JP3239329B2 - マイクロリソグラフィ構造 - Google Patents

マイクロリソグラフィ構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、集積回路
素子を製造する際に放射線感受性フォトレジスト組成物
を使用するマイクロリソグラフィ・プロセスに関し、さ
らに詳細には、化学増感深紫外フォトレジスト組成物か
ら形成される構造の側壁形状を制御するための加工補助
手段である組成物を使用する方法、およびそれによって
形成される構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造では、フォトレジストを
露光し、その後現像してレリーフ像を形成することが重
要な工程段階である。サブミクロン寸法を有する高密度
回路の製造では、レリーフ像のそのような形成を厳密な
加工公差内で行う必要がある。例えば、呼び線幅からの
偏差が小さく、通常１０％以下となるように、結像され
現像されたフォトレジストの線幅を制御することが重要
である。さらに、比較的垂直かつまっすぐな側壁が得ら
れるように、結像され現像されたフォトレジストの側壁
形状を制御することが重要である。
【０００３】レジストの側壁形状は、リソグラフィで許
容されるフォトレジスト構造では非常に重要な属性であ
る。側壁角の侵食、またはフットやアンダーカットが存
在すると、通常その後のエッチング工程時にそれが基板
に移る。フットやアンダーカットは、全体の臨界寸法の
ごく一部に過ぎない場合には許容できる場合もあるが、
一般的に、そのような望ましくない特性を示すレジスト
構造は使用できないと考えられる。臨界寸法が例えば約
０．４０μｍ未満と小さくなると、その割合が大きくな
り、その影響が許容できなくなる。側壁のアンダーカッ
トは線幅に比例して大きくなるので、最も極端な場合、
アンダーカットによりフォトレジスト構造が破損するこ
とがある。
【０００４】多数の要因が側壁形状に影響を及ぼす。例
えば、干渉パターンや定在波は、反射光によって生じ
る。他の歪みは、フォトレジスト膜や下地の表面構造が
平坦に被覆されていないために生じる。またその他の歪
みは、フォトレジスト膜と下地の材料の間の有害反応で
ある接触反応の結果生じる。
【０００５】サブミクロン・リソグラフィでは、酸増感
レジスト組成物の使用が、感光速度が速いため、好まれ
ている。酸増感レジスト組成物の使用は当技術分野では
周知である。そのようなレジスト組成物は、速い感光速
度の要求される深紫外（約１８０〜３００ｎｍ）露光手
段と併用すると特に有効である。以下の参考文献は、当
該技術の現状を示すものである。
【０００６】Ｉｔｏ他の米国特許第４４９１６２８号
は、感光性酸前駆体および酸に反応しやすい懸垂基を有
する高分子成分を含み、酸に反応しやすい基がｔ−ブチ
ロキシカルボニルオキシ基である、化学増感フォトレジ
スト組成物を開示している。
【０００７】Ｂｒｕｎｓｖｏｌｄ他の公開特許出願ＷＯ
９４／１０６０８号は、非金属感光性酸前駆体、特にＮ
−ヒドロキシイミドのスルホン酸エステルを含む化学増
感フォトレジスト組成物を開示している。
【０００８】Ｃｏｎｌｅｙ他、Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ
Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇ ＸＩ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ．，１９
２５，１２０（１９９４）に掲載された論文は、ポリヒ
ドロキシスチレン、テトラメトキシメチルグリコウリ
ル、およびＮ−ヒドロキシスルホン酸塩感光性酸前駆体
を含むネガ型化学増感フォトレジスト組成物を開示して
いる。
【０００９】化学増感フォトレジスト組成物はサブミク
ロン・リソグラフィに有利であるが、多くの化学増感フ
ォトレジストは、いくつかの化学種、特にアミンの存在
によって悪影響を受ける。Ｈｉｎｓｂｅｒｇ他は、Ｎ−
メチルピロリドンによる有害反応の特定の例について論
じている。Ｈｉｎｓｂｅｒｇ他、Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎ
Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｉｎｇＸＩ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ．，１９２
