定する
ことができる。

【００３０】前述した範囲にＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）膜の
屈折率および膜厚を制御し、最適な反射防止条件を持た
せることにより、化学増幅型レジストを用いてレジスト
パターニングを行う際、酸の失活がレジスト界面で起こ
らず、優れた形を持ち、すそひき、くびれ、はがれなど
の形状不良が見られない線幅均一のレジストパターンを
得ることができる。

【００３１】実施例 ３ 本実施例は、実施例１のＴｉＮ膜のかわりにＴｉＯＮ膜
（バルク状）を用いた例である。図１１は、Ａｌ配線材
料上にＴｉＯＮの膜厚を変化させて成膜し、その上に、
レジストパターニングした際の定在波の振幅の変化を示
している。６０ｎｍより厚い範囲においては、定在波の
振幅はほぼ一定で、下地基板の影響を受けないバルク状
態である。

【００３２】バルク状のＴｉＯＮ膜（スパッタ、ＣＶ
Ｄ、反応性スパッタ法などにより成膜）の上に化学増幅
レジストを成膜し、それをパターニングする際、反射防
止機能と酸失活防止機能を有するＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）
膜、またはＳｉ_x Ｎ_y : （Ｈ）膜等を、ＣＶＤ、スパッ
タ法、反応性スパッタ法等により成膜する。ＫｒＦエキ
シマレーザーリソグラフィにおいて、ＳｉＯ_x Ｎ_y :
（Ｈ）を用いて、さらに形状を良好にするために、ｎ＝
２．０においてＳｉＯ_x Ｎ_y : （Ｈ）膜の光学定数およ
び膜厚を最適化する。定在波の振幅を３％以下にする最
適条件は、図１２に示すように、ｎ＝２．０±０．２、
ｋ＝０．３３〜０．５２、膜厚ｄ＝２８〜３４ｎｍ、ま
たはｎ＝２．０±０．２、ｋ＝０．１９〜０．３５、膜
厚ｄ＝８６〜９６ｎｍに抑えれば良い。この結果、図１
３の曲線Ｘに示すように、定在波振幅は、ほぼ０にな
る。なお、図１３中、曲線Ｙは、最適化された反射防止
膜がない場合の定在波振幅である。

【００３３】このようにして最適化されたＳｉＯ
_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜またはＳｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜を成膜し
た後、その上に、化学増幅型レジストを成膜し、レジス
トパターニングを行うと、酸の失活によるすそひき、く
びれ、はがれなどが見られず、反射防止機能により、優
れた形状を持つレジストパターンを均一な線幅で得るこ
とができる。

【００３４】実施例 ４ 本実施例は、実施例２で用いたＴｉＮの代わりに、下地
基板の影響を受ける位の厚さのＴｉＯＮ膜を用いた例で
ある。図１１に示す６０ｍｎより薄い部分のＴｉＯＮ膜
上でレジストパターニングを行う例である。

【００３５】６０ｎｍより薄い膜厚のＴｉＯＮ膜（スパ
ッタ、ＣＶＤ、反応性スパッタ法などにより成膜）の上
に化学増幅レジストを用いてパターニングする際、反射
防止機能と酸失活防止機能を有するＳｉＯ_x Ｎ_y ：
（Ｈ）膜またはＳｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜等をＣＶＤ、スパ
ッタ法、反応性スパッタ法等により成膜する。ＫｒＦエ
キシマレーザーリソグラフィにおいて、ＳｉＯ_x Ｎ_y ：
（Ｈ）膜を用いて、さらに形状を良好にするために、ｎ
＝２．０においてＳｉＯ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜を最適化す
る。定在波の振幅を３％以下にする最適条件は、図１４
に示すように、ｎ＝２．０±０．２、ｋ＝０．２３〜
０．４３、膜厚ｄ＝２２〜３２ｎｍ、またはｎ＝２．０
±０．２、ｋ＝０．１４〜０．３０、膜厚ｄ＝８１〜９
４ｎｍの範囲に設定すれば良いことが分かる。図５に示
すように、ＳｉＯ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜は、その成膜条件を
変化させることにより、上記範囲の光学定数を有する膜
に容易に設定することができる。 上記範囲において、
ＳｉＯ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜の屈折率および膜厚を制御する
ことによって、図１５の曲線Ｘに示すように、定在波振
幅は、ほぼ０になる。なお、図１５中、曲線Ｙは、最適
化された反射防止膜がない場合の定在波振幅である。

【００３６】このようにして最適化されたＳｉＯ
_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜またはＳｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜を成膜し
た後、その上に、化学増幅型レジストを成膜し、レジス
トパターニングを行うと、酸の失活によるすそひき、く
びれ、はがれなどが見られず、反射防止機能により、優
れた形状を持つレジストパターンを均一な線幅で得るこ
とができる。

【００３７】実施例 ５ ＮＨ₃ を添加したＴＥＯＳを用いて成膜した酸化シリコ
ン膜（ＴＥＯＳ膜とも言う）上に、化学増幅型レジスト
を用いてパターンを形成しようとすると、ＮＨ ₃ を添加
したことによる酸化膜の塩基成分により、化学増幅レジ
ストを用いて形成したレジストパターンには、レジスト
がポジ型の場合には、すそひきが生じ、ネガ型である場
合には、くびれ、または、はがれなどが生じる。また、
酸化シリコン膜は、光学的に透明な膜であり、膜厚が変
化することによるレジストの感度の変化は、吸収性膜よ
り大きく、段差部分にハレーションなどの形状の悪化が
生じる。そこで、ＴＥＯＳ膜と化学増幅レジストとの間
に、反射防止機能と酸失活防止機能を有するＳｉＯ_x Ｎ
_y ：（Ｈ）膜、Ｓｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜を、ＣＶＤ、スパ
ッタ法、反応性スパッタ法などにより成膜する。また、
ＳｉＯ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜またはＳｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜の
屈折率と膜厚によって最適化する（下地基板ごとに）。

