JP6231162B2 - パターン処理法 - Google Patents
パターン処理法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6231162B2 JP6231162B2 JP2016111083A JP2016111083A JP6231162B2 JP 6231162 B2 JP6231162 B2 JP 6231162B2 JP 2016111083 A JP2016111083 A JP 2016111083A JP 2016111083 A JP2016111083 A JP 2016111083A JP 6231162 B2 JP6231162 B2 JP 6231162B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- monomer
- pattern processing
- composition
- block
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0035—Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/165—Monolayers, e.g. Langmuir-Blodgett
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
- G03F7/405—Treatment with inorganic or organometallic reagents after imagewise removal
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F293/00—Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D153/00—Coating compositions based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/002—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor using materials containing microcapsules; Preparing or processing such materials, e.g. by pressure; Devices or apparatus specially designed therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/008—Azides
- G03F7/012—Macromolecular azides; Macromolecular additives, e.g. binders
- G03F7/0125—Macromolecular azides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binder or the macromolecular additives other than the macromolecular azides
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
- G03F7/0384—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable with ethylenic or acetylenic bands in the main chain of the photopolymer
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
- G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
- G03F7/0397—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
- G03F7/2053—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a laser
- G03F7/2055—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a laser for the production of printing plates; Exposure of liquid photohardening compositions
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
- G03F7/325—Non-aqueous compositions
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
本発明のパターン処理組成物は、ブロックコポリマー及び有機溶媒を含み、1つ以上の追加の任意の成分を含み得る。ブロックコポリマーは、第1のブロック及び第2のブロックを含む。第1のブロックは、エチレン性不飽和重合性基及び窒素含有基である水素受容体基を含む第1のモノマーから形成された単位を含む。第2のブロックは、エチレン性不飽和重合性基及び芳香族基を含む第2のモノマーから形成された単位を含むが、但し、第2のモノマーがスチレンではないことを条件とする。本組成物は、あるパターン、例えば、コンタクトホールパターン、溝または線パターン、及び空間パターン等のNTD形成フォトレジストパターン上にコーティングされたときに、特徴部のサイズまたは密度にかかわらず、一貫した収縮値を可能にする。すなわち、本組成物は、近接バイアスを最小限にしか呈しないか、または全く呈しない収縮パターンを可能にする。加えて、本パターン処理組成物は、スピンコーティング用具を使用してコーティングされ、それにより加工を簡易化し、フォトレジストパターン形成プロセスとの統合を容易にし得る。
