JP2000258902A - パターン形成方法 - Google Patents
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- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光光として１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を
用いてパターン露光を行なってレジストパターンを形成
する場合に、良好なパターン形状が得られるようにす
る。 【解決手段】 陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲ
ン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ
基、アルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基及
び水酸基からなる群の中から選ばれた少なくとも１つの
原子又は基を含むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する
化学増幅型レジストを半導体基板１０の上に塗布してレ
ジスト膜１１を形成する。レジスト膜に、１５７ｎｍ帯
の波長を持つＦ2 レーザ光１３を照射してパターン露光
を行なった後、パターン露光されたレジスト膜１１を現
像してレジストパターン１４を形成する。
用いてパターン露光を行なってレジストパターンを形成
する場合に、良好なパターン形状が得られるようにす
る。 【解決手段】 陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲ
ン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ
基、アルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基及
び水酸基からなる群の中から選ばれた少なくとも１つの
原子又は基を含むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する
化学増幅型レジストを半導体基板１０の上に塗布してレ
ジスト膜１１を形成する。レジスト膜に、１５７ｎｍ帯
の波長を持つＦ2 レーザ光１３を照射してパターン露光
を行なった後、パターン露光されたレジスト膜１１を現
像してレジストパターン１４を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成方法
に関し、特に、半導体基板上に半導体素子又は半導体集
積回路を形成するためのレジストパターンを、１ｎｍ帯
〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いて形成するリ
ソグラフィ技術に関する。
に関し、特に、半導体基板上に半導体素子又は半導体集
積回路を形成するためのレジストパターンを、１ｎｍ帯
〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いて形成するリ
ソグラフィ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子又は半導体集積回路の大集積
化及び微細化に伴って、リソグラフィ技術の一層の開発
が望まれている。
化及び微細化に伴って、リソグラフィ技術の一層の開発
が望まれている。
【０００３】半導体基板上に形成されたレジスト膜に対
してパターン露光を行なってレジストパターンを形成す
る際に用いる露光光としては、ＫｒＦエキシマレーザ又
はＡｒＦエキシマレーザが実用化されたり又は実用化の
検討が行なわれたりしている。
してパターン露光を行なってレジストパターンを形成す
る際に用いる露光光としては、ＫｒＦエキシマレーザ又
はＡｒＦエキシマレーザが実用化されたり又は実用化の
検討が行なわれたりしている。
【０００４】また、レジスト材料としては、解像度及び
感度の点で優れている化学増幅型のレジストの使用が考
えられている。
感度の点で優れている化学増幅型のレジストの使用が考
えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体素子
又は半導体集積回路のより一層の微細化を実現するため
には、露光光としては、ＡｒＦエキシマレーザよりも波
長が短い、Ｘｅ2 レーザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｆ
2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光
（波長：１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１
３４ｎｍ帯）、Ａｒ 2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）
又は軟Ｘ線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ
帯）等を用いることが必要になる。
又は半導体集積回路のより一層の微細化を実現するため
には、露光光としては、ＡｒＦエキシマレーザよりも波
長が短い、Ｘｅ2 レーザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｆ
2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光
（波長：１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１
３４ｎｍ帯）、Ａｒ 2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）
又は軟Ｘ線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ
帯）等を用いることが必要になる。
【０００６】そこで、我々は、従来から知られている化
学増幅型レジストからなるレジスト膜に対してＦ2 レー
ザ光を用いてパターン露光を行なってレジストパターン
を形成してみた。以下、従来から知られているレジスト
材料を用いてレジストパターンを形成する方法につい
て、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
学増幅型レジストからなるレジスト膜に対してＦ2 レー
ザ光を用いてパターン露光を行なってレジストパターン
を形成してみた。以下、従来から知られているレジスト
材料を用いてレジストパターンを形成する方法につい
て、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【０００７】まず、レジスト材料としては、下記の組成
を有するものを準備した。
を有するものを準備した。
【０００８】 ベース樹脂：ポリ（（２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート）(30mol %)−（メチルメタクリレート）(20mol%）−（メタクリル酸）(10 mol% )） ２ｇ 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート ０．４ｇ 溶媒：ジグライム ２０ｇ 次に、図３（ａ）に示すように、前記の組成を有するレ
ジスト材料を半導体基板１上にスピンコートした後、加
熱して、０．３μｍの膜厚を持つレジスト膜２を形成す
る。
ジスト材料を半導体基板１上にスピンコートした後、加
熱して、０．３μｍの膜厚を持つレジスト膜２を形成す
る。
【０００９】次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト
膜２に対してマスク３を介してＦ2レーザ光４を照射し
