JP2008158308A - Pattern forming material and pattern forming method using the same - Google Patents

Pattern forming material and pattern forming method using the same Download PDF

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JP2008158308A JP2006347672A JP2006347672A JP2008158308A JP 2008158308 A JP2008158308 A JP 2008158308A JP 2006347672 A JP2006347672 A JP 2006347672A JP 2006347672 A JP2006347672 A JP 2006347672A JP 2008158308 A JP2008158308 A JP 2008158308A
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Masataka Endo
政孝 遠藤
Masaru Sasako
勝 笹子
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the resolution of a resist pattern in a multilayer resist process. <P>SOLUTION: An underlay film 102 is formed on a substrate 101 and heated, the underlay film comprising a pattern forming material containing a polymer prepared by polymerization of cycloolefin having a crosslinking group, and a heat-acid generator generating an acid by heat. Then intermediate film 103 containing silicon is formed on the underlay film 102, and an upper film 104 comprising a resist is formed thereon. The upper film 104 is exposed to an exposure light 106, and the exposed upper film 104 is developed to form a first pattern 104a from the upper film 104. The intermediate film 103 is etched, by using the first pattern 104a a mask to form a second pattern 103a from the intermediate film 103. Furthermore, the first pattern 104a and the second pattern 103a are used as a mask to form a third pattern 102a, that is superior in the profile is formed from the lower film 102. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の微細加工技術に適したパターン形成用材料及びそれを用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a pattern forming material suitable for a fine processing technique of a semiconductor device and a pattern forming method using the same.

半導体集積回路の大集積化及び半導体素子のダウンサイジングに伴って、リソグラフィ技術の開発の加速が望まれている。現在のところ、露光光としては、水銀ランプ、KrFエキシマレーザ又はArFエキシマレーザ等を光源とする光リソグラフィによりパターン形成が行なわれている。さらに、最近では、液浸リソグラフィにおいてArF光源の適用が試みられている。このような状況から、ArFエキシマレーザを用いたリソグラフィの延命化が重要視されており、リソグラフィに用いられるレジストの開発が進められている。   Along with the large integration of semiconductor integrated circuits and downsizing of semiconductor elements, acceleration of development of lithography technology is desired. At present, as exposure light, pattern formation is performed by photolithography using a mercury lamp, a KrF excimer laser, an ArF excimer laser or the like as a light source. Furthermore, recently, application of an ArF light source has been attempted in immersion lithography. Under such circumstances, it is important to extend the life of lithography using an ArF excimer laser, and development of resists used for lithography is being promoted.

ArFエキシマレーザを用いてリソグラフィを行なうには、レジスト材に含まれるポリマーの組成を変更することによって、その解像性を改善する方法がある(例えば、非特許文献1を参照。)。しかしながら、通常のレジスト材に含まれるポリマーの組成を変更する等ではパターンの解像性及び形状が十分に改善されるとはいえない。   In order to perform lithography using an ArF excimer laser, there is a method of improving the resolution by changing the composition of the polymer contained in the resist material (see, for example, Non-Patent Document 1). However, it cannot be said that the resolution and shape of the pattern are sufficiently improved by changing the composition of the polymer contained in the normal resist material.

従って、近年、レジスト材を薄膜化すると共に、該レジスト材とは異なる材料をレジスト膜に積層した多層レジストプロセスを用いる対応がなされている。多層レジストプロセスによると、原理的には薄膜化されたレジスト材により、パターンの解像性及び形状が改善される。このため、形成されたパターンを多層膜に転写することにより、良好なパターンが形成される。   Therefore, in recent years, measures have been taken to use a multilayer resist process in which a resist material is thinned and a material different from the resist material is laminated on the resist film. According to the multilayer resist process, in principle, the resolution and shape of the pattern are improved by the thin resist material. For this reason, a favorable pattern is formed by transferring the formed pattern to a multilayer film.

以下、従来のパターン形成用材料を用いたパターン形成方法について図7(a)〜図7(d)、図8(a)〜図8(c)及び図9(a)、図9(b)を参照しながら説明する。   7A to 7D, FIG. 8A to FIG. 8C, FIG. 9A, and FIG. 9B for pattern forming methods using conventional pattern forming materials. Will be described with reference to FIG.

まず、以下の組成を有する下層膜形成用材料を準備する。   First, an underlayer film forming material having the following composition is prepared.

ポリビニールフェノール(ベースポリマー)……………………………………………2g
トリス−1,3,5(N−ジヒドロキシメチル)メラミン(架橋剤)…………………0.1g
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸(熱酸発生剤)………………………………………………………………………………………………………0.06g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)……………………20g
次に、図7(a)に示すように、基板1の上に前記の下層膜形成用材料を塗布して、0.35μmの厚さを持つ下層膜2を形成する。
Polyvinylphenol (base polymer) ... 2g
Tris-1,3,5 (N-dihydroxymethyl) melamine (crosslinking agent) ……………… 0.1g
Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonic acid (thermal acid generator) ……………………………………………………………………………………………… ……… 0.06g
Propylene glycol monomethyl ether acetate (solvent) ……………… 20g
Next, as shown in FIG. 7A, the lower film forming material is applied onto the substrate 1 to form the lower film 2 having a thickness of 0.35 μm.

次に、図7(b)に示すように、下層膜2に対して、200℃の温度下で90秒間の加熱を行なって、下層膜2を架橋させる。   Next, as shown in FIG. 7B, the lower layer film 2 is heated at a temperature of 200 ° C. for 90 seconds to crosslink the lower layer film 2.

次に、図7(c)に示すように、架橋した下層膜2の上に、膜厚が80nmの中層膜形成用材料(信越化学(株)製SHB-A759)からなる中層膜3を形成する。   Next, as shown in FIG. 7 (c), an intermediate film 3 made of an intermediate film forming material (SHB-A759 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) having a thickness of 80 nm is formed on the crosslinked lower film 2. To do.

次に、図7(d)に示すように、中層膜3に対して、120℃の温度下で120秒間の加熱を行なう。   Next, as shown in FIG. 7D, the intermediate layer film 3 is heated at a temperature of 120 ° C. for 120 seconds.

