JPH09255370A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

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Publication number
JPH09255370A
JPH09255370A JP6247696A JP6247696A JPH09255370A JP H09255370 A JPH09255370 A JP H09255370A JP 6247696 A JP6247696 A JP 6247696A JP 6247696 A JP6247696 A JP 6247696A JP H09255370 A JPH09255370 A JP H09255370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
pattern
film
antireflection film
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP6247696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Kondo
洋文 近藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6247696A priority Critical patent/JPH09255370A/en
Publication of JPH09255370A publication Critical patent/JPH09255370A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resist pattern having high dimensional accuracy and positioning accuracy by forming a resist film on a substrate and further forming a specified antireflection film, exposing the resist film and then developing. SOLUTION: A resist liquid is applied on a substrate 10 and the solvent is vaporized to form a resist film 20. Then a liquid compsn. for an antireflection film containing a compd. having a perfluoroether group expressed by formula Rf-(Z-R)j is applied and heated at 30 to 100 deg.C for 1 to 10min. to remove the solvent and to form an antireflection film 30 having 65-100nm thickness. In formula, Rf is a univalent or bivalent perfluoroether, R is a substd. or unsubstd. univalent hydrocarbon group having >=10 carbon number, Z is a bivalent connecting group, j is 1 or 2. Then the resist film 20 is exposed to light through the antireflection film 30, and developed to form a resist pattern 20a by leaving the unexposed part 20a.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、磁気
バブル素子及び超伝導素子等の微細加工に用いるフォト
リソグラフィ、X線リソグラフィにおけるレジストのパ
ターン形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist pattern forming method in photolithography and X-ray lithography used for fine processing of semiconductor elements, magnetic bubble elements, superconducting elements and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体回路、磁気バブルメモリ回路など
の集積度は年々向上している。集積度を向上させるため
にはパターンの微細化が求められると共に、パターン寸
法の高精度化、合わせ精度向上が必要となっている。し
かし、光リソグラフィーでは、光干渉の影響を受け、寸
法精度及び合わせ精度が低下するという問題があった。
以下、かかる問題点について説明する。
2. Description of the Related Art The degree of integration of semiconductor circuits, magnetic bubble memory circuits, etc. is improving year by year. In order to improve the degree of integration, it is necessary to miniaturize the pattern, and it is also necessary to improve the precision of the pattern dimension and the alignment accuracy. However, in the photolithography, there is a problem that dimensional accuracy and alignment accuracy are lowered due to the influence of optical interference.
Hereinafter, such problems will be described.

【0003】まず、寸法精度低下の問題点について説明
する。解像度が高く、異物による欠陥発生率が低く、か
つウエハの歪みをステップアンドリピート機構により補
正可能な縮小投影露光法が、微細パターン形成方法の主
流として用いられている。縮小投影露光法では、レン
ズ、光学系の制約から単色光を用いており、レジスト内
で光干渉が生じる。光干渉によりレジスト内に吸収され
る実効的な光量が変動するため、パターン寸法に変動が
生じる。レジストの膜厚が変化すると共にパターン線幅
は周期的に変動し、その変動量はシリコン基板の場合約
0.3μmとなる。最小の線幅は約1μmあるいはそれ
以下が要求されており、この寸法変動による寸法精度の
低下は大きな問題となっている。
First, the problem of deterioration in dimensional accuracy will be described. The reduction projection exposure method, which has a high resolution, a low defect occurrence rate due to foreign particles, and is capable of correcting wafer distortion by a step-and-repeat mechanism, is used as a mainstream of fine pattern forming methods. In the reduction projection exposure method, monochromatic light is used due to restrictions of lenses and optical systems, and optical interference occurs in the resist. Since the effective amount of light absorbed in the resist changes due to the light interference, the pattern size changes. The pattern line width periodically fluctuates as the resist film thickness changes, and the fluctuation amount is about 0.3 μm in the case of a silicon substrate. The minimum line width is required to be about 1 μm or less, and the decrease in dimensional accuracy due to this dimensional variation is a serious problem.

【0004】このような光干渉による寸法精度の低下を
低減する方法として、多層レジスト法あるいはARC法
などが提案されている。しかし、多層レジスト法はレジ
スト層を2層あるいは3層形成し、その後パターン転写
を行ってマスクとなるレジストパターンを形成するた
め、工程数が多くスループットが低いという問題があ
る。また、中間層からの反射光により、寸法精度の向上
は必ずしも十分ではない。ARC法は、レジスト下部に
形成した反射防止膜を現像によりウエットエッチングす
るためサイドエッジ量が多く、このことによる寸法精度
の低下が大きいという問題がある。なお、多層レジスト
に関しては、特開昭51−10775号公報などに記載
されている。また、ARC法としては、特開昭59−9
3448号公報に開示されている。
A multi-layer resist method, an ARC method, etc. have been proposed as a method for reducing the deterioration of the dimensional accuracy due to such optical interference. However, the multi-layer resist method has a problem in that the number of steps is large and the throughput is low because two or three resist layers are formed and then a pattern is transferred to form a resist pattern serving as a mask. Further, the improvement of the dimensional accuracy is not always sufficient due to the reflected light from the intermediate layer. The ARC method has a problem that since the antireflection film formed under the resist is wet-etched by development, the amount of side edges is large, resulting in a large decrease in dimensional accuracy. The multilayer resist is described in JP-A-51-10775. The ARC method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-9.
It is disclosed in Japanese Patent No. 3448.

【0005】次に、合わせ精度の低下の問題について説
明する。単色光を利用した合わせ方式は、TTL(Thro
ugh The Lense )方式を用いることができ、スループッ
ト、及びオフセット変動の点で有利になるため、非対称
ウエハ歪みを補正することができるチップごとの合わせ
(以後チップアライメントと言う)に有利である。ま
た、同じく単色光を用い、その光干渉を利用したフレネ
ルゾーン合わせ方式の場合には、焦点位置とパターン合
わせを同時に行うことができ、非常に有効である。しか
し、以下に示す問題があり、十分なパターン精度が得ら
れなかった。
Next, the problem of deterioration of alignment accuracy will be described. The alignment method using monochromatic light is TTL (Thro
The ugh The Lense) method can be used, which is advantageous in terms of throughput and offset variation, and is therefore advantageous for chip-by-chip alignment (hereinafter referred to as chip alignment) capable of correcting asymmetrical wafer distortion. Further, in the case of the Fresnel zone alignment method which also uses monochromatic light and utilizes the optical interference, it is possible to perform focus position and pattern alignment at the same time, which is very effective. However, there were the following problems, and sufficient pattern accuracy could not be obtained.

【0006】即ち、基板上に形成された合わせターゲッ
トパターンを単色光あるいは準単色光を照射してそのタ
ーゲットパターンからのパターン反射光を検出する反射
検出方法では、基板上に形成したレジストの表面で光が
反射するため、そのパターン検出光がレジスト膜内で光
干渉をおこす。その結果、反射光(検出光)もその影響
を受け、レジスト膜厚の変化と共に光強度及び位相が変
化する。このためパターン検出信号が乱され、合わせ精
度が低下する。例えばレジストがターゲットパターンに
対して非対称な膜厚で塗布されると、ターゲットの位置
が実際の位置からシフトした位置で検出される。つまり
誤検出する。また、レジストの膜厚によってはターゲッ
トパターン部とその他の部分との反射光強度がほとんど
等しくなり、ターゲットパターンのコントラストが著し
く低下、即ちターゲットパターンの検出が極めて困難に
なることがある。このような問題が単色光を用いた合わ
せ方式にあった。
That is, in the reflection detection method of irradiating the combined target pattern formed on the substrate with monochromatic light or quasi-monochromatic light and detecting the pattern reflected light from the target pattern, the surface of the resist formed on the substrate is detected. Since the light is reflected, the pattern detection light causes optical interference in the resist film. As a result, the reflected light (detection light) is also affected, and the light intensity and phase change as the resist film thickness changes. As a result, the pattern detection signal is disturbed and the alignment accuracy is reduced. For example, when the resist is applied with an asymmetric film thickness with respect to the target pattern, the position of the target is detected at a position shifted from the actual position. That is, false detection is performed. Further, depending on the film thickness of the resist, the reflected light intensities of the target pattern portion and other portions become almost equal, and the contrast of the target pattern may be significantly reduced, that is, the detection of the target pattern may become extremely difficult. Such a problem exists in the alignment system using monochromatic light.

