JPH0943839A - Reflection preventing film forming composition - Google Patents

Reflection preventing film forming composition

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JPH0943839A
JPH0943839A JP14652496A JP14652496A JPH0943839A JP H0943839 A JPH0943839 A JP H0943839A JP 14652496 A JP14652496 A JP 14652496A JP 14652496 A JP14652496 A JP 14652496A JP H0943839 A JPH0943839 A JP H0943839A
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fine particles
antireflection film
parts
organic solvent
resist
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JP14652496A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Kusumoto
士朗 楠本
Motoyuki Shima
基之 島
Yoshitsugu Isamoto
喜次 勇元
Akira Tsuji
昭 辻
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reflection preventing film forming composition excellent in stable preservation and free from sublimation in a baking process and a dry etching process by dispersing non-sublimating fine particles having radiation absorbability in an organic solvent. SOLUTION: This reflection preventing film forming composition contains the non-sublimating fine particles having radiation absorbability, a high molecular dispersant and the organic solvent and the non-sublimating fine particles are dispersed in the organic solvent. As the non-sublimating fine particles having radiation absorbability, for example, the fine particles of an organic pigment such as azo base, phthalocyanine base and the fine particles of an inorganic pigment such as titanium oxide, carbon are mentioned. As the high molecular dispersant, an ethylene oxide.propylene oxide mixed addition material of sorbitol or a salt of a copolymer of a carboxyl group-containing unsaturated monomer and other vinyl compound is preferable. As the organic solvent, for example, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether or the like is mentioned.

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、各種の放射線を用
いるリソグラフィープロセスにおける微細加工に有用
で、特に集積回路素子の製造に好適な反射防止膜形成用
組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for forming an antireflection film, which is useful for fine processing in a lithographic process using various kinds of radiation and is particularly suitable for manufacturing integrated circuit devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路素子の製造分野においては、よ
り高い集積度を得るために、リソグラフィープロセスに
おける加工サイズの微細化が進んでおり、近年では、サ
ブハーフミクロンオーダーでの微細加工を可能とする技
術の開発が進められている。このリソグラフィープロセ
スにおいては、一般に、ノボラック樹脂とキノンジアジ
ド系感光剤とからなるポジ型レジスト等のレジストを、
基板上に0.5〜10μmの厚さで塗布し、縮小投影露
光装置(ステッパー)によってマスクパターンを転写
し、適当な現像液で現像することによって、所望のレジ
ストパターンを得ている。しかしながら、このプロセス
に用いられるアルミニウム、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、ポリシリコン、
タングステンシリサイド等の反射率の高い基板表面で、
また照射波長(例えば遠紫外線等)によってはシリコン
等の他の基板表面でも、露光した放射線が反射してハレ
ーションが生じるため、露光してはならない領域にも放
射線が到達し、微細なレジストパターンが正確に再現で
きないという問題がある。この問題を解決するため、従
来、ポジ型レジストに染料等の放射線吸収剤を添加し
て、該レジストの放射線透過性を低くし、露光時の基板
表面での反射を抑制する方法が試みられている。しかし
ながら、このような放射線吸収剤を添加する方法では、
露光された放射線がレジスト膜の深部にまで十分に到達
することができないため、レジストパターンの形状が劣
り、感度、解像度、焦点深度、現像性等が低下し、レジ
ストの保存安定性も損なわれて、レジスト性能が低下す
るという問題がある。そこで、前記方法に代わるものと
して、特に反射率の高い基板表面上に、露光した放射線
を吸収する反射防止膜を形成して反射を抑え、ハレーシ
ョンを防止する方法が提案されている。このような反射
防止膜としては、真空蒸着、CVD、スパッタリング等
の方法により形成される、チタン膜、二酸化チタン膜、
窒化チタン膜、酸化クロム膜、カーボン膜、α−シリコ
ン膜等の無機系のものが知られている。これらの無機系
反射防止膜は、基板表面の段差への追従性に優れ、均一
な膜を形成することが可能であり、またレジスト膜と混
ざり合う現象(これはインターミキシングと呼ばれてい
る。)もなく、レジストの解像度や現像性等の低下を来
さない利点を有する一方、導電性を有するため、集積回
路の製造には使用できなかったり、反射防止膜の形成に
真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の特
別の装置を必要とする欠点がある。これに対して、ポリ
アミック酸(共)重合体またはスルホン(共)重合体と
染料とからなる有機系反射防止膜も提案されており(例
えば特開昭59−93448号公報参照)、この反射防
止膜は導電性がなく、また適当な溶媒に溶解することに
より、特別の装置を用いなくてもレジストと同様の方法
によって基板上に塗布できるものである。しかしなが
ら、前記有機系反射防止膜は、(イ)ベーキングおよび
乾式エッチング工程中に染料の一部が反射防止膜中から
昇華するために、反射防止効果が低下したり、膜成分の
昇華による装置の汚染を招き、(ロ)レジストとインタ
ーミキシングするため、レジストの解像度や現像性の低
下を来し、(ハ)レジストパターンを、現像後の乾式エ
ッチングにより反射防止膜に転写する際に、反射防止膜
のエッチング速度がレジストのエッチング速度と同等以
下であるため、レジストパターンが損傷を受け、正確な
パターン転写ができない等の問題がある。
2. Description of the Related Art In the field of manufacturing integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, the processing size in the lithography process is becoming finer, and in recent years, fine processing in the sub-half micron order has become possible. The technology to do so is being developed. In this lithographic process, generally, a resist such as a positive resist composed of a novolac resin and a quinonediazide-based photosensitizer is used.
