JP2004246236A - パターン形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いてレジストパターンを形成するにも拘わらず、レジストパターンの断面形状が良好になるようにする。
【解決手段】アルカリ可溶性のポリマーのうち保護基により保護されているポリマーの割合が50%以上である化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜11を形成する。レジスト膜11に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光12(レジスト膜11に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光)を照射してパターン露光を行なった後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターン14を形成する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は半導体集積回路の製造プロセスにおいて用いられるパターン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路の大集積化及び半導体素子のダウンサイジング化に伴って、リソグラフィ技術の開発の加速が望まれている。
【0003】
現在のところ、水銀ランプ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ等を露光光とする光リソグラフィによりパターン形成が行われているが、露光装置においては、露光光の短波長化のアプローチと共に、縮小投影レンズの高NA(開口数)化が盛んに行われている。
【0004】
特に、高NA化は盛んに行なわれており、NAは現在0.7程度であるが、今後は0.9以上になることも予測されている。
【0005】
以下、従来から知られている化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜に対して、NAが0.9以上である露光光を選択的に照射してレジストパターンを形成する方法について、図9(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0006】
まず、以下の組成を有する化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0007】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=35mol%:65mol%)(ベースポリマー)…………………………………………………………2g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド(酸発生剤)……………………………………………………………………………………………0.4g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0008】
次に、図9(a) に示すように、基板1の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.4μmであるレジスト膜2を形成する。
【0009】
次に、図9(b) に示すように、レジスト膜2に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光3をフォトマスク4を介して照射してパターン露光を行なう。
【0010】
次に、図9(c) に示すように、基板1に対して、ホットプレートにより100℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。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2の未露光部2bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0011】
次に、レジスト膜2を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図9(d) に示すように、レジスト膜2の未露光部2bよりなり0.13μmのライン幅を有するレジストパターン5が得られる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図9(d) に示すように、レジストパターン5においては、大きい膜減りが発生していると共に断面形状が不良であった。このような不良のレジストパターン5をマスクにして被処理膜に対してエッチングを行なうと、得られるパターンの形状も不良になるので、半導体製造プロセスにおける歩留まりの悪化を招くという問題がある。
【0013】
ところで、露光光のNAが0.9以上になると、ポーラリゼーション効果が現れて、却って、レジスト膜に入射する光のコントラストが低下することが提唱されている(非特許文献1を参照)。
【0014】
【非特許文献1】
T.A.Brunner et al., “High−NA lithographic imagery at Brewster’s angle”, Proc.SPIE, vol.4691, 1 (2002))
この文献において示されているBrewster’s angle(ブリュースター角)θとは、屈折率がnである物質(例えば、レジスト膜)の表面に入射した後、該表面から反射してくる光が、物質の表面と完全に平行な方向に局在化する場合にtanθ=nで表される値である(図10を参照)。
【0015】
縮小投影レンズのNAの根拠となるθ(NA=sinθ)(図11を参照)の値がブリュースター角:θの値以上になると、ポーラリゼーション効果と呼ばれる現象、つまりレジスト膜に入射する光のコントラストが低下する現象が起こることが提唱されている。
【0016】
このポーラリゼーション効果により、レジスト膜2に照射される露光光の光コントラストが低下したために、レジストパターン5の断面形状が不良になったものと考えられる。
【0017】
前記に鑑み、本発明は、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いてレジストパターンを形成するにも拘わらず、レジストパターンの断面形状が良好になるようにすることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射する場合に発生する、露光光のコントラストの低減を、レジスト膜の溶解コントラストを高くすることにより補うものである。ここで、レジスト膜の溶解コントラストは、ポジ型のレジスト膜の溶解コントラスト=(レジスト膜の露光部の溶解レート)/(レジスト膜の未露光部の溶解レート)、又は、ネガ型のレジスト膜の溶解コントラスト=(レジスト膜の未露光部の溶解レート)/(レジスト膜の露光部の溶解レート)で定義される。
【0019】
従って、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を用いる場合には、レジスト膜の露光部の溶解レートを高くするか又はレジスト膜の未露光部の溶解レートを低くすることにより、レジスト膜の溶解コントラストを向上させることができ、ネガ型の化学増幅型レジスト材料を用いる場合には、レジスト膜の未露光部の溶解レートを高くするか又はレジスト膜の露光部の溶解レートを低くすることにより、レジスト膜の溶解コントラストを向上させることができる。
【0020】
本発明は、前記の知見に基づいてなされたものであって、具体的には以下の方法によって実現される。
【0021】
本発明に係る第1のパターン形成方法は、化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、レジスト膜の膜厚に対するレジストパターンの膜厚の低減割合は5%以下であることを特徴とする。
【0022】