N/(NC−NO)=大西パラメータ
式中、Nは、炭素原子、水素原子、及び酸素原子の合計総数であり、NCは、炭素原子の数であり、NOは、酸素原子の数である。単位体積当たりのポリマーの炭素密度の増加(すなわち、大西パラメータの減少)は、そのエッチング耐性を改善する。本発明に有用な炭素系ポリマーの大西パラメータは、典型的には4.5未満、好ましくは4未満、より好ましくは3.5未満である。
本発明に有用なフォトレジスト組成物は、酸感受性である、すなわち、フォトレジスト組成物の層の一部として、樹脂及び組成物層が、ソフトベーク、活性化放射線への露光、及び露光後ベーク後に光酸発生剤によって発生する酸との反応の結果として、有機現像剤中での溶解度の変化を受ける、マトリックス樹脂を含む化学増幅フォトレジスト組成物を含む。溶解度の変化は、マトリックスポリマー中の光酸不安定エステルまたはアセタール基等の酸開裂性脱離基が活性化放射線への露光及び熱処理時に光酸促進脱保護反応を受けて酸またはアルコール基を生成するときにもたらされる。本発明に有用な好適なフォトレジスト組成物は市販のものである。
本発明によるプロセスが、ネガ型現像によってフォトリソグラフィパターンを形成するための例示のプロセスフローを図解する図1A〜Fを参照して、これから説明される。
17.73gのマトリックスポリマーA(PGMEA中15重量%)、16.312gのPAG A溶液(2−ヒドロキシイソ酪酸メチル中1重量%)、3.463gのPAG B溶液(PGMEA中1重量%)、6.986gのPAG C溶液(2−ヒドロキシイソ酪酸メチル中2重量%)、4.185gのトリオクチルアミン(PGMEA中1重量%溶液)、0.248gのポリマー添加物A(PGMEA中25重量%溶液)、25.63gのPGMEA、9.69gのγ−ブチロラクトン、及び22.61gの2−ヒドロキシイソ酪酸メチルを混合し、0.2μmのナイロンフィルタを通して濾過した。
以下のモノマーを使用して、以下に記載されパターン処理組成物ポリマーP−1〜P−14を調製した。
実施例1〜4:
表1に記載の材料及び量を使用して、ポリマーP−1〜P−4を合成した。これらのモノマー及び溶媒を3回凍結ポンプ解凍して、酸素を除去した。これらのモノマーを活性化Al2O3と共に使用する前にさらに精製し、シクロヘキサンで希釈して約50体積%の濃度にした。約7〜10重量%固体の反応濃度に必要な量のTHFを、事前に乾燥させたLiClを含有する反応器に移した。これらの内容物をドライアイス/イソプロパノール浴中で−78℃に冷却した。THFを0.7Mシクロヘキサン中のsec−ブチルリチウム(SBL)開始剤で緑色が観察されるまで滴定した。緑色が完全に消えるまで反応浴を室温まで加温した。反応浴を−78℃に再度冷却し、その後、ジフェニルエチレン(DPE)及びSBL開始剤を添加して、鮮赤色を得た。第1のモノマー(「モノマー1」)を反応器に供給し、内容物をさらに4時間撹拌した。ポリマー混合物を無酸素メタノール中にカニューレ挿入することによって、反応物一定分量を回収した。沈殿したポリマーをMnについてGPCで分析した。第2のモノマー(「モノマー2」)を反応器に添加し、混合物を−78℃でさらに2時間撹拌した。その後、無酸素メタノールを添加して反応物を反応停止処理した。この反応生成物をメタノール中に沈殿させて粉末状の白色沈殿物を得て、これを50℃のオーブン内で8時間真空乾燥させて、ポリマーP−1〜P−4として乾燥ポリマーを得た。
表1に記載の材料及び量を使用して、ポリマーを合成した。これらのモノマー及び溶媒を3回凍結ポンプ解凍して、酸素を除去した。これらのモノマーを活性化Al2O3と共に使用する前にさらに精製し、シクロヘキサンで希釈して約50体積%の濃度にした。約7〜10重量%固体の反応濃度に必要な量のTHFを、事前に乾燥させたLiClを含有する反応器に移した。これらの内容物をドライアイス/イソプロパノール浴中で−78℃に冷却した。THFを0.7Mシクロヘキサン中のsec−ブチルリチウム(SBL)開始剤で緑色が観察されるまで滴定した。緑色が完全に消えるまで反応浴を室温まで加温した。反応浴を−78℃に再度冷却し、その後、ジフェニルエチレン(DPE)及びSBL開始剤を添加して、鮮赤色を得た。第1及び第2のモノマー(「モノマーA」及び「モノマーB」)を反応器に供給し、内容物を6時間撹拌した。ポリマー混合物を無酸素メタノール中にカニューレ挿入することによって、反応物一定分量を回収した。沈殿したポリマーをMnについてGPCで分析した。第3のモノマー(「モノマーC」)を反応器に添加し、混合物を−78℃で4時間撹拌した。その後、反応物一定分量を無酸素メタノール中で反応停止処理した。この反応生成物をメタノール中に沈殿させて粉末状の白色沈殿物を得て、これを50℃のオーブン内で8時間真空乾燥させて、ポリマーP−5、P−6及、びP−7として乾燥ポリマーを得た。