A desired resist pattern is obtained by coating the substrate with a thickness of 0.5 to 10 μm, transferring the mask pattern by a reduction projection exposure device (stepper), and developing with a suitable developing solution. However, aluminum, aluminum-silicon alloys, aluminum-silicon-copper alloys, polysilicon, used in this process,
On the substrate surface with high reflectance such as tungsten silicide,
In addition, depending on the irradiation wavelength (for example, deep ultraviolet rays), even on the surface of another substrate such as silicon, the exposed radiation is reflected and halation occurs, so that the radiation reaches the area that should not be exposed and a fine resist pattern is formed. There is a problem that it cannot be reproduced accurately. In order to solve this problem, conventionally, a method of adding a radiation absorber such as a dye to a positive resist to lower the radiation transmittance of the resist and suppressing reflection on the substrate surface during exposure has been attempted. There is. However, in the method of adding such a radiation absorber,
Since the exposed radiation cannot sufficiently reach the deep part of the resist film, the shape of the resist pattern is inferior, the sensitivity, resolution, depth of focus, developability, etc. are lowered, and the storage stability of the resist is also impaired. However, there is a problem that the resist performance is deteriorated. Therefore, as an alternative to the above method, a method has been proposed in which an antireflection film that absorbs exposed radiation is formed on the surface of a substrate having a particularly high reflectance to suppress reflection and prevent halation. As such an antireflection film, a titanium film, a titanium dioxide film, which is formed by a method such as vacuum deposition, CVD, or sputtering,
Inorganic materials such as titanium nitride film, chromium oxide film, carbon film and α-silicon film are known. These inorganic antireflection films have excellent followability to the steps on the substrate surface, can form a uniform film, and are mixed with the resist film (this is called intermixing). ), There is an advantage that the resolution and developability of the resist are not deteriorated, but since it has conductivity, it cannot be used in the production of integrated circuits, or it is used in a vacuum deposition apparatus, a CVD method for forming an antireflection film. There is a drawback that special equipment such as equipment and sputtering equipment is required. On the other hand, an organic antireflection film composed of a polyamic acid (co) polymer or sulfone (co) polymer and a dye has also been proposed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448). The film has no conductivity and can be coated on a substrate by dissolving in a suitable solvent by the same method as the resist without using a special device. However, in the organic antireflection film, (a) a part of the dye sublimes from the antireflection film during the baking and dry etching steps, so that the antireflection effect is lowered or the film component is sublimated. Since it causes contamination and (b) intermixes with the resist, the resolution and developability of the resist are reduced. (C) Antireflection when transferring the resist pattern to the antireflection film by dry etching after development. Since the etching rate of the film is equal to or lower than the etching rate of the resist, there is a problem that the resist pattern is damaged and accurate pattern transfer cannot be performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、従来の無機系および有機系反射防止膜の前記諸問題
を克服し、保存安定性が良好であり、ベーキング工程お
よび乾式エッチング工程中に昇華せず、かつホトレジス
トとのインターミキシングを生じることがなく、ポジ型
およびネガ型のホトレジストと協働して、耐熱性、乾式
エッチング性、解像度、精度等に優れたレジストパター
ンを形成しうる、集積回路素子の製造に用いられる反射
防止膜形成用組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems of the conventional inorganic and organic antireflective coatings, to have good storage stability, and to perform the baking and dry etching processes. It is possible to form a resist pattern excellent in heat resistance, dry etching property, resolution, precision, etc. in cooperation with a positive type and a negative type photoresist without sublimating to the surface and without intermixing with the photoresist. Another object of the present invention is to provide a composition for forming an antireflection film used for manufacturing an integrated circuit device.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、(a)
放射線吸収性を有する非昇華性微粒子、(b)高分子分
散剤および(c)有機溶剤を含有し、前記非昇華性微粒
子が有機溶剤中に分散していることを特徴とする集積回
路素子の製造に用いられる反射防止膜形成用組成物、か
らなる。
The gist of the present invention is that (a)
A non-sublimable fine particle having radiation absorbency, (b) a polymer dispersant, and (c) an organic solvent, wherein the non-sublimable fine particle is dispersed in an organic solvent. The composition for forming an antireflection film used in production.

【0005】以下、本発明を詳細に説明する。これによ
り、本発明の目的、構成および効果が明確となるであろ
う。本発明において使用される放射線吸収性を有する非
昇華性微粒子(以下、単に「光吸収性微粒子」とい
う。)とは、レジストパターンを形成する際に露光され
た放射線および基板表面で反射された放射線を有効に吸
収することができるが、少なくともレジストパターンを
形成する全工程において実質的に昇華せず、かつ使用さ
れる溶剤に実質上溶解しない微粒子を意味する。但し、
光吸収性微粒子の色調は、該粒子が前記特性を有する限
り特に限定されるものではない。このような光吸収性微
粒子としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、ト
リフェニルメタン系、キノリン系、キナクリドン系、ジ
オキサジン系、ペリレン系、イソインドリノン系、アン
トラキノン系等の有機顔料の微粒子;酸化チタン、クロ
ム酸鉛、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化
鉄(III))、カドミウム赤、チタンブラック、鉄黒、カー
ボン等の無機顔料の微粒子を挙げることができる。この
ような光吸収性微粒子としては、特にカーボンの微粒子
が好ましく、その材料としては、例えば、オイルファー
ネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラッ
ク、アセチレンブラック、ランプブラック、ボーンブラ
ック、ミネラルブラック、アニリンブラック、黒鉛等の
カーボンブラック類や、フラーレンC60、フラーレンC
70、フラーレンナノチューブ等のフラーレン類等を挙げ
ることができる。光吸収性微粒子の平均粒径は、基板上
に所定の反射防止膜を形成しうる限り特に限定されるも
のではないが、通常、2μm以下であり、好ましくは1
nm〜1μm、特に好ましくは1nm〜0.1μmであ
る。この場合、平均粒径が2μmを越えると、反射防止
膜の平滑性が損なわれ、また有機溶剤への分散性が低下
し保存安定性が不十分となる傾向がある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. This will clarify the objects, configurations and effects of the present invention. The non-sublimable fine particles having a radiation absorbing property (hereinafter, simply referred to as “light absorbing fine particles”) used in the present invention are the radiation exposed during the formation of a resist pattern and the radiation reflected on the substrate surface. Fine particles that can effectively absorb, but do not substantially sublime at least in all steps of forming a resist pattern and are substantially insoluble in the solvent used. However,
The color tone of the light absorbing fine particles is not particularly limited as long as the particles have the above-mentioned characteristics. Examples of such light absorbing fine particles include fine particles of organic pigments such as azo, phthalocyanine, triphenylmethane, quinoline, quinacridone, dioxazine, perylene, isoindolinone, and anthraquinone; oxidation. Examples thereof include fine particles of inorganic pigments such as titanium, lead chromate, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red iron oxide (red iron (III) oxide), cadmium red, titanium black, iron black, and carbon. As such light absorbing fine particles, particularly fine particles of carbon are preferable, and examples of the material thereof include oil furnace black, channel black, thermal black, acetylene black, lamp black, bone black, mineral black, aniline black, graphite. Such as carbon black, fullerene C 60 , fullerene C
70 , fullerenes such as fullerene nanotubes, and the like. The average particle size of the light absorbing fine particles is not particularly limited as long as a predetermined antireflection film can be formed on the substrate, but is usually 2 μm or less, preferably 1
nm to 1 μm, particularly preferably 1 nm to 0.1 μm. In this case, when the average particle diameter exceeds 2 μm, the smoothness of the antireflection film is impaired, and the dispersibility in an organic solvent is lowered, so that the storage stability tends to be insufficient.

