JP2007241271A - 分子性ガラスのフォトレジスト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体リソグラフィーにおけるフォトレジストとして使用のために設計された新規の構造を有する、いくつかの低分子分子性ガラスを使用する。該フォトレジストは、常温より有意に高いガラス転移温度並びに、結晶化しにくい傾向を示す、低分子量の有機材料である。該分子性ガラスのフォトレジストは、4つのフェニル基又は4つのビフェニル基を有する、四面体シラン分子核を有する。各フェニル基、又はビフェニル基の各外側のフェニル基は、3位又は4位に、メトキシ基又はヒドロキシ基を有する。該ビフェニルの実施態様に関して、該結合は、メタ-メタ、メタ-パラ、パラ-パラ、又はパラ-メタであり得る。
【選択図】なし
Description
(技術分野)
半導体リソグラフィー方法における使用のために、分子性ガラスのフォトレジストを開示する。該開示された分子性ガラスのフォトレジストは、シリコン核原子をシリコン核原子のsp3軌道とともに含む、四面体構造を含む。該開示されたガラスレジストの四面体構造は、結晶化を防ぐために、ダイアモンド様3D構造、常温より十分に高いガラス転移温度(Tg)、及びTg抑制脂肪族鎖を取り込む必要のない優れたガラス形成特性を提供する。
より迅速な動作のための必要条件を満たすために、集積回路デバイスはますます小さくなり続けている。より小さい特性を有する集積回路デバイスの製造は、半導体製造において従来用いられた製造工程の多くにおいて新たな課題をもたらす。特に影響を受ける一製造工程は、フォトリソグラフィーである。
従って、差し迫ったEUVリソグラフィーの普及のために、EUV使用に特有の制限に応じる新規のフォトレジストが必要である。さらに、EUV放射とより長い波長の放射源とも用いることができる、新規のフォトレジストの必要性がある。
半導体リソグラフィー工程におけるフォトレジストとしての使用のために設計された新規の構造を有する、いくつかの低分子分子性ガラスを開示する。該開示された非晶質分子性ガラスフォトレジストは、常温より有意に高いガラス転移温度並びに、結晶化しにくい傾向を示す、低分子量の有機材料である。
改良品において、C、H、及びSiなどの低吸収原子の組み込みにより、13.4 nmのEUV波長などのより短い波長における該開示されたガラスの透明度を高めることができる。
該開示されたガラスフォトレジストは、EUVリソグラフィーに特に適しているが、より長い波長の方法とも用いることができる。
該開示された分子性ガラスのフォトレジストは、ポリマーの好ましい面の多くとともに、低分子の有利な面を兼ね備える。該開示された分子性ガラスのフォトレジストは、不明瞭な末端基配置のない明確な構造を有する。該開示された分子性ガラスのフォトレジストは、標準的なクロマトグラフィー技術を用いて精製できる。
ブロモアニソール(<98%)、オルトケイ酸テトラエチル(98%)、ジブロモベンゼン(98%)、ブチルリチウム溶液(ヘキサン中2.5 M)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(99%)、三臭化ホウ素溶液(ジクロロメタン中1.0 M)は、Aldrich社から購入し、受領されたまま使用した。メトキシフェニルボロン酸(97%)は、TCI America社から入手し、受領されたまま使用した。無水テトラヒドロフラン(THF)は、Aldrich社から入手した;他の全ての溶媒は、他に明記しない限り、Fisher社から入手した。
NMRスペクトルを、Mercury 300 Hz分光計を用いて記録した。FTIRを、Mattson Instruments Galaxy 2020 FTIR上で得た。熱重量分析(TGA)を、窒素下でTA Q500を用いて行い、DSCデータはTA Q1000で集め、どちらも10℃ min-1の加熱速度を使用した。第二の加熱/冷却サイクルを、Tg値の計算用に用いた。粉末X線回折出力を、Sintagシータ-シータ回折計を用いて記録した。対比曲線を、Tencor P10 プロファイルメータを用いて測定されたフィルムの厚さで、405 nmの波長下、HTG接触式アライナ上で集めた。E線リソグラフィーを、Leica VB6、100kV高解像リソグラフィー系を用いて行った。SEM画像を、Zeiss Supra 55VP SEMで得た。
該開示された分子性ガラスを、市販の架橋剤を添加して、ネガティブ調フォトレジストとして用いた。好ましい架橋剤には、テトラメトキシメチルグリコールウリル、メチルプロピルテトラメトキシメチルグリコールウリル、及びメチルフェニルテトラメトキシメチルグリコールウリルなどがあり、全てはCytec Technology社(http://www.cytec.com/)によりPowderlinkの商標で販売されている。また、これらの架橋剤の2つ以上の組合せを用いることができる。