第1のパターン形成方法によると、レジスト膜の膜厚に対するレジストパターンの膜厚の低減割合は5%以下であるため、つまり、ポジ型の化学増幅型レジスト膜の場合にはレジスト膜の未露光部の溶解レートが確実に低くなり、ネガ型の化学増幅型レジスト膜の場合にはレジスト膜の露光部の溶解レートが確実に低くなるため、いずれの場合においても、レジスト膜の溶解コントラストは確実に向上する。従って、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いることに起因する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜の溶解コントラストの向上により補填されるので、得られるレジストパターンの形状は良好になる。
【0023】
第1のパターン形成方法において、化学増幅型レジスト材料はポジ型であり、化学増幅型レジスト材料に含まれるアルカリ可溶性のポリマーのうち保護基により保護されているポリマーの割合である保護化率は50%以上であることが好ましい。
【0024】
このように、ポジ型の化学増幅型レジスト材料に含まれるアルカリ可溶性のポリマーのうち保護基により保護されているポリマーの割合(保護化率)を50%以上にすると、ポジ型のレジスト膜の未露光部の溶解レートは確実に低くなるので、レジスト膜の膜厚に対するレジストパターンの膜厚の低減割合を5%以下に抑制することができる。
【0025】
この場合、保護基としては、t−ブチル基又はt−ブチルオキシカルボニル基を用いることができる。
【0026】
第1のパターン形成方法において、化学増幅型レジスト材料はポジ型であり、化学増幅型レジスト材料に含まれる酸発生剤はオニウム塩であることが好ましい。
【0027】
このように、ポジ型の化学増幅型レジスト材料に含まれる酸発生剤として、揮発性が高いオニウム塩を用いると、ポジ型のレジスト膜の未露光部の溶解レートは確実に低くなるので、レジスト膜の膜厚に対するレジストパターンの膜厚の低減割合を5%以下に抑制することができる。
【0028】
この場合、オニウム塩としては、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、トリフェニルスルフォニウムノナフルオロブタンスルフォン酸又はジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸を用いることができる。
【0029】
第1のパターン形成方法において、化学増幅型レジスト材料はポジ型であり、レジスト膜を形成する工程とレジストパターンを形成する工程との間に、レジスト膜の表面に、アルカリ性現像液に対して難溶性である難溶化層を形成する工程を備えていることが好ましい。
【0030】
このように、ポジ型の化学増幅型レジスト膜の表面に難溶化層を形成しておくと、ポジ型のレジスト膜の未露光部の溶解レートは確実に低くなるので、レジスト膜の膜厚に対するレジストパターンの膜厚の低減割合を5%以下に抑制することができる。この場合、レジスト膜の露光部の表面にも難溶化層は形成されるが、レジスト膜の露光部がアルカリ性現像液に溶解していく過程において難溶化層は消滅していくので、レジスト膜の露光部の溶解レートは実質的に変化しない。
【0031】
この場合、難溶化層は、レジスト膜の表面にアルカリ性水溶液が供給されることにより形成されることが好ましい。
【0032】
このようにすると、レジスト膜の表面に難溶化層を確実に形成することができる。
【0033】
難溶化層を形成するためのアルカリ性水溶液としては、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はコリン水溶液を用いることができる。
【0034】
本発明に係る第2のパターン形成方法は、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生するベースポリマーを有していることを特徴とする。
【0035】
第2のパターン形成方法によると、ポジ型の化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生するベースポリマーを有しているため、ポジ型の化学増幅型レジスト膜に露光光が照射されると、レジスト膜の露光部においては強酸であるカルボン酸が発生し、これによって、レジスト膜の露光部の溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは確実に向上する。従って、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いることに起因する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜の溶解コントラストの向上により補填されるので、得られるレジストパターンの形状は良好になる。
【0036】
第2のパターン形成方法において、化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生する溶解阻害剤を有していることが好ましい。
【0037】
このようにすると、ポジ型のレジスト膜の露光部の溶解レートが一層高くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは一層向上する。
【0038】
本発明に係る第3のパターン形成方法は、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生する溶解阻害剤を有していることを特徴とする。
【0039】
第3のパターン形成方法によると、ポジ型の化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生する溶解阻害剤を有しているため、ポジ型の化学増幅型レジスト膜に露光光が照射されると、レジスト膜の露光部においては強酸であるカルボン酸が発生し、これによって、レジスト膜の露光部の溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは確実に向上する。従って、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いることに起因する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜の溶解コントラストの向上により補填されるので、得られるレジストパターンの形状は良好になる。
【0040】
第2又は第3のパターン形成方法において、ベースポリマー又は溶解阻害剤から発生するカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸又はα−トリフルオロメチルアクリル酸が挙げられる。
【0041】
本発明に係る第4のパターン形成方法は、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生するベースポリマーを有していることを特徴とする。
【0042】
第4のパターン形成方法によると、ポジ型の化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生するベースポリマーを有しているため、ポジ型の化学増幅型レジスト膜に露光光が照射されると、レジスト膜の露光部においては強酸であるスルフォン酸が発生し、これによって、レジスト膜の露光部の溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは確実に向上する。従って、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いることに起因する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜の溶解コントラストの向上により補填されるので、得られるレジストパターンの形状は良好になる。
【0043】
第4のパターン形成方法において、化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生する溶解阻害剤を有していることが好ましい。
【0044】
このようにすると、ポジ型のレジスト膜の露光部の溶解レートが一層高くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは一層向上する。
【0045】
本発明に係る第5のパターン形成方法は、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生する溶解阻害剤を有していることを特徴とする。
【0046】
