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QUERVERWEIS
ZU EINER VERWANDTEN ANMELDUNG
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Diese
Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen
Patentanmeldung Nr. 2001-111740, eingereicht am 10. April 2001,
deren Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Resistzusammensetzung, welche ein
strahlungsempfindliches Material ist, das bei der Herstellung von
Halbleiteranordnungen verwendet wird, und ein Verfahren zur Bildung eines
gemusterten Films unter Verwendung der Resistzusammensetzung. Die
hier verwendeten Strahlungen schließen Ultraviolettstrahlen, Vakuum-Ultraviolettstrahlen,
ferne Ultraviolettstrahlen, Röntgenstrahlen
und Elektronenstrahlen ein.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Bei
der Herstellung von Halbleiteranordnungen, wie integrierten Halbleiterschaltungen,
ist die Bildung feiner Muster unerläßlich. Zur Bildung eines feinen
Musters auf einer integrierten Halbleiterschaltung ist die Verwendung
einer Lithographietechnik erforderlich, bei der ein Resistmaterial
auf einem Film aufgebracht wird, der auf einem Substrat vorgesehen
ist, um verarbeitet zu werden, wodurch eine Resistschicht gebildet
wird, die Resistschicht dann selektiv belichtet und entwickelt wird,
um ein Resistmuster vorzusehen, das erhaltene Resistmuster als Maske
verwendet wird, um den darunterliegenden Film trocken zu ätzen, wodurch
das Muster des Resists auf den Film transferiert wird, und die Resistschicht
dann entfernt wird, um den Film mit einem gewünschten Muster auf dem Substrat
zurückzulassen.
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Als
für die
Belichtung einer Resistschicht verwendete Strahlung wurden anfänglich Ultraviolettstrahlen verwendet,
und im Laufe der Zeit wurden ferne Ultraviolettstrahlen oder Röntgenstrahlen,
die eine kürzere
Wellenlänge
haben, oder Elektronenstrahlen aufgrund der Miniaturisierung der
zu bildenden Muster verwendet. Mit der Änderung der verwendeten Strahlung
ist ein Resistmaterial erforderlich, das eine gute Auflösung, hohe Empfindlichkeit
und ausgezeichnete Trockenätzbeständigkeit
entsprechend der Strahlung aufweist. Insbesondere mit einer Belichtung
unter Verwendung eines Excimerlaserstrahls ist eine hochenergetische
Belichtung unausweichlich, um die Empfindlichkeit eines Resistmaterials
zu erhöhen,
während
seine Auflösung
beibehalten wird, aufgrund der Absorption eines Benzolrings, der
in herkömmlichen
Resistmaterialien enthalten ist, und es gab Probleme, wie eine verringerte
Haltbarkeit einer Linse aus Quarz oder dgl., die in einer Strahlungsquellenvorrichtung
verwendet wird, und die Notwendigkeit einer hohen Laserleistung.
Andererseits kann mit einer Elektronenstrahlbelichtung, die inhärent einen
niedrigen Durchsatz aufweist, keine Verbesserung des Durchsatzes
erhalten werden, außer
es wird ein Resistmaterial mit einer hohen Empfindlichkeit verwendet.
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Demgemäß werden
verschiedene Resistmaterialien entsprechend der Wellenlänge des
zur Belichtung verwendeten Lichts angeboten. Als ein Typ dieser
Materialien werden verschiedenste chemisch verstärkte Resistmaterialien vorgesehen.
Im Prinzip ist ein chemisch verstärktes Resist eine Zusammensetzung,
die ein säureempfindliches
Material und einen Säuregenerator
umfaßt.
Durch die Verwendung einer derartigen Zusammensetzung kann eine
Resistmaske mit einem vorherbestimmten Muster gebildet werden durch
Belichten der Zusammensetzung, um eine Säure aus dem Säuregenerator
unter der Einwirkung von Licht oder Strahlung zu generieren, und
an schließendes
Umsetzen eines säureempfindlichen
Materials unter Verwendung der generierten Säure als Katalysator durch Backen
nach der Belichtung (Nachbacken), um dadurch eine Änderung
der Löslichkeit
der Zusammensetzung in einem Entwickler zu verursachen. Mit den.
chemisch verstärkten
Resistmaterialien gab es ein Problem, sie mit einer hohen Empfindlichkeit
zu versehen, ohne andere Eigenschaften wie die Auflösung zu
verändern.
