JP2001183843A - アンダーコート樹脂組成物及びこれを用いたレジスト像の製造法 - Google Patents

アンダーコート樹脂組成物及びこれを用いたレジスト像の製造法

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JP2001183843A
JP2001183843A JP37013199A JP37013199A JP2001183843A JP 2001183843 A JP2001183843 A JP 2001183843A JP 37013199 A JP37013199 A JP 37013199A JP 37013199 A JP37013199 A JP 37013199A JP 2001183843 A JP2001183843 A JP 2001183843A
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resin composition
coating film
resist
resist image
pattern
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JP37013199A
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Kei Kasuya
圭 粕谷
Koji Kato
幸治 加藤
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスクブランクスの表面の影響を打ち消し、
ポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物のパターンの断面形
状を矩形に現出させることができるアンダーコート樹脂
組成物及びレジスト像の製造法を提供する。 【解決手段】 ポリ(ビニルメチルエーテル)樹脂及び
フッ素系水溶性界面活性剤を含有するアンダーコート樹
脂組成物。マスクブランクス上に上記のアンダーコート
樹脂組成物の塗膜を形成し、この塗膜上にポジ型化学増
幅系感光性樹脂組成物の塗膜を形成し、次いで、このポ
ジ型化学増幅系感光性樹脂組成物の塗膜に活性化学線を
照射し、現像するレジスト像の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体用フォトマ
スク等の製作において、ポジ型化学増幅系感光性樹脂組
成物塗膜とマスクブランクスの間に形成して用いられる
アンダーコート樹脂組成物に関する。
【0002】本発明はまた、このアンダーコート樹脂組
成物とポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物を用いたレジ
スト像の製造法に関し、特に、紫外線、遠紫外線、X
線、電子線などの放射線のパターン状照射によりパター
ン潜像形成部に酸を発生させ、この酸を触媒とする反応
によって、当該照射部と未照射部のアルカリ現像液に対
する溶解性を変化させ、パターンを現出させるレジスト
像の製造法に関する。
【0003】
【従来の技術】近年、集積回路については高集積化に伴
う微細化が進み、256MDRAM等においては、サブ
ハーフミクロン以下のパターン形成が要求されるように
なり、解像力の優れたレジスト材料が要望されている。
特に、最近は微細化の前倒し傾向が顕著となり、デバイ
スメーカにとってはより微細なパターンを形成するリソ
グラフィ技術を確立する競争が激化している。
【0004】現在は、光を光源とするリソグラフィ技術
が主流であり、今後さらに厳しくなる微細化への対応の
ため、光源である光の短波長化が進んでおり、先端デバ
イスの微細加工にはKrFエキシマレーザ(248n
m)が適用されている。さらに、0.15μm以下の微
細加工にはArFエキシマレーザ(193nm)、0.
13μm以下の微細加工にF2エキシマレーザ(153
nm)が光源として本命視されている。さらに0.1μ
m以下の微細加工にはX線や電子線による露光が実用に
最も近いリソグラフィ技術として有望視されている。こ
のように、光源である光の短波長化により微細加工は可
能となっていくが、これに用いるフォトマスクにも加工
寸法の微細化、加工精度の向上が必要とされている。
【0005】フォトマスクの微細加工には、光を光源と
するリソグラフィ技術と電子線を用いるリソグラフィ技
術があり、最先端の微細加工には精度の点から電子線を
用いるリソグラフィ技術が用いられている。電子線描画
装置は、スループットは低いが精度の良いラスタースキ
ャン型と、スループットは高いが精度で劣るベクタース
キャン型がある。最近、ベクタースキャン型では、微細
化及び高精度化対応を図るため、加速電圧を高くしてレ
ジスト塗膜中の電子散乱を抑えビームプロファイルを向
上させた装置が主流となりつつある。この方式の描画装
置を採用することにより、スループットが高く加工精度
の優れたフォトマスクの製作が可能となった。
【0006】一方、高加速電圧の電子線描画装置に使用
されるレジスト材料は高感度である必要があり、低感度
のレジスト材料では想定しているスループットが得られ
ない。また、微細化及び高精度化を実現するためのドラ
イエッチングプロセスにはレジストパターンプロファイ
ルが垂直であることが要求される。このような感度、解
像度、レジスト形状の垂直性を実現させるレジスト材料
には酸触媒反応を利用した化学増幅系感光性樹脂組成物
