JPH0855791A - レジストパターン形成方法および反射防止膜形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法および反射防止膜形成方法Info
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- JPH0855791A JPH0855791A JP7169091A JP16909195A JPH0855791A JP H0855791 A JPH0855791 A JP H0855791A JP 7169091 A JP7169091 A JP 7169091A JP 16909195 A JP16909195 A JP 16909195A JP H0855791 A JPH0855791 A JP H0855791A
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- 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
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- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 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
ーン形成方法と新規な反射防止膜の形成方法を提供する
こと。 【構成】 下地基板Ｓ上に、直接またはその他の層を介
して、酸化シリコン系膜（Ｓｉx Ｏy ）で構成される反
射防止膜ＡＲＬを成膜する。反射防止膜ＡＲＬの上に、
直接またはその他の層を介してフォトレジストＰＲを形
成する。フォトレジストＰＲに露光を行い、マスクパタ
ーンを転写する。反射防止膜としては、露光波長が１５
０〜４５０ｎｍにおいて、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０．７
２以下であり、膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反
射防止膜を成膜することが好ましい。
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
ーン形成方法と新規な反射防止膜の形成方法を提供する
こと。 【構成】 下地基板Ｓ上に、直接またはその他の層を介
して、酸化シリコン系膜（Ｓｉx Ｏy ）で構成される反
射防止膜ＡＲＬを成膜する。反射防止膜ＡＲＬの上に、
直接またはその他の層を介してフォトレジストＰＲを形
成する。フォトレジストＰＲに露光を行い、マスクパタ
ーンを転写する。反射防止膜としては、露光波長が１５
０〜４５０ｎｍにおいて、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０．７
２以下であり、膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反
射防止膜を成膜することが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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、および反射防止膜形成
方法に関する。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の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新規な反射防止膜を用い、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
パターン形成方法および反射防止膜形成方法に関する。
本発明は、例えば、電子材料（半導体装置等）を製造す
る際の微細パターンを形成する方法として利用すること
ができる。
いたレジストパターン形成方法、および反射防止膜形成
方法に関する。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の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新規な反射防止膜を用い、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
パターン形成方法および反射防止膜形成方法に関する。
本発明は、例えば、電子材料（半導体装置等）を製造す
る際の微細パターンを形成する方法として利用すること
ができる。
【０００２】
【発明の背景】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ＮＡのレンズを搭載している
（例えば、ニコンＮＳＲ１５０５ＥＸ１、キャノンＦＰ
Ａ４５００）。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。
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ＮＡのレンズを搭載している
（例えば、ニコンＮＳＲ１５０５ＥＸ１、キャノンＦＰ
Ａ４５００）。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。
【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、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ＲＰの膜内で干渉を起こすことによる。
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、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ＲＰの膜内で干渉を起こすことによる。
【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、レジストを光反射させるエネルギーとな
るものである。
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、レジストを光反射させるエネルギーとな
るものである。
【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。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）。
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。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）。
【０００６】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ＲＰ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。
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ＲＰ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。
【０００７】定在波効果は、レジスト膜厚により異なる
ことは、前記説明したとうりであり、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。
ことは、前記説明したとうりであり、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。
【０００８】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：λ＝２４８ｎｍ、ＫｒＦエキシマ、ＮＡ
＝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Ｃ
Ｄ−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。
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：λ＝２４８ｎｍ、ＫｒＦエキシマ、ＮＡ
＝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Ｃ
Ｄ−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。
【０００９】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％よりも暖くても実用可とは考えられるが、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。
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％よりも暖くても実用可とは考えられるが、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。
【００１０】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。
（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。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述した要求に答える
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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】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。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。
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。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。
【００１４】
【発明の目的】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
形成方法と新規な反射防止膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
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
形成方法と新規な反射防止膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明に係るレジストパターン形成方法
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
るレジストパターン形成方法であって、下地基板上に、
直接またはその他の層を介して、酸化シリコン系膜で構
成される反射防止膜を成膜する工程と、前記反射防止膜
の上に、直接またはその他の層を介してフォトレジスト
を形成する工程と、前記フォトレジストに露光を行い、
マスクパターンを転写する工程とを有する。本発明にお
いて酸化シリコン系膜とはＳｉx Ｏy （ＳｉＯとも称す
る）膜を意味するが、水素などの任意成分を含んでも良
い。
成するために、本発明に係るレジストパターン形成方法
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
るレジストパターン形成方法であって、下地基板上に、
直接またはその他の層を介して、酸化シリコン系膜で構
成される反射防止膜を成膜する工程と、前記反射防止膜
の上に、直接またはその他の層を介してフォトレジスト