Dies wird nachstehend mit Bezugnahme auf ein chemisch verstärktes Resist
als Beispiel erläutert,
das für
eine Belichtung mit einem ArF-Excimerlaserstrahl verwendet wird.
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Eine
Resistzusammensetzung unter Verwendung eines alkalilöslichen
hydrierten Phenolharzes, bei dem einige der Hydroxyl-Gruppen davon
mit Gruppen substituiert sind, die in einer Säure instabil sind, wird beispielsweise
in der
JP 6-51518 A (Zeon
Corporation) vorgeschlagen, Diese Veröffentlichung sieht ein chemisch
verstärktes
Resist, das ausgeglichene Eigenschaften der Empfindlichkeit, Auflösung, Ätzbeständigkeit, Lagerstabilität u.a. aufweist,
unter Verwerndung des hydrierten Phenolharzes als Basisharz vor,
sie offenbart jedoch keine Technik, um das chemisch verstärkte Resist
empfindlicher für
eine Belichtungsstrahlung zu machen.
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Es
ist bekannt, daß eine
Resistzusammensetzung unter Verwendung eines Copolymers von zwei
Methacrylmonomeren, 2-Methyladamantylmethacrylat und γ-Butyrolactonmethacrylat,
als Basisharz, und auch unter Verwendung eines Photosäuregenerators,
der auf einem Oniumsalz von Sulfonsäure basiert, und eines Quenchers
auf Anilin-Basis, ein chemisch verstärktes Resistmaterial ist, das
mit guter Auflösung
und praktischer Trockenätzbeständigkeit
versehen ist. Das Copolymer, als Basisharz in diesem Resistmaterial,
wird dargestellt durch die allgemeine Formel:
wobei das Copolymer die 2-Methyladamantyl-Gruppe
anstelle, eines Benzolrings einschließt, der in einem Basisharz
enthalten ist, das in einem herkömmlichen
Resistmaterial für
eine ArF-Excimerlaserbelichtung verwendet wird, und Strahlung bei
der Wellenlänge
des ArF-Excimerlaserstrahls stark absorbiert. Ein derartiges Resistmaterial
unter Verwendung des Copolymers von zwei Methacrylmonomeren hat
eine Empfindlichkeit in der Größenordnung
von 10 bis 20 mJ/cm
2 unter Bedingungen,
die eine praktische Auflösung
beibehalten, obwohl die Empfindlichkeit von den verwendeten Verfahrensbedingungen
abhängig
ist. Um eine praktische Linsenlebensdauer im Fall der Verwendung
eines ArF-Excimerlaserstrahls sicherzustellen, ist es im allgemeinen
erforderlich, daß ein
Resistmaterial bei einer Empfindlichkeit von 10 mJ/cm
2 oder
wenige r aufgelöst
werden kann. Das Basisharz im obigen Resistmaterial kann jedoch
aufgrund der Verwendung einer Ester-Gruppe, die einen quaternären Kohlenstoff
enthält,
der eine hohe Aktivierungsenergie aufweist, als bei der Belichtung
rea- gierende Gruppe keine höhere
Empfindlichkeit aufweisen.
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Andererseits
kann eine Reaktionsgruppe des den qua- ternären Kohlenstoff enthaltenden
Esters ein Resistmaterial mit überlegener
Auflösung
vorsehen, da sie ihre Polarität vor
und nach einer Reaktion stark ändert,
und sie kann leicht einen hohen Kontrast beim Lösen des Materials in einem
Entwickler ergeben. Aus diesem Grund wird die den quaternären Kohlenstoff
enthaltende Ester-Gruppe als Reaktionsgruppe nicht nur in Resists
für eine
ArF-Excimerlaserstrahlbelichtung, sondern auch verschiedensten Resists
für einen
KrF-Excimerlaserstrahl, F2-Laserstrahl, extreme
Ultraviolett (EUV)-Strahlung und Elektronenstrahlbelichtung verwendet.
