JP2001318459A - レジスト材料及びパターン形成方法 - Google Patents

レジスト材料及びパターン形成方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布性が良好で、溶液でのマイクロバブルの
発生を抑え、しかもデバイス工程での歩留まり低下を引
き起こす各種欠陥の発生が少ない、レジスト材料及びパ
ターン形成方法を提供する。 【解決手段】 フッ素置換基を有する界面活性剤に加
え、フッ素置換基及び珪素含有置換基のいずれもを含有
しない非イオン系界面活性剤を配合することを特徴とす
るレジスト材料及びパターン形成方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細加工技術に適
した新規なレジスト材料及びパターン形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩの高集積化と高速度化に伴
い、パターンルールの微細化が求められている中、次世
代の微細加工技術として遠紫外線、Ｘ線、電子線リソグ
ラフィーが有望視されている。現在、ＫｒＦエキシマレ
ーザーを用いた遠紫外線リソグラフィーが実用化され、
酸を触媒とした化学増幅型レジスト材料で、０．１５μ
ｍ以下のパターンルールの加工も可能になっている。ま
た、次世代の遠紫外線の光源としては、高輝度なＡｒＦ
エキシマレーザーを利用する技術が注目されている。
【０００３】基板の大口径化が進んでおり、レジスト材
料には、現在の主流である８インチ基板での塗布性が良
好なことが望まれる。この目的を達成するための１つの
方法として、フッ素置換基を有する界面活性剤が配合さ
れる場合がある。しかしながら、レジスト材料にフッ素
置換基を有する界面活性剤を配合したときに、各種の欠
陥発生やマイクロバブルの発生といった問題を引き起こ
す場合がある。半導体デバイス工程においては、パター
ン表面の微小な異物（欠陥）等の各種欠陥発生が、歩留
まり低下といった問題を引き起こし、欠陥の発生しにく
いレジスト材料が望まれている。また、レジスト輸送時
の振動が、レジスト中にマイクロバブルを発生させるこ
とがあり、このマイクロバブルの発生の少ないレジスト
材料が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、塗布性が良
好で、溶液でのマイクロバブルの発生を抑え、しかもデ
バイス工程での歩留まり低下を引き起こす各種欠陥の発
生が少ない、レジスト材料及びパターン形成方法を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討を行った結果、フッ素置換基を
有する界面活性剤に加え、フッ素置換基及び珪素含有置
換基のいずれもを含有しない非イオン系界面活性剤を配
合することを特徴とするレジスト材料が、レジスト材料
の塗布性、マイクロバブルの発生等の不具合を解消する
ことに加え、デバイス工程での歩留まり低下の原因とな
る各種欠陥を低減させることを知見し、本発明をなすに
至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。本発明のレジスト材料は、ポジ型レジスト材料で
あっても、ネガ型レジスト材料であってもよい。ポジ型
レジスト材料の場合、酸不安定基で保護された酸性官能
基を有するアルカリ不溶性又は難溶性樹脂であって、該
酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となるベー
ス樹脂と、遠紫外線、Ｘ線、電子線等の照射により酸を
発生する酸発生剤と、更に、通常、これら成分を溶解す
る有機溶剤とを含むレジスト材料において、フッ素置換
基を含有する界面活性剤の一以上と、フッ素置換基及び
珪素置換基のいずれも有しない非イオン系界面活性剤の
一以上とを配合したものであるが、必要に応じて、この
レジスト材料に、塩基性物質または酸性物質、溶解制御
材等の添加剤を含有していても良い。本発明をポジ型レ
ジスト材料を代表として説明するが、アルカリ可溶性樹
脂、メチロール基等の酸性条件下で反応しうる基を有す
る架橋剤と、遠紫外線、Ｘ線、電子線等の照射により酸
を発生する酸発生剤と、更に、通常、これら成分を溶解
する有機溶剤とを含むネガ型レジスト材料であっても良
い。
【０００７】ポジ型レジスト材料に用いる酸不安定基で
保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶
性樹脂であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカ
リ可溶性となるベース樹脂は、特に限定されず公知のも
のを使用できる。具体的には、特開平９−２１１８６６
号公報に記載の２種以上の酸不安定基で保護されたポリ
ヒドロキシスチレンを主成分とした化学増幅型レジスト
材料、特開平１１−１９０９０４号公報に記載の２種以
上の酸不安定基及び酸不安定架橋基で保護されたポリヒ
ドロキシスチレンを主成分とした化学増幅型レジスト材
料、特開平６−２６６１１２号公報記載の酸不安定基で
保護されたポリアクリル系樹脂とポリヒドロキシスチレ
ンの共重合体を主成分とした化学増幅型レジスト材料、
ポリアクリル系樹脂またはポリシクロオレフィン系樹脂
を主成分としたＡｒＦエキシマレーザー用化学増幅型レ
ジスト材料の何れにも適用できる。