を形成する工程と、前記フォトレジストに露光を行い、
マスクパターンを転写する工程とを有する。本発明にお
いて酸化シリコン系膜とはＳｉx Ｏy （ＳｉＯとも称す
る）膜を意味するが、水素などの任意成分を含んでも良
い。
【００１６】前記反射防止膜としては、露光波長が１５
０〜４５０ｎｍにおいて、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０．７
２以下であり、膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反
射防止膜を成膜することが好ましい。
０〜４５０ｎｍにおいて、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０．７
２以下であり、膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反
射防止膜を成膜することが好ましい。
【００１７】前記反射防止膜として、露光波長が１５０
〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎが１．９以上５．
７以下であり、吸収屈折率ｋが０以上０．４６以下であ
り、膜厚が２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反射防止膜を
用いることもできる。前記反射防止膜として、露光波長
が１５０〜４５０ｎｍにおいて、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以下の反
射防止膜を用いることもできる。
〜４５０ｎｍにおいて、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
り、膜厚が２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反射防止膜を
用いることもできる。前記反射防止膜として、露光波長
が１５０〜４５０ｎｍにおいて、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以下の反
射防止膜を用いることもできる。
【００１８】前記反射防止膜として、露光波長が１５０
〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎが１．９以上５．
７以下であり、吸収屈折率ｋが０．２以上０．６２以下
であり、膜厚が２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反射防止
膜を用いることもできる。前記反射防止膜として、露光
波長が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎ＝
２．４±０．６、吸収屈折率ｋ＝０．７±０．２である
反射防止膜を用いることもできる。
〜４５０ｎｍにおいて、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
であり、膜厚が２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反射防止
膜を用いることもできる。前記反射防止膜として、露光
波長が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎ＝
２．４±０．６、吸収屈折率ｋ＝０．７±０．２である
反射防止膜を用いることもできる。
【００１９】前記下地基板としては、その少なくとも表
面が、シリコン系材料で構成されたものを用いることも
できる。前記シリコン系材料としては、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
リコンなどを例示することができる。
面が、シリコン系材料で構成されたものを用いることも
できる。前記シリコン系材料としては、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
リコンなどを例示することができる。
【００２０】前記下地基板としては、その少なくとも表
面が、高融点金属または高融点金属シリサイド系材料で
構成してある基板を用いることもできる。前記下地基板
としては、その少なくとも表面が、低融点金属系材料で
構成してある基板を用いることもできる。
面が、高融点金属または高融点金属シリサイド系材料で
構成してある基板を用いることもできる。前記下地基板
としては、その少なくとも表面が、低融点金属系材料で
構成してある基板を用いることもできる。
【００２１】前記低融点金属系材料としては、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、銅合金などを例示することができ
る。本発明において、下地基板の少なくとも表面が高融
点金属または高融点金属シリサイド系材料の場合に、前
記反射防止膜として、露光波長が１５０〜４５０ｎｍに
おいて、反射屈折率ｎが１．８以上３．０以下であり、
吸収屈折率ｋが０．５以上０．９以下であり、膜厚が１
５ｎｍ以上３５ｎｍ以下の反射防止膜を用いることが好
ましい。
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、銅合金などを例示することができ
る。本発明において、下地基板の少なくとも表面が高融
点金属または高融点金属シリサイド系材料の場合に、前
記反射防止膜として、露光波長が１５０〜４５０ｎｍに
おいて、反射屈折率ｎが１．８以上３．０以下であり、
吸収屈折率ｋが０．５以上０．９以下であり、膜厚が１
５ｎｍ以上３５ｎｍ以下の反射防止膜を用いることが好
ましい。
【００２２】本発明において、下地基板の少なくとも表
面が低融点金属系材料の場合に、前記反射防止膜とし
て、露光波長が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折
率ｎが１．６３以上２．０３以下であり、吸収屈折率ｋ
が０．５５以上０．９５以下、好ましくは０．６以上
０．９以下であり、膜厚が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の
反射防止膜を用いることが好ましい。
面が低融点金属系材料の場合に、前記反射防止膜とし
て、露光波長が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折
率ｎが１．６３以上２．０３以下であり、吸収屈折率ｋ
が０．５５以上０．９５以下、好ましくは０．６以上
０．９以下であり、膜厚が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の
反射防止膜を用いることが好ましい。
【００２３】本発明において、下地基板の少なくとも表
面がシリコン系材料の場合に、前記反射防止膜として、
露光波長が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎ
が１．９以上２．３以下であり、吸収屈折率ｋが０．５
以上０．９以下であり、膜厚が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以
下の反射防止膜を用いることが好ましい。
面がシリコン系材料の場合に、前記反射防止膜として、
露光波長が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎ
が１．９以上２．３以下であり、吸収屈折率ｋが０．５
以上０．９以下であり、膜厚が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以
下の反射防止膜を用いることが好ましい。
【００２４】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では、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
ミュレーションにより求め、そのシミュレーションによ
り求められた反射屈折率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、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、前記シミュレーションにより求め
られた膜厚と略等しい膜厚で成膜することが好ましい。
ジストパターン形成方法では、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
ミュレーションにより求め、そのシミュレーションによ
り求められた反射屈折率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、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、前記シミュレーションにより求め
られた膜厚と略等しい膜厚で成膜することが好ましい。
【００２５】前記原料ガスに、少なくとも水素元素を含
有する物質を含むことが好ましい。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。
有する物質を含むことが好ましい。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。
【００２６】（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。
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。
【００２７】（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。
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。
【００２８】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で与えられる（図１０参照）。
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で与えられる（図１０参照）。
【００２９】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ｄ arl ，光学定数をｎ
arl ，ｋarl 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
ｄarl を固定してｎarl ，ｋarl 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。
膜ＡＲＬを過程して、その膜厚さｄ arl ，光学定数をｎ
arl ，ｋarl 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
ｄarl を固定してｎarl ，ｋarl 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。
【００３０】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２０ｎｍ
に規定し、レジスト膜厚を各々９８５ｎｍ、１０００ｎ
ｍ、１０１８ｎｍ、１０３５ｎｍとした結果を示す）。
以上は、上記手段（I）に該当する。
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２０ｎｍ
に規定し、レジスト膜厚を各々９８５ｎｍ、１０００ｎ
ｍ、１０１８ｎｍ、１０３５ｎｍとした結果を示す）。
以上は、上記手段（I）に該当する。
【００３１】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。
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。
