JP3501988B2 - 化学増幅型感光性レジスト組成物 - Google Patents

化学増幅型感光性レジスト組成物

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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、化学増幅型レジス
ト用のレジスト組成物に係り、特に、リソグラフィ工程
時に高解像度のパターンを形成できるレジスト組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体チップの高集積化が進むにつれ
て、より一層の微細パターンが形成可能なレジストへの
要求が高まっている。そのため、近年、既存のg線(波
長=436nm)及びi線(波長=365nm)より短
波長の遠紫外線(248nm)を用いる必要から、化学
増幅型レジストが導入されている。
【0003】従来法では、側鎖として酸触媒下で加水分
解がおこり易いt-BOC(t-ブトキシカルボニル)基
をもつベース樹脂よりなる化学増幅型レジストが使用さ
れてきた。ところが、この種のベース樹脂は、分解温度
がそのガラス転移温度より低く、そのためにプリベーク
時に生じる塩基成分(特にアンモニア)による空気汚染
で、解像不良(T−トッププロファイル)が発生する等
の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて成されたものであり、その目的は、露光前後の溶
解度の差が著しいことから、高解像度のパターンを形成
する上で有効で、かつ熱的特性にも優れているレジスト
組成物を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち前記目的は、本
発明の式:
【0006】
【化4】
【0007】(上式において、R1は-Hまたは-CH3
あり、R2はt-ブチル、テトラヒドロピラニル及び1-
アルコキシエチル基よりなる群から選ばれる。また、x
は1〜4の整数を表し、k/(k+l)=0.5〜0.
9である。)で表される化学増幅型レジスト用ポリマー
と、前記ポリマーの質量を基準として1〜15質量%の
光酸発生剤とから構成されるレジスト組成物を提供す
る。
【0008】さらに本発明は、前記ポリマーは、5,0
00〜100,000の質量平均分子量を有する前記レ
ジスト組成物である。
【0009】さらに本発明は、前記ポリマーのR1は-H
であり、R2はt-ブチルである前記レジスト組成物であ
る。
【0010】さらに本発明は、前記ポリマーのR1は-C
3であり、R2はt-ブチルである前記レジスト組成物
である。
【0011】さらに本発明は、前記光酸発生剤は、トリ
アリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、
及びスルホン酸塩よりなる群から選択されたいずれか一
つまたは二つ以上の混合物である前記レジスト組成物で
ある。
【0012】さらに本発明は、前記光酸発生剤は、トリ
フェニルスルホニウムトリフレート、もしくはN-ヒド
ロキシスクシンイミドトリフレート、またはこれらの混
合物である前記レジスト組成物である。
【0013】さらに本発明は、有機塩基をさらに含む前
記レジスト組成物である。
【0014】さらに本発明は、前記有機塩基の含量は、
前記ポリマーの質量を基準として0.01〜2.0質量
%である前記レジスト組成物である。
【0015】さらに本発明は、前記有機塩基は、トリエ
チルアミン、トリイソブチルアミン、ジエタノールアミ
ン、及びトリエタノールアミンよりなる群から選択され
るいずれか一つ、または二つ以上の混合物である前記レ
ジスト組成物である。
【0016】また、本発明は、(a)式:
【0017】
【化5】
【0018】(上式において、R1は-Hまたは-CH3
あり、R2はt-ブチル、テトラヒドロピラニル及び1-
アルコキシエチル基よりなる群から選ばれ、xは1〜4
の整数を表し、k/(k+l)=0.5〜0.9であ
る。)で表されるポリマー(I)と、式:
【0019】
【化6】
【0020】(上式において、R3はt-ブチル、テトラ
ヒドロピラニル、1-アルコキシエチル及びt-ブトキシ
カルボニル基とよりなる群から選ばれ、m/(m+n)
=0.5〜0.9である。)で表されるポリマー(II)
が混合された化学増幅型レジスト用ポリマーブレンド
と、(b)前記ポリマーブレンドの質量を基準として1
〜15質量%の光酸発生剤とから構成されるレジスト組
成物である。
【0021】さらに本発明は、前記ポリマー(I)及び
ポリマー(II)は、各々5,000〜100,000
の質量平均分子量を有する前記レジスト組成物である。
【0022】さらに本発明は、前記ポリマー(I)は、
前記ポリマーブレンドの総質量を基準として10〜90
質量%である前記レジスト組成物である。
【0023】さらに本発明は、R1は-Hで、R2はt-ブ
チルであり、またR3は1-エトキシエチル基である前記
