JP4207119B2 - 多環脂環式構造ポリマーを含有する反射防止膜形成組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は反射防止膜形成組成物に関し、詳しくは半導体装置製造のリソグラフィープロセスにおいて、基板上に塗布されたフォトレジスト層への露光照射光の基板からの反射を軽減させる反射防止膜の形成に用いられる組成物に関する。より詳細には波長157nm、193nm、248nm、365nmの露光照射光を用いて行われる半導体装置製造のリソグラフィープロセスにおいて、基板からの反射光を効果的に吸収するポリマーを含有する反射防止膜形成組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から半導体デバイスの製造において、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。前記微細加工はシリコンウェハー等の被加工基板上にフォトレジストの薄膜を形成し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、得られたフォトレジストパターンを保護膜としてシリコンウェハー等の被加工基板をエッチング処理する加工法である。ところが、近年、半導体デバイスの高集積度化が進み、使用される活性光線もKrFエキシマレーザ(248nm)からArFエキシマレーザ(193nm)、F2エキシマレーザ(157nm)へと短波長化される傾向にある。これに伴い活性光線の基板からの乱反射や定在波の影響が大きな問題であった。そこでフォトレジストと被加工基板の間に反射防止膜(Bottom Anti−Reflective Coating、BARC)を設ける方法が広く検討されるようになってきた。
【0003】
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、α−シリコン等からなる無機反射防止膜と、吸光性物質と高分子化合物とからなる有機反射防止膜が知られている。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とするのに対し、後者は特別の設備を必要としない点で有利とされ数多くの検討が行われている。例えば、架橋反応基であるヒドロキシル基と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止膜や架橋反応基であるヒドロキシル基と吸光基を同一分子内に有するノボラック樹脂型反射防止膜等が挙げられる(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
【0004】
有機反射防止膜として望まれる特性としては、光や放射線に対して大きな吸光度を有すること、フォトレジスト層とのインターミキシングが起こらないこと(フォトレジスト溶剤に不溶であること)、塗布時または加熱乾燥時に反射防止膜から上塗りフォトレジスト中への低分子拡散物がないこと(フォトレジストを汚染しないこと)、フォトレジストに比べて大きなドライエッチング速度を有すること等がある(例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3参照。)。
【0005】
また、さらに、フォーカス深度マージンを広くとることができるという特性や、高い解像度を達成できるということが反射防止膜に望まれるようになってきている。フォーカス深度マージンとは、露光時に最適なフォーカス位置に対して上方または下方にフォーカスがずれた際にフォトレジストパターンが実用可能な状態で維持できる全深度領域の幅のことである。その幅が広ければ、製造工程における余裕度が大きいことを表す。例えば、フォーカス深度マージンを伸ばす技術の一つが知られている(例えば、特許文献3参照。)。
【0006】
半導体装置の製造には、シリコンウエハー等の被加工基板上に形成されたフォトレジストに対し選択的に露光を行い、その後現像することにより、フォトレジストパターンを形成する工程が含まれている。この露光時に、露光照射光のフォーカスが最適な位置からずれることがある。この要因としては、製造装置の側面からは、像面湾曲、フォーカス位置の再現性(検出、ステージ)、フォーカスコントロールの安定性(熱、環境)があり、ウエハーの側面からは、ウエハー上に形成されたデバイス段差、ウエハーのグローバルな傾斜、局所的な凹凸等が挙げられる。そして、このフォーカスの最適位置からのずれのため、パターン細り等のフォトレジストパターンの形状変化が起こり、そのため、パターン倒れ等のフォトレジストパターンの形成不良が起こる。そのため、高い寸法精度でフォトレジストパターンを形成することができないという問題が生じる。特に、193nmの波長の照射光を用いた微細加工において、フォーカスの最適位置からのずれに起因するフォトレジストパターンの細り、パターン倒れが問題となっている。このような中で、露光照射光のフォーカスのずれがフォトレジストパターンの形成に与える影響を小さくできる、すなわち、フォーカス深度マージンを広くとることができる、という特性が反射防止膜に要求されるようになってきている。
【0007】
また、半導体デバイスの高集積度化に伴い、より高い解像度を有する、すなわち、より微細なパターンサイズの矩形レジストパターンを形成することができる、という特性も反射防止膜に要求されるようになってきている。
【0008】
ところで、アルカリ性現像液による除去、すなわち露光現像処理されて上層のフォトレジストが除かれた部分の下層膜をウェットエッチングによって除去すること、を前提としたプロセスにおいて使用される下層膜用組成物に、ある種の多環式脂環式構造を有する化合物が溶解抑止剤として使用されるということが知られている(例えば、特許文献4参照。)。また、水酸基を有する多環式構造を含むポリマーが知られている(例えば特許文献5参照。)。
【0009】
【特許文献1】
米国特許第5919599号明細書
【特許文献2】
米国特許第5693691号明細書
【特許文献3】
特開平6−348036号
【特許文献4】
特開平11−72925号公報
【特許文献5】
特開2002−107938号公報
【非特許文献1】
トム・リンチ(Tom Lynch)他3名、「プロパティアンドパーフォーマンスオブニアーUVリフレクティビティコントロールレーヤー(Propertiesand Performance of Near UV Reflectivity Control Layers)」、(米国)、インアドバンスインレジストテクノロジーアンドプロセシングXI(inAdvances in Resist Technology and Processing XI)、オムカラム・ナラマス(Omkaram Nalamasu)編、プロシーディングスオブエスピーアイイー(Proceedingsof SPIE)、1994年、第2195巻(Vol.2195)、p.225−229
