JP3372874B2 - パターン形成材料及びパターン形成方法 - Google Patents

パターン形成材料及びパターン形成方法

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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、半導体集積回路装
置の製造工程において、半導体基板上にレジストパター
ンを形成するパターン形成材料及びパターン形成方法に
関し、特に、化学増幅型レジストからなるレジスト膜
に、VUV(真空紫外線)等の160nm以下の波長を
有する露光光を照射して微細なレジストパターンを形成
するパターン形成材料及びパターン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板上に堆積された化学増幅型レ
ジストからなるレジスト膜に短い波長の露光光を照射し
て微細なレジストパターンを形成するパターン形成方法
としては、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)
又はArFエキシマレーザ(波長:193nm)等の露
光光を用いるパターン形成方法が知られており、KrF
エキシマレーザを用いる場合のレジスト材料としてはフ
ェノール系の樹脂を用いるものが知られ、ArFエキシ
マレーザを用いる場合のレジスト材料としてはアクリル
酸系の樹脂を用いるものが検討されている。
【0003】ところが、0.1μm以下のパターン幅を
有する微細なレジストパターンを形成するためには、K
rFエキシマレーザ及びArFエキシマレーザよりもさ
らに短い波長を有する露光光、例えばF2 エキシマレー
ザ(波長:157nm)及びKr2 エキシマレーザ(波
長:147nm)等のように160nm以下の波長を有
する真空紫外線等の露光光を用いることが好ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フェノ
ール系の樹脂又はアクリル酸系の樹脂を含む化学増幅型
レジストは、160nm以下の波長を有する露光光に対
する吸収性が高いので、160nm以下の波長を有する
露光光をパターン露光に用いるパターン形成方法には使
用することが困難である。
【0005】前記に鑑み、本発明は、160nm以下の
波長を有する露光光を照射してパターン露光を行なうこ
とができるパターン形成材料及びパターン形成方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本件発明者は、フェノール系の樹脂又はアクリル酸
系の樹脂を含む化学増幅型レジストが160nm以下の
波長を有する露光光の吸収性が高い理由について検討を
加えた結果、フェノール系の樹脂又はアクリル酸系の樹
脂はC=C又はC=Oのような原子の二重結合を有して
いるためであることを見出した。
【0007】本発明は、前記の知見に基づいてなされた
ものであって、C=C又はC=Oのような原子の二重結
合を全く又は殆ど含まない樹脂をベース樹脂とする化学
増幅型レジストをパターン形成材料として用いるもので
ある。
【0008】原子の二重結合を含まない第1の樹脂とし
ては、[化7]の一般式に示すものの誘導体が挙げられ
る。
【0009】
【化7】
【0010】[化7]に示す一般式において、一点鎖線
Aで囲む部分及び一点鎖線Bで囲む部分は、少なくとも
1つ存在すればよい。つまり、一点鎖線Aで囲む部分の
みを有する場合、一点鎖線Bで囲む部分のみを有する場
合、及び一点鎖線Aで囲む部分及び一点鎖線Bで囲む部
分の両方を有する場合のいずれであってもよい。
【0011】また、[化7]に示す一般式において、X
は含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。X
が含まれる場合には、XはN又はCのいずれかである。
1及びY2 は、同種又は異種であって、少なくとも1
つは親水性基(−OH又は−NH2 )であり、親水性基
でないときはHである。Z1 及びZ2 は、同種又は異種