Es ist jedoch auch für
diese Resistmaterialien schwierig, sowohl eine gute Auflösung als
auch eine gute Empfindlichkeit aufzuweisen, wie es die Resistmaterialien
für ArF-Excimerlaserstrahlbelichtung
tun.
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Aus
den Druckschriften
US
5856561 A und
EP
1004568 A2 ist jeweils eine chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
bekannt, welche ein Basisharz, das in Anwesenheit einer Säure reagiert,
einen Phosphorsäuregenerator,
der bei Belichtung eine Säure
generiert, und eine Verbindung mit der Kombination einer Acetal-Gruppe
und einer Stelle, die durch eine Säure eliminiert wird, in ihrem
Molekül
umfasst.
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Die
Druckschrift
DE 4125258
A1 beschreibt einen Auflösungsinhibitor, der eine Verbindung
mit der Kombination einer Acetal-Gruppe und einer Stelle, die durch
eine Säure
eliminiert wird, umfasst.
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Die
Druckschriften
EP 1143300
A1 ,
EP 0999474
A1 ,
DE 19721693
A1 und
EP
0829766 A2 zeigen jeweils eine chemisch verstärkte Resistzusammensetzung,
umfassend ein Basisharz, das ein Copolymer mit der Kombination einer
Acetal-Gruppe und
einer durch eine Säure
eliminierten Stelle in einer Wiederholungseinheit ist, und in Anwesenheit
einer Säure
reagiert, und einen Phosphorsäuregenerator,
der bei Belichtung eine Säure
generiert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
eines Typs vorzusehen, der seine Löslichkeit, unter dem Effekt
einer Säure,
die bei der Belichtung mit einer Strahlung generiert wird, in einem
Entwickler an Teilen, die mit der Strahlung belichtet werden, ändert, wobei
die Zusammensetzung eine hohe Reaktivität gegenüber einer bei der Belichtung
generierten Säure
aufweist, so daß die
Eliminierung einer Schutzgruppe auf einem säurempfindlichen Material leicht
fortschreitet, und eine verbesserte Empfindlichkeit verglichen mit
herkömmlichen
Zusammensetzungen eines ähnlichen
Typs aufweist.
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Es
ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bildung eines
gemusterten Films unter Verwendung der chemisch verstärkten Resistzusammensetzung
gemäß der Erfindung
vorzusehen.
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Um
die obigen Probleme zu lösen,
wird in der Erfindung eine Verbindung verwendet, die, in Kombination,
eine Acetal-Gruppe und eine Stelle, die durch eine Säure eliminiert
wird, in ihrem Molekül
(dasselbe Gerüst)
aufweist, wobei die Verbindung dargestellt ist durch die Formel
gemäß Anspruch
1. Alternativ dazu ist in einem Aspekt der Erfindung die chemisch
verstärkte
Resistzusammensetzung eine Zusammensetzung, welche ein Basisharz,
das ein Copolymer mit der Kombination einer Acetal-Gruppe und einer
von einer Säure
eliminierten Stelle in einer Wiederholungseinheit ist, und in Anwesenheit
einer Säure
reagiert, und einen Photosäuregenerator,
der bei Belichtung eine Säure
generiert, umfasst, wobei das Copolymer dargestellt wir durch eine
der Formeln gemäß Anspruch
4.