次に、図8(a)に示すように、加熱された中層膜3の上に、膜厚が100nmのレジスト材料(住友化学(株)製PAR-855)からなる上層膜4を形成する。その後、NA(開口数)が0.85のArFエキシマレーザからなる露光光6をマスク7を介して上層膜4に照射してパターン露光を行なう。   Next, as shown in FIG. 8A, an upper film 4 made of a resist material (PAR-855 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a film thickness of 100 nm is formed on the heated intermediate film 3. Thereafter, pattern exposure is performed by irradiating the upper film 4 with exposure light 6 made of an ArF excimer laser having an NA (numerical aperture) of 0.85 through a mask 7.

次に、図8(b)に示すように、パターン露光が行なわれた上層膜4に対して、105℃の温度下で60秒間加熱した後、アルカリ現像液により現像を行なって、図8(c)に示すように、上層膜4から第1パターン4aを形成する。   Next, as shown in FIG. 8B, the upper layer film 4 that has been subjected to pattern exposure is heated at a temperature of 105 ° C. for 60 seconds, and then developed with an alkali developer. As shown in c), the first pattern 4 a is formed from the upper layer film 4.

次に、図9(a)に示すように、第1パターン4aをマスクとして中層膜3に対してエッチングを行なって、中層膜3から第2パターン3aを形成する。   Next, as shown in FIG. 9A, the middle layer film 3 is etched using the first pattern 4 a as a mask to form the second pattern 3 a from the middle layer film 3.

次に、図9(b)に示すように、第1パターン4a及び第2パターン3aをマスクとして下層膜2に対してエッチングを行なうことにより、下層膜2から、例えば90nmのライン幅を有する第3パターン2aを形成する。
S.W. Yoon et al., “Influence of resin properties to resist performance at ArF lithography”, Proc. SPIE, Vol.5376, p.583 (2004)
Next, as shown in FIG. 9B, by etching the lower layer film 2 using the first pattern 4a and the second pattern 3a as a mask, a first film having a line width of, for example, 90 nm is formed from the lower layer film 2. Three patterns 2a are formed.
SW Yoon et al., “Influence of resin properties to resist performance at ArF lithography”, Proc. SPIE, Vol.5376, p.583 (2004)

しかしながら、図9(b)に示すように、前記従来のパターン形成用材料を用いたパターン形成方法は、得られた第3パターン2aの形状が不良となる。   However, as shown in FIG. 9B, in the pattern forming method using the conventional pattern forming material, the shape of the obtained third pattern 2a becomes defective.

本願発明者らは、多層レジストプロセスに対して種々検討を重ねた結果、下層膜2に中層膜3からなる第2パターン3aを転写する際に下層膜2にパターン不良が起こることと、該パターン不良は下層膜2のエッチング耐性が不十分であることに起因しており、エッチング耐性が不十分な理由は、下層膜形成用材料に含まれる架橋剤による架橋反応が十分ではないことに起因するということを突き止めた。すなわち、従来は、架橋剤を下層膜形成用材料に添加することによって下層膜中の架橋を増やそうとしていたが、架橋剤を下層膜形成用材料に加えるだけでは、下層膜中の架橋反応は十分には起こらない。   As a result of various studies on the multilayer resist process, the inventors of the present application have found that a pattern defect occurs in the lower layer film 2 when the second pattern 3a made of the intermediate layer film 3 is transferred to the lower layer film 2, and the pattern The defect is caused by insufficient etching resistance of the lower layer film 2, and the reason why the etching resistance is insufficient is caused by insufficient crosslinking reaction by the crosslinking agent contained in the lower layer film forming material. I found out. In other words, conventionally, the cross-linking agent is added to the material for forming the lower layer film to increase the cross-linking in the lower layer film. It does n’t happen enough.

前記に鑑み、本発明は、多層レジストプロセスにおけるレジストパターンの解像性を向上させることを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to improve the resolution of a resist pattern in a multilayer resist process.

本願発明者らは、前述したように、リソグラフィにおける多層レジストプロセスにおいて、従来の下層膜は架橋反応が不十分であることから、エッチング耐性が十分ではなく、その結果レジストパターンが変形することを見出した。   As described above, the inventors of the present invention have found that, in the multilayer resist process in lithography, the conventional underlayer film has insufficient crosslinking reaction, so that the etching resistance is not sufficient, and as a result, the resist pattern is deformed. It was.

以上のことを踏まえ、本願発明者らはエッチング耐性が十分に高いパターン形成用材料を検討した結果、架橋性基を有するシクロオレフィンを重合したポリマーと熱酸発生剤よりなるパターン形成用材料、又は架橋性基と熱酸発生剤のユニットとを有するシクロオレフィンを重合したポリマーよりなる下層膜形成用材料を用いるとリソグラフィにおける多層レジストプロセスにおいて、レジストパターンの解像性が向上するという知見を得ている。   Based on the above, the present inventors examined a pattern forming material having sufficiently high etching resistance, and as a result, a pattern forming material comprising a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a thermal acid generator, or Acquired the knowledge that the use of a material for forming an underlayer film made of a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a thermal acid generator unit improves the resolution of the resist pattern in a multilayer resist process in lithography. Yes.

架橋性基を有するシクロオレフィンを重合したポリマーは、架橋時に炭素密度が高く、吸湿性が低く、ガラス転位温度(Tg)が高く、且つエッチング耐性の向上効果が高い。これらはシクロオレフィン本来の性質であって、ポリマー内の架橋性基を介して架橋することにより増大した効果である。   A polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group has a high carbon density at the time of crosslinking, a low hygroscopicity, a high glass transition temperature (Tg), and a high effect of improving etching resistance. These are inherent properties of cycloolefins, and are the effects increased by cross-linking through the cross-linkable group in the polymer.