であって、−OH基、−CH3 基又はHである。nは1
以上の整数であり、p及びqは0、1、2又は3であ
る。
【0012】[化7]の一般式で挙げられる第1の樹脂
としては、ポリビニルアルコール、ビニルアミンポリマ
ー又はポリ(N−ヒドロキシエチルアジリジン)が挙げ
られる。ポリビニルアルコールは、[化7]の一般式に
おいて、Xが含まれていない場合であって、pが0であ
り且つY1 が−OHであり、従ってAが−OHの場合で
ある。ビニルアミンポリマーは、Xが含まれていない場
合であって、pが0であり且つY1 が−NH2 であり、
従って、Aが−NH2 の場合である。ポリ(N−ヒドロ
キシエチルアジリジン)は、XがNの場合であって、p
が0であり且つY1 が−Hであり、従ってAが−Hの場
合であり、qが2であり且つY2 が−OHの場合であ
る。
【0013】原子の二重結合を含まない第2の樹脂とし
ては、[化8]の一般式に示すものの誘導体が挙げられ
る。
【0014】
【化8】
【0015】[化8]に示す一般式において、Y1 及び
2 のうちの少なくとも1つは−OH又は−NH2 であ
り、Y1 及びY2 は−OH又は−NH2 でないときには
H又はアルキル基であり、n及びmはそれぞれ1以上の
整数である。[化8]の一般式で挙げられる第2の樹脂
としては、ポリヒドロキシシクロヘキセンが挙げられ
る。
【0016】[化8]に示す一般式において、mが4の
場合の一般式は[化9]に示すとおりである。
【0017】
【化9】
【0018】[化9]に示す一般式において、Y1 、Y
2 、Y3 及びY4 のうち1つ又は2つは−OH又は−N
2 である。
【0019】尚、[化7]、[化8]又は[化9]に示
す樹脂の誘導体としては、OH又はNH2 の一部又は全
部を、鎖状若しくは環状のアルキル基又は鎖状若しくは
環状のアルコキシアルキル基で置換したものが挙げられ
る。
【0020】具体的には、本発明に係るパターン形成材
料は、ポリビニルアルコールの誘導体、ビニルアミンポ
リマーの誘導体、ポリ(N−ヒドロキシエチルアジリジ
ン)の誘導体、ポリヒドロキシシクロヘキセンの誘導
体、又はこれらの誘導体の共重合体を含む樹脂と、露光
光が照射されると酸を発生する酸発生剤とを含む化学増
幅型レジストからなる。
【0021】本発明に係るパターン形成方法は、基板上
に、ポリビニルアルコールの誘導体、ビニルアミンポリ
マーの誘導体、ポリ(N−ヒドロキシエチルアジリジ
ン)の誘導体、ポリヒドロキシシクロヘキセンの誘導
体、又はこれらの誘導体の共重合体を含む樹脂と、露光
光が照射されると酸を発生する酸発生剤とを含む化学増
幅型レジストを塗布してレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜に対して160nm以下の波長を有する露光
光を照射してパターン露光を行なう工程と、パターン露
光されたレジスト膜を現像して、0.1μm以下のパタ
ーン幅を有するレジストパターンを形成する工程とを備
えている。
【0022】本発明に係るパターン形成材料及びパター
ン形成方法において、ポリビニルアルコールの誘導体、
ビニルアミンポリマーの誘導体、ポリ(N−ヒドロキシ
エチルアジリジン)の誘導体、ポリヒドロキシシクロヘ
キセンの誘導体、又はこれらの誘導体の共重合体を含む
樹脂としては、前記の誘導体のいずれか、前記の誘導体
の共重合体若しくは混合物、又は、前記の誘導体と、ポ
リビニルフェノール、ポリメタクリル酸、ポリアクリル
酸若しくはこれらの誘導体との共重合体を含む。
【0023】また、酸発生剤としては、スルホニウム
塩、ヨードニウム塩等のオニウム塩類、スルホン酸エス
テル類又はジアゾジスルホニルメタン類等が挙げられ
る。
【0024】また、パターン形成材料としては、前記の
樹脂を溶解することができる溶媒、又は、必要に応じて
アミン類等の塩基性化合物若しくは界面活性剤等の添加
剤を含んでいてもよい。
【0025】
【発明の実施の形態】(第1の参考例) 以下、本発明の第1の参考例に係るパターン形成方法に
ついて、図1(a)〜(d)を参照しながら説明する。