【００３２】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
ｄarl 、光学定数ｎarl ，ｋarl の条件を特定できる。
これは上記手段（III）に該当する。
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
ｄarl 、光学定数ｎarl ，ｋarl の条件を特定できる。
これは上記手段（III）に該当する。
【００３３】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。
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。
【００３４】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、酸化シリコン膜（ＳｉX Ｏy 膜）が特
に適切であることが判明した。この膜は、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最小にする反射
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。
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、酸化シリコン膜（ＳｉX Ｏy 膜）が特
に適切であることが判明した。この膜は、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最小にする反射
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。
【００３５】この酸化シリコン系膜からなる反射防止膜
は、各種ＣＶＤ法、熱酸化法により容易に成膜すること
ができる。たとえば、この膜は、平行平板型プラズマＣ
ＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、もしくはバイアスＥ
ＣＲ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を含むガスと（たとえばＳｉＨ4＋
Ｏ2 ）の混合ガス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Ｎ2 ガスなどを用いることができる。
は、各種ＣＶＤ法、熱酸化法により容易に成膜すること
ができる。たとえば、この膜は、平行平板型プラズマＣ
ＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、もしくはバイアスＥ
ＣＲ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を含むガスと（たとえばＳｉＨ4＋
Ｏ2 ）の混合ガス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Ｎ2 ガスなどを用いることができる。
【００３６】また、これらＳｉx Ｏy 膜は、レジストを
マスクとして、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ4 Ｆ
8 、ＳＦ6 、Ｓ2 Ｆ2 、ＮＦ3 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２
Ｐａ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。
マスクとして、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ4 Ｆ
8 、ＳＦ6 、Ｓ2 Ｆ2 、ＮＦ3 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２
Ｐａ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。
【００３７】
【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。
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。
【００３８】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。 （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。
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。 （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。
【００３９】（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ｎarl 、
ｋarl の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。
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ｎarl 、
ｋarl の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。
【００４０】（３）レジスト膜厚１０００ｎｍ、１０１
７．５ｎｍ、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。 （４）図１７〜１９の共通領域を求めた結果、 ｎarl ＝４．９， ｋarl ＝０．１ または、ｎarl ＝２．１５， ｋarl ＝０．６７を得
た。
７．５ｎｍ、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。 （４）図１７〜１９の共通領域を求めた結果、 ｎarl ＝４．９， ｋarl ＝０．１ または、ｎarl ＝２．１５， ｋarl ＝０．６７を得
た。
【００４１】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、 ｎarl ＝４．９， ｋarl ＝０．１ または、ｎarl ＝２．１５， ｋarl ＝０．６７であ
る。
した際の最適反射防止膜の満たすべき条件は、 ｎarl ＝４．９， ｋarl ＝０．１ または、ｎarl ＝２．１５， ｋarl ＝０．６７であ
る。
【００４２】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。
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。
【００４３】（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（Valu
e）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１００ｎ
ｍ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、十分な反射防止効果
を奏する。
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（Valu
e）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１００ｎ
ｍ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、十分な反射防止効果
を奏する。
【００４４】（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
Ｓｙｓｔｅｍ”）を用いて調査した。この結果、図２
４に示すように、ＳｉＨ4 とＯ2 との流量比およびマイ
クロ波出力などに応じて、ｎ，ｋが変化することが判明
し、図２４中、○印で囲まれた条件で成膜すれば、Ｓｉ
x Ｏy 膜（酸化シリコン膜、ＳｉＯ膜とも称する）が、
図２２，２３の条件を完全に満たすことが分かった。す
なわち、ＷＳｉを下地基板とする場合には、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＝３０ｎｍ±１０ｎｍであるＳ
ｉx Ｏy 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。
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
Ｓｙｓｔｅｍ”）を用いて調査した。この結果、図２
４に示すように、ＳｉＨ4 とＯ2 との流量比およびマイ
クロ波出力などに応じて、ｎ，ｋが変化することが判明
し、図２４中、○印で囲まれた条件で成膜すれば、Ｓｉ
x Ｏy 膜（酸化シリコン膜、ＳｉＯ膜とも称する）が、
図２２，２３の条件を完全に満たすことが分かった。す
なわち、ＷＳｉを下地基板とする場合には、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＝３０ｎｍ±１０ｎｍであるＳ
ｉx Ｏy 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。
【００４５】次に、上記光学条件および膜厚のＳｉx Ｏ
y 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ＷＳｉを積
層し、その上に、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲ
Ｌを成膜した。すなわち、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置を用い、
Ｓｉx Ｏy 膜を２３．８ｎｍ成膜した。そのＳｉx Ｏy
膜から成る反射防止膜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Ｓｉx
Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬの上に、ＸＰ８８４３
から成るフォトレジスト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。
y 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ＷＳｉを積
層し、その上に、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲ
Ｌを成膜した。すなわち、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置を用い、
Ｓｉx Ｏy 膜を２３．８ｎｍ成膜した。そのＳｉx Ｏy
膜から成る反射防止膜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Ｓｉx
Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬの上に、ＸＰ８８４３
から成るフォトレジスト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。
【００４６】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、図２
６中に比較例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。
ない以外は同様にして定在波効果を調べた結果も、図２
６中に比較例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。
【００４７】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、露光用光としてλ＝２
４８ｎｍ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、Ｓｉx Ｏ