なお、従来のように、下層材料内に架橋剤を添加するだけでは、架橋剤の自由度が大きいために架橋の度合いが大きくならない。また、通常の下層材料として用いられるビニールフェノールを重合したポリマーに架橋性基を結合させたとしても、ビニール基の自由度が大きいために架橋の度合いが大きくはならない。   Note that, as in the prior art, simply adding a crosslinking agent in the lower layer material does not increase the degree of crosslinking because the degree of freedom of the crosslinking agent is large. Further, even if a crosslinkable group is bonded to a polymer obtained by polymerizing vinyl phenol used as a normal lower layer material, the degree of crosslinking does not increase because the degree of freedom of the vinyl group is large.

また、従来のArFレーザ光に適用可能なシクロオレフィンを重合したポリマーを含むポジ型レジストは存在するが、該ポジ型レジストに架橋性基が添加されることはない。   Further, although there is a positive resist containing a polymer obtained by polymerizing cycloolefin applicable to conventional ArF laser light, a crosslinkable group is not added to the positive resist.

具体的に、本発明に係る第1のパターン形成用材料は、架橋性基を有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーと、熱により酸を発生する熱酸発生剤とを含むことを特徴とする。   Specifically, the first pattern forming material according to the present invention includes a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group, and a thermal acid generator that generates an acid by heat. .

第1のパターン形成用材料によると、十分な架橋反応によりエッチング耐性が向上するため、多層レジストプロセスにおけるパターンの解像性が向上する。これにより、例えば、ArFエキシマレーザ光源によるリソグラフィの延命化を図ることも可能となる。なお、架橋性基を有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーは、環状構造を有する炭化水素を含むポリマーであり、置換基として炭化水素又は該炭化水素以外の原子を含む構成であってもよい。   According to the first pattern forming material, the etching resistance is improved by a sufficient crosslinking reaction, so that the pattern resolution in the multilayer resist process is improved. This makes it possible to extend the life of lithography using an ArF excimer laser light source, for example. In addition, the polymer formed by polymerizing the cycloolefin having a crosslinkable group is a polymer containing a hydrocarbon having a cyclic structure, and may have a constitution containing a hydrocarbon or an atom other than the hydrocarbon as a substituent.

本発明に係る第2のパターン形成用材料は、架橋性基と熱により酸を発生する熱酸発生剤のユニットとを有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーを含むことを特徴とする。   The second pattern forming material according to the present invention includes a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a unit of a thermal acid generator that generates an acid by heat.

第2のパターン形成用材料によると、熱により酸を発生する熱酸発生剤を化学結合させた架橋性基を有するシクロオレフィンを重合させることにより、架橋性基同士の距離が近づく確率が高くなる。このため、架橋反応がより容易となるので、エッチング耐性がさらに向上する。   According to the second pattern-forming material, by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group obtained by chemically bonding a thermal acid generator that generates an acid by heat, the probability that the distance between the crosslinkable groups approaches is increased. . For this reason, since a crosslinking reaction becomes easier, etching tolerance further improves.

第1又は第2のパターン形成用材料において、シクロオレフィンには、ノルボルネン又はノルボルネン誘導体を用いることができる。   In the first or second pattern forming material, norbornene or a norbornene derivative can be used as the cycloolefin.

また、この場合に、ノルボルネン誘導体は一般式[化5]で表わされる。但し、本発明は[化5]に限られない。   In this case, the norbornene derivative is represented by the general formula [Chemical Formula 5]. However, the present invention is not limited to [Chemical Formula 5].

Figure 2008158308
Figure 2008158308

さらには、第1又は第2のパターン形成用材料において、シクロオレフィンには、ノルボルネンの2配位の構成であるトリシクロノネン又はトリシクロノネン誘導体を用いることができる。   Furthermore, in the first or second pattern forming material, tricyclononene or a tricyclononene derivative having a norbornene two-coordinate configuration can be used as the cycloolefin.

また、この場合に、トリシクロノネン誘導体は一般式[化6]で表わされる。但し、本発明は[化6]に限られない。   In this case, the tricyclononene derivative is represented by the general formula [Chem. 6]. However, the present invention is not limited to [Chemical Formula 6].

Figure 2008158308
Figure 2008158308

但し、nは0以上の整数であり、Rは、−COOH、−COOR(但し、Rはアルキル基)、−OH又は−OR(但し、Rはアルキル基)である。 However, n is an integer of 0 or more, R represents, -COOH, -COOR 1 (where, R 1 is an alkyl group), - OH or -OR 2 (where, R 2 is an alkyl group).

第1又は第2のパターン形成用材料において、架橋性基には、エポキシ基又はオキセタン基を用いることができる。   In the first or second pattern forming material, an epoxy group or an oxetane group can be used as the crosslinkable group.

また、第1のパターン形成用材料における熱酸発生剤又は第2のパターン形成用材料における熱酸発生剤のユニットには、スルホニウム塩型化合物、ヨードニウム塩型化合物又はホスホニウム塩型化合物を用いることができる。   Moreover, a sulfonium salt type compound, an iodonium salt type compound, or a phosphonium salt type compound is used for the unit of the thermal acid generator in the first pattern forming material or the thermal acid generator in the second pattern forming material. it can.

この場合に、スルホニウム塩型化合物には、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォン酸又はトリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルフォン酸を用いることができる。   In this case, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonic acid or triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonic acid can be used as the sulfonium salt type compound.

ヨードニウム塩型化合物には、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸又はジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォン酸を用いることができる。   As the iodonium salt type compound, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonic acid or diphenyliodonium nonafluorobutanesulfonic acid can be used.

ホスニウム塩型化合物には、ペンタフェニルホスニウムトリフルオロメタンスルフォン酸又はペンタフェニルホスニウムノナフルオロブタンスルフォン酸等を用いることができる。   For the phosnium salt type compound, pentaphenylphosnium trifluoromethanesulfonic acid, pentaphenylphosnium nonafluorobutanesulfonic acid, or the like can be used.