【非特許文献2】
ジー・テイラー(G. Taylor)他13名、「メタクリレートレジストアンドアンチリフレクティブコーティングフォー193nmリソグラフィー(MethacrylateResist and Antireflective Coatings for 193nm Lithography)」、(米国)、インマイクロリソグラフィー1999:アドバンスインレジストテクノロジーアンドプロセシングXVI(inMicrolithography 1999:Advances in Resist Technology and Processing XVI)、ウイル・コンレイ(WillConley)編、プロシーディングスオブエスピーアイイー(Proceedings of SPIE)、1999年、第3678巻(Vol.3678)、p.174−185
【非特許文献3】
ジム・ディー・メーダー(Jim D. Meador)他6名、「リセントプログレスイン193nmアンチリフレクティブコーティングス(RecentProgress in 193nm Antireflective Coatings)」、(米国)、インマイクロリソグラフィー1999:アドバンスインレジストテクノロジーアンドプロセシングXVI(inMicrolithography 1999:Advances in Resist Technology and Processing XVI)、ウイル・コンレイ(WillConley)編、プロシーディングスオブエスピーアイイー(Proceedings of SPIE)、1999年、第3678巻(Vol.3678)、p.800−809
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情により、ドライエッチングによるパターン形成を前提として、広いフォーカス深度マージンと高い解像度を達成することができる反射防止膜の形成に使用される反射防止膜形成組成物を提供することを目的とする。
【0011】
本発明は、波長248nm、193nm、157nmの照射光を微細加工に使用する際に効果的に反射を防止し、更にフォトレジストパターンとの高い密着性があり、広いフォーカス深度マージンを達成でき、また、高い解像度を達成できる反射防止膜を形成するための反射防止膜形成組成物を提供する。すなわち、本発明の目的は、反射光防止効果が高く、フォトレジスト層とのインターミキシングが起こらず、優れたレジストパターンおよび広いフォーカス深度マージンを達成でき、フォトレジストに比較して大きなドライエッチング速度を有するリソグラフィー用反射防止膜を提供すること、その反射防止膜の形成に用いられる反射防止膜形成組成物を提供すること、並びに該反射防止膜形成組成物を用いたレジストパターンの形成方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は第1観点として、(A)で表される構造単位
【0013】
【化8】
【0014】
(式中、R1は水素原子、メチル基、エチル基又は塩素原子を表し、R2及びR3は各々、水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Lは多環式脂環式構造を表し、mは0又は1の数を表し、pはポリマーに含まれる構造単位の数であり1から3000の数を表す)を有するポリマー及び架橋剤を含む反射防止膜形成組成物、
第2観点として、(A)及び(B)で表される構造単位
【0015】
【化9】
【0016】
(式中、R4、R5及びR6は各々、水素原子、メチル基、エチル基又は塩素原子を表し、Aは−C(=O)O−、−CH2−又は−O−から選ばれる少なくとも一つの連結基を含む連結基又は直接結合を表し、Arは炭素数1から5のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から5のアルコキシ基、アセチル基又はシアノ基で置換されていてもよいベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環を表し、qはポリマーに含まれる構造単位の数であり1から3000の数を表し、R1、R2、R3、L、m及びpは前記と同義である)を有するポリマー及び架橋剤を含む反射防止膜形成組成物、
第3観点として、(A)、(B−1)及び(C−1)で表される構造単位
【0017】
【化10】
【0018】
(式中、Xは水素原子、炭素数1から5のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から5のアルコキシ基、アセチル基又はシアノ基を表し、R7は少なくとも一つの水酸基を有する炭素数2から6のアルキル基、水素原子又はグリシジル基を表し、sは1から5の数を表し、q1及びr1はポリマーに含まれる構造単位の数であり各々、1から3000の数を表し、R1、R2、R3、R4、L、m及びpは前記と同義である)を有するポリマー及び架橋剤を含む反射防止膜形成組成物、
第4観点として、(A)、(B−2)及び(C−1)で表される構造単位
【0019】
【化11】
【0020】
(式中、Bは−CH2−又は−O−から選ばれる少なくとも一つの連結基を含む連結基又は直接結合を表し、q2はポリマーに含まれる構造単位の数であり1から3000の数を表し、Ar、R1、R2、R3、R4、R7、m、p及びr1は前記と同義である)を有するポリマー及び架橋剤を含む反射防止膜形成組成物、
第5観点として、前記Lが(L1)から(L32)
【0021】
【化12】
【0022】
【化13】
【0023】
【化14】
【0024】
よりなる群から選ばれる構造である、第1観点乃至第4観点のいずれか一つに記載の反射防止膜形成組成物、
第6観点として、前記架橋剤が少なくとも2個の架橋形成置換基を有するものである第1観点乃至第5観点のいずれか一つに記載の反射防止膜形成組成物。
【0025】
第7観点として、酸又は酸発生剤を更に含む、第1観点乃至第6観点のいずれか一つに記載の反射防止膜形成組成物、
第8観点として、第1観点乃至第7観点のいずれか一つに記載の反射防止膜形成組成物を基板上に塗布し、150℃〜250℃で焼成することにより得られる半導体装置の製造に用いる反射防止膜の形成方法、