【０００８】本発明において、ポジ型又はネガ型のいず
れのレジスト材料にも用いられる酸発生剤は、遠紫外
線、Ｘ線、電子線等の照射により酸を発生する酸発生剤
であり、特に限定されず公知のものを使用できる。具体
的には、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸トリフ
ェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸
（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホ
ニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス（ｐ−ｔ
ｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ｐ−トルエ
ンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ｐ−トルエン
スルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェ
ニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリス（ｐ
−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム等のオニ
ウム塩、ビス（ベンゼンスルホニル）ジアゾメタン、ビ
ス（ｐ−トルエンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シ
クロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−ブ
チルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソブチルスル
ホニル）ジアゾメタン、ビス（ｓｅｃ−ブチルスルホニ
ル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−プロピルスルホニル）ジ
アゾメタン、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメ
タン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタ
ン等のジアゾメタン誘導体、ビス−ｏ−（ｐ−トルエン
スルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−ｏ−
（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム
等のグリオキシム誘導体が好ましく用いられる。また、
２−シクロヘキシルカルボニル−２−（ｐ−トルエンス
ルホニル）プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体、ジフ
ェニルジスルホン等のジスルホン誘導体、ｐ−トルエン
スルホン酸２，６−ジニトロベンジル等のニトロベンジ
ルスルホネート誘導体、１，２，３−トリス（メタンス
ルホニルオキシ）ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導
体、フタルイミド−イル−トリフレート等のイミド−イ
ル−スルホネート誘導体等も使用できる。なお、上記酸
発生剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用い
ることができる。
【０００９】本発明で用いる酸発生剤の配合量は、前記
樹脂１００重量部に対して０．２〜１５重量部、特に
０．５〜８重量部とすることが好ましく、０．２重量部
に満たないと露光時の酸発生量が少なく、感度及び解像
力が劣る場合があり、１５部を超えるとレジストの透過
率が低下し、解像力が劣る場合がある。
【００１０】本発明において、ポジ型又はネガ型のいず
れのレジスト材料にも、通常用いられる有機溶剤として
は、特に制限が無く、シクロヘキサノン、メチル−２−
ｎ−アミルケトン等のケトン類、３−メトキシブタノー
ル、３−メチル−３−メトキシブタノール、１−メトキ
シ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノー
ル等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチル
エーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメ
チルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル
等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエー
テルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸
ブチル、メチル−３−メトキシプロピオネート、エチル
−３−エトキシプロピオネート等のエステル類等が挙げ
られ、これらの１種類を単独で又は２種類以上を混合し
て使用することができる。
【００１１】有機溶剤の使用量としては、前記樹脂１０
０重量部に対して、１００〜５，０００重量部、好まし
くは２００〜４，０００重量部、さらに好ましくは３０