第5のパターン形成方法によると、ポジ型の化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生する溶解阻害剤を有しているため、ポジ型の化学増幅型レジスト膜に露光光が照射されると、レジスト膜の露光部においては強酸であるスルフォン酸が発生し、これによって、レジスト膜の露光部の溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは確実に向上する。従って、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いることに起因する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜の溶解コントラストの向上により補填されるので、得られるレジストパターンの形状は良好になる。
【0047】
第4又は第5のパターン形成方法において、ベースポリマー又は溶解阻害剤から発生するスルフォン酸としては、ビニールスルフォン酸又はスチレンスルフォン酸が挙げられる。
【0048】
本発明に係る第6のパターン形成方法は、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、化学増幅型レジスト材料が酸を有していることを特徴とする。
【0049】
第6のパターン形成方法によると、ポジ型の化学増幅型レジスト材料が酸を有しているため、ポジ型の化学増幅型レジスト膜に露光光が照射されると、レジスト膜の露光部の溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは確実に向上する。従って、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を用いることに起因する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜の溶解コントラストの向上により補填されるので、得られるレジストパターンの形状は良好になる。
【0050】
第6のパターン形成方法において、化学増幅型レジスト材料に含まれる酸としては、酢酸、アクリル酸又はギ酸を用いることができる。
【0051】
第1〜第6のパターン形成方法において用いられる露光光としては、紫外線、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、Fレーザ光又は極紫外線が挙げられる。
【0052】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、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) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0053】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0054】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=60mol%:40mol%)(ベースポリマー)…………………………………………………………2g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド(酸発生剤)……………………………………………………………………………………………0.4g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0055】
次に、図1(a) に示すように、基板10の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.4μmであるレジスト膜11を形成する。
【0056】
次に、図1(b) に示すように、レジスト膜11に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光12をフォトマスク13を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、KrFエキシマレーザ光12よりなる露光光はレジスト膜11に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0057】
次に、図1(c) に示すように、基板10に対して、ホットプレートにより110℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜11の露光部11aにおいては、酸発生剤から酸が発生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においては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0058】
次に、レジスト膜11を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図1(d) に示すように、レジスト膜11の未露光部11bよりなり、0.13μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン14が得られる。
【0059】
第1の実施形態によると、化学増幅型レジスト材料に含まれるアルカリ可溶性のポリマーのうち保護基により保護されているポリマーの割合である保護化率は60%であって、50%以上であるため、レジスト膜11の膜厚に対するレジストパターン14の膜厚の低減割合は5%以下である。このため、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜11の未露光部11bの溶解レートが確実に低くなるので、レジスト膜11の溶解コントラストは確実に向上する。
【0060】
従って、第1の実施形態によると、レジスト膜11に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜11の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン14の形状は良好になる。
【0061】
尚、第1の実施形態においては、保護基として、t−ブチルオキシカルボニル基を用いたが、これに代えて、t−ブチル基を用いてもよい。
【0062】
また、第1の実施形態においては、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を用いたが、これに代えて、ネガ型の化学増幅型レジスト材料を用いてもよい。この場合にも、レジスト膜の膜厚に対するレジストパターンの膜厚の低減割合を5%以下にすると、ネガ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜の露光部の溶解レートが確実に低くなるので、レジスト膜の溶解コントラストは確実に向上する。
【0063】
(第2の実施形態)
以下、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。
【0064】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0065】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=40mol%:60mol%)(ベースポリマー)…………………………………………………………2g
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸(酸発生剤)………………………………………………………………………………………0.4g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0066】
次に、図2(a) に示すように、基板20の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.4μmであるレジスト膜21を形成する。
【0067】
次に、図2(b) に示すように、レジスト膜21に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光22をフォトマスク23を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、KrFエキシマレーザ光22よりなる露光光はレジスト膜21に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0068】