【0006】本発明において使用される高分子分散剤と
しては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、
ポリエチレングリコールジエステル類、ソルビトールの
エチレンオキシド付加体類、ソルビトールのプロピレン
オキシド付加体類、ソルビトールのエチレンオキシド・
プロピレンオキシド混合付加体類、ポリエチレンポリア
ミンのエチレンオキシド付加体類、ポリエチレンポリア
ミンのプロピレンオキシド付加体類、ポリエチレンポリ
アミンのエチレンオキシド・プロピレンオキシド混合付
加体類、ノニルフェニルエーテルホルマリン縮合物のエ
チレンオキシド付加体類、ポリ(メタ)アクリル酸塩
類、カルボキシル基含有不飽和モノマーと他のビニル化
合物との共重合体塩類、ポリ(メタ)アクリル酸の部分
アルキルエステルまたはその塩類、ポリスチレンスルホ
ン酸塩類、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物
類、ポリアルキレンポリアミン類、ソルビタン脂肪酸エ
ステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、ポリアミド、3
級アミン変性ポリウレタン類、3級アミン変性ポリエス
テル類等を挙げることができる。これらの高分子分散剤
は、単独でまたは2種以上を混合して使用することがで
きる。前記高分子分散剤のうち、好ましいものとして
は、ソルビトールのエチレンオキシド・プロピレンオキ
シド混合付加体類、カルボキシル基含有不飽和モノマー
と他のビニル化合物との共重合体塩類、3級アミン変性
ポリエステル類等を挙げることができる。高分子分散剤
の配合量は、光吸収性微粒子100重量部当たり、通
常、10〜200重量部、好ましくは50〜150重量
部、さらに好ましくは80〜120重量部である。この
場合、高分子分散剤の配合量が10重量部未満では、反
射防止膜形成用組成物を回転塗布する際の成膜性が低下
する傾向があり、また200重量部を越えると、レジス
ト被膜中における光吸収性微粒子の含有割合が少なくな
るため、反射防止効果が不十分となるおそれがある。
Examples of the polymer dispersant used in the present invention include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers,
Polyethylene glycol diesters, sorbitol ethylene oxide adducts, sorbitol propylene oxide adducts, sorbitol ethylene oxide
Propylene oxide mixed adducts, polyethylene polyamine ethylene oxide adducts, polyethylene polyamine propylene oxide adducts, polyethylene polyamine ethylene oxide / propylene oxide adducts, nonylphenyl ether formalin condensate ethylene oxide adducts, poly ( (Meth) acrylic acid salts, copolymer salts of carboxyl group-containing unsaturated monomers with other vinyl compounds, partial alkyl esters of poly (meth) acrylic acid or salts thereof, polystyrene sulfonates, and naphthalene sulfonate formalin condensation Products, polyalkylene polyamines, sorbitan fatty acid esters, fatty acid modified polyesters, polyamide, 3
Examples include primary amine-modified polyurethanes, tertiary amine-modified polyesters, and the like. These polymer dispersants can be used alone or in admixture of two or more. Among the above-mentioned polymer dispersants, preferred are sorbitol ethylene oxide / propylene oxide mixed adducts, copolymer salts of carboxyl group-containing unsaturated monomer and other vinyl compounds, tertiary amine-modified polyesters, and the like. Can be mentioned. The blending amount of the polymer dispersant is usually 10 to 200 parts by weight, preferably 50 to 150 parts by weight, and more preferably 80 to 120 parts by weight, per 100 parts by weight of the light absorbing fine particles. In this case, if the compounding amount of the polymer dispersant is less than 10 parts by weight, the film formability at the time of spin coating of the antireflection film-forming composition tends to decrease, and if it exceeds 200 parts by weight, the resist film is formed. Since the content ratio of the light-absorbing fine particles therein is small, the antireflection effect may be insufficient.

【0007】本発明において使用される有機溶剤として
は、例えば、2−メトキシエチルアセテート、2−エト
キシエチルアセテート、3−メトキシプロピルアセテー
ト、3−メトキシブチルアセテート、エチレングリコー
ルモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチル
エーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、
エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエー
テルアセテート、メチルエチルケトン、2−ヘプタノ
ン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノ
ン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−ヒドロキシ
プロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチ
ル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エト
キシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキ
シ−3−メチル酪酸メチル、酢酸3−メチル−3−メト
キシブチル、プロピオン酸3−メトキシブチル、プロピ
オン酸3−メチル−3−メトキシブチル、酪酸3−メト
キシブチル、酪酸3−メチル−3−メトキシブチル、ジ
グライム、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、3
−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシ酪酸メチ
ル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、トルエン、
キシレン、シクロヘキサン、水等を挙げることができ
る。これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上を混合
して使用される。前記有機溶剤には、所望により、例え
ば、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチル
エーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン
酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、
ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、
シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラ
クトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロ
ソルブアセテート、N−メチルピロリドン等の高沸点有
機溶剤を1種以上添加することもできる。有機溶剤の配
合量は、光吸収性微粒子1重量部当たり、通常、1〜5
00重量部、好ましくは10〜100重量部である。
Examples of the organic solvent used in the present invention include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 3-methoxypropyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether. , Ethylene glycol monopropyl ether,
Ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, methyl ethyl ketone , 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone, dioxane, tetrahydrofuran, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate,
Ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl propionate, 3-propionate Methyl-3-methoxybutyl, 3-methoxybutyl butyrate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, diglyme, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, 3
-Methyl methoxypropionate, methyl 3-methoxybutyrate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, toluene,
Examples thereof include xylene, cyclohexane, water and the like. These organic solvents may be used alone or in admixture of two or more. The organic solvent, if desired, for example, benzyl ethyl ether, dihexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, acetonylacetone, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1- Octanol, 1-nonanol,
Benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate,
One or more high boiling point organic solvents such as diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, phenyl cellosolve acetate and N-methylpyrrolidone may be added. The compounding amount of the organic solvent is usually 1 to 5 per 1 part by weight of the light absorbing fine particles.
The amount is 00 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight.

【0008】また、本発明の反射防止膜形成用組成物に
は、所期の効果を損なわない限り、各種添加剤を配合す
ることもできる。前記添加剤としては、例えば光吸収性
微粒子以外の放射線吸収性化合物(以下、「他の光吸収
剤」という。)、重合体バインダー、反応性希釈剤等を
挙げることができる。前記他の光吸収剤は、反射防止膜
の反射防止効果をさらに改善する作用を有するものであ
る。このような他の光吸収剤としては、例えば、油溶性
染料、分散染料、塩基性染料、メチン系染料、ピラゾー
ル系染料、イミダゾール系染料、ヒドロキシアゾ系染料
等の染料;ビクシン誘導体、ノルビクシン、スチルベ
ン、4,4−ジアミノスチルベン誘導体、クマリン誘導
体、ピラゾリン誘導体等の蛍光増白剤;ヒドロキシアゾ
系染料、チヌビン234(チバガイギー社製)、チヌビ
ン1130(チバガイギー社製)等の紫外線吸収剤を挙
げることができる。これらの他の光吸収剤は、単独でま
たは2種以上を混合して使用することができる。他の光
吸収剤の配合量は、光吸収性微粒子100重量部当た
り、通常、100重量部以下、好ましくは50重量部以
下である。
Further, various additives may be added to the composition for forming an antireflection film of the present invention, as long as the desired effects are not impaired. Examples of the additives include radiation absorbing compounds other than the light absorbing fine particles (hereinafter referred to as "other light absorbing agents"), polymer binders, reactive diluents, and the like. The other light absorbing agent has a function of further improving the antireflection effect of the antireflection film. Such other light absorbers include, for example, oil-soluble dyes, disperse dyes, basic dyes, methine dyes, pyrazole dyes, imidazole dyes, hydroxyazo dyes and the like; bixine derivatives, norbixin, stilbene. , 4,4-diaminostilbene derivatives, coumarin derivatives, pyrazoline derivatives, and other fluorescent whitening agents; hydroxyazo dyes, TINUVIN 234 (manufactured by Ciba Geigy), and UV absorbers such as TINUVIN 1130 (manufactured by Ciba Geigy). it can. These other light absorbers may be used alone or in combination of two or more. The amount of the other light absorbing agent to be added is usually 100 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the light absorbing fine particles.