本発明に係る第1のパターン形成方法は、基板の上に、架橋性基を有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーと熱により酸を発生する熱酸発生剤とを含むパターン形成用材料からなる下層膜を形成する工程と、下層膜を加熱する工程と、加熱された下層膜の上に、中層膜を形成する工程と、中層膜の上に、レジストからなる上層膜を形成する工程と、上層膜に対して、露光光を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、パターン露光が行なわれた上層膜を現像することにより、上層膜から第1パターンを形成する工程と、第1パターンをマスクとして中層膜をエッチングすることにより、中層膜から第2パターンを形成する工程と、第1パターンと第2パターンとをマスクとして下層膜をエッチングすることにより、下層膜から第3パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とする。   A first pattern forming method according to the present invention comprises a pattern forming material comprising a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a thermal acid generator that generates an acid by heat on a substrate. A step of forming a lower layer film, a step of heating the lower layer film, a step of forming an intermediate layer film on the heated lower layer film, a step of forming an upper layer film made of a resist on the intermediate layer film, A step of selectively irradiating the upper layer film with exposure light to perform pattern exposure; a step of developing the upper layer film subjected to pattern exposure to form a first pattern from the upper layer film; Etching the middle layer film using the pattern as a mask to form a second pattern from the middle layer film, and etching the lower layer film using the first pattern and the second pattern as a mask, Characterized in that it comprises a step of forming a third pattern.

本発明の第1のパターン形成方法によると、本発明の第1のパターン形成用材料を用いているため、下層膜からなる第3パターンに対するエッチング耐性が向上するので、多層レジストプロセスにおけるパターンの解像性が向上する。   According to the first pattern forming method of the present invention, since the first pattern forming material of the present invention is used, the etching resistance to the third pattern made of the lower layer film is improved. The image quality is improved.

また、本発明に係る第2のパターン形成方法は、基板の上に、架橋性基と熱により酸を発生する熱酸発生剤のユニットとを有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーを含むパターン形成用材料からなる下層膜を形成する工程と、下層膜を加熱する工程と、加熱された下層膜の上に、中層膜を形成する工程と、中層膜の上に、レジストからなる上層膜を形成する工程と、上層膜に対して、露光光を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、パターン露光が行なわれた上層膜を現像することにより、レジスト膜から第1パターンを形成する工程と、第1パターンをマスクとして中層膜をエッチングすることにより、中層膜から第2パターンを形成する工程と、第1パターンと第2パターンとをマスクとして下層膜をエッチングすることにより、下層膜から第3パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とする。   Further, the second pattern formation method according to the present invention is a pattern formation including a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a unit of a thermal acid generator that generates an acid by heat on a substrate. Forming a lower layer film made of a material, a step of heating the lower layer film, a step of forming an intermediate layer film on the heated lower layer film, and an upper layer film made of resist on the intermediate layer film A step of selectively irradiating the upper layer film with exposure light to perform pattern exposure, and a step of developing the upper layer film subjected to pattern exposure to form a first pattern from the resist film And etching the middle layer film using the first pattern as a mask to form a second pattern from the middle layer film, and etching the lower layer film using the first pattern and the second pattern as a mask. Accordingly, characterized in that it comprises a step of forming a third pattern from the underlying film.

本発明の第2のパターン形成方法によると、本発明の第2のパターン形成用材料を用いているため、下層膜を形成する際に架橋性基同士の距離が近づく確率が高くなる。このため、下層膜において架橋反応がより容易となるので、下層膜に対するエッチング耐性がさらに向上する。その結果、多層レジストプロセスにおけるパターンの解像性が一層向上する。   According to the second pattern forming method of the present invention, since the second pattern forming material of the present invention is used, the probability that the distance between the crosslinkable groups approaches when forming the lower layer film is increased. For this reason, since a crosslinking reaction becomes easier in the lower layer film, the etching resistance to the lower layer film is further improved. As a result, the pattern resolution in the multilayer resist process is further improved.

第1又は第2のパターン形成方法において、中層膜はシリコンを含むことが好ましい。   In the first or second pattern forming method, the intermediate layer film preferably contains silicon.

第1又は第2のパターン形成方法において、露光光には、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、Xeレーザ光、Fレーザ光、KrArレーザ光、Arレーザ光、極紫外線又は電子線を用いることができる。特に、ArFエキシマレーザ光は本発明に好適であり、また、ArFエキシマレーザ光よりも波長が短い光源は、さらなる微細化に対応可能であるため好ましい。 In the first or second pattern forming method, the exposure light includes KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, Xe 2 laser light, F 2 laser light, KrAr laser light, Ar 2 laser light, extreme ultraviolet light, or electron beam Can be used. In particular, ArF excimer laser light is suitable for the present invention, and a light source having a shorter wavelength than ArF excimer laser light is preferable because it can cope with further miniaturization.

本発明に係るパターン形成用材料及びそれを用いたパターン形成方法によると、パターン形成用材料におけるエッチング耐性が向上して、多層レジストプロセスにおけるパターンの解像性が向上するため、形状に優れたパターンを得ることができる。   According to the pattern forming material and the pattern forming method using the same according to the present invention, the etching resistance in the pattern forming material is improved, and the pattern resolution in the multilayer resist process is improved. Can be obtained.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法について図1(a)〜図1(d)、図2(a)〜図2(c)及び図3(a)、図3(b)を参照しながら説明する。
(First embodiment)
FIG. 1A to FIG. 1D, FIG. 2A to FIG. 2C, and FIG. 3A regarding a pattern forming method using the pattern forming material according to the first embodiment of the present invention. This will be described with reference to FIG.

まず、以下の組成を有する下層膜形成用材料を準備する。   First, an underlayer film forming material having the following composition is prepared.

ポリ(5−エポキシメチルノルボルネン)(ベースポリマー)………………………2g
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸(熱酸発生剤)………………………………………………………………………………………………………0.06g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)……………………10g
次に、図1(a)に示すように、基板101の上に前記の下層膜形成用材料を塗布して、0.35μmの厚さを持つ下層膜102を形成する。
Poly (5-epoxymethylnorbornene) (base polymer) …………………… 2g
Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonic acid (thermal acid generator) ……………………………………………………………………………………………… ……… 0.06g
Propylene glycol monomethyl ether acetate (solvent) ……………… 10g
Next, as shown in FIG. 1A, the lower film forming material is applied on the substrate 101 to form the lower film 102 having a thickness of 0.35 μm.