【0026】第1の参考例に係るパターン形成方法は、
ベース樹脂としてポリビニルアルコールの誘導体を含む
以下の組成を有するパターン形成材料を用いる。
【0027】 樹脂…………ポリ(ビニルアルコール−ビニルオキシブタン−ヒドロキシビニ ルオキシノルボルネン) 1g 酸発生剤……トリフェニルスルホニウムトリフラート 0.01g 溶媒…………プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート 4g まず、図1(a)に示すように、半導体基板1の上に前
記の組成を有する化学増幅型レジストを塗布して、例え
ば0.3μmの膜厚を有するレジスト膜11を形成した
後、図1(b)に示すように、レジスト膜11に対して
マスク2を介して、F2 エキシマレーザ(波長:157
nm)3を照射してパターン露光を行なう。
【0028】次に、図1(c)に示すように、半導体基
板1に対して、ホットプレートにより加熱4を行なう
と、レジスト膜11の露光部11aにおいては、酸発生
剤から発生した酸が存在するため、[化10]に示す反
応が起きてアルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化す
るが、レジスト膜11の未露光部11bにおいては、酸
発生剤から酸が発生していないため、[化10]に示す
反応が起こらないのでアルカリ不溶性のままである。
【0029】
【化10】
【0030】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像すると、レジスト膜11の露光部
11aが現像液に溶解するので、図1(d)に示すよう
に、レジスト膜11の未露光部11bからなり、0.1
μmの微細なパターン幅を有するレジストパターン11
Aが得られる。
【0031】ところで、第1の参考例に係るパターン形
成方法は、ベース樹脂としてポリビニルアルコール誘導
体を含むパターン形成材料を用いており、ベース樹脂
が、160nm以下の波長の光を吸収しやすいC=O及
びC=Cのような原子の二重結合を有していないので、
160nm以下の波長の露光光に対する透過性に優れて
いる。
【0032】従って、露光光として160nm以下の波
長の真空紫外線を用いても、露光光がレジスト膜11の
露光部11aの底部にまで到達するため、レジスト膜1
1の露光部11aにおいて表面部から底部に架けて確実
に酸発生剤から酸が発生するので、良好なパターン形状
を有するレジストパターンを形成することができる。
【0033】また、第1の参考例においては、ベース樹
脂が多環式アルキル基を含んでいるので、ドライエッチ
ングに対する耐性が優れている。
【0034】尚、第1の参考例においては、露光光とし
て、F2 エキシマレーザ(波長:157nm)を用いた
が、これに代えて、Kr2 エキシマレーザ(波長:14
7nm)を用いても同様の効果が得られる。
【0035】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態に係るパターン形成方法について説明する。
【0036】第2の実施形態は、ベース樹脂として、ポ
リ(N−ヒドロキシエチルアジリジン)の誘導体、例え
ば、ポリ(ヒドロキシエチルアジリジン−t−ブトキシ
エチルアジリジン)を用いるものであって、第1の参考
と比べてベース樹脂が異なるのみである。[化11]
は、ポリ(ヒドロキシエチルアジリジン−t−ブトキシ
エチルアジリジン)が酸発生剤から発生する酸によって
アルカリ可溶性に変化する反応を示している。
【0037】
【化11】
【0038】第2の実施形態によると、ベース樹脂がC
=O及びC=Cのような原子の二重結合を有していない
ため、露光光として160nm以下の波長の真空紫外線
を用いても、露光光がレジスト膜の露光部の底部にまで
到達し、レジスト膜の露光部において表面部から底部に
架けて確実に酸発生剤から酸が発生するので、良好なパ
ターン形状を有するレジストパターンを形成することが
できる。
【0039】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態に係るパターン形成方法について説明する。