てパターン露光を行なう。このようにすると、レジスト
膜２の露光部２ａにおいては酸発生剤から酸が発生する
一方、レジスト膜２の未露光部２ｂにおいては酸が発生
しない。
膜２に対してマスク３を介してＦ2レーザ光４を照射し
てパターン露光を行なう。このようにすると、レジスト
膜２の露光部２ａにおいては酸発生剤から酸が発生する
一方、レジスト膜２の未露光部２ｂにおいては酸が発生
しない。
【００１０】次に、図３（ｃ）に示すように、ホットプ
レートにより、半導体基板１に対して、例えば１００℃
の温度下で６０秒間の加熱を行なう。
レートにより、半導体基板１に対して、例えば１００℃
の温度下で６０秒間の加熱を行なう。
【００１１】次に、レジスト膜２に対して、アルカリ性
の現像液、例えば２．３８ｗｔ％テトラメチルアンモニ
ウムハイドロキサイド現像液を用いて現像を行なって、
レジストパターンを形成した。
の現像液、例えば２．３８ｗｔ％テトラメチルアンモニ
ウムハイドロキサイド現像液を用いて現像を行なって、
レジストパターンを形成した。
【００１２】ところが、図３（ｄ）に示すように、不良
なパターン形状を持つレジストパターン５が得られた。
なパターン形状を持つレジストパターン５が得られた。
【００１３】このように、レジストパターン５のパター
ン形状が不良になるのは、露光光がＦ2 レーザ光である
場合に限らず、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光
の場合にも、同様であった。
ン形状が不良になるのは、露光光がＦ2 レーザ光である
場合に限らず、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光
の場合にも、同様であった。
【００１４】前記に鑑み、本発明は、露光光として１ｎ
ｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン露光を行なっ
てレジストパターンを形成する場合に、良好なパターン
形状が得られるようにすることを目的とする。
ｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン露光を行なっ
てレジストパターンを形成する場合に、良好なパターン
形状が得られるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、レジス
トパターンのパターン形状が不良になる原因は、レジス
ト膜の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が高
いためであると考え、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対
する吸収性を低くするための方策について種々の検討を
加えた結果、酸発生剤としてのオニウム塩の陽イオン及
び陰イオンの両方が、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ
基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリフロロ
メチル基、メルカプト基又は水酸基を含むと、レジスト
膜は１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が低く
なることを見出した。
トパターンのパターン形状が不良になる原因は、レジス
ト膜の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が高
いためであると考え、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対
する吸収性を低くするための方策について種々の検討を
加えた結果、酸発生剤としてのオニウム塩の陽イオン及
び陰イオンの両方が、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ
基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリフロロ
メチル基、メルカプト基又は水酸基を含むと、レジスト
膜は１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が低く
なることを見出した。
【００１６】そこで、酸発生剤となるオニウム塩の陽イ
オン及び陰イオンの両方が、ハロゲン原子、シアノ基、
ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリ
フロロメチル基、メルカプト基又は水酸基を含むと、レ
ジスト材料の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収
性が低くなる理由について検討した結果、これらの原子
又は基は、レジスト材料が本来有している光の吸収波長
帯をシフトさせる性質を有していることが分かった。
オン及び陰イオンの両方が、ハロゲン原子、シアノ基、
ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリ
フロロメチル基、メルカプト基又は水酸基を含むと、レ
ジスト材料の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収
性が低くなる理由について検討した結果、これらの原子
又は基は、レジスト材料が本来有している光の吸収波長
帯をシフトさせる性質を有していることが分かった。
【００１７】具体的には、本発明に係るパターン形成方
法は、陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原子、
シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキ
ル基、トリフロロメチル基、メルカプト基及び水酸基か
らなる群の中から選ばれた少なくとも１つの原子又は基
を含むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型
レジストを基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程
と、レジスト膜に、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持
つ光を照射してパターン露光を行なった後、パターン露
光されたレジスト膜を現像してレジストパターンを形成
する工程とを備えている。
法は、陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原子、
シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキ
ル基、トリフロロメチル基、メルカプト基及び水酸基か
らなる群の中から選ばれた少なくとも１つの原子又は基
を含むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型
レジストを基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程
と、レジスト膜に、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持
つ光を照射してパターン露光を行なった後、パターン露
光されたレジスト膜を現像してレジストパターンを形成
する工程とを備えている。
【００１８】本発明のパターン形成方法によると、オニ
ウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、ア
ルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基又は水酸
基が含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピ
ークがシフトする。
ウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、ア
ルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基又は水酸
基が含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピ
ークがシフトする。
【００１９】本発明のパターン形成方法において、前記
原子又は基はフッ素原子であることが好ましい。
原子又は基はフッ素原子であることが好ましい。
【００２０】本発明のパターン形成方法において、オニ
ウム塩の陽イオンは、前記原子又は基を含むフェニル基
を有していることが好ましい。
ウム塩の陽イオンは、前記原子又は基を含むフェニル基
を有していることが好ましい。
【００２１】本発明のパターン形成方法において、オニ
ウム塩の陰イオンは、前記原子又は基を含むスルフォン
酸イオンであることが好ましい。
ウム塩の陰イオンは、前記原子又は基を含むスルフォン
酸イオンであることが好ましい。
【００２２】本発明のパターン形成方法において、前記
光は、Ｘｅ2 レーザ光、Ｆ2 レーザ光、Ｋｒ2 レーザ
光、ＡｒＫｒレーザ光、Ａｒ2 レーザ光、１３ｎｍ帯
光、１１ｎｍ帯光又は５ｎｍ帯光であることが好まし
い。
光は、Ｘｅ2 レーザ光、Ｆ2 レーザ光、Ｋｒ2 レーザ
光、ＡｒＫｒレーザ光、Ａｒ2 レーザ光、１３ｎｍ帯
光、１１ｎｍ帯光又は５ｎｍ帯光であることが好まし
い。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明に係るパターン形成方法
は、陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原子、シ
アノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル
基、トリフロロメチル基、メルカプト基及び水酸基から
なる群の中から選ばれた少なくとも１つの原子又は基を
含むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型レ
ジスト材料を用いるものであるが、以下に説明する一実
施形態は、オニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方
に、ハロゲン原子であるフッ素原子が含まれているもの
を用いる例である。以下、レジスト材料の組成について
説明する。
は、陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原子、シ
アノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル
基、トリフロロメチル基、メルカプト基及び水酸基から
なる群の中から選ばれた少なくとも１つの原子又は基を
含むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型レ
ジスト材料を用いるものであるが、以下に説明する一実
施形態は、オニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方
に、ハロゲン原子であるフッ素原子が含まれているもの
を用いる例である。以下、レジスト材料の組成について
説明する。
【００２４】 ベース樹脂：ポリ（（２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート）(30mol %)−（メチルメタクリレート）(20mol%)−（メタクリル酸）(10m ol%)） ２ｇ オニウム塩：トリ（２，４，６−トリフルオロフェニル）スルフォニウムトリ フレート ０．４ｇ 溶媒：ジグライム ２０ｇ まず、図１（ａ）に示すように、前記の組成を有する化
学増幅型レジスト材料を半導体基板１０の上にスピンコ
ートした後、加熱して、０．３μｍの膜厚を持つレジス
ト膜１１を形成する。
学増幅型レジスト材料を半導体基板１０の上にスピンコ
ートした後、加熱して、０．３μｍの膜厚を持つレジス
ト膜１１を形成する。
【００２５】次に、図１（ｂ）に示すように、レジスト
膜１１に対してマスク１２を介して、１５７ｎｍ帯の波
長を持つＦ2 レーザ光１３を照射してパターン露光を行
なう。このようにすると、レジスト膜１１の露光部１１
ａにおいてはオニウム塩から酸が発生する一方、レジス
ト膜１１の未露光部１１ｂにおいては酸が発生しない。
膜１１に対してマスク１２を介して、１５７ｎｍ帯の波
長を持つＦ2 レーザ光１３を照射してパターン露光を行
なう。このようにすると、レジスト膜１１の露光部１１
ａにおいてはオニウム塩から酸が発生する一方、レジス
ト膜１１の未露光部１１ｂにおいては酸が発生しない。
【００２６】次に、図１（ｃ）に示すように、半導体基
板１０ひいてはレジスト膜１１を、１００℃のホットプ
レートにより６０秒間加熱する。ベース樹脂は、アルカ
リ難溶性であるが、酸の存在下で加熱されると、分解す
るので、レジスト膜１１における露光部１１ａはアルカ
リ水溶液に対して可溶性になる。
板１０ひいてはレジスト膜１１を、１００℃のホットプ
レートにより６０秒間加熱する。ベース樹脂は、アルカ
リ難溶性であるが、酸の存在下で加熱されると、分解す
るので、レジスト膜１１における露光部１１ａはアルカ
リ水溶液に対して可溶性になる。
【００２７】次に、レジスト膜１１に対して、２．３８
ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現
像液により現像を行なうと、レジスト膜１１の露光部１
１ａが現像液に溶解するので、図１（ｄ）に示すよう
に、レジスト膜１１の未露光部１１ｂからなるレジスト
パターン１４が得られる。
ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現
像液により現像を行なうと、レジスト膜１１の露光部１
１ａが現像液に溶解するので、図１（ｄ）に示すよう
に、レジスト膜１１の未露光部１１ｂからなるレジスト
パターン１４が得られる。
【００２８】本実施形態によると、オニウム塩の陽イオ
ン及び陰イオンの両方がフッ素原子を含んでいるため、
レジスト膜１１の光の吸収波長のピークが長波長側にシ
フトすると共に、１５７ｎｍの波長の近傍における光の
吸収性が低減する。このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ露光光に対する透明性が高くなるので、露
光光がレジスト膜１１の底部にまで十分に達するから、
０．０９μｍのライン幅を有し良好なパターン形状を有
するレジストパターンを得ることができた。
ン及び陰イオンの両方がフッ素原子を含んでいるため、
レジスト膜１１の光の吸収波長のピークが長波長側にシ
フトすると共に、１５７ｎｍの波長の近傍における光の
吸収性が低減する。このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ露光光に対する透明性が高くなるので、露
光光がレジスト膜１１の底部にまで十分に達するから、
０．０９μｍのライン幅を有し良好なパターン形状を有
するレジストパターンを得ることができた。
【００２９】図２は本実施形態を評価するために行なっ
た検証例を示し、図２において、比較例１は、陽イオン
及び陰イオンの両方にフッ素原子が含まれていないオニ
ウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトシレートの
吸収波長を示し、比較例２は、陰イオンにフッ素原子が
含まれているが陽イオンにはフッ素原子が含まれていな
いオニウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトリフ
レートの吸収波長を示し、本実施形態は、陽イオン及び