次に、図1(b)に示すように、下層膜102に対して、200℃の温度下で90秒間の加熱を行なって、下層膜102を架橋させる。   Next, as shown in FIG. 1B, the lower layer film 102 is heated at a temperature of 200 ° C. for 90 seconds to crosslink the lower layer film 102.

次に、図1(c)に示すように、架橋した下層膜102の上に、膜厚が80nmのシリコン(Si)を含む中層膜形成用材料(信越化学(株)製SHB-A759)からなる中層膜103を形成する。   Next, as shown in FIG. 1C, an intermediate layer forming material (SHB-A759 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) containing silicon (Si) having a thickness of 80 nm on the cross-linked lower layer film 102 is used. An intermediate layer film 103 is formed.

次に、図1(d)に示すように、中層膜103に対して、120℃の温度下で120秒間の加熱を行なう。   Next, as shown in FIG. 1D, the intermediate layer film 103 is heated at a temperature of 120 ° C. for 120 seconds.

次に、図2(a)に示すように、加熱された中層膜103の上に、膜厚が100nmのレジスト材料(住友化学(株)製PAR-855)からなる上層膜104を形成する。その後、NA(開口数)が0.85のArFエキシマレーザからなる露光光106をマスク107を介して上層膜104に照射してパターン露光を行なう。   Next, as shown in FIG. 2A, an upper film 104 made of a resist material (PAR-855 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a film thickness of 100 nm is formed on the heated intermediate film 103. Thereafter, pattern exposure is performed by irradiating the upper layer film 104 with exposure light 106 made of an ArF excimer laser having an NA (numerical aperture) of 0.85 through a mask 107.

次に、図2(b)に示すように、パターン露光が行なわれた上層膜104に対して、105℃の温度下で60秒間加熱した後(露光後ベーク)、アルカリ現像液により現像を行なって、図2(c)に示すように、上層膜104から第1パターン104aを形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, the pattern-exposed upper layer film 104 is heated at 105 ° C. for 60 seconds (post-exposure baking) and then developed with an alkali developer. Then, as shown in FIG. 2C, the first pattern 104 a is formed from the upper layer film 104.

次に、図3(a)に示すように、第1パターン104aをマスクとして中層膜103に対して、フッ素(F)を主成分とするエッチングガスを用いたドライエッチングを行なって、中層膜103から第2パターン103aを形成する。   Next, as shown in FIG. 3A, dry etching using an etching gas containing fluorine (F) as a main component is performed on the middle layer film 103 using the first pattern 104 a as a mask, so that the middle layer film 103. A second pattern 103a is formed.

次に、図3(b)に示すように、第1パターン104a及び第2パターン103aをマスクとして下層膜102に対して、酸素(O)を主成分とするエッチングガスを用いたドライエッチングを行なうことにより、下層膜102から、例えばライン幅とスペース幅とが90nmの第3パターン102aを形成する。ここで、いわゆるラインアンドスペースの幅寸法は一例であり、第3パターン102aにおける幅寸法は例えば100nm以下の場合に本発明は有効である。 Next, as shown in FIG. 3B, dry etching using an etching gas mainly containing oxygen (O 2 ) is performed on the lower layer film 102 using the first pattern 104a and the second pattern 103a as a mask. As a result, a third pattern 102a having a line width and a space width of 90 nm is formed from the lower layer film 102, for example. Here, the width dimension of the so-called line and space is an example, and the present invention is effective when the width dimension of the third pattern 102a is, for example, 100 nm or less.

このように、第1の実施形態によると、下層膜102のパターン形成用材料を構成し、例えば、架橋性基であるエポキシ基を有するシクロオレフィンを重合してなるベースポリマーにポリ(5−エポキシメチルノルボルネン)を用い、熱により酸を発生する熱酸発生剤に、例えばトリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸を用いているため、下層膜102における架橋反応が十分に進行してエッチング耐性が向上する。その結果、多層レジストプロセスによる所望の第3パターン102aの解像性が向上して、該第3パターン102aのパターン形状が良好となる。   As described above, according to the first embodiment, the pattern forming material of the lower layer film 102 is formed, and, for example, a poly (5-epoxy) is formed on a base polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having an epoxy group which is a crosslinkable group. Since, for example, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonic acid is used as the thermal acid generator that generates acid by heat using methylnorbornene), the cross-linking reaction in the lower layer film 102 proceeds sufficiently to improve etching resistance. . As a result, the resolution of the desired third pattern 102a by the multilayer resist process is improved, and the pattern shape of the third pattern 102a is improved.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法について図4(a)〜図4(d)、図5(a)〜図5(c)及び図6(a)、図6(b)を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a pattern forming method using the pattern forming material according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (d), FIG. 5 (a) to FIG. Description will be made with reference to a) and FIG.

まず、以下の組成を有する下層膜形成用材料を準備する。   First, an underlayer film forming material having the following composition is prepared.

ポリ(5−オキセタンメチル−6−((フェニルメチル)ジフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸)ノルボルネン)(ベースポリマー)……………………2g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)……………………10g
次に、図4(a)に示すように、基板201の上に前記の下層膜形成用材料を塗布して、0.35μmの厚さを持つ下層膜202を形成する。
Poly (5-oxetanemethyl-6-((phenylmethyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonic acid) norbornene) (base polymer) ……………… 2g
Propylene glycol monomethyl ether acetate (solvent) ……………… 10g
Next, as shown in FIG. 4A, the lower layer film-forming material is applied onto the substrate 201 to form a lower layer film 202 having a thickness of 0.35 μm.

次に、図4(b)に示すように、下層膜202に対して、200℃の温度下で90秒間の加熱を行なって、下層膜202を架橋させる。   Next, as shown in FIG. 4B, the lower layer film 202 is heated at a temperature of 200 ° C. for 90 seconds to crosslink the lower layer film 202.

次に、図4(c)に示すように、架橋した下層膜202の上に、膜厚が80nmのシリコン(Si)を含む中層膜形成用材料(信越化学(株)製SHB-A759)からなる中層膜203を形成する。   Next, as shown in FIG. 4C, an intermediate layer forming material (SHB-A759 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) containing silicon (Si) having a thickness of 80 nm is formed on the crosslinked lower layer film 202. An intermediate layer film 203 is formed.