が有望である(米国特許第3,779,778号明細
書、特開昭59−45439号公報、特開平2−258
50号公報)。しかしながら、化学増幅系感光性樹脂組
成物はその反応機構から下地基板の依存性があり、特に
フォトマスク基板に蒸着されている遮光膜である酸化ク
ロム膜上ではレジスト特性が大きく変化してしまう問題
がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マス
クブランクスの表面の影響を打ち消し、紫外線、遠紫外
線、X線、電子線などの放射線のパターン状照射により
パターン潜像形成部に酸を発生させ、この酸を触媒とす
る反応によって、当該照射部と未照射部のアルカリ現像
液に対する溶解性を変化させるポジ型化学増幅系感光性
樹脂組成物のパターンの断面形状を矩形に現出させるこ
とができるアンダーコート樹脂組成物を提供することに
ある。
【0008】本発明の他の目的は、解像度、パターンの
断面形状の良好なレジストパターンを現出させることが
できるレジスト像の製造法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリ(ビニル
メチルエーテル)樹脂及びフッ素系水溶性界面活性剤を
含有することを特徴とするアンダーコート樹脂組成物に
関する。
【0010】本発明はまた、マスクブランクス上に上記
のアンダーコート樹脂組成物の塗膜を形成し、この塗膜
上にポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物の塗膜を形成
し、次いで、このポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物の
塗膜に活性化学線を照射し、現像することを特徴とする
レジスト像の製造法に関する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明のアンダーコート樹脂組成
物においては、ポリ(ビニルメチルエテール)樹脂が用
いられる。樹脂は成膜できることが必要であり、そのた
めに樹脂の数平均分子量は300以上が好ましく、さら
にフォトマスク製造工程に使用することを考慮に入れる
と、数平均分子量は1,000以上が好ましい。数平均
分子量の特に好ましい範囲は1,000〜2,000で
ある。なお、ここで数平均分子量は、ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィーにより標準ポリスチレンの検量
線を用いて測定した値である。
【0012】また、本発明のアンダーコート樹脂組成物
においてはフッ素系水溶性界面活性剤が用いられる。こ
れらは、市販品として求めることができ、住友スリーエ
ム(株)製フロラードFC−93やFC−135などが
ある。この界面活性剤は、樹脂に対して30重量%以下
混入させることが好ましく、10重量%以下混入させる
ことがより好ましい。フッ素系水溶性界面活性剤の特に
好ましい範囲は2〜10重量%である。本発明において
のフッ素系水溶性界面活性剤はストリエーション(塗膜
のムラ)防止効果には欠かせない材料である。
【0013】本発明のアンダーコート樹脂組成物を用い
て、レジスト像を製造するには、マスクブランクス上に
本発明のアンダーコート樹脂組成物の塗膜を形成する。
塗膜の形成は、アンダーコート樹脂組成物の好ましくは
1〜10重量%の水溶液を用いて、マスクブランクス上
に塗布し、塗膜を乾燥することにより行われる。アンダ
ーコート樹脂組成物の塗膜の乾燥は好ましくは90℃以
上、より好ましくは90〜150℃の温度で、好ましく
は2〜10分間行われる。乾燥温度が90℃未満では、
レジスト現像中にアンダーコート樹脂組成物の塗膜が溶
解してしまいレジストパターンが現出することが困難と
なる傾向がある。乾燥塗膜の厚さは50〜100nmと
することが好ましい。
【0014】次いで、このアンダーコート樹脂組成物の
塗膜上に、ポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物の塗膜を
形成する。ポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物として
は、日立化成工業(株)製RE−5120P、RE−5
150Pなどが好ましく使用できる。
【0015】上記のポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物
の溶液をアンダーコート樹脂組成物の塗膜の上に塗布
し、乾燥し、好ましくは厚さ300〜500nmのポジ
型化学増幅系感光性樹脂組成物の塗膜を形成する。
【0016】このポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物の
塗膜に、電子線等の活性化学線を照射し、現像すること
によりレジスト像が得られる。
【0017】活性化学線の好ましい照射量は1〜100
μC/cm2であり、現像液としては好ましくはアルカ
リ性水溶液が用いられ、現像時間は、通常、30〜20
0秒間である。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例及びその比較例によっ
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
【0019】実施例1 ポリ(ビニルメチルエーテル)樹脂の70重量%水溶液
(東京化成製、P0384、数平均分子量1,500)