５，４３（１９９４）、およびそれに記載の参考文献を
参照のこと。例えば、レジスト組成物に大きく異なる可
溶性をもたらすために、酸に反応しやすい基の酸触媒に
よる開裂が必要な場合、光生成した酸とアミンなど特定
の化学種との間の競争反応が、開裂反応を遅くしたり、
あるいは酸に反応しやすい基が充分に開裂する前に中断
させることになる。そのような場合、満足なレリーフ像
は得られない。開裂反応の完了度は、露光後ベーク段階
の開始時にレジスト内に存在する残りの消費されなかっ
た酸に大きく左右される。そのような有害反応の結果
は、予測できないことが多い。
【００１０】化学増感フォトレジストと反応する化学種
が下地の材料から発出する場合、有害反応は、接触反応
と考えられることが多く、側壁にフット、あるいはアン
ダーカット形状が形成されることを特徴とする。酸触媒
ポジ型レジストの場合、アンダーカット形状は、レジス
トまたはそれより頻繁であるが下地の材料のどちらかか
ら生じるアンダーカット領域内に過剰な酸性化学種が生
成されたことに起因する可能性がある。酸触媒ネガ型レ
ジストの場合、得られる形状は、同様にレジストまたは
それより頻繁であるが下地の材料のどちらかから生じる
フットを含む。
【００１１】反射防止下層組成物は、周知のマイクロリ
ソグラフィ加工補助手段である。そのような組成物から
形成される膜は、定在波およびその他の光収差を制御す
るために、フォトレジスト膜を塗布する前に、マイクロ
リソグラフィ基板に塗布されることが多い。しかしなが
ら、多くの反射防止下層組成物は、化学増感フォトレジ
スト組成物との有害な接触反応を生ずる。
【００１２】多くの化学増感フォトレジスト組成物が好
ましくない接触反応を受けやすい性質をもつ結果、その
ような有害な接触反応を補償するために、下地の材料を
改変することが有用である。したがって、改良した下層
組成物、およびそれを使用するための対応するリソグラ
フィ・プロセスが、化学増感フォトレジスト組成物を使
用するために必要である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、化
学増感フォトレジスト組成物と併用する改善された下層
組成物を使用する方法を提供することである。
【００１４】本発明の他の目的は、酸触媒化学増感フォ
トレジスト組成物と併用する下層組成物を使用する方法
を提供することである。
【００１５】本発明の他の目的は、フォトレジスト構造
側壁のフットを削減または除去する下層組成物を使用す
る方法を提供することである。
【００１６】本発明の他の目的は、フォトレジスト構造
側壁のアンダーカットを削減または除去する下層組成物
を使用する方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、化学増
感深紫外フォトレジスト組成物のために改善された下層
を使用するマイクロリソグラフィ方法、およびそれによ
って製造される構造が開示される。この下層組成物は、
高分子結合剤と、マイクロリソグラフィ処理中に熱分解
されてアミンを形成するアジドなどの塩基性化学種の前
駆体とを混合して含む。本発明の下層組成物から形成さ
れる膜を、化学増感フォトレジスト膜の真下かつそのす
ぐ近くに塗布すると、有害な接触反応によって生じるレ
ジスト構造側壁のフットやアンダーカットが減少する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明は、化学増感深紫外フォト
レジスト組成物のために改善された下層を使用する新規
の方法を提供する。この下層組成物は、高分子結合剤
と、マイクロリソグラフィ処理中に熱分解される塩基性
化学種の前駆体とを混合して含む。本発明の下層組成物
から形成される膜により、有害な接触反応によって生じ
るレジスト構造側壁のフットやアンダーカットが減少す
る。
【００１９】第一、第二および第三アミンを含む化合物
と混合した高分子結合剤を含む下層組成物は、本方法で
は不利であることが分かっている。一般に、そのような
アミンを含む化合物は、下層内での滞留時間が短く、下
層処理中に揮発する。本発明では、マイクロリソグラフ
ィ処理中に熱分解され、こうして生成した塩基性化学種
が次の処理中に下層膜中に残るような、塩基性化学種の
前駆体を使用することが有利である。塩基性化学種の前
駆体の例は、アジドである。そのようなアジドは、熱分
解すると、一般に架橋するか、あるいはその他の形で下
層膜の高分子結合剤に付加する。そのような架橋や付加