次に、図4(d)に示すように、中層膜203に対して、120℃の温度下で120秒間の加熱を行なう。   Next, as shown in FIG. 4D, the intermediate layer film 203 is heated at a temperature of 120 ° C. for 120 seconds.

次に、図5(a)に示すように、加熱された中層膜203の上に、膜厚が100nmのレジスト材料(住友化学(株)製PAR-855)からなる上層膜204を形成する。その後、NA(開口数)が0.85のArFエキシマレーザからなる露光光206をマスク207を介して上層膜204に照射してパターン露光を行なう。   Next, as shown in FIG. 5A, an upper film 204 made of a resist material (PAR-855 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a film thickness of 100 nm is formed on the heated intermediate film 203. Thereafter, pattern exposure is performed by irradiating the upper film 204 with exposure light 206 made of an ArF excimer laser having an NA (numerical aperture) of 0.85 through a mask 207.

次に、図5(b)に示すように、パターン露光が行なわれた上層膜204に対して、105℃の温度下で60秒間加熱した後(露光後ベーク)、アルカリ現像液により現像を行なって、図5(c)に示すように、上層膜204から第1パターン204aを形成する。   Next, as shown in FIG. 5B, the upper layer film 204 that has been subjected to pattern exposure is heated for 60 seconds at a temperature of 105 ° C. (post-exposure baking), and then developed with an alkali developer. Then, as shown in FIG. 5C, a first pattern 204a is formed from the upper layer film 204.

次に、図6(a)に示すように、第1パターン204aをマスクとして中層膜203に対して、フッ素(F)を主成分とするエッチングガスを用いたドライエッチングを行なって、中層膜203から第2パターン203aを形成する。   Next, as shown in FIG. 6A, dry etching using an etching gas containing fluorine (F) as a main component is performed on the intermediate layer film 203 using the first pattern 204a as a mask, thereby forming the intermediate layer film 203. A second pattern 203a is formed.

次に、図6(b)に示すように、第1パターン204a及び第2パターン203aをマスクとして下層膜202に対して、酸素(O)を主成分とするエッチングガスを用いたドライエッチングを行なうことにより、下層膜202から、例えばライン幅とスペース幅とが90nmの第3パターン202aを形成する。ここで、ラインアンドスペースの幅寸法は一例に過ぎず、第3パターン202aの幅寸法は例えば100nm以下の場合に本発明は有効である。 Next, as shown in FIG. 6B, dry etching using an etching gas mainly composed of oxygen (O 2 ) is performed on the lower layer film 202 using the first pattern 204a and the second pattern 203a as a mask. As a result, a third pattern 202a having a line width and a space width of 90 nm is formed from the lower layer film 202, for example. Here, the width dimension of the line and space is only an example, and the present invention is effective when the width dimension of the third pattern 202a is, for example, 100 nm or less.

このように、第2の実施形態によると、下層膜202のパターン形成用材料を構成し、例えば、架橋性基であるオキセタン基と熱により酸を発生する熱酸発生剤のユニットとを有するシクロオレフィンを重合してなるベースポリマーに、ポリ(5−オキセタンメチル−6−((フェニルメチル)ジフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸)ノルボルネン)を用いているため、下層膜202における架橋反応が、より一層進行してエッチング耐性がさらに向上する。その結果、多層レジストプロセスによる所望の第3パターン202aの解像性が向上して、該第3パターン202aのパターン形状が良好となる。   As described above, according to the second embodiment, the pattern forming material of the lower layer film 202 is configured. Since poly (5-oxetanemethyl-6-((phenylmethyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonic acid) norbornene) is used as the base polymer obtained by polymerizing olefin, the crosslinking reaction in the lower layer film 202 is more improved. The etching resistance is further improved by further progress. As a result, the resolution of the desired third pattern 202a by the multilayer resist process is improved, and the pattern shape of the third pattern 202a is improved.

なお、露光光106、206には、ArFエキシマレーザ光を用いたが、これに限られず、KrFエキシマレーザ光、Xeレーザ光、Fレーザ光、KrArレーザ光、Arレーザ光、極紫外線又は電子線を用いることができる。特に、Xeレーザ光、Fレーザ光、KrArレーザ光、Arレーザ光、極紫外線又は電子線を用いる場合には、第3パターン202aのさらなる微細化を実現できる。 Incidentally, the exposure light 106 and 206, but using an ArF excimer laser beam is not limited thereto, KrF excimer laser, Xe 2 laser, F 2 laser, KrAr laser, Ar 2 laser beam, extreme ultraviolet Alternatively, an electron beam can be used. In particular, when Xe 2 laser light, F 2 laser light, KrAr laser light, Ar 2 laser light, extreme ultraviolet light, or an electron beam is used, further miniaturization of the third pattern 202a can be realized.

熱酸発生剤は、スルホニウム塩型化合物としては、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルフォン酸に代えて、例えばトリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルフォン酸等を用いることができる。   As the thermal acid generator, as the sulfonium salt type compound, for example, triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonic acid or the like can be used instead of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonic acid.

また、熱酸発生剤には、スルホニウム塩型化合物に代えて、ヨードニウム塩型化合物を用いることができる。この場合には、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸又はジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルフォン酸等を用いることができる。   Further, as the thermal acid generator, an iodonium salt type compound can be used instead of the sulfonium salt type compound. In this case, for example, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonic acid or diphenyliodonium nonafluorobutanesulfonic acid can be used.

さらに、熱酸発生剤には、ホスニウム塩型化合物を用いることができ、この場合には、例えばペンタフェニルホスニウムトリフルオロメタンスルフォン酸又はペンタフェニルホスニウムノナフルオロブタンスルフォン酸等を用いることができる。   Furthermore, a phosnium salt type compound can be used as the thermal acid generator. In this case, for example, pentaphenylphosnium trifluoromethanesulfonic acid or pentaphenylphosnium nonafluorobutanesulfonic acid can be used.