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In
beiden Fällen
der Verwendung einer chemisch verstärkten Resistzusammensetzung,
die, als Additiv, die wie oben angegebene Verbindung enthält, und
der Verwendung einer chemisch verstärkten Resistzusammensetzung,
die, als Basisharz, die ebenfalls wie oben angegebene Verbindung
enthält,
kann ein Resistmuster auf einem Film gebildet werden, der an der
Oberfläche
eines Substrats vorgesehen ist, indem die chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
auf dem Film auf dem Substrat aufgebracht wird, um eine Resistschicht
zu bilden, die Resistschicht vorgebacken wird, die vorgebackene
Resistschicht mit einer Strahlung selektiv belichtet wird, die belichtete
Resistschicht nachgebacken wird, und, dann die nachgebackene Resistschicht
entwickelt wird, und indem das entwickelte Resistmuster als Maske
verwendet wird, kann der darunterliegende Film gemustert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1A bis 1D veranschaulichen
ein Verfahren zur Bildung eines gemusterten Films auf einem Substrat
unter Verwendung der chemisch verstärkten Resistzusammensetzung
der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
der Erfindung wird eine Verbindung verwendet, welche, in Kombination,
eine Acetal-Gruppe und eine Stelle, die durch eine Säure eliminiert
wird, in ihrem Molekül
(dasselbe Gerüst)
aufweist. Diese Verbindung wird dargestellt durch die Formel:
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Die
Verbindung hat, in ihrem Molekül,
eine Acetal-Gruppe und eine Carboxylat-Stelle, die mit einer Abgangsgruppe
versehen ist, welche durch eine Säure eliminiert wird. Die Acetal-Gruppe der hier als
Beispiel angegebenen Verbindung geht eine Eliminierungsreaktion
bei Normaltemperatur in Anwesenheit einer Säure ein, die von einem Photosäuregenerator
in einer chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung bei Belichtung generiert wird, um dadurch
eine weitere Säure
zu generieren. Durch die Erhöhung
der Temperatur verläßt der Sub stituent
(Abgangsgruppe) an der Stelle des Carbonsäureesters die Stelle, und demgemäß wird eine
Säure auch
von dieser Stelle generiert. So schreitet eine Sequenz von Reaktionen
der obigen Verbindung in Anwesenheit einer Säure wie in der folgenden Reaktionsformel
gezeigt fort und erzeugt schließlich
ein Produkt mit einer Ringstruktur:
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In
der Sequenz von Reaktionen hat die Verbindung der Formel (II) mit
einer Hydroxyl-Gruppe und einer Carboxyl-Gruppe in ihrem Molekül, was durch
die Eliminierung der Acetal-Gruppe und die Eliminierung des Substituenten
an der Carboxylat-Stelle der Verbindung der Formel (I) erzeugt wird,
aufgrund niedriger Aktivierungsenergien beider Gruppen leicht eine
Ringbildungsreaktion im Molekül,
und schließlich
wird das durch die Formel (III) gezeigte Ringstrukturprodukt erzeugt.
Auf diese Weise schreitet die Sequenz von Reaktionen einer Säurezerstörung und
Ringbildung ungestört
in Anwesenheit einer Säure
fort. Das Endprodukt, das eine Ringstruktur aufweist und in einer
Resistzusammensetzung nach der Belichtung zurückbleibt, ist leicht in einem
Entwickler zu lösen,
der beispielsweise durch eine wässerige
Lösung
von Tetramethylammoniumhydroxid ((TMAH)aq.) dargestellt wird. Demgemäß, und insbesondere
im Fall positiver Resistzusammensetzungen, kann die Resistzusammensetzung
nach der Belichtung durch eine kleinere Menge an Entwickler entwickelt werden,
was für
die Verbesserung der Empfindlichkeit der Re sistzusammensetzung nützlich ist.