【0040】第3の実施形態は、ベース樹脂として、ポ
リヒドロキシシクロヘキセンの誘導体、例えば、ポリ
(ジヒドロキシシクロヘキセン−エトキシエトキシシク
ロヘキセン)を用いるものであって、第1の参考例と比
べてベース樹脂が異なるのみである。[化12]は、ポ
リ(ジヒドロキシシクロヘキセン−エトキシエトキシシ
クロヘキセン)が酸発生剤から発生する酸によってアル
カリ可溶性に変化する反応を示している。
【0041】
【化12】
【0042】第3の実施形態によると、ベース樹脂がC
=O及びC=Cのような原子の二重結合を有していない
ため、露光光として160nm以下の波長の真空紫外線
を用いても、露光光がレジスト膜の露光部の底部にまで
到達し、レジスト膜の露光部において表面部から底部に
架けて確実に酸発生剤から酸が発生するので、良好なパ
ターン形状を有するレジストパターンを形成することが
できる。
【0043】また、ベース樹脂が主鎖に環状アルキル基
を有しているので、ドライエッチングに対する耐性が優
れている。
【0044】(第4の実施形態)以下、本発明の第4の
実施形態に係るパターン形成方法について説明する。
【0045】第4の実施形態は、ベース樹脂として、ポ
リビニルアルコール誘導体とポリヒドロキシシクロヘキ
セン誘導体との共重合体、例えば、ポリ(ヒドロキシシ
クロヘキセン−ビニルオキシエトキシエタン)を用いる
ものであって、第1の参考例と比べてベース樹脂が異な
るのみである。[化13]は、ポリ(ヒドロキシシクロ
ヘキセン−ビニルオキシエトキシエタン)が酸発生剤か
ら発生する酸によってアルカリ可溶性に変化する反応を
示している。
【0046】
【化13】
【0047】第4の実施形態によると、ベース樹脂がC
=O及びC=Cのような原子の二重結合を有していない
ため、露光光として160nm以下の波長の真空紫外線
を用いても、露光光がレジスト膜の露光部の底部にまで
到達し、レジスト膜の露光部において表面部から底部に
架けて確実に酸発生剤から酸が発生するので、良好なパ
ターン形状を有するレジストパターンを形成することが
できる。
【0048】また、ベース樹脂が主鎖に環状アルキル基
を有しているので、ドライエッチングに対する耐性が優
れている。
【0049】(第5の実施形態)以下、本発明の第5の
実施形態に係るパターン形成方法について説明する。
【0050】第5の実施形態は、ベース樹脂として、ポ
リビニルアルコール誘導体とビニルアミンポリマー誘導
体との共重合体、例えば、ポリ(ビニルアミン−ビニル
オキシブタン−ヒドロキシビニルオキシノルボルネン)
を用いるものであって、第1の参考例と比べてベース樹
脂が異なるのみである。[化14]は、ポリ(ビニルア
ミン−ビニルオキシブタン−ヒドロキシビニルオキシノ
ルボルネン)が酸発生剤から発生する酸によってアルカ
リ可溶性に変化する反応を示している。
【0051】
【化14】
【0052】第5の実施形態によると、ベース樹脂がC
=O及びC=Cのような原子の二重結合を有していない
ため、露光光として160nm以下の波長の真空紫外線
を用いても、露光光がレジスト膜の露光部の底部にまで
到達し、レジスト膜の露光部において表面部から底部に
架けて確実に酸発生剤から酸が発生するので、良好なパ
ターン形状を有するレジストパターンを形成することが
できる。
【0053】また、ベース樹脂が多環式アルキル基を有
しているので、ドライエッチングに対する耐性が優れて
いる。
【0054】(第6の参考例) 以下、本発明の第6の参考例に係るパターン形成方法に
ついて説明する。
【0055】第6の参考例は、ベース樹脂として、ポリ
ビニルアルコール誘導体とポリメタクリル酸誘導体との
共重合体、例えば、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオ
キシブタン−ヒドロキシビニルオキシビシクロオクタン
−メタクリル酸ブチル)を用いるものであって、第1の
参考例と比べてベース樹脂が異なるのみである。[化1