また、酸発生剤には、熱により酸を発生する熱酸発生剤に限られず、光により酸を発生する光酸発生剤を用いることができる。この場合には、光酸発生剤として、例えば、ナフチルイミドスルフォン酸トリフルオロメチルエステル、ナフチルイミドスルフォン酸ノナフルオロブチルエステル又はナフチルイミドスルフォン酸トシルエステルを用いることができる。なお、熱酸発生剤に代えて、光酸発生剤を用いる場合には、図1(b)及び図4(b)に示した加熱工程に代えて、下層膜102、202に対して照射光を均一に照射する光照射工程を設ける必要がある。   The acid generator is not limited to a thermal acid generator that generates an acid by heat, and a photoacid generator that generates an acid by light can be used. In this case, for example, naphthylimide sulfonic acid trifluoromethyl ester, naphthylimide sulfonic acid nonafluorobutyl ester or naphthylimide sulfonic acid tosyl ester can be used as the photoacid generator. When a photoacid generator is used instead of the thermal acid generator, the irradiation light is applied to the lower layer films 102 and 202 in place of the heating step shown in FIGS. 1B and 4B. It is necessary to provide a light irradiation step for uniformly irradiating the light.

本発明に係るパターン形成用材料及びそれを用いたパターン形成方法は、パターン形成用材料のエッチング耐性が向上して、多層レジストプロセスにおけるパターンの解像性が向上するため、形状に優れたパターンを得ることができ、半導体装置の微細加工技術に適したパターン形成用材料及びそれを用いたパターン形成方法等に有用である。   The pattern forming material and the pattern forming method using the same according to the present invention improve the etching resistance of the pattern forming material and improve the pattern resolution in the multilayer resist process. It can be obtained and is useful for a pattern forming material suitable for a fine processing technique of a semiconductor device, a pattern forming method using the material, and the like.

(a)〜(d)は本発明の第1の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method using the pattern formation material which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)〜(c)は本発明の第1の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method using the pattern formation material which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)及び(b)は本発明の第1の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A) And (b) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method using the pattern formation material which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)〜(d)は本発明の第2の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method using the pattern formation material which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)〜(c)は本発明の第2の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method using the pattern formation material which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)及び(b)は本発明の第2の実施形態に係るパターン形成用材料を用いたパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A) And (b) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method using the pattern formation material which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)〜(d)は従来の多層レジストプロセスによるパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method by the conventional multilayer resist process. (a)〜(c)は従来の多層レジストプロセスによるパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method by the conventional multilayer resist process. (a)及び(b)は従来の多層レジストプロセスによるパターン形成方法の各工程を示す断面図である。(A) And (b) is sectional drawing which shows each process of the pattern formation method by the conventional multilayer resist process.

符号の説明Explanation of symbols

101 基板
102 下層膜
102a 第3パターン
103 中層膜
103a 第2パターン
104 上層膜
104a 第1パターン
106 露光光
107 マスク
201 基板
202 下層膜
202a 第3パターン
203 中層膜
203a 第2パターン
204 上層膜
204a 第1パターン
206 露光光
207 マスク
101 Substrate 102 Lower layer film 102a Third pattern 103 Middle layer film 103a Second pattern 104 Upper layer film 104a First pattern 106 Exposure light 107 Mask 201 Substrate 202 Lower layer film 202a Third pattern 203 Middle layer film 203a Second pattern 204 Upper layer film 204a First Pattern 206 Exposure light 207 Mask

Claims (20)

