JP2015135491A - フォトレジストパターントリミング組成物および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
フォトレジストパターントリミング組成物はマトリックスポリマー、フッ素を含まない芳香族酸、および溶媒を含み、かつ任意の追加の成分を含んでいてよい。化学増幅フォトレジスト組成物から形成されるフォトレジストパターンを覆うように塗布される場合に、このフォトレジストトリミング組成物は、制御可能に低減されたレジストパターン寸法で非常に微細なリソグラフィパターンを提供することができ、かつ孤立したラインおよびポストのような孤立したパターンの形成のための向上したプロセスウィンドウ、および良好な粗密バイアスを提供できる。
この反応は結果的にこの表面の極性変化をもたらし、この表面を有機溶媒に可溶性にする。この成分は、例えば、パターンが酸不安定基を含むフォトレジストの露光部分から構成されるネガティブトーン現像(NTD)によって、フォトレジストパターンが形成される場合に有用でありうる。この成分は、使用される場合には、典型的には、トリミング組成物の全固形分を基準にして、0.1〜10重量%の量で存在する。
ここで、本発明に従ったフォトレジストパターントリミング技術を使用したフォトリソグラフィパターンを形成するための典型的なプロセスフローを説明する図1A〜Hを参照して本発明に従う方法が説明される。説明されるプロセスフローはポジティブトーン現像プロセスのものであるが、本発明は、ネガティブトーン現像(NTD)プロセスにも適用可能である。また、説明されるプロセスフローは、トリミングされたフォトレジストパターンを下にある基体に転写するために単一のレジストマスクが使用されるパターン形成プロセスを記載するが、このトリミング方法は他のリソグラフィプロセスに、例えば、リソ−リソ−エッチ(LLE)、リソ−エッチ−リソ−エッチ(LELE)または自己組織化ダブルパターニング(SADP)のようなダブルパターニングプロセスに、イオン注入マスクとして、またはフォトレジストパターンのトリミングが有利であろう何らかの他のリソグラフィプロセスに使用されうることは明らかであろう。
以下の実施例においては、マトリックスポリマー、表面活性ポリマー、および添加剤ポリマー合成のために以下のモノマーが使用された。モノマー比率はポリマーを基準にした重量パーセンテージ(重量%)である。
実施例1
1.67gのポリマーP1、0.077gのp−トルエンスルホン酸(pTSA)、15.65gのイソアミルエーテル(IAE)および62.61gの2−メチル−1−ブチノール(4M2P)が、全ての成分が溶解するまで混合され、そしてこの混合物が0.05ミクロンUPEフィルターで濾過されて、フォトレジストトリミング組成物(PTC1)を得た。
実施例2〜4(PTC2〜4)は、表2に示された成分および量を使用した以外は、実施例1について上述したのと同じ方法で配合された。
TEL ACT−8(東京エレクトロン株式会社)コーティングトラック上で、200mmのシリコンウェハが、AR(商標)40反射防止剤(ダウエレクトロニックマテリアルズ)でスピンコートされて、第1の反射防止塗膜(BARC)を形成した。このウェハは215℃で60秒間ベークされて、800ÅのBARC膜厚さを生じさせた。このBARCコートされたウェハ上に、EPIC(商標)2096ポジティブフォトレジスト(ダウエレクトロニックマテリアルズ)が塗布され、そして120℃で60秒間ソフトベークされて、900Åのレジスト層厚さを生じさせた。このウェハはASML/1100、0.75NAステッパを用いて、193nmで、120nm1:1および1:8ライン/スペースパターンのPSMフィーチャサイズを有するフォトマスクを通して、ダイポール−35Yの下で、0.89/0.64のアウター/インナーシグマで操作して露光された。この露光されたウェハは95℃で60秒間露光後ベークされて、TMAH現像剤(2.38%)で現像されて、レジストパターンを形成した。1:1および1:8パターンについてのCDは日立9380CD−SEMを用いて、800ボルト(V)の加速電圧で、8.0ピコアンペア(pA)のプローブ電流で操作して、200K倍の倍率を用いて、トップダウン走査型電子顕微鏡観察(SEM)によって撮影された画像を処理することによって決定された。CD測定の結果が表3に示される。
実施例5〜8
これらフォトレジストパターン形成ウェハは、このパターン形成されたウェハ上でのスピンコーティングによって、実施例1〜4のフォトレジストパターントリミング組成物のそれぞれの60nm膜で覆われ、70℃で60秒間ホットプレート上でベークされ、そしてTMAH(2.38重量%)で12秒間TEL LDノズルを用いてすすがれた。元の像についてしたのと同じ手順を用いて、1:1および1:8パターンについてのCDが再び決定された。粗密(Iso/Dense)バイアスは、以下の式によって、トリミング前とトリミング後のCD測定値に基づいて計算された:
102 パターン形成される1以上の層
103 ハードマスク層
104 反射防止塗膜
106 フォトレジスト層
106’ レジストパターン
106’’トリミングされたパターン
108 活性化放射線
110 フォトマスク
112 パターントリミング層
114 レジストパターン表面領域
Claims (10)
- 前記マトリックスポリマーがフルオロアルコール基を含むさらなる単位を含む、請求項1に記載のフォトレジストパターントリミング組成物。
- 前記マトリックスポリマーがスルホン酸基を含むさらなる単位を含む、請求項2に記載のフォトレジストパターントリミング組成物。
- 前記マトリックスポリマーがスルホン酸基を含むさらなる単位を含む、請求項1に記載のフォトレジストパターントリミング組成物。
- 前記芳香族酸が一般式(I):
- (a)半導体基体を提供し、
(b)前記基体上にフォトレジストパターンを形成し、ここで前記フォトレジストパターンは、酸不安定基を含むマトリックスポリマー、光酸発生剤および溶媒を含む化学増幅フォトレジスト組成物から形成されており、
(c)前記フォトレジストパターンを覆うように前記基体上に、請求項1〜5のいずれかのフォトレジストトリミング組成物を塗布し、
(d)前記塗布処理された基体を加熱し、それにより、前記フォトレジストパターンの表面領域におけるフォトレジストマトリックスポリマーの極性の変化を引き起こし、並びに
(e)前記フォトレジストパターンをすすぎ剤と接触させて、前記フォトレジストパターンの表面領域を除去し、それによりトリミングされたフォトレジストパターンを形成する
ことを含む、フォトレジストパターンをトリミングする方法。 - 前記トリミング組成物の溶媒が有機溶媒を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記トリミング組成物が水溶液である、請求項6に記載の方法。
- 前記すすぎ剤が水またはアルカリ水溶液を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記すすぎ剤が有機溶媒または溶媒混合物を含む、請求項6に記載の方法。
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