5]は、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオキシブタン
−ヒドロキシビニルオキシビシクロオクタン−メタクリ
ル酸ブチル)が酸発生剤から発生する酸によってアルカ
リ可溶性に変化する反応を示している。
【0056】
【化15】
【0057】第6の参考例においては、ベース樹脂がカ
ルボニル基を有するため、160nm以下の波長の露光
光に対して若干の吸収性を有しているが、カルボニル基
を含むモノマーユニットの比率がポリマー全体の10%
程度であって低いので、レジスト膜の透明性に及ぼす影
響は小さい。第6の参考例においては、レジスト膜の膜
厚が0.3μmのときに、波長157nmの光に対する
透過率は40%以上であるから、パターン形成が十分に
可能な透過率である。
【0058】また、ベース樹脂が多環式アルキル基を有
しているので、ドライエッチングに対する耐性が優れて
いる。
【0059】さらに、レジスト膜の露光部においては、
ベース樹脂が酸によって分解してカルボキシル基を発生
し、カルボキシル基はアルカリ性現像液に対する溶解性
に優れているため、レジスト膜の露光部と未露光部との
間の現像液に対する溶解速度コントラストが大きくなる
ので、より微細なレジストパターンを形成することがで
きる。
【0060】(第7の参考例) 以下、本発明の第7の参考例に係るパターン形成方法に
ついて説明する。
【0061】第7の参考例は、ベース樹脂として、ポリ
ビニルアルコール誘導体とポリアクリル誘導体との共重
合体、例えば、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオキシ
ブタン−ヒドロキシビニルオキシノルボルネン−アクリ
ル酸ブチル)を用いるものであって、第1の参考例と比
べてベース樹脂が異なるのみである。[化16]は、ポ
リ(ビニルアルコール−ビニルオキシブタン−ヒドロキ
シビニルオキシノルボルネン−アクリル酸ブチル)が酸
発生剤から発生する酸によってアルカリ可溶性に変化す
る反応を示している。
【0062】
【化16】
【0063】第7の参考例においては、ベース樹脂がカ
ルボニル基を有するため、160nm以下の波長の露光
光に対して若干の吸収性を有しているが、カルボニル基
を含むモノマーユニットの比率がポリマー全体の10%
程度であって低いので、レジスト膜の透明性に及ぼす影
響は小さい。第7の参考例においては、レジスト膜の膜
厚が0.3μmのときに、波長157nmの光に対する
透過率は40%以上であるから、パターン形成が十分に
可能な透過率である。
【0064】また、ベース樹脂が多環式アルキル基を有
しているので、ドライエッチングに対する耐性が優れて
いる。
【0065】さらに、レジスト膜の露光部において、ベ
ース樹脂が酸によって分解してカルボキシル基を発生す
るため、レジスト膜の露光部と未露光部との間の現像液
に対する溶解速度コントラストが大きくなるので、より
微細なレジストパターンを形成することができる。
【0066】(第8の参考例) 以下、本発明の第8の参考例に係るパターン形成方法に
ついて説明する。
【0067】第8の参考例は、ベース樹脂として、ポリ
ビニルアルコール誘導体とポリビニルフェノール誘導体
との共重合体、例えば、ポリ(ビニルアルコール−ビニ
ルオキシブタン−ヒドロキシビニルオキシノルボルネン
−ブトキシスチレン)を用いるものであって、第1の参
考例と比べてベース樹脂が異なるのみである。[化1
7]は、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオキシブタン
−ヒドロキシビニルオキシノルボルネン−ブトキシスチ
レン)が酸発生剤から発生する酸によってアルカリ可溶
性に変化する反応を示している。
【0068】
【化17】
【0069】第8の参考例においては、ベース樹脂が芳
香族環を有するため、160nm以下の波長の露光光に
対して若干の吸収性を有しているが、芳香族環を含むモ
ノマーユニットの比率がポリマー全体の15%程度であ
って低いので、レジスト膜の透明性に及ぼす影響は小さ
い。第8の参考例においては、レジスト膜の膜厚が0.
