JP2001066780A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JP2001066780A JP2001066780A JP2000135369A JP2000135369A JP2001066780A JP 2001066780 A JP2001066780 A JP 2001066780A JP 2000135369 A JP2000135369 A JP 2000135369A JP 2000135369 A JP2000135369 A JP 2000135369A JP 2001066780 A JP2001066780 A JP 2001066780A
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 140nm帯〜160nm帯の波長を持つ露
光光を用いて良好な形状を持つレジストパターンが得ら
れるようにする。 【解決手段】 【化1】 半導体基板10の上に、[化1]に示すベース樹脂を含
むレジスト膜11を形成した後、該レジスト膜11に対
してF2 エキシマレーザ13を用いてパターン露光を行
なう。レジスト膜11に対してアルカリ性の現像液を用
いて現像処理を行なって、レジスト膜11の未露光部1
1bからなるレジストパターン14を形成する。
光光を用いて良好な形状を持つレジストパターンが得ら
れるようにする。 【解決手段】 【化1】 半導体基板10の上に、[化1]に示すベース樹脂を含
むレジスト膜11を形成した後、該レジスト膜11に対
してF2 エキシマレーザ13を用いてパターン露光を行
なう。レジスト膜11に対してアルカリ性の現像液を用
いて現像処理を行なって、レジスト膜11の未露光部1
1bからなるレジストパターン14を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レジスト膜に14
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射して
レジストパターンを形成するパターン形成方法に関す
る。
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射して
レジストパターンを形成するパターン形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】現在、64メガビットのダイナミックラ
ンダムアクセスメモリ(DRAM)、0.25μm〜
0.18μmのルールを持つロジックデバイス又はこれ
らが搭載されるシステムLSIなどの大規模集積回路を
形成する場合には、ポリヒドロキシスチレン誘導体及び
酸発生剤を有する化学増幅型レジストに対して、KrF
エキシマレーザ(波長:248nm帯)を用いるパター
ン露光を行なうことによりレジストパターンを形成して
いる。
ンダムアクセスメモリ(DRAM)、0.25μm〜
0.18μmのルールを持つロジックデバイス又はこれ
らが搭載されるシステムLSIなどの大規模集積回路を
形成する場合には、ポリヒドロキシスチレン誘導体及び
酸発生剤を有する化学増幅型レジストに対して、KrF
エキシマレーザ(波長:248nm帯)を用いるパター
ン露光を行なうことによりレジストパターンを形成して
いる。
【0003】また、0.15μm〜0.13μmのルー
ルを持つ256メガビットのDRAM若しくは1ギガビ
ットDRAM又はこれらが搭載されるシステムLSIな
どの大規模集積回路を形成する場合には、KrFエキシ
マレーザよりも波長が短いArFエキシマレーザ(波
長:193nm帯)を露光光として用いるパターン形成
方法の開発が進められている。
ルを持つ256メガビットのDRAM若しくは1ギガビ
ットDRAM又はこれらが搭載されるシステムLSIな
どの大規模集積回路を形成する場合には、KrFエキシ
マレーザよりも波長が短いArFエキシマレーザ(波
長:193nm帯)を露光光として用いるパターン形成
方法の開発が進められている。
【0004】ところで、KrFエキシマレーザ用のポリ
ヒドロキシスチレン誘導体を含む化学増幅型レジスト
は、ポリヒドロキシスチレン誘導体に含まれる芳香環の
193nm帯の光に対する吸収度が大き過ぎるため、露
光光がレジスト膜の下部にまで均一に到達できないの
で、ArFエキシマレーザ用のレジストとしては好まし
くない。
ヒドロキシスチレン誘導体を含む化学増幅型レジスト
は、ポリヒドロキシスチレン誘導体に含まれる芳香環の
193nm帯の光に対する吸収度が大き過ぎるため、露
光光がレジスト膜の下部にまで均一に到達できないの
で、ArFエキシマレーザ用のレジストとしては好まし
くない。
【0005】そこで、ArFエキシマレーザ用のレジス
トとしては、芳香環を含まないポリアクリル酸誘導体を
有する化学増幅型レジストが検討されている。
トとしては、芳香環を含まないポリアクリル酸誘導体を
有する化学増幅型レジストが検討されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、0.13μ
mよりも微細なパターンを形成するためには、露光光と
して、ArFエキシマレーザよりも波長が短い、F2 エ
キシマレーザ(波長:157nm帯)又はKr2 エキシ
マレーザ(波長:146nm帯)などのように、140
nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を用いること
が必要になる。
mよりも微細なパターンを形成するためには、露光光と
して、ArFエキシマレーザよりも波長が短い、F2 エ
キシマレーザ(波長:157nm帯)又はKr2 エキシ
マレーザ(波長:146nm帯)などのように、140
nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を用いること
が必要になる。
【0007】そこで、従来から知られているレジスト材
料、具体的には、g線又はi線用に用いられるノボラッ
ク樹脂及びナフトキノンジアジド感光剤を有するレジス
ト材料、KrFエキシマレーザ用に用いられるポリヒド
ロキシスチレン誘導体を含むレジスト材料、及びArF