陰イオンの両方にフッ素原子が含まれているオニウム塩
であるトリ（２，４，６−トリフルオロフェニル）スル
フォニウムトリフレートの吸収波長を示している。
た検証例を示し、図２において、比較例１は、陽イオン
及び陰イオンの両方にフッ素原子が含まれていないオニ
ウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトシレートの
吸収波長を示し、比較例２は、陰イオンにフッ素原子が
含まれているが陽イオンにはフッ素原子が含まれていな
いオニウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトリフ
レートの吸収波長を示し、本実施形態は、陽イオン及び
陰イオンの両方にフッ素原子が含まれているオニウム塩
であるトリ（２，４，６−トリフルオロフェニル）スル
フォニウムトリフレートの吸収波長を示している。
【００３０】図２から明らかなように、陽イオン及び陰
イオンの両方にフッ素原子が含まれていると、光の吸収
波長のピークが長波長側にシフトすると共に、１５７ｎ
ｍの波長の近傍における光の吸収性が低減する。
イオンの両方にフッ素原子が含まれていると、光の吸収
波長のピークが長波長側にシフトすると共に、１５７ｎ
ｍの波長の近傍における光の吸収性が低減する。
【００３１】尚、本実施形態は、オニウム塩の陽イオン
のフェニル基にフッ素原子が含まれていると共に、オニ
ウム塩の陰イオンであるスルフォン酸イオンにフッ素原
子が含まれている場合であったが、オニウム塩の陽イオ
ンとしてはフェニル基を含むものに限られるものではな
いと共に、オニウム塩の陰イオンとしてはスルフォン酸
イオンに限られるものではない。
のフェニル基にフッ素原子が含まれていると共に、オニ
ウム塩の陰イオンであるスルフォン酸イオンにフッ素原
子が含まれている場合であったが、オニウム塩の陽イオ
ンとしてはフェニル基を含むものに限られるものではな
いと共に、オニウム塩の陰イオンとしてはスルフォン酸
イオンに限られるものではない。
【００３２】また、オニウム塩の陽イオン及び陰イオン
に含まれる原子又は基としては、フッ素原子に限られる
ものではなく、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ア
ルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリフロロメチル
基、メルカプト基及び水酸基からなる群の中から選ばれ
る少なくとも１つの原子又は基であればよい。
に含まれる原子又は基としては、フッ素原子に限られる
ものではなく、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ア
ルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリフロロメチル
基、メルカプト基及び水酸基からなる群の中から選ばれ
る少なくとも１つの原子又は基であればよい。
【００３３】以下、陽イオン及び陰イオンに、ハロゲン
原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、
アルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基又は水
酸基が含まれたオニウム塩の一例を挙げるが、以下のも
のに限られるものではない。
原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、
アルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基又は水
酸基が含まれたオニウム塩の一例を挙げるが、以下のも
のに限られるものではない。
【００３４】トリ（２，４，６−トリクロロフェニル）
スルフォニウムトリフレート……陽イオンに塩素原子が
含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が含まれて
いる例である。
スルフォニウムトリフレート……陽イオンに塩素原子が
含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が含まれて
いる例である。
【００３５】トリ（４−フルオロフェニル）スルフォニ
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
【００３６】ジメチルフルオロスルフォニウムトリフラ
ート……陽イオンにフッ素原子が含まれていると共に、
陰イオンにフッ素原子がが含まれている例である。
ート……陽イオンにフッ素原子が含まれていると共に、
陰イオンにフッ素原子がが含まれている例である。
【００３７】トリ（４−フルオロフェニル）スルフォニ
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
【００３８】トリ（３，５−アミノフェニル）スルフォ
ニウムトリフレート……陽イオンにアミノ基が含まれて
いると共に、陰イオンにフッ素原子が含まれている例で
ある。
ニウムトリフレート……陽イオンにアミノ基が含まれて
いると共に、陰イオンにフッ素原子が含まれている例で
ある。
【００３９】また、前記実施形態においては、パターン
露光に用いる露光光としては、１５７ｎｍ帯の波長を持
つＦ2 レーザ光を用いたが、これに代えて、Ｘｅ2 レー
ザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光（波長：
１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１３４ｎｍ
帯）、Ａｒ2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）又は軟Ｘ
線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ帯）等を
用いてもよい。
露光に用いる露光光としては、１５７ｎｍ帯の波長を持
つＦ2 レーザ光を用いたが、これに代えて、Ｘｅ2 レー
ザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光（波長：
１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１３４ｎｍ
帯）、Ａｒ2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）又は軟Ｘ
線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ帯）等を
用いてもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明のパターン形成方法によると、オ
ニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、ア
ルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基又は水酸
基が含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピ
ークがシフトするので、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長
を持つ光の波長域での吸収性を小さくすることができ
る。このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露
光光に対する透明性を高くすることができるので、露光
光として１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン
露光を行なう場合に、良好なパターン形状を持つレジス
トパターンを形成することができる。
ニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、ア
ルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基又は水酸
基が含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピ
ークがシフトするので、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長
を持つ光の波長域での吸収性を小さくすることができ
る。このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露
光光に対する透明性を高くすることができるので、露光
光として１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン
露光を行なう場合に、良好なパターン形状を持つレジス
トパターンを形成することができる。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態に係るパ
ターン形成方法の各工程を示す断面図である。
ターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図２】オニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方にフ
ッ素原子が含まれると、光の吸収波長帯のピークが長波
長側にシフトすることを示す検証例である。
ッ素原子が含まれると、光の吸収波長帯のピークが長波
長側にシフトすることを示す検証例である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の前提となるパター
ン形成方法の各工程を示す断面図である。
ン形成方法の各工程を示す断面図である。
１０ 半導体基板 １１ レジスト膜 １１ａ 露光部 １１ｂ 未露光部 １２ マスク １３ Ｆ2 レーザ光 １４ レジストパターン
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１月２６日（２０００．１．２
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 パターン形成方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成方法
に関し、特に、半導体基板上に半導体素子又は半導体集
積回路を形成するためのレジストパターンを、１ｎｍ帯
〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いて形成するリ
ソグラフィ技術に関する。
に関し、特に、半導体基板上に半導体素子又は半導体集
積回路を形成するためのレジストパターンを、１ｎｍ帯
〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いて形成するリ
ソグラフィ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子又は半導体集積回路の大集積
化及び微細化に伴って、リソグラフィ技術の一層の開発
が望まれている。
化及び微細化に伴って、リソグラフィ技術の一層の開発
が望まれている。
【０００３】半導体基板上に形成されたレジスト膜に対
してパターン露光を行なってレジストパターンを形成す
る際に用いる露光光としては、ＫｒＦエキシマレーザ又
はＡｒＦエキシマレーザが実用化されたり又は実用化の
検討が行なわれたりしている。
してパターン露光を行なってレジストパターンを形成す
る際に用いる露光光としては、ＫｒＦエキシマレーザ又
はＡｒＦエキシマレーザが実用化されたり又は実用化の
検討が行なわれたりしている。
【０００４】また、レジスト材料としては、解像度及び
感度の点で優れている化学増幅型のレジストの使用が考
えられている。
感度の点で優れている化学増幅型のレジストの使用が考
えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体素子
又は半導体集積回路のより一層の微細化を実現するため
には、露光光としては、ＡｒＦエキシマレーザよりも波
長が短い、Ｘｅ2 レーザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｆ
2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光
（波長：１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１
３４ｎｍ帯）、Ａｒ 2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）
又は軟Ｘ線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ
帯）等を用いることが必要になる。
又は半導体集積回路のより一層の微細化を実現するため
には、露光光としては、ＡｒＦエキシマレーザよりも波
長が短い、Ｘｅ2 レーザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｆ
2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光
（波長：１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１
３４ｎｍ帯）、Ａｒ 2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）
又は軟Ｘ線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ
帯）等を用いることが必要になる。
【０００６】そこで、我々は、従来から知られている化
学増幅型レジストからなるレジスト膜に対してＦ2 レー
ザ光を用いてパターン露光を行なってレジストパターン
を形成してみた。以下、従来から知られているレジスト
材料を用いてレジストパターンを形成する方法につい
て、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
学増幅型レジストからなるレジスト膜に対してＦ2 レー
ザ光を用いてパターン露光を行なってレジストパターン
を形成してみた。以下、従来から知られているレジスト
材料を用いてレジストパターンを形成する方法につい
て、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【０００７】まず、レジスト材料としては、下記の組成
を有するものを準備した。 ベース樹脂：ポリ（（２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート）(30mol %)−（メチルメタクリレート）(20mol%)−（メタクリル酸）(10m ol%)） ２ｇ 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート ０．４ｇ 溶媒：ジグライム ２０ｇ
を有するものを準備した。 ベース樹脂：ポリ（（２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート）(30mol %)−（メチルメタクリレート）(20mol%)−（メタクリル酸）(10m ol%)） ２ｇ 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート ０．４ｇ 溶媒：ジグライム ２０ｇ
【０００８】次に、図３（ａ）に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板１上にスピンコー
トした後、加熱して、０．３μｍの膜厚を持つレジスト
膜２を形成する。