【0009】前記重合体バインダーは、反射防止膜中に
おいて光吸収性微粒子を保持し、反射防止膜の膜強度を
向上させる作用を有するものである。このような重合体
バインダーとしては、例えば、エポキシ樹脂、メラミン
樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、フェノール樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル系樹
脂、スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂等や、重合体鎖
の一方の端部に重合性不飽和基を有するマクロモノマー
類の1種以上と、他の不飽和モノマーの1種以上との共
重合体(以下、「マクロモノマー系バインダー」とい
う。)等を挙げることができ、特にマクロモノマー系バ
インダーが好ましい。前記マクロモノマー系バインダー
におけるマクロモノマーとしては、例えば、ポリスチレ
ン、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アク
リル酸エチル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル、ポリ
(メタ)アクリル酸ベンジル、ポリシロキサン等の重合
体鎖の一方の端部に(メタ)アクリロイル基を有する化
合物を挙げることができる。前記マクロモノマーと共重
合させる他の不飽和モノマーとしては、例えば、(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、
(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチ
ル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸
2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロ
キシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロ
ピル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メ
タ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アク
リル酸グリシジル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、
マレイン酸モノメチル、フマル酸、フマル酸モノメチ
ル、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、けい皮酸
等の不飽和カルボン酸類;スチレン、α−メチルスチレ
ン、ビニルトルエン、スチレンスルホン酸等の芳香族ビ
ニル系化合物;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロ
アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化ビ
ニル系化合物;ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメ
チルブタジエン、クロロプレン、イソプレンスルホン酸
等の共役ジエン類を挙げることができる。このようなマ
クロモノマー系バインダーは、そのマクロモノマー単位
と光吸収性微粒子との親和性が高く、特に優れた反射防
止膜を形成することができる。前記重合体バインダー
は、単独でまたは2種以上を混合して使用することがで
きる。重合体バインダーの配合量は、光吸収性微粒子1
00重量部当たり、通常、100重量部以下、好ましく
は1〜50重量部である。
The polymer binder has the function of holding the light absorbing fine particles in the antireflection film and improving the film strength of the antireflection film. Examples of such polymer binders include epoxy resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, phenol resins, unsaturated polyester resins, (meth) acrylic acid ester-based resins, styrene-based resins, maleimide-based resins, and the like, A copolymer of at least one macromonomer having a polymerizable unsaturated group at one end of the polymer chain and at least one other unsaturated monomer (hereinafter referred to as "macromonomer binder"). ) And the like, and a macromonomer binder is particularly preferable. Examples of the macromonomer in the macromonomer-based binder include polystyrene, poly (meth) acrylate, ethyl poly (meth) acrylate, butyl poly (meth) acrylate, benzyl poly (meth) acrylate, and polysiloxane. The compound having a (meth) acryloyl group at one end of the polymer chain can be mentioned. Other unsaturated monomers copolymerized with the macromonomer include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate,
Propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid esters such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, and glycidyl (meth) acrylate;
Acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid,
Unsaturated carboxylic acids such as monomethyl maleate, fumaric acid, monomethyl fumarate, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid and cinnamic acid; aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and styrenesulfonic acid And vinyl cyanide compounds such as (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile and vinylidene cyanide; conjugated dienes such as butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene, chloroprene and isoprene sulfonic acid. Such a macromonomer-based binder has a high affinity between the macromonomer unit and the light-absorbing fine particles, and can form a particularly excellent antireflection film. The polymer binders may be used alone or in admixture of two or more. The compounding amount of the polymer binder is 1
It is usually 100 parts by weight or less, preferably 1 to 50 parts by weight, per 00 parts by weight.

【0010】前記反応性希釈剤は、反射防止膜形成用組
成物に使用される有機溶剤との混和性を有し、該組成物
の塗布後のベークあるいは放射線の露光により重合ある
いは架橋しうる成分であり、前記重合体バインダーと同
様に、反射防止膜の膜強度を向上させる作用を有するも
のである。このような反応性希釈剤としては、例えば、
ビニルエステル系化合物、シアン化ビニル系化合物、不
飽和カルボン酸エステル類、不飽和カルボン酸と不飽和
アルコールとのエステル類、ハロゲン化ビニル系化合
物、水酸基含有ビニル系化合物、アミノ基含有ビニル系
化合物、アミド基含有ビニル系化合物、カルボキシル基
含有ビニル系化合物、エポキシ基含有ビニル系化合物、
芳香族ビニル系化合物等の不飽和化合物類や、多官能性
エポキシ化合物等を挙げることができ、特に不飽和カル
ボン酸と多価アルコールとのエステル類、多官能性エポ
キシ化合物等が好ましい。前記不飽和カルボン酸と多価
アルコールとのエステル類としては、例えば、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、
ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、グリセリン、1,2,4−ブタント
リオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリト
ール等の2価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アク
リレート類を挙げることができ、また多官能性エポキシ
化合物としては、例えば前記2価以上の多価アルコール
のポリグリシジルエーテル類;レゾルシノール、ビスフ
ェノールA、ノボラック樹脂等の多価フェノール性化合
物のポリグリシジルエーテル類;フタル酸、テレフタル
酸等の多価カルボン酸のポリグリシジルエステル類等を
挙げることができる。前記反応性希釈剤は、単独でまた
は2種以上を混合して使用することができる。 反応性
希釈剤の配合量は、光吸収性微粒子100重量部当た
り、通常、100重量部以下、好ましくは50重量部以
下である。また、その他の添加剤として、保存安定剤、
防腐剤、消泡剤、接着助剤等を配合することもできる。
このようにして得られる本発明の反射防止膜形成用組成
物は、通常、固形分濃度が、例えば、3〜20重量%、
好ましくは3〜10重量%となるように調製したのち、
光吸収性微粒子の粒径より大きな孔径、例えば2.5μ
m程度のフィルターでろ過して、レジストパターンの形
成に供される。
The above-mentioned reactive diluent is a component which is miscible with the organic solvent used in the composition for forming an antireflection film, and which can be polymerized or crosslinked by baking the composition after application or exposure to radiation. And, like the polymer binder, has an action of improving the film strength of the antireflection film. Examples of such reactive diluents include:
Vinyl ester compounds, vinyl cyanide compounds, unsaturated carboxylic acid esters, esters of unsaturated carboxylic acids and unsaturated alcohols, halogenated vinyl compounds, hydroxyl group-containing vinyl compounds, amino group-containing vinyl compounds, Amide group-containing vinyl compound, carboxyl group-containing vinyl compound, epoxy group-containing vinyl compound,
Unsaturated compounds such as aromatic vinyl compounds, polyfunctional epoxy compounds and the like can be mentioned, and esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydric alcohols, polyfunctional epoxy compounds and the like are particularly preferable. Examples of the esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol,
Examples thereof include poly (meth) acrylates of dihydric or higher polyhydric alcohols such as hexanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, 1,2,4-butanetriol, trimethylolpropane and pentaerythritol. Examples of the functional epoxy compound include polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols having two or more valences; polyglycidyl ethers of polyhydric phenolic compounds such as resorcinol, bisphenol A, and novolac resins; polyphthalic acid and terephthalic acid. Examples thereof include polyglycidyl esters of carboxylic acids. The reactive diluents may be used alone or in combination of two or more. The content of the reactive diluent is usually 100 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the light absorbing fine particles. As other additives, a storage stabilizer,
An antiseptic agent, a defoaming agent, an adhesion aid and the like can be added.