次に、図2(c) に示すように、基板20に対して、ホットプレートにより110℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜21の露光部21aにおいては、酸発生剤から酸が発生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においては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0069】
次に、レジスト膜21を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図2(d) に示すように、レジスト膜21の未露光部21bよりなり、0.13μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン24が得られる。
【0070】
第2の実施形態によると、化学増幅型レジスト材料に含まれる酸発生剤は揮発性が高いオニウム塩であるため、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜21の未露光部21aの溶解レートが確実に低くなるので、レジスト膜21の膜厚に対するレジストパターン24の膜厚の低減割合を4%程度で抑制することができる。
【0071】
従って、第2の実施形態によると、レジスト膜21に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜21の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン24の形状は良好になる。
【0072】
尚、第2の実施形態においては、酸発生剤となるオニウム塩として、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸を用いたが、これに代えて、トリフェニルスルフォニウムノナフルオロブタンスルフォン酸又はジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸を用いてもよい。
【0073】
(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3(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0074】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0075】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=35mol%:65mol%)(ベースポリマー)…………………………………………………………2g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド(酸発生剤)……………………………………………………………………………………………0.4g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0076】
次に、図3(a) に示すように、基板30の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.4μmであるレジスト膜31を形成する。
【0077】
次に、図3(b) に示すように、レジスト膜31の上に、例えば、1.0wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液よりなるアルカリ性水溶液32を60秒間供給する。このようにすると、レジスト膜31の表面には、アルカリ性現像液に対して難溶性である難溶化層33が形成される。
【0078】
次に、図3(c) に示すように、レジスト膜31に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光34をフォトマスク35を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、KrFエキシマレーザ光34よりなる露光光はレジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0079】
次に、図3(d) に示すように、基板30に対して、ホットプレートにより110℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜31の露光部31aにおいては、酸発生剤から酸が発生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31の未露光部31bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0080】
次に、レジスト膜31を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図3(e) に示すように、レジスト膜31の未露光部31bよりなり、0.13μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン36が得られる。
【0081】
第3の実施形態によると、ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜31の表面に難溶化層33を形成しておいてからアルカリ性現像液を用いて現像を行なうため、レジスト膜31の未露光部31bの溶解レートは確実に低くなるので、レジスト膜31の膜厚に対するレジストパターン36の膜厚の低減割合を5%以下に抑制することができる。この場合、レジスト膜31の露光部31aの表面にも難溶化層33が形成されるが、レジスト膜31の露光部31aがアルカリ性現像液に溶解していく過程において難溶化層33は消滅していくので、レジスト膜の31の露光部31aの溶解レートは実質的に変化しない。
【0082】
従って、第3の実施形態によると、レジスト膜31に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜31の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン36の形状は良好になる。
【0083】
尚、第3の実施形態においては、アルカリ性水溶液であるテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液の濃度を1.0wt%とし、難溶化処理の時間を60秒間としたが、これらの条件は適宜変更可能であり、例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液の濃度が2.0wt%の場合には処理時間を20秒間とし、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液の濃度が0.5wt%の場合には処理時間を140秒間とすることができる。
【0084】
また、第3の実施形態においては、アルカリ性水溶液として、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液を用いたが、これに代えて、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はコリン水溶液等を用いてもよい。
【0085】
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態に係るパターン形成方法について、図4(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0086】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0087】