15g、住友スリーエム(株)製フッ素系水溶性界面活
性剤フロラードFC−93、0.05gを水150gに
溶解し、0.5μmのフィルターを使用してポリマー水
溶液を得た。
【0020】この溶液をHOYA製酸化クロム膜付き石
英基板上に、大日本スクリーン製自動塗布装置D−SP
INを用いて3000rpmの回転数で30秒間回転塗
布し120℃120秒間ホットプレート上で乾燥し、厚
さ60nmの塗膜を得た。このアンダーコート樹脂組成
物の塗膜が形成されている基板上に、日立化成工業
(株)製ポジ型化学増幅系レジストRE−5120Pの
溶液を、大日本スクリーン製自動塗布装置D−SPIN
を用いて1800rpmの回転数で30秒間回転塗布し
110℃120秒間ホットプレート上で乾燥し厚さ40
0nmの塗膜を得た。
【0021】この基板に、加速電圧50kVの電子線描
画装置を用いて、10μC/cm2の照射量でL&Sパ
ターンをレジスト膜に描画した後、90℃、10分間熱
処理してレジストの潜像部分のアルカリ水溶液に対する
溶解性を増加させる反応を促進した。この熱処理の後、
水酸化テトラメチルアンモニウムの2.38重量%水溶
液を用いて潜像を形成したレジスト膜を60秒間現像
し、ポジ型のレジストパターンを得た。0.20μmの
L&S(ライン&スペース)パターンの断面形状を電子
顕微鏡で観察した結果、レジストパターンの断面形状は
矩形であり良好であった。また、照射部に残査は確認さ
れなかった。
【0022】実施例2 実施例1でHOYA製酸化クロム膜付き石英基板の代わ
りにBare Si基板を用いた以外は、実施例1同様
にしてポジ型のレジストパターンを得た。0.20μm
のL&Sパターンの断面形状を電子顕微鏡で観察した結
果、レジストパターンの断面形状は矩形であり良好であ
った。また、照射部に残査は確認されなかった。
【0023】比較例1 アンダーコート塗膜を形成しなかったこと以外は、実施
例1と同様してにポジ型のレジストパターンを得た。
0.20μmのL&Sパターンの断面形状を電子顕微鏡
で観察した結果、未解像であり、1.0μmのレジスト
パターンの断面形状は台形形状であった。また、照射部
に残査が多数確認された。
【0024】比較例2 アンダーコート塗膜を形成しなかったこと以外は、実施
例2と同様にしてポジ型のレジストパターンを得た。
0.20μmのL&Sパターンの断面形状を電子顕微鏡
で観察した結果、逆台形形状となりレジストパターンが
倒れ未解像であり、1.0μmのレジストパターンの断
面形状は逆台形形状であった。また、照射部に残査は確
認されなかった。
【0025】
【発明の効果】本発明のアンダーコート樹脂組成物はフ
ォトマスクブランクスの表面の影響を打ち消し、紫外
線、遠紫外線、X線、電子線などの放射線のパターン状
照射によりパターン潜像形成部に酸を発生させ、この酸
を触媒とする反応によって、当該照射部と未照射部のア
ルカリ現像液に対する溶解性を変化させるポジ型化学増
幅系感光性樹脂組成物のパターンの断面形状を矩形に現
出させることができる。
【0026】本発明のレジスト像の製造法は、感度、レ
ジストパターン形状に優れるレジストパターンを作製す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA02 AA03 AB08 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 DA14 DA18 DA35 FA17 2H095 BA07 BA08 BA10 BB01 BC01 5F046 HA07 JA22 LA18

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリ(ビニルメチルエーテル)樹脂及び
    フッ素系水溶性界面活性剤を含有することを特徴とする
    アンダーコート樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 マスクブランクス上に請求項1記載のア
    ンダーコート樹脂組成物の塗膜を形成し、この塗膜上に
    ポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物の塗膜を形成し、次
    いで、このポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物の塗膜に
    活性化学線を照射し、現像することを特徴とするレジス
    ト像の製造法。
JP37013199A 1999-12-27 1999-12-27 アンダーコート樹脂組成物及びこれを用いたレジスト像の製造法 Pending JP2001183843A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007241259A (ja) * 2006-02-13 2007-09-20 Hoya Corp マスクブランク用レジスト下層膜形成組成物、マスクブランク及びマスク

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007241259A (ja) * 2006-02-13 2007-09-20 Hoya Corp マスクブランク用レジスト下層膜形成組成物、マスクブランク及びマスク

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