本発明の先の記載は、その例証にすぎず、添付けの請求項に記載の本発明の範囲の精神から離れることなく、変更、及び改良を行うことができることを理解されたい。構造の改良、及び方法の条件の、さらなる可能性は、当業者に明らかである。
Claims (17)
- フェニル基を含む四面体シラン分子を含み、各フェニル基が、3位又は4位に置換基を含む、リソグラフィー工程用のフォトレジスト。
- 前記置換基が、ヒドロキシ又はメトキシである、請求項1記載のフォトレジスト。
- 前記4つのフェニル基が4つのビフェニル基を含む、請求項1記載のフォトレジスト。
- 前記置換基が該ビフェニル基の外側のフェニル基に結合している、請求項3記載のフォトレジスト。
- 前記置換基が、ヒドロキシ又はメトキシである、請求項4記載のフォトレジスト。
- 前記ビフェニル基が、3-ビフェニル基又は4-ビフェニル基である、請求項3記載のフォトレジスト。
- 前記置換基が、ヒドロキシ又はメトキシである、請求項6記載のフォトレジスト。
- 前記フォトレジストが、常温より高いガラス転移温度(Tg)を有する非晶質分子性ガラスである、請求項1記載のフォトレジスト。
- 前記フォトレジストが:
テトラキス(3-メトキシフェニル)シラン;
テトラキス(4-メトキシフェニル)シラン;
テトラキス(3-ヒドロキシフェニル)シラン;
テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)シラン;
テトラキス(3-ヒドロキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(4-ヒドロキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(3-ヒドロキシ-4-ビフェニル)シラン;
テトラキス(4-ヒドロキシ-4-ビフェニル)シラン;
テトラキス(3-メトキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(4-メトキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(3-メトキシ-4-ビフェニル)シラン;
テトラキス(4-メトキシ-4-ビフェニル)シラン;及び
それらの組合せからなる群から選択された分子性ガラスを含む、請求項1記載のフォトレジスト。 - テトラメトキシメチルグリコールウリル、メチルプロピルテトラメトキシメチルグリコールウリル、メチルフェニルテトラメトキシメチルグリコールウリル、及びそれらの組合せからなる群から選択された架橋剤をさらに含む、請求項1記載のフォトレジスト。
- テトラメトキシメチルグリコールウリル、メチルプロピルテトラメトキシメチルグリコールウリル、メチルフェニルテトラメトキシメチルグリコールウリル、及びそれらの組合せからなる群から選択された架橋剤をさらに含む、請求項10記載のフォトレジスト。
- フォトレジストパターンの形成方法であって、
請求項1のフォトレジスト組成物を半導体基板にコーティングし、フォトレジストフィルムを形成すること;
露光デバイスを用いて前記フォトレジストフィルムを露光すること;及び
(c) 前記フォトレジストフィルムを現像することを含む、前記方法。 - 前記露光デバイスがEUV光源である、請求項12記載の方法。
- 前記EUV光源のエネルギーが約1〜約1.2 mJ/cm2の範囲である、請求項13記載の方法。
- 請求項12の方法により製造された半導体素子。
- テトラキス(3-メトキシフェニル)シラン;
テトラキス(4-メトキシフェニル)シラン;
テトラキス(3-ヒドロキシフェニル)シラン;
テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)シラン;
テトラキス(3-ヒドロキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(4-ヒドロキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(3-ヒドロキシ-4-ビフェニル)シラン;
テトラキス(4-ヒドロキシ-4-ビフェニル)シラン;
テトラキス(3-メトキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(4-メトキシ-3-ビフェニル)シラン;
テトラキス(3-メトキシ-4-ビフェニル)シラン;及び
テトラキス(4-メトキシ-4-ビフェニル)シランからなる群から選択された分子性ガラスを含む、フォトレジスト組成物。 - テトラメトキシメチルグリコールウリル、メチルプロピルテトラメトキシメチルグリコールウリル、メチルフェニルテトラメトキシメチルグリコールウリル、及びそれらの組合せからなる群から選択された架橋剤をさらに含む、請求項15記載のフォトレジスト。
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