【0007】このため、例えばフレネルゾーンパターン
検出方式においては、エス・ピー・アイ・イー(SPI
E)470巻122〜135頁において論じているよう
に、ターゲットパターン形状の最適化が検討されてい
る。また、特公昭58−30736号公報の中で示され
ているように、二波長検出が検討されている。しかし、
何れの場合も光干渉によるパターン検出信号の防止は不
十分であり、改善が要望されている。
For this reason, for example, in the Fresnel zone pattern detection system, SP I E (SPI
E) Optimization of the target pattern shape is being investigated, as discussed in Volume 470, pages 122-135. Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-30736, dual wavelength detection has been studied. But,
In either case, prevention of pattern detection signals due to optical interference is insufficient, and improvement is desired.

【0008】また、特開昭62−62520号公報で
は、上記目的を達成するため、フォトレジスト膜あるい
はX線レジスト膜上に市販のパーフルオロポリエーテル
膜を反射防止膜として形成することが検討されている。
しかし、これらの技術に用いられているパーフルオロポ
リエーテルは、フレオン(フッ化塩素化炭素)、あるい
はパーフルオロ炭素といったフッ素系溶剤にしか溶解し
ないために、環境あるいはコストの観点から問題があ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-62520 discusses formation of a commercially available perfluoropolyether film as an antireflection film on a photoresist film or an X-ray resist film. ing.
However, the perfluoropolyether used in these techniques is problematic from the viewpoint of the environment or cost because it dissolves only in a fluorine-based solvent such as freon (fluorochlorinated carbon) or perfluorocarbon.

【0009】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、寸法精度及び合わせ精度の高いレジストパターンを
簡便で安価に形成することができるパターン形成方法を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of easily and inexpensively forming a resist pattern having high dimensional accuracy and alignment accuracy.

【0010】[0010]

【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、基板上にレジスト膜を形成する工程と、該
レジスト膜上に下記一般式(1)で示されるパーフルオ
ロポリエーテル基を有する化合物を含有する反射防止膜
用液状組成物から反射防止膜を形成する工程と、 Rf −(Z−R)j …(1) (但し、Rf は1価又は2価のパーフルオロポリエーテ
ル基を示し、Rは炭素数10以上の非置換又は置換の一
価炭化水素基を示し、Zは2価の結合基を示し、jは1
又は2である。) 該レジスト膜を露光する工程と、露光したレジスト膜を
現像することによりレジスト膜のパターンを形成する工
程とを有することを特徴とするパターン形成方法を提供
する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a step of forming a resist film on a substrate, and a perfluoropolyether group represented by the following general formula (1) on the resist film. A step of forming an antireflection film from a liquid composition for an antireflection film containing a compound having: R f- (ZR) j (1) (where R f is a monovalent or divalent perfluoro). Represents a polyether group, R represents an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms, Z represents a divalent linking group, and j represents 1
Or 2. ) A pattern forming method is provided, which comprises a step of exposing the resist film and a step of developing the exposed resist film to form a pattern of the resist film.

【0011】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、位置合わせ用パターンが形成されている基板にレジ
スト膜を形成する工程と、該レジスト膜上に上記一般式
(1)で示されるパーフルオロポリエーテル基を有する
化合物を含有する反射防止膜用液状組成物から反射防止
膜を形成する工程と、上記位置合わせ用パターンを検出
するためのパターン検出光を上記基板に照射してその反
射光を検出し、所望パターンの位置合わせを行う工程
と、該レジスト膜を露光する工程と、露光したレジスト
膜を現像することによりレジスト膜のパターンを形成す
る工程とを有することを特徴とするパターン形成方法を
提供する。
Further, in order to achieve the above object, the present invention comprises a step of forming a resist film on a substrate on which an alignment pattern is formed, and a step of forming the resist film on the resist film by the general formula (1). A step of forming an antireflection film from a liquid composition for an antireflection film containing a compound having a fluoropolyether group, and irradiating the substrate with pattern detection light for detecting the alignment pattern and reflecting the light Pattern formation, which comprises the steps of: detecting the resist pattern, aligning a desired pattern, exposing the resist film, and developing the exposed resist film to form a pattern of the resist film. Provide a way.

【0012】本発明のパターン形成方法は、上記式
(1)で示される一分子中にパーフルオロポリエーテル
基と炭素数10以上の炭化水素基とを有する含フッ素化
合物を含有する組成物を用いて、レジスト上に反射防止
膜を形成することに特徴がある。この含フッ素化合物
は、分子構造中に長鎖炭化水素基を持つために、フッ素
系以外の安価な有機溶剤、例えばアルコールを含有する
混合溶剤に溶解する。この含フッ素化合物を用いた反射
防止膜は、可視光に吸収を持たず、また、屈折率も炭化
水素を含むにもかかわらず約1.35程度と低く、レジ
ストの反射防止膜として好適な特性を有する。このた
め、上記含フッ素化合物を用いることにより、入射光の
損失無しにレジスト表面での反射光を低減し、レジスト
膜内での光多重干渉によるパターン寸法精度の低下を防
止できる反射防止膜を容易に形成、あるいは除去でき
る。また、同様の原理で、マスク合わせのためのパター
ン検出信号の劣化を低減でき、合わせ精度が向上する。
The pattern forming method of the present invention uses a composition containing a fluorine-containing compound having a perfluoropolyether group and a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms in one molecule represented by the above formula (1). The feature is that an antireflection film is formed on the resist. Since this fluorine-containing compound has a long-chain hydrocarbon group in its molecular structure, it is soluble in an inexpensive organic solvent other than a fluorine-based one, for example, a mixed solvent containing alcohol. The antireflection film using this fluorine-containing compound does not absorb visible light, and has a low refractive index of about 1.35 even though it contains hydrocarbons, which is a property suitable as an antireflection film for resists. Have. Therefore, by using the above-mentioned fluorine-containing compound, the reflected light on the resist surface can be reduced without loss of incident light, and an antireflection film that can prevent deterioration of pattern dimensional accuracy due to optical multiple interference in the resist film can be easily formed. Can be formed or removed. Further, with the same principle, deterioration of the pattern detection signal for mask alignment can be reduced, and alignment accuracy is improved.

【0013】従って、本発明のパターン形成方法によれ
ば、寸法精度及び合わせ精度の高いレジストパターンを
簡便で安価に形成することができる。
Therefore, according to the pattern forming method of the present invention, it is possible to easily and inexpensively form a resist pattern with high dimensional accuracy and alignment accuracy.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明は下記の実施形態に限定
されるものではない。本発明のパターン形成方法は、上
述したように、下記一般式(1)で示される含フッ素化
合物を用いた反射防止膜をレジスト上に形成することに
特徴があるので、まず、かかる含フッ素化合物について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to the following embodiments. As described above, the pattern forming method of the present invention is characterized by forming an antireflection film using a fluorine-containing compound represented by the following general formula (1) on a resist. Will be described.