エキシマレーザ用に用いられるポリアクリル酸誘導体を
含むレジスト材料などからなるレジスト膜に対して、1
40nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光、例えば
F2 エキシマレーザを用いてレジストパターンを形成し
てみたところ、矩形状の断面を持つ良好なパターン形状
が得られなかった。
料、具体的には、g線又はi線用に用いられるノボラッ
ク樹脂及びナフトキノンジアジド感光剤を有するレジス
ト材料、KrFエキシマレーザ用に用いられるポリヒド
ロキシスチレン誘導体を含むレジスト材料、及びArF
エキシマレーザ用に用いられるポリアクリル酸誘導体を
含むレジスト材料などからなるレジスト膜に対して、1
40nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光、例えば
F2 エキシマレーザを用いてレジストパターンを形成し
てみたところ、矩形状の断面を持つ良好なパターン形状
が得られなかった。
【0008】前記に鑑み、本発明は、140nm帯〜1
60nm帯の波長を持つ露光光を用いて良好な形状を持
つレジストパターンが得られるようにすることを目的と
する。
60nm帯の波長を持つ露光光を用いて良好な形状を持
つレジストパターンが得られるようにすることを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、従来の
レジスト材料を用いると、良好なパターン形状が得られ
ない原因について検討を加えた結果、従来のレジスト材
料は、140nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光
に対する透過率が低いので、露光光がレジスト膜の底部
にまで十分に到達しないためであると考えた。
レジスト材料を用いると、良好なパターン形状が得られ
ない原因について検討を加えた結果、従来のレジスト材
料は、140nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光
に対する透過率が低いので、露光光がレジスト膜の底部
にまで十分に到達しないためであると考えた。
【0010】そこで、レジスト膜の膜厚及びベース樹脂
の140nm帯〜160nm帯の光に対する透過率と、
これらを用いたときのパターン形状との関係について実
験を重ねた結果、膜厚が200nmであるときに透過率
が40%以上であれば、良好な断面形状を持つレジスト
パターンが得られるということを見出した。
の140nm帯〜160nm帯の光に対する透過率と、
これらを用いたときのパターン形状との関係について実
験を重ねた結果、膜厚が200nmであるときに透過率
が40%以上であれば、良好な断面形状を持つレジスト
パターンが得られるということを見出した。
【0011】ちなみに、従来から知られている、ノボラ
ック樹脂及びナフトキノンジアジド感光剤を有するレジ
スト材料、ポリヒドロキシスチレン誘導体を含むレジス
ト材料及びポリアクリル酸誘導体を含むレジスト材料を
用いると、膜厚が200nmであるときの透過率は10
%以下が多いと共に、透過率が最も高いときでも40%
未満であった。
ック樹脂及びナフトキノンジアジド感光剤を有するレジ
スト材料、ポリヒドロキシスチレン誘導体を含むレジス
ト材料及びポリアクリル酸誘導体を含むレジスト材料を
用いると、膜厚が200nmであるときの透過率は10
%以下が多いと共に、透過率が最も高いときでも40%
未満であった。
【0012】本発明に係る第1のパターン形成方法は、
膜厚が200nmであるときに140nm帯〜160n
m帯の波長を持つ光に対する透過率が40%以上である
ベース樹脂を有するレジスト材料からなるレジスト膜を
形成する工程と、レジスト膜に140nm帯〜160n
m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。
膜厚が200nmであるときに140nm帯〜160n
m帯の波長を持つ光に対する透過率が40%以上である
ベース樹脂を有するレジスト材料からなるレジスト膜を
形成する工程と、レジスト膜に140nm帯〜160n
m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。
【0013】第1のパターン形成方法によると、レジス
ト材料は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上であるベース樹脂を有しているため、140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパターン
露光を行なうと、レジスト膜の底部にまで確実に露光光
が到達するので、矩形状の断面を有する良好なパターン
形状が得られる。
ト材料は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上であるベース樹脂を有しているため、140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパターン
露光を行なうと、レジスト膜の底部にまで確実に露光光
が到達するので、矩形状の断面を有する良好なパターン
形状が得られる。
【0014】第1のパターン形成方法において、ベース
樹脂は、光の照射によりアルカリ性現像液に対する溶解
性が変化する基を持つポリスチレン誘導体を含んでいる
ことが好ましい。
樹脂は、光の照射によりアルカリ性現像液に対する溶解
性が変化する基を持つポリスチレン誘導体を含んでいる
ことが好ましい。
【0015】このようにすると、ポリスチレン誘導体を
含むレジスト膜は、膜厚が200nmであるときの14
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率
は確実に40%以上になると共に、ドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好な断面形状を持つレジ
ストパターンを形成することができる。
含むレジスト膜は、膜厚が200nmであるときの14