０〜３，０００重量部である。
【００１２】本発明で用いるフッ素置換基を有する界面
活性剤としては、パーフルオロアルキルポリオキシエチ
レンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフル
オロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキル
エチレンオキシド付加物、含フッ素オルガノシロキサン
系化合物等が挙げられる。例えば、フロラード「ＦＣ−
４３０」「ＦＣ−４３１」（いずれも住友スリーエム社
製）、サーフロン「Ｓ−１４１」「Ｓ−１４５」「ＫＨ−
２０」「ＫＨ−４０」（何れも「旭硝子社製」）、ユニ
ダイン「ＤＳ−４０１」「ＤＳ−４０３」「ＤＳ−４５
１」（いずれもダイキン工業社製）、メガファック「Ｆ
−８１５１」（大日本インキ工業社製）が挙げられる。
これらの中でも、「ＦＣ−４３０」、「ＫＨ−２０」が
好ましく用いられる。
【００１３】フッ素置換基を有する界面活性剤の配合量
は、レジスト材料全量に対して１０〜２，０００ｐｐｍ
であり、特に５０〜７００ｐｐｍが好ましい。１０ｐｐ
ｍより少ない場合は、膜厚均一性が得られず、更に塗布
欠陥を生じてしまう場合があり、２，０００ｐｐｍより
多い場合は、解像性の低下を引き起こす場合がある。
【００１４】本発明で用いるフッ素置換基及び珪素含有
置換基のいずれもを有しない非イオン系界面活性剤とし
ては、特に限定されないが、好ましくは、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリ
オキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレ
ン誘導体、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレー
トが挙げられる。フッ素置換基及び珪素含有置換基のい
ずれも有しない非イオン系界面活性剤は、単独又は二以
上を組み合わせて用いられる。市販品としては、サンモ
ール「Ｎ−６０ＳＭ（ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル）」「Ｌ−５０（ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル）」「ＳＥ−７０（ポリオキシエチレンアル
キルエーテル）」（何れも「日華化学社製」）、エマル
ゲン「１０８（ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル）」「７０７（ポリオキシエチレン高級アルコールエ
ーテル）」「７０９（ポリオキシエチレン高級アルコー
ルエーテル）」「ＬＳ−１０６（ポリオキシアルキレン
アルキルエーテル）」「ＬＳ−１１０（ポリオキシアル
キレンアルキルエーテル）」「ＭＳ−１１０（ポリオキ
シアルキレンアルキルエーテル）」「Ａ−６０（ポリオ
キシエチレン誘導体）」「Ｂ−６６（ポリオキシエチレ
ン誘導体）」、レオドール「ＴＷ−Ｌ１０６（ポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレート）」（何れも「花
王社製」）等が挙げられる。これらの中でも、エマルゲ
ンＭＳ−１１０、レオドールＴＷ−Ｌ１０６が好ましく
用いられる。
【００１５】フッ素置換基及び珪素含有置換基のいずれ
もを有しない非イオン系界面活性剤の配合量は、レジス
ト材料全量に対して１０〜２０００ｐｐｍであり、特に
５０〜１０００ｐｐｍが好ましい。１０ｐｐｍより少な
い場合は、欠陥低減効果が得られず、２０００ｐｐｍよ
り多い場合は、解像性の低下、スカムの発生が顕著にな
る等の弊害を引き起こす場合がある。
【００１６】フッ素置換基及び珪素含有置換基のいずれ
も有しない非イオン界面活性剤とフッ素置換基を含有す
る界面活性剤との配合の重量比率、即ち、（フッ素置換
基及び珪素含有置換基のいずれも有しない非イオン界面
活性剤）／（フッ素置換基を有する界面活性剤）は、
０．１以上が好ましい。配合の比率が０．１未満である
と、各種欠陥を低減する効果が得られない場合がある。
【００１７】ところで、本発明のレジスト材料は、必要
に応じて、塩基性物質または酸性物質、溶解制御材等の
添加剤を含有していても良い。塩基性物質としては、第
一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン
類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を
有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合
物、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフ
ェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化
合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。特
に、第三級アミン、アニリン誘導体、ピロリジン誘導
体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、アミノ酸誘導
体、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフ
ェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化
合物、アミド誘導体、イミド誘導体、トリス｛２−（メ
トキシメトキシ）エチル｝アミン、トリス｛（２−（２
−メトキシエトキシ）エチル｝アミン、トリス［２−
｛（２−メトキシエトキシ）メチル｝エチル］アミン、
１−アザ−１５−クラウン−５等が好ましい。
【００１８】なお、上記塩基性物質は１種を単独で又は
２種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量
は、前記樹脂１００重量部に対して０．０１〜２重量
部、特に０．０１〜１重量部が好適である。配合量が
０．０１重量部より少ないと配合効果がなく、２重量部
を超えると感度が低下しすぎる場合がある。
【００１９】酸性物質としては、特に限定されるもので
はないが、具体的には、フェノール、クレゾール、カテ
コール、レゾルシノール、ピロガロール、フロログリシ
ン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−
ビス（４′−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４
−ヒドロキシフェニル）スルホン、１，１，１−トリス
（４′−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，２−ト
リス（４′−ヒドロキシフェニル）エタン、ヒドロキシ
ベンゾフェノン、４−ヒドロキシフェニル酢酸、３−ヒ
ドロキシフェニル酢酸、２−ヒドロキシフェニル酢酸、
３−（４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸、３−
（２−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸、２，５−ジ
ヒドロキシフェニル酢酸、３，４−ジヒドロキシフェニ
ル酢酸、１，２−フェニレン二酢酸、１，３−フェニレ
ン二酢酸、１，４−フェニレン二酢酸、１，２−フェニ
レンジオキシ二酢酸、１，４−フェニレンジプロパン
酸、安息香酸、サリチル酸、４，４−ビス（４′−ヒド
ロキシフェニル）吉草酸、４−tert−ブトキシフェニル
酢酸、４−（４−ヒドロキシフェニル）酪酸、３，４−
ジヒドロキシマンデル酸、４−ヒドロキシマンデル酸等
が挙げられ、中でもサリチル酸、４，４−ビス（４′−
ヒドロキシフェニル）吉草酸が好適である。これらは単
独又は２以上の組み合わせで用いることができる。酸性
物質の添加量は、前記樹脂１００重量部に対して、５重
量部以下、好ましくは１重量部以下である。添加量が５
重量部より多い場合は、解像性を劣化させる可能性があ
る。
【００２０】溶解制御材としては、酸の作用によりアル
カリ現像液への溶解性が変化する分子量３，０００以下
の化合物、特に２，５００以下の低分子量フェノールあ
るいはカルボン酸誘導体の一部あるいは全部を酸に不安
定な置換基で置換した化合物を挙げることができる。好
適に用いられる溶解制御材の例としては、３，３’５，
５’−テトラフルオロ［（１，１’−ビフェニル）−
４，４’−ジ−ｔ−ブトキシカルボニル］、４，４’−
［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチ
ル）エチリデン］ビスフェノール−４，４’−ジ−ｔ−
ブトキシカルボニル、ビス（４−（２’テトラヒドロピ
ラニルオキシ）フェニル）メタン、ビス（４−（２’テ
トラヒドロフラニルオキシ）フェニル）メタン、ビス
（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）メタン、ビス（４
−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）メタ
ン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオ
キシフェニル）メタン、ビス（４−（１’−エトキシエ
トキシ）フェニル）メタン、ビス（４−（１’−エトキ
シプロピルオキシ）フェニル）メタン、２，２−ビス
（４’−（２’’テトラヒドロピラニルオキシ））プロ
パン、２，２−ビス（４’−（２’’テトラヒドロフラ
ニルオキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４’
−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）プロパン、２，２−ビ
ス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニ
ル）プロパン、２，２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシ
カルボニルメチルオキシフェニル）プロパン、２，２−
ビス（４’−（１’’−エトキシエトキシ）フェニル）
プロパン、２，２−ビス（４’−（１’’−エトキシプ
ロピルオキシ）フェニル）プロパン、４，４−ビス
（４’−（２’’テトラヒドロピラニルオキシ）フェニ
ル）吉草酸ｔｅｒｔ−ブチル、４，４−ビス（４’−
（２’’テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）吉草
酸ｔｅｒｔ−ブチル、４，４−ビス（４’−ｔｅｒｔ−