レジスト組成物である。
【0024】さらに本発明は、R1は-Hで、R2はt-ブ
チルであり、またR3はテトラヒドロピラニル基である
前記レジスト組成物である。
【0025】さらに本発明は、R1は-Hで、R2はt-ブ
チルであり、またR3はt-ブトキシカルボニル基である
前記レジスト組成物である。
【0026】さらに本発明は、R1は-CH3で、R2はt
-ブチルであり、またR3は1-エトキシエチル基である
前記レジスト組成物である。
【0027】さらに本発明は、R1は-CH3で、R2はt
-ブチルであり、またR3はテトラヒドロピラニル基であ
る前記レジスト組成物である。
【0028】さらに本発明は、R1は-CH3で、R2はt
-ブチルであり、またR3はt-ブトキシカルボニル基で
ある前記レジスト組成物である。
【0029】さらに本発明は、前記光酸発生剤は、トリ
アリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、
スルホン酸塩及びN-ヒドロキシスクシンイミド塩より
なる群から選択されるいずれか一つまたは二以上の混合
物である前記レジスト組成物である。
【0030】さらに本発明は、前記光酸発生剤は、トリ
フェニルスルホニウムトリフレート、もしくはN-ヒド
ロキシスクシンイミドトリフレートまたはこれらの混合
物である前記レジスト組成物である。
【0031】さらに本発明は、有機塩基をさらに含むこ
とができる前記レジスト組成物である。
【0032】さらに本発明は、前記有機塩基の含量が、
前記ポリマーブレンドの質量を基準として0.01〜
2.0質量%である前記レジスト組成物である。
【0033】さらに本発明は、前記有機塩基は、トリエ
チルアミン、トリイソブチルアミン、ジエタノールアミ
ン、及びトリエタノールアミンよりなる群から選択され
るいずれか一つまたは二つ以上の混合物であるレジスト
組成物である。
【0034】本発明に係るレジスト組成物は、露光前後
の現像液への溶解度差が著しいことから、レジストのコ
ントラストに極めて優れており、かつ分解温度が高いこ
とから、熱的特性に優れている。
【0035】
【発明の実施の形態】本発明による感光性ポリマーは、
式(A):
【0036】
【化7】
【0037】であり、前記式中、R1は-Hまたは-CH3
であり、R2はt-ブチル、テトラヒドロピラニルまたは
1-アルコキシエチル基であり、その理由は酸条件下で
分解が容易なためである。また、xは1〜4の整数を表
し、k/(k+l)=0.5〜0.9であり、上記の範
囲内にポリマーが構成されない場合、樹脂の接着性及び
溶解度特性が劣化し、好ましくない。
【0038】また前記ポリマーは、5,000〜10
0,000の質量平均分子量を有することが望ましい。
前記質量平均分子量が5,000未満の場合、ガラス転
移点(Tg)が下がり溶解度特性が劣化し、一方で10
0,000を超過する場合、樹脂の接着特性及び溶解度
特性が劣化し、いずれも好ましくない。
【0039】さらに本発明のレジスト組成物は、前記ポ
リマーと共に、感光性分として光酸発生剤を含有する。
KrFレジストにおける光酸発生剤は、オニウム塩系P
AGと同じ性質を持つ化合物が望ましく、これらは高感
度用であるためである。具体的にはトリアリールスルホ
ニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、スルホン酸塩、
及びN-ヒドロキシスクシンイミド塩よりなる群から選
択されるいずれか一つまたは二以上の混合物であること
が望ましく、具体的にはトリフェニルスルホニウムトリ
フレート、トリフェニルスルホニウムアンチモ酸塩、ジ
フェニルヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨード
ニウムアンチモ酸塩、メトキシジフェニルヨードニウム
トリフレート、ジ-t-ブチルジフェニルヨードニウムト
リフレート、2、6-ジニトロベンジルスルホン酸塩、
及びピロガロールトリス(アルキルスルホン酸塩)等が
望ましい。
【0040】さらに前記レジスト組成物における前記光
酸発生剤の含有量は、前記ポリマーの質量を基準として
1〜15質量%であることが望ましい。前記含有量が1
%未満の場合、感度が低下し、解像度が不良であり、一
方で15%を超過する場合、透過度特性及び溶解度特性
が劣化し、ありいずれも好ましくない。
【0041】さらに前記レジスト組成物は、有機塩基を
含有することも可能である。有機塩基の添加により露光
後に起こる酸の拡散や活性を抑制することができ、レジ
ストパターンの寸法変動を防止する効果があるためであ
る。このような有機塩基は、具体的にトリエチルアミ
ン、トリイソブチルアミン、ジエタノールアミン、およ
びトリエタノールアミンよりなる群から選択されるいず
れか一つまたは二以上の混合物であることが望ましい。
【0042】また前記レジスト組成物における前記有機
塩基の含有量は、前記ポリマーの質量を基準として0.