The antireflection film-forming composition of the present invention thus obtained usually has a solid content concentration of, for example, 3 to 20% by weight,
After being prepared so as to be preferably 3 to 10% by weight,
A pore size larger than the particle size of the light absorbing fine particles, for example 2.5 μ
It is filtered with a filter of about m to be used for forming a resist pattern.

【0011】次に、本発明の反射防止膜形成用組成物を
使用してレジストパターンを形成する方法について説明
する。レジストパターンの形成方法としては、例えば、
(1)基板上に反射防止膜形成用組成物を塗布し、反射
防止膜を形成する工程、(2)該反射防止膜上にホトレ
ジスト溶液を塗布し、ホトレジスト膜を形成する工程、
および(3)該ホトレジスト膜に露光したのち、現像す
る工程を経る方法を挙げることができる。前記(1)の
工程において、反射防止膜形成用組成物の塗布は、回転
塗布、流延塗布等により行なうことができるが、通常、
回転塗布法が採用される。また、反射防止膜形成用組成
物の塗布後、反射防止膜を形成する際には、通常、適当
温度にベークして該組成物中の有機溶剤を揮発させる。
その際のベーク温度は、例えば90〜250℃程度であ
り、またベーク時間は、ホットプレートを用いる場合、
例えば1〜5分程度、オーブンを用いる場合は、例えば
10〜60分程度である。このようにして形成される反
射防止膜の膜厚は、通常、0.05〜1μm、好ましく
は0.05〜0.5μmである。次に、前記(2)の工
程において、ホトレジスト溶液は、該ホトレジストを構
成する各成分を適当な溶剤中に、固形分濃度が例えば5
〜50重量%となるように溶解したのち、例えば孔径
0.2μm程度のフィルターでろ過して、調製される。
得られたホトレジスト溶液を塗布する際には、通常、前
記(1)の工程における塗布法と同様の方法が用いられ
る。またホトレジスト溶液の塗布後、通常、プレベーク
して該溶液中の溶剤を揮発させる。その際のプレベーク
温度は、使用されるホトレジストの種類に応じて適宜調
整されるが、通常、30〜200℃程度、好ましくは5
0〜150℃であり、またプレベーク時間は、ホットプ
レートを用いる場合、例えば1〜5分程度、オーブンを
用いる場合は、例えば10〜60分程度である。このよ
うにして形成されるホトレジスト膜の乾燥膜厚は、例え
ば0.5〜2μm程度である。なお、(2)の工程に使
用されるホトレジスト溶液として、市販のホトレジスト
溶液も使用できるのは言うまでもない。ホトレジスト膜
を形成する際に使用されるホトレジストとしては、例え
ば、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とか
らなるポジ型レジスト、アルカリ可溶性樹脂と感放射線
性架橋剤とからなるネガ型レジスト、感放射線性酸発生
剤を含有するポジ型またはネガ型の化学増幅型レジスト
等を挙げることができる。さらに、前記(3)の工程に
おいて、露光に使用される放射線としては、ホトレジス
トの種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X
線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等が適宜選定
されるが、好ましくは、i線(波長365nm)、g線
(波長436nm)等の紫外線、およびKrFエキシマ
レーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー
(波長193nm)等の遠紫外線である。露光は、通
常、ステッパーを用い、所定のマスクパターンを介して
行なわれる。次いで現像し、洗浄し、乾燥することによ
り、所望のレジストパターンを形成する。この工程中、
解像度、パターン形状、現像性等をさらに向上させるた
め、露光後ベークを行ってもよい。露光後の現像に使用
される現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ
珪酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、プロピル
アミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、トリエチ
ルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノール
アミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキ
シド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザ
ビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−
ジアザビシクロ−[4,3,0]−5−ノネン等を溶解
したアルカリ性水溶液を挙げることができる。また、こ
れらの現像液には、水溶性有機溶剤、例えばメタノー
ル、エタノール等のアルコール類や、界面活性剤を適量
添加することもできる。なお、現像液としてアルカリ性
水溶液を使用した場合は、通常、現像後、水洗する。次
いで、形成されたレジストパターンをマスクとして、酸
素プラズマ等のガスプラズマを用いて反射防止膜の乾式
エッチングを行い、基板加工用のレジストパターンを得
る。
Next, a method for forming a resist pattern using the composition for forming an antireflection film of the present invention will be described. As a method of forming a resist pattern, for example,
(1) a step of applying a composition for forming an antireflection film on a substrate to form an antireflection film, (2) a step of applying a photoresist solution on the antireflection film to form a photoresist film,
And (3) a method of exposing the photoresist film and then developing it. In the step (1), the coating of the composition for forming an antireflection film can be performed by spin coating, cast coating or the like.
The spin coating method is adopted. Further, when the antireflection film is formed after coating the composition for forming an antireflection film, it is usually baked at an appropriate temperature to volatilize the organic solvent in the composition.
The baking temperature at that time is, for example, about 90 to 250 ° C., and the baking time is, when a hot plate is used,
For example, about 1 to 5 minutes, and when using an oven, for example, about 10 to 60 minutes. The thickness of the antireflection film thus formed is usually 0.05 to 1 μm, preferably 0.05 to 0.5 μm. Next, in the step (2) described above, the photoresist solution is prepared by adding each component constituting the photoresist in an appropriate solvent to give a solid content concentration of, for example, 5%.
It is prepared by dissolving it so that the concentration becomes ˜50 wt%, and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm, for example.