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Obwohl
die oben beschriebene Verbindung die Acetal-Gruppe und die Stelle, die durch eine
Säure eliminiert
wird, an den jeweiligen Enden des Moleküls aufweist, ist es zulässig, daß eine oder
beide der Acetal-Gruppe und der Stelle, die durch eine Säure eliminiert
wird, nicht an den Enden des Moleküls vorliegen. In diesem Fall
wird es bevorzugt, daß die
Acetal-Gruppe und die Stelle, die durch eine Säure eliminiert wird, an solchen
Orten sind, daß ein
Endprodukt eine Ringstruktur durch Reaktionen in Anwesenheit der
generierten Säue
aufweisen kann. Dies gilt auch für
den Fall, wo als Basisharz ein Copolymer verwendet wird, das, in
einer Wiederholungseinheit die Acetal-Gruppe und die Stelle, die
durch eine Säure
eliminiert wird, aufweist. In diesem Fall wird es auch bevorzugt,
daß sowohl
die Acetal-Gruppe als auch die Stelle, die durch eine Säure eliminiert
wird, an solchen, Orten sind, daß ein Endprodukt eine Ringstruktur
durch Reaktionen in Anwesenheit der generierten Säure aufweisen
kann. Aufgrund der Tatsache, daß das
Endprodukt, das durch die Sequenz von Reaktionen der Verbindung
in Anwesenheit der generierten Säure
erzeugt wird, eine Ringstruktur hat, kann erwartet werden, daß die chemisch
verstärkte
Resistzusammensetzung der Erfindung eine höhere Empfindlichkeit verglichen
mit einer chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung unter Verwendung eines Polymers mit einer
Struktur aufweist, die nur eine Acetal-Gruppe einschließt, wie
beispielsweise in der JP 6-51518 A beschrieben. Es wird auch bevorzugt,
daß die
in der Erfindung verwendete Zusammensetzung eine Struktur hat, die
stereostrukturell eine hohe Reaktivität zeigt.
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Als
Verbindung, welche die Acetal-Gruppe in der Mitte eines Molekülgerüsts und
die Stelle, die durch eine Säure
eliminiert wird, am Ende des Moleküls aufweisen, wird auf eine
Verbindung bezuggenommen, die dargestellt wird durch die folgende
Formel:
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Die
Verbindung dieser Formel kann schließlich ein Produkt mit einer
Ringstruktur in Anwesenheit einer von einem Säuregenerator generierten Säure erzeugen,
wie die vorstehend beschriebene Verbindung mit der Acetal-Gruppe
und der Stelle, die durch eine -Säure eliminiert wird, an den
Enden des Moleküls,
wie folgt:
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In
der Erfindung kann ein Basisharz, das selbst die chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
darstellt, die Verbindung mit der Kombination der Acetal-Gruppe
und der Stelle, die durch eine Säure
eliminiert wird, sein. In diesem Fall liegen die Acetal-Gruppe und
die Stelle, die durch eine Säure
eliminiert wird, in einer Wiederholungseinheit des Basisharzes vor.
Als Harz mit der Acetal-Gruppe und der Stelle, die durch eine Säure eliminiert
wird, in einer Wiederholungseinheit wird auf ein Copolymer bezuggenommen;
das dargestellt wird durch die Formel:
worin
m, n und k positive ganze Zahlen sind. Das Copolymer kann erhalten
werden durch die Copolymerisation einer Verbindung (Monomer) mit
der Kombination der Acetal-Gruppe und der Stelle, die durch eine
Säure eliminiert
wird, in einem Molekül,
wie dargestellt durch die Formel
: mit 2-Methyladamantylmethacrylat
und γ-Butyrolactonmethacrylat.
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In
der chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung der Erfindung, wobei, als Additiv, eine Verbindung
mit der Kombination der Acetal-Gruppe und der Stelle, die durch
eine Säure
eliminiert wird, in einem Molekül
verwendet wird, kann das Gerüst
des Basisharzes ein Homopolymer eines Acrylatoder Methacrylatmonomers
oder ein Copolymer von zwei oder mehreren derartigen Monomeren sein,
wenn kostengünstige
und gute lithographische Eigenschaften, wie die Auflösung, der Resistzusammensetzung
wichtig sind, oder es kann ein Cycloolefinpolymer, wie ein Copolymer
von Norbornen und Maleinsäureanhydrid,
ein Hybridpolymer eines Acrylat- oder Methacrylatmonomers und eines
Cycloolefinmonomers oder dgl. sein, wenn die Trockenätzbeständigkeit
eines aus der Resistzusammensetzung gebildeten Resistmusters wichtig
ist.