01〜2.0質量%であることが望ましい。前記含有量
が0.01%未満の場合、フォトレジストが環境に敏感
になり、例えばT−トッププロファイル減少が発生し、
一方で2.0%を超過する場合、感度が低下し、解像度
が劣化し、いずれも好ましくない。
【0043】一方で本発明によるレジスト組成物は、前
記式(A)のポリマー、及び式(B):
【0044】
【化8】
【0045】で表されるポリマーとのポリマーブレンド
も含む。前記式中、R3はt-ブチル、テトラヒドロピラ
ニル、1-アルコキシエチルまたはt-ブトキシカルボニ
ル基であり、その理由は酸条件下で分解が容易なためで
ある。また、m/(m+n)=0.5〜0.9であり、
上記の範囲内にポリマーが構成されない場合、樹脂の接
着性及び溶解度特性が劣化し、好ましくない。
【0046】また前記ポリマー(B)は、5,000〜
100,000の質量平均分子量を有することが望まし
い。前記質量平均分子量が5,000未満の場合、ガラ
ス転移点(Tg)が下がり溶解度特性が劣化し、一方で
100,000を超過する場合、樹脂の接着特性及び溶
解度特性が劣化し、いずれも好ましくない。
【0047】さらに前記ポリマー(A)は、前記ポリマ
ーブレンドの総質量を基準として10〜90質量%であ
り、10質量%未満だと、コントラストが劣化してレジ
スト特性が落ち、90質量%を超過するとコントラスト
が高すぎて焦点深度が縮まるために、コストアップの原
因になる短所がありいずれも好ましくない。
【0048】さらに前記有機塩基の含量は前記ポリマー
ブレンドの質量を基準として0.01〜2.0質量%、
及び光酸発生剤の含量は前記ポリマーブレンドの質量を
基準として1〜15質量%であり、その理由は前記ポリ
マー(a)の場合と同様である。
【0049】さらに、本発明による感光性ポリマー、及
びレジスト組成物の製造方法について説明する。
【0050】感光性重合体の製造方法 1.モノマーの製造 水素化ナトリウムを溶解させた溶媒(例えばテトラヒド
ロフランなど)に、ジアルキルマロネート化合物をゆっ
くり滴下し常温で1時間反応させた後、置換化合物を0
℃でゆっくり滴下し常温で12時間反応させる。その後
過剰の溶媒を揮発させ、残留物を酸で中和しジエチルエ
ーテルを用いて抽出する。その結果物を硫酸マグネシウ
ムで乾燥し、減圧蒸留して生成物を回収する。
【0051】2.ポリマーの製造:上記で得られたジア
ルキルマロネート誘導体、アセトキシスチレン誘導体な
どの、目的のポリマーを構成するモノマーのそれぞれ適
切な量を共にトルエンに溶解させ、窒素でパージし、7
0℃で24時間重合させる。結果物の10倍程度のn−
ヘキサンで結果物を沈殿させ、沈殿物を50℃の真空オ
ーブン内で24時間乾燥し生成物を回収する。
【0052】さらにアセトキシスチレン誘導体のアセチ
ル基を加水分解するために、前記生成物を水酸化アンモ
ニウムとメタノールの混合溶液で4時間環流状態で反応
させ、過量の水にゆっくり沈殿させ、酸で中和する。生
じた沈殿をガラスフィルター等でろ過し、残留物を溶媒
(例えばTHFなど)に再溶解し、適量のn−ヘキサン
で再沈殿する。沈殿物を50℃の真空オーブン内で24
時間乾燥し生成物を回収して目的のポリマーを得る。ま
た、本発明による他のポリマーもこれと類似した方法を
用いて製造される。
【0053】3.レジスト組成物の調製およびこれを用
いた写真蝕刻方法 上記の方法で製造したポリマーをプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に完全に
溶解させる。生じた溶液を適切なサイズのメンブレンフ
ィルターでろ過しレジスト組成物を得る。
【0054】前記レジスト組成物は一般の写真蝕刻工程
に使用されうる。特に、露光源としてKrFエキシマレ
ーザーを使用して0.40μm以下のデザインルールで
微細パターンを形成する。
【0055】まず、ヘキサメチルジシラザン(HMD