成を有するレジスト材料を半導体基板１上にスピンコー
トした後、加熱して、０．３μｍの膜厚を持つレジスト
膜２を形成する。
【０００９】次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト
膜２に対してマスク３を介してＦ2レーザ光４を照射し
てパターン露光を行なう。このようにすると、レジスト
膜２の露光部２ａにおいては酸発生剤から酸が発生する
一方、レジスト膜２の未露光部２ｂにおいては酸が発生
しない。
膜２に対してマスク３を介してＦ2レーザ光４を照射し
てパターン露光を行なう。このようにすると、レジスト
膜２の露光部２ａにおいては酸発生剤から酸が発生する
一方、レジスト膜２の未露光部２ｂにおいては酸が発生
しない。
【００１０】次に、図３（ｃ）に示すように、ホットプ
レートにより、半導体基板１に対して、例えば１００℃
の温度下で６０秒間の加熱を行なう。
レートにより、半導体基板１に対して、例えば１００℃
の温度下で６０秒間の加熱を行なう。
【００１１】次に、レジスト膜２に対して、アルカリ性
の現像液、例えば２．３８ｗｔ％テトラメチルアンモニ
ウムハイドロキサイド現像液を用いて現像を行なって、
レジストパターンを形成した。
の現像液、例えば２．３８ｗｔ％テトラメチルアンモニ
ウムハイドロキサイド現像液を用いて現像を行なって、
レジストパターンを形成した。
【００１２】ところが、図３（ｄ）に示すように、不良
なパターン形状を持つレジストパターン５が得られた。
なパターン形状を持つレジストパターン５が得られた。
【００１３】このように、レジストパターン５のパター
ン形状が不良になるのは、露光光がＦ2 レーザ光である
場合に限らず、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光
の場合にも、同様であった。
ン形状が不良になるのは、露光光がＦ2 レーザ光である
場合に限らず、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光
の場合にも、同様であった。
【００１４】前記に鑑み、本発明は、露光光として１ｎ
ｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン露光を行なっ
てレジストパターンを形成する場合に、良好なパターン
形状が得られるようにすることを目的とする。
ｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン露光を行なっ
てレジストパターンを形成する場合に、良好なパターン
形状が得られるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、レジス
トパターンのパターン形状が不良になる原因は、レジス
ト膜の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が高
いためであると考え、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対
する吸収性を低くするための方策について種々の検討を
加えた結果、酸発生剤としてのオニウム塩の陽イオン及
び陰イオンの両方がハロゲン原子を含むと、レジスト膜
は１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が低くな
ることを見出した。
トパターンのパターン形状が不良になる原因は、レジス
ト膜の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が高
いためであると考え、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対
する吸収性を低くするための方策について種々の検討を
加えた結果、酸発生剤としてのオニウム塩の陽イオン及
び陰イオンの両方がハロゲン原子を含むと、レジスト膜
は１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性が低くな
ることを見出した。
【００１６】そこで、酸発生剤となるオニウム塩の陽イ
オン及び陰イオンの両方がハロゲン原子を含むと、レジ
スト材料の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性
が低くなる理由について検討した結果、ハロゲン原子
は、レジスト材料が本来有している光の吸収波長帯をシ
フトさせる性質を有していることが分かった。
オン及び陰イオンの両方がハロゲン原子を含むと、レジ
スト材料の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光に対する吸収性
が低くなる理由について検討した結果、ハロゲン原子
は、レジスト材料が本来有している光の吸収波長帯をシ
フトさせる性質を有していることが分かった。
【００１７】具体的には、本発明に係るパターン形成方
法は、陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子を含
むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型レジ
ストを基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜に、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露
光光を照射してパターン露光を行なった後、パターン露
光されたレジスト膜を現像してレジストパターンを形成
する工程とを備えている。
法は、陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子を含
むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型レジ
ストを基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜に、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露
光光を照射してパターン露光を行なった後、パターン露
光されたレジスト膜を現像してレジストパターンを形成
する工程とを備えている。
【００１８】本発明のパターン形成方法によると、オニ
ウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子が
含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピーク
がシフトする。
ウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子が
含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピーク
がシフトする。
【００１９】本発明のパターン形成方法において、ハロ
ゲン原子はフッ素原子であることが好ましい。
ゲン原子はフッ素原子であることが好ましい。
【００２０】本発明のパターン形成方法において、オニ
ウム塩の陽イオンは、ハロゲン原子を含むフェニル基を
有していることが好ましい。
ウム塩の陽イオンは、ハロゲン原子を含むフェニル基を
有していることが好ましい。
【００２１】本発明のパターン形成方法において、オニ
ウム塩の陰イオンは、ハロゲン原子を含むスルフォン酸
イオンであることが好ましい。
ウム塩の陰イオンは、ハロゲン原子を含むスルフォン酸
イオンであることが好ましい。
【００２２】本発明のパターン形成方法において、露光
光は、Ｆ2レーザ光又はＡｒ2レーザ光であることが好ま
しい。
光は、Ｆ2レーザ光又はＡｒ2レーザ光であることが好ま
しい。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明に係るパターン形成方法