表1に記載の材料及び量を使用して、ポリマーを合成した。これらのモノマー及び溶媒を3回凍結ポンプ解凍して、酸素を除去した。これらのモノマーを活性化Al2O3と共に使用する前にさらに精製し、シクロヘキサンで希釈して約50体積%の濃度にした。約7〜10重量%固体の反応濃度に必要な量のTHFを、事前に乾燥させたLiClを含有する反応器に移した。これらの内容物をドライアイス/イソプロパノール浴中で−78℃に冷却した。THFを0.7Mシクロヘキサン中のsec−ブチルリチウム(SBL)開始剤で緑色が観察されるまで滴定した。緑色が完全に消えるまで反応浴を室温まで加温した。反応浴を−78℃に再度冷却し、その後、ジフェニルエチレン(DPE)及びSBL開始剤を添加して、鮮赤色を得た。第1のモノマー(「モノマー1」)を反応器に供給し、内容物を4時間撹拌した。ポリマー混合物を無酸素メタノール中にカニューレ挿入することによって、反応物一定分量を回収した。沈殿したポリマーをMnについてGPCで分析した。第2のモノマー(「モノマー2」)を反応器に添加し、混合物を−78℃で4時間撹拌した。反応物一定分量を無酸素メタノール中に回収した。このポリマーをMnについてGPCで分析した。第3のモノマー(「モノマー3」)を反応器に添加し、混合物を−78℃で4時間撹拌した。その後、反応物一定分量を無酸素メタノール中で反応停止処理した。この反応生成物をメタノール中に沈殿させて粉末状の白色沈殿物を得て、これを50℃のオーブン内で8時間真空乾燥させて、ポリマーP−8及びP−9として乾燥ポリマーを得た。
21gのPGMEAを100mLの三つ口丸底フラスコに装填し、90℃に加熱して、窒素パージした。17.1gのモノマーM2及び0.9gのモノマーM17を12.0gのPGMEA中に事前に溶解した。0.9gのV601開始剤(Wako Specialty Chemicals)を8.0gのPGMEA中に溶解した。モノマー及び開始剤の両方を2時間にわたって反応器内に供給した。その後、内容物をさらに2時間保持し、その後、反応混合物を周囲温度まで冷却した。このポリマーをメタノール中に沈殿させ、50℃の真空オーブン内で8時間乾燥させて、10kの目標Mwを有するポリマーP〜10を得た。
500gのTHFをドライアイス/イソプロパノール浴中で−78℃に冷却した。THFを0.7Mシクロヘキサン中のsec−ブチルリチウム(SBL)で滴定した。緑がかった色が完全に消えるまで反応バッチを室温まで加温した。反応浴を−78℃に再度冷却し、その後、0.17gのジフェニルエチレン(100%)及び1.39gのSBL(シクロヘキサン中0.45M)開始剤を添加して、鮮赤色を得た。50.0gのモノマーM2を反応器に供給し、内容物をさらに4時間撹拌した。その後、反応物を無酸素メタノールで反応停止処理した。内容物をメタノール中に沈殿させて、粉末状の白色沈殿物を得た。この沈殿物を50℃のオーブン内で8時間真空乾燥させて、60kのMn及び1.03のPDIを有するポリマーP−11を得た。
300gのTHFをドライアイス/イソプロパノール浴中で−78℃に冷却した。THFを0.7Mシクロヘキサン中のsec−ブチルリチウム(SBL)で滴定した。緑がかった色が完全に消えるまで反応バッチを室温まで加温した。反応浴を−78℃に再度冷却し、その後、0.68gのSBL(シクロヘキサン中0.45M)開始剤を添加した。10.66gのモノマーM5を反応器に供給し、内容物をさらに2時間撹拌した。その後、反応物を無酸素メタノールで反応停止処理した。内容物をメタノール中に沈殿させて、粉末状の白色沈殿物を得た。この沈殿物を50℃のオーブン内で8時間真空乾燥させて、35kのMn及び1.1のPDIを有するポリマーP−12を得た。
表2に記載のポリマーを3重量%溶液を形成する量で2−ヘプタノン中に溶解することによって、パターン処理組成物を調製した。0.2ミクロンの超高分子量ポリエチレン(UPE)フィルタを用いて本組成物を濾過した。
線/空間パターン処理
線/空間パターンを有するシリコンウエハを以下のように調製及び加工した。1350Å有機下層上に220Åシリコン含有反射防止コーティング(SiARC)層を有する二層積層の8インチのシリコンウエハを提供した。TEL CLEAN TRACK(商標)LITHIUS(商標)i+コータ/デベロッパで、表3に指定されるフォトレジスト組成物を二層積層上にコーティングし、90℃で60秒ソフトベークして、1000Åの目標レジスト厚にした。0.75の開口数(NA)を有するASML 1100スキャナ及びDipole−35Y照明を使用して、各ウエハ全域に様々な線量で150nmのピッチを有する線/空間パターンを含むレチクルを通して本フォトレジスト層を露光した。露光後ベークを90℃で60秒行い、n−酢酸ブチル(nBA)現像剤を使用して本フォトレジスト層を現像して、これらのウエハ全域に150nmのピッチ及び様々な限界寸法(CD)を有する線/空間パターンを形成した。レジストパターン形成されたウエハのうちの1つをSEMでさらなる加工なしの対照として観察し、線間の平均間隔(CDi)を測定した。TEL CLEAN TRACK(商標)LITHIUS(商標)i+コータ/デベロッパで、1500rpmでスピンコーティングすることによって、他のウエハを表3に指定されるそれぞれのパターン処理組成物でオーバーコーティングした。パターン形成されたウエハを100℃で60秒ソフトベークし、スピンコータ上で、n−酢酸ブチルですすいだ。結果として生じたパターンをSEMで観察し、線間の平均間隔(CDf)をパターンの中間高さで測定した。本パターン処理組成物の平均収縮量ΔCD(=CDi−CDf)を計算した。結果を表3に示す。本発明のパターン処理組成物のパターン処理前後の露光線量の関数としてのCDも決定した。本組成物について測定された範囲にわたる各線量での収縮量(ΔCD)が実質的に一定していることが見出され、低近接バイアスを示した。図2は、パターン処理組成物PTC−8のパターン処理前後の露光線量に対するCDの代表的なプロットを提供する。