【００３８】下地ごとに最適化されたＳｉＯ_x Ｎ_y ：
（Ｈ）膜またはＳｉ_x Ｎ_y ：（Ｈ）膜を、塩基性ＴＥＯ
Ｓ膜の上に成膜し、その上層に化学増幅型レジストを成
膜し、レジストパターニングすると、酸の失活によるす
そひき、くびれ、はがれなどの形状不良が見られず、反
射防止機能により、優れた形状を持つレジストパターン
を、線幅のばらつきを生じることなく得ることができ
る。

【００３９】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、塩基性基板上においても、化学増幅型レジストを用
いて、すそひき、くびれ、はがれなどの形状不良を生じ
させることなく、良好なレジストパターンの形成が可能
となる。

【００４１】また、化学増幅レジストの酸を失活させや
すい基板上においても、化学増幅レジストを用いて、す
そひき、くびれ、はがれなどの形状不良を生じさせるこ
となく、良好な形状の微細レジストパターンの形成が可
能となる。しかも、化学増幅型レジストと基板との間に
は、反射防止膜が介在されるので、フォトリソグラフィ
ー時の定在波効果が抑制され、ウェハー面内における線
幅の変動が小さくなる。

【００４２】さらに本発明では、反射防止膜が介在され
るので、レジストと基板との密着性が向上する。また、
同様な理由から、露光時のＤ．Ｏ．Ｆ（焦点深度）が広
がり、露光マージンが広がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は化学増幅型レジストによる形状不良の例
を示す概略図である。

【図２】図２は定在波効果を示す概略図である。

【図３】図３は露光波長の短波長化にともなう定在波効
果の増大を示すグラフである。

【図４】図４（Ａ），（Ｂ）は反射防止膜による定在波
効果の抑制作用を示すグラフである。

【図５】図５は反射防止膜の成膜条件の変化による光学
定数の変化を示すグラフである。

【図６】図６はＴｉＮ膜の膜厚の変化と定在波の振幅と
の関係を示すグラフである。

【図７】図７は本発明の一実施例に係る製法で用いる反
射防止膜による定在波効果の低減を示すグラフである。

【図８】図８は同実施例に係る製法で用いる反射防止膜
の最適な屈折率および膜厚を求めるためのグラフであ
る。

【図９】図９は本発明の他の実施例に係る製法で用いる
反射防止膜による定在波効果の低減を示すグラフであ
る。

【図１０】図１０は同実施例に係る製法で用いる反射防
止膜の最適な屈折率および膜厚を求めるためのグラフで
ある。

【図１１】図１１はＴｉＯＮ膜の膜厚の変化と定在波の
振幅との関係を示すグラフである。

【図１２】図１２は本発明の他の製法で用いる反射防止
膜の最適な屈折率および膜厚を求めるためのグラフであ
る。

【図１３】図１３は同実施例に係る製法で用いる反射防
止膜による定在波効果の低減を示すグラフである。

【図１４】図１４は本発明の他の製法で用いる反射防止
膜の最適な屈折率および膜厚を求めるためのグラフであ
る。

【図１５】図１５は同実施例に係る製法で用いる反射防
止膜による定在波効果の低減を示すグラフである。

【符号の説明】

１… 基板 ２… レジスト ４ａ，４ｂ… 反射防止膜

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−252037（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−118631（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196400（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−249656（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−40421（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−84789（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−35206（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】化学増幅型レジストを用いて、基板上に微
   細パターンを形成する微細パターンの形成方法であっ
   て、 化学増幅型レジストの酸を失活させ易い基板上、あるい
   は塩基性物質が存在する基板上に、化学増幅型レジスト
   の酸を失活させない反射防止膜として水素を含むＳｉＯ
   _x Ｎ _y 膜あるいは水素を含むＳｉ _x Ｎ _y 膜を成膜する工
   程と、 前記反射防止膜の上層に化学増幅型レジストを成膜する
   工程とを有し、 前記反射防止膜の光学定数および膜厚が、前記反射防止
   膜の下に積層される膜の構造に応じて、前記反射防止膜
   の上に成膜される前記化学増幅型レジストの定在波効果
   を抑制するように決定してある微細パターンの形成方
   法。
2. 【請求項２】前記塩基性物質が存在する基板が、アルカ
   リ添加物を含む膜が成膜してある基板である請求項１に
   記載の微細パターンの形成方法。
3. 【請求項３】前記アルカリ添加物を含む膜が、ＮＨ₃ 添
   加ＴＥＯＳを用いてＣＶＤされた酸化シリコン膜である
   請求項２に記載の微細パターンの形成方法。
4. 【請求項４】化学増幅レジストの酸を失活させ易い基板
   が、表面に少なくともＴｉＮを有する基板である請求項
   １に記載の微細パターンの形成方法。
5. 【請求項５】化学増幅レジストの酸を失活させ易い基板
   が、表面に少なくともＴｉＯＮを有する基板である請求
   項１に記載の微細パターンの形成方法。