時に、第一および第二アミンが形成される。これらの塩
基性化学種は、飛沫同伴（entrainment）、錯体形成、
または高分子結合剤との化学結合によって固定化される
ので、膜内に残る。
【００２０】本発明において有用である塩基性化学種の
前駆体は、以下の機能的基準に従って選択される。第１
に、前駆体は、高分子結合剤と相溶性である必要があ
る。相溶性であるとは、前駆体と高分子結合剤がリソグ
ラフィ処理中に異なる相に分離しないことを意味する。
第２に、前駆体は、熱処理または熱分解によって塩基性
部分を含む化学種を生成することが可能でなければなら
ず、塩基性部分は、感光性酸発生剤によって生成される
酸性化学種との反応または封鎖が可能でなければならな
い。第３に、生成した塩基性化学種は、上層のフォトレ
ジスト膜による抽出または膜内への拡散が少なくなるよ
うに、下層膜の高分子結合剤に固く結合する必要があ
る。最後に、下層組成物の溶液を基板に塗布することに
より下層膜を得る場合、前駆体は、下層組成物用の溶媒
に可溶性である必要がある。
【００２１】有用な塩基性化学種の前駆体には、熱分解
時にアミンを形成し、前記の機能的基準を満足するアジ
ドがある。他の有用な塩基性化学種の前駆体には、１−
アジドピレン、２−（４'−メトキシアニリノ）−５−
アジド安息香酸メチル、２−アニリノ−５−アジド安息
香酸、２−（４'−アジドフェニル）−６−メチルベン
ゾチアゾール、および２−（４'−アジドフェニル）−
（ナフト−１'，２'−４，５−オキサゾール）がある。
他の実施の形態では、前駆体は高分子アジドである。高
分子アジドの例は、ポリ（ｐ−アジドスチレン）であ
る。他の実施の形態では、前駆体の熱分解で、塩基性で
ありかつ本来的に紫外放射線の吸収体でもあり、反射防
止発色団として機能する化学種が発生する。
【００２２】好ましい塩基性化学種の前駆体は、熱分解
して塩基性置換基を形成することのできる複数の置換基
を有する。熱分解可能な複数の置換基を有する前駆体の
例は、ビスアジドである。
【００２３】特に好ましい塩基性化学種の前駆体は、
４，４'−ジアジドスチルベン、４，４'−ジアジドカル
コン、４，４'−ジアジドベンゾフェノン、２，６−ビ
ス（４'−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、
２，６−ビス（４'−アジドベンジリデン）−４−メチ
ルシクロヘキサノン、１，６−ジアジドピレン、４，
４'−ジアジドジフェニルメタン、３，３'−ジアジドジ
フェニルスルホン、および少なくとも１つのフェニルス
ルホニルアジド置換基を含む前駆体からなるグループか
ら選択される。
【００２４】下層組成物中の前駆体の典型的な濃度は、
濃度を高分子結合剤に対して表した場合、約１％（重量
／重量）から、高分子結合剤との相溶性と下層注型溶媒
に対する溶解度のみによって決定される上限までの範囲
である。好ましい実施の形態では、前駆体の濃度は、約
３％（重量／重量）から約１０％（重量／重量）の範囲
である。
【００２５】下層組成物中の前駆体の濃度は、所望のリ
ソグラフィの結果を最適化するために次のように選択さ
れる。周知の市販のポジ化学増感フォトレジストを周知
の市販の下層上で使用する典型的なプロセスでは、下層
膜とレジスト膜の間の界面に凹み形またはアンダーカッ
トのレジスト側壁形状が得られる。アンダーカットの度
合は、塗布後ベーク条件、露光後ベーク条件、照射線量
条件などの、プロセス条件によって異なる。所望のプロ
セスおよび材料に応じて、作業者は、塩基性化学種前駆
体濃度を有する下層を選択することで目に見えるアンダ
ーカットを除去できる。上記のプロセスにおいて、典型
的なアジド前駆体を約５％（重量／重量）含む下層を使
用する場合、僅かなフットが認められる。上記のプロセ
スにおいて、典型的なアジド前駆体を約８％（重量／重
量）含む下層を使用する場合、さらに著しいフットが認
められる。最後に、典型的なアジド前駆体を約３〜４％
（重量／重量）含む下層を使用する場合、垂直の側壁形
状が認められる。
【００２６】ネガ化学増感フォトレジストを周知の市販
の下層上に使用する場合、界面に大きなフットが認めら
れる。このプロセスにおいて、典型的なアジド前駆体を
約３％（重量／重量）含む下層を使用する場合、わずか
なフットが認められる。典型的なアジド前駆体を約５〜
約６％（重量／重量）含む下層を使用する場合、垂直の
側壁形状が認められる。約１０％（重量／重量）含む下
層を使用する場合、酸触媒反応が消失するので、凹み形