は、陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子を含む
オニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型レジス
ト材料を用いるものであるが、以下に説明する一実施形
態は、オニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方に、ハ
ロゲン原子としてフッ素原子が含まれているものを用い
る例である。
は、陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子を含む
オニウム塩よりなる酸発生剤を有する化学増幅型レジス
ト材料を用いるものであるが、以下に説明する一実施形
態は、オニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方に、ハ
ロゲン原子としてフッ素原子が含まれているものを用い
る例である。
【００２４】以下、レジスト材料の組成について説明す
る。 ベース樹脂：ポリ（（２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート）(30mol %)−（メチルメタクリレート）(20mol%)−（メタクリル酸）(10m ol%)） ２ｇ オニウム塩：トリ（２，４，６−トリフルオロフェニル）スルフォニウムトリ フレート ０．４ｇ 溶媒：ジグライム ２０ｇ
る。 ベース樹脂：ポリ（（２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート）(30mol %)−（メチルメタクリレート）(20mol%)−（メタクリル酸）(10m ol%)） ２ｇ オニウム塩：トリ（２，４，６−トリフルオロフェニル）スルフォニウムトリ フレート ０．４ｇ 溶媒：ジグライム ２０ｇ
【００２５】まず、図１（ａ）に示すように、前記の組
成を有する化学増幅型レジスト材料を半導体基板１０の
上にスピンコートした後、加熱して、０．３μｍの膜厚
を持つレジスト膜１１を形成する。
成を有する化学増幅型レジスト材料を半導体基板１０の
上にスピンコートした後、加熱して、０．３μｍの膜厚
を持つレジスト膜１１を形成する。
【００２６】次に、図１（ｂ）に示すように、レジスト
膜１１に対してマスク１２を介して、１５７ｎｍ帯の波
長を持つＦ2 レーザ光１３を照射してパターン露光を行
なう。このようにすると、レジスト膜１１の露光部１１
ａにおいてはオニウム塩から酸が発生する一方、レジス
ト膜１１の未露光部１１ｂにおいては酸が発生しない。
膜１１に対してマスク１２を介して、１５７ｎｍ帯の波
長を持つＦ2 レーザ光１３を照射してパターン露光を行
なう。このようにすると、レジスト膜１１の露光部１１
ａにおいてはオニウム塩から酸が発生する一方、レジス
ト膜１１の未露光部１１ｂにおいては酸が発生しない。
【００２７】次に、図１（ｃ）に示すように、半導体基
板１０ひいてはレジスト膜１１を、１００℃のホットプ
レートにより６０秒間加熱する。ベース樹脂は、アルカ
リ難溶性であるが、酸の存在下で加熱されると、分解す
るので、レジスト膜１１における露光部１１ａはアルカ
リ水溶液に対して可溶性になる。
板１０ひいてはレジスト膜１１を、１００℃のホットプ
レートにより６０秒間加熱する。ベース樹脂は、アルカ
リ難溶性であるが、酸の存在下で加熱されると、分解す
るので、レジスト膜１１における露光部１１ａはアルカ
リ水溶液に対して可溶性になる。
【００２８】次に、レジスト膜１１に対して、２．３８
ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現
像液により現像を行なうと、レジスト膜１１の露光部１
１ａが現像液に溶解するので、図１（ｄ）に示すよう
に、レジスト膜１１の未露光部１１ｂからなるレジスト
パターン１４が得られる。
ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現
像液により現像を行なうと、レジスト膜１１の露光部１
１ａが現像液に溶解するので、図１（ｄ）に示すよう
に、レジスト膜１１の未露光部１１ｂからなるレジスト
パターン１４が得られる。
【００２９】本実施形態によると、オニウム塩の陽イオ
ン及び陰イオンの両方がフッ素原子を含んでいるため、
レジスト膜１１の光の吸収波長のピークが長波長側にシ
フトすると共に、１５７ｎｍの波長の近傍における光の
吸収性が低減する。このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ露光光に対する透明性が高くなるので、露
光光がレジスト膜１１の底部にまで十分に達するから、
０．０９μｍのライン幅を有し良好なパターン形状を有
するレジストパターンを得ることができた。
ン及び陰イオンの両方がフッ素原子を含んでいるため、
レジスト膜１１の光の吸収波長のピークが長波長側にシ
フトすると共に、１５７ｎｍの波長の近傍における光の
吸収性が低減する。このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ露光光に対する透明性が高くなるので、露
光光がレジスト膜１１の底部にまで十分に達するから、
０．０９μｍのライン幅を有し良好なパターン形状を有
するレジストパターンを得ることができた。
【００３０】図２は本実施形態を評価するために行なっ
た検証例を示し、図２において、比較例１は、陽イオン
及び陰イオンの両方にフッ素原子が含まれていないオニ
ウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトシレートの
吸収波長を示し、比較例２は、陰イオンにフッ素原子が
含まれているが陽イオンにはフッ素原子が含まれていな
いオニウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトリフ
レートの吸収波長を示し、本実施形態は、陽イオン及び
陰イオンの両方にフッ素原子が含まれているオニウム塩
であるトリ（２，４，６−トリフルオロフェニル）スル
フォニウムトリフレートの吸収波長を示している。
た検証例を示し、図２において、比較例１は、陽イオン
及び陰イオンの両方にフッ素原子が含まれていないオニ
ウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトシレートの
吸収波長を示し、比較例２は、陰イオンにフッ素原子が
含まれているが陽イオンにはフッ素原子が含まれていな
いオニウム塩であるトリフェニルスルフォニウムトリフ
レートの吸収波長を示し、本実施形態は、陽イオン及び
陰イオンの両方にフッ素原子が含まれているオニウム塩
であるトリ（２，４，６−トリフルオロフェニル）スル
フォニウムトリフレートの吸収波長を示している。
【００３１】図２から明らかなように、陽イオン及び陰
イオンの両方にフッ素原子が含まれていると、光の吸収
波長のピークが長波長側にシフトすると共に、１５７ｎ
ｍの波長の近傍における光の吸収性が低減する。
イオンの両方にフッ素原子が含まれていると、光の吸収
波長のピークが長波長側にシフトすると共に、１５７ｎ
ｍの波長の近傍における光の吸収性が低減する。
【００３２】尚、本実施形態は、オニウム塩の陽イオン
のフェニル基にフッ素原子が含まれていると共に、オニ
ウム塩の陰イオンであるスルフォン酸イオンにフッ素原
子が含まれている場合であったが、オニウム塩の陽イオ
ンとしてはフェニル基を含むものに限られるものではな
いと共に、オニウム塩の陰イオンとしてはスルフォン酸
イオンに限られるものではない。
のフェニル基にフッ素原子が含まれていると共に、オニ
ウム塩の陰イオンであるスルフォン酸イオンにフッ素原
子が含まれている場合であったが、オニウム塩の陽イオ
ンとしてはフェニル基を含むものに限られるものではな