S)で処理したシリコンウェーハ上に、前記フォトレジ
スト組成物を塗布して所定厚さのフォトレジスト膜を形
成する。本発明に係るフォトレジスト組成物を構成する
感光性重合体には水酸基が結合されているために接着力
が良好である。従って、フォトレジスト膜を塗布しやす
く、後続工程を経て完成されたフォトレジストパターン
のリフティングも発生しない。
【0056】次いでソフトべークを実施した後、露光源
としてKrFエキシマレーザーを使用して所定のパター
ンが形成されたマスクを用いてフォトレジスト膜を露光
させる。露光によりフォトレジスト膜内の光酸発生剤か
ら酸が発生し、その酸が触媒作用をして感光性重合体を
加水分解して多量のカルボキシ基を形成する。これによ
り露光部のフォトレジスト膜と非露光部のフォトレジス
ト膜との間に著しい極性の差が生じるることで、コント
ラストが著しく増加する。
【0057】露光の完了後、短時間フォトレジスト膜を
露光後ベークする。これは露光部内において酸触媒によ
る加水分解反応をさらに活性化させ、感光性重合体の溶
解抑制基(-COOR2)をカルボキシ基で加水分解させ
てコントラストを増加させるために実施する。
【0058】次いで、適切な現像液を使用して現象工程
を実施してフォトレジストパターンを完成する。この
際、用いられる現像液は通常の工程に用いられる濃度の
現像液、例えば2.38質量%のTMAHを使用する。
フォトレジストパターンを形成した後、パタニングしよ
うとする膜を蝕刻して所望のパターンを形成する。
【0059】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は本発明の技術的な思想の範囲内で
当分野における通常の知識を有した者にとって種々なる
変形が可能であり、本発明はこれらの例によって何ら制
限されるものではない。
【0060】
【実施例】<参考例1>ジ-t-ブチルマロニルプロピルアクリレート(DBMP
A)の合成
【0061】
【化9】
【0062】水素化ナトリウム(4.8g、0.12モ
ル)をテトラヒドロフラン(THF)250mlに溶解
し、そこにジ-t-ブチルマロネート(25g、0.11
モル)をゆっくり滴下し、さらに室温で1時間反応させ
た。
【0063】その後、得られた溶液に2-ブロモエチル
アクリレート(18g、0.1モル)を0℃でゆっくり
滴下し、さらに室温で12時間反応させた。
【0064】反応終了後、過剰のTHFを蒸発させ、残
余物を過量の水に注いだ。次に、HClで中和させ、ジ
エチルエーテルで抽出した。
【0065】得られた抽出物を硫酸マグネシウム(Mg
SO4)で乾燥させ、減圧蒸留を施すことで生成物を回
収した(収率60%)。
【0066】<参考例2>ポリ(DBMPA-co-AST)の合成
【0067】
【化10】
【0068】DBMPA(2.8g、9mmol)とア
セトキシスチレン(AST)(4.5g、27mmo
l)を0.35gのアゾビスイソブチロニトリル(AI
BN)と共にトルエン(35ml)に溶解し、窒素で1
時間パージし、さらに70℃で24時間重合させた。
【0069】重合終了後、得られた生成物を過量のn-
ヘキサン(10倍)で沈殿させ、沈殿物を50℃に保た
れる真空オーブン内で24時間乾燥させ、さらに生成物
を回収した(収率70%)。
【0070】このとき、得られた生成物の質量平均分子
量は12,500で、多分散度は1.87であった。
【0071】<実施例1>ポリ(DBMPA-co-HST)の合成
【0072】
【化11】
【0073】ポリ(DBMPA-co-AST)(10
g)を水酸化アンモニウム(28%、NH4OH溶液1
0ml)とメタノール(50ml)の混合溶液で4時間
還流状態で反応させ、得られた結果物を過量の水にゆっ
くり沈殿させ、さらにHClで中和させた。
【0074】沈殿物をガラスフィルターを用いてろ過
し、得られたろ過物をTHFにもう一度溶解し、過量の
n-ヘキサンで再沈殿させ、沈殿物を50℃に保たれる
