JP2006243474A - ポジ型レジスト組成物及びレジストパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含み、(A)成分が、ヒドロキシスチレンから誘導される第1の構成単位、アルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される第2の構成単位、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第3の構成単位および/またはアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位のアルコール性水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第4の構成単位を有する第1の樹脂成分と、ヒドロキシスチレンから誘導される第5の構成単位と、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第6の構成単位を有する第2の樹脂成分(A2)とを含むポジ型レジスト組成物。
【選択図】 なし
Description
KrFエキシマレーザを用いて露光する方法に好適なレジスト材料として提案されている化学増幅型ポジ型レジスト組成物は、一般に、ベース樹脂として、ポリヒドロキシスチレン系樹脂の水酸基の一部を酸解離性溶解抑制基で保護したものが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
また、その酸解離性溶解抑制基としては、1−エトキシエチル基に代表される鎖状エーテル基又はテトラヒドロピラニル基に代表される環状エーテル基等のいわゆるアセタール基、tert−ブチル基に代表される第3級アルキル基、tert−ブトキシカルボニル基に代表される第3級アルコキシカルボニル基等が主に用いられている。
本願第一の態様は、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含むポジ型レジスト組成物であって、前記樹脂成分(A)が、ヒドロキシスチレンから誘導される第1の構成単位(a1)と、アルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される第2の構成単位(a2)と、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第3の構成単位(a3)および/またはアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位のアルコール性水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第4の構成単位(a4)とを有する第1の樹脂成分(A1)と、ヒドロキシスチレンから誘導される第5の構成単位(a5)と、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第6の構成単位(a6)とを有する第2の樹脂成分(A2)を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
また、本願第二の態様は、第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、前記レジスト膜を現像しレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。
(A)成分においては、露光により(B)成分から発生した酸が作用すると、酸解離性溶解抑制基が解離し、これによって(A)成分全体がアルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。
そのため、レジストパターンの形成において、マスクパターンを介して露光すると、又は露光に加えて露光後加熱すると、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりポジ型のレジストパターンが形成できる。
本発明において、樹脂成分(A)(以下(A)成分ということもある)は、第1の樹脂成分(A1)と第2の樹脂成分(A2)を含む。
第1の樹脂成分(A1)(以下、(A1)成分ということもある)は、下記構成単位(a1)と、構成単位(a2)と、構成単位(a3)および/または(a4)とを有する。
(a1):ヒドロキシスチレンから誘導される第1の構成単位(以下、(a1)単位ということもある。)
(a2):アルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される第2の構成単位(以下、(a2)単位ということもある。)
(a3):ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第3の構成単位(以下、(a3)単位ということもある。)
(a4):アルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位のアルコール性水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第4の構成単位(以下、(a4)単位ということもある。)
(A1)成分は、これら(a1)〜(a4)単位のほかに、さらにスチレンから誘導される第7の構成単位(a7)(以下、(a7)単位ということもある。)を有していてもよい。
(a1)単位は、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位であり、下記一般式(I)で表される。即ち、ここでのヒドロキシスチレンとは、文字どおりのヒドロキシスチレン又はα−メチルヒドロキシスチレンの一方又は両方を意味する。
(a2)単位は、アルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
第1の樹脂成分(A1)は、かかる構成単位(a2)を有することにより、ポリヒドロキシスチレンの水酸基の一部を酸解離性溶解抑制基で保護してなる樹脂(以下、PHS樹脂ということがある)よりも、アルカリ現像液に対する溶解性が低くなっている。
すなわち、PHS樹脂にあっては、酸解離性溶解抑制基で保護した単位以外は全て、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(ヒドロキシスチレン単位)であり、該ヒドロキシスチレン単位の水酸基は、フェノール性水酸基である。一方、第1の樹脂成分(A1)は、ヒドロキシスチレン単位(a1)の他に、フェノール性水酸基よりもアルカリ溶解性に劣るアルコール性水酸基を有する構成単位(a2)を有している。そのため、共重合体(A1)のアルカリ現像液に対する溶解性を、PHS樹脂に比べて小さくすることができる。これにより、保護率を低くすることによるディフェクトの低減や、解像性の向上に寄与できる。