コンタクトホールパターンを有するシリコンウエハを以下のように調製及び加工した。1350Å有機下層上に220Åシリコン含有反射防止コーティング(SiARC)層を有する二層積層の8インチのシリコンウエハを提供した。表3に指定されるフォトレジスト組成物を二層積層上にコーティングし、TEL CLEAN TRACK(商標)LITHIUS(商標)i+コータ/デベロッパで、90℃で60秒ソフトベークして、1000Åの目標レジスト厚にした。0.75の開口数(NA)を有するASML 1100スキャナ及びQuadrapole 30照明を使用して、各ウエハ全域に様々な線量で300nmのピッチを有するコンタクトホールパターンを含むレチクルを通して本フォトレジスト層を露光した。露光後ベークを90℃で60秒行い、n−酢酸ブチル(nBA)現像剤を使用して本フォトレジスト層を現像して、これらのウエハ全域に300nmのピッチ及び様々な限界寸法(CD)を有するコンタクトホールパターンを形成した。レジストパターン形成されたウエハのうちの1つをSEMでさらなる加工なしの対照として観察し、平均コンタクトホール径(CDi)をパターンの中間高さで測定した。TEL CLEAN TRACK(商標)LITHIUS(商標)i+コータ/デベロッパで、1500rpmでスピンコーティングすることによって、他のウエハを表3に指定されるそれぞれのパターン処理組成物でオーバーコーティングした。パターン形成されたウエハを100℃で60秒ソフトベークし、スピンコータ上で、n−酢酸ブチルですすいだ。結果として生じたパターンをSEMで観察し、平均コンタクトホール径(CDf)をパターンの中間高さで測定した。本パターン処理組成物の平均収縮量ΔCD(=CDi−CDf)を計算した。結果を表3に示す。本発明のパターン処理組成物のパターン処理前後の露光線量の関数としてのCDも決定した。本組成物について測定された範囲にわたる各線量での収縮量(ΔCD)が実質的に一定していることが見出され、低近接バイアスを示した。図3は、パターン処理組成物PTC−1のパターン処理前後の露光線量に対するCDの代表的なプロットを提供する。
Claims (10)
- パターン処理法であって、
(a)表面にパターン形成された特徴部、ここで、前記パターン形成された特徴部はフォトレジストパターンである、を備える半導体基板を提供することと、
(b)パターン処理組成物を前記パターン形成された特徴部に塗布することであって、前記パターン処理組成物がブロックコポリマー及び溶媒を含み、前記ブロックコポリマーが第1のブロック及び第2のブロックを含み、前記第1のブロックがエチレン性不飽和重合性基及び水素受容体基を含む第1のモノマーから形成された単位を含み、前記水素受容体基がアミン、アミド、イミン、ジアジン、ジアゾール、任意に置換されたピリジン、任意に置換されたピロリドン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される窒素含有基であり、前記第2のブロックがエチレン性不飽和重合性基及び芳香族基を含む第2のモノマーから形成された単位を含み、前記第2のモノマーがアクリレートモノマー、α−C1〜C3アルキル置換アクリレートモノマー、及びα−C1〜C3ハロアルキル置換アクリレートモノマーからなる群から選択され、但し、前記第2のモノマーがスチレンではないことを条件とする、塗布することと、
(c)前記ブロックコポリマーと前記パターン形成された特徴部の間の結合を誘導し、前記パターン形成された特徴部に結合していない前記ブロックコポリマーを含む前記パターン処理組成物を前記基板からすすいで、前記パターン形成された特徴部に結合した前記ブロックコポリマーの一部を残すことと、を含む、前記パターン処理法。 - パターン処理法であって、
(a)表面にパターン形成された特徴部、ここで、前記パターン形成された特徴部はフォトレジストパターンである、を備える半導体基板を提供することと、
(b)パターン処理組成物を前記パターン形成された特徴部に塗布することであって、前記パターン処理組成物がブロックコポリマー及び溶媒を含み、前記ブロックコポリマーが第1のブロック及び第2のブロックを含み、前記第1のブロックがエチレン性不飽和重合性基及び水素受容体基を含む第1のモノマーから形成された単位を含み、前記水素受容体基がアミン、アミド、イミン、ジアジン、ジアゾール、任意に置換されたピリジン、任意に置換されたピロリドン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される窒素含有基であり、前記第2のブロックがエチレン性不飽和重合性基及び芳香族基を含む第2のモノマーから形成された単位、但し、前記第2のモノマーがスチレンではないことを条件とする、及びエチレン性不飽和重合性基を含む第3のモノマーから形成された単位を含み、前記第2のモノマー及び前記第3のモノマーが異なる、塗布することと、
(c)前記ブロックコポリマーと前記パターン形成された特徴部の間の結合を誘導し、前記パターン形成された特徴部に結合していない前記ブロックコポリマーを含む前記パターン処理組成物を前記基板からすすいで、前記パターン形成された特徴部に結合した前記ブロックコポリマーの一部を残すことと、を含む、前記パターン処理法。 - 前記フォトレジストパターンが、
(a1)フォトレジスト組成物層を前記半導体基板上に塗布するステップであって、前記フォトレジスト組成物が、酸開裂性脱離基を含む樹脂であって、その開裂が酸基及び/またはアルコール基を形成する、樹脂と、光酸発生剤と、溶媒と、を含む、塗布するステップと、