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In
der chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung, welche, als Basisharz, eine Verbindung umfaßt, die,
in einer Wiederholungseinheit, die Kombination der Acetal-Gruppe
und der Stelle, die durch eine Säure
eliminiert wird, aufweist, kann das Basisharz auch u.a. ein Copolymer
sein, das, zusätzlich
zur Wiederholungseinheit mit der Kombination der Acetal-Gruppe und
der Stelle, die durch eine Säure
eliminiert wird, eine Wiederholungseinheit aufweist, die von einem
Acrylat- oder Methacrylatmonomer abgeleitet ist, oder eine Wiederholungseinheit,
die auf einem Cycloolefinmonomer basiert, wie ein Copolymer von
Norbornen und Maleinsäureanhydrid,
oder eine Kombination von Wiederholungseinheiten, die von einem
Acrylat- oder Methacrylatmonomer und einem Cycloolefinmonomer abgeleitet
sind.
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Hinsichtlich
der Wahl des Basisharzes sollte auch ein Typ der Belichtungsstrahlung überlegt
werden. Wenn beispielsweise ein ArF-Laserstrahl für die Belichtung
verwendet wird, kann u.a. ein Beispiel eines Polymers, das als Basisharz
verwendet werden kann, ein Copolymer von 2-Methyladamantylmethacrylat
und γ-Butyrolactonmethacrylat
sein, oder ein Copolymer mit einem Skelett der Formel:
worin
m, n und k positive ganze Zahlen sind. Im Fall der Verwendung eines
F
2-Laserstrahls kann ein
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Beispiel
des Basisharzes ein Copolymer der Formel sein:
worin
p und q positive ganze Zahlen sind, das ein Copolymer eines Monomers
der Formel ist:
und die
Verbindung der Formel (4), die oben angezeigt ist. Im Fall der Verwendung
eines KrF-Laserstrahls kann ein Beispiel des Basisharzes ein Copolymer
sein, das eine Wiederholungseinheit umfaßt, welche von der Verbindung
der Formel (4) abgeleitet ist, die oben angezeigt ist, und dargestellt
wird durch die Formel:
worin
m, n und k positive ganze Zahlen sind.
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Das
Basisharz der chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung der Erfindung ist nicht auf jene beschränkt, auf
die oben bezuggenommen wird, in dem Fall, wo die Zusammensetzung
eine Verbindung mit der Kombination der Acetal-Gruppe und der Stelle,
die durch eine Säure
eliminiert wird, als Additiv enthält, sowie in dem Fall, wo sie
eine solche Verbindung als Basisharz enthält.
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Als
Photosäuregenerator
in der chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung der Erfindung können beliebige Photo säuregeneratoren
verwendet werden, die in herkömmlichen
chemisch verstärkten
Resistzusammensetzungen verwendet werden, und die Fachleuten bekannt
sind. Es ist auch möglich,
in der chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung der Erfindung, optionale Komponenten zu verwenden,
die ebenfalls Fachleuten bekannt sind, wie Quencher und dgl.
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Die
chemisch verstärkte
Resistzusammensetzung der Erfindung, welche eine Verbindung enthält, die, in
ihrem Molekül,
eine Kombination der Acetal-Gruppe und der Stelle, die durch eine
Säure eliminiert
wird, aufweist, kann eine hohe Empfindlichkeit haben, da Reaktionen
in Anwesenheit einer von einem Photosäuregenerator bei Belichtung
generierten Säure
leicht fortschreiten, und ferner wird mit dem Fortschreiten der
Reaktionen eine Säure
generiert. Da die Zusammensetzung eine derartige verbesserte Empfindlichkeit
aufweist, hat die Zusammensetzung auch zusätzlich insofern einen Vorteil,
als ihre Empfindlichkeit gesteuert werden kann, ohne daß ihre lithographischen
Eigenschaften beeinträchtigt
werden.
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Nun
wird ein Verfahren zur Bildung eines gemusterten Films unter Verwendung
der chemisch verstärkten
Resistzusammensetzung der Erfindung mit Bezugnahme auf ein Resist
eines positiven Typs als Beispiel beschrieben. Eine chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
wird, wie in 1A gezeigt, auf einem zu musternden
Film 12 aufgebracht, der vorher auf einem Substrat 11 vorgesehen
wird, um dadurch eine Resistschicht 13 zu bilden. Nach
dem Vorbacken wird die Resistschicht 13 unter Verwendung
einer Strahlung 14 von einer geeigneten Quellen (nicht
gezeigt) selektiv belichtet, wie in 1B gezeigt.
