JP2008513821A - 新規なレジスト材および基板へのパターン化レジスト層の形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)1〜3nmの直径をもつ置換トリフェニレン化合物、ステップ(ii)の化学線に対する露光層の感度を増大する増感剤、および架橋剤からなるコーティング層を基板表面に形成するステップと、
(ii)コーティング層をパターン式に照射するステップと、
(iii)コーティング層の未照射領域を除去するステップと、
を含むパターン化レジスト層の形成方法が提供される。
増感剤はトリアリルスルホニウムヘキサフロロアンチモン酸塩(たとえば、Dow UVI−6976)もしくは3,6−ビス(2−メチル−モルホリノプロピオニル)−9−オクチルカルバゾール(Sigma Aldrich)もしくは光酸発生剤(PAG)のような光開始剤であってもよい。
適当なトリフェニレン誘導体の例は式(I)で表される。
好ましくはR2,R6およびR10のうちの少なくとも2つ(より好ましくはすべて)は同一であり、より好ましくはC1−8のアルキロキシ(たとえば、ペンチロキシ)である。
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して単に例を挙げて説明される。
材料C5/C0は欧州特許出願公開01159649号明細書に示されるように6500μC/cm2のエレクトロンへの感度を有する。C5/C0[CA]の溶液がC5/C0 1mg:PAG03−01 0.5mg:CL03−01 1.9mgの比率で作製された。この混合物がクロロホルムに溶解され、スピンコートされて平滑層を形成した。層が20keVエレクトロンで照射され、それからMCB中での現像前に、100℃、60秒間の露光後ベークが行われた。図1はC5/C0[CA]の応答のグラフを示す。図1から、C5/C0[CA]レジストの電子線照射に対する測定感度は純粋なC5/C0よりも実質的な増加を表す5μC/cm2であることが見られるであろう。
この材料の非化学増幅が、エポキシドの強度(strength)6mg/mlのクロロホルム溶液から得られた層を用いて、先の例に記載されたような、正常な方法で層を作製し露光することにより、測定された。溶液の100μlが、4cm2正方形断片の水素末端シリコンサンプル上に滴下され、スピード600RPMで60秒間および3000RPMで10秒間スピンされ、60nm厚の層が得られた。応答は図2に示されている。グラフから20keVエレクトロンに対する材料の感度とMCBでの現像は約600μC/cm2であることが見られる。それから化学増幅層が、C5/エポキシ1mg当たり0.5mgのPAG03−01と、クロロホルムにおける溶液強度6mg/mlとを用いて作製された。溶液の100μlが、4cm2正方形断片の水素末端シリコンサンプル上に滴下され、スピード600RPMで60秒間および3000RPMで10秒間スピンされ、85nm厚の層が得られた。層はFEI XL30 SFEG走査電子顕微鏡を用いて照射され、MCB中での現像前に、100℃、90秒間の露光後ベークが行われた。材料の応答は図3に示されている。この場合には、150μC/cm2に対する感度において比較的小さい増加がある。トリフェニレンの光開始剤に対する比が2:1(しかしさもなければ上記と同じ濃度で上記のように作製する)で光酸発生剤を光開始剤トリアリルスルホニウム ヘキサフロロアンチモン酸塩(Dow UVI−6976)に置き換えることは15μC/cm2の感度をもつ層の作製を可能にする。
C5/エポキシおよびC5/C0の非化学増幅感度が、水素末端シリコン上のクロロホルムから得られた層を用いて、先の例に記載されたような、正常な方法で層を作製し露光することにより、測定された。この例として、二つのトリフェニレンが混合され化学増幅された。化学増幅は光開始剤トリアリルスルホニウム ヘキサフロロアンチモン酸塩を用いてなされた。組成は重量で14 C5/エポキシ:4 C5/C0:9 光開始剤であった。応答は図4に示される。グラフからC5/エポキシの20keVエレクトロンに対する感度とMCBでの現像は約600μC/cm2であり、C5/C0は約5500μC/cm2であることが見られる。化学増幅された、C5/C0のないC5/エポキシ層は17.5μC/cm2の感度をもつが、混合物の感度は7.5μC/cm2であった。これは作られる微細パターン化の性質を改良する。このようにして、化学増幅されたC5/エポキシ層は95nmの最低形状を作ることができるが、混合物は40nmの最低形状を作ることができる(結果は示されていない)。
その後の工程で残存レジストパターンを除去できることは重要である。酸素プラズマ灰化が露光されたトリフェニレンに基づく層を除去するのに十分以上であることがわかった。Technics PP100E低温アッシャが層を除くのに用いられた。レジストパターンを担持するシリコンサンプルがプラズマアッシャに取り付けられ、チャンバ内が約0.1トールの圧力にまで下げられた。それから少量の酸素がニードルバルブを流れてチャンバに入るのを許容され、チャンバ圧が0.6トールに固定されるように調整された。それから340WのRFパワーが酸素中でプラズマをぶつけるのに使われた。サンプルがしばらくの間酸素プラズマに暴露されて、露光されたレジストが残らず容易に除去された。灰化処理の持続時間はレジスト層の厚さに依存したが、一般的には5分〜10分の灰化時間で完全なクリーンサンプルになった。
レジストC5/C0[CA]の層が実施例3で述べたように正確に作製され、パターン化され、現像された。それから、電子サイクロトロン共鳴(ECR)が付属したOxford Instruments Plasmalab80+を用いてエッチングされた。プラズマエッチングはエッチング条件に非常に敏感であるので、対照サンプルのSAL601レジスト(Shipley,US)が作製され、エッチング速度がそれぞれの場合で同じであることを確保するためにC5/C0[CA]レジストと平行してエッチングされた。次のエッチング条件が実験に使われた。RFパワー=7ワット、DC自己バイアス=108ボルト、マイクロ波電力=250ワット、エッチングガス=SF6、エッチングガス流速=5sccm、チャンバ圧=0.001トール、エッチング時間=20分。