y 膜のエッチングは、ＣＨＦ3 （５０〜１００ＳＣＣ
Ｍ）＋Ｏ2 （３〜２０ＳＣＣＭ）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、Ａｒを添加して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。
を０．３５μm ルールの線幅で、露光用光としてλ＝２
４８ｎｍ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、Ｓｉx Ｏ
y 膜のエッチングは、ＣＨＦ3 （５０〜１００ＳＣＣ
Ｍ）＋Ｏ2 （３〜２０ＳＣＣＭ）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、Ａｒを添加して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。
【００４８】次に、下地基板である図２５に示すＷＳｉ
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ＷＳｉゲ
ートＧを得ることができた。実施例２ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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。
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ＷＳｉゲ
ートＧを得ることができた。実施例２ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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。
【００４９】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（２．４
５ＧＨｚ）を用いて、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用い
て、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を成膜した。
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（２．４
５ＧＨｚ）を用いて、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用い
て、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を成膜した。
【００５０】この反射防止膜には、レジストの成膜前
に、Ｏ2 のプラズマ処理を行ってもよい。このプラズマ
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。
に、Ｏ2 のプラズマ処理を行ってもよい。このプラズマ
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。
【００５１】実施例３ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合
ガスと、バッファガスとしてＡｒまたはＮ2 とを用い
て、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を成膜した。
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、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合
ガスと、バッファガスとしてＡｒまたはＮ2 とを用い
て、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を成膜した。
【００５２】実施例４ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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、Ｓｉ
Ｈ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用いて、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反
射防止膜を成膜した。
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、Ｓｉ
Ｈ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用いて、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反
射防止膜を成膜した。
【００５３】実施例５ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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
4 ＋Ｏ2 混合ガスと、バッファガスとしてＡｒまたはＮ
2 とを用いて、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を成膜
した。
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
4 ＋Ｏ2 混合ガスと、バッファガスとしてＡｒまたはＮ
2 とを用いて、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を成膜
した。
【００５４】実施例６ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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。
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。
【００５５】すなわち、本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、Ｃ4 Ｆ8 （３０〜７０ＳＣＣＭ）＋ＣＨ
Ｆ3 （１０〜３０ＳＣＣＭ）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法により、所
望のパターンをエッチングした。
エッチングは、Ｃ4 Ｆ8 （３０〜７０ＳＣＣＭ）＋ＣＨ
Ｆ3 （１０〜３０ＳＣＣＭ）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法により、所
望のパターンをエッチングした。
【００５６】実施例７ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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。
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。
【００５７】すなわち、本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、Ｓ2 Ｆ2 （５〜３０ＳＣＣＭ）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
ング法により、所望のパターンをエッチングした。
エッチングは、Ｓ2 Ｆ2 （５〜３０ＳＣＣＭ）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
ング法により、所望のパターンをエッチングした。
【００５８】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ＳｉＯ2 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、ＳｉX Ｏy 膜
を用いる。
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ＳｉＯ2 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、ＳｉX Ｏy 膜
を用いる。
【００５９】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−Ｓｉ−Ｃｕ合金である。
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−Ｓｉ−Ｃｕ合金である。
【００６０】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
ｉX Ｏy 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。
の低融点金属下地基板上に用いる反射防止膜として、Ｓ
ｉX Ｏy 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。
【００６１】（１）反射防止膜がない状態で、Ａｌ、Ａ
ｌ−Ｓｉ、Ａｌ−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２４８ｎｍ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。
ｌ−Ｓｉ、Ａｌ−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２４８ｎｍ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。
【００６２】（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ｎarl 、
ｋarl の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。
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ｎarl 、
ｋarl の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。
【００６３】（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、 ｎarl ＝４．８， ｋarl ＝０．４５ または、ｎarl ＝２．０， ｋarl ＝０．８を得
た。
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、 ｎarl ＝４．８， ｋarl ＝０．４５ または、ｎarl ＝２．０， ｋarl ＝０．８を得
た。
【００６４】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、 ｎarl ＝４．８， ｋarl ＝０．４５ または、ｎarl ＝２．０， ｋarl ＝０．８であ
る。
した際の最適反射防止膜の満たすべき条件は、 ｎarl ＝４．８， ｋarl ＝０．４５ または、ｎarl ＝２．０， ｋarl ＝０．８であ
る。
【００６５】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３２，図３３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。
３２，３３に示す結果を得た。図３２，図３３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。
【００６６】（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（Valu
e）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（Valu