3μmのときに、波長157nmの光に対する透過率は
40%以上であるから、パターン形成が十分に可能な透
過率である。
【0070】また、ベース樹脂が多環式アルキル基を有
しているので、ドライエッチングに対する耐性が優れて
いる。
【0071】さらに、レジスト膜の露光部においては、
ベース樹脂が酸によって分解してフェノールを発生し、
発生したフェノールはアルカリ性現像液に対する溶解性
に優れているため、レジスト膜の露光部と未露光部との
間の現像液に対する溶解速度コントラストが大きくなる
ので、より微細なレジストパターンを形成することがで
きると共に、芳香族環がドライエッチング耐性を高める
ので、より高いドライエッチング耐性を得ることができ
る。
【0072】(第9の参考例) 以下、本発明の第9の参考例に係るパターン形成方法に
ついて説明する。
【0073】第9の参考例は、ベース樹脂として、ポリ
ビニルアルコール誘導体とポリメタクリルとの共重合
体、例えば、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオキシブ
タン−ヒドロキシビニルオキシノルボルネン−メタクリ
ル酸)を用いるものであって、第1の参考例と比べてベ
ース樹脂が異なるのみである。[化18]は、ポリ(ビ
ニルアルコール−ビニルオキシブタン−ヒドロキシビニ
ルオキシノルボルネン−メタクリル酸)が酸発生剤から
発生する酸によってアルカリ可溶性に変化する反応を示
している。
【0074】
【化18】
【0075】第9の参考例においては、ベース樹脂がカ
ルボキシル基を有するため、160nm以下の波長の露
光光に対して若干の吸収性を有しているが、カルボキシ
ル基を含むモノマーユニットの比率がポリマー全体の5
%程度であって低いので、レジスト膜の透明性に及ぼす
影響は小さい。第9の参考例においては、レジスト膜の
膜厚が0.3μmのときに、波長157nmの光に対す
る透過率は40%以上であるから、パターン形成が十分
に可能な透過率である。
【0076】また、ベース樹脂が多環式アルキル基を有
しているので、ドライエッチングに対する耐性が優れて
いる。
【0077】さらに、ベース樹脂がカルボキシル基を含
むため、現像液に溶解しやすく、表面難溶化層のない良
好なレジストパターンを形成することができる。
【0078】(第10の参考例) 以下、本発明の第10の参考例に係るパターン形成方法
について説明する。
【0079】第10の参考例は、ベース樹脂として、ポ
リビニルアルコール誘導体とポリアクリル酸との共重合
体、例えば、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオキシテ
トラヒドロピラン−ビニルオキシビシクロオクタン−ア
クリル酸)を用いるものであって、第1の参考例と比べ
てベース樹脂が異なるのみである。[化19]は、ポリ
(ビニルアルコール−ビニルオキシテトラヒドロピラン
−ビニルオキシビシクロオクタン−アクリル酸)が酸発
生剤から発生する酸によってアルカリ可溶性に変化する
反応を示している。
【0080】
【化19】
【0081】第10の参考例においては、ベース樹脂が
カルボキシル基を有するため、160nm以下の波長の
露光光に対して若干の吸収性を有しているが、カルボキ
シル基を含むモノマーユニットの比率がポリマー全体の
5%程度であって低いので、レジスト膜の透明性に及ぼ
す影響は小さい。第10の参考例においては、レジスト
膜の膜厚が0.3μmのときに、波長157nmの光に
対する透過率は40%以上であるから、パターン形成が
十分に可能な透過率である。
【0082】また、ベース樹脂が多環式アルキル基を有
しているので、ドライエッチングに対する耐性が優れて
いる。
【0083】さらに、ベース樹脂がカルボキシル基を含
むため、現像液に溶解しやすく、表面難溶化層のない良
好なレジストパターンを形成することができる。
【0084】(第11の参考例) 以下、本発明の第11の参考例に係るパターン形成方法
について説明する。
【0085】第11の参考例は、ベース樹脂として、ポ
リビニルアルコール誘導体とポリビニルフェノールとの
共重合体、例えば、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオ
キシエトキシエタン−ヒドロキシビニルオキシビシクロ
オクタン−ヒドロキシスチレン)を用いるものであっ
て、第1の参考例と比べてベース樹脂が異なるのみであ
る。[化20]は、ポリ(ビニルアルコール−ビニルオ
キシエトキシエタン−ヒドロキシビニルオキシビシクロ
オクタン−ヒドロキシスチレン)が酸発生剤から発生す
る酸によってアルカリ可溶性に変化する反応を示してい
る。
【0086】
【化20】
【0087】第11の参考例によると、ベース樹脂が芳
香族環を有するため、160nm以下の波長の光に対し
て若干の吸収性を有しているが、芳香族環を含むモノマ
ーユニットの比率がポリマー全体の5%以下であって低
いので、レジスト膜の透明性に及ぼす影響は小さい。
【0088】また、ベース樹脂が多環式アルキル基を有
しているので、ドライエッチングに対する耐性が優れて
いる。
【0089】さらに、ベース樹脂がフェノール基を含む
ため、現像液に溶解しやすく、表面難溶化層のない良好