状が生じる。
【００２７】他の好ましい実施形態では、塩基性化学種
の前駆体は、下層膜のリソグラフィ処理中に、ほぼ完全
に熱反応を生じて、塩基性化学種を発生する。この反応
は、下層膜の受ける塗布後ベーク中、および化学増感レ
ジストを塗布する前にほぼ完全に進行することが特に好
ましい。他の特に好ましい実施の形態では、高分子結合
剤のガラス転移温度より低い温度で、下層の塗布後ベー
クの期間よりも短い時間中に、前駆体のほぼ完全な熱分
解が生じる。
【００２８】本発明では、高分子結合剤と塩基性化学種
の前駆体は、別々の成分である。あるいは、高分子結合
剤と前駆体が、化学結合して、懸垂する前駆体基を有す
るポリマーを構成してもよい。本発明で有用なポリマー
には、約５０ｎｍないし１μｍの範囲の厚さの薄膜を形
成することができ、塩基性化学種の前駆体と相溶性であ
り、塩基性化学種を固く結合でき、かつ化学増感フォト
レジスト組成物用の注型溶媒にほぼ不溶性であるポリマ
ーが含まれる。
【００２９】好ましいポリマーには、ポリアリールエー
テルスルホン、ポリビニルナフタレン、ポリアリールエ
ーテルケトン、およびポリカーボネートがある。
【００３０】本発明の下層組成物は、ポリアリールエー
テルスルホンやポリカーボネートなどのポリマーを含む
周知の下層組成物の特に有用な代用品となることが分か
った。そのようなポリマーは、深紫外放射線の存在下で
光化学反応を生じて、酸性生成物を生じることが知られ
ている。ヤマシタ（Ｙａｍａｓｈｉｔａ）他、Ｐｏｌｙ
ｍｅｒ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉ
ｌｉｔｙ ３９，４７（１９９３）、またはランディー
（Ｒａｎｄｙ）他、Ｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏ
ｎ，Ｐｈｏｔｏ−ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｈｏ
ｔｏｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅ
ｒｓ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎ
ｓ， Ｌｏｎｄｏｎ，（１９７５），２２３−２２７に
記載の論文を参照のこと。ポリアリールエーテルスルホ
ンまたはポリカーボネートを含み、さらに塩基性化学種
の前駆体を含む本発明の下層組成物は、化学増感フォト
レジストとともに使用する場合、下層の高分子結合剤か
らの光化学的に生成された酸部分が前駆体の生成した塩
基性化学種によって中和され、有害な接触反応が生じな
いため、対応する周知の下層組成物よりも明らかに望ま
しい。
【００３１】ある種の化学増感フォトレジストは、アミ
ンと接触した後またはそれにさらされた後でパターン形
成するために必要な照射線量の増加、またはまれに減少
を示すことが周知である。ポジ型またはネガ型のいずれ
の酸増感フォトレジストの場合でも、求核性化学種成分
が本来塩基性であり、有害反応は、所要の照射線量の増
加によって示される。これは、塩基性求核性化学種が、
感光性酸前駆体によって生成された開裂反応の触媒作用
に必要な酸化学種と結合し、それを封鎖する有害反応に
起因する。所要の照射線量が増大する場合、レジストは
減感すると見なされる。当業者なら理解するように、観
察される有害反応の性質は、求核性化学種成分が本来強
酸性である酸増感フォトレジストの場合の逆になり、そ
の結果所要照射量が減少し、あるいは超増感し、しばし
ば貯蔵寿命が短くなる。同様に、化学増感レジストが光
生成された塩基触媒を必要とする場合、有害な酸性求核
性化学種成分が存在すると、最終的に減感し、強塩基性
求核性化学種成分が超増感し、貯蔵寿命が短くなる。ア
ミンなどの塩基性化学種は、化学増感フォトレジストに
悪影響を及ぼすことが知られているが、驚くべきこと
に、本発明の方法によって製造される下層の塩基性化学
種は、本発明の下層の上に塗布される化学増感フォトレ
ジストの総感度に悪影響を及ぼさないことが分かった。
【００３２】以下の実施例は、本発明を例示するもので
ある。
【００３３】実施例１ 塩基性化学種の前駆体を含む下層組成物の調製 ＵＤＥＬ(R)ポリアリールエーテルスルホン（ＡＭＯＣ
Ｏ ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから市販）約２．
８８ｇと２，６−ビス（４'−アジドベンジリデン）−