e）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。
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（Valu
e）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（Valu
e）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。
【００６７】（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、Ｓｉx Ｏy 膜をＣＶＤ法を用いて成
膜する際の成膜条件に対応して、光学定数が変化するこ
とを、前記実施例１と同様にして、図２４に示すように
見い出した。図２４中、Ａｌ−（１％）Ｓｉの○印で示
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＝２．３±０．６、吸収屈折
率ｋ＝０．８０±０．２、膜厚２３±１０ｎｍであるＳ
ｉx Ｏy 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。
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、Ｓｉx Ｏy 膜をＣＶＤ法を用いて成
膜する際の成膜条件に対応して、光学定数が変化するこ
とを、前記実施例１と同様にして、図２４に示すように
見い出した。図２４中、Ａｌ−（１％）Ｓｉの○印で示
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＝２．３±０．６、吸収屈折
率ｋ＝０．８０±０．２、膜厚２３±１０ｎｍであるＳ
ｉx Ｏy 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。
【００６８】次に、上記光学条件および膜厚のＳｉx Ｏ
y 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２４に示
す○印の条件近くで、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜
ＡＲＬを成膜した。すなわち、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置を用
い、出力１０００Ｗ近く、ＳｉＨ4 ／Ｏ2 の流量比が、
ＳｉＨ 4 リッチの条件でＳｉx Ｏy 膜を約３０ｎｍ成膜
した。そのＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬの反
射屈折率ｎが１．８３であり、吸収屈折率ｋが０．７５
であった。そのＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬ
の上に、ＸＰ８８４３から成るフォトレジストＰＲを形
成し、定在波効果を調べた結果を図３５中の実施例８に
示す。
y 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２４に示
す○印の条件近くで、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜
ＡＲＬを成膜した。すなわち、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置を用
い、出力１０００Ｗ近く、ＳｉＨ4 ／Ｏ2 の流量比が、
ＳｉＨ 4 リッチの条件でＳｉx Ｏy 膜を約３０ｎｍ成膜
した。そのＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬの反
射屈折率ｎが１．８３であり、吸収屈折率ｋが０．７５
であった。そのＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬ
の上に、ＸＰ８８４３から成るフォトレジストＰＲを形
成し、定在波効果を調べた結果を図３５中の実施例８に
示す。
【００６９】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。実施例８では、定在波効果は、約±２．
２％（１．４％）程度であり、反射防止膜を用いなかっ
た比較例２の場合と比較して、定在波効果は１／２０程
度に低減された。
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。実施例８では、定在波効果は、約±２．
２％（１．４％）程度であり、反射防止膜を用いなかっ
た比較例２の場合と比較して、定在波効果は１／２０程
度に低減された。
【００７０】図２７に示す構造で、フォトレジストＰＲ
を０．３５μm ルールの線幅で、露光用光としてλ＝２
４８ｎｍ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、Ｓｉx Ｏ
y 膜のエッチングは、ＣＨＦ3 （５０〜１００ＳＣＣ
Ｍ）＋Ｏ2 （３〜２０ＳＣＣＭ）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（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。
を０．３５μm ルールの線幅で、露光用光としてλ＝２
４８ｎｍ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、Ｓｉx Ｏ
y 膜のエッチングは、ＣＨＦ3 （５０〜１００ＳＣＣ
Ｍ）＋Ｏ2 （３〜２０ＳＣＣＭ）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（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。
【００７１】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。
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。
【００７２】実施例９ 本実施例では、実施例８で示したＳｉx Ｏy 膜から成る
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ＣＶＤ法、もしくはバイアスＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法を利用し、必要に応じてマイクロ波（２．４５ＧＨ
ｚ）を用いて、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用いて成膜し
た。なお、原料ガスのバッファガスとして、Ａｒまたは
Ｎ2 を用いても良い。
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ＣＶＤ法、もしくはバイアスＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法を利用し、必要に応じてマイクロ波（２．４５ＧＨ
ｚ）を用いて、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用いて成膜し
た。なお、原料ガスのバッファガスとして、Ａｒまたは
Ｎ2 を用いても良い。
【００７３】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３
４）における曲線上の値、もしくは、ｎに関しては曲線
上の値±０．６，ｋに関しては曲線上の値±０．２の範
囲内にあるＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を良好に成
膜することができた。
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３
４）における曲線上の値、もしくは、ｎに関しては曲線
上の値±０．６，ｋに関しては曲線上の値±０．２の範
囲内にあるＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を良好に成
膜することができた。
【００７４】実施例１０ 本実施例では、実施例８で示したＳｉx Ｏy 膜から成る
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、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 ＋Ｎ2 混合ガスを用い
て、常温〜５００°Ｃの温度で、０．０１〜１０Ｐａの
圧力下でＣＶＤにより成膜した。
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、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 ＋Ｎ2 混合ガスを用い
て、常温〜５００°Ｃの温度で、０．０１〜１０Ｐａの
圧力下でＣＶＤにより成膜した。
【００７５】この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
±０．６，ｋに関しては曲線上の値±０．２の範囲内に
あるＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を良好に成膜する
ことができた。
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
±０．６，ｋに関しては曲線上の値±０．２の範囲内に
あるＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を良好に成膜する
ことができた。
【００７６】実施例１１ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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。
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。
【００７７】すなわち、本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、Ｃ4 Ｆ8 （３０〜７０ＳＣＣＭ）＋ＣＨ
Ｆ3 （１０〜３０ＳＣＣＭ）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法により、所
望のパターンをエッチングした。
エッチングは、Ｃ4 Ｆ8 （３０〜７０ＳＣＣＭ）＋ＣＨ
Ｆ3 （１０〜３０ＳＣＣＭ）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法により、所
望のパターンをエッチングした。
【００７８】実施例１２ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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。
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。
【００７９】すなわち、本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、Ｓ2 Ｆ2 （５〜３０ＳＣＣＭ）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
ング法により、所望のパターンをエッチングした。
エッチングは、Ｓ2 Ｆ2 （５〜３０ＳＣＣＭ）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
ング法により、所望のパターンをエッチングした。
【００８０】実施例１３ 本実施例では、前記実施例８〜１２において、下地基板