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率
は確実に40%以上になると共に、ドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好な断面形状を持つレジ
ストパターンを形成することができる。
【0016】この場合、ポリスチレン誘導体は、[化1
0]、[化11]及び[化12]のうちの少なくとも1
つのユニットを含んでいることが好ましい。
0]、[化11]及び[化12]のうちの少なくとも1
つのユニットを含んでいることが好ましい。
【0017】
【化10】
【0018】
【化11】
【0019】
【化12】
【0020】このようにすると、膜厚が200nmであ
るときの140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に
対する透過率をより確実に40%以上にすることができ
るので、パターン形状は確実に矩形状になる。
るときの140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に
対する透過率をより確実に40%以上にすることができ
るので、パターン形状は確実に矩形状になる。
【0021】本発明に係る第2のパターン形成方法は、
膜厚が200nmであるときに140nm帯〜160n
m帯の光に対する透過率が40%以上であり且つ酸の作
用により分解するベース樹脂と、光の照射により酸を発
生する酸発生剤とを有するレジスト材料からなるレジス
ト膜を形成する工程と、レジスト膜に140nm帯〜1
60nm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。
膜厚が200nmであるときに140nm帯〜160n
m帯の光に対する透過率が40%以上であり且つ酸の作
用により分解するベース樹脂と、光の照射により酸を発
生する酸発生剤とを有するレジスト材料からなるレジス
ト膜を形成する工程と、レジスト膜に140nm帯〜1
60nm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。
【0022】第2のパターン形成方法によると、レジス
ト材料は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上であるベース樹脂を有しているため、140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパターン
露光を行なうと、レジスト膜の底部にまで確実に露光光
が到達し、レジスト膜の底部においても酸発生剤から確
実に酸が発生するので、矩形状の断面を有する良好なパ
ターン形状が得られる。
ト材料は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上であるベース樹脂を有しているため、140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパターン
露光を行なうと、レジスト膜の底部にまで確実に露光光
が到達し、レジスト膜の底部においても酸発生剤から確
実に酸が発生するので、矩形状の断面を有する良好なパ
ターン形状が得られる。
【0023】第2のパターン形成方法において、ベース
樹脂は、酸の作用によりアルカリ性現像液に対する溶解
性が変化するポリスチレン誘導体を含んでいることが好
ましい。
樹脂は、酸の作用によりアルカリ性現像液に対する溶解
性が変化するポリスチレン誘導体を含んでいることが好
ましい。
【0024】このようにすると、ポリスチレン誘導体を
含むレジスト膜は、膜厚が200nmであるときの14
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率
は確実に40%以上になると共に、ドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好な断面形状を持つレジ
ストパターンを形成することができる。
含むレジスト膜は、膜厚が200nmであるときの14
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率
は確実に40%以上になると共に、ドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好な断面形状を持つレジ
ストパターンを形成することができる。
【0025】この場合、ポリスチレン誘導体は、[化1
3]、[化14]及び[化15]のうちの少なくとも1
つのユニットを含んでいることが好ましい。
3]、[化14]及び[化15]のうちの少なくとも1
つのユニットを含んでいることが好ましい。
【0026】
【化13】
【0027】
【化14】
【0028】
【化15】
【0029】このようにすると、膜厚が200nmであ
るときの140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に
対する透過率をより確実に40%以上にすることができ
るので、パターン形状は確実に矩形状になる。
るときの140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に
対する透過率をより確実に40%以上にすることができ
るので、パターン形状は確実に矩形状になる。
【0030】本発明に係る第3のパターン形成方法は、
膜厚が200nmであるときに140nm帯〜160n
m帯の光に対する透過率が40%以上である第1のベー
ス樹脂と、酸の作用により分解する第2のベース樹脂
と、光の照射により酸を発生する酸発生剤とを有するレ
ジスト材料からなるレジスト膜を形成する工程と、レジ
スト膜に140nm帯〜160nm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。
膜厚が200nmであるときに140nm帯〜160n
m帯の光に対する透過率が40%以上である第1のベー
ス樹脂と、酸の作用により分解する第2のベース樹脂
と、光の照射により酸を発生する酸発生剤とを有するレ