上記アルコール性水酸基を有する脂肪族多環式基を構成する多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。この様な多環式基は、ArFレジストにおいて、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。これらの中でもアダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデカニル基が工業上好ましい。
下記一般式(II)で表される構成単位(a2)の中で最も好ましいのは下記一般式(IIa)で表される構成単位である。
第3の構成単位(a3)は、前記第1の構成単位(a1)として挙げたものと同様の構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された構成単位である。(A1)成分中に存在する第1の構成単位(a1)および第3の構成単位(a3)におけるヒドロキシスチレン骨格は同一であってもよく、異なっていてもよい。好ましくは同一である。
第4の構成単位(a4)は、前記第2の構成単位(a2)として挙げたものと同様の構成単位のアルコール性水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された構成単位である。(A1)成分中に存在する第2の構成単位(a2)および第4の構成単位(a4)における(メタ)アクリル酸エステル骨格は同一であってもよく、異なっていてもよい。好ましくは同一である。
(A1)成分において、(a3)単位および(a4)単位の両方が含まれていてもよく、いずれか一方だけが含まれていてもよいが、(a3)単位だけを含むか、又は(a3)単位と(a4)単位の両方を含むことが好ましい。
第3の構成単位(a3)および第4の構成単位(a4)における酸解離性溶解抑制基としては、従来の化学増幅型のKrF用ポジ型レジスト組成物およびArF用ポジ型レジスト組成物において酸解離性溶解抑制基として提案されているものを適宜用いることができる。例えば、tert−ブチル基、tert−アミル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基等の鎖状又は環状の第3級アルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等の環状エーテル基、1−低級アルコキシアルキル基等を用いることができる。1−低級アルコキシアルキル基の中でも、特に下記一般式(III)で表される1−低級アルコキシアルキル基が好ましい。その具体例としては、1−エトキシエチル基、1−イソプロポキシエチル基のような鎖状又は分岐状アルコキシアルキル基、1−シクロヘキシルオキシエチル基、1−アダマントキシメチル基、2−アダマントキシメチル基、1−アダマントキシエチル基、2−アダマントキシエチル基のような環状アルコキシアルキル基が挙げられ、それらの中でも特に、解像性能に優れることから、1−エトキシエチル基が好ましい。
または、構成単位(a3)に相当するモノマーを予め調製し、このモノマーと構成単位(a2)に相当するモノマーとを常法により共重合させた後、加水分解により、構成単位(a3)の酸解離性溶解抑制基の一部を水酸基に変えて構成単位(a1)を形成し、さらに必要であれば構成単位(a2)の水酸基を、周知の手法により酸解離性溶解抑制基で保護する方法によっても製造することができる。
(A1)成分中、構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位に対し、1〜10モル%であることが好ましく、1〜8モル%であることがより好ましく、1〜6モル%であることが特に好ましく、1〜5モル%であること最も好ましい。
上記範囲とすることで、本願発明の効果に優れる為好ましい。
構成単位(a7)は、スチレンから誘導される構成単位であり、下記一般式(IV)で表される。即ち、ここでのスチレンとは、文字どおりのスチレンとα−メチルスチレンの両方を意味する。
(a7)単位を含有させる場合、第1の樹脂成分(A1)中の(a7)単位の割合は、第1の樹脂成分(A1)を構成する全構成単位の合計の0.5〜10モル%であることが好ましく、より好ましくは2〜5モル%である。(a7)単位が上記範囲より多いと、現像液に対する溶解性が劣化する傾向にある。
ここでのマイクロブリッジとは、現像欠陥の一種であり、例えばラインアンドスペースパターンにおいて、隣接するレジストパターンの表面に近い部分どうしがレジストでつながれて橋かけ状態になった欠陥をいう。マイクロブリッジは、質量平均分子量が高いほど、また露光後加熱(PEB)の温度が高いほど発生し易い。
また、第1の樹脂成分(A1)の分散度(Mw/Mn比)は、分散度が小さい単分散であると、解像性に優れ好ましい。具体的には1〜3であり、好ましくは1〜2である。
第2の樹脂成分(A2)(以下、(A2)成分ということもある)は、ヒドロキシスチレンから誘導される第5の構成単位(a5)と、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第6の構成単位(a6)とを有する。
第5の構成単位(a5)は前記第1の構成単位(a1)と同様である。
(A2)成分中、構成単位(a5)の割合は、(A2)成分を構成する全構成単位に対し、20〜80モル%であることが好ましく、30〜80モル%であることがより好ましく、40〜80モル%であることが特に好ましく、50〜80モル%であること最も好ましい。
また第6の構成単位(a6)は前記第3の構成単位(a3)と同様である。(A2)成分中に存在する第5の構成単位(a5)および第6の構成単位(a6)におけるヒドロキシスチレン骨格は同一であってもよく、異なっていてもよい。好ましくは同一である。
(A2)成分中、構成単位(a6)の割合は、(A2)成分を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%であることが好ましく、10〜45モル%であることがより好ましく、15〜40モル%であることが特に好ましく、20〜40モル%であること最も好ましい。
第2の樹脂成分(A2)は、本発明の効果を損なわない範囲で第5の構成単位(a5)および第6の構成単位(a6)以外の他の構成単位を含んでいてもよいが、第5の構成単位(a5)と第6の構成単位(a6)とからなることが好ましい。
なお、本発明において、第2の樹脂成分(A2)に前記第1の樹脂成分(A1)は含まれないものとする。
また、第2の樹脂成分(A2)の分散度(Mw/Mn比)は、分散度が小さい単分散であると、解像性に優れ好ましい。具体的には1〜3であり、好ましくは1〜2である。
また(A)成分には、上記第1の樹脂成分(A1)と第2の樹脂成分(A2)の他に、ポリヒドロキシスチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂等の、ポジ型レジスト組成物に用い得る他の樹脂を適宜配合することもできるが、本発明の効果のためには、ポジ型レジスト組成物に含まれる(A)成分中、第1の樹脂成分(A1)と第2の樹脂成分(A2)の合計が80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上がより好ましく、最も好ましくは100質量%である。