真空オーブン内で24時間乾燥させ、さらに生成物を回
収した(収率90%)。
【0075】このとき、得られた生成物の質量平均分子
量は11,300で、多分散度は1.86であった。
【0076】<参考例3>ポリ(HST-EVE)の合成
【0077】
【化12】
【0078】ポリ(ヒドロキシスチレン)(HST、質
量平均分子量=10,000)(12g)をTHF(1
00ml)に溶解し、そこにエチルビニルエーテル(E
VE)(3.6g)を混合し、硫酸を触媒量だけ仕込
み、さらに室温で20時間反応させた。
【0079】反応終了終、得られた結果物を過量の水に
ゆっくり滴下し、炭酸カリウムで中和させた。
【0080】沈殿物をろ過し、得られたろ過物をTHF
にもう一度溶解し、過量のn-ヘキサンで再沈殿させた
後、沈殿物を50℃に保たれる真空オーブン内で24時
間乾燥させ、さらに生成物を回収した(収率80%)。
【0081】<参考例4>ポリ(HST-THP)の合成 ポリ(ヒドロキシスチレン)(HST、質量平均分子量
=10,000)(12g)をTHF(100ml)に
溶解し、そこに2,3-ジヒドロピラン(THP)
(4.2g)を混合し、p-トルエンスルホン酸(PT
SA)を触媒量だけ仕込み、さらに室温で20時間反応
させた。
【0082】反応終了後、得られた結果物を過量の水に
ゆっくり滴下し、炭酸カリウムで中和させた。
【0083】沈殿物をろ過し、得られたろ過物をTHF
にもう一度溶解し、過量のn-ヘキサンで再沈殿させた
後に、沈殿物を50℃に保たれる真空オーブン内で24
時間乾燥させ、生成物を回収した(収率90%)。
【0084】<参考例5>ポリ(HST-BOC)の合成
【0085】
【化13】
【0086】ポリ(ヒドロキシスチレン)(HST、質
量平均分子量=10,000)(12g)とピリジン
(4g)をTHF(100ml)に溶解し、そこにジ-
t-ブチルジカーボネート(11g)をゆっくり滴下
し、さらに40℃で12時間反応させた。
【0087】反応終了後、得られた結果物を過量の水に
ゆっくり滴下し、HClで中和させた。
【0088】沈殿物をガラスろ過器を用いてろ過し、得
られたろ過物をTHFにもう一度溶解し、過量のn-ヘ
キサンで再沈殿させた後に、沈殿物を50℃に保たれる
真空オーブン内で24時間乾燥させ、生成物を回収した
(収率85%)。
【0089】<実施例2>レジスト組成物 実施例1で合成したポリ(DBMPA-co-HST)
[k/(l+k)=0.3](1.0g)と光酸発生剤
であるトリフェニルスルホニウムトリフレート(0.0
3g)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート(PGMEA)(6.0g)に完全に溶解した。
その後、得られた溶液を0.2μmメンブランフィルタ
ーを用いてろ過し、レジスト組成物を得た。次に、この
レジスト組成物をヘキサメチルジシラザン(HMDS)
で処理したシリコンウェーハ上に約0.5μmの厚みで
コーティングした。
【0090】レジスト組成物のコーティングされた前記
ウェーハを130℃の温度で90秒間ソフトべークし、
開口数(NA)が0.45であるKrFエキシマレーザ
を用い露光した後、140℃の温度で90秒間露光後ベ
ーク(PEB)を施した。
【0091】その後、2.38質量%テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド(TMAH)溶液を用い60秒間
現像を行った。その結果、露光ドーズ量を約20mJ/
cm 2にした時、鮮明な0.30μmラインアンドスペ
ースパターンが得られることが確認できた。
【0092】<実施例3><レジスト組成物> 実施例1で合成したポリ(DBMP
A-co-HST)[k/(l+k)=0.25、質量平
均分子量=11、500](0.3g)と参考例3で合
成したポリ(HST-EVE)[n/(m+n)=0.