ジスト材料からなるレジスト膜を形成する工程と、レジ
スト膜に140nm帯〜160nm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。
【0031】第3のパターン形成方法によると、レジス
ト材料は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上である第1のベース樹脂を有しているため、140
nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパ
ターン露光を行なうと、レジスト膜の底部にまで確実に
露光光が到達し、レジスト膜の底部においても酸発生剤
から確実に酸が発生する。このため、第2のベース樹脂
が酸発生剤から発生した酸によって分解して現像液に対
して可溶性に変化するので、矩形状の断面を有する良好
なパターン形状が得られる。
ト材料は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上である第1のベース樹脂を有しているため、140
nm帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパ
ターン露光を行なうと、レジスト膜の底部にまで確実に
露光光が到達し、レジスト膜の底部においても酸発生剤
から確実に酸が発生する。このため、第2のベース樹脂
が酸発生剤から発生した酸によって分解して現像液に対
して可溶性に変化するので、矩形状の断面を有する良好
なパターン形状が得られる。
【0032】第3のパターン形成方法において、第1の
ベース樹脂はポリスチレン誘導体を含んでいることが好
ましい。
ベース樹脂はポリスチレン誘導体を含んでいることが好
ましい。
【0033】このようにすると、ポリスチレン誘導体を
含むレジスト膜は、膜厚が200nmであるときの14
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率
は確実に40%以上になると共に、ドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好な断面形状を持つレジ
ストパターンを形成することができる。
含むレジスト膜は、膜厚が200nmであるときの14
0nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率
は確実に40%以上になると共に、ドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好な断面形状を持つレジ
ストパターンを形成することができる。
【0034】この場合、ポリスチレン誘導体は、[化1
6]、[化17]及び[化18]のうちの少なくとも1
つのユニットを含んでいることが好ましい。
6]、[化17]及び[化18]のうちの少なくとも1
つのユニットを含んでいることが好ましい。
【0035】
【化16】
【0036】
【化17】
【0037】
【化18】
【0038】このようにすると、膜厚が200nmであ
るときの140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に
対する透過率をより確実に40%以上にすることができ
るので、パターン形状は確実に矩形状になる。
るときの140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に
対する透過率をより確実に40%以上にすることができ
るので、パターン形状は確実に矩形状になる。
【0039】第1〜第3のパターン形成方法において
は、露光光としてF2エキシマレーザ又はKr2エキシマ
レーザを用いることができる。
は、露光光としてF2エキシマレーザ又はKr2エキシマ
レーザを用いることができる。
【0040】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態に係るパターン形成方法について、図
1(a)〜(c)を参照しながら説明する。
の第1の実施形態に係るパターン形成方法について、図
1(a)〜(c)を参照しながら説明する。
【0041】まず、第1の実施形態に係るレジスト材料
として、以下の組成物を準備する。
として、以下の組成物を準備する。
【0042】 ベース樹脂……[化19]に示す樹脂 2g 溶媒……ジグライム 20g
【0043】
【化19】
【0044】次に、図1(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10上にスピンコ
ートした後、プリベークして、0.3μmの膜厚を有す
るレジスト膜11を形成する。ベース樹脂がアルカリ難
溶性であるため、レジスト膜11はアルカリ難溶性であ
る。
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートした後、プリベークして、0.3μmの膜厚を有す
るレジスト膜11を形成する。ベース樹脂がアルカリ難
溶性であるため、レジスト膜11はアルカリ難溶性であ
る。
【0045】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、F2 エキシマレー
ザ13を照射してパターン露光を行なう。このようにす
ると、ベース樹脂の透明性が高いので、露光光はレジス
ト膜11の底部にまで確実に到達する。このため、レジ
スト膜11の露光部11aにおいては、ベース樹脂がF
2 エキシマレーザ13により分解するので、アルカリ性
現像液に対して可溶性に変化する一方、レジスト膜11
の未露光部11bはアルカリ性現像液に対して難溶性の
ままである。
膜11に対してマスク12を介して、F2 エキシマレー
ザ13を照射してパターン露光を行なう。このようにす
ると、ベース樹脂の透明性が高いので、露光光はレジス
ト膜11の底部にまで確実に到達する。このため、レジ
スト膜11の露光部11aにおいては、ベース樹脂がF
2 エキシマレーザ13により分解するので、アルカリ性
現像液に対して可溶性に変化する一方、レジスト膜11
の未露光部11bはアルカリ性現像液に対して難溶性の