なレジストパターンを形成することができる。
【0090】
【発明の効果】本発明のパターン形成材料又はパターン
形成方法によると、化学増幅型レジストのベース樹脂
は、C=C又はC=Oのような原子の二重結合を主とし
て含まないでモノマーユニットによって構成されている
ため、160nm以下の波長の露光光に対する透過性に
優れているので、レジスト膜の露光部においては、露光
光が底部にまで到達する。このため、レジスト膜の露光
部において表面部から底部に架けて酸発生剤から酸が確
実に発生するので、良好なパターン形状を有するレジス
トパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は本発明の各実施形態及び各参
考例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−50126(JP,A) 特開 平10−182744(JP,A) 特開 平9−188716(JP,A) 特開 平7−209867(JP,A) 特開 平7−333850(JP,A) 特開 平7−49568(JP,A) 特開 平7−159997(JP,A) 特開 平5−204157(JP,A) 特開 平2−278265(JP,A) 特開 平6−266116(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/42

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビニルアミンポリマーの誘導体、ポリ
    (N−ヒドロキシエチルアジリジン)の誘導体、ポリヒ
    ドロキシシクロヘキセンの誘導体、又はこれらの誘導体
    の共重合体を含む樹脂と、160nm以下の波長を有す
    露光光が照射されると酸を発生する酸発生剤とを含む
    化学増幅型レジストからなるパターン形成材料。
  2. 【請求項2】 前記樹脂は、[化1]又は[化2]で示
    される成分と[化3]で示される成分との共重合体であ
    ることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成材
    料。 【化2】 (但し、[化1]において、Xは含まれていてもよいし
    含まれていなくてもよく、Xが含まれている場合にはX
    はN又はCであり、Y1 及びY2 は同種又は異種であっ
    て−OH、−NH2 又はHであり、Z1 及びZ2 は同種
    又は異種であって−OH、−CH3 又はHであり、nは
    1以上の整数であり、p及びqは0、1、2又は3であ
    る。) 【化2】 (但し、[化2]において、Y1 及びY2 のうちの少な
    くとも1つは−OH又は−NH2 であり、Y1 及びY2
    は−OH又は−NH2 でないときにはH又はアルキル基
    であり、n及びmはそれぞれ1以上の整数である。) 【化3】 (但し、[化3]において、R1 は、鎖状若しくは環状
    のアルキル基、鎖状若しくは環状のアルコキシアルキル
    基又は水素であり、R2 はメチル基又は水素である。)
  3. 【請求項3】 基板上に、ビニルアミンポリマーの誘導
    、ポリ(N−ヒドロキシエチルアジリジン)の誘導
    体、ポリヒドロキシシクロヘキセンの誘導体、又はこれ
    らの誘導体の共重合体を含む樹脂と、露光光が照射され
    ると酸を発生する酸発生剤とを含む化学増幅型レジスト
    を塗布してレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト
    膜に対して、160nm以下の波長を有する露光光を照
    射してパターン露光を行なう工程と、 パターン露光された前記レジスト膜を現像して、0.1
    μm以下のパターン幅を有するレジストパターンを形成
    する工程とを備えていることを特徴とするパターン形成
    方法。
  4. 【請求項4】 前記樹脂は、[化4]又は[化5]で示
    される成分と[化6]で示される成分との共重合体であ
    ることを特徴とする請求項3に記載のパターン形成方
    法。 【化4】 (但し、[化4]において、Xは含まれていてもよいし
    含まれていなくてもよく、Xが含まれている場合にはX
    はN又はCであり、Y1 及びY2 は同種又は異種であっ
    て−OH、−NH2 又はHであり、Z1 及びZ2 は同種
    又は異種であって−OH、−CH3 又はHであり、nは
    1以上の整数であり、p及びqは0、1、2又は3であ
    る。) 【化5】 (但し、[化5]において、Y1 及びY2 のうちの少な
    くとも1つは−OH又は−NH2 であり、Y1 及びY2
    は−OH又は−NH2 でないときにはH又はアルキル基
    であり、n及びmはそれぞれ1以上の整数である。) 【化6】 (但し、[化6]において、R1 は、鎖状若しくは環状
    のアルキル基、鎖状若しくは環状のアルコキシアルキル
    基又は水素であり、R2 はメチル基又は水素である。)
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