When applying the obtained photoresist solution, a method similar to the applying method in the step (1) is usually used. Further, after applying the photoresist solution, it is usually prebaked to volatilize the solvent in the solution. The pre-bake temperature at that time is appropriately adjusted according to the type of photoresist used, but is usually about 30 to 200 ° C., preferably 5
The pre-bake time is, for example, about 1 to 5 minutes when using a hot plate, and is about 10 to 60 minutes when using an oven. The dry film thickness of the photoresist film thus formed is, for example, about 0.5 to 2 μm. Needless to say, a commercially available photoresist solution can be used as the photoresist solution used in the step (2). Examples of the photoresist used when forming the photoresist film include, for example, a positive resist composed of an alkali-soluble resin and a quinonediazide-based photosensitizer, a negative resist composed of an alkali-soluble resin and a radiation-sensitive crosslinking agent, and a radiation-sensitive resist. Examples thereof include positive or negative chemically amplified resists containing an acid generator. Further, in the step (3), the radiation used for the exposure may be visible light, ultraviolet light, deep ultraviolet light, X-ray, depending on the type of photoresist.
Rays, electron rays, γ rays, molecular beams, ion beams, etc. are appropriately selected, but preferably ultraviolet rays such as i rays (wavelength 365 nm), g rays (wavelength 436 nm), and KrF excimer laser (wavelength 248 nm), It is far ultraviolet rays such as ArF excimer laser (wavelength 193 nm). The exposure is usually performed using a stepper through a predetermined mask pattern. Then, it is developed, washed and dried to form a desired resist pattern. During this process,
In order to further improve the resolution, pattern shape, developability, etc., bake after exposure may be performed. Examples of the developer used for the development after exposure include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, propylamine, diethylamine, dipropylamine, triethylamine, methyldiethylamine. , Dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, 1,5-
An alkaline aqueous solution in which diazabicyclo- [4,3,0] -5-nonene or the like is dissolved can be used. Further, a water-soluble organic solvent, for example, alcohols such as methanol and ethanol, or a surfactant may be added to these developers in an appropriate amount. When an alkaline aqueous solution is used as the developer, it is usually washed with water after development. Then, using the formed resist pattern as a mask, dry etching of the antireflection film is performed using gas plasma such as oxygen plasma to obtain a resist pattern for substrate processing.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて、本発明の
実施の形態ををさらに具体的に説明する。但し、本発明
は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に何ら制
約されるものではない。各実施例および比較例で使用し
たレジストの種類は、下記のとおりである。レジストの種類 レジストA: ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド
−5−スルホン酸エステル系感光剤とからなるポジ型レ
ジスト(商品名PFR IX120、日本合成ゴム
(株)製)。 レジストB: 水酸基の50%をt−ブトキシカルボニ
ル化したポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量=1
0,000)100重量部、トリフェニルスルホニウム
ヘキサフルオロアンチモネート(感放射線性酸発生剤)
2重量部およびプロピレングリコールメチルエーテルア
セテート306重量部を均一に混合したのち、孔径0.
2μmのメンブレンフィルターでろ過した溶液からなる
化学増幅型ポジ型レジスト。レジストパターンは、下記
の方法により形成した。レジストパターンの形成 アルミニウムを厚さ0.2μmにスパッタリングしたシ
リコンウエハー(直径4インチ)上に、反射防止膜形成
用組成物を膜厚0.2μmになるようにスピンコートし
て、反射防止膜を形成したのち、170℃のホットプレ
ート上で2分間ベークした。その後、該反射防止膜上に
レジストを膜厚1.5μmになるようにスピンコートし
て、レジスト膜を形成したのち、90℃のホットプレー
ト上で2分間プレベークした。次いで、縮小投影露光機
として、レジストAの場合は(株)ニコン製ステッパー
NSR1505i6A(開口数=0.45、波長=36
5nm)を用い、またレジストBの場合は(株)ニコン
製ステッパーNSR1505EX(開口数=0.42、
波長=248nm)を用いて、0.6μmのライン・ア
ンド・スペースパターンを1対1の線幅で形成する露光
時間(以下、「最適露光時間」という。)だけ露光を行
った。次いで、110℃のホットプレート上で1分間露
光後ベークを行ったのち、2.38重量%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、25℃で1分
間現像し、水洗し、乾燥して、レジストパターンを形成
した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these embodiments at all unless it exceeds the gist. The types of resist used in each example and comparative example are as follows. Types of resist Resist A: A positive resist (commercial name PFR IX120, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) composed of a novolac resin and a naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester-based photosensitizer. Resist B: Polyhydroxystyrene in which 50% of hydroxyl groups were t-butoxycarbonylated (weight average molecular weight = 1
100,000 parts by weight, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate (radiation-sensitive acid generator)
After uniformly mixing 2 parts by weight and 306 parts by weight of propylene glycol methyl ether acetate, the pore size was adjusted to 0.
A chemically amplified positive resist consisting of a solution filtered through a 2 μm membrane filter. The resist pattern was formed by the following method. Formation of resist pattern A silicon wafer (diameter: 4 inches) on which aluminum was sputtered to a thickness of 0.2 μm was spin-coated with a composition for forming an antireflection film to a thickness of 0.2 μm to form an antireflection film. After forming, it was baked on a hot plate at 170 ° C. for 2 minutes. After that, a resist was spin-coated on the antireflection film to a film thickness of 1.5 μm to form a resist film, which was then prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes. Next, as a reduction projection exposure device, in the case of resist A, stepper NSR1505i6A manufactured by Nikon Corporation (numerical aperture = 0.45, wavelength = 36)
5 nm), and in the case of resist B, stepper NSR1505EX manufactured by Nikon Corporation (numerical aperture = 0.42,
Using a wavelength of 248 nm, exposure was performed for an exposure time (hereinafter referred to as “optimum exposure time”) for forming a line-and-space pattern of 0.6 μm with a line width of 1: 1. Then, after post-exposure baking on a hot plate at 110 ° C. for 1 minute, the resist pattern was developed by using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 1 minute, washed with water, and dried. Was formed.