ままである。
【0046】次に、レジスト膜11に対して、例えばテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等の
アルカリ性の現像液を用いて現像処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜11の露光部11aが現像液に
溶解するので、図1(c)に示すように、レジスト膜1
1の未露光部11bからなるレジストパターン14が得
られる。
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等の
アルカリ性の現像液を用いて現像処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜11の露光部11aが現像液に
溶解するので、図1(c)に示すように、レジスト膜1
1の未露光部11bからなるレジストパターン14が得
られる。
【0047】第1の実施形態によると、[化19]に示
す樹脂は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上である特性を有しているため、157nm帯の波長
を持つF2 エキシマレーザ13を照射してパターン露光
を行なうと、レジスト膜11の露光部11aの底部にま
で確実に露光光が到達するので、矩形状の断面を有する
良好なパターン形状が得られる。
す樹脂は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上である特性を有しているため、157nm帯の波長
を持つF2 エキシマレーザ13を照射してパターン露光
を行なうと、レジスト膜11の露光部11aの底部にま
で確実に露光光が到達するので、矩形状の断面を有する
良好なパターン形状が得られる。
【0048】また、[化19]に示す樹脂はポリスチレ
ン誘導体を含むため、ベース樹脂のドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好なパターン形状が得ら
れる。
ン誘導体を含むため、ベース樹脂のドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好なパターン形状が得ら
れる。
【0049】尚、第1の実施形態におけるベース樹脂と
しては、[化19]に示す樹脂を用いたが、これに代え
て、[化19]、[化20]及び[化21]のうちの少
なくとも1つのユニットを含んでおればよい。
しては、[化19]に示す樹脂を用いたが、これに代え
て、[化19]、[化20]及び[化21]のうちの少
なくとも1つのユニットを含んでおればよい。
【0050】
【化20】
【0051】
【化21】
【0052】(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方法について、図2(a)
〜(d)を参照しながら説明する。
実施形態に係るパターン形成方法について、図2(a)
〜(d)を参照しながら説明する。
【0053】まず、第2の実施形態に係るレジスト材料
として、以下の組成物を準備する。
として、以下の組成物を準備する。
【0054】 ベース樹脂……[化22]に示す樹脂 2g 酸発生剤……トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.04g 溶媒……ジグライム 20g
【0055】
【化22】
【0056】次に、図2(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20上にスピンコ
ートした後、プリベークして、0.3μmの膜厚を有す
るレジスト膜21を形成する。ベース樹脂がアルカリ難
溶性であるため、レジスト膜21はアルカリ難溶性であ
る。
成を有するレジスト材料を半導体基板20上にスピンコ
ートした後、プリベークして、0.3μmの膜厚を有す
るレジスト膜21を形成する。ベース樹脂がアルカリ難
溶性であるため、レジスト膜21はアルカリ難溶性であ
る。
【0057】次に、図2(b)に示すように、レジスト
膜21に対してマスク22を介して、F2 エキシマレー
ザ23を照射してパターン露光を行なう。このようにす
ると、ベース樹脂の透明性が高いため、露光光はレジス
ト膜21の底部にまで確実に到達するので、レジスト膜
21の底部においても酸発生剤から確実に酸が発生す
る。このため、レジスト膜21の露光部21aにおいて
は、ベース樹脂がF2 エキシマレーザ23及び酸発生剤
から発生した酸により分解するため、アルカリ性現像液
に対して可溶性に変化する一方、レジスト膜21の未露
光部21bはアルカリ性現像液に対して難溶性のままで
ある。
膜21に対してマスク22を介して、F2 エキシマレー
ザ23を照射してパターン露光を行なう。このようにす
ると、ベース樹脂の透明性が高いため、露光光はレジス
ト膜21の底部にまで確実に到達するので、レジスト膜
21の底部においても酸発生剤から確実に酸が発生す
る。このため、レジスト膜21の露光部21aにおいて
は、ベース樹脂がF2 エキシマレーザ23及び酸発生剤
から発生した酸により分解するため、アルカリ性現像液
に対して可溶性に変化する一方、レジスト膜21の未露
光部21bはアルカリ性現像液に対して難溶性のままで
ある。
【0058】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板20ひいてはレジスト膜21をホットプレート24に
より加熱する。このようにすると、レジスト膜21にお
ける露光部21aにおいては、酸発生剤からの酸の発生
が促進されるため、ベース樹脂の分解が促進される。
板20ひいてはレジスト膜21をホットプレート24に
より加熱する。このようにすると、レジスト膜21にお
ける露光部21aにおいては、酸発生剤からの酸の発生
が促進されるため、ベース樹脂の分解が促進される。
【0059】次に、レジスト膜21に対して、例えばテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等の