第9観点として、第1観点乃至第7観点のいずれか一つに記載の反射防止膜形成組成物を半導体基板上に塗布し焼成して反射防止膜を形成する工程、その反射防止膜上にフォトレジスト層を形成する工程、反射防止膜とフォトレジスト層で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後にフォトレジスト層を現像する工程、フォトレジスト層が除去された部分の反射防止膜をドライエッチングによって除去する工程、を含む半導体装置の製造に用いるフォトレジストパターンの形成方法、
第10観点として、前記露光が248nm、193nm又は157nmの波長の光により行われる第9観点に記載のフォトレジストパターンの形成方法、である。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明は多環式脂環式構造を有するポリマーを含む半導体装置製造のリソグラフィープロセスに用いる反射防止膜形成組成物である。本発明の反射防止膜形成組成物は、基本的に多環式脂環式構造を有するポリマー、架橋剤及び溶剤からなり、任意成分として架橋触媒、界面活性剤等を含有するものである。本発明の反射防止膜形成組成物の固形分は、例えば0.1〜50質量%であり、また、例えば0.5〜30質量%である。ここで固形分とは、反射防止膜形成組成物の全成分から溶剤成分を除いたものである。
【0027】
前記ポリマーは主鎖と連結する側鎖に多環式脂環式構造が導入されたものである。
【0028】
前記ポリマーの分子量は、重量平均分子量として1000〜1000000、好ましくは5000〜200000、さらに好ましくは10000〜100000である。
【0029】
前記ポリマーは、主鎖と連結する側鎖に多環式脂環式構造が導入されたものであり、そのようなポリマーとしては前記(A)で表される構造単位を有するポリマーが挙げられる。
【0030】
構造単位(A)中、R1は水素原子、メチル基、エチル基又は塩素原子を表し、R2及びR3は各々、水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Lは多環式脂環式構造を表し、mは0又は1の数を表し、pはポリマーに含まれる構造単位の数であり1から3000の数を表す。Lは二環式、三環式、四環式等の脂環式構造をとるものであり、ノルボルナン構造、ビシクロ[2.2.2]オクタン構造、アダマンタン構造、テトラヒドロジシクロペンタジエン構造、ビシクロ[3.3.0]オクタン構造、デカリン構造、等が挙げられる。また、例えば前記の(L1)から(L32)の構造を挙げることができる。
【0031】
このようなポリマーは構造単位(A)を有するものであれば用いることができる。そして、構造単位(A)のみからなるポリマーである場合と、必要に応じて、(A)と他の構造単位とを有するポリマーである場合とが有り、そのどちらをも含むものである。このようなポリマーは付加重合、縮重合等の方法により製造することが可能である。
【0032】
また、本発明の反射防止膜形成組成物には、(A)及び(B)で表される構造単位を有するポリマーを用いることができる。
【0033】
構造単位(A)及び(B)中、R4、R5及びR6は各々、水素原子、メチル基、エチル基又は塩素原子を表し、Aは−C(=O)O−、−CH2−又は−O−から選ばれる少なくとも一つの連結基を含む連結基又は直接結合を表し、Arは炭素数1から5のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から5のアルコキシ基、アセチル基又はシアノ基で置換されていてもよいベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環を表し、qはポリマーに含まれる構造単位の数であり各々、1から3000の数を表し、R1、R2、R3、L、m及びpは前記と同義のものを表す。R5、R6としては水素原子である場合が好ましく、R4としては水素原子又はメチル基である場合が好ましい。Aで表される連結基としては、例えば、−C(=O)O−、−CH2−、−O−、−C(=O)O−CH2−、−C(=O)−NH−、−C(=O)−NH−CH2−、−OC(=O)−又は−OC(=O)−CH2−等の連結基が挙げられる。更に、下式(a)から(h)の連結基も挙げられる。
【0034】
【化15】
【0035】
Arは無置換若しくは前記の置換基で置換されていてもよいベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環を表す。これらの環が置換されているときは、一つの置換基を有する場合と複数個の置換基を有する場合とがあり、そして、複数個の置換基を有する場合に、それらの置換基は同種であってもよく、また、異種であってもよい。
【0036】
(A)及び(B)で表される構造単位を有するポリマーは、付加重合性のモノマー単位、下式(A−1)と(B−3)
【0037】
【化16】
【0038】
を乳酸エチル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルブアセテートジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン又は2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の溶剤中、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等の重合開始剤を使用した重合反応により製造することができる。また、必要に応じて、(A−1)と(B−3)に加え、第三の付加重合性のモノマー成分を共重合させることもできる。
【0039】
本発明の反射防止膜形成組成物に用いられる(A)及び(B)で表される構造単位を有するポリマーにおける(A)と(B)の構造単位の割合は特に限定されるものではなく、要求される反射防止膜としての性能、即ち減衰係数(k値)、屈折率(n値)及びドライエッチング速度等、に応じて変えることができる。ポリマーにおける(A)と(B)の構造単位の割合としては、構造単位の数の比率として、ポリマー中(A)としては0.05〜0.95であり、好ましくは0.30〜0.70である。ポリマー中(B)としては0.05〜0.95であり、好ましくは0.30〜0.70である。また、本発明の反射防止膜形成組成物より形成される反射防止膜の減衰係数(k値)、屈折率(n値)及びドライエッチング速度は、必要に応じて共重合される第三の付加重合性モノマーの種類、ポリマー中におけるその割合等によって調節することができる。
【0040】
また、本発明の反射防止膜形成組成物には、(A)、(B−1)及び(C−1)で表される構造単位を有するポリマーを用いることができる。
【0041】