ポリ((2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート)−(メバロニックラクトンメタクリレート))(但し、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート:メバロニックラクトンメタクリレート=40mol%:60mol%)(ベースポリマー)………………………………………………………………………………………………2g
t−ブチルメタクリレート(溶解阻害剤)……………………………0.30g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド(酸発生剤)………………………………………………………………………………………0.35g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0088】
次に、図4(a) に示すように、基板40の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.35μmであるレジスト膜41を形成する。
【0089】
次に、図4(b) に示すように、レジスト膜41に対して、NAが0.92であるArFエキシマレーザ光42をフォトマスク43を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、ArFエキシマレーザ光42よりなる露光光はレジスト膜41に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0090】
次に、図4(c) に示すように、基板40に対して、ホットプレートにより110℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜41の露光部41aにおいては、酸発生剤から酸が発生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41の未露光部41bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0091】
次に、レジスト膜41を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図4(d) に示すように、レジスト膜41の未露光部41bよりなり、0.11μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン44が得られる。
【0092】
第4の実施形態によると、レジスト膜41にArFエキシマレーザ光42よりなる露光光が照射されると、レジスト膜41の露光部41aにおいては、ベースポリマー及び溶解阻害剤から強酸であるカルボン酸が発生するため、溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜41の溶解コントラストは確実に向上する。
【0093】
従って、第4の実施形態によると、レジスト膜41に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜41の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン44の形状は良好になる。
【0094】
尚、第4の実施形態において用いられる、光が照射されるとカルボン酸を発生するベースポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸又はポリ(α−トリフルオロメチルアクリル酸)等のエステルが挙げられ、具体的には、ポリ(t−ブチルアクリレート)、ポリ(メトキシメチルアクリレート)、ポリ(エトキシメチルアクリレート)、ポリ(2−メチル−2−アダマンチルアクリレート)、ポリ(t−ブチルメタクリレート)、ポリ(メトキシメチルメタクリレート)、ポリ(エトキシメチルメタクリレート)、ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート)、ポリ(t−ブチル−α−トリフルオロメチルアクリレート)、ポリ(メトキシメチル−α−トリフルオロメチルアクリレート)、ポリ(エトキシメチル−α−トリフルオロメチルアクリレート)又はポリ(2−メチル−2−アダマンチル−α−トリフルオロメチルアクリレート)等が挙げられるが、これらに限らない。
【0095】
また、光が照射されるとカルボン酸を発生する溶解阻害剤としては、アクリル酸、メタクリル酸又はα−トリフルオロメチルアクリル酸等のエステルが挙げられ、具体的には、t−ブチルアクリレート、メトキシメチルアクリレート、エトキシメチルアクリレート、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、メトキシメチルメタクリレート、エトキシメチルメタクリレート、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、t−ブチル−α−トリフルオロメチルアクリレート、メトキシメチル−α−トリフルオロメチルアクリレート、エトキシメチル−α−トリフルオロメチルアクリレート又は2−メチル−2−アダマンチル−α−トリフルオロメチルアクリレート等が挙げられるが、これらに限らない。
【0096】
さらに、第4の実施形態においては、ベースポリマー及び溶解阻害剤の両方が、光が照射されるとカルボン酸を発生する化学増幅型レジスト材を用いたが、これに代えて、ベースポリマーのみが、光が照射されるとカルボン酸を発生する化学増幅型レジスト材を用いてもよい。
【0097】
(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態に係るパターン形成方法について、図5(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0098】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0099】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=40mol%:60mol%)(ベースポリマー)…………………………………………………………2g
2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート(溶解阻害剤)……0.30g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド(酸発生剤)………………………………………………………………………………………0.35g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0100】
次に、図5(a) に示すように、基板50の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.35μmであるレジスト膜51を形成する。
【0101】
次に、図5(b) に示すように、レジスト膜51に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光52をフォトマスク53を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、KrFエキシマレーザ光52よりなる露光光はレジスト膜51に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0102】
次に、図5(c) に示すように、基板50に対して、ホットプレートにより100℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜51の露光部51aにおいては、酸発生剤から酸が発生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51の未露光部51bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0103】
次に、レジスト膜51を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図5(d) に示すように、レジスト膜51の未露光部51bよりなり、0.13μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン54が得られる。
【0104】