【0013】反射防止膜の性能評価は、下記の方法によ
り行った。反射防止膜の性能評価 反射防止効果:深さ0.6μmおよび径2μmのホール
パターンを有するアルミニウム基板上に、反射防止膜形
成用組成物を膜厚0.2μmになるようにスピンコート
して、反射防止膜を形成したのち、170℃のホットプ
レート上で2分間プレベークした。その後、該反射防止
膜上にレジスト溶液を、前記レジストパターンの形成と
同様にしてスピンコートし、レジスト膜を形成した。次
いで、ホールパターンの中央部に最適露光時間だけ露光
して、、1μm幅のラインパターンを形成し、最適露光
時間におけるパターンの反射による“えぐれ”の深さ
(以下、「ノッチング深さ」という。)を調べた。1μ
m幅のラインパターンに対するノッチング深さの割合
が、10%より小さいときを反射防止効果が“優”、1
0〜20%であるときを反射防止効果が“良”、20%
を超えるときを反射防止効果が“不良”と判定した。 耐昇華性:石英ガラス基板上に、反射防止膜形成用組成
物を膜厚0.2μmになるようにスピンコートして、反
射防止膜を形成したのち、150℃のホットプレート上
で1分間プレベークした。次いで、(株)日立製作所製
自記分光光度計U−3210を用いて、300nm以上
の波長における吸収極大(λmax)の吸光度(A)を
測定し、続いて、さらに180℃のホットプレート上で
5分間プレベークし、前記と同様にして吸光度(B)を
測定した。(A−B)×100/Aを昇華率(%)と
し、その値が、3%以下のときを耐昇華性が“良”、3
%を超えるときを耐昇華性が“不良”と判定した。 インターミキシング(解像度):前記反射防止効果の評
価と同様にして、反射防止膜およびレジスト膜の形成、
プレベーク、露光および現像を行い、解像された最小の
レジストパターンの寸法を、走査型電子顕微鏡を用いて
測定した。 インターミキシング(現像性):前記反射防止効果の評
価と同様にして、反射防止膜およびレジスト膜の形成、
プレベーク、露光および現像を行い、反射防止膜または
レジスト膜の残渣によるスカムや現像残りの程度を、走
査型電子顕微鏡を用いて調べた。 耐熱性:レジストパターンを形成したのち、140℃の
ホットプレート上で2分間ベークを行い、走査型電子顕
微鏡を用いて、パターンの変形の有無および程度を調べ
た。 乾式エッチング性:前記レジストパターンの形成と同様
にしてそれぞれ別個に形成した反射防止膜およびレジス
ト膜を、乾式エッチング装置DEM−451(日電アネ
ルバ(株)製)を用いて、酸素プラズマにより乾式エッ
チング(圧力:15Pa、RF電力:300W、エッチ
ングガス:酸素)を行い、反射防止膜とレジスト膜との
エッチング速度比Pを、式P=Ra/Rr により算出
した。ここで、Raは反射防止膜のエッチング速度、R
rはレジスト膜のエッチング速度である。Pが、1.5
を超えるときを乾式エッチング性が“優”、0.9〜
1.5のときを乾式エッチング性が“良”、0.9より
小さいときを乾式エッチング性が“不良”と判定した。 保存安定性:調製直後の反射防止膜形成用組成物の25
℃における粘度(C)を、E型粘度計(東京計器製)を
用いて測定し、また、この反射防止膜形成用組成物を室
温で3ヵ月間保存したのち、前記と同様にして粘度
(D)を測定した。(D−C)×100/Cを保存安定
性の指標(%)とし、その値が、2%より小さいときを
保存安定性が“優”、2〜5%のときを保存安定性が
“良”、5%を超えるときを保存安定性が“不良”と判
定した。
The performance of the antireflection film was evaluated by the following method. Performance Evaluation of Antireflection Film Antireflection Effect: An antireflection film-forming composition was spin-coated on an aluminum substrate having a hole pattern with a depth of 0.6 μm and a diameter of 2 μm to a film thickness of 0.2 μm, After forming the antireflection film, prebaking was performed on a hot plate at 170 ° C. for 2 minutes. Then, a resist solution was spin-coated on the antireflection film in the same manner as in the formation of the resist pattern to form a resist film. Then, the central portion of the hole pattern is exposed for an optimum exposure time to form a line pattern having a width of 1 μm, and the depth of “excavation” due to reflection of the pattern at the optimum exposure time (hereinafter referred to as “notching depth”). ) Was investigated. 1μ
The antireflection effect is "excellent" when the ratio of the notching depth to the m-width line pattern is less than 10%, 1
When it is 0 to 20%, the antireflection effect is “good”, 20%
The antireflection effect was judged to be "poor" when it exceeded. Sublimation resistance: A composition for forming an antireflection film was spin-coated on a quartz glass substrate to a film thickness of 0.2 μm to form an antireflection film, and then prebaked on a hot plate at 150 ° C. for 1 minute. did. Then, using a self-recording spectrophotometer U-3210 manufactured by Hitachi, Ltd., the absorbance (A) at the absorption maximum (λmax) at a wavelength of 300 nm or more is measured, and then 5 on a hot plate at 180 ° C. It was prebaked for a minute, and the absorbance (B) was measured in the same manner as above. (A−B) × 100 / A is the sublimation rate (%), and when the value is 3% or less, the sublimation resistance is “good”, 3
The sublimation resistance was judged to be "poor" when it exceeded%. Intermixing (resolution): formation of an antireflection film and a resist film in the same manner as in the evaluation of the antireflection effect,
Pre-baking, exposure and development were performed, and the size of the minimum resolved resist pattern was measured using a scanning electron microscope. Intermixing (developing property): formation of an antireflection film and a resist film in the same manner as in the evaluation of the antireflection effect,
Prebaking, exposure, and development were performed, and the degree of scum and residual development due to the residue of the antireflection film or the resist film was examined using a scanning electron microscope. Heat resistance: After forming a resist pattern, baking was performed for 2 minutes on a hot plate at 140 ° C., and the presence or absence and degree of pattern deformation were examined using a scanning electron microscope. Dry etching property: An antireflection film and a resist film, which are separately formed in the same manner as the formation of the resist pattern, are dry-etched by oxygen plasma using a dry etching apparatus DEM-451 (manufactured by Niden Anerva Co., Ltd.). The pressure was 15 Pa, the RF power was 300 W, and the etching gas was oxygen. The etching rate ratio P between the antireflection film and the resist film was calculated by the formula P = Ra / Rr. Where Ra is the etching rate of the antireflection film, R
r is the etching rate of the resist film. P is 1.5
The dry etching property is "excellent" when it exceeds 0.9,
When the dry etching property was 1.5, the dry etching property was judged to be “good”, and when it was less than 0.9, the dry etching property was judged to be “poor”. Storage stability: 25 of composition for forming antireflection film immediately after preparation
The viscosity (C) at ° C was measured using an E-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.), and the composition for forming an antireflection film was stored at room temperature for 3 months, and then the viscosity (C) was measured in the same manner as above. D) was measured. The storage stability index (%) is defined as (D−C) × 100 / C. When the value is less than 2%, the storage stability is “excellent”, and when it is 2 to 5%, the storage stability is “ When the storage stability was “good” or more than 5%, the storage stability was judged as “poor”.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