４−メチルシクロヘキサノン（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄ
ａｋ Ｃｏｍｐａｎｙから市販）約０．１４４ｇの混合
物に、シクロヘキサノン約９６．９８ｇを加えた。諸成
分を混合して均質溶液を形成し、これを濾過して液状下
層組成物を得た。
【００３４】実施例２ ポジ化学増感フォトレジストの調製 ポリ（４−ｔ−ブチロキシカルボニルオキシスチレン）
−ｃｏ−（４−ヒドロキシスチレン）約１０重量部と、
Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）−ビシク
ロ−［２．２．１］−ヘプト−５−エン−２，３−ジカ
ルボキシイミド約１重量部、およびＴｅｔｒｏｎｉｃ
(R)１５０１界面活性剤（ＢＡＳＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙから市販）約１重量部の混合物に、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加
えた。諸成分を混合して均質溶液を形成し、これを濾過
して化学増幅フォトレジスト組成物を得た。
【００３５】実施例３ 下層膜を覆うポジ化学増感フォトレジスト膜を含むマイ
クロリソグラフィ構造 マイクロリソグラフィ構造を以下の方法に従って作成し
た。実施例１の組成物を裸のシリコン・ウエハ上にスピ
ン塗布し、次いで対流オーブン内で約２２５℃で３０分
間ベークして、厚さ約９００Åの下層膜を形成した。次
いで、実施例２の組成物を、下層膜上にスピン塗布し、
真空ホットプレート上で約９０℃の温度で６０秒間ソフ
ト・ベークして、厚さ約８５０ｎｍの膜を形成した。ウ
エハは、Ｃａｎｏｎ ＦＰＡ４５００露光システムで、
波長２４８ｎｍのエキシマ・レーザ深紫外放射線でパタ
ーン通り露光した。露光済みウエハを、直ちに約９０℃
で約９０秒間ベークし、０．２１Ｎ水酸化テトラエチル
アンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液に約６０秒間浸して現
像した。次いで、フォトレジスト構造内のレジスト膜と
下層膜の界面におけるアンダーカットまたはフットの量
を測定するために、ウエハを走査型電子顕微鏡によって
解析した。
【００３６】異なる量の２，６−ビス（４'−アジドベ
ンジリデジン）−４−メチルシクロヘキサノンを含む各
種の下層組成物でこのプロセスを繰り返すことにより、
約３％（重量／重量）の前駆体でレジストの側壁形状内
の目に見えるアンダーカットが除去されると判明され
た。
【００３７】実施例４ 下層膜を覆うネガ化学増感フォトレジストを含むマイク
ロリソグラフィ構造 以下の点を除き、実施例３の方法に従ってマイクロリソ
グラフィ構造を作成した。実施例２の組成物の代わり
に、ＣＧＲ−２４８と名付けられたネガティブ化学増感
フォトレジスト（Ｓｈｉｐｌｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｄ
ｉｖｉｓｉｏｎｏｆ Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃ
ｏｍｐａｎｙから市販）を用いた。０．１４Ｎ ＴＭＡ
Ｈを使用して潜像を現像した。異なる量の２，６−ビス
（４'−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキ
サノンを含む各種の下層組成物でこのプロセスを繰り返
すことにより、約５％（重量／重量）の前駆体でレジス
トの側壁形状内の目に見えるアンダーカットが除去され
ると判定された。
【００３８】本開示を読めば、当業者には、本願に詳細
に記述されたこれらの実施の形態の他に、本発明の精神
から逸脱することなく、本発明の他の実施の形態が実施
できることが明らかであろう。同様に、ここに開示した
実施の形態の変更、組合せおよび修正も明らかであろ
う。例えば、本願に記載した実施の形態はすべて塩基性
化学種の前駆体および酸触媒化学増感レジストに関係す
るものであるが、酸性化学種の前駆体は、塩基触媒化学
増感レジストと併用すると有用であることが明らかであ
ろう。ここに開示した実施の形態およびその詳細は、本
発明の実施を教示するためのものであり、例示的であっ
て限定的なものではない。したがって、そのような明白
であるが開示されていない実施の形態、変更、組合せお
よび修正は、頭記の特許請求の範囲によってのみ制限さ
れる本発明の精神および範囲に含まれると見なされる。