第5の実施形態によると、レジスト膜51にKrFエキシマレーザ光52よりなる露光光が照射されると、レジスト膜51の露光部51aにおいては、溶解阻害剤から強酸であるカルボン酸が発生するため、溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜51の溶解コントラストは確実に向上する。
【0105】
従って、第5の実施形態によると、レジスト膜51に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜51の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン54の形状は良好になる。
【0106】
第5の実施形態において用いられる、光が照射されるとカルボン酸を発生する溶解阻害剤としては、アクリル酸、メタクリル酸又はα−トリフルオロメチルアクリル酸等のエステルが挙げられ、具体的には、t−ブチルアクリレート、メトキシメチルアクリレート、エトキシメチルアクリレート、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、メトキシメチルメタクリレート、エトキシメチルメタクリレート、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、t−ブチル−α−トリフルオロメチルアクリレート、メトキシメチル−α−トリフルオロメチルアクリレート、エトキシメチル−α−トリフルオロメチルアクリレート又は2−メチル−2−アダマンチル−α−トリフルオロメチルアクリレート等が挙げられるが、これらに限らない。
【0107】
(第6の実施形態)
以下、第6の実施形態に係るパターン形成方法について、図6(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0108】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0109】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスルフォニルスチレン)−(スチレンスルフォン酸))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスルフォニルスチレン:スチレンスルフォン酸=30mol%:70mol%)(ベースポリマー)……………………2g
スチレンスルフォン酸−t−ブチルエステル(溶解阻害剤)………0.30g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド(酸発生剤)………………………………………………………………………………………0.35g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0110】
次に、図6(a) に示すように、基板60の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.4μmであるレジスト膜61を形成する。
【0111】
次に、図6(b) に示すように、レジスト膜61に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光62をフォトマスク63を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、KrFエキシマレーザ光62よりなる露光光はレジスト膜61に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0112】
次に、図6(c) に示すように、基板60に対して、ホットプレートにより110℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜61の露光部61aにおいては、酸発生剤から酸が発生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61の未露光部61bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0113】
次に、レジスト膜61を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図6(d) に示すように、レジスト膜61の未露光部61bよりなり、0.13μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン64が得られる。
【0114】
第6の実施形態によると、レジスト膜61にKrFエキシマレーザ光62よりなる露光光が照射されると、レジスト膜61の露光部61aにおいては、ベースポリマー及び溶解阻害剤から強酸であるスルフォン酸が発生するため、溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜61の溶解コントラストは確実に向上する。
【0115】
従って、第6の実施形態によると、レジスト膜61に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜61の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン64の形状は良好になる。
【0116】
尚、第6の実施形態において用いられる、光が照射されるとスルフォン酸を発生するベースポリマーとしては、ポリスチレンスルフォン酸又はポリノルボルネンスルフォン酸等のエステルが挙げられ、具体的には、ポリ(スチレンスルフォン酸−t−ブチルエステル)、ポリ(スチレンスルフォン酸−2−メチル−2−アダマンチルエステル)、ポリ(ノルボルネンスルフォン酸−t−ブチルエステル)又はポリ(ノルボルネンスルフォン酸−2−メチル−2−アダマンチルエステル)等が挙げられるが、これらに限らない。
【0117】
また、光が照射されるとスルフォン酸を発生する溶解阻害剤としては、スチレンスルフォン酸又はノルボルネンスルフォン酸等のエステルが挙げられ、具体的には、スチレンスルフォン酸−t−ブチルエステル、スチレンスルフォン酸−2−メチル−2−アダマンチルエステル、ノルボルネンスルフォン酸−t−ブチルエステル又はノルボルネンスルフォン酸−2−メチル−2−アダマンチルエステル等が挙げられるが、これらに限らない。
【0118】
さらに、第6の実施形態においては、ベースポリマー及び溶解阻害剤の両方が、光が照射されるとスルフォン酸を発生する化学増幅型レジスト材を用いたが、これに代えて、ベースポリマーのみが、光が照射されるとスルフォン酸を発生する化学増幅型レジスト材を用いてもよい。
【0119】
(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態に係るパターン形成方法について、図7(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0120】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0121】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=30mol%:70mol%)(ベースポリマー)…………………………………………………………2g
スチレンスルフォン酸−t−ブチルエステル(溶解阻害剤)………0.30g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド(酸発生剤)………………………………………………………………………………………0.35g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0122】
次に、図7(a) に示すように、基板70の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.4μmであるレジスト膜71を形成する。
【0123】
次に、図7(b) に示すように、レジスト膜71に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光72をフォトマスク73を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、KrFエキシマレーザ光72よりなる露光光はレジスト膜71に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0124】
