JP2005514659A5

JP2005514659A5 -

Info

Publication number: JP2005514659A5
Application number: JP2003558598A
Authority: JP
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2023-01-03

Description

短い波長、即ち約１００ｎｍ〜約３００ｎｍに対して感応性のあるフォトレジストも半ミクロンの構造が必要とされるところでしばしば使用される。化学的に増幅された高解像、深紫外線（１００〜３００ｎｍの波長）のポジ型およびネガ型色相（tone) フォトレジストは１／４ミクロンより小さい構造の像をパターン化するのに利用できる。現在、微細化において著しい発展をもたらした三つの大きな深紫外線（ＵＶ）露光技術があり、そしてこれらは２４８ｎｍ、１９３ｎｍおよび１５７ｎｍで放射線を放出するレーザーを使用している。２４８ｎｍのためのフォトレジストは一般に、米国特許第４，４９１，６２８号明細書および同第５，３５０，６６０号明細書に記載されている様な、置換されたポリヒドロキシスチレンおよびそれのコポリマーをベースとしている。他方、１９３ｎｍ露光のためのフォトレジストは、芳香族ポリマーがこの波長では不透明なので、非芳香族ポリマーを必要としている。米国特許第５，８４３，６２４号明細書および英国特許第２３２，０７１８号明細書は１９３ｎｍでの露光に有用なフォトレジストを開示している。一般に脂環式炭化水素を含有するポリマーは２００ｎｍ以下で露光するためのフォトレジストに使用される。脂環式炭化水素は沢山の理由でポリマー中に組み入れられる。第一にこれらは耐エッチング性を改善する比較的に高い炭素：水素−比を有しており、これらはまた短い波長において透明性を提供しそしてこれらは比較的に高いガラス転移温度を有している。

ネガ型の酸感応性フォトレジスト組成物を用いることは従来技術において公知である。一般に、ネガ型フォトレジストはアルカリ可溶性ポリマー、光酸発生剤および架橋剤を含有している。従来技術のフォトレジスト組成物の殆どは芳香族であるポリマーバインダーを使用しており、かゝるポリマーはノボラック類またはポリヒドロキシスチレン類である。芳香族ポリマーは良好な乾式耐エッチング性を有しているけれども、２００ｎｍ以下の波長では所望の透明性を有していない。それ故に２００ｎｍ以下、特に１６０ｎｍ以下の露光波長で透明でありそして良好な乾式耐エッチング性も有するネガ型フォトレジストが必要とされている。

弗素化ポリマーは１９３ｎｍおよび１５７ｎｍで透明であることが知られている。フォトレジストで使用した時のかゝるポリマーはヨーロッパ特許出願公開７８９，２７８号明細書、Ｉｔｏ等（ＳＰＩＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，第４３４５巻、２００１、第２７３〜２８４頁）、国際特許出願公開第００／６７０７２号および同第００／１７７１２号明細書に開示されている。国際特許出願公開第００／６７０７２号明細書には特に吊り下がった弗素化基を持つ非芳香族の脂環式ポリマーを開示している。かゝるポリマーは式
−（Ｒ_f）（Ｒ_f'）ＯＲ_b
（式中、Ｒ_fおよびＲ_f'は弗素化アルキル基でありそしてＲ_bは水素または酸不安定基である。）
で表される吊り下がった基を持つノルボルネンモノマーの重合から誘導されている。このポリマーは光活性化合物を用いて加工されてポジ型フォトレジスト像をもたらす。同様にＩｔｏは、酸不安定基で置換された吊り下がったヘキサフルオロ−２−ヒドロキシイソプロピル基を有するあらゆるノルボルネンポリマーを用いてポジ型像を形成する可能性も説明している。Ｔｏｒｉｕｍｉ等（ＳＰＩＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，第４３４５巻、２００１、第３７１〜３７８頁）は弗素化ポリマー、トリフェニルスルホニウム−トリフラートおよび架橋剤としてのヒドロキシメチル化合物を用いるネガ型フォトレジストを開示しており、このフォトレジストは２００ｍＪ／ｃｍ²のゲル線量に対しての感応性を有している。弗素化ポリマーの構造は開示されていない。ヘキサフルオロ−２−ヒドロキシ−イソプロピル基はスチレンポリマーから吊り下がったおり、それをネガ型フォトレジストで用いることがＰｒｚｙｂｉｌｌａによって開示されている（ＳＰＩＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，第１６７２巻、１９９２、第５００〜５１２頁）。しかしながらこれらのポリマーは芳香族基を含んでいるので、２００ｎｍ以下の波長での像形成には使用できない。

【００２８】
０．９８８ｇのポリ［５−（２−トリフルオロメチル−１，１，１−トリフルオロ−２−ヒドロキシプロピル）−２−ノルボルネン］（Ｍw ８，３００、Ｍn ／Ｍw ＝１．６９）、０．２４７ｇのテトラメトキシグリコ−ルウリル、０．０１３ｇのトリフェニルスルホニウム−トリフラート、０．１２２ｇの、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドの１重量％濃度プロピレングリコール−モノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）溶液および０．０１２ｇの、界面活性剤ＦＣ−４４３０（フッ素化脂肪族ポリマーエステル；３ＭＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＳｔＰａｕｌ、ミネソタによって分譲されている）の１０重量％濃度ＰＧＭＥＡ溶液を、８．６２ｇのＰＧＭＥＡに溶解して、フォトレジスト溶液を得る。この溶液を０．２μｍフィルターを用いて濾過しそして次の様に加工した。別々に底層反射防止被覆（Ｂ．Ａ．Ｒ．Ｃ）されたシリコーン基体を、シリコーン基体に底層反射防止膜用溶液ＡＺ^(R)ＥＸＰＡｒＦ−１Ｃ（ＣｌａｒｉａｎｔＣｏｒｐ．、Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅ、ＮＪから入手）を回転塗布法により製造しそして１７５℃で６０秒間ベークする。Ｂ．Ａ．Ｒ．Ｃ塗膜厚さは３９ｎｍに維持する。次いでフォトレジスト溶液をＢ．Ａ．Ｒ．Ｃ被覆したシリコーン基体にコーティングする。回転速度は、フォトレジスト塗膜厚さが３３０ｎｍである様に調整する。レジスト塗膜を９５℃で６０秒間ベークする。次いでこれを、石英二層マスク上からクロムを用いて１９３ｎｍＩＳＩミニステパー（０．６のアペーチュア番号および０．７のコヒーレンス）で露光する。露光後に、ウェハーを１５０℃で６０秒間後露光ベーク処理する。現像はテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの２．３８重量％濃度水溶液を用いて６０秒間実施する。線およびスペースパターンを次いで走査電子顕微鏡で観察する。フォトレジストは５８ｍＪ／ｃｍ²の感度および０．１８μｍの線解像度を有している。
【実施例２】