アルカリ性の現像液を用いて現像処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜21の露光部21aが現像液に
溶解するので、図2(d)に示すように、レジスト膜2
1の未露光部21bからなるレジストパターン25が得
られる。
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等の
アルカリ性の現像液を用いて現像処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜21の露光部21aが現像液に
溶解するので、図2(d)に示すように、レジスト膜2
1の未露光部21bからなるレジストパターン25が得
られる。
【0060】第2の実施形態によると、[化22]に示
す樹脂は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上である特性を有しているため、157nm帯の波長
を持つF2 エキシマレーザ23を照射してパターン露光
を行なうと、レジスト膜21の露光部21aの底部にま
で確実に露光光が到達し、レジスト膜21の露光部21
aの底部において酸発生剤から確実に酸が発生するの
で、矩形状の断面を有する良好なパターン形状が得られ
る。
す樹脂は、膜厚が200nmであるときに140nm帯
〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が40%
以上である特性を有しているため、157nm帯の波長
を持つF2 エキシマレーザ23を照射してパターン露光
を行なうと、レジスト膜21の露光部21aの底部にま
で確実に露光光が到達し、レジスト膜21の露光部21
aの底部において酸発生剤から確実に酸が発生するの
で、矩形状の断面を有する良好なパターン形状が得られ
る。
【0061】また、[化22]に示す樹脂はポリスチレ
ン誘導体を含むため、ベース樹脂のドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好なパターン形状が得ら
れる。
ン誘導体を含むため、ベース樹脂のドライエッチングに
対する耐性が高いので、より良好なパターン形状が得ら
れる。
【0062】尚、第2の実施形態におけるベース樹脂と
しては、[化22]に示す樹脂を用いたが、これに代え
て、[化22]、[化23]及び[化24]のうちの少
なくとも1つのユニットを含んでおればよい。
しては、[化22]に示す樹脂を用いたが、これに代え
て、[化22]、[化23]及び[化24]のうちの少
なくとも1つのユニットを含んでおればよい。
【0063】
【化23】
【0064】
【化24】
【0065】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態に係るパターン形成方法について、図2(a)
〜(d)を参照しながら説明する。
実施形態に係るパターン形成方法について、図2(a)
〜(d)を参照しながら説明する。
【0066】まず、第3の実施形態に係るレジスト材料
として、以下の組成物を準備する。
として、以下の組成物を準備する。
【0067】 第1のベース樹脂……[化25]に示す樹脂 0.6g 第2のベース樹脂……[化26]に示す樹脂 1.4g 酸発生剤……トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.04g 溶媒……ジグライム 20g
【0068】
【化25】
【0069】
【化26】
【0070】次に、図2(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20上にスピンコ
ートした後、プリベークして、0.3μmの膜厚を有す
るレジスト膜21を形成する。第1のベース樹脂及び第
2のベース樹脂がアルカリ難溶性であるため、レジスト
膜21はアルカリ難溶性である。
成を有するレジスト材料を半導体基板20上にスピンコ
ートした後、プリベークして、0.3μmの膜厚を有す
るレジスト膜21を形成する。第1のベース樹脂及び第
2のベース樹脂がアルカリ難溶性であるため、レジスト
膜21はアルカリ難溶性である。
【0071】次に、図2(b)に示すように、レジスト
膜21に対してマスク22を介して、F2 エキシマレー
ザ23を照射してパターン露光を行なう。このようにす
ると、第1のベース樹脂の透明性が高いため、露光光は
レジスト膜21の底部にまで確実に到達するので、レジ
スト膜21の底部においても酸発生剤から確実に酸が発
生する。このため、レジスト膜21の露光部21aにお
いては、第2のベース樹脂がF2 エキシマレーザ23及
び酸発生剤から発生した酸により分解するので、アルカ
リ性現像液に対して可溶性に変化する一方、レジスト膜
21の未露光部21bはアルカリ性現像液に対して難溶
性のままである。
膜21に対してマスク22を介して、F2 エキシマレー
ザ23を照射してパターン露光を行なう。このようにす
ると、第1のベース樹脂の透明性が高いため、露光光は
レジスト膜21の底部にまで確実に到達するので、レジ
スト膜21の底部においても酸発生剤から確実に酸が発
生する。このため、レジスト膜21の露光部21aにお
いては、第2のベース樹脂がF2 エキシマレーザ23及
び酸発生剤から発生した酸により分解するので、アルカ
リ性現像液に対して可溶性に変化する一方、レジスト膜
21の未露光部21bはアルカリ性現像液に対して難溶
性のままである。
【0072】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板20ひいてはレジスト膜21をホットプレート24に
より加熱する。このようにすると、レジスト膜21にお
ける露光部21aにおいては、酸発生剤からの酸の発生
が促進されるため、ベース樹脂の分解が促進される。
板20ひいてはレジスト膜21をホットプレート24に
より加熱する。このようにすると、レジスト膜21にお
ける露光部21aにおいては、酸発生剤からの酸の発生
が促進されるため、ベース樹脂の分解が促進される。
【0073】次に、レジスト膜21に対して、例えばテ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等の