【0015】 Rf −(Z−R)j …(1) (但し、Rf は1価又は2価のパーフルオロポリエーテ
ル基を示し、Rは炭素数10以上の非置換又は置換の一
価炭化水素基を示し、Zは2価の結合基を示し、jは1
又は2である。) この含フッ素化合物は、一分子中にパーフルオロポリエ
ーテル基と長鎖炭化水素基を有し、このため、パーフル
オロポリエーテル基の特性を有しながら、炭化水素系溶
剤に溶解し、使いやすい。
R f- (ZR) j (1) (wherein R f represents a monovalent or divalent perfluoropolyether group, R represents an unsubstituted or substituted monovalent group having 10 or more carbon atoms) Represents a hydrocarbon group, Z represents a divalent linking group, and j represents 1
Or 2. ) This fluorine-containing compound has a perfluoropolyether group and a long-chain hydrocarbon group in one molecule. Therefore, while having the characteristics of a perfluoropolyether group, it can be dissolved in a hydrocarbon solvent before use. Cheap.

【0016】上記式中、Rf はパーフルオロポリエーテ
ル基であり、一価のものとしては次の構造式を例示する
ことができる。 F(CF2 CF2 CF2 O)n また、二価のパーフルオロポリエーテル基としては、次
のような構造式を例示することができる。
In the above formula, R f is a perfluoropolyether group, and as the monovalent one, the following structural formula can be exemplified. F (CF 2 CF 2 CF 2 O) n - Further, as the divalent perfluoropolyether group, the following structural formula can be exemplified.

【0017】−(OC2 4 p (OCF2 q − ここで、上記パーフルオロポリエーテルの化学構造式中
のl,m,m,k,p,qは、それぞれ1以上の整数を
示す。また、m/l、及びp/qについては0.5〜
2.0程度が好ましい。
-(OC 2 F 4 ) p (OCF 2 ) q -wherein, l, m, m, k, p, and q in the chemical structural formula of the perfluoropolyether are integers of 1 or more, respectively. Show. Moreover, about m / l and p / q, 0.5-
About 2.0 is preferable.

【0018】Rは、炭素数10以上の非置換又は置換の
炭化水素基であり、このような長鎖炭化水素基を分子中
に含有することにより、本発明にかかる上記式(1)で
示される含フッ素化合物は、炭化水素系の溶剤に溶解す
る。しかし、炭化水素成分が大きくなると屈折率が大き
くなり、1.4を超えてしまう。そのため、炭化水素基
Rの炭素数CR とパーフルオロポリエーテル基Rf の炭
素数CRfの比(CR /CR f )が重要であり、好ましく
は0.25以上、より好ましくは0.3〜2.0の範囲
がよい。例えば、長鎖炭化水素基Rとしてステアリル基
(炭素数18)を用い、パーフルオロポリエーテル基R
f としてF(CF2 CF2 CF2 O)10を用いた場合、
R /CRf=0.6となる。
R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms, and by containing such a long-chain hydrocarbon group in the molecule, R is represented by the above formula (1) according to the present invention. The fluorine-containing compound is dissolved in a hydrocarbon solvent. However, as the hydrocarbon component increases, the refractive index also increases and exceeds 1.4. Therefore, the ratio of carbon number C Rf hydrocarbon group R of carbon number C R and the perfluoropolyether group R f of (C R / C R f) is important, preferably 0.25 or more, more preferably 0 The range of 0.3 to 2.0 is preferable. For example, a stearyl group (having 18 carbon atoms) is used as the long-chain hydrocarbon group R, and a perfluoropolyether group R
When F (CF 2 CF 2 CF 2 O) 10 is used as f ,
C R / C Rf = 0.6.

【0019】また、Zは2価の結合基であり、例えばエ
ステル基、アミド基、エーテル基、スルホン基、フォス
フォニル基等を例示することができる。この中で、溶剤
への溶解性、製造の容易性を考慮すると、エステル基が
好ましい。Zがエステル基の場合、式(1)で示される
含フッ素化合物は、下記一般式(2)〜(5)で示され
る化合物となる。
Z is a divalent linking group, and examples thereof include an ester group, an amide group, an ether group, a sulfone group, and a phosphonyl group. Of these, an ester group is preferable in view of solubility in a solvent and ease of production. When Z is an ester group, the fluorine-containing compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following general formulas (2) to (5).

【0020】 Rf −COOR1 …(2) Rf −OCOR2 …(3) R1 OCO−Rf −COOR1 …(4) R2 OCO−Rf −COOR2 …(5) (但し、Rf は1価又は2価のパーフルオロポリエーテ
ル基を示し、R1 ,R2はそれぞれ炭素数10以上の炭
化水素基を示す。) 上記式(1)で示される含フッ素化合物の分子量は、特
に制限されないが、安定性、取り扱いの容易性等の点か
ら数平均分子量で500〜10000、好ましくは10
00〜5000程度がよい。
R f -COOR 1 (2) R f -OCOR 2 (3) R 1 OCO-R f -COOR 1 (4) R 2 OCO-R f -COOR 2 (5) (However, R f represents a monovalent or divalent perfluoropolyether group, and R 1 and R 2 each represent a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms.) The molecular weight of the fluorine-containing compound represented by the above formula (1) is The number average molecular weight is not particularly limited, but is 500 to 10,000, preferably 10 in terms of stability, ease of handling, and the like.
It is preferably about 00 to 5000.

【0021】上記式(1)で示される含フッ素化合物の
合成は、例えば末端にカルボキシル基を持つパーフルオ
ロポリエーテルとアルコール基を持つ長鎖炭化水素とを
公知のエステル化反応により合成したり、末端にアルコ
ール基を持つパーフルオロポリエーテルと末端にカルボ
キシル基を持つ長鎖炭化水素とを公知のエステル化反応
により合成することにより、容易に得ることができる。
The fluorine-containing compound represented by the above formula (1) is synthesized by, for example, synthesizing a perfluoropolyether having a carboxyl group at a terminal and a long chain hydrocarbon having an alcohol group by a known esterification reaction, It can be easily obtained by synthesizing a perfluoropolyether having an alcohol group at the terminal and a long-chain hydrocarbon having a carboxyl group at the terminal by a known esterification reaction.

【0022】上記式(1)で示される含フッ素化合物を
レジストに塗布するに当たって、通常は溶媒に溶解して
反射防止膜用組成物として用いる。この場合、溶媒とし
て用いられるものは、特に限定されないが、使用にあた
っては組成物の安定性、レジストに対する濡れ性、揮発
性などを考慮して決められるべきである。長鎖炭化水素
基を含有しないパーフルオロポリエーテル基を含有する
化合物の場合には、溶剤はフロン系あるいはパーフルオ
ロアルカン系のものに限られるが、長鎖炭化水素基を含
有するパーフルオロポリエーテル誘導体は、通常の有機
溶剤、例えば、エチルアルコール等のアルコール系溶剤
やアセトン等のケトン系溶剤、あるいはヘキサン等の炭
化水素系溶剤などにも溶解するので、これらの単独ある
いは2種以上の混合物を溶媒として用いることができ
る。
When the fluorine-containing compound represented by the above formula (1) is applied to a resist, it is usually dissolved in a solvent and used as a composition for an antireflection film. In this case, the solvent used is not particularly limited, but it should be determined in consideration of stability of the composition, wettability to a resist, volatility and the like in use. In the case of a compound containing a perfluoropolyether group which does not contain a long chain hydrocarbon group, the solvent is limited to a fluorocarbon or perfluoroalkane group, but a perfluoropolyether containing a long chain hydrocarbon group. Derivatives are soluble in ordinary organic solvents, for example, alcohol solvents such as ethyl alcohol, ketone solvents such as acetone, and hydrocarbon solvents such as hexane. Therefore, a single or a mixture of two or more of these may be used. It can be used as a solvent.