35](0.7g)を光酸発生剤であるトリフェニルス
ルホニウムトリフレート(0.03g)と共にプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGME
A)(6.0g)に完全に溶解した。その後、得られた
溶液を0.2μmメンブランフィルターを用いてろ過
し、レジスト組成物を得た。次に、このレジスト組成物
をHMDSで処理したシリコンウェーハ上に約0.5μ
mの厚みでコーティングした。
【0093】レジスト組成物のコーティングされた前記
ウェーハを110℃の温度で90秒間ソフトべークし、
開口数(NA)が0.45であるKrFエキシマレーザ
を用いて露光後、120℃の温度で90秒間露光後ベー
クを施した。
【0094】その後、2.38質量%TMAH溶液を用
いて60秒間現像を行った。その結果、露光ドーズ量を
約25mJ/cm2にした時、鮮明な0.30μmライ
ンアンドスペースパターンが得られることが確認でき
た。
【0095】<実施例4>レジスト組成物 実施例1で合成したポリ(DBMPA-co-HST)
[k/(l+k)=0.25、質量平均分子量=11、
500](0.3g)と参考例3で合成したポリ(HS
T-EVE)[n/(m+n)=0.35](0.7
g)を光酸発生剤であるトリフェニルスルホニウムトリ
フレート(0.03g)と共にPGMEA(6.0g)
に溶解し、そこに有機塩基であるトリエタノールアミン
(3mg)を加え完全に溶解した。その後、得られた溶
液を0.2μmメンブランフィルターを用いてろ過し、
レジスト組成物を得た。次に、このレジスト組成物をH
MDSで処理したシリコンウェーハ上に約0.5μmの
厚みでコーティングした。
【0096】レジスト組成物のコーティングされた前記
ウェーハを110℃の温度で90秒間ソフトべークし、
開口数(NA)が0.45であるKrFエキシマレーザ
を用いて露光後、120℃の温度で90秒間露光後ベー
クを施した。
【0097】その後、2.38質量%TMAH溶液を用
いて60秒間現像を行った。その結果、露光ドーズ量を
約33mJ/cm2にした時、鮮明な0.30μmライ
ンアンドスペースパターンが得られることが確認され
た。
【0098】<実施例5>レジスト組成物 実施例1で合成したポリ(DBMPA-co-HST)
[k/(l+k)=0.25、質量平均分子量=11、
500](0.3g)と参考例4で合成したポリ(HS
T-THP)[THP/(HST+THP)=0.3
3](0.7g)を光酸発生剤であるトリフェニルスル
ホニウムトリフレート(0.03g)と共にPGMEA
(6.0g)に溶解し、そこに有機塩基であるトリイソ
ブチルアミン(3mg)を加え完全に溶解した。その
後、得られた溶液を0.2μmメンブランフィルターを
用いてろ過し、レジスト組成物を得た。次に、このレジ
スト組成物をHMDSで処理したシリコンウェーハ上に
約0.5μmの厚みでコーティングした。
【0099】レジスト組成物のコーティングされた前記
ウェーハを110℃の温度で90秒間ソフトべークし、
開口数(NA)が0.45であるKrFエキシマレーザ
を用いて露光後、110℃の温度で90秒間露光後ベー
クを施した。
【0100】その後、2.38質量%TMAH溶液を用
いて60秒間現像を行った。その結果、露光ドーズ量を
約30mJ/cm2にした時、鮮明な0.30μmライ
ンアンドスペースパターンが得られることが確認でき
た。
【0101】<実施例6>レジスト組成物 実施例1で合成したポリ(DBMPA-co-HST)
[k/(l+k)=0.25、質量平均分子量=11、
500](0.3g)と参考例5で合成したポリ(HS
T-BOC)[n/(m+n)=0.36](0.7
g)を光酸発生剤であるトリフェニルスルホニウムトリ
フレート(0.03g)と共にPGMEA(6.0g)
に溶解し、そこに有機塩基であるトリエタノールアミン
(3mg)を加え完全に溶解した。その後、得られた溶
液を0.2μmメンブランフィルターを用いてろ過し、
レジスト組成物を得た。次に、このレジスト組成物をH