として、Ｃｕ系金属材料であるＣｕを用いた以外は、前
記実施例と同様にして、下地基板上に反射防止膜を成膜
し、その上にレジスト膜を成膜し、レジスト膜のフォト
リソグラフィー加工を行い、そのレジスト膜をマスクと
して、反射防止膜および下地基板のエッチングを行っ
た。
として、Ｃｕ系金属材料であるＣｕを用いた以外は、前
記実施例と同様にして、下地基板上に反射防止膜を成膜
し、その上にレジスト膜を成膜し、レジスト膜のフォト
リソグラフィー加工を行い、そのレジスト膜をマスクと
して、反射防止膜および下地基板のエッチングを行っ
た。
【００８１】Ｃｕから成る下地基板でも、同様にして、
定在波効果を最小限にして良好なパターンで微細加工を
行うことができた。実施例１４ 本実施例では、図３６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、ＳｉX Ｏy 膜を用いる。
定在波効果を最小限にして良好なパターンで微細加工を
行うことができた。実施例１４ 本実施例では、図３６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、ＳｉX Ｏy 膜を用いる。
【００８２】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等のシリコン系基板上
に用いる反射防止膜として、ＳｉX Ｏy 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。
シリコン、ドープド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、ＳｉX Ｏy 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。
【００８３】（１）反射防止膜がない状態でＳｉ系基板
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３７に示す。図３７より、定在波
効果は、約±２０％である。
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３７に示す。図３７より、定在波
効果は、約±２０％である。
【００８４】（２）図３７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ｎarl 、
ｋarl の変化に対するレジスト膜内の吸収光量の変化を
求める。
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ｎarl 、
ｋarl の変化に対するレジスト膜内の吸収光量の変化を
求める。
【００８５】（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３０
ｎｍとした際の最適反射防止膜の満たすべき光学条件
は、ｎarl ＝２．１， ｋarl ＝０．７である。
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３０
ｎｍとした際の最適反射防止膜の満たすべき光学条件
は、ｎarl ＝２．１， ｋarl ＝０．７である。
【００８６】上記条件を用いて定在波効果を求めると、
図３８に示す結果を得た。図３８において、本実施例
（with SiO）の場合の定在波効果は極めて小さく、±１
％以下であった。反射防止膜なし（without SiO）の場
合の±２３％に比較して、１／２３程度以下に定在波効
果は低減された。
図３８に示す結果を得た。図３８において、本実施例
（with SiO）の場合の定在波効果は極めて小さく、±１
％以下であった。反射防止膜なし（without SiO）の場
合の±２３％に比較して、１／２３程度以下に定在波効
果は低減された。
【００８７】（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。
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。
【００８８】（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、前記実施例１と同様に、Ｓｉx Ｏy
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中のＳｉ条件○で示す領域は、上述した（４）の
条件を満たす。
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、前記実施例１と同様に、Ｓｉx Ｏy
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中のＳｉ条件○で示す領域は、上述した（４）の
条件を満たす。
【００８９】すなわち、図２４中Ｓｉ条件○で示す領域
となるように、ＣＶＤの条件を設定して、Ｓｉx Ｏy 膜
から成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３０ｎｍで最
適となるｎarl ＝２．１，ｋ arl ＝０．７に近づく。な
お、ｎの許容値は±０．６であり、ｋの許容値は±０．
３であり、膜厚ｄの許容値は±１０ｎｍである。
となるように、ＣＶＤの条件を設定して、Ｓｉx Ｏy 膜
から成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３０ｎｍで最
適となるｎarl ＝２．１，ｋ arl ＝０．７に近づく。な
お、ｎの許容値は±０．６であり、ｋの許容値は±０．
３であり、膜厚ｄの許容値は±１０ｎｍである。
【００９０】その結果、図３６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２４に示すＳ
ｉ条件○印の条件で、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜
を成膜し、その上にフォトレジスト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ことが予想され
る。
系材料で構成された下地基板Ｇの上に、図２４に示すＳ
ｉ条件○印の条件で、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜
を成膜し、その上にフォトレジスト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ことが予想され
る。
【００９１】次に、上記光学条件および膜厚のＳｉx Ｏ
y 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３６に示すように、シリコン基
板Ｓの上に、図２４に示すＳｉ条件○印の条件近くで、
Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬを成膜した。す
なわち、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置を用い、ＳｉＨ4 ／Ｏ2 の
流量比が、ＳｉＨ4 プアの条件でＳｉ x Ｏy 膜を約３０
ｎｍ成膜した。そのＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜Ａ
ＲＬの反射屈折率ｎが２．１であり、吸収屈折率ｋが
０．７であった。そのＳｉx Ｏy膜から成る反射防止膜
ＡＲＬの上に、ＸＰ８８４３から成るフォトレジストＰ
Ｒを形成し、定在波効果を調べた結果を図３８中の実施
例１４に示す。
y 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３６に示すように、シリコン基
板Ｓの上に、図２４に示すＳｉ条件○印の条件近くで、
Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜ＡＲＬを成膜した。す
なわち、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置を用い、ＳｉＨ4 ／Ｏ2 の
流量比が、ＳｉＨ4 プアの条件でＳｉ x Ｏy 膜を約３０
ｎｍ成膜した。そのＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜Ａ
ＲＬの反射屈折率ｎが２．１であり、吸収屈折率ｋが
０．７であった。そのＳｉx Ｏy膜から成る反射防止膜
ＡＲＬの上に、ＸＰ８８４３から成るフォトレジストＰ
Ｒを形成し、定在波効果を調べた結果を図３８中の実施
例１４に示す。
【００９２】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
３として示す。実施例１４では、定在波効果は、約±
１．１％程度であり、反射防止膜を用いなかった比較例
３の場合（±２３％）と比較して、定在波効果は１／２
３程度に低減された。
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
３として示す。実施例１４では、定在波効果は、約±
１．１％程度であり、反射防止膜を用いなかった比較例
３の場合（±２３％）と比較して、定在波効果は１／２
３程度に低減された。
【００９３】実際に、図３６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。
ストＰＲを０．３５μm ルールの線幅で、露光用光とし
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。
【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、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、ＣＨＦ3 （５０〜１００ＳＣＣＭ）＋Ｏ
2 （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。
て、下地基板をエッチングした。まず、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、ＣＨＦ3 （５０〜１００ＳＣＣＭ）＋Ｏ
2 （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。
【００９５】次に、下地基板である図３６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。
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。
【００９６】実施例１５ 本実施例では、実施例１４で示したＳｉX Ｏy 膜を、以
下の手法により成膜した以外は、実施例１４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、必要に応じてマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を用い
て、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用いて成膜した。なお、
この原料ガスには、バッファガスとして、ＡｒまたはＮ
2 を用いてもよい。
下の手法により成膜した以外は、実施例１４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、必要に応じてマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を用い
て、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 混合ガスを用いて成膜した。なお、
この原料ガスには、バッファガスとして、ＡｒまたはＮ
2 を用いてもよい。
【００９７】実施例１６ 本実施例では、実施例１４で示したＳｉx Ｏy 膜から成
