JPH0299952A - パターン形成材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体素子を製造するときに用いられるパター
ン形成材料、具体的にはレジスト材料に係り、特に露光
エネルギー源としてたとえば２４９ｎｍのすなわちＫｒ
Ｆエキシマ・レーザー、遠紫外線光等を用いてパターン
形成する際のポジ型レジスト材料に関する。

従来の技術 エキシ１−Ｖ−ザー（ＡｒＦ　；　１９３　ｎｍ、　Ｋ
ｒＦ；２４９　ｎｍ、ＸｅＣｄ　；　３０８　ｎｍなど
）、遠紫外線（１９０〜３３０ｎｍ付近）を露光源とす
る時のレジスト（ＤＵＶレジヌト）としては、ポジ型で
は、ＡＺ２４００（シラプレー社）、ＰＭＭＡ（ポリメ
チルメタクリレート）、ネガ型では、ＰＧＭＡ（ポリグ
リシジルメタクリレート）。

ＣＭＳ　（クロロメチル化スチレン；東洋ソータ）など
が提案されている。ＰＭＭＡ、ＰＧＭＡはドライエツチ
ング耐性が悪い上に、非常に感度が悪い。又ＣＭＳも感
度が悪い（ＰＭＭＡより１０倍程度良いが、それでも２
４９　ｎｍのＫｒＦレーザで約１０ＱＯ〜２０００ｍ工
／ｄ　　必要（膜厚約０．５ｐｍのとき））。ＡＺ２４
００は、エツチング耐性もあり（ノボラック樹脂である
故）、感度も市販・開発されたＤＵＶレジストの中では
最も良いが（２４９ｎｍ　ＫｒＦレーザーで約１００ｍ
Ｊ／ｃＡ（膜厚約１．０μｍのとき））、ＤＵＶ光で露
光したときに、露光後の透過率が小さく、レジストがＤ
ＵＶ光を吸収する成分がもともと多量に含まれているこ
とがわかる。

第２図に２４９　ｎｍレーザーで照射した場合の紫外分
光曲線を示す。このため、ＡＺ２４００を用いてＤＵＶ
光でパターン形成したときには、光がレジスト中で吸収
されるため、コントラストの良好なレジストパターンは
形成できない（たとえば、ＨｏＩｔｏ　　ら、シンポジ
ウム　オン　ＶＬＳＩ　　チク１０ジー（Ｓｙｍｐｏ、
　ｏｎ　ＶＬＳ　Ｉ　Ｔｅｃｈ、　）（１９Ｂ２　）。

Ｋ、　Ｔ　、　０ｒｖｅｋら、エスピーアイイー（ＳＰ
ＩＥ）（１９８６）　、　Ｖ、Ｐｏｌら、エスピーアイ
イー（ＳＰＩＥ）（１９８６））。

第３図を用いて従来のＡＺ２４００を用いたレジストパ
ターン形成方法を示す。基板１上にＡＺ２４００を回転
塗布し、厚さ１．６μｍのレジスト膜を得る（第３図ｄ
）。つぎに２４９　ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ−光４
により選択的にレジスト３を露光４する（第３図ｂ）。

そして、最後に通常のアルカリ現像処理を施してレジス
トパターン３ａが得られた（第３図Ｃ）。

発明が解決しようとする課題 ところが、前述のように従来のＡＺ２４００は下部まで
光が到達しないために、レジストパターン３ａはその形
状が劣化したものとなっている。

このように光の表面吸収が大きいＡＺ２４００のような
従来のレジストでは、露光をたとえばＫｒＦ２４９　ｎ
ｍエキシマ・レーザ光のような短波長光源を用いた場合
微細なパターンを形状良く得ることは不可能である。

すなわち、本発明の目的は従来のレジストにおいてレジ
スト表面での光（特に２４９　ｎｍエキシマ・レーザー
光）吸収により発生したレジストパターンの解像度・コ
ントラストの劣化が発生していたのを防止することにあ
る。

課題を解決するための手段 本発明は、従来の問題点を解決するために、ｏ　Ｎ２゜ Ｃ２以外のハロゲン原子、又は、炭素原子に置換された
ハロゲン原子を含む基）を含む化合物とアルカリ可溶性
樹脂を含むことを特徴とするバタン形成材料を提供する
ものである。

作　　用 ６６−ノ リ可溶性樹脂に対するアルカリ溶解阻止能がなくなる。

このように、本発明のパターン形成材料は、露光部のみ
がアルカリ溶液に溶けるポジ型レジストであシ、しかも
２４　ａ　ｎｍ付近の透明性が上昇するという、従来の
レジストの光吸収性という問題を解決したレジストであ
る。本発明のパターン形成材料を用いることにょシ、光
吸収の問題なく、ＫｒＦ　　エキシマレーザや遠紫外線
にょシ形状の良い微細パターンが得られる。