構造単位(A)、(B−1)及び(C−1)中、Xは水素原子、炭素数1から5のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から5のアルコキシ基、アセチル基又はシアノ基を表し、R7は少なくとも一つの水酸基を有する炭素数2から6のアルキル基、水素原子又はグリシジル基を表し、sは1から5の数を表し、q1及びr1はポリマーに含まれる構造単位の数であり各々、1から3000の数を表す。
【0042】
Xはベンゼン環の置換基であり、それらの置換基は同種であってもよく、又、2種以上の置換基を含んでいてもよい。
【0043】
R7は少なくとも一つの水酸基を有する炭素数2から6のアルキル基、水素原子又はグリシジル基を表す。そのようなアルキル基としては、例えば、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシ−2−プロピル基、1−ヒドロキシ−2−ブチル基、1−ヒドロキシプロピル基又は4−ヒドロキシブチル基等を挙げることができる。
(A)、(B−1)及び(C−1)で表される構造単位を有するポリマーは、付加重合性のモノマー単位、式(A−1)、(B−4)及び(C−2)
【0044】
【化17】
【0045】
を乳酸エチル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルブアセテートジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の溶剤中、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等の重合開始剤を使用した重合反応により製造することができる。また、必要に応じて、(A−1)、(B−4)及び(C−2)に加え、第四の付加重合性のモノマー成分を共重合させることもできる。
【0046】
本発明の反射防止膜形成組成物に用いられる(A)、(B−1)及び(C−1)で表される構造単位を有するポリマーにおける(A)、(B−1)及び(C−1)の構造単位の割合は特に限定されるものではなく、要求される反射防止膜としての性能、即ち減衰係数(k値)、屈折率(n値)及びドライエッチング速度等、に応じて変えることができる。ポリマーにおける(A)、(B−1)及び(C−1)の構造単位の割合としては、構造単位の数の比率として、ポリマー中(A)としては0.05〜0.90であり、好ましくは0.10〜0.40である。ポリマー中(B−1)としては0.05〜0.90であり、好ましくは0.30〜0.60である。そして、ポリマー中(C−1)としては0.05〜0.90であり、好ましくは0.30〜0.60である。また、本発明の反射防止膜形成組成物より形成される反射防止膜の減衰係数(k値)、屈折率(n値)及びドライエッチング速度は、必要に応じて共重合される第四の付加重合性モノマーの種類、ポリマー中におけるその割合等によって調節することができる。
【0047】
また、本発明の反射防止膜形成組成物には、(A)、(B−2)及び(C−1)で表される構造単位を有するポリマーを用いることができる。
【0048】
構造単位(A)、(B−2)及び(C−1)中、Bは−CH2−又は−O−から選ばれる少なくとも一つの連結基を含む連結基又は直接結合を表し、q2はポリマーに含まれる構造単位の数であり各々、1から3000の数を表す。
【0049】
Bで表される連結基としては、例えば、−CH2−、−C(=O)−CH2−等の連結基が挙げられる。更に、下式(i)から(l)の連結基も挙げられる。
【0050】
【化18】
【0051】
(A)、(B−2)及び(C−1)で表される構造単位を有するポリマーは、付加重合性のモノマー単位、前記(A−1)、(B−5)及び(C−2)
【0052】
【化19】
【0053】
を乳酸エチル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルブアセテートジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の溶剤中、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等の重合開始剤を使用した重合反応により製造することができる。また、必要に応じて、(A−1)、(B−5)及び(C−2)に加え、第四の付加重合性のモノマー成分を共重合させることもできる。
【0054】
また、(A)、(B−2)及び(C−1)で表される構造単位を有するポリマーにおいて、(B−2)の構造単位はグラフト反応などによるポリマー構造の修飾によって形成することもできる。
【0055】
例えば、(B−2)構造単位の前駆体としてグリシジル基を有する構造単位(B−6)
【0056】
【化20】
【0057】
をポリマーに導入し、そこにAr−OH、Ar−NH2、Ar−COOH、Ar−CH2COOH等の化合物を反応させ(B−2)の構造単位とすることができる。この場合Ar−OHとの反応では(B−2)においてB部分は(i)の構造となり、Ar−NH2、Ar−COOH、Ar−CH2COOHとの反応ではそれぞれ(j)、(k)、(l)の構造となる。
【0058】
本発明の反射防止膜形成組成物に用いられる(A)、(B−2)及び(C−1)で表される構造単位を有するポリマーにおける(A)、(B−2)及び(C−1)の構造単位の割合は特に限定されるものではなく、要求される反射防止膜としての性能、即ち減衰係数(k値)、屈折率(n値)及びドライエッチング速度等、に応じて変えることができる。ポリマーにおける(A)、(B−2)及び(C−1)の構造単位の好ましい割合としては、構造単位の数の比率として、ポリマー中(A)としては0.05〜0.90であり、好ましくは0.10〜0.40である。ポリマー中(B−2)としては0.05〜0.90であり、好ましくは0.30〜0.60である。そして、ポリマー中(C−1)としては0.05〜0.90であり、好ましくは0.30〜0.60である。また、本発明の反射防止膜形成組成物より形成される反射防止膜の減衰係数(k値)、屈折率(n値)及びドライエッチング速度は、必要に応じて共重合される第四の付加重合性モノマーの種類、ポリマー中におけるその割合等によって調節することができる。
【0059】
本発明の反射防止膜形成組成物に用いられるポリマーにおいて、多環式脂環式構造を有する構造単位(A)は必須の構造単位である。多環式脂環式構造を有する構造単位を導入したポリマー成分を用いることにより、本発明の反射防止膜形成組成物から形成される反射防止膜の基板との密着性を高めることができる。また、その上に形成されるフォトレジストとの密着性を向上させることができ、その結果として、フォトレジストパターン、特にArFエキシマレーザ(波長193nm)を用いた製造プロセスで形成される微細なフォトレジストパターンの倒壊、剥離などを防止することができるようになる。