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、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 ＋Ｎ2 混合ガスを用
いて、常温〜５００°Ｃの温度で、０．０１〜１０Ｐａ
の圧力下でＣＶＤにより成膜した。
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、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 ＋Ｎ2 混合ガスを用
いて、常温〜５００°Ｃの温度で、０．０１〜１０Ｐａ
の圧力下でＣＶＤにより成膜した。
【００９８】この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
±０．６，ｋに関しては曲線上の値±０．２の範囲内に
あるＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を良好に成膜する
ことができた。
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
±０．６，ｋに関しては曲線上の値±０．２の範囲内に
あるＳｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を良好に成膜する
ことができた。
【００９９】実施例１７ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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１４と同様にして、下地
基板を加工した。
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１４と同様にして、下地
基板を加工した。
【０１００】すなわち、本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、Ｃ4 Ｆ8 （３０〜７０ＳＣＣＭ）＋ＣＨ
Ｆ3 （１０〜３０ＳＣＣＭ）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法により、所
望のパターンをエッチングした。
エッチングは、Ｃ4 Ｆ8 （３０〜７０ＳＣＣＭ）＋ＣＨ
Ｆ3 （１０〜３０ＳＣＣＭ）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法により、所
望のパターンをエッチングした。
【０１０１】実施例１８ 本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜から成る反射防止膜を、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１４と同様にして、下地
基板を加工した。
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１４と同様にして、下地
基板を加工した。
【０１０２】すなわち、本実施例では、Ｓｉx Ｏy 膜の
エッチングは、Ｓ2 Ｆ2 （５〜３０ＳＣＣＭ）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
ング法により、所望のパターンをエッチングした。
エッチングは、Ｓ2 Ｆ2 （５〜３０ＳＣＣＭ）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
ング法により、所望のパターンをエッチングした。
【０１０３】実施例１９ 本実施例では、ＳｉＨ4 とＯ2 混合ガスを用いて、Ｓｉ
x Ｏy 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、Ｓｉx Ｏy 膜と考えられていた反射防止膜の
一部は、ＳｉxＯy Ｈz 膜（ただし、ｚは０でも良い）
であったと考えられる。
x Ｏy 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、Ｓｉx Ｏy 膜と考えられていた反射防止膜の
一部は、ＳｉxＯy Ｈz 膜（ただし、ｚは０でも良い）
であったと考えられる。
【０１０４】実施例２０ 本実施例では、前記実施例１において、図３９，４０に
示すように、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、実際に調べた。いずれもＷＳｉ上におい
て、ＫｒＦエキシマレーザー光を用いて実験した。図３
９は０．３０μｍラインアンドスペースパターンの場合
であり、図４０は０．３５μｍ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。
示すように、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、実際に調べた。いずれもＷＳｉ上におい
て、ＫｒＦエキシマレーザー光を用いて実験した。図３
９は０．３０μｍラインアンドスペースパターンの場合
であり、図４０は０．３５μｍ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。
【０１０５】図３９，４０に示すように、レジストの厚
みによらず、略一定の線幅のパターンが得られることが
確認された。実施例２１ 本実施例は、少なくともＳｉ元素を含有する有機化合物
を原料に用いる反射防止膜の形成法である。有機化合物
を原料に用いると段差部分の反射防止膜の被覆率が向上
し、つまり平坦部と段差垂直部の反射防止膜の膜厚差が
小さくなり、半導体デバイスチップ内の反射防止効果の
均一性制が向上する。
みによらず、略一定の線幅のパターンが得られることが
確認された。実施例２１ 本実施例は、少なくともＳｉ元素を含有する有機化合物
を原料に用いる反射防止膜の形成法である。有機化合物
を原料に用いると段差部分の反射防止膜の被覆率が向上
し、つまり平坦部と段差垂直部の反射防止膜の膜厚差が
小さくなり、半導体デバイスチップ内の反射防止効果の
均一性制が向上する。
【０１０６】よって本実施例は、ステップカバレージ
（段差部の被覆率）がすぐれている有機化合物を原料ガ
スとして用いるので、段差の厳しいデバイスにおいて特
に有効と言える。有機化合物として例えばＴＥＯＳや、
ＯＭＣＴＳ（Ｓｉ4 Ｏ（ＣＨ3）８；Ｓｉ／Ｏ＝比１）
や、ＨＭＤＳ（Ｓｉ2 Ｏ（ＣＨ3 ）６；Ｓｉ／Ｏ比＝
２）等を用いることができる。本実施例では、平行平板
プラズマＣＶＤ装置を用いて、次の成膜条件で実施し
た。
（段差部の被覆率）がすぐれている有機化合物を原料ガ
スとして用いるので、段差の厳しいデバイスにおいて特
に有効と言える。有機化合物として例えばＴＥＯＳや、
ＯＭＣＴＳ（Ｓｉ4 Ｏ（ＣＨ3）８；Ｓｉ／Ｏ＝比１）
や、ＨＭＤＳ（Ｓｉ2 Ｏ（ＣＨ3 ）６；Ｓｉ／Ｏ比＝
２）等を用いることができる。本実施例では、平行平板
プラズマＣＶＤ装置を用いて、次の成膜条件で実施し
た。
【０１０７】ＯＭＣＴＳ＝５０ｓｃｃｍ ＲＦ Ｐｏｗｅｒ＝１９０Ｗ 圧力＝３３２．５ｐａ（２．５ｔｏｒｒ） 基板温度＝４００℃ 電極間距離＝１ｃｍ実施例２２ 実施例２１において、さらに、Ｓｉの比率の高い膜を形
成したい場合には、ＯやＮを含有しないＳｉソースとし
てＳｉＨ4 等を添加してもよい。平行平板プラズマＣＶ
Ｄ装置を用いた場合の成膜条件を以下に示す。
成したい場合には、ＯやＮを含有しないＳｉソースとし
てＳｉＨ4 等を添加してもよい。平行平板プラズマＣＶ
Ｄ装置を用いた場合の成膜条件を以下に示す。
【０１０８】ＯＭＣＴＳ＝５０ｓｃｃｍ ＳｉＨ4 ＝５ｓｃｃｍ ＲＦ Ｐｏｗｅｒ＝１９０Ｗ 圧力＝３３２．５ｐａ（２．５ｔｏｒｒ） 基板温度＝４００℃ 電極間距離＝１ｃｍ 以上の実施例では、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。
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。
【０１０９】
【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。
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。
【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。
ト膜内での光の干渉を示す図である。
【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。
効果を示す図である。
【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。
効果を示す図である。
【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。
効果を示す図である。
【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。
影響をを示す図である。
【図６】定在波効果の影響を示す図である。
【図７】定在波効果の影響を示す図である。
【図８】定在波効果の影響を示す図である。
【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。
示す図である。
【図１０】定在波効果を示す図である。
【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、ｎarl ，ｋarl 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。
Ｌの膜厚を固定して、ｎarl ，ｋarl 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。
【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。
（等高線）を示す図である。
【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。
（等高線）を示す図である。
【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。
（等高線）を示す図である。
【図１５】解決すべき定在波効果を示す図である。
【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ｎarl ，ｋarl 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。
ト膜厚９８５ｎｍについてのｎarl ，ｋarl 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。
【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。
（等高線）を示す図である。
【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。
跡（等高線）を示す図である。
【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。
（等高線）を示す図である。
【図２０】最適条件（実施例）での定在波効果を示す図
である。
である。
【図２１】最適条件（実施例）での定在波効果を示す図
である。
である。
【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。
関係を示す図である。
【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。
関係を示す図である。
【図２４】ＣＶＤによるＳｉx Ｏy 成膜の挙動を示す図
である。
である。