【0023】本発明のパターン形成方法は、基板にレジ
スト膜を形成し、そのレジスト膜に上記式(1)で示さ
れる含フッ素化合物を含有する反射防止膜用組成物を塗
布し、溶剤を揮発させて反射防止膜を形成する。この場
合、基板としては、シリコン基板以外に、例えばPSG
(リンガラス)、SiO2 、W、Al、ポリイミド、S
iN、GaAs等でも問題はない。また、レジストとし
ては、例えばOFPR800、OFPR830、OFP
R5000(以上、東京応化製、商品名)、AZ135
0(マイクロポジット社製、商品名)、HPR204
(Hunt社製、商品名)等のフェノールノボラック樹
脂系のレジスト、RD2000N、RU1000N(日
立化成工業社製、商品名)、MP23(シップレー社
製、商品名)などのポリビニルアルコール系のレジス
ト、KTFR(コダック社製、商品名)、CBR(日本
合成ゴム社製、商品名)などの環化ゴム系レジストなど
いかなるレジストでもよい。また、レジスト膜は1層に
限らず、2層あるいは3層以上の多層レジストでも勿論
よい。
In the pattern forming method of the present invention, a resist film is formed on a substrate, the resist film composition containing the fluorine-containing compound represented by the above formula (1) is applied to the resist film, and the solvent is volatilized. Then, an antireflection film is formed. In this case, as the substrate, other than the silicon substrate, for example, PSG is used.
(Phosphorus glass), SiO 2 , W, Al, polyimide, S
There is no problem with iN, GaAs, etc. As the resist, for example, OFPR800, OFPR830, OFP
R5000 (above, product of Tokyo Ohka, trade name), AZ135
0 (manufactured by Microposit, trade name), HPR204
(Hunt, product name) and other phenol novolac resin-based resists, RD2000N, RU1000N (Hitachi Chemical Co., Ltd., product name), MP23 (Shipley Corporation, product name), and other polyvinyl alcohol-based resists, KTFR ( Any resist such as a cyclized rubber-based resist such as CBR (trade name, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) manufactured by Kodak Co., Ltd. may be used. Further, the resist film is not limited to one layer, and may be a multilayer resist having two layers or three layers or more.

【0024】かかるレジスト膜上に上記反射防止膜用組
成物を塗布して反射防止膜を形成する方法は、特に制限
されないが、例えばスピンコートなどの塗布方法を採用
して液状組成物をレジスト膜上に塗布した後、加熱して
溶剤を除去する方法が一般的である。
The method for forming the antireflection film by applying the composition for antireflection film on the resist film is not particularly limited, but the liquid composition is applied to the resist film by applying an application method such as spin coating. After coating on the surface, heating is generally used to remove the solvent.

【0025】この場合、加熱の条件は、適切な条件を選
定することにより、反射防止膜形成後の放置時間余裕度
が向上する。具体的には30〜100℃で1〜10分の
条件を採用することができる。本発明のパターン形成方
法は、次のような原理で寸法精度及び合わせ精度向上さ
せることができる。即ち、基板から反射してくる光と入
射光との干渉など逆方向に進む光同士の干渉は、レジス
ト膜厚方向の光強度分布を変化させ、レジストの断面形
状を波立たせる“定在波”と呼ばれる現象を引き起こす
が、レジストに吸収される全光量は変化せず、寸法精度
に与える影響は少ない。一方、レジスト上面から反射し
てくる光と入射光など同方向に進む光同士の場合を考え
ると、レジスト膜厚の変化に応じてその光同士の位相差
が変化するため、レジスト膜厚が変化すると、これらの
光干渉光の光強度は増減する。つまり、レジスト膜厚に
応じてオーバー露光あるいはアンダー露光になり、その
結果寸法精度が低下する。
In this case, by selecting an appropriate heating condition, the allowance time for leaving after the formation of the antireflection film is improved. Specifically, conditions of 30 to 100 ° C. and 1 to 10 minutes can be adopted. The pattern forming method of the present invention can improve dimensional accuracy and alignment accuracy based on the following principles. That is, the interference of light traveling in the opposite direction such as the interference between the light reflected from the substrate and the incident light changes the light intensity distribution in the resist film thickness direction, and the "standing wave" that makes the resist cross-sectional shape wavy. However, the total amount of light absorbed by the resist does not change, and the influence on the dimensional accuracy is small. On the other hand, considering the case of light reflected from the upper surface of the resist and light traveling in the same direction such as incident light, the phase difference between the light changes as the resist film thickness changes, so the resist film thickness changes. Then, the light intensity of these optical interference lights increases or decreases. That is, overexposure or underexposure occurs depending on the resist film thickness, and as a result, the dimensional accuracy decreases.

【0026】寸法精度を向上させるためには同方向に進
行する反射光を低減すればよい。つまり、レジスト上面
での反射光を低減すれば十分である。露光光の減衰無し
にレジスト上面からの反射光を低減するために、吸収係
数の小さい光干渉を利用した反射防止膜をレジスト上に
形成する。即ち、図3に示すように、基板10からレジ
スト20表面へ向かう光L1 の反射防止膜30/レジス
ト20界面からの反射光L3 と、大気/反射防止膜30
界面からの反射光L4 とを干渉させて反射光を十分に小
さくする。なお、この場合、透過光L2 の光量は、入射
光の光量に近づき、無反射になったときの光量の損失な
く完全に透過する。
In order to improve the dimensional accuracy, the reflected light traveling in the same direction may be reduced. That is, it is sufficient to reduce the reflected light on the upper surface of the resist. In order to reduce the reflected light from the upper surface of the resist without attenuating the exposure light, an antireflection film utilizing optical interference having a small absorption coefficient is formed on the resist. That is, as shown in FIG. 3, and the reflected light L 3 from the anti-reflection film 30 / resist 20 surface of the light L 1 directed from the substrate 10 to the resist 20 surface, the air / anti-reflection film 30
The reflected light L 4 from the interface is interfered with to sufficiently reduce the reflected light. In this case, the light quantity of the transmitted light L 2 approaches the light quantity of the incident light and is completely transmitted without loss of the light quantity when it becomes non-reflecting.

【0027】反射防止膜の原理から、レジストの露光光
に対する屈折率をn、露光光の波長をλとすると、反射
防止膜の屈折率n’をn1/2 、その膜厚をλ/4n’=
λ/4n1/2 の奇数倍に近づけるほどこの反射防止膜の
反射率(振幅比)は低減する。フェノールノボラック樹
脂系のレジストの屈折率は約1.7であり、この場合、
反射防止膜に求められる最適な屈折率は約1.3程度で
あり、そのため、最適な膜厚は、ほぼλ/5.2の奇数
倍である。一方、一般式(1)で示される含フッ素化合
物の屈折率は約1.35である。従って、一般式(1)
で示される含フッ素化合物を反射防止膜として用いるこ
とにより、レジスト上面での反射率を大幅に低減するこ
とが可能であり、寸法精度を向上させることができる。
According to the principle of the antireflection film, when the refractive index of the resist with respect to the exposure light is n and the wavelength of the exposure light is λ, the refractive index n ′ of the antireflection film is n 1/2 and its film thickness is λ / 4n. '=
The reflectance (amplitude ratio) of this antireflection film decreases as it approaches an odd multiple of λ / 4n 1/2 . The refractive index of a phenol novolac resin-based resist is about 1.7. In this case,
The optimum refractive index required for the antireflection film is about 1.3, and therefore the optimum film thickness is an odd multiple of approximately λ / 5.2. On the other hand, the fluorine-containing compound represented by the general formula (1) has a refractive index of about 1.35. Therefore, the general formula (1)
By using the fluorine-containing compound represented by (1) as the antireflection film, it is possible to significantly reduce the reflectance on the upper surface of the resist and improve the dimensional accuracy.