【0060】
本発明の反射防止膜形成組成物に用いられる多環式脂環式構造を有する構造単位を含むポリマーは、前記(A−1)で表される付加重合性不飽和結合を有するモノマー成分の重合反応によって製造することができる。
【0061】
そのような多環式脂環式構造を有するモノマー成分としては、例えば、メタクリル酸エステル化合物としては、メタクリル酸−2−メチル−2−アダマンチル、メタクリル酸−2−エチル−2−アダマンチル、メタクリル酸−2−プロピル−2−アダマンチル、メタクリル酸−2−メトキシブチル−2−アダマンチル、メタクリル酸−8−メチル−8−トリシクロデシル、メタクリル酸−8−エチル−8−トリシクロデシル、5−メタクリロイルオキシ−6−ヒドロキシノルボルネン−2−カルボキシリック−6−ラクトン等が挙げられる。アクリル酸エステル化合物としては、アクリル酸−2−メチル−2−アダマンチル、アクリル酸−2−エチル−2−アダマンチル、アクリル酸−2−プロピル−2−アダマンチル、アクリル酸−2−メトキシブチル−2−アダマンチル、アクリル酸−8−メチル−8−トリシクロデシル、アクリル酸−8−エチル−8−トリシクロデシル、5−アクリロイルオキシ−6−ヒドロキシノルボルネン−2−カルボキシリック−6−ラクトン等を挙げることができる。
【0062】
また、(A−1)で表される付加重合性不飽和結合を有するモノマー成分はメタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸クロリド、アクリル酸クロリド等と2−ヒドロキシアダマンタン、ノルボルネオール等の水酸基を有する化合物とのエステル化反応によって得ることができる。
【0063】
ポリマーの製造には多環式脂環式構造を有するモノマー成分1種類のみを用いることができ、又、2種以上の多環式脂環式構造を有するモノマー成分を組み合わせて用いることもできる。
【0064】
本発明の反射防止膜形成組成物には多環式脂環式構造を有するモノマー成分のみから製造されるポリマーを用いることができ、又、多環式脂環式構造を有するモノマー成分と前記の(B−3)、(B−4)、(B−5)及び(C−2)のモノマー成分との共重合により製造されるポリマーを用いることができる。
【0065】
(B−3)、(B−4)及び(B−5)で表されるモノマー成分としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、シアノスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、アセチルスチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等のビニル化合物、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、2−フェニルエチルアクリレート、ヒドロキシフェニルアクリレート、ブロモフェニルアクリレート等のアクリル酸エステル化合物、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、2−フェニルエチルメタクリレート、ヒドロキシフェニルメタクリレート、ブロモフェニルメタクリレート等のメタクリル酸エステル化合物等が挙げられる。
【0066】
(C−2)で表されるモノマー成分としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルアクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルアクリレート2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等が挙げられる。
【0067】
また、前記のように(B−2)の構造単位はグリシジル基を有する前駆体(B−6)より形成することができる。ポリマーに前駆体(B−6)を導入するために用いられるモノマー成分としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等を挙げることができる。
【0068】
前駆体(B−6)と反応させる化合物としては、前記のAr−OH、Ar−NH2、Ar−COOH、Ar−CH2COOH等の化合物であり、具体的には、例えば1−ナフタレンカルボン酸、2−ナフタレンカルボン酸、1−ナフトール、2−ナフトール、ナフチル酢酸、1−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、3−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、3,7−ジヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、6−ブロモ−2−ヒドロキシナフタレン、2,6−ナフタレンジカルボン酸、9−アントラセンカルボン酸、10−ブロモ−9−アントラセンカルボン酸、アントラセン−9,10−ジカルボン酸、1−アントラセンカルボン酸、1−ヒドロキシアントラセン、1,2,3−アントラセントリオール、2,7,9−アントラセントリオール、安息香酸、2,4−ジブロモアニリン、1−アミノアントラセン、4−ヒドロキシ安息香酸、4−ブロモ安息香酸、3−ヨード安息香酸、アニリン、フェノール、2,4,6−トリブロモフェノール、2,4,6−トリブロモレゾルシノール、3,4,5−トリヨード安息香酸、2,4,6−トリヨード−3−アミノ安息香酸、2,4,6−トリヨード−3−ヒドロキシ安息香酸、2,4,6−トリブロモ−3−ヒドロキシ安息香酸である。
【0069】
本発明の反射防止膜形成組成物に含まれるポリマーとしては、また、前記の多環式脂環式構造を有するモノマー成分、(B−3)、(B−4)、(B−5)及び(C−2)で表されるモノマー成分に加え、必要に応じて他のモノマー成分を共重合させたポリマーを用いることができる。
【0070】