【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。
す断面図である。
【図２６】Ｗ−Ｓｉ上のＳｉx Ｏy （２５ｎｍ）の反射
防止効果を示す図である。
防止効果を示す図である。
【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。
す断面図である。
【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ｎarl ，ｋarl 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。
ト膜厚９８２ｎｍについてのｎarl ，ｋarl 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。
【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。
（等高線）を示す図である。
【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。
（等高線）を示す図である。
【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。
（等高線）を示す図である。
【図３２】最適条件での定在波効果を示す図である。
【図３３】最適条件での定在波効果を示す図である。
【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。
関係を示す図である。
【図３５】Ｓｉx Ｏy 膜の成膜条件による光学定数特性
を示す図である。
を示す図である。
【図３６】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。
示す断面図である。
【図３７】定在波効果を示す図である。
【図３８】Ｓｉ上のＳｉx Ｏy 膜（３２ｎｍ）の反射防
止効果を示す図である。
止効果を示す図である。
【図３９】その他の実施例（０．３０μm Ｌ／Ｓ）の作
用説明図である。
用説明図である。
【図４０】その他の実施例（０．３５μm Ｌ／Ｓ）の作
用説明図である。
用説明図である。
ＡＲＬ 反射防止膜 ＰＲ フォレジスト Ｓ 下地基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/26 (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）
Claims (19)
- 【請求項１】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
を形成するレジストパターン形成方法であって、 下地基板上に、直接またはその他の層を介して、酸化シ
リコン系膜で構成される反射防止膜を成膜する工程と、 前記反射防止膜の上に、直接またはその他の層を介して
フォトレジストを形成する工程と、 前記フォトレジストに露光を行い、マスクパターンを転
写する工程とを有するレジストパターン形成方法。 - 【請求項２】前記反射防止膜として、露光波長が１５０
〜４５０ｎｍにおいて、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１００ｎｍ以下の反射防
止膜を成膜する請求項１に記載のレジストパターン形成
方法。 - 【請求項３】前記反射防止膜として、露光波長が１５０
〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎが１．９以上５．
７以下であり、吸収屈折率ｋが０以上０．４６以下であ
り、膜厚が２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反射防止膜を
成膜する請求項１に記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項４】前記反射防止膜として、露光波長が１５０
〜４５０ｎｍにおいて、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以下の反射防止膜
を成膜する請求項１に記載のレジストパターン形成方
法。 - 【請求項５】前記反射防止膜として、露光波長が１５０
〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎが１．９以上５．
７以下であり、吸収屈折率ｋが０．２以上０．６２以下
であり、膜厚が２５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の反射防止
膜を成膜する請求項１に記載のレジストパターン形成方
法。 - 【請求項６】前記反射防止膜として、露光波長が１５０
〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎ＝２．４±０．
６、吸収屈折率ｋ＝０．７±０．２である反射防止膜を
成膜する請求項１に記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項７】前記下地基板の少なくとも表面が、シリコ
ン系材料で構成してある請求項１〜６のいずれかに記載
のレジストパターン形成方法。 - 【請求項８】前記シリコン系材料が、単結晶シリコン、
多結晶シリコン、非晶質シリコン、ドープとポリシリコ
ンのいずれかである請求項７に記載のレジストパターン
形成方法。 - 【請求項９】前記下地基板の少なくとも表面が、高融点
金属または高融点金属シリサイド系材料で構成してある
請求項１〜６のいずれかに記載のレジストパターン形成
方法。 - 【請求項１０】前記下地基板の少なくとも表面が、低融
点金属系材料で構成してある請求項１１〜６のいずれか
に記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項１１】前記低融点金属系材料が、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１０
に記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項１２】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および膜厚をシミュレーション
により求め、 そのシミュレーションにより求められた反射屈折率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、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
ミュレーションにより求められた膜厚と略等しい膜厚で
成膜する請求項１〜１１のいずれかに記載のレジストパ
ターン形成方法。 - 【請求項１３】前記原料ガスに、少なくとも水素元素を
含有する物質を含むことを特徴とする請求項１２に記載
のレジストパターン形成方法。 - 【請求項１４】反射防止膜を実際に成膜する前に、 下地基板の種類に応じて、露光時の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および膜厚をシミュレーションによ
り求め、 そのシミュレーションにより求められた反射屈折率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、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
ミュレーションにより求められた膜厚と略等しい膜厚で
成膜する反射防止膜形成方法。 - 【請求項１５】前記原料ガスに、少なくとも水素元素を
含有する物質を含むことを特徴とする請求項１４に記載
の反射防止膜形成方法。 - 【請求項１６】前記下地基板の少なくとも表面が高融点
金属または高融点金属シリサイド系材料の場合に、前記
反射防止膜として、露光波長が１５０〜４５０ｎｍにお
いて、反射屈折率ｎが１．８以上３．０以下であり、吸
収屈折率ｋが０．５以上０．９以下であり、膜厚が１５
ｎｍ以上３５ｎｍ以下の反射防止膜を成膜する請求項１
に記載のレジストパターン形成方法。 - 【請求項１７】前記下地基板の少なくとも表面が低融点
金属系材料の場合に、前記反射防止膜として、露光波長
が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎが１．６
３以上２．０３以下であり、吸収屈折率ｋが０．５５以
上０．９５以下であり、膜厚が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以
下の反射防止膜を成膜する請求項１に記載のレジストパ
ターン形成方法。 - 【請求項１８】前記下地基板の少なくとも表面が低融点
金属系材料の場合に、前記反射防止膜として、露光波長
が１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎが１．６
３以上２．０３以下であり、吸収屈折率ｋが０．６以上
０．９以下であり、膜厚が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の
反射防止膜を成膜する請求項１に記載のレジストパター
ン形成方法。 - 【請求項１９】前記下地基板の少なくとも表面がシリコ
ン系材料の場合に、前記反射防止膜として、露光波長が
１５０〜４５０ｎｍにおいて、反射屈折率ｎが１．９以
上２．３以下であり、吸収屈折率ｋが０．５以上０．９
以下であり、膜厚が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の反射防
止膜を成膜する請求項１に記載のレジストパターン形成
方法。
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|---|---|---|---|
| JP16909195A JP2953348B2 (ja) | 1991-12-30 | 1995-07-04 | レジストパターン形成方法、反射防止膜形成方法、反射防止膜および半導体装置 |
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| JP36052191 | 1991-12-30 | ||
| JP36052391 | 1991-12-30 | ||
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Family
ID=27565445
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380277B1 (ko) * | 2000-08-22 | 2003-04-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 미세패턴 형성방법 |
| WO2004003988A1 (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理方法 |
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| JP2013044887A (ja) * | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003086487A (ja) | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | 反射防止膜の光学定数の決定方法、およびレジストパターン形成方法 |
-
1995
- 1995-07-04 JP JP16909195A patent/JP2953348B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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