次に、図7(c) に示すように、基板70に対して、ホットプレートにより100℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜71の露光部71aにおいては、酸発生剤から酸が発生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71の未露光部71bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0125】
次に、レジスト膜71を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図7(d) に示すように、レジスト膜71の未露光部71bよりなり、0.13μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン74が得られる。
【0126】
第7の実施形態によると、レジスト膜71にKrFエキシマレーザ光72よりなる露光光が照射されると、レジスト膜71の露光部71aにおいては、溶解阻害剤から強酸であるスルフォン酸が発生するため、溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜71の溶解コントラストは確実に向上する。
【0127】
従って、第7の実施形態によると、レジスト膜71に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜71の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン74の形状は良好になる。
【0128】
尚、第7の実施形態において用いられる、光が照射されるとスルフォン酸を発生する溶解阻害剤としては、スチレンスルフォン酸又はノルボルネンスルフォン酸のエステルが挙げられ、具体的には、スチレンスルフォン酸−t−ブチルエステル、スチレンスルフォン酸−2−メチル−2−アダマンチルエステル、ノルボルネンスルフォン酸−t−ブチルエステル又はノルボルネンスルフォン酸−2−メチル−2−アダマンチルエステル等が挙げられるが、これらに限られない。
【0129】
(第8の実施形態)
以下、本発明の第8の実施形態に係るパターン形成方法について、図8(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【0130】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0131】
ポリ((t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=35mol%:65mol%)(ベースポリマー)…………………………………………………………2g
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド(酸発生剤)……………………………………………………………………………………………0.4g
酢酸(酸)……………………………………………………………………0.5g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0132】
次に、図8(a) に示すように、基板80の上に前述の化学増幅型レジスト材料を塗布して、膜厚が0.4μmであるレジスト膜81を形成する。
【0133】
次に、図8(b) に示すように、レジスト膜81に対して、NAが0.92であるKrFエキシマレーザ光82をフォトマスク83を介して照射してパターン露光を行なう。この場合、NAが0.92であるため、KrFエキシマレーザ光82よりなる露光光はレジスト膜81に対してブリュースター角で入射する光成分を有している。
【0134】
次に、図8(c) に示すように、基板80に対して、ホットプレートにより105℃の温度下で60秒間の加熱を行なう。このようにすると、レジスト膜81の露光部81aにおいては、酸発生剤から酸が発生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81の未露光部81bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないのでアルカリ性現像液に対して難溶性のままである。
【0135】
次に、レジスト膜81を2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図8(d) に示すように、レジスト膜81の未露光部81bよりなり、0.13μmのライン幅を有すると共に良好な断面形状を有するレジストパターン84が得られる。
【0136】
第8の実施形態によると、化学増幅型レジスト材料が酸を有しているため、レジスト膜81にKrFエキシマレーザ光82よりなる露光光が照射されると、レジスト膜81の露光部81aの溶解レートが確実に高くなるので、レジスト膜81の溶解コントラストは確実に向上する。
【0137】
従って、第8の実施形態によると、レジスト膜81に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することによるポーラリゼーション効果に起因して発生する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜81の溶解コントラストの向上により補填されるので、レジストパターン84の形状は良好になる。
【0138】
尚、第8の実施形態においては、化学増幅型レジスト材料に含まれる酸として、酢酸を用いたが、これに代えて、アクリル酸又はギ酸を用いることができる。
【0139】
また、第1〜第8の実施形態においては、露光光として、KrFエキシマレーザ光(波長:248nm帯)、ArFエキシマレーザ(波長:193nm帯)、Xeレーザ光(波長:172nm帯)、Fレーザ光(波長:157nm帯)、Krレーザ光(波長:146nm帯)、ArKrレーザ光(波長:134nm帯)、Arレーザ光(波長:126nm帯)又は極紫外線(波長:13nm帯、11nm帯又は5nm帯)等を適宜用いることができる。
【0140】
また、第1〜第8の実施形態においては、露光光のNAは0.92であったが、これに限られず、本発明は、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射する場合に適用される。レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光としては、通常、NAが0.9以上である場合に該当する。
【0141】
【発明の効果】
本発明に係る第1〜第6のパターン形成方法によると、レジスト膜の溶解コントラストが確実に向上するため、レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射することに起因する露光光のコントラストの低減は、レジスト膜の溶解コントラストの向上により補填されるので、得られるレジストパターンの形状は良好になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(d) は第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。
【図2】(a) 〜(d) は第2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。
【図3】(a) 〜(e) 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。
【図4】(a) 〜(d) は第4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。
【図5】(a) 〜(d) は第5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。
【図6】(a) 〜(d) は第6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。