共重合に用いられる他のモノマー成分としては、例えば、メチルアクリレート、ノルマルブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル酸エステル化合物、メチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ノルマルオクチルメタクリレート、2,2,2−トリブロモエチルメタクリレート、2−クロロエチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、2−(トリメチルシロキシ)エチルメタクリレート、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル酸エステル化合物、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメチルシラン、アリルアミノトリメチルシラン、アリルジメチルピペリジノメチルシラン等のシラン化合物、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド等のアクリルアミド化合物、N−プロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等のメタクリルアミド化合物、ビニルアルコール、メチルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、2−メトキシエチルビニルエーテル等のビニル化合物、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド化合物、マレイン酸無水物、アクリロニトリル等を挙げることができる。
【0071】
このような、他のモノマー成分を用いることにより、本発明の反射防止膜形成組成物より形成される反射防止膜の屈折率(n値)、減衰係数(k値)、及びドライエッチング速度等の性能を調節することができる。ポリマーの製造にこれらの他のモノマー成分を用いる場合、ポリマー中における割合は、構造単位の数の比率として、ポリマー中、他のモノマー成分としては例えば0.05〜0.90であり、また例えば0.05〜0.50であり、又は0.10〜0.40である。
【0072】
本発明の反射防止膜形成組成物におけるこのようなポリマーの配合量としては、固形分中において、例えば、50〜99質量%であり、また、例えば、60〜99質量%であり、または、60〜95質量%である。
【0073】
本発明の反射防止膜形成組成物はさらに架橋剤を含む。その架橋剤としては、メラミン系、置換尿素系、エポキシ基を含有するポリマー系等が挙げられる。好ましくは、少なくとも2個の架橋形成置換基を有する架橋剤であり、メトキシメチル化グリコウリル、またはメトキシメチル化メラミンなどの化合物であり、特に好ましくは、テトラメトキシメチルグリコールウリル、またはヘキサメトキシメチルメラミンである。又、テトラメトキシメチル尿素、テトラブトキシメチル尿素などの化合物も挙げられる。
【0074】
架橋剤の添加量は、使用する塗布溶剤、使用する下地基板、反射防止膜として要求される屈折率、減衰係数等の性能、上層として用いられるフォトレジストの種類などにより変動するが、固形分中で、例えば1〜50質量%であり、また、例えば1〜40質量%であり、また、5〜40質量%である。
【0075】
これら架橋剤は自己縮合による架橋反応を起こすこともあるが、ポリマー中に架橋性置換基が存在する場合は、それらの架橋性置換基と架橋反応を起こす事ができる。ポリマー中に架橋性置換基が存在する場合としては、構造Lに水酸基が存在する場合、構造Arが水酸基で置換されている場合、Xが水酸基である場合、構造Bに水酸基が存在する場合などである。
【0076】
本発明の反射防止膜形成組成物は架橋剤を含んでおり、そのため、その組成物より形成される反射防止膜は強固な膜となる。即ち、基板上に塗布された反射防止膜形成組成物の焼成による反射防止膜形成中に架橋反応が起こり、その結果、形成される反射防止膜はフォトレジストに使用されるような有機溶剤に不溶となる。そのため、該反射防止膜はフォトレジストとのインターミキシングを起こさないものである。また、そうして形成された反射防止膜はアルカリ水溶液にも不溶となるため、その除去はドライエッチングによって行われることとなる。
【0077】
本発明の反射防止膜形成組成物には、前記架橋反応を促進するための触媒として、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ピリジニウム−p−トルエンスルホン酸、サリチル酸、スルホサリチル酸、クエン酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸等の酸、又は2,4,4,6−テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシラート、2−ニトロベンジルトシラート等の熱酸発生剤を添加することが出来る。添加量は全固形分中において0.02〜10質量%、好ましくは0.04〜5質量%である。
【0078】
本発明の反射防止膜形成組成物は、リソグラフィー工程で上層に被覆されるフォトレジストとの酸性度を一致させる為に、光酸発生剤を添加する事が出来る。フォトレジストとの酸性度を調節、一致させることによりフォトレジストパターンの形状を矩形なものとすることができる。光酸発生剤としては、例えば、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等のオニウム塩系光酸発生剤、フェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロゲン含有化合物系光酸発生剤、ベンゾイントシレート、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホネート等のスルホン酸系光酸発生剤等が挙げられる。光酸発生剤の添加量は全固形分中において0.02〜3質量%、好ましくは0.04〜2質量%である。
【0079】
本発明の反射防止膜形成組成物には、必要に応じて更にレオロジー調整剤、接着補助剤、界面活性剤などを添加することができる。
【0080】
レオロジー調整剤は、主に反射防止膜形成組成物の流動性を向上させ、特に焼成工程において、ホール内部への反射防止膜形成組成物の充填性を高める目的で添加される。
【0081】
具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ブチルイソデシルフタレート等のフタル酸誘導体、ジノルマルブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジイソオクチルアジペート、オクチルデシルアジペート等のアジピン酸誘導体、ジノルマルブチルマレート、ジエチルマレート、ジノニルマレート等のマレイン酸誘導体、メチルオレート、ブチルオレート、テトラヒドロフルフリルオレート等のオレイン酸誘導体、またはノルマルブチルステアレート、グリセリルステアレート等のステアリン酸誘導体を挙げることができる。これらのレオロジー調整剤は、反射防止膜形成組成物の全組成物当たり通常30質量%未満の割合で添加される。
【0082】