Dann wird die Resistschicht 13 zusammen mit dem Substrat 11 nachgebacken,
und kann unter Verwendung eines geeigneten Entwicklers entwickelt
werden, um ein bestimmtes Resistmuster 13' zu bilden, wie in 1C gezeigt.
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Anschließend kann,
unter Verwendung des Resistmusters 13' als Maske, der darunterliegende
Film 12 gemustert werden, so daß das Resistmuster auf den
darunterliegenden Film 12 transferiert wird, um ihn mit einem
gewünschten
Muster zu versehen, wie in 1D gezeigt.
Dann kann das Resistmuster 13' entfernt werden. Eine Sequenz
von Schritten vom Aufbringen der Resistzusammensetzung bis zum Transfer
des Resistmusters auf den darunterliegenden Film und zur Entfernung
des Resistmusters in diesem Prozeß kann unter Verwendung eines
beliebigen bekannten Verfahrens durchgeführt werden.
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BEISPIELE
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Die
Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter beschrieben.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
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Beispiel 1
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Aus
zwei Typen von Methacrylmonomeren, 2-Methyladamantylmethacrylat
und γ-Butyrolactonmethacrylat,
wurde ein Copolymer wie in der JP 11-12326 A beschrieben hergestellt,
wobei das Copolymer dargestellt wird durch die Formel:
und eine massenmittlere Molmasse
von etwa 10.000 und ein m/n Verhältnis
von 50:50 aufweist. Unter Verwendung des Copolymers als Basisharz
wurde eine positive chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
hergestellt, indem 100 Masseteile Co polymer, 3 Masseteile Photosäuregenerator
auf der Basis eines Oniumsalzes von Sulfonsäure und 0,2 Masseteile eines
Quenchers auf Anilin-Basis gemischt wurden, wobei der Photosäuregenerator
und der Quencher jeweils dargestellt werden durch die folgende Formel:
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Die
so hergestellte Zusammensetzung wurde dann in 1000 Masseteilen Lösungsmittel
(Propylenglykolmonomethyletheracetat (PGMEA)) gelöst, und
zwei Resistlösungen
wurden hergestellt, indem, der erhaltenen Mischung, eine Verbindung
der Formet:
als Additiv, in Mengen von
5 Masse-% und 10 Masse-%, jeweils bezogen auf die Masse der Resistzusammensetzung,
zugesetzt wurde.
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Beispiel 2
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Jede
der in Beispiel 1 hergestellten Resistlösungen wurde auf einem Silicium-Scheibensubstrat
aufgebracht, und bei 115°C
60 Sekunden lang weichgebacken, um einen Film zu bilden. Dann wurde
auf den Film ein ArF-Excimerlaserstrahl eingestrahlt, wobei die
Belichtungsenergien schrittweise von 4 mJ/cm2 in
konstanten Intervallen von 0,2 mJ/cm2 erhöht wurden,
und wurde bei 115°C
60 Sekunden lang nach der Belichtung, gebacken, um einen Resistfilm
mit einer Dicke von 0,4 Mikrometer zu bilden. Anschließend wurde
der Resistfilm unter Verwendung eines Entwicklers aus 2,38% TMAH
entwickelt. Infolgedessen war die anfängliche Belichtungsenergie
von 4 mJ/cm2 bereits überschritten, und der Resistfilm
konnte nicht gemustert werden. Demgemäß wurde eine Resistlösung erneut
hergestellt, indem die Menge an Additiv auf 1 Masse-% geändert wurde,
und dieselbe Vorgangsweise wurde befolgt. Infolgedessen wurde verifiziert,
daß ein
1:1 Linienrastermuster von 130 Nanometern bei einer hohen Empfindlichkeit
von 10 mJ/cm2 oder mehr gebildet werden
konnte.