MDSで処理したシリコンウェーハ上に約0.5μmの
厚みでコーティングした。
【0102】レジスト組成物のコーティングされた前記
ウェーハを100℃の温度で90秒間ソフトべークし、
開口数(NA)が0.45であるKrFエキシマレーザ
を用いて露光後、110℃の温度で90秒間露光後ベー
クを施した。
【0103】その後、2.38質量%TMAH溶液を用
いて60秒間現像を行った。その結果、露光ドーズ量を
約21mJ/cm2にした時、鮮明な0.30μmライ
ンアンドスペースパターンが得られることが確認でき
た。
【0104】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るレジス
ト組成物を構成するベース樹脂は、その側鎖としてジア
ルキルマロネートを含んでいるため、光酸発生剤存在下
に、光により発生された酸によってマロン酸に加水分解
され、これによりポリマーの全体的な現像液への溶解度
を高める。従って、本発明に係るレジスト組成物は、加
水分解に際し、露光前後の現像液への溶解度の差が著し
いことから、レジストのコントラストに極めて優れてお
り、かつ分解温度が高いことから、熱的特性に優れてい
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−130667(JP,A) 特開 平10−48828(JP,A) 特開 平9−197674(JP,A) 特開 平5−61197(JP,A) 特開 平7−295221(JP,A) 特開 平7−230169(JP,A) 特開 平10−221854(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/42

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: 【化1】 (上式において、R1は-Hまたは-CH3であり、R2
    t-ブチル、テトラヒドロピラニル及び1-アルコキシエ
    チル基よりなる群から選ばれ、xは1〜4の整数を表
    し、k/(k+l)=0.5〜0.9である。)で表さ
    れる化学増幅型レジスト用感光性ポリマーと、 前記ポリマーの質量を基準として1〜15質量%の光酸
    発生剤とから構成される化学増幅型レジスト組成物。
  2. 【請求項2】 前記ポリマーは、5,000〜100,
    000の質量平均分子量を有する請求項1に記載のレジ
    スト組成物。
  3. 【請求項3】 R1は-Hであり、R2はt-ブチルである
    請求項1または2に記載のレジスト組成物。
  4. 【請求項4】 R1は-CH3であり、R2はt-ブチルで
    ある請求項1または2に記載のレジスト組成物。
  5. 【請求項5】 前記光酸発生剤は、トリアリールスルホ
    ニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、スルホン酸塩及
    びN-ヒドロキシスクシンイミド塩よりなる群から選択
    されるいずれか一つまたは二つ以上の混合物である請求
    項1〜4のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
  6. 【請求項6】 前記光酸発生剤は、トリフェニルスルホ
    ニウムトリフレート、及びN-ヒドロキシスクシンイミ
    ドトリフレートよりなる群から選択されるいずれか一つ
    または二つの混合物である請求項5に記載のレジスト組
    成物。
  7. 【請求項7】 有機塩基をさらに含む請求項1〜6のい
    ずれか一項に記載のレジスト組成物。
  8. 【請求項8】 前記有機塩基の含量が、前記ポリマーの
    質量を基準として0.01〜2.0質量%である請求項
    7に記載のレジスト組成物。
  9. 【請求項9】 前記有機塩基は、トリエチルアミン、ト
    リイソブチルアミン、ジエタノールアミン、及びトリエ
    タノールアミンよりなる群から選択されるいずれか一つ