接着補助剤は、主に基板あるいはフォトレジストと反射防止膜の密着性を向上させる目的で添加される。具体例としては、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフエニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類、ビニルトリクロロシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン類、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環式化合物や、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物を挙げることができる。これらの接着補助剤は、反射防止膜形成組成物の全組成物当たり通常5質量%未満、好ましくは2質量%未満の割合で配合される。
【0083】
界面活性剤は、ピンホールやストレーション等の発生を抑え、表面むらに対する塗布性をさらに向上させるために添加される。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフエノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフエノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトツプEF301、EF303、EF352((株)トーケムプロダクツ製)、メガフアツクF171、F173(大日本インキ(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の反射防止膜形成組成物の全組成物当たり通常0.2質量%以下、好ましくは0.1質量%以下である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また2種以上の組合せで添加することもできる。
【0084】
本発明で、前記ポリマー等の固形分を溶解させる溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等を用いることができる。これらの有機溶剤は単独で、または2種以上の組合せで使用される。
【0085】
さらに、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等の高沸点溶剤を混合して使用することができる。
【0086】
これらの溶剤の中でプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、及びシクロヘキサノンがレベリング性の向上に対して好ましい。
【0087】
本発明における反射防止膜の上層に塗布されるフォトレジストとしてはネガ型、ポジ型いずれも使用でき、ノボラック樹脂と1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルとからなるポジ型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダー及び光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、アルカリ可溶性バインダー、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物及び光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダー、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物及び光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジストなどがあり、例えば、住友化学工業(株)製、商品名PAR710が挙げられる。
【0088】
本発明の反射防止膜形成組成物を使用して形成した反射防止膜を有するポジ型フォトレジストの現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ノルマルプロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジノルマルブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。さらに、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。これらの中で好ましい現像液は第四級アンモニウム塩、さらに好ましくはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド及びコリンである。
【0089】
次に本発明のフォトレジストパターン形成法について説明する。半導体装置の製造に使用される基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、ガラス基板、ITO基板等)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により反射防止膜形成組成物を塗布後、焼成して硬化させ反射防止膜を作成する。ここで、反射防止膜の膜厚としては0.01〜3.0μmが好ましい。また塗布後焼成する条件として、焼成温度としては例えば80〜250℃であり、好ましくは150〜250℃である。又、焼成時間としては例えば0.2〜60分間であり、好ましくは0.5〜30分間である。その後フォトレジストの層を形成し、所定のマスクを通して露光し、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを得ることができる。露光は半導体装置の製造に使用されるKrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)又はF2エキシマレーザ(波長157nm)を用いて行なうことができる。必要に応じて露光後加熱(PEB:PostExposure Bake)を行うこともできる。そして、フォトレジストが前記工程により現像除去された部分の反射防止膜をドライエッチングにより除去し、所望のパターンを基板上に形成することができる。
【0090】
以下、本発明を実施例、比較例により更に具体的に説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
【0091】
【実施例】
合成例1
【0092】
【化21】
【0093】