アルカリ性の現像液を用いて現像処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜21の露光部21aが現像液に
溶解するので、図2(d)に示すように、レジスト膜2
1の未露光部21bからなるレジストパターン25が得
られる。
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液等の
アルカリ性の現像液を用いて現像処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜21の露光部21aが現像液に
溶解するので、図2(d)に示すように、レジスト膜2
1の未露光部21bからなるレジストパターン25が得
られる。
【0074】第3の実施形態によると、[化25]に示
す第1のベース樹脂は、膜厚が200nmであるときに
140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透
過率が40%以上である特性を有しているため、157
nm帯の波長を持つF2 エキシマレーザ23を照射して
パターン露光を行なうと、レジスト膜21の露光部21
aの底部にまで確実に露光光が到達し、レジスト膜21
の露光部21aの底部において、酸発生剤から確実に酸
が発生する。このため、レジスト膜21の露光部21a
においては、第2のベース樹脂が確実に分解するので、
矩形状の断面を有する良好なパターン形状が得られる。
す第1のベース樹脂は、膜厚が200nmであるときに
140nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透
過率が40%以上である特性を有しているため、157
nm帯の波長を持つF2 エキシマレーザ23を照射して
パターン露光を行なうと、レジスト膜21の露光部21
aの底部にまで確実に露光光が到達し、レジスト膜21
の露光部21aの底部において、酸発生剤から確実に酸
が発生する。このため、レジスト膜21の露光部21a
においては、第2のベース樹脂が確実に分解するので、
矩形状の断面を有する良好なパターン形状が得られる。
【0075】また、[化26]に示す樹脂はポリスチレ
ン誘導体を含むため、第1のベース樹脂のドライエッチ
ングに対する耐性が高いので、より良好なパターン形状
が得られる。
ン誘導体を含むため、第1のベース樹脂のドライエッチ
ングに対する耐性が高いので、より良好なパターン形状
が得られる。
【0076】尚、第3の実施形態においては、第1のベ
ース樹脂は酸の作用により分解する性質を有している
が、第1のベース樹脂としては、酸によって分解しない
ものを用いてもよい。
ース樹脂は酸の作用により分解する性質を有している
が、第1のベース樹脂としては、酸によって分解しない
ものを用いてもよい。
【0077】また、第3の実施形態における第2のベー
ス樹脂としては、[化26]に示す樹脂を用いたが、こ
れに代えて、[化26]、[化27]及び[化28]の
うちの少なくとも1つのユニットを含んでおればよい。
ス樹脂としては、[化26]に示す樹脂を用いたが、こ
れに代えて、[化26]、[化27]及び[化28]の
うちの少なくとも1つのユニットを含んでおればよい。
【0078】
【化27】
【0079】
【化28】
【0080】
【発明の効果】第1〜第3のパターン形成方法による
と、レジスト材料は、膜厚が200nmであるときに1
40nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過
率が40%以上である樹脂を有しているため、140n
m帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパタ
ーン露光を行なうと、レジスト膜の露光部においては、
露光光がレジスト膜の底部にまで確実に到達するので、
矩形状の断面を有する良好なパターン形状が得られる。
と、レジスト材料は、膜厚が200nmであるときに1
40nm帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過
率が40%以上である樹脂を有しているため、140n
m帯〜160nm帯の波長を持つ露光光を照射してパタ
ーン露光を行なうと、レジスト膜の露光部においては、
露光光がレジスト膜の底部にまで確実に到達するので、
矩形状の断面を有する良好なパターン形状が得られる。
【図1】(a)〜(c)は、本発明の第1の実施形態に
係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図2】(a)〜(d)は、本発明の第2又は第3の実
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。
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。
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エキシマレーザ 14 レジストパターン 20 半導体基板 21 レジスト膜 21a 露光部 21b 未露光部 22 マスク 23 F2エキシマレーザ 24 ホットプレート 25 レジストパターン
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/20 502 G03F 7/20 502 H01L 21/027 H01L 21/30 515B (72)発明者 笹子 勝 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 AA03 AA09 AB16 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 BJ00 CB17 CB41 FA17 2H097 BA06 CA13 FA06 JA03 LA10 4J002 BC03X BC12W EV296 GP03 GQ05 4J100 AB02Q AB07P AB07Q BA02P BA03Q BA04P BA22P BC53P CA04 DA62 JA46 5F046 CA04 CA07 JA21 JA22 LA12 LA14