Claims (22)
- パターン式化学線照射による基板表面へのパターン化レジスト層の形成方法であって、
(i)1〜3nmの直径をもつ置換トリフェニレン化合物、ステップ(ii)の化学線照射に対する露光層の感度を増大する増感剤、および架橋剤を含むコーティング層を基板表面へ形成するステップと、
(ii)コーティング層をパターン式に照射するステップと、
(iii)コーティング層の未照射領域を除去するステップと、
を含むことを特徴とするパターン化レジスト層の形成方法。 - 前記トリフェニレンの増感剤に対する質量比が1:0.1〜1:0.5であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記増感剤が、トリアリルスルホニウムヘキサフロロアンチモン酸塩もしくは3,6−ビス(2−メチル−モルホリノプロピオニル)−9−オクチルカルバゾールもしくは光酸発生剤(PAG)の光開始剤であることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 前記PAGが、1,1−ビス[p−クロロフェニル]−2,2,2−トリクロロエタン(DDT)、1,1−ビス[p-メトキシフェニル]−2,2,2-トリクロロエタン、1,2,5,6,9,10−ヘキサブロモシクロドデカン、1,10-ジブロモデカン、1,1−ビス[p−クロロフェニル]2,2-ジクロロエタン、4,4’−ジクロロ−2−(トリクロロメチル)ベンズヒドロール、1,1−ビス(クロロフェニル)2,2,2−トリクロロエタノール、ヘキサクロロジメチルスルホン、2−クロロ−6−(トリクロロメチル)ピリジン、O,O−ジエチル−O−(3,5,6−トリクロロ−2-ピリジル)ホスホロチオエート、1,2,3,4,5,6−ヘキサクロロシクロヘキサン、N(1,1−ビス[p−クロロフェニル]−2,2,2-トリクロロエチルアセトアミド、トリス[2,3−ジブロモプロピルイソシアヌレート、および2,2−ビス[p−クロロフェニル]−1,1-ジクロロエチレン、から選ばれることを特徴とする請求項3記載の方法。
- 前記架橋剤が、尿素−ホルムアルデヒド、メラミン−ホルムアルデヒド、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド、グリコルリル−ホルムアルデヒド樹脂およびこれらの組合せ、メラミン、ベンゾグアナミン樹脂、グリコリル樹脂および尿素に基づく樹脂、から選ばれることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記架橋剤が、ヘキサアルコキシメチルメラミンであることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記トリフェニレンの架橋剤に対する質量比が、1:0.1〜1:3であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記架橋剤が前記トリフェニレンに付いた部分であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記架橋剤部分がエポキシ、ヒドロキシスチレン、またはペンダントアルコールであることを特徴とする請求項8記載の方法。
- 前記ステップ(i)が、レジスト化合物を溶液中で適用し、次に溶媒の除去により達成されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記溶媒がクロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、または3−エトキシプロピオン酸エチルであることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記ステップ(iii)が、選択的に、コーティング層の未照射領域を第2の溶媒中で溶解すること、またはブラッシング除去により達成されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップ(iii)で用いられる溶媒がクロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソールまたは3−エトキシプロピオン酸エチルであることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記ステップ(i)および(iii)で用いられる溶媒がアニソールおよび3−エトキシプロピオン酸エチルであることを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記R1,R4,R5,R8,R9およびR12がすべてHであることを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記R2,R6およびR10のうちの少なくとも2つがC1−8のアルキロキシであることを特徴とする請求項15または16記載の方法。
- 前記R3,R7およびR11のうちの少なくとも2つがヒドロキシルであることを特徴とする請求項15〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記R2,R6およびR10がペンチロキシであり、R3,R7およびR11がヒドロキシルであることを特徴とする請求項18記載の方法。
- レジスト材であって、
(i)基本的レジスト材として1〜3nmの直径をもつトリフェニレン誘導体と、
(ii)化学線に対するレジスト材の感度を増大する増感剤と、
(iii)該トリフェニレン誘導体の分子を架橋する架橋剤であって、該架橋剤が該トリフェニレン誘導体に付いた部分により任意に構成されている、架橋剤との溶液を含むことを特徴とするレジスト材。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載のプロセスに従って処理された基板。
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