    または二つ以上の混合物である請求項7または8に記載
    のレジスト組成物。
  10. 【請求項10】 (a)式: 【化2】 (上式において、R1は-Hまたは-CH3であり、R2
    t-ブチル、テトラヒドロピラニル及び1-アルコキシエ
    チル基よりなる群から選ばれ、xは1〜4の整数を表
    し、k/(k+l)=0.5〜0.9である。)で表さ
    れるポリマー(I)と、 式: 【化3】 (上式において、R3はt-ブチル、テトラヒドロピラニ
    ル、1-アルコキシエチル及びt-ブトキシカルボニル基
    とよりなる群から選ばれ、m/(m+n)=0.5〜
    0.9である。)で表されるポリマー(II)が混合され
    た化学増幅型レジスト用ポリマーブレンドと、 (b)前記ポリマーブレンドの質量を基準として1〜1
    5質量%の光酸発生剤とから構成される化学増幅型レジ
    スト組成物。
  11. 【請求項11】 前記ポリマー(I)及びポリマー(I
    I)は、各々5,000〜100,000の質量平均分
    子量を有する請求項10に記載のレジスト組成物。
  12. 【請求項12】 前記ポリマー(I)は、前記ポリマー
    ブレンドの総質量を基準として10〜90質量%である
    請求項10または11に記載のレジスト組成物。
  13. 【請求項13】 R1は-Hで、R2はt-ブチルであり、
    3は1-エトキシエチル基である請求項10〜12いず
    れか一項に記載のレジスト組成物。
  14. 【請求項14】 R1は-Hで、R2はt-ブチルであり、
    3はテトラヒドロピラニル基である請求項10〜12
    いずれか一項に記載のレジスト組成物。
  15. 【請求項15】 R1は-Hで、R2はt-ブチルであり、
    3はt-ブトキシカルボニル基である請求項10〜12
    いずれか一項に記載のレジスト組成物。
  16. 【請求項16】 R1は-CH3で、R2はt-ブチルであ
    り、R3は1-エトキシエチル基である請求項10〜12
    いずれか一項に記載のレジスト組成物。
  17. 【請求項17】 R1は-CH3で、R2はt-ブチルであ
    り、R3はテトラヒドロピラニル基である請求項10〜
    12のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
  18. 【請求項18】 R1は-CH3で、R2はt-ブチルであ
    り、R3はt-ブトキシカルボニル基である請求項10〜
    12いずれか一項に記載のレジスト組成物。
  19. 【請求項19】 前記光酸発生剤は、トリアリールスル
    ホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、スルホン酸塩
    及びN-ヒドロキシスクシンイミド塩より成る群から選
    択されるいずれか一つまたは二以上の混合物である請求
    項10〜18いずれか一項に記載のレジスト組成物。
  20. 【請求項20】 前記光酸発生剤は、トリフェニルスル
    ホニウムトリフレート、もしくはN-ヒドロキシスクシ
    ンイミドトリフレートまたはこれらの混合物である請求
    項19に記載のレジスト組成物。
  21. 【請求項21】 有機塩基をさらに含む請求項10〜2
    0いずれか一項に記載のレジスト組成物。
  22. 【請求項22】 前記有機塩基の含量が、前記ポリマー
    ブレンドの質量を基準として0.01〜2.0質量%で
    ある請求項21に記載のレジスト組成物。
  23. 【請求項23】 前記有機塩基は、トリエチルアミン、
    トリイソブチルアミン、ジエタノールアミン、及びトリ
    エタノールアミンよりなる群から選択されるいずれか一
    つまたは二つ以上の混合物である請求項21または22
    に記載のレジスト組成物。
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