本発明においてＣＯｘ基や５０２ｘ基はアルカリ０　Ｎ
２゜ 光によシ光分解して２４　ａ　ｎｍ付近の透明性が上昇
する感光基である。又、ＣＯｘ基又は５０２ｘ基（Ｘｔ
ｆｉＣｆｉ以外のハロゲン）はアルカリ可溶性樹脂の未
露光部のアルカリ溶解を阻止する働きをする。又、露光
後には１ などというような氷菓結合の如き何らかの結合状態が生
じるために、樹脂のアルカリ可溶性が阻止できると考え
られる。なお、ＸはＣ２以外のハロゲン原子であればこ
のようなアルカリ溶解阻止の性質が強いが、Ｃｌ３であ
っても特に問題はなく、又、Ｘが炭素原子に置換された
・・ロゲン原子を含む基（たとえば、Ｃ（４３，ＣＣｌ
２２Ｈ、ＣＢ　ｒ３゜ＣＨ２ＣＣ２Ｈ２など）であって
も良い。

○　Ｎ２　　Ｏ ２ｏＮ２ の性能を発揮する。

本発明における樹脂としては、２４８　ｎｍ付近におけ
る透明性が高いものが良いが、たとえば、スチレン樹脂
、ポリビニルフェノール又はその誘導体、スチレンとマ
レイン酸又はその誘導体の共重合樹脂などが挙げられる
がこれらに限定されない。

実施例 （その１） 以下の組成よフ成る本発明のパターン形成材料を調整し
た。

この本発明のパターン形成材料を用いたレジストパター
ン形成方法を第１図で説明する。半導体等の基板１上に
本発明のパターン形成材料２を回転塗布し、厚さ１．５
μｍのレジスト膜を得る（第」図ａ）。つキニ２４９　
ｎｍのＫｒＦエキシマ礫レーし−光４によシ選択的にレ
ジスト２をパルス露光する（第１図ｂ）。そして、最後
に通常のアルカリ現像処理を施してレジストパターン２
ａが得られた（第１図Ｃ）。なお、このときレジストパ
ターン２ｄはマスク設計量りに精度よくコントラストの
良い微細パターン（０，３μｍ）であった。なお、この
パターン形成材料はスチレン樹脂であること９　・・ からエツチング耐性は良好であった。

（その２） 実施例その１で用いたパターン形成材料の代わりに、以
下の本発明の材料を用いて同様の良好な結果が得られた
。もちろん、本発明はこれらに限定されない。

１０　、、−７ ｒ これらの材料中の樹脂の代わシに、ポリビニルフェノー
ル、ポリ（スチレン・マレインｅ＞　、ポリ（スチレン
番マレイン酸シクロヘキシル）。

（スチレン、マレイン酸、マレイン酸シクロヘキシ）ｖ
　）の共重合樹脂を用いても同様の良好な結果が得られ
た。

発明の効果 本発明によれば、特にＤＵＶ光やエキシマレーザ−光に
よる露光・現像に際してのレジストパターン形成が高コ
ントラスト、高解像、高精度で行うことができ、結果と
して半導体素子の微細化。

歩留ま９向上につながり、工業的価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のパターン形成材料を用いた
パターン形成方法の工程断面図、第２図は従来のレジス
）　（ＡＺ２４００）の露光前後のＤＵＶ領域での紫外
分光曲線図、第３図は従来のパターン形成方法の工程断
面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・本発明のパターン
形成材料、４・・・・・・エキシマレ−ｆ−光、５・・
・・・・マスク、３ａ・・・・・・パターン。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名ｔ／
′１脣 区 区

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）▲数式、化学式、表等があります▼基とＣＯＸ基
   又はＳＯ＿２Ｘ基（ＸはＣｌ以外のハロゲン原子、又は
   、炭素原子に置換されたハロゲン原子を含む基）を含む
   化合物とアルカリ可溶性樹脂を含むことを特徴とするパ
   ターン形成材料。
2. （２）▲数式、化学式、表等があります▼基の代わりに
   ▲数式、化学式、表等があります▼ 基であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のパターン形成材料。
3. （３）アルカリ可溶性樹脂が２４８ｎｍ付近における透
   明性が高いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のパターン形成材料。
4. （４）アルカリ可溶性樹脂が、スチレン樹脂、ポリビニ
   ルフェノール又はその誘導体、スチレンとマレイン酸又
   はその誘導体の共重合樹脂であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のパターン形成材料。