(a2)パターン形成フォトマスクを通して前記フォトレジスト層を活性化放射線に露光するステップと、
(a3)前記フォトレジスト層を加熱するステップであって、前記酸発生剤によって発生する酸が前記酸開裂性脱離基の開裂を引き起こし、それにより前記酸基及び/または前記アルコール基を形成する、加熱するステップと、
(a4)前記露光されたフォトレジスト組成物層を有機溶媒現像剤で現像して、酸基及び/またはアルコール基を含むフォトレジストパターンを形成するステップと、を含むステップによって形成される、請求項1または2に記載のパターン処理法。 - 前記窒素含有基が、アミン、アミド、及びピリジンから選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載のパターン処理法。
- 前記第1のモノマーが、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレートまたはビニルピリジンである、請求項4に記載のパターン処理法。
- 前記ブロックコポリマーが、エチレン性不飽和重合性基を含む第4のモノマーから形成された単位を含む第3のブロックを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のパターン処理法。
- 前記第1のブロックが酸不安定基を含まない、請求項1〜7のいずれか一項に記載のパターン処理法。
- 前記ブロックコポリマーがフルオロアルキル基を含まない、請求項1〜7のいずれか一項に記載のパターン処理法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562170516P | 2015-06-03 | 2015-06-03 | |
US62/170,516 | 2015-06-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016224448A JP2016224448A (ja) | 2016-12-28 |
JP2016224448A5 JP2016224448A5 (ja) | 2017-08-31 |
JP6231162B2 true JP6231162B2 (ja) | 2017-11-15 |
Family
ID=57452528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016111083A Expired - Fee Related JP6231162B2 (ja) | 2015-06-03 | 2016-06-02 | パターン処理法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9665005B2 (ja) |
JP (1) | JP6231162B2 (ja) |
KR (2) | KR20160142787A (ja) |
CN (1) | CN106249539A (ja) |
TW (1) | TWI617900B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016223046A (ja) * | 2015-06-04 | 2016-12-28 | 東京応化工業株式会社 | 表面にパターンを有する繊維の製造方法 |
US10162265B2 (en) * | 2015-12-09 | 2018-12-25 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Pattern treatment methods |
US9910353B2 (en) * | 2016-07-29 | 2018-03-06 | Dow Global Technologies Llc | Method of negative tone development using a copolymer multilayer electrolyte and articles made therefrom |
US9910355B2 (en) * | 2016-07-29 | 2018-03-06 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Method of negative tone development using a copolymer multilayer electrolyte and articles made therefrom |
US10133179B2 (en) * | 2016-07-29 | 2018-11-20 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Pattern treatment methods |
JP6823992B2 (ja) * | 2016-10-12 | 2021-02-03 | 東京応化工業株式会社 | レジストパターン形成方法、及びパターン厚肉化用ポリマー組成物 |
KR102288981B1 (ko) * | 2017-04-17 | 2021-08-13 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 임프린트 템플레이트 및 임프린트 패턴 형성 방법 |
KR102325779B1 (ko) * | 2017-08-22 | 2021-11-12 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 중성층 형성용 랜덤 공중합체 및 이를 포함하는 패턴 형성용 적층체, 이를 이용한 패턴 형성 방법 |