【0028】次に、合わせ精度の向上の原理を説明す
る。レジスト膜内での光が多量に干渉すると、基板から
反射してくる反射光もその影響を受け、前述のようにパ
ターン検出精度が低下する。この問題を解決するため
に、前述の反射防止膜をレジスト上に形成して、外気/
レジスト界面の反射光を低減し、完全透明化する。パー
フルオロポリエーテルは可視部で透明であり、その屈折
率によりレジスト上面をほぼ完全透明化することができ
る。パターン検出の際の反射防止膜の最適な膜厚は、パ
ターン検出光の波長λ’の1/4n’、即ち、n’が約
1.35であるから、約λ’/5.4の奇数倍である。
Next, the principle of improving the alignment accuracy will be described. When a large amount of light interferes in the resist film, the reflected light reflected from the substrate is also affected, and the pattern detection accuracy deteriorates as described above. In order to solve this problem, the above-mentioned antireflection film is formed on the resist so that the outside air /
It reduces the reflected light at the resist interface and makes it completely transparent. Perfluoropolyether is transparent in the visible portion, and its refractive index can make the upper surface of the resist almost completely transparent. The optimum film thickness of the antireflection film at the time of pattern detection is ¼n ′ of the wavelength λ ′ of the pattern detection light, that is, n ′ is about 1.35, and therefore an odd number of about λ ′ / 5.4. Double.

【0029】レジストに本発明にかかる反射防止膜を形
成することにより、合わせ検出信号がレジスト膜内の光
干渉によるノイズに乱されることがなくなり、その結果
合わせ精度が向上する。
By forming the antireflection film according to the present invention on the resist, the alignment detection signal is not disturbed by the noise due to the optical interference in the resist film, and as a result, the alignment accuracy is improved.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明のパターン形成方法の実施例に
ついて具体的に説明する。 [実施例1]本発明にかかる一般式(1)で示される含
フッ素化合物として、表1に示す合成物1を用い、通常
の単層レジストでパターニングする例を示す。
EXAMPLES Examples of the pattern forming method of the present invention will be specifically described below. [Example 1] An example in which the compound 1 shown in Table 1 is used as the fluorine-containing compound represented by the general formula (1) according to the present invention and patterning is performed with a normal single-layer resist is shown.

【0031】なお、表1に示す合成物は、下記式(2)
〜(5)に示すエステル基を持つ含フッ素化合物であ
り、表1中のRf ,R1 ,R2 は、それぞれ下記式中の
記号に相当する。 Rf −COOR1 …(2) Rf −OCOR2 …(3) R1 OCO−Rf −COOR1 …(4) R2 OCO−Rf −COOR2 …(5) まず、図1(a)に示すような段差のあるシリコン基板
10上にレジストをスピンコートし、その後90℃、1
0分のベーキングを行い、溶媒を揮発させてレジスト膜
20を形成した。シリコン基板10上のパターンは、格
子状パターン、凹パターン、凸パターンなどであり、パ
ターンの高さは約0.1〜0.6μmとした。レジスト
にはMP1300(シップレー社製、商品名、フェノー
ルノボラック系)を用い、その膜厚は平坦面上で約1μ
mとした。十分に基板段差をカバーできる膜厚であれ
ば、レジストの膜厚は1μmより厚くても薄くてもよ
い。基板面の段差も0.1〜0.6μmに限られるもの
ではない。また、形状も上記パターンに限られるもので
はない。
The compounds shown in Table 1 have the following formula (2):
To (5) are fluorine-containing compounds having an ester group, and R f , R 1 and R 2 in Table 1 correspond to the symbols in the formulas below. R f -COOR 1 ... (2) R f -OCOR 2 ... (3) R 1 OCO-R f -COOR 1 ... (4) R 2 OCO-R f -COOR 2 ... (5) First, FIG. 1 (a ), A resist is spin-coated on a silicon substrate 10 having a step as shown in FIG.
The resist film 20 was formed by baking for 0 minutes to evaporate the solvent. The pattern on the silicon substrate 10 is a lattice pattern, a concave pattern, a convex pattern or the like, and the height of the pattern is about 0.1 to 0.6 μm. MP1300 (Shipley Co., trade name, phenol novolac type) is used for the resist, and the film thickness is about 1 μm on a flat surface.
m. The film thickness of the resist may be thicker or thinner than 1 μm as long as it is sufficient to cover the substrate step. The step difference on the substrate surface is not limited to 0.1 to 0.6 μm. Further, the shape is not limited to the above pattern.

【0032】その後、図1(b)に示すように、レジス
ト20上に表1に示す含フッ素化合物1をヘキサンに溶
解した液状組成物を、65〜100nmの膜厚でスピン
コートした。塗布形成後、40℃で5分乾燥させ、反射
防止膜を形成した。その後、図1(c)に示すように、
波長436μmの光を用いて通常の露光を行った。露光
後、図1(d)に示すように、ヘキサンを用いて反射防
止膜を除去した。ヘキサンはレジストを溶かさず、変質
も生じさせなかった。炭化水素系溶剤以外では、例えば
フレオンなどのフッ素化塩素化炭素を用いることができ
る。しかし、フッ素化塩素化炭素はオゾンの破壊係数が
0でないので、環境的に問題がある。また、分子量が低
いパーフルオロポリエーテル、あるいはパーフルオロ炭
素を使用することが可能であるが、この場合は、値段が
高く、実用的ではない。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, a liquid composition prepared by dissolving the fluorine-containing compound 1 shown in Table 1 in hexane was spin-coated on the resist 20 to a film thickness of 65 to 100 nm. After coating and forming, it was dried at 40 ° C. for 5 minutes to form an antireflection film. Then, as shown in FIG.
Normal exposure was performed using light having a wavelength of 436 μm. After the exposure, as shown in FIG. 1D, the antireflection film was removed using hexane. Hexane did not dissolve the resist and did not cause alteration. In addition to the hydrocarbon solvent, fluorinated chlorinated carbon such as Freon can be used. However, since fluorinated chlorinated carbon has a non-zero ozone depletion potential, it is environmentally problematic. Further, it is possible to use perfluoropolyether having a low molecular weight or perfluorocarbon, but in this case, it is expensive and not practical.

【0033】そして、図1(e)に示すように、現像を
行って未露光部分20aを残してシリコン基板10上に
レジストパターン20aを形成した。反射防止膜のない
場合のパターン寸法精度は約0.15μmであったが、
以上の工程により反射防止膜を形成した場合は、寸法精
度が約0.05μm以下の高精度なレジストパターンを
シリコン基板上に形成することができた。
Then, as shown in FIG. 1E, development was performed to form a resist pattern 20a on the silicon substrate 10 leaving the unexposed portion 20a. The pattern dimensional accuracy without the antireflection film was about 0.15 μm.
When the antireflection film was formed by the above steps, a highly accurate resist pattern having a dimensional accuracy of about 0.05 μm or less could be formed on the silicon substrate.

【0034】なお、上記実施例では波長436nmの露
光光を用いた場合を示したが、波長405nmの露光光
の場合には、反射防止膜の膜厚を約60〜85nm、波
長365nmの場合には、膜厚を約55〜85nmにす
ることにより、上記実施例と同様に寸法精度の変動量を
0.05μm以内にすることができた。
In the above embodiment, the case where the exposure light having the wavelength of 436 nm is used is shown. However, in the case of the exposure light having the wavelength of 405 nm, the thickness of the antireflection film is about 60 to 85 nm and the wavelength is 365 nm. With the film thickness of about 55 to 85 nm, the variation in dimensional accuracy could be kept within 0.05 μm as in the above-mentioned embodiment.