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Beispiel 3
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Unter
Verwendung, als Basisharz, eines Polymerharzes, welches dargestellt
wird durch die Formel:
und welches von einem Polyhydroxystyrol
(PHS) abgeleitet war, das üblicherweise
in Resists für
eine KrF-Laserstrahl- (Wellenlänge: 248
nm) Belichtung verwendet wird; indem Hydroxyl teilweise mit einem
Abgangssubstituenten substituiert wird, wobei das Harz eine massenmittlere
Molmasse von etwa 10.000 und ein m/n Verhältnis von 70:30 aufweist, wurde
eine positive chemisch verstärkte
Resistlösung
hergestellt, indem, zu 100 Masseteilen Basisharz, der Photosäuregenerator
und der Quencher, die in Beispiel 1 verwendet wurden, in Mengen
von 3 Masseteilen bzw. 0,2 Masseteilen zugesetzt wurden, und ferner
die in Beispiel 2 verwendete Verbindung in einer Menge von 5 Masse-%
zugesetzt wurde. Die erhaltene Resistlösung wurde verwendet, um eine
Prozeßbehandlung ähnlich der
in Beispiel 2 beschriebenen durch die Belichtung unter Verwendung
eines KrF-Laserstrahls durchzuführen.
Infolgedessen wurde verifiziert, daß ein 1:1 Linienrastermuster
von 130 Nanometern bei einer hohen Empfindlichkeit von 20 mJ/cm
2 oder weniger gebildet werden konnte.
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Beispiel 4
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Die
Gruppe, die von einer durch die Formel:
dargestellten Verbindung
abgeleitet wurde, wurde in das Gerüst des in Beispiel 1 verwendeten
Basisharzes eingeschlossen, um ein durch die Formel:
dargestelltes
Polymer zu erhalten, wobei das Polymer eine massenmittlere-Molmasse
von 10.000 und ein m/n/k Verhältnis
von 50:45:5 aufweist.
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Unter
Verwendung dieses Polymers als Basisharz in diesem Beispiel wurde
eine chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
hergestellt, indem 100 Masseteile Basisharz mit dem Photosäuregenerator,
der auf einem Oniumsalz von Sulfonsäure basiert, und dem Quencher
auf Anilin-Basis, wie in Beispiel 1 verwendet, in Mengen von 3 Masseteilen
bzw. 0,2 Masseteilen gemischt wurden. Die erhaltene Zusammensetzung
wurde dann in 1000 Masseteilen Lösungsmittel
(Propylenglykolmonomethyletheracetat (PGMEA)) gelöst, um eine Resistlösung herzustellen.
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Beispiel 5
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Unter
Verwendung der in Beispiel 4 hergestellten Resistlösung wurden
Versuche wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt. Infolgedessen wurde verifiziert,
daß ein
1:1 Linienrastermuster von 130 Nanometern bei einer hohen Empfindlichkeit
von 2 mJ/cm2 oder weniger gebildet werden
konnte.
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Obwohl
alle in den obigen Beispielen verwendeten Resistzusammensetzungen
vom positiven Typ waren, kann die Erfindung natürlich auch bei negativen Typen
von Resistzusammensetzungen angewendet werden, die sich insofern
nicht von positiven Typen von Resistzusammensetzungen unterscheiden,
als sie Reaktionen aufweisen, die an belichteten Teilen davon unter
dem Effekt einer Säure
fortschreiten, die von einem Photosäuregenerator generiert wird,
indem die Zusammensetzung mit einer Strahlung belichtet wird.
und die Verbindung der Formel (4), die oben angezeigt ist. Im Fall der Verwendung eines KrF-Laserstrahls kann ein Beispiel des Basisharzes ein Copolymer sein, das eine Wiederholungseinheit umfaßt, welche von der Verbindung der Formel (4) abgeleitet ist, die oben angezeigt ist, und dargestellt wird durch die Formel:
worin m, n und k positive ganze Zahlen sind.
dargestelltes Polymer zu erhalten, wobei das Polymer eine massenmittlere-Molmasse von 10.000 und ein m/n/k Verhältnis von 50:45:5 aufweist.