US10684545B2 (en) | 2017-11-17 | 2020-06-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for forming semiconductor structure by patterning assist layer having polymer |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63179360A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 平版印刷原版 |
US5219945A (en) * | 1992-02-20 | 1993-06-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | ABC triblock methacrylate polymers |
TW536734B (en) * | 2000-07-31 | 2003-06-11 | Clariant Int Ltd | Process for manufacturing a microelectronic device |
JP3675434B2 (ja) | 2002-10-10 | 2005-07-27 | 東京応化工業株式会社 | 微細パターンの形成方法 |
KR100585138B1 (ko) * | 2004-04-08 | 2006-05-30 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 제조용 마스크 패턴 및 그 형성 방법과 미세패턴을 가지는 반도체 소자의 제조 방법 |
JP4859437B2 (ja) * | 2005-10-25 | 2012-01-25 | 大阪有機化学工業株式会社 | 被膜形成用樹脂組成物 |
WO2008140119A1 (ja) | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Fujifilm Corporation | パターン形成方法 |
JP2009085989A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Jsr Corp | 微細パターン形成用樹脂組成物および微細パターン形成方法 |
US7745077B2 (en) | 2008-06-18 | 2010-06-29 | Az Electronic Materials Usa Corp. | Composition for coating over a photoresist pattern |
US8821978B2 (en) | 2009-12-18 | 2014-09-02 | International Business Machines Corporation | Methods of directed self-assembly and layered structures formed therefrom |
JP5440468B2 (ja) * | 2010-01-20 | 2014-03-12 | 信越化学工業株式会社 | パターン形成方法 |
JP5705669B2 (ja) * | 2011-07-14 | 2015-04-22 | メルクパフォーマンスマテリアルズIp合同会社 | 微細パターン形成用組成物およびそれを用いた微細化されたパターン形成方法 |
JP5793399B2 (ja) | 2011-11-04 | 2015-10-14 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法及びその方法に用いる架橋層形成用組成物 |
JP5979660B2 (ja) | 2012-02-09 | 2016-08-24 | 東京応化工業株式会社 | コンタクトホールパターンの形成方法 |
JP5891075B2 (ja) | 2012-03-08 | 2016-03-22 | 東京応化工業株式会社 | ブロックコポリマー含有組成物及びパターンの縮小方法 |
US9127113B2 (en) * | 2012-05-16 | 2015-09-08 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Polystyrene-polyacrylate block copolymers, methods of manufacture thereof and articles comprising the same |
JPWO2014003023A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-06-02 | Jsr株式会社 | パターン形成用組成物及びパターン形成方法 |
JP5887244B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-03-16 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成用自己組織化組成物、それを用いたブロックコポリマーの自己組織化によるパターン形成方法、及び自己組織化パターン、並びに電子デバイスの製造方法 |
CN105051605A (zh) | 2013-02-25 | 2015-11-11 | 昆士兰大学 | 平版印刷产生的特征 |