ブトキシフェニル）吉草酸ｔｅｒｔ−ブチル、４，４−
ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニ
ル）吉草酸ｔｅｒｔ−ブチル、４，４−ビス（４’−ｔ
ｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）吉
草酸ｔｅｒｔ−ブチル、４，４−ビス（４’−（１’’
−エトキシエトキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔ−ブチ
ル、４，４−ビス（４’−（１’’−エトキシプロピル
オキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔ−ブチル、トリス
（４−（２’テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）
メタン、トリス（４−（２’テトラヒドロフラニルオキ
シ）フェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキ
シフェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシ
カルボニルオキシフェニル）メタン、トリス（４−ｔｅ
ｒｔ−ブトキシカルボニルオキシメチルフェニル）メタ
ン、トリス（４−（１’−エトキシエトキシ）フェニ
ル）メタン、トリス（４−（１’−エトキシプロピルオ
キシ）フェニル）メタン、１，１，２−トリス（４’−
（２’’テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）エタ
ン、１，１，２−トリス（４’−（２’’テトラヒドロ
フラニルオキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリ
ス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）エタン、１，
１，２−トリス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル
オキシフェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−
ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）
エタン、１，１，２−トリス（４’−（１’−エトキシ
エトキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリス
（４’−（１’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）
エタン、２−トリフルオロメチルベンゼンカルボン酸
１，１−ｔ−ブチルエステル、２−トリフルオロメチル
シクロヘキサンカルボン酸−ｔ−ブチルエステル、デカ
ヒドロナフタレン−２，６−ジカルボン酸−ｔ−ブチル
エステル、コール酸−ｔ−ブチルエステル、デオキシコ
ール酸−ｔ−ブチルエステル、アダマンタンカルボン酸
−ｔ−ブチルエステル、アダマンタン酢酸−ｔ−ブチル
エステル、［１，１’−ビシクロヘキシル−３，３’，
４，４’−テトラカルボン酸テトラ−ｔ−ブチルエステ
ル］等が挙げられる。
【００２１】本発明のレジスト材料中における溶解制御
材の添加量としては、レジスト材料中の固形分１００重
量部に対して２０重量部以下、好ましくは１５重量部以
下である。２０重量部より多いとモノマー成分が増える
ためレジスト材料の耐熱性が低下する。
【００２２】本発明は、フッ素置換基を有する界面活性
剤の一以上と、フッ素置換基及び珪素含有置換基のいず
れも有しない非イオン系界面活性剤の一以上とを含み、
好ましくは、波長５００ｎｍ以下の高エネルギー線、Ｘ
線又は電子線で露光する化学増幅型レジスト材料を提供
する。
【００２３】また、本発明は、本発明のレジスト材料を
基板上に塗布する工程と、次いで加熱処理後、フォトマ
スクを介して波長５００ｎｍ以下の高エネルギー線、Ｘ
線又は電子線で露光する工程と、必要に応じて加熱処理
した後、現像液を用いて現像する工程とを含むことを特
徴とするパターン形成方法を提供する。本発明の化学増
幅ポジ型レジスト材料を使用してパターンを形成するに
は、公知のリソグラフィー技術を採用して行うことがで
き、例えばシリコンウェハー等の基板上にスピンコーテ
ィング等の手法で膜厚が０．５〜２．０μｍとなるよう
に塗布し、これをホットプレート上で６０〜１５０℃に
おいて１〜１０分間、好ましくは８０〜１２０℃におい
て１〜５分間プリベークする。次いで目的のパターンを
形成するためのマスクを上記のレジスト膜上にかざし、
波長５００ｎｍ以下の遠紫外線、エキシマレーザー、Ｘ
線等の高エネルギー線もしくは電子線を露光量１〜２０
０ｍＪ／ｃｍ2程度、好ましくは１０〜１００ｍＪ／ｃ
ｍ2程度となるように照射した後、ホットプレート上で
６０〜１５０℃において１〜５分間、好ましくは８０〜
１２０℃において１〜３分間ポストエクスポージャベー
ク（ＰＥＢ）する。更に、０．１〜５重量％、好ましく
は２〜３重量％テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド（ＴＭＡＨ）等のアルカリ水溶液の現像液を用
い、０．１〜３分間、好ましくは０．５〜２分間、浸漬
（ｄｉｐ）法、パドル（ｐｕｄｄｌｅ）法、スプレー
（ｓｐｌａｙ）法等の常法により現像することにより基
板上に目的のパターンが形成される。なお、本発明材料
は、特に高エネルギー線の中でも２５４〜１９３ｎｍの
遠紫外線又はエキシマレーザー、Ｘ線及び電子線による
微細パターンニングに最適である。また、上記範囲を上
限及び下限から外れる場合は、目的のパターンを得るこ
とができない場合がある。
【００２４】
【実施例】以下、実施例と比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるもの
ではない。 １．使用したレジストの組成 ポジ型の化学増幅型レジストとして、以下の組成を有す
るレジストＡ〜Ｅを使用した。 （レジストＡの組成） 全ての水酸基のうち、14モル％を１−エトキシエチル基で保護し、13モル％を tert-ブトキシカルボニル基で保護した重量平均分子量11,000のポリヒドロキシ スチレン ８０重量部 ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン ５重量部 トリブチルアミン ０．１２５重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ４５０重量部
【００２５】 （レジストＢの組成） 全ての水酸基のうち、20モル％を１−エトキシエチル基で架橋し、5モル％をt ert-ブトキシカルボニル基で架橋し、更に4モル％を1,2-プロパンジオールジビ ニルエーテルで架橋した重量平均分子量25,000のポリヒドロキシスチレン ８０重量部 トリフェニルスルホニウムトシレート ２重量部 サリチル酸 １重量部 トリブチルアミン ０．１２５重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ４５０重量部
【００２６】 （レジストＣの組成） ポリ[(tert-ブチルアクリレート)-(ヒドロキシスチレン)](モル比30:70の重量 平均分子量10,000の共重合体) ８０重量部 ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン ５重量部 サリチル酸 １重量部 トリブチルアミン ０．１２５重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ４５０重量部
【００２７】 （レジストＤの組成） ポリ[(tert-ブチルメタクリレート)-(メチルメタクリレート)-(メタクリル酸) ](モル比40:40:20の重量平均分子量12,000の共重合体) ８０重量部 パーフルオロブチルスルホン酸トリフェニルスルホニウム ２重量部 トリブチルアミン ０．１２５重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと乳酸エチル7:3の混合 溶剤 ４５０重量部
【００２８】 （レジストＥの組成） ポリ[(5-ノルボルネン-2-カルボン酸t-ブチル)-(無水マレイン酸)-(無水5-ノ ルボルネン-2,3-ジカルボン酸](モル比30:50:20の重量平均分子量9,000の共重合 体) ８０重量部 パーフルオロブチルスルホン酸トリフェニルスルホニウム ２重量部 トリブチルアミン ０．１２５重量部 シクロヘキサノン ４５０重量部
【００２９】２．使用した界面活性剤 本発明の実施例として、以下の界面活性剤の組合せ（単
に「界面活性剤」と称する。）１と２を使用した。な
お、その添加量も併記する。 （界面活性剤１：フッ素置換基を含有する界面活性剤とフッ素置換基及び珪素含 有置換基のいずれも含有しない非イオン系界面活性剤配合） フッ素系界面活性剤:KH-20(旭硝子社製) ３００ｐｐｍ エマルゲンMS-110(花王社製) ３００ｐｐｍ
【００３０】 （界面活性剤２：フッ素置換基を含有する界面活性剤とフッ素置換基及び珪素含 有置換基のいずれも含有しない非イオン系界面活性剤配合） フッ素系界面活性剤:KH-20(旭硝子社製) ３００ｐｐｍ レオドールTW-L106(花王社製) ３００ｐｐｍ
【００３１】比較例として、以下の界面活性剤３と４を
使用した。 （界面活性剤３：フッ素置換基を含有する界面活性剤のみを配合） フッ素系界面活性剤:KH-20(旭硝子社製) ３００ｐｐｍ
【００３２】 （界面活性剤４：フッ素置換基を含有する界面活性剤のみを配合） フッ素系界面活性剤:FC-430(住友３Ｍ社製) ３００ｐｐｍ
【００３３】３．パターン表面上の異物（欠陥）評価方
法 まず、表１に示すレジスト組成物を０．０５μmのテフ
ロン（登録商標）製フィルターで数回濾過し、得られた
レジスト液を、シリコンウェハーにスピンコーティング
し、ホットプレートを用いて１００℃で９０秒間ベーク
し、レジスト膜の厚みを０．５５μmにした。これをＫ
ｒＦエキシマレーザースキャナー(ニコン社製、NSR―S2
02A)を用いて０．２５μｍの１：１のライン＆スペース
パターン露光し、露光後１１０℃で９０秒間ベークし、
２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ドの水溶液で６０秒間現像を行うことにより、評価用の
パターン済みウェーハを作製した。この得られたパター
ン済みウェーハに対してＳＥＭ観察を行い、パターン表
面上に発生する異物（欠陥）をカウントし、評価を行っ
た。
【００３４】４．マイクロバブル評価方法 まず、表１に示すレジスト組成物を０．０５μmのテフ
ロン製フィルターで数回濾過した後、ガロン瓶に充填し
て、これを振とうした。液中パーティクルカウンター
（ＫＬ−２０リオン社製）にて、振とう後の１ｍｌ中の
０．２２μｍ以上のパーティクル数推移を評価した。
【００３５】５.塗布性評価方法 まず、表１に示すレジスト組成物を０．０５μｍのテフ
ロン製フィルターで数回濾過した後、得られたレジスト
液を、８インチシリコンウェハーにスピンコーティング
し、ホットプレートを用いて１００℃で９０秒間ベーク
し、レジスト膜の厚みを０．５５μｍの厚みにした。２
０枚塗布した際、塗り斑の発生頻度を塗布性の指標と
し、発生頻度が少ないものほど塗布性が良好と云える。
更に、ウエハー中心部からオリフラの水平方向に５ｍｍ
ピッチで３５点の膜厚の測定を行い、膜厚のバラツキの
レンジも塗布性の指標とし、レンジの小さいものほど塗
布性が良好と云える。
【００３６】６.露光評価方法 まず、表１に示すレジスト組成物を０．０５μmのテフ
ロン製フィルターで数回濾過した後、得られたレジスト
液を、８インチシリコンウェハーにスピンコーティング
し、ホットプレートを用いて１００℃で９０秒間ベーク
し、レジスト膜の厚みを０．５５μmの厚みにした。Ｋ
ｒＦエキシマレーザーステッパー(ニコン社製、NSR―S2
02A、NA＝0.6)を用いて露光量とフォーカス位置を変え
て露光し、露光後１１０℃で９０秒間ベークし、２．３
８重量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水
溶液で６０秒間現像を行うことにより、ポジ型のパター
ンを得た。この際、レジストＤ、ＥはＡｒＦエキシマレ
ーザー用レジストであるが、ＫｒＦエキシマレーザース
テッパーで評価を行った。得られた０．１８μmのライ
ン＆スペースのレジストパターンのフォーカスマージン
を求めた。フォーカスマージンが大きいものほど解像性
に優れると云える。
【００３７】７.結果 結果を表１に示す。
【表１】
【００３８】
【発明の効果】本発明のレジスト材料は、塗布性が良好
で、マイクロバブルの発生がなく、しかも各種欠陥の発
生が抑えられ、しかも高エネルギー線に感応し、感度、
解像性、再現性にも優れている。また、パターンがオー
バーハング状になりにくく、寸法制御性に優れている。
従って、本発明のレジスト材料は、これらの特性より、
特にＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザーの露光波長での超
ＬＳＩ製造用の微細パターン形成材料として好適であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｒ (72)発明者 吉原 隆夫 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の １ 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 Ｆターム(参考） 2H025 AA18 AB16 AC04 AC05 AC06 AC08 AD01 AD03 BE00 BE07 BE10 BG00 CB43 CB45 CC04 4J002 BC121 BG001 BK001 CE001 CH052 CH053 CP082 EN096 FD200 FD312 FD313 FD316 GP03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レジスト材料において、フッ素置換基を
    有する界面活性剤の一以上と、フッ素置換基及び珪素含
    有置換基のいずれも有しない非イオン系界面活性剤の一
    以上とを含むことを特徴とするレジスト材料。
  2. 【請求項２】 上記非イオン系界面活性剤が、ポリオキ
    シアルキレンアルキルエーテルエステル類、ポリオキシ
    アルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンジ
    アルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアラルキルア
    ルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアラルキルエー
    テル、ポリオキシアルキレンジアラルキルエーテル、ポ
    リオキシアルキレンラウレート類から選ばれる一以上で
    ある請求項１に記載のレジスト材料。
  3. 【請求項３】 波長５００ｎｍ以下の高エネルギー線、
    Ｘ線又は電子線で露光する請求項１又は請求項２に記載
    の化学増幅型レジスト材料。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のレジス
    ト材料を基板上に塗布する工程と、次いで加熱処理後、
    フォトマスクを介して波長５００ｎｍ以下の高エネルギ
    ー線、Ｘ線又は電子線で露光する工程と、必要に応じて
    加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程とを含む
    ことを特徴とするパターン形成方法。
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