(B)成分は、従来の化学増幅型レジスト組成物において使用されている公知の酸発生剤から特に限定せずに用いることができる。
このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、以下に示す構造をもつ1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(A=3の場合)、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン(A=4の場合)、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(A=6の場合)、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(A=10の場合)、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン(B=2の場合)、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン(B=3の場合)、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン(B=6の場合)、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン(B=10の場合)などを挙げることができる。
本発明において、(B)成分としては、ジアゾメタン系酸発生剤及び/又はオニウム塩系酸発生剤とを含むことが好ましい。特には、少なくとも1種のジアゾメタン系酸発生剤と、少なくとも1種のオニウム塩系酸発生剤とを組み合わせて用いることが、良好な解像性および矩形性を得るうえで好ましい。
(B)成分中にジアゾメタン系酸発生剤が40〜95質量%含まれることが好ましく、より好ましくは40〜80質量%、さらに好ましくは40〜70質量%である。最も好ましくは45〜65質量%である。一方、(B)成分中にオニウム塩系酸発生剤が5〜60質量%含まれることが好ましく、より好ましくは10〜60質量%、さらに好ましくは20〜60質量%である。最も好ましくは30〜60質量%である。
(B)成分中、ジアゾメタン系酸発生剤およびオニウム塩系酸発生剤の合計量が80質量%以上であることが好ましく、100質量%であってもよい。
かかる(C)成分としては、例えば、質量平均分子量が200〜1000であって、置
換または未置換のベンゼン核を1〜6個を有するフェノール誘導体が好ましい。具体例と
しては、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。
のから任意に選択できる。具体的には、tert−ブチルオキシカルボニル基、tert
−アミルオキシカルボニル基のような第3級アルキルオキシカルボニル基;tert−ブ
チルオキシカルボニルメチル基、tert−ブチルオキシカルボニルエチル基のような第
3級アルキルオキシカルボニルアルキル基;tert−ブチル基、tert−アミル基な
どの第3級アルキル基;テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基などの環状エ
ーテル基;エトキシエチル基、メトキシプロピル基などのアルコキシアルキル基が好まし
いものとして挙げられる。
中でも、tert−ブチルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニルメ
チル基、tert−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、1−メチル
シクロヘキシル基および1−エチルシクロヘキシル基が好ましい。
但し、少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基R’は第3級アルキルオキシカルボニルア
ルキル基のようなカルボン酸発生基を用いること必要である。
(C)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.1〜50質量部の範囲で用いられ、好ましくは1〜20質量部である。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いればよいが、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第三級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNH3の水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)が挙げられる。その具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミン等が挙げられる。これらの中でも、アルキルアルコールアミン及びトリアルキルアミンが好ましく、アルキルアルコールアミンが最も好ましい。アルキルアルコールアミンの中でもトリエタノールアミンやトリイソプロパノールアミンが最も好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
また、前記(D)成分との配合による感度劣化を防ぎ、またレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E)(以下、(E)成分という)を含有させることができる。なお、(D)成分と(E)成分は併用することもできるし、いずれか1種を用いることもできる。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ‐n‐ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸‐ジ‐n‐ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸及びそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを適宜、添加含有させることができる。
本発明のポジ型レジスト組成物は、上述した(A)成分、(B)成分、および必要に応じて(C)成分、後述する任意の各成分を、有機溶剤に溶解させて製造することができる。
(A)成分は、予め、前記(A1)成分と、(A2)成分と、必要であればその他の樹脂成分とを混合して調製しておくことが好ましい。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類や、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール、またはジプロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類およびその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