【００３９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４０】（１）ａ）マイクロリソグラフィ基板と、 ｂ）前記基板の表面に設けられた、高分子結合剤と塩基
性化学種とを含む下層膜と、 ｃ）前記下層膜上を覆い、放射線の照射を受けるとその
中で酸が発生する化学増感フォトレジスト膜とを含み、
前記塩基性化学種は前記塩基性化学種の前駆体を熱分解
することによって生成されることを特徴とする、マイク
ロリソグラフィ構造。 （２）前記塩基性化学種が本来的に紫外放射線の吸収体
であり、前記下層膜が反射防止膜であることを特徴とす
る、上記（１）に記載の構造。 （３）前記下層膜が、熱分解されていない前記前駆体を
実質的に含まないことを特徴とする、上記（１）に記載
の構造。 （４）前記下層膜が、前記前駆体を３〜１０％含む組成
物から形成されることを特徴とする、上記（１）に記載
の構造。 （５）前記前駆体がアジドであることを特徴とする、上
記（１）に記載の構造。 （６）前記前駆体が、１−アジドピレン、２−（４'−
メトキシアニリノ）−５−アジド安息香酸メチル、２−
アニリノ−５−アジド安息香酸、２−（４'−アジドフ
ェニル）−６−メチルベンゾチアゾール、および２−
（４'−アジドフェニル）−（ナフト−１'，２'−４，
５オキサゾール）からなるグループから選択されること
を特徴とする、上記（５）に記載の構造。 （７）前記前駆体が高分子アジドであることを特徴とす
る、上記（５）に記載の構造。 （８）前記前駆体が複数のＮ3置換基を有することを特
徴とする、上記（５）に記載の構造。 （９）前記前駆体が、４，４'−ジアジドスチルベン、
４，４'−ジアジドカルコン、４，４'−ジアジドベンゾ
フェノン、２，６−ビス（４'−アジドベンジリデン）
シクロヘキサノン、２，６−ビス（４'−アジドベンジ
リデン）−４−メチルシクロヘキサノン、１，６−ジア
ジドピレン、４，４'−ジアジドジフェニルメタン、
３，３'−ジアジドジフェニルスルホン、および１個ま
たは複数のフェニルスルホニルアジド置換基を含む前駆
体からなるグループから選択されることを特徴とする、
上記（８）に記載の構造。 （１０）前記高分子結合剤が、ポリアリールエーテルス
ルホン、ポリアリールエーテルケトン、ポリビニルナフ
タレン、およびポリカーボネートからなるグループから
選択されることを特徴とする、上記（１）に記載の構
造。 （１１）ａ）マイクロリソグラフィ基板に、高分子結合
剤と塩基性化学種の前駆体とを含む第１の膜を塗布する
ステップと、 ｂ）前記第１の膜を加熱して、前記塩基性化学種を生成
するステップと、 ｃ）前記第１の膜上に、化学増感フォトレジストを含む
第２の膜を塗布するステップと、 ｄ）前記第２の膜を、少なくとも１つの波長が約１９０
ｎｍないし３００ｎｍの範囲内にある紫外放射線、電子
ビーム放射線、およびＸ線放射線からなるグループから
選択された放射線で、パターン通りに露光し、照射によ
って前記第２の膜内に酸を発生させるステップとを含
む、マイクロリソグラフィ・レリーフ像を形成する方
法。 （１２）前記塩基性化学種を生成するために、前記前駆
体の実質上すべてを熱分解することを特徴とする、上記
（１１）に記載の方法。 （１３）前記前駆体がアジドであることを特徴とする、
上記（１１）に記載の方法。 （１４）前記前駆体が、１−アジドピレン、２−（４'
−メトキシアニリノ）−５−アジド安息香酸メチル、２
−アニリノ−５−アジド安息香酸、２−（４'−アジド
フェニル）−６−メチルベンゾチアゾール、および２−
（４'−アジドフェニル）−（ナフト−１'，２'−４，
５オキサゾール）からなるグループから選択されること
を特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記前駆体が高分子アジドであることを特徴と
する、上記（１３）に記載の方法。 （１６）前記前駆体が複数のＮ3置換基を有することを
特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１７）前記前駆体が、４，４'−ジアジドスチルベ
ン、４，４'−ジアジドカルコン、４，４'−ジアジドベ
ンゾフェノン、２，６−ビス（４'−アジドベンジリデ
ン）シクロヘキサノン、２，６−ビス（４'−アジドベ
ンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、１，６−
ジアジドピレン、４，４'−ジアジドジフェニルメタ