【0035】同様に表1に示す化合物を用い、波長43
6nmの露光光を用いて、塗布厚を80nmにした場合
での寸法精度の変動量を測定した。その結果を表1に併
記する。表1の結果より、本発明にかかる含フッ素化合
物で反射防止膜をレジスト上に形成することによって、
反射防止膜を形成しない場合の寸法精度変動量の0.1
5μmを0.03〜0.05μmにでき、寸法精度の変
動量を非常に少なくできることが認められる。
Similarly, using the compounds shown in Table 1, a wavelength of 43
The exposure light of 6 nm was used to measure the variation in dimensional accuracy when the coating thickness was 80 nm. The results are also shown in Table 1. From the results of Table 1, by forming the antireflection film on the resist with the fluorine-containing compound according to the present invention,
Dimensional accuracy variation of 0.1 when anti-reflection film is not formed
It is recognized that 5 μm can be set to 0.03 to 0.05 μm, and the amount of variation in dimensional accuracy can be extremely reduced.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[実施例2]実施例1における露光光と同
じ波長の光を用いてマスク合わせを行った。このときの
基板上のターゲットパターンには、凹パターン、凸パタ
ーン、ダブルスリットパターン、格子状パターン、ドッ
トパターン、孔パターンを用い、各々についてパターン
信号を観察し、また、合わせ精度を評価した。その結
果、レジスト塗布むらによる信号波形の非対称性、光干
渉による信号強度の低下、コントラストの低下を低減す
ることができ、合わせ精度が向上した。 [実施例3]反射防止膜の膜厚による寸法精度の変動量
防止効果を確認した。平坦なシリコンウエハ上にレジス
トを約1.0μm塗布した。レジストの膜厚のばらつき
は、約0.05μm以内であった。なお、ウエハはシリ
コンに限らず、GaAsでも問題ない。その後、1枚の
基板はそのまま436nmの波長で露光した。他の基板
にはレジスト上に膜厚を基板ごとに0〜160nmの範
囲で変化させて、反射防止膜を形成し、436nmの波
長で露光した。レジストを露光後、反射防止膜を溶剤を
用いて除去し、その後現像を行ってパターンを形成し、
寸法のばらつきを測定した。その結果を図3に示す。
[Example 2] Mask alignment was performed using light having the same wavelength as the exposure light in Example 1. A concave pattern, a convex pattern, a double slit pattern, a grid pattern, a dot pattern, and a hole pattern were used as the target pattern on the substrate at this time, and the pattern signal was observed for each of them, and the alignment accuracy was evaluated. As a result, the asymmetry of the signal waveform due to the uneven resist coating, the decrease in the signal intensity due to the optical interference, and the decrease in the contrast can be suppressed, and the alignment accuracy is improved. [Example 3] The effect of preventing the variation in dimensional accuracy due to the thickness of the antireflection film was confirmed. A resist was applied on a flat silicon wafer to a thickness of about 1.0 μm. The variation in resist film thickness was within about 0.05 μm. The wafer is not limited to silicon, and GaAs can be used. Then, one substrate was exposed as it was at a wavelength of 436 nm. On the other substrates, an antireflection film was formed by changing the film thickness on the resist on each substrate in the range of 0 to 160 nm, and exposed at a wavelength of 436 nm. After exposing the resist, the antireflection film is removed using a solvent, and then developed to form a pattern,
The dimensional variation was measured. The result is shown in FIG.

【0038】図3から、通常の方法では約0.16μm
あった寸法のばらつきが低減した。特に反射防止膜の膜
厚が80nmのときに寸法ばらつきは最小となり、0.
015μm以内にすることができた。なお、レジストの
膜厚は本実施例の1.0μmに限らず、露光波長も43
6nmに限らず、例えば405nmや365nmも用い
ることができ、多波長でもよい。 [実施例4]3層レジスト上に反射防止膜を形成する例
である。図2(a)に示すように、段差のあるシリコン
基板10上にレジストをスピンコートし、その後約20
0℃30分のベーキングを行い、三層レジストの下層レ
ジスト21を形成した。シリコン基板10上のパターン
は、格子状パターン、凹パターン、凸パターンなどであ
り、最大約1.5μmの段差まで各種段差を形成した。
レジスト21にはMP1300を用い、その膜厚は平坦
面上で約2.0μmとした。上記ベーキングにより下層
レジスト21の表面の段差は緩和された。なお、下層レ
ジスト21の材料及び膜厚は上記例に限らず一般に下層
レジストに使用できるものは問題なく使用することがで
きる。基板段差も上記例に限らない。基板にはアルミニ
ウムなどの金属膜、酸化珪素などの絶縁膜、ポリイミド
などの有機膜、Ge等の半導体膜が被着されていても問
題はない。
From FIG. 3, about 0.16 μm is obtained by the usual method.
The variation in the existing dimensions was reduced. In particular, when the thickness of the antireflection film is 80 nm, the dimensional variation becomes minimum, and
It was possible to be within 015 μm. The film thickness of the resist is not limited to 1.0 μm in this embodiment, and the exposure wavelength is 43 μm.
The wavelength is not limited to 6 nm, for example, 405 nm or 365 nm can be used, and multiple wavelengths may be used. [Example 4] This is an example of forming an antireflection film on a three-layer resist. As shown in FIG. 2A, a resist is spin-coated on the stepped silicon substrate 10 and then about 20
Baking was performed at 0 ° C. for 30 minutes to form a lower layer resist 21 of the three-layer resist. The pattern on the silicon substrate 10 is a lattice pattern, a concave pattern, a convex pattern or the like, and various steps are formed up to a step of about 1.5 μm at the maximum.
MP1300 was used for the resist 21, and the film thickness was about 2.0 μm on the flat surface. By the baking, the step on the surface of the lower layer resist 21 was alleviated. The material and film thickness of the lower layer resist 21 are not limited to the above examples, and any material that can be generally used for the lower layer resist can be used without any problem. The substrate step is not limited to the above example. There is no problem even if a metal film such as aluminum, an insulating film such as silicon oxide, an organic film such as polyimide, or a semiconductor film such as Ge is deposited on the substrate.

【0039】その後、図2(b)に示すように、三層レ
ジストの中間層としてSOG(Spinon Glass )22を
約0.18μmの膜厚で形成した。SOGには、東京応
化社製のOCD(商品名)を用いた。中間層22として
は、通常に用いられている材料、例えばSiO2 、Si
N等の絶縁膜、有機チタンなどの金属化合物、W等の金
属、Si等の半導体も用いることができる。
After that, as shown in FIG. 2 (b), SOG (Spinon Glass) 22 was formed in a thickness of about 0.18 μm as an intermediate layer of the three-layer resist. OCD (trade name) manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. was used for SOG. As the intermediate layer 22, a commonly used material such as SiO 2 or Si
An insulating film such as N, a metal compound such as organic titanium, a metal such as W, and a semiconductor such as Si can also be used.

【0040】次に、中間層22の上に三層レジストの上
層レジスト23をレジストとしてMP1300を用い
て、膜厚2μmで形成した。次に、本発明にかかる含フ
ッ素化合物を含有する反射防止膜30を上層レジスト2
3上に厚さ約70nmで形成した。
Next, the upper layer resist 23 of the three-layer resist was formed on the intermediate layer 22 using MP1300 as a resist to have a film thickness of 2 μm. Next, the antireflection film 30 containing the fluorine-containing compound according to the present invention is coated with the upper resist 2
A film having a thickness of about 70 nm was formed on No. 3.