また、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)と極性溶剤とを混合した混合溶媒は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比が好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2であると好ましい。
また、有機溶剤として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
有機溶剤の使用量は特に限定しないが、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度2〜20質量%、好ましくは5〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
レジストパターンを形成する方法は例えば以下の様にして行うことができる。
まずシリコンウェーハ等の基板上に、上記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベークを40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施してレジスト膜を形成する。次いで、レジスト膜に例えばKrF露光装置などにより、KrFエキシマレーザー光を所望のマスクパターンを介して選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いでこれをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて現像処理する。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けることもできる。
また、理由は定かではないが、ラインエッジラフネス[(LER)ライン側壁の不均一な凹凸]特性にも優れている。
(A1)−1:下記化学式で表される構成単位からなる樹脂。
PAG2:ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン
PAG3:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン
(D)−1:トリエタノールアミン
(D)−2:トリイソプロパノールアミン
S1:PGMEA/EL=6/4の混合溶剤
上記で得られたポジ型レジスト組成物を、基板上にスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で100℃、60秒間プレベークして、乾燥させることにより、膜厚270nmのレジスト層を形成した。
ついで、KrFスキャナーNSR−S203B(Nikon社製、NA(開口数)=0.68,2/3輪帯照明)により、KrFエキシマレーザー(248nm)を、ハーフトーンマスクを介して選択的に照射した。
そして、110℃、60秒間の条件でPEB処理し、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間現像し、その後15秒間、純水を用いて水リンスした。振り切り乾燥を行った後、100℃で60秒間加熱して乾燥させて、1:1の130nmのラインアンドスペース(L/S)パターンを形成した。
下記特性について評価した。その結果を表2にまとめた。
<LER>
上記で得られた130nmL/Sパターンについて、ラインパターン側壁表面が不均一になるラインエッジラフネス(LER)の評価として、LERを示す尺度である3σを求めた。3σは、側長SEM(日立製作所社製,商品名「S−9220」)により、試料のレジストパターンの幅を32箇所測定し、その結果から算出した標準偏差(σ)の3倍値(3σ)である。この3σは、その値が小さいほどラフネスが小さく、均一幅のレジストパターンが得られたことを意味する。
<解像性評価:セパレートマージン(Separate Margin)>
選択的露光において、Eopよりも小さい露光量からスタートして徐々に露光時間を長く(露光量を大きく)していき、それぞれの露光量について、パターンを形成した。そして、どの露光量の時点でパターンが分かれるかをSEMで観察し、下記に示される式で求められる「セパレートマージン」を表2に示した。値が大きいほど、分離解像性が良好であることを示す。
「セパレートマージン」(%)=100−(Es/Eop×100)
Es:パターンが分離したときの感度(mJ/cm2)(エネルギー量)
Eop:1:1の130nmL/Sパターンを形成する際の感度(mJ/cm2)
<形状>上記で得られた130nmL/Sパターンについて、走査型電子顕微鏡により断面形状を観察した。その結果、矩形性が良好であるものを○とし、矩形性が不充分であるものを×とした。
Claims (6)
- 酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含むポジ型レジスト組成物であって、
前記樹脂成分(A)が、ヒドロキシスチレンから誘導される第1の構成単位(a1)と、アルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される第2の構成単位(a2)と、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第3の構成単位(a3)および/またはアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位のアルコール性水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第4の構成単位(a4)とを有する第1の樹脂成分(A1)と、
ヒドロキシスチレンから誘導される第5の構成単位(a5)と、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護された第6の構成単位(a6)とを有する第2の樹脂成分(A2)を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物。 - 前記第1の樹脂成分(A1)と第2の樹脂成分(A2)との質量比が(A1):(A2)=9:1〜1:9である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。
- 前記酸発生剤成分(B)が、ジアゾメタン系酸発生剤及び/又はオニウム塩系酸発生剤とを含む請求項1または2に記載のポジ型レジスト組成物。
- さらに、含窒素有機化合物(D)を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
- さらに、溶解抑制剤(C)を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、前記レジスト膜を現像しレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。
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