上記式(1)の5−メタクリロキシ−6−ヒドロキシノルボルネン−2−カルボキシリック−6−ラクトン13.2g(0.059モル)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート13.2g(0.101モル)およびベンジルメタクリレート13.6g(0.077モル)を乳酸エチル120.0gに溶解させた後、フラスコ内を窒素にて置換し65℃まで昇温する。昇温後、乳酸エチル40gに溶解したアゾビスイソブチロニトリル0.4gを窒素加圧下添加し、24時間65℃で反応させた。反応溶液は冷却後、ジエチルエーテルに投入し、ポリマーを再沈殿、加熱乾燥して式(1)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート及びベンジルメタクリレートから成る3元共重合ポリマーを得た(収率90%)。得られたポリマーの重量平均分子量Mwは25000(ポリスチレン換算)であった。
【0094】
実施例1
上記合成例1で得たポリマー10.7gに、ヘキサメトキシメチルメラミン2.7gと、ピリジニウム−p−トルエンスルホン酸0.4g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート86g及び乳酸エチル200.6を混合し4.5%溶液とした後、孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いて濾過して反射防止膜形成組成物溶液を調製した。
【0095】
この溶液をスピナーにてシリコンウエハー上に塗布した。ホットプレート上で205℃にて1分間焼成し、反射防止膜(膜厚0.077μm)を形成した。この反射防止膜を分光エリプソメーターで測定した結果、波長193nmでの屈折率nは1.86であり、減衰係数kは0.30であった。また、この反射防止膜をフォトレジストに使用する溶剤、例えば乳酸エチル、並びにプロピレングリコールモノメチルエーテルに浸漬し、反射防止膜は、それらの溶剤に不溶であることを確認した。
【0096】
次に、フォーカス深度マージンの評価を以下の方法に従って行った。
【0097】
実施例1で得た反射防止膜形成組成物溶液をスピナーにより、シリコンウエハー上に塗布した。ホットプレート上で205℃1分間焼成し、反射防止膜(膜厚0.078μm)を形成した。このリソグラフィー用反射防止膜の上層に、市販のフォトレジスト溶液(富士フィルムARCH社製、商品名GAR8105G1)をスピナーにより塗布し、ホットプレート上で115℃にて90秒加熱してフォトレジスト膜(膜厚0.250μm)を形成した。この膜にASML社製PAS5500/1100スキャナー(波長193nm、NA、σ: 0.75、0.89/0.65(Annuler))を用い、現像後にフォトレジストのライン幅及びそのライン間の幅が0.09μmもしくは0.08μm、すなわち0.09μmL/Sもしくは0.08μmL/S(デンスライン)であり、そのようなラインが9本形成されるように設定されたマスクを通して露光を行なった。その後、ホットプレート上115℃で90秒間加熱し、冷却後、工業規格の60秒シングルパドル式工程にて0.26Nテトラメチルアンモニウムヒドロキシド現像液で現像した。
【0098】
フォーカス深度マージンは以下のようにして決定した。上記露光を、最適フォーカス位置を基準としてフォーカスの位置を上下に0.1μmずつずらしながら行い、その後の現像処理によりフォトレジストパターンを形成した。そして、形成されるべきフォトレジストのライン9本のうち、5本以上のラインが形成されている場合を合格とし、残っているラインの数が4本以下の場合を不合格とした。そして、その合格の結果を得ることのできるフォーカス位置のずれの上下幅をフォーカス深度マージンとした。
【0099】
ライン幅が0.09μmL/Sの場合には、最適フォーカス位置を基準として、フォーカス位置が+0.4μmから−0.2μmの範囲、つまり0.6μmの幅の範囲において5本以上のラインが観測され、フォーカス深度マージンは0.6μmであった。また、このとき形成されたフォトレジストパターンの形状はストレート形状であった。0.08μmL/Sの場合には、フォーカス位置が+0.3μmから0.0μmの範囲、つまり0.3μmの幅の範囲において5本以上のラインが観測され、フォーカス深度マージンは0.3μmであり、また、このとき形成されたフォトレジストパターンの形状はストレート形状であった。結果を表1にまとめた。
【0100】
【表1】
本発明の反射防止膜形成組成物から得られた反射防止膜は、波長193nmの光に対して十分に有効な屈折率と減衰係数を有しており、更に、十分に広いフォーカス深度マージンを与えることが判る。本発明の組成物より得られる反射防止膜は193nmの露光照射光において、実用的な屈折率と減衰係数を維持しながら、広いフォーカス深度マージン及び限界解像度を有していることが判る。
【0101】
【発明の効果】
本発明は、広いフォーカス深度マージンを有する反射防止膜を形成するための反射防止膜形成組成物である。本発明の組成物より形成される反射防止膜は、基板からの反射の防止効果だけでなく、フォトレジストの密着性向上に有効である。
【0102】
本発明により、フォトレジスト層未露光部との高密着性を有し、反射光防止効果が高く、更にフォトレジスト層とのインターミキシングが起こらず、加熱乾燥時にフォトレジスト中への拡散物がない、優れた反射防止膜を得ることができ、かつ優れたレジストパターン形成方法を提供することができる。
Claims (7)
- (A)、(B−2)及び(C−1)で表される構造単位、
- 前記架橋剤が少なくとも2個の架橋形成置換基を有するものである請求項1又は請求項2に記載の反射防止膜形成組成物。
- 酸又は酸発生剤を更に含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の反射防止膜形成組成物。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の反射防止膜形成組成物を基板上に塗布し、150℃〜250℃で焼成することにより得られる半導体装置の製造に用いる反射防止膜の形成方法。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の反射防止膜形成組成物を半導体基板上に塗布し焼成して反射防止膜を形成する工程、その反射防止膜上にフォトレジスト層を形成する工程、反射防止膜とフォトレジスト層で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後にフォトレジスト層を現像する工程、フォトレジスト層が除去された部分の反射防止膜をドライエッチングによって除去する工程、を含む半導体装置の製造に用いるフォトレジストパターンの形成方法。
- 前記露光が248nm、193nm又は157nmの波長の光により行われる請求項6に記載のフォトレジストパターンの形成方法。
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