実施例1〜10 各実施例で使用した反射防止膜形成用組成物を、下記配
合処方により調製した。ここで、部は重量に基づく。 配合処方A カーボンブラック(平均粒径40nm、商品名:三菱カーボンブラック#20B 、三菱化学(株)製) 40部 3級アミン変性ポリウレタン系分散剤 40部 メタクリル酸t−ブチル/メタクリル酸グリシジル/ポリメチルメタクリレート マクロモノマー共重合体(単量体組成(部)=65/25/15) 20部 3−メトキシプロピオン酸メチル 900部 配合処方B カーボンブラック(平均粒径40nm、商品名:三菱カーボンブラック#20B 、三菱化学(株)製) 40部 3級アミン変性ポリエステル系分散剤 40部 メタクリル酸t−ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル/ポリメチルメタ クリレートマクロモノマー共重合体(単量体組成(部)=65/25/15) 20部 トリメチロールプロパントリメタクリレート 20部 キシレン 40部 酢酸3−メトキシブチル 840部 配合処方C カーボンブラック(平均粒径8nm、商品名:Statex、コロンビアン社製 ) 40部 ポリアクリル酸部分アルキルエステル系分散剤 40部 メタクリル酸t−ブチル/メタクリル酸グリシジル/ポリメチルメタクリレート マクロモノマー共重合体(単量体組成(部)=65/25/15) 20部 3−メトキシプロピオン酸メチル 900部 配合処方D カーボンブラック(平均粒径8nm、商品名:Statex、コロンビアン社製 ) 40部 3級アミン変性ポリエステル系分散剤 40部 メタクリル酸t−ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル/ポリメチルメタ クリレートマクロモノマー共重合体(単量体組成(部)=65/25/15) 20部 トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル 20部 キシレン 40部 酢酸3−メトキシブチル 840部 配合処方E フラーレンC60(平均粒径3nm) 40部 3級アミン変性ポリエステル系分散剤 40部 メタクリル酸t−ブチル/メタクリル酸グリシジル/ポリメチルメタクリレート マクロモノマー共重合体(単量体組成(部)=65/25/15) 20部 キシレン 40部 酢酸3−メトキシブチル 860部 配合処方A〜Eで調製した各組成物を孔径2.5μmの
メンブレンフィルターでろ過して、反射防止膜形成用組
成物を調製し、前記のようにしてレジストパターンの形
成および反射防止膜の性能評価を行った。評価結果を、
表1および表2に示す。
Examples 1 to 10 The antireflection film-forming composition used in each example was prepared according to the following formulation. Here, parts are based on weight. Formulation A Carbon black (average particle size 40 nm, trade name: Mitsubishi carbon black # 20B, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 40 parts Tertiary amine-modified polyurethane dispersant 40 parts t-butyl methacrylate / glycidyl methacrylate / poly Methylmethacrylate macromonomer copolymer (monomer composition (parts) = 65/25/15) 20 parts Methyl 3-methoxypropionate 900 parts Formulation B carbon black (average particle size 40 nm, trade name: Mitsubishi carbon black # 20B, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. 40 parts Tertiary amine-modified polyester dispersant 40 parts t-Butyl methacrylate / 2-hydroxyethyl methacrylate / polymethylmethacrylate macromonomer copolymer (monomer composition (parts) = 65/25/15) 20 parts Trimethylolpropane trimethacrylate Over preparative 20 parts of xylene 40 parts of 3-methoxybutyl acetate 840 parts Formulation C Carbon black (average particle size 8 nm, trade name: Statex, Columbian Co.) 40 parts Polyacrylic acid moiety alkyl ester dispersant 40 parts of methacrylic acid t-Butyl / glycidyl methacrylate / polymethylmethacrylate macromonomer copolymer (monomer composition (parts) = 65/25/15) 20 parts methyl 3-methoxypropionate 900 parts Formulation D carbon black (average particle size 8 nm, trade name: Statex, manufactured by Colombian) 40 parts Tertiary amine-modified polyester dispersant 40 parts t-butyl methacrylate / 2-hydroxyethyl methacrylate / polymethylmethacrylate macromonomer copolymer (monomer composition (Part) = 65/25/15) 20 copies Chi trimethylolpropane triglycidyl ether 20 parts Xylene 40 parts 3-methoxybutyl acetate 840 parts Formulation E fullerene C 60 (average particle size 3 nm) 40 parts of tertiary amine-modified polyester dispersant 40 parts of methacrylic acid t- butyl acrylate / glycidyl methacrylate / Polymethylmethacrylate macromonomer copolymer (monomer composition (parts) = 65/25/15) 20 parts Xylene 40 parts 3-methoxybutyl acetate 860 parts Each composition prepared by compounding formulation A-E has a pore size of 2 A composition for forming an antireflection film was prepared by filtering with a 0.5 μm membrane filter, and the formation of the resist pattern and the performance evaluation of the antireflection film were performed as described above. Evaluation results
The results are shown in Tables 1 and 2.

【0015】比較例1〜5 比較例1と比較例4では反射防止膜を使用しないで、ま
た比較例2、比較例3および比較例5では表1に示す配
合処方を使用した以外は、各実施例と同様にして、レジ
ストパターンの形成および反射防止膜の性能評価を行っ
た。評価結果を表1および表2に示す。
Comparative Examples 1 to 5 In Comparative Examples 1 and 4, no antireflection film was used, and in Comparative Examples 2, 3 and 5, the formulation shown in Table 1 was used, respectively. The resist pattern was formed and the performance of the antireflection film was evaluated in the same manner as in the examples. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明の反射防止膜形成用組成物は、保
存安定性に優れ、しかも該組成物を用いて形成した反射
防止膜は、反射防止効果が高く、ベーキング工程および
乾式エッチング工程中に昇華することがなく、かつホト
レジストとインターミキシングを生じることがないた
め、ポジ型およびネガ型のホトレジストと協働して、耐
熱性、乾式エッチング性、解像度、精度等に優れたレジ
ストパターンをもたらすことができる。したがって、本
発明の反射防止膜形成用組成物は、特に高集積度の集積
回路の製造に寄与するところが大である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The composition for forming an antireflection film of the present invention has excellent storage stability, and the antireflection film formed by using the composition has a high antireflection effect and is excellent in the baking process and the dry etching process. Since it does not sublime and does not cause intermixing with photoresist, it cooperates with positive and negative photoresists to provide a resist pattern with excellent heat resistance, dry etching property, resolution, precision, etc. be able to. Therefore, the composition for forming an antireflection film of the present invention greatly contributes to the production of a highly integrated circuit.

フロントページの続き (72)発明者 辻 昭 東京都中央区築地二丁目11番24号 日本合 成ゴム株式会社内Front page continuation (72) Inventor Akira Tsuji 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)放射線吸収性を有する非昇華性微
粒子、(b)高分子分散剤および(c)有機溶剤を含有
し、前記非昇華性微粒子が有機溶剤中に分散しているこ
とを特徴とする集積回路素子の製造に用いられる反射防
止膜形成用組成物。
1. A non-sublimable fine particle having (a) radiation absorption property, (b) a polymer dispersant and (c) an organic solvent, wherein the non-sublimable fine particle is dispersed in an organic solvent. A composition for forming an antireflection film, which is used in the manufacture of an integrated circuit device, comprising:
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