ン、３，３’−ジアジドジフェニルスルホン、および１
つまたは複数のフェニルスルホニルアジド置換基を含む
前駆体からなるグループから選択されることを特徴とす
る、上記（１６）に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・トーマス・ファーヘイ アメリカ合衆国01752 マサチューセッ ツ州マルボロ ボストン・ポスト・ロー ド・イースト 259 アパートメント 11 (72)発明者 ウェイン・マーティン・モリー アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州 ワッピンガース・フォールズ リディ ア・ドライブ 10 (72)発明者 ラットナム・スーリヤクマラン アメリカ合衆国95120 カリフォルニア 州サン・ノゼ ブライア・ランチ・レー ン 711 (72)発明者 ケビン・マイケル・ウェルシュ アメリカ合衆国55441 ミネソタ州プリ マウス マグノリア・レーン ノース 1762 (56)参考文献 特開 平４−170548（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−128847（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−31714（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−62848（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/00 - 7/42

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）マイクロリソグラフィ基板と、 ｂ）前記基板の表面に設けられた、高分子結合剤と塩基
    性化学種とを含む下層膜と、 ｃ）前記下層膜上を覆い、放射線の照射を受けるとその
    中で酸が発生する化学増感フォトレジスト膜とを含み、 前記塩基性化学種は前記塩基性化学種の前駆体を熱分解
    することによって生成され、前記前駆体は、１−アジド
    ピレン、２−（４'−メトキシアニリノ）−５−アジド
    安息香酸メチル、２−アニリノ−５−アジド安息香酸、
    ２−（４'−アジドフェニル）−６−メチルベンゾチア
    ゾール、２−（４'−アジドフェニル）−（ナフト−
    １'，２'−４，５オキサゾール）、高分子アジド、４，
    ４'−ジアジドスチルベン、４，４'−ジアジドカルコ
    ン、４，４'−ジアジドベンゾフェノン、２，６−ビス
    （４'−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，
    ６−ビス（４'−アジドベンジリデン）−４−メチルシ
    クロヘキサノン、１，６−ジアジドピレン、４，４'−
    ジアジドジフェニルメタン、３，３'−ジアジドジフェ
    ニルスルホン、および１個または複数のフェニルスルホ
    ニルアジド置換基を含む前駆体からなるグループから選
    択されることを特徴とする、マイクロリソグラフィ構
    造。
  2. 【請求項２】前記塩基性化学種が本来的に紫外放射線の
    吸収体であり、前記下層膜が反射防止膜であることを特
    徴とする、請求項１に記載の構造。
  3. 【請求項３】前記下層膜が、熱分解されていない前記前
    駆体を実質的に含まないことを特徴とする、請求項１に
    記載の構造。
  4. 【請求項４】前記下層膜が、前記前駆体を３〜１０％含
    む組成物から形成されることを特徴とする、請求項１に
    記載の構造。
  5. 【請求項５】 前記前駆体が複数のＮ３置換基を有するこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の構造。
  6. 【請求項６】 前記高分子結合剤が、ポリアリールエーテ
    ルスルホン、ポリアリールエーテルケトン、ポリビニル
    ナフタレン、およびポリカーボネートからなるグループ
    から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の構
    造。
  7. 【請求項７】 ａ）マイクロリソグラフィ基板に、高分子
    結合剤と塩基性化学種の前駆体とを含む第１の膜を塗布
    するステップと、 ｂ）前記第１の膜を加熱して、前記塩基性化学種を生成