架橋性基を有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーと、
熱により酸を発生する熱酸発生剤とを含むことを特徴とするパターン形成用材料。
A polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group;
A pattern forming material comprising a thermal acid generator that generates an acid by heat.
架橋性基と熱により酸を発生する熱酸発生剤のユニットとを有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーを含むことを特徴とするパターン形成用材料。   A pattern forming material comprising a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a unit of a thermal acid generator that generates an acid by heat. 前記シクロオレフィンは、ノルボルネン又はノルボルネン誘導体であることを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン形成用材料。   The pattern forming material according to claim 1, wherein the cycloolefin is norbornene or a norbornene derivative. 前記ノルボルネン誘導体は、一般式[化1]で表わされることを特徴とする請求項3に記載のパターン形成用材料。
Figure 2008158308
但し、nは0以上の整数であり、Rは、−COOH、−COOR(但し、Rはアルキル基)、−OH又は−OR(但し、Rはアルキル基)である。
The pattern forming material according to claim 3, wherein the norbornene derivative is represented by a general formula [Chemical Formula 1].
Figure 2008158308
However, n is an integer of 0 or more, R represents, -COOH, -COOR 1 (where, R 1 is an alkyl group), - OH or -OR 2 (where, R 2 is an alkyl group).
前記シクロオレフィンは、トリシクロノネン又はトリシクロノネン誘導体であることを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン形成用材料。   The pattern forming material according to claim 1, wherein the cycloolefin is tricyclononene or a tricyclononene derivative. 前記トリシクロノネン誘導体は、一般式[化2]で表わされることを特徴とする請求項5に記載のパターン形成用材料。
Figure 2008158308
但し、nは0以上の整数であり、Rは、−COOH、−COOR(但し、Rはアルキル基)、−OH又は−OR(但し、Rはアルキル基)である。
The pattern forming material according to claim 5, wherein the tricyclononene derivative is represented by a general formula [Chemical Formula 2].
Figure 2008158308
However, n is an integer of 0 or more, R represents, -COOH, -COOR 1 (where, R 1 is an alkyl group), - OH or -OR 2 (where, R 2 is an alkyl group).
前記架橋性基は、エポキシ基又はオキセタン基であることを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン形成用材料。   The pattern forming material according to claim 1, wherein the crosslinkable group is an epoxy group or an oxetane group. 前記熱酸発生剤は、スルホニウム塩型化合物、ヨードニウム塩型化合物又はホスホニウム塩型化合物であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成用材料。   The pattern forming material according to claim 1, wherein the thermal acid generator is a sulfonium salt type compound, an iodonium salt type compound, or a phosphonium salt type compound. 前記熱酸発生剤のユニットは、スルホニウム塩型化合物、ヨードニウム塩型化合物又はホスホニウム塩型化合物であることを特徴とする請求項2に記載のパターン形成用材料。   The pattern forming material according to claim 2, wherein the unit of the thermal acid generator is a sulfonium salt type compound, an iodonium salt type compound, or a phosphonium salt type compound. 基板の上に、架橋性基を有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーと熱により酸を発生する熱酸発生剤とを含むパターン形成用材料からなる下層膜を形成する工程と、
前記下層膜を加熱する工程と、
加熱された前記下層膜の上に、中層膜を形成する工程と、
前記中層膜の上に、レジストからなる上層膜を形成する工程と、
前記上層膜に対して、露光光を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、
パターン露光が行なわれた前記上層膜を現像することにより、前記上層膜から第1パターンを形成する工程と、
前記第1パターンをマスクとして前記中層膜をエッチングすることにより、前記中層膜から第2パターンを形成する工程と、
前記第1パターンと前記第2パターンとをマスクとして前記下層膜をエッチングすることにより、前記下層膜から第3パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。
On the substrate, forming a lower layer film made of a pattern forming material containing a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a thermal acid generator that generates an acid by heat;
Heating the lower layer film;
Forming a middle layer film on the heated lower layer film;
Forming an upper film made of a resist on the intermediate film;
A step of selectively irradiating exposure light to the upper layer film to perform pattern exposure;
Forming the first pattern from the upper film by developing the upper film subjected to pattern exposure; and
Forming the second pattern from the middle layer film by etching the middle layer film using the first pattern as a mask;
And a step of forming a third pattern from the lower layer film by etching the lower layer film using the first pattern and the second pattern as a mask.
基板の上に、架橋性基と熱により酸を発生する熱酸発生剤のユニットとを有するシクロオレフィンを重合してなるポリマーを含むパターン形成用材料からなる下層膜を形成する工程と、
前記下層膜を加熱する工程と、
加熱された前記下層膜の上に、中層膜を形成する工程と、
前記中層膜の上に、レジストからなる上層膜を形成する工程と、
前記上層膜に対して、露光光を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、
パターン露光が行なわれた前記上層膜を現像することにより、前記上層膜から第1パターンを形成する工程と、
前記第1パターンをマスクとして前記中層膜をエッチングすることにより、前記中層膜から第2パターンを形成する工程と、
前記第1パターンと前記第2パターンとをマスクとして前記下層膜をエッチングすることにより、前記下層膜から第3パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。
On the substrate, forming a lower layer film made of a pattern forming material including a polymer obtained by polymerizing a cycloolefin having a crosslinkable group and a thermal acid generator unit that generates an acid by heat;
Heating the lower layer film;
Forming a middle layer film on the heated lower layer film;
Forming an upper film made of a resist on the intermediate film;
A step of selectively irradiating exposure light to the upper layer film to perform pattern exposure;
Forming the first pattern from the upper film by developing the upper film subjected to pattern exposure; and
Forming the second pattern from the middle layer film by etching the middle layer film using the first pattern as a mask;
And a step of forming a third pattern from the lower layer film by etching the lower layer film using the first pattern and the second pattern as a mask.
前記シクロオレフィンは、ノルボルネン又はノルボルネン誘導体であることを特徴とする請求項10又は11に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 10, wherein the cycloolefin is norbornene or a norbornene derivative. 前記ノルボルネン誘導体は、一般式[化3]で表わされることを特徴とする請求項12に記載のパターン形成方法。
Figure 2008158308
但し、nは0以上の整数であり、Rは、−COOH、−COOR(但し、Rはアルキル基)、−OH又は−OR(但し、Rはアルキル基)である。
The pattern forming method according to claim 12, wherein the norbornene derivative is represented by a general formula [Chemical Formula 3].
Figure 2008158308
However, n is an integer of 0 or more, R represents, -COOH, -COOR 1 (where, R 1 is an alkyl group), - OH or -OR 2 (where, R 2 is an alkyl group).
前記シクロオレフィンは、トリシクロノネン又はトリシクロノネン誘導体であることを特徴とする請求項10又は11に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 10, wherein the cycloolefin is tricyclononene or a tricyclononene derivative. 前記トリシクロノネン誘導体は、一般式[化4]で表わされることを特徴とする請求項14に記載のパターン形成方法。
Figure 2008158308
但し、nは0以上の整数であり、Rは、−COOH、−COOR(但し、Rはアルキル基)、−OH又は−OR(但し、Rはアルキル基)である。
The pattern forming method according to claim 14, wherein the tricyclononene derivative is represented by a general formula [Chemical Formula 4].
Figure 2008158308
However, n is an integer of 0 or more, R represents, -COOH, -COOR 1 (where, R 1 is an alkyl group), - OH or -OR 2 (where, R 2 is an alkyl group).
前記架橋性基は、エポキシ基又はオキセタン基であることを特徴とする請求項10又は11に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 10 or 11, wherein the crosslinkable group is an epoxy group or an oxetane group. 前記熱酸発生剤は、スルホニウム塩型化合物、ヨードニウム塩型化合物又はホスホニウム塩型化合物であることを特徴とする請求項10に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 10, wherein the thermal acid generator is a sulfonium salt type compound, an iodonium salt type compound, or a phosphonium salt type compound. 前記熱酸発生剤のユニットは、スルホニウム塩型化合物、ヨードニウム塩型化合物又はホスホニウム塩型化合物であることを特徴とする請求項11に記載のパターン形成方法。   12. The pattern forming method according to claim 11, wherein the unit of the thermal acid generator is a sulfonium salt type compound, an iodonium salt type compound, or a phosphonium salt type compound. 前記中層膜はシリコンを含むことを特徴とする請求項10又は11に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 10, wherein the intermediate layer film includes silicon. 前記露光光は、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、Xeレーザ光、Fレーザ光、KrArレーザ光、Arレーザ光、極紫外線又は電子線であることを特徴とする請求項10〜18のいずれか1項に記載のパターン形成方法。 The exposure light is KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, Xe 2 laser light, F 2 laser light, KrAr laser light, Ar 2 laser light, extreme ultraviolet light, or an electron beam. 19. The pattern forming method according to any one of items 18.
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