いと共に、オニウム塩の陰イオンとしてはスルフォン酸
イオンに限られるものではない。
【００３３】以下、陽イオン及び陰イオンの両方にハロ
ゲン原子が含まれたオニウム塩の一例を挙げるが、以下
のものに限られるものではない。
ゲン原子が含まれたオニウム塩の一例を挙げるが、以下
のものに限られるものではない。
【００３４】トリ（２，４，６−トリクロロフェニル）
スルフォニウムトリフレート……陽イオンに塩素原子が
含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が含まれて
いる例である。
スルフォニウムトリフレート……陽イオンに塩素原子が
含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が含まれて
いる例である。
【００３５】トリ（４−フルオロフェニル）スルフォニ
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
【００３６】ジメチルフルオロスルフォニウムトリフラ
ート……陽イオンにフッ素原子が含まれていると共に、
陰イオンにフッ素原子が含まれている例である。
ート……陽イオンにフッ素原子が含まれていると共に、
陰イオンにフッ素原子が含まれている例である。
【００３７】トリ（４−フルオロフェニル）スルフォニ
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
ウム２，６−ジフルオロトシレート……陽イオンにフッ
素原子が含まれていると共に、陰イオンにフッ素原子が
含まれている例である。
【００３８】また、前記実施形態においては、パターン
露光に用いる露光光としては、１５７ｎｍ帯の波長を持
つＦ2 レーザ光を用いたが、これに代えて、Ｘｅ2 レー
ザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光（波長：
１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１３４ｎｍ
帯）、Ａｒ2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）又は軟Ｘ
線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ帯）等を
用いてもよい。
露光に用いる露光光としては、１５７ｎｍ帯の波長を持
つＦ2 レーザ光を用いたが、これに代えて、Ｘｅ2 レー
ザ光（波長：１７２ｎｍ帯）、Ｋｒ2 レーザ光（波長：
１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫｒレーザ光（波長：１３４ｎｍ
帯）、Ａｒ2 レーザ光（波長：１２６ｎｍ帯）又は軟Ｘ
線（波長：１３ｎｍ帯、１１ｎｍ帯又は５ｎｍ帯）等を
用いてもよい。
【００３９】
【発明の効果】本発明のパターン形成方法によると、オ
ニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子
が含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピー
クがシフトするので、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を
持つ光の波長域での吸収性を小さくすることができる。
このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光
に対する透明性を高くすることができるので、露光光と
して１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン露光
を行なう場合に、良好なパターン形状を持つレジストパ
ターンを形成することができる。
ニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方にハロゲン原子
が含まれているため、レジスト膜の光の吸収波長のピー
クがシフトするので、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を
持つ光の波長域での吸収性を小さくすることができる。
このため、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光
に対する透明性を高くすることができるので、露光光と
して１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の光を用いてパターン露光
を行なう場合に、良好なパターン形状を持つレジストパ
ターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態に係るパ
ターン形成方法の各工程を示す断面図である。
ターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図２】オニウム塩の陽イオン及び陰イオンの両方にフ
ッ素原子が含まれると、光の吸収波長帯のピークが長波
長側にシフトすることを示す検証例である。
ッ素原子が含まれると、光の吸収波長帯のピークが長波
長側にシフトすることを示す検証例である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の前提となるパター
ン形成方法の各工程を示す断面図である。
ン形成方法の各工程を示す断面図である。
【符号の説明】 １０ 半導体基板 １１ レジスト膜 １１ａ 露光部 １１ｂ 未露光部 １２ マスク １３ Ｆ2 レーザ光 １４ レジストパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸村 眞治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AA03 AB16 AC04 AC05 AC08 AD03 BE07 BE10 CB13 CB14 CB41 CB52 EA04 FA17
Claims (5)
- 【請求項１】 陽イオン及び陰イオンの両方に、ハロゲ
ン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ
基、アルキル基、トリフロロメチル基、メルカプト基及
び水酸基からなる群の中から選ばれた少なくとも１つの
原子又は基を含むオニウム塩よりなる酸発生剤を有する
化学増幅型レジストを基板上に塗布してレジスト膜を形
成する工程と、 前記レジスト膜に、１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持
つ光を照射してパターン露光を行なった後、パターン露
光された前記レジスト膜を現像してレジストパターンを
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。 - 【請求項２】 前記原子又は基は、フッ素原子であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。 - 【請求項３】 前記オニウム塩の陽イオンは、前記原子
又は基を含むフェニル基を有していることを特徴とする
請求項１に記載のパターン形成方法。 - 【請求項４】 前記オニウム塩の陰イオンは、前記原子
又は基を含むスルフォン酸イオン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方法。 - 【請求項５】 前記光は、Ｘｅ2 レーザ光、Ｆ2 レーザ
光、Ｋｒ2 レーザ光、ＡｒＫｒレーザ光、Ａｒ2 レーザ
光、１３ｎｍ帯光、１１ｎｍ帯光又は５ｎｍ帯光である
ことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
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