    するステップと、 ｃ）前記第１の膜上に、化学増感フォトレジストを含む
    第２の膜を塗布するステップと、 ｄ）前記第２の膜を、少なくとも１つの波長が１９０ｎ
    ｍないし３００ｎｍの範囲内にある紫外放射線、電子ビ
    ーム放射線、およびＸ線放射線からなるグループから選
    択された放射線で、パターン通りに露光し、照射によっ
    て前記第２の膜内に酸を発生させるステップとを含み、 前記前駆体が、１−アジドピレン、２−（４'−メトキ
    シアニリノ）−５−アジド安息香酸メチル、２−アニリ
    ノ−５−アジド安息香酸、２−（４'−アジドフェニ
    ル）−６−メチルベンゾチアゾール、２−（４'−アジ
    ドフェニル）−（ナフト−１'，２'−４，５オキサゾー
    ル）、および高分子アジド、４，４'−ジアジドスチル
    ベン、４，４'−ジアジドカルコン、４，４'−ジアジド
    ベンゾフェノン、２，６−ビス（４'−アジドベンジリ
    デン）シクロヘキサノン、２，６−ビス（４'−アジド
    ベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、１，６
    −ジアジドピレン、４，４'−ジアジドジフェニルメタ
    ン、３，３'−ジアジドジフェニルスルホン、および１
    個または複数のフェニルスルホニルアジド置換基を含む
    前駆体からなるグループから選択されることを特徴とす
    る、マイクロリソグラフィ・レリーフ像を形成する方
    法。
  8. 【請求項８】 前記塩基性化学種を生成するために、前記
    前駆体の実質上すべてを熱分解することを特徴とする、
    請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記前駆体が複数のＮ３置換基を有するこ
    とを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ａ）マイクロリソグラフィ基板と、 ｂ）前記基板の表面に設けられた、高分子結合剤と塩基
    性化学種とを含む下層膜と、 ｃ）前記下層膜上を覆い、放射線の照射を受けるとその
    中で酸が発生する化学増感フォトレジスト膜とを含み、 前記高分子結合剤は、ポリアリールエーテルスルホン、
    ポリアリールエーテルケトン、ポリビニルナフタレン、
    およびポリカーボネートからなるグループから選択さ
    れ、 前記塩基性化学種は前記塩基性化学種の前駆体を熱
    分解することによって生成され、前記前駆体は、１−ア
    ジドピレン、２−（４'−メトキシアニリノ）−５−ア
    ジド安息香酸メチル、２−アニリノ−５−アジド安息香
    酸、２−（４'−アジドフェニル）−６−メチルベンゾ
    チアゾール、２−（４'−アジドフェニル）−（ナフト
    −１'，２'−４，５オキサゾール）、高分子アジド、
    ４，４'−ジアジドスチルベン、４，４'−ジアジドカル
    コン、４，４'−ジアジドベンゾフェノン、２，６−ビ
    ス（４'−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、
    ２，６−ビス（４'−アジドベンジリデン）−４−メチ
    ルシクロヘキサノン、１，６−ジアジドピレン、４，
    ４'−ジアジドジフェニルメタン、３，３'−ジアジドジ
    フェニルスルホン、および１個または複数のフェニルス
    ルホニルアジド置換基を含む前駆体からなるグループか
    ら選択されることを特徴とする、マイクロリソグラフィ
    構造。
  11. 【請求項１１】 前記塩基性化学種が本来的に紫外放射線
    の吸収体であり、前記下層膜が反射防止膜であることを
    特徴とする、請求項１０に記載の構造。
  12. 【請求項１２】 前記下層膜が、熱分解されていない前記
    前駆体を実質的に含まないことを特徴とする、請求項１
    ０に記載の構造。
  13. 【請求項１３】 前記下層膜が、前記前駆体を３〜１０％
    含む組成物から形成されることを特徴とする、請求項１
    ０に記載の構造。
  14. 【請求項１４】 前記前駆体が複数のＮ３置換基を有する
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の構造。
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