Claims (10)
- 【請求項1】 膜厚が200nmであるときに140n
m帯〜160nm帯の波長を持つ光に対する透過率が4
0%以上であるベース樹脂を有するレジスト材料からな
るレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に140nm帯〜160nm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ことを特徴とするパター
ン形成方法。 - 【請求項2】 前記ベース樹脂は、光の照射によりアル
カリ性現像液に対する溶解性が変化する基を持つポリス
チレン誘導体を含んで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3】 前記ポリスチレン誘導体は、[化1]、
[化2]及び[化3]のうちの少なくとも1つのユニッ
トを含んでいることを特徴とする請求項2に記載のパタ
ーン形成方法。 【化1】 【化2】 【化3】 - 【請求項4】 膜厚が200nmであるときに140n
m帯〜160nm帯の光に対する透過率が40%以上で
あり且つ酸の作用により分解するベース樹脂と、光の照
射により酸を発生する酸発生剤とを有するレジスト材料
からなるレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に140nm帯〜160nm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ことを特徴とするパター
ン形成方法。 - 【請求項5】 前記ベース樹脂は、酸に作用よりアルカ
リ性現像液に対する溶解性が変化する基を持つポリスチ
レン誘導体を含んでいることを特徴とする請求項4に記
載のパターン形成方法。 - 【請求項6】 前記ポリスチレン誘導体は、[化4]、
[化5]及び[化6]のうちの少なくとも1つのユニッ
トを含んでいることを特徴とする請求項5に記載のパタ
ーン形成方法。 【化4】 【化5】 【化6】 - 【請求項7】 膜厚が200nmであるときに140n
m帯〜160nm帯の光に対する透過率が40%以上で
ある第1のベース樹脂と、酸の作用により分解する第2
のベース樹脂と、光の照射により酸を発生する酸発生剤
とを有するレジスト材料からなるレジスト膜を形成する
工程と、 前記レジスト膜に140nm帯〜160nm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ことを特徴とするパター
ン形成方法。 - 【請求項8】 前記第1のベース樹脂はポリスチレン誘
導体を含んでいることを特徴とする請求項7に記載のパ
ターン形成方法。 - 【請求項9】 前記ポリスチレン誘導体は、[化7]、
[化8]及び[化9]のうちの少なくとも1つのユニッ
トを含んでいることを特徴とする請求項8に記載のパタ
ーン形成方法。 【化7】 【化8】 【化9】 - 【請求項10】 前記露光光は、F2 エキシマレーザ又
はKr2 エキシマレーザであることを特徴とする請求項
1〜9のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000135369A JP2001066780A (ja) | 1999-06-21 | 2000-05-09 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-174199 | 1999-06-21 | ||
JP17419999 | 1999-06-21 | ||
JP2000135369A JP2001066780A (ja) | 1999-06-21 | 2000-05-09 | パターン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001066780A true JP2001066780A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=26495899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000135369A Pending JP2001066780A (ja) | 1999-06-21 | 2000-05-09 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001066780A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1335246A1 (en) * | 1999-06-21 | 2003-08-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern formation method |
JP2005517972A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-06-16 | クラリアント・インターナシヨナル・リミテッド | ポジ型光像形成性底面反射防止膜 |
-
2000
- 2000-05-09 JP JP2000135369A patent/JP2001066780A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1335246A1 (en) * | 1999-06-21 | 2003-08-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern formation method |
JP2005517972A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-06-16 | クラリアント・インターナシヨナル・リミテッド | ポジ型光像形成性底面反射防止膜 |
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