【図7】(a) 〜(d) は第7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。
【図8】(a) 〜(d) は第8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。
【図9】(a) 〜(d) は従来のパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図10】ブリュースター角を説明する図である。
【図11】ポーラリゼーション効果を説明する図である。
【符号の説明】
10 基板
11 レジスト膜
11a 露光部
11b 未露光部
12 KrFエキシマレーザ
13 フォトマスク
14 レジストパターン
20 基板
21 レジスト膜
21a 露光部
21b 未露光部
22 KrFエキシマレーザ
23 フォトマスク
24 レジストパターン
30 基板
31 レジスト膜
31a 露光部
31b 未露光部
32 アルカリ性水溶液
33 難溶化層
34 KrFエキシマレーザ光
35 フォトマスク
36 レジストパターン
40 基板
41 レジスト膜
41a 露光部
41b 未露光部
42 ArFエキシマレーザ
43 フォトマスク
44 レジストパターン
50 基板
51 レジスト膜
51a 露光部
51b 未露光部
52 KrFエキシマレーザ
53 フォトマスク
54 レジストパターン
60 基板
61 レジスト膜
61a 露光部
61b 未露光部
62 KrFエキシマレーザ
63 フォトマスク
64 レジストパターン
70 基板
71 レジスト膜
71a 露光部
71b 未露光部
72 KrFエキシマレーザ
73 フォトマスク
74 レジストパターン
80 基板
81 レジスト膜
81a 露光部
81b 未露光部
82 KrFエキシマレーザ
83 フォトマスク
84 レジストパターン

Claims (19)

  1. 化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、前記レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、
    前記レジスト膜の膜厚に対する前記レジストパターンの膜厚の低減割合は5%以下であることを特徴とするパターン形成方法。
  2. 前記化学増幅型レジスト材料はポジ型であり、
    前記化学増幅型レジスト材料に含まれるアルカリ可溶性のポリマーのうち保護基により保護されているポリマーの割合である保護化率は50%以上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。
  3. 前記保護基は、t−ブチル基又はt−ブチルオキシカルボニル基であ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。
  4. 前記化学増幅型レジスト材料はポジ型であり、
    前記化学増幅型レジスト材料に含まれる酸発生剤はオニウム塩であ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。
  5. 前記オニウム塩は、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、トリフェニルスルフォニウムノナフルオロブタンスルフォン酸又はジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸であ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。
  6. 前記化学増幅型レジスト材料はポジ型であり、
    前記レジスト膜を形成する工程と前記レジストパターンを形成する工程との間に、前記レジスト膜の表面に、アルカリ性現像液に対して難溶性である難溶化層を形成する工程を備え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。
  7. 前記難溶化層は、前記レジスト膜の表面にアルカリ性水溶液が供給されることにより形成されることを特徴とする請求項6に記載のパターン形成方法。
  8. 前記アルカリ性水溶液は、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液又はコリン水溶液であ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。
  9. ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、前記レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、
    前記化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生するベースポリマーを有していることを特徴とするパターン形成方法。
  10. 前記化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生する溶解阻害剤を有していることを特徴とする請求項9に記載のパターン形成方法。
  11. ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、前記レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、
    前記化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとカルボン酸を発生する溶解阻害剤を有していることを特徴とするパターン形成方法。
  12. 前記カルボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸又はα−トリフルオロメチルアクリル酸であることを特徴とする請求項9又は11に記載のパターン形成方法。
  13. ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、前記レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、
    前記化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生するベースポリマーを有していることを特徴とするパターン形成方法。
  14. 前記化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生する溶解阻害剤を有していることを特徴とする請求項9に記載のパターン形成方法。
  15. ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、前記レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、
    前記化学増幅型レジスト材料は、光が照射されるとスルフォン酸を発生する溶解阻害剤を有していることを特徴とするパターン形成方法。
  16. 前記スルフォン酸は、ビニールスルフォン酸又はスチレンスルフォン酸であることを特徴とする請求項13又は15に記載のパターン形成方法。
  17. ポジ型の化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜に対して、所望のパターンを有するマスクを介して、前記レジスト膜に対してブリュースター角で入射する光成分を有する露光光を照射した後、アルカリ性現像液により現像を行なって、レジストパターンを形成する工程とを備え、
    前記化学増幅型レジスト材料は、酸を有していることを特徴とするパターン形成方法。
  18. 前記酸は、酢酸、アクリル酸又はギ酸であることを特徴とする特許請求項17に記載のパターン形成方法。
  19. 前記露光光は、紫外線、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、Fレーザ光又は極紫外線であることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
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