KR20140120212A (ko) | 2013-04-02 | 2014-10-13 | 주식회사 동진쎄미켐 | 미세패턴 형성용 코팅 조성물 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법 |
JP5981392B2 (ja) * | 2013-06-19 | 2016-08-31 | 株式会社東芝 | パターン形成方法 |
JP6134619B2 (ja) | 2013-09-13 | 2017-05-24 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法 |
JP6233240B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2017-11-22 | 信越化学工業株式会社 | パターン形成方法 |
KR102198023B1 (ko) | 2013-10-30 | 2021-01-05 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 패턴 형성방법 |
JP6347148B2 (ja) * | 2014-05-08 | 2018-06-27 | Jsr株式会社 | パターン形成用組成物及びパターン形成方法 |
JP6459759B2 (ja) | 2014-05-26 | 2019-01-30 | 信越化学工業株式会社 | パターン形成方法及びシュリンク剤 |
US9448483B2 (en) | 2014-07-31 | 2016-09-20 | Dow Global Technologies Llc | Pattern shrink methods |
JP6481602B2 (ja) * | 2015-01-09 | 2019-03-13 | 信越化学工業株式会社 | パターン形成方法及びシュリンク剤 |
-
2016
- 2016-05-30 TW TW105116934A patent/TWI617900B/zh not_active IP Right Cessation
- 2016-06-01 CN CN201610380663.XA patent/CN106249539A/zh active Pending
- 2016-06-02 JP JP2016111083A patent/JP6231162B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-06-02 KR KR1020160069090A patent/KR20160142787A/ko not_active IP Right Cessation
- 2016-06-03 US US15/172,228 patent/US9665005B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-03-22 KR KR1020180033295A patent/KR20180032547A/ko active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9665005B2 (en) | 2017-05-30 |
KR20180032547A (ko) | 2018-03-30 |
US20160357109A1 (en) | 2016-12-08 |
TWI617900B (zh) | 2018-03-11 |
CN106249539A (zh) | 2016-12-21 |
JP2016224448A (ja) | 2016-12-28 |
TW201643565A (zh) | 2016-12-16 |
KR20160142787A (ko) | 2016-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6231163B2 (ja) | パターン処理法 | |
JP6231162B2 (ja) | パターン処理法 | |
TWI588896B (zh) | 圖案收縮方法 | |
JP6233986B2 (ja) | パターン処理のための組成物及び方法 | |
JP6463420B2 (ja) | パターン処理法 | |
JP6231161B2 (ja) | パターン処理のための組成物及び方法 | |
JP2017107188A (ja) | パターン処理法 | |
JP6373926B2 (ja) | ブロック共重合体及びパターン処理組成物ならびに方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20161006 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170420 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170719 |
|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20170719 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171013 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171018 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6231162 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |