JP2002189297A - パターン形成材料及びパターン形成方法 - Google Patents
パターン形成材料及びパターン形成方法Info
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Abstract
好なエッチング耐性とを有するレジストパターンが得ら
れるようにする。 【解決手段】 半導体基板10の上に形成された反射防
止膜11の上に、ポリノルボルネンの誘導体とポリ(ノ
ルボルネン−無水マレイン酸)の誘導体とが混合された
ベースポリマーと、酸発生剤とを有する化学増幅型レジ
ストを塗布してレジスト膜12を形成する。レジスト膜
12に対してパターン露光及び現像を行なって、レジス
ト膜12からなるレジストパターン12Aを形成する。
Description
ス等に用いられるパターン形成材料及びこれを用いたパ
ターン形成方法に関するものである。
いては、半導体素子の微細化に伴って、リソグラフィに
より形成されるレジストパターンの微細化が必須となっ
ている。
ため、露光光の短波長化が進められており、最近では、
露光光として、KrFエキシマレーザ(波長:248n
m)よりも短波長のArFエキシマレーザ(波長:19
3nm)を用いるパターン形成方法が有望視されてい
る。このように、露光光としてArFエキシマレーザを
用いると、0.13μm以下のライン・アンド・スペー
スのレジストパターンを形成することが可能になる。
ザを用いるリソグラフィに適したパターン形成材料とし
て、例えば特表2000−508080号公報において
は、ポリノルボルネンを主成分とする化学増幅型レジス
ト、及びポリ(ノルボルネン−無水マレイン酸)(共重
合体)を主成分とする化学増幅型レジストが提案されて
いる。
レジストパターンを形成する方法について、図2(a)
〜(d)を参照しながら説明する。
板1の上に有機化合物からなる反射防止膜2を形成した
後、該反射防止膜2の上に、下記の成分を有しポリノル
ボルネンの誘導体を主成分とする化学増幅型レジストを
塗布して、0.4μmの厚さを有するレジスト膜3を形
成する。
膜3に対してフォトマスク4を介してArFエキシマレ
ーザ5を照射してパターン露光を行なった後、半導体基
板1を105℃の温度下で90秒間加熱する露光後加熱
(PEB)を行なう。
%のアルカリ現像液を用いて60秒間の現像行なって、
図2(d)に示すように、0.14μmのライン・アン
ド・スペースのレジストパターン3Aを形成する。
ターン3Aは、矩形状の断面を有しない劣化した形状に
なってしまった。
学増幅型レジストに代えて、ポリ(ノルボルネン−無水
マレイン酸)の誘導体を主成分とする化学増幅型レジス
ト(クラリアント社製:AZ−EXP−AX2000
P)を用いてレジストパターン3Aを形成したが、この
場合には、レジストパターンのエッチング耐性が不良に
なってしまった。
する良好なパターン形状と良好なエッチング耐性とを有
する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。
ルボルネンの誘導体を主成分とする化学増幅型レジス
ト、又はポリ(ノルボルネン−無水マレイン酸)の誘導
体を主成分とする化学増幅型レジストを用いてレジスト
パターンを形成すると、パターン形状が劣化する原因に
ついて検討を加えた結果、ポリノルボルネンの誘導体を
主成分とする化学増幅型レジストは解像性に問題があ
り、ポリ(ノルボルネン−無水マレイン酸)の誘導体を
主成分とする化学増幅型レジストは耐エッチング性に問
題があることを見出した。
(ノルボルネン−無水マレイン酸)の誘導体とが混合さ
れたベースポリマーを有する化学増幅型レジストを用い
てレジストパターンを形成したところ、ベースポリマー
としてポリノルボルネンの誘導体又はポリ(ノルボルネ
ン−無水マレイン酸)の誘導体をそれぞれ単独で用いた
場合に比べて、解像性及び耐エッチング性の両方の点に
おいて改善されることを見出した。
ものであり、具体的には、本発明に係るパターン形成材
料は、ポリノルボルネンの誘導体とポリ(ノルボルネン
−無水マレイン酸)の誘導体とが混合されたベースポリ
マーと、酸発生剤とを有する化学増幅型レジストよりな
る。
基板上に、ポリノルボルネンの誘導体とポリ(ノルボル
ネン−無水マレイン酸)の誘導体とが混合されたベース
ポリマーと、酸発生剤とを有する化学増幅型レジストを
塗布して、レジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に
対してパターン露光及び現像を行なって、レジスト膜か
らなるレジストパターンを形成する工程とを備えてい
る。
ン形成方法により形成されるレジストパターンは、ポリ
ノルボルネンの誘導体又はポリ(ノルボルネン−無水マ
レイン酸)の誘導体を主成分とする化学増幅型レジスト
に比べて解像性及び耐エッチング性の点で優れている。
このため、本発明に係る化学増幅型レジストを用いて形
成されるレジストパターンは、矩形状の断面を持つ良好
なパターン形状と良好なエッチング耐性とを有する。
ポリ(ノルボルネン−無水マレイン酸)の誘導体とが混
合されたベースポリマーを有する化学増幅型レジストを
用いると、各誘導体を単独で用いる場合に比べて、レジ
スト膜の溶解特性が向上するために解像度が向上し、ま
た、ポリマー同士の相互作用によりドライエッチング耐
性が向上するものと考えられる。
ン形成方法におけるベースポリマーにおいては、ポリノ
ルボルネンの誘導体及びポリ(ノルボルネン−無水マレ
イン酸)の誘導体のうちの一方は他方に対して重量比で
1/2以上混合されていることが好ましい。
ポリノルボルネンの誘導体又はポリ(ノルボルネン−無
水マレイン酸)の誘導体を単独で用いる場合に比べて、
解像性及び耐エッチング性の両方の点で確実に向上す
る。
パターン形成材料について説明する。
のを用いる。
ネン−無水マレイン酸)との混合割合としては、前記の
割合でなくてもよいが、一方の誘導体は他方の誘導体に
対して重量比で1/2以上の割合で混合されていること
が好ましい。
たベースポリマーを用いると、ベースポリマーとしてポ
リノルボルネンの誘導体又はポリ(ノルボルネン−無水
マレイン酸)の誘導体を単独で用いる場合に比べて、解
像性及び耐エッチング性の両方の点で確実に向上する。
形成方法について、図1(a)〜(d)を参照しながら
説明する。
板10の上に有機化合物からなる反射防止膜11(例え
ば、シプレイファーイースト社製:AR19)を形成し
た後、該反射防止膜11の上に、前記の組成を有する化
学増幅型レジストを塗布して、0.4μmの厚さを有す
るレジスト膜12を形成する。
膜12に対してフォトマスク13を介してArFエキシ
マレーザ14を開口率(NA):0.60で照射してパ
ターン露光を行なった後、半導体基板10を105℃の
温度下で90秒間加熱する露光後加熱(PEB)を行な
う。
t%のアルカリ現像液を用いて60秒間の現像行なう
と、図1(d)に示すように、矩形状の断面を有する
0.11μmのライン・アンド・スペースのレジストパ
ターン12Aが得られる。
た実験結果について[表1]に基づいて説明する。
ノルボルネンの誘導体とポリ(ノルボルネン−無水マレ
イン酸)の誘導体との混合物、ポリノルボルネンの誘導
体(単独)又はポリ(ノルボルネン−無水マレイン酸)
の誘導体(単独)を用いたときの、解像性とノボラック
樹脂に対するエッチングレートとを対比したデータを示
している。
ーとしてポリノルボルネンの誘導体とポリ(ノルボルネ
ン−無水マレイン酸)の誘導体との混合物を用いると、
ベースポリマーとしてポリノルボルネン又はポリ(ノル
ボルネン−無水マレイン酸)を単独で用いる場合に比べ
て、解像性及び耐エッチング性の点で優れることが分か
る。すなわち、フッ素を主成分とするエッチングガスを
用いたときのノボラック樹脂に対するエッチングレート
比は、1.0であって、ベースポリマーとしてポリノル
ボルネンを単独で用いた場合の1.2及びポリ(ノルボ
ルネン−無水マレイン酸)を単独で用いる場合の1.5
よりも小さいので、耐エッチング性の点で向上すること
が分かる。
ルネンの誘導体とポリ(ノルボルネン−無水マレイン
酸)の誘導体との混合物を用いると、得られるレジスト
パターン12Aは、矩形状の断面を持つ良好なパターン
形状と良好なエッチング耐性とを有する。
酸不安定基(保護基)は、ポリノルボルネンの誘導体又
はポリ(ノルボルネン−無水マレイン酸)の誘導体の一
方又は両方に結合していてもよいし、これら両者とは異
なる他のポリマーユニットに付与されていてもよい。
は、ArF若しくはKrF光などの遠紫外光、F2 光な
どの真空紫外光、13.5nm光などの極紫外光、又は
電子線などが挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。
ーン形成方法によると、レジストパターンは、ベースポ
リマーとしてポリノルボルネンの誘導体又はポリ(ノル
ボルネン−無水マレイン酸)の誘導体を単独で用いる場
合に比べて、解像性及び耐エッチング性の点で優れてい
る。このため、本発明に係る化学増幅型レジストを用い
て形成されるレジストパターンは、矩形状の断面を持つ
良好なパターン形状と良好なエッチング耐性とを有す
る。
ターン形成材料を用いるパターン形成方法の各工程を示
す断面図である。
いるパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリノルボルネンの誘導体とポリ(ノル
ボルネン−無水マレイン酸)の誘導体とが混合されたベ
ースポリマーと、酸発生剤とを有する化学増幅型レジス
トよりなることを特徴とするパターン形成材料。 - 【請求項2】 前記ベースポリマーにおいて、ポリノル
ボルネンの誘導体及びポリ(ノルボルネン−無水マレイ
ン酸)の誘導体のうちの一方は他方に対して重量比で1
/2以上混合されていることを特徴とする請求項1に記
載のパターン形成材料。 - 【請求項3】 基板上に、ポリノルボルネンの誘導体と
ポリ(ノルボルネン−無水マレイン酸)の誘導体とが混
合されたベースポリマーと、酸発生剤とを有する化学増
幅型レジストを塗布してレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に対してパターン露光及び現像を行なっ
て、前記レジスト膜からなる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4】 前記ベースポリマーにおいて、ポリノル
ボルネンの誘導体及びポリ(ノルボルネン−無水マレイ
ン酸)の誘導体のうちの一方は他方に対して重量比で1
/2以上混合されていることを特徴とする請求項3に記
載のパターン形成方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000385468A JP2002189297A (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | パターン形成材料及びパターン形成方法 |
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JP2000385468A JP2002189297A (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | パターン形成材料及びパターン形成方法 |
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JP2002189297A5 JP2002189297A5 (ja) | 2005-06-09 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006503335A (ja) * | 2002-10-16 | 2006-01-26 | ジョージア テック リサーチ コーポレイション | ポリマー、その使用方法、およびその分解方法 |
-
2000
- 2000-12-19 JP JP2000385468A patent/JP2002189297A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006503335A (ja) * | 2002-10-16 | 2006-01-26 | ジョージア テック リサーチ コーポレイション | ポリマー、その使用方法、およびその分解方法 |
JP2011090335A (ja) * | 2002-10-16 | 2011-05-06 | Georgia Tech Research Corp | ポリマー、その使用方法、およびその分解方法 |
JP4814522B2 (ja) * | 2002-10-16 | 2011-11-16 | ジョージア・テック・リサーチ・コーポレーション | ポリマーの使用方法 |
US8956805B2 (en) | 2002-10-16 | 2015-02-17 | Georgia Tech Research Corporation | Polymers, methods of use thereof, and methods of decomposition thereof |
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