【0041】その後、波長365nmの光を用いてパタ
ーニングを行った後、反射防止膜を除去した。そして、
現像を行い、図2(c)に示すように、パターニングし
た上層レジスト層23を得た後、図2(d)に示すよう
に、上層レジスト層23のパターンを中間層のSOG2
2に転写し、中間層22に転写パターンを形成した。次
いで、図2(e)に示すように、中間層パターン22を
マスクにして下層レジストパターン21に転写してパタ
ーンを形成、つまり三層レジストのパターンを形成し
た。
After that, patterning was performed using light having a wavelength of 365 nm, and then the antireflection film was removed. And
After development is performed to obtain a patterned upper resist layer 23 as shown in FIG. 2C, the pattern of the upper resist layer 23 is changed to the intermediate layer SOG2 as shown in FIG. 2D.
2 was transferred to form a transfer pattern on the intermediate layer 22. Then, as shown in FIG. 2E, the intermediate layer pattern 22 was used as a mask to transfer the pattern to the lower layer resist pattern 21 to form a pattern, that is, a three-layer resist pattern.

【0042】その結果、反射防止膜のない通常の三層レ
ジストでは約0.04μmあった寸法ばらつきが、反射
防止膜を形成することによって、0.01μm以下に改
善された。上記実施例では波長が365nmの場合であ
るが、この波長に限るものではない。また、三層レジス
トの例を示したが、二層レジストの場合も同様の効果が
認められた。 [実施例5]実施例2において、露光光と波長の異なる
水銀のe線(546nm)、d線(577nm)、He
Neレーザー光(633nm)などを用いてマスクアラ
イメントを行った。パターン検出信号は反射防止膜のな
い場合に比べて良好となり、合わせ精度も向上した。特
に、反射防止膜の膜厚を、パターン検出光の波長λ’の
1/5.4、即ち、e線、d線、HeNe光それぞれに
対し、約100nm、105nm、115nm付近に設
定したときに合わせ検出信号は最も良好となり、合わせ
精度が向上した。
As a result, the dimensional variation, which was about 0.04 μm in the ordinary three-layer resist without the antireflection film, was improved to 0.01 μm or less by forming the antireflection film. In the above embodiment, the wavelength is 365 nm, but the wavelength is not limited to this. Also, although an example of a three-layer resist is shown, the same effect was observed in the case of a two-layer resist. [Embodiment 5] In Embodiment 2, e-line (546 nm), d-line (577 nm), and He of mercury having different wavelengths from the exposure light are used.
Mask alignment was performed using Ne laser light (633 nm) or the like. The pattern detection signal was better than that without the antireflection film, and the alignment accuracy was improved. In particular, when the thickness of the antireflection film is set to 1 / 5.4 of the wavelength λ ′ of the pattern detection light, that is, about 100 nm, 105 nm, and 115 nm for the e-line, d-line, and HeNe light, respectively. The alignment detection signal is the best and the alignment accuracy is improved.

【0043】本実施例においては、e線、d線、HeN
e光を用いたが、他の単色光あるいは多色光でも同様に
効果が認められた。なお、マスクアライメントに関して
は、RE−5000p(日立化成社製)のようなX線に
感度を持つレジストも用いることができる。 [実施例6]実施例4において、水銀のe線、d線、H
eNe光を用いてマスクアライメントを行った。ターゲ
ットパターンは実施例2と同様に、凹パターン、凸パタ
ーン、ダブルスリットパターン、格子状パターン、孔パ
ターンを用い、各々の場合について検討した。多層レジ
ストにおいても、露光光と異波長の光を用いてパターン
検出を行うことにより、パターン検出光強度は十分であ
り、反射防止膜によりパターン検出信号の非対称性、コ
ントラストの低下を改善することができた。特に、多層
レジストの場合は、レジスト上面の平坦度が高いため
に、反射防止膜の膜厚が均一になり、その結果単層レジ
ストに比べ、低減効果が大きかった。更に反射防止膜の
膜厚をパターン検出光の波長λの1/5.4、即ちe
線、d線、HeNe光それぞれに対して約100nm、
105nm、115nmとしたときに、パターン検出信
号波形は、直接基板を検出した場合とほぼ同等な良好な
ものとなり、レジストによる光干渉の影響を排除するこ
とができた。その結果、合わせ精度は従来の約0.3μ
mから約0.2μmへ向上し、ほぼ装置起因の合わせ精
度までにすることができた。
In this embodiment, e line, d line, HeN
Although e light was used, the same effect was observed with other monochromatic light or polychromatic light. For mask alignment, a resist having sensitivity to X-rays such as RE-5000p (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) can be used. [Example 6] In Example 4, mercury e-line, d-line, H
Mask alignment was performed using eNe light. As in the case of Example 2, the target pattern used was a concave pattern, a convex pattern, a double slit pattern, a grid pattern, and a hole pattern, and each case was examined. Even in a multi-layer resist, the pattern detection light intensity is sufficient by performing the pattern detection using the exposure light and the light of different wavelengths, and the antireflection film can improve the asymmetry of the pattern detection signal and the deterioration of the contrast. did it. In particular, in the case of a multi-layer resist, the flatness of the resist upper surface was high, so that the film thickness of the antireflection film was uniform, and as a result, the reduction effect was greater than that of the single-layer resist. Further, the film thickness of the antireflection film is set to 1 / 5.4 of the wavelength λ of the pattern detection light, that is, e
Line, d-line, and HeNe light, respectively, about 100 nm,
At 105 nm and 115 nm, the pattern detection signal waveform was almost as good as when the substrate was directly detected, and the effect of optical interference due to the resist could be eliminated. As a result, the alignment accuracy is about 0.3μ
m to about 0.2 μm, and the alignment accuracy due to the apparatus was almost achieved.

【0044】本実施例においては、e線、d線、HeN
e光を用いたが、下層レジストを透過する光であれば原
理的に他の波長でも同様の効果がある。 [実施例7]フレネリゾーンパターンが形成されている
シリコン基板上にレジストを塗布し、その後レジスト上
に本発明にかかる反射防止膜を形成した。その膜厚は約
115nmである。その後、HeNeレーザー光を用い
てパターン位置検出及び合焦点位置検出を行った。本発
明にかかる反射防止膜を形成することにより、パターン
検出位置及び合焦点位置検出信号はシャープになり、検
出精度が向上した。
In this embodiment, e line, d line, HeN
Although e light was used, the same effect can be obtained in principle at other wavelengths as long as it is light that passes through the lower layer resist. Example 7 A resist was applied on a silicon substrate on which a Fresnel zone pattern was formed, and then an antireflection film according to the present invention was formed on the resist. Its film thickness is about 115 nm. Then, pattern position detection and in-focus position detection were performed using HeNe laser light. By forming the antireflection film according to the present invention, the pattern detection position and the in-focus position detection signal become sharp and the detection accuracy is improved.

【0045】なお、検出光はHeNeレーザー光に限ら
ず、他の単色光を用いることができる。また、単層レジ
ストの代わりに多層レジストを用いることもできる。ま
た、フレネリゾーンパターンに限らず、格子状パターン
のように干渉あるいは回折を利用した合わせパターンを
用いて実験した結果、本発明にかかる反射防止膜をレジ
スト上にオーバーコートした方法は、極めて有効であっ
た。 [実施例8]上記実施例1〜7において、本発明にかか
る反射防止膜をレジスト上に塗布した後、約90℃で1
0分のベーキングを行った。この熱処理により、反射防
止膜形成後の放置時間余裕度が向上した。なお、熱処理
条件は、レジストの感光特性、及び現像特性を劣化させ
ない範囲であればこの条件に限られるものではない。
The detection light is not limited to the HeNe laser light, and other monochromatic light can be used. Further, a multi-layer resist can be used instead of the single-layer resist. Further, as a result of an experiment using not only the Fresnel zone pattern but also a matching pattern utilizing interference or diffraction like a lattice pattern, the method of overcoating the antireflection film according to the present invention on the resist is extremely effective. Met. [Embodiment 8] In the above-mentioned Embodiments 1 to 7, after coating the resist with the antireflection film of the present invention, the coating was applied at about 90 ° C. for 1 hour.
Baking was performed for 0 minutes. By this heat treatment, the margin of time for leaving after forming the antireflection film was improved. The heat treatment condition is not limited to this condition as long as it does not deteriorate the photosensitive property and the developing property of the resist.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のパターン形成方法によれば、反
射防止効果の高い反射防止膜をレジスト上に簡便な方法
で形成できるので、寸法精度の高いパターンを容易に形
成することができる。また、精度の高い合わせパターン
検出を行うことができるので、合わせ精度が向上する。
According to the pattern forming method of the present invention, since an antireflection film having a high antireflection effect can be formed on a resist by a simple method, a pattern with high dimensional accuracy can be easily formed. In addition, since the alignment pattern can be detected with high accuracy, the alignment accuracy is improved.

【0047】そのため、回路の集積化、チップ面積の縮
小化を行うことができ、また、電気特性の安定した高品
質な素子を高い歩留まりで得ることができる。更に、反
射防止膜の形成及び除去は、反射防止膜が炭化水素系溶
剤に溶解するために、取り扱いが容易でかつ製造コスト
が低下する。しかも、環境問題も少ない。
Therefore, the circuit can be integrated and the chip area can be reduced, and a high-quality element with stable electric characteristics can be obtained with a high yield. Furthermore, the formation and removal of the antireflection film is easy to handle and the manufacturing cost is lowered because the antireflection film is dissolved in the hydrocarbon solvent. Moreover, there are few environmental problems.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のパターン形成方法の一例を説明するフ
ローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating an example of a pattern forming method of the present invention.

【図2】本発明のパターン形成方法の他の例を説明する
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating another example of the pattern forming method of the present invention.

【図3】反射防止膜によるレジスト露光の寸法精度の向
上を説明する概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining improvement in dimensional accuracy of resist exposure by an antireflection film.

【図4】反射防止膜の膜厚とパターン寸法のばらつきの
関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness of the antireflection film and the variation in pattern dimensions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、20…レジスト、21…下層レジスト層、
22…中間層、23…上層レジスト層、30…反射防止
膜。
10 ... Substrate, 20 ... Resist, 21 ... Lower resist layer,
22 ... Intermediate layer, 23 ... Upper resist layer, 30 ... Antireflection film.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上にレジスト膜を形成する工程と、 該レジスト膜上に下記一般式(1)で示されるパーフル
オロポリエーテル基を有する化合物を含有する反射防止
膜用液状組成物から反射防止膜を形成する工程と、 Rf −(Z−R)j …(1) (但し、Rf は1価又は2価のパーフルオロポリエーテ
ル基を示し、Rは炭素数10以上の非置換又は置換の一
価炭化水素基を示し、Zは2価の結合基を示し、jは1
又は2である。) 該レジスト膜を露光する工程と、 露光したレジスト膜を現像することによりレジスト膜の
パターンを形成する工程とを有することを特徴とするパ
ターン形成方法。
1. A process of forming a resist film on a substrate, and a method for reflecting from a liquid composition for an antireflection film, which comprises a compound having a perfluoropolyether group represented by the following general formula (1) on the resist film. forming a barrier layer, R f - (Z-R ) j ... (1) ( where, R f represents a monovalent or divalent perfluoropolyether group, R is an unsubstituted having 10 or more carbon atoms Or a substituted monovalent hydrocarbon group, Z is a divalent linking group, and j is 1
Or 2. ) A pattern forming method comprising: a step of exposing the resist film; and a step of developing the exposed resist film to form a pattern of the resist film.
【請求項2】上記反射防止膜の膜厚が、上記露光の露光
光の波長をλ、上記レジストの屈折率をnとしたとき、
ほぼλ/4n1/2 の奇数倍である請求項1記載のパター
ンの形成方法。
2. The film thickness of the antireflection film, where the wavelength of the exposure light of the exposure is λ and the refractive index of the resist is n,
The method for forming a pattern according to claim 1, wherein the number is approximately an odd multiple of λ / 4n 1/2 .
【請求項3】上記反射防止膜用液状組成物を塗布後、熱
処理を加える工程を有する請求項1記載のパターン形成
方法。
3. The pattern forming method according to claim 1, further comprising the step of applying heat treatment after applying the liquid composition for an antireflection film.
【請求項4】上記レジストを露光後、上記反射防止膜を
除去する工程を有する請求項1記載のパターン形成方
法。
4. The pattern forming method according to claim 1, further comprising a step of removing the antireflection film after exposing the resist.
【請求項5】炭化水素基Rの炭素数をCR 、パーフルオ
ロポリエーテル基Rf の炭素数をC Rfとしたとき、(C
R /CRf)が0.25以上である請求項1記載のパター
ン形成方法。
5. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group R is CR, Perfluo
R polyether group RfCarbon number of C RfThen, (C
R/ CRf) Is 0.25 or more, The putter according to claim 1.
Forming method.
【請求項6】位置合わせ用パターンが形成されている基
板にレジスト膜を形成する工程と、 該レジスト膜上に下記一般式(1)で示されるパーフル
オロポリエーテル基を有する化合物を含有する反射防止
膜用液状組成物から反射防止膜を形成する工程と、 Rf −(Z−R)j …(1) (但し、Rf は1価又は2価のパーフルオロポリエーテ
ル基を示し、Rは炭素数10以上の非置換又は置換の一
価炭化水素基を示し、Zは2価の結合基を示し、jは1
又は2である。) 上記位置合わせ用パターンを検出するためのパターン検
出光を上記基板に照射してその反射光を検出し、所望パ
ターンの位置合わせを行う工程と、 該レジスト膜を露光する工程と、 露光したレジスト膜を現像することによりレジスト膜の
パターンを形成する工程とを有することを特徴とするパ
ターン形成方法。
6. A step of forming a resist film on a substrate on which an alignment pattern is formed, and a reflection containing a compound having a perfluoropolyether group represented by the following general formula (1) on the resist film. A step of forming an antireflection film from the liquid composition for an antireflection film, and R f- (ZR) j (1) (wherein R f represents a monovalent or divalent perfluoropolyether group, R f Represents an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms, Z represents a divalent linking group, and j represents 1
Or 2. ) A step of irradiating the substrate with pattern detection light for detecting the alignment pattern and detecting the reflected light to align the desired pattern, a step of exposing the resist film, and an exposed resist And a step of forming a pattern of a resist film by developing the film.
【請求項7】上記パターン検出光の波長をλ’、上記レ
ジストの屈折率をnとしたとき、ほぼλ’/4n1/2
奇数倍である請求項6記載のパターン形成方法。
7. The pattern forming method according to claim 6, wherein when the wavelength of the pattern detection light is λ ′ and the refractive index of the resist is n, it is approximately an odd multiple of λ ′ / 4n 1/2 .
【請求項8】上記反射防止膜用液状組成物を塗布後、熱
処理を加える請求項6記載のパターン形成方法。
8. The pattern forming method according to claim 6, wherein a heat treatment is applied after applying the liquid composition for an antireflection film.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6136505A (en) * 1998-06-12 2000-10-24 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Liquid coating composition for use in forming antireflective film and photoresist material using said antireflective film

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6136505A (en) * 1998-06-12 2000-10-24 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Liquid coating composition for use in forming antireflective film and photoresist material using said antireflective film

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