JPH07325402A - レジスト及びパターン形成方法 - Google Patents

レジスト及びパターン形成方法

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JPH07325402A
JPH07325402A JP6120050A JP12005094A JPH07325402A JP H07325402 A JPH07325402 A JP H07325402A JP 6120050 A JP6120050 A JP 6120050A JP 12005094 A JP12005094 A JP 12005094A JP H07325402 A JPH07325402 A JP H07325402A
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Akiko Kodachi
明子 小太刀
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は化学増幅レジストに関し、露光部が
アルカリ可溶性になり、酸素プラズマ耐性を有する化学
増幅レジスト、特にポジ型の化学増幅レジストを提供す
る。 【構成】 一般式 【化60】 (式中、R1 〜R3 は少なくとも1つのシリコン原子を
有する基を表し、A1は酸によって脱離する基を有する
繰り返し単位を表す)又は、一般式 【化61】 (式中、R4 ,R5 は少なくとも1つのシリコン原子を
有する基を表し、A2は酸によって脱離する基を有する
繰り返し単位を表す)で示されるベース樹脂と、光酸発
生剤とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レジスト及びパターン
形成方法に関し、より詳しくは、化学増幅レジスト及び
2層レジスト法等によるパターンの形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の更なる高集積化
の要求により、微細化に有利な、より波長の短いKrF
エキシマレーザが露光光源として用いられ、より感度の
高い化学増幅レジストがレジストとして用いられるよう
になっている。また、高集積化による基板段差の増大に
伴い、このような基板上にフォトリソグラフィー技術を
用いてパターン形成する場合、従来の単層レジスト法か
ら段差の影響を受けにくい多層レジスト法(2層レジス
ト法又は3層レジスト法)が適用されるようになってい
る。
【0003】多層レジスト法では各層に要求される機能
が異なるため、各層の材料としてその機能に適合する材
料が用いられる。例えば、2層レジスト法の場合、下層
の材料として平坦化に適し、かつ紫外線を吸収し、かつ
ドライエッチング耐性の良い材料、例えばノボラック系
レジスト等が用いられ、上層には感光性を有し、かつ解
像度が良く、かつ酸素プラズマ耐性の高い材料、例え
ば、ポリシロキサン系レジストが用いられる。更に、パ
ターン寸法の精度の低下をもたらす現像後の膨潤を避け
るため、上層のレジストとしてアルカリ水溶液に溶ける
ものが好ましい。
【0004】アルカリ水溶液に溶けるポジ型の化学増幅
レジストの一例として、tBOC(tertiary Butoxy Ca
rbonyl)化ポリパラビニールフェノール樹脂(ベース樹
脂)/光酸発生剤(感光剤)を用いたレジストがある。
一方、2層レジスト法に用いられるネガ型の化学増幅レ
ジストとして、酸素プラズマ耐性を向上させるため、ア
ルカリ可溶性シロキサン系樹脂を用いたCSNRがあ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルカリ水溶
液に溶けるポジ型の化学増幅レジストの場合、ネガ型の
様なベース樹脂にシリコン含有樹脂を用いたものはな
い。本発明は、係る従来例の問題点に鑑みて創作された
ものであり、露光部がアルカリ水溶液に溶け、酸素プラ
ズマ耐性を有する化学増幅レジスト、特にポジ型のシリ
コン含有化学増幅レジストを提供し、2層レジスト法等
によるパターンの形成方法を提供することを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第1に、一
般式
【0007】
【化20】
【0008】(式中、R1 〜R3 は少なくとも1つのシ
リコン原子を有する基を表し、A1は酸によって脱離す
る基を有する繰り返し単位を表す)の化学式を有するベ
ース樹脂と、光酸発生剤を有するレジストによって達成
され、第2に、一般式
【0009】
【化21】
【0010】(式中、R4 ,R5 は少なくとも1つのシ
リコン原子を有する基を表し、A2は酸によって脱離す
る基を有する繰り返し単位を表す)で示されるベース樹
脂と、光酸発生剤とを有するレジストによって達成さ
れ、第3に、前記R1 〜R5 は、化学式CH2 TMS
(式中、TMSはトリメチルシリルを表し、化学構造式
【0011】
【化22】
【0012】で示される)で示されるものであることを
特徴とするレジストによって達成され、第4に、前記A
1 又はA2 は、一般式
【0013】
【化23】
【0014】
【化24】
【0015】
【化25】
【0016】
【化26】
【0017】
【化27】
【0018】(式中、tBuは第3ブチル基を表す)で
示される繰り返し単位のうちいずれかであることを特徴
とするレジストによって達成され、第5に、前記光酸発
生剤は、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロア
ンチモネート(TPSSbF6)、又は、一般式
【0019】
【化28】
【0020】
【化29】
【0021】
【化30】
【0022】
【化31】
【0023】
【化32】
【0024】
【化33】
【0025】
【化34】
【0026】
【化35】
【0027】
【化36】
【0028】
【化37】
【0029】
【化38】
【0030】で示されるもののうちいずれかであること
を特徴とするレジストによって達成され、第6に、前記
レジストを被パターニング体上に塗布してレジスト膜を
形成する工程と、前記レジスト膜を露光する工程と、前
記露光された前記レジスト膜を現像液に曝し、レジスト
パターンを形成する工程とを有することを特徴とするパ
ターン形成方法によって達成され、第7に、前記レジス
トパターンを形成する工程の後、前記レジストパターン
をマスクとして前記被パターニング体をエッチングし、
除去する工程とを有することを特徴とするパターン形成
方法によって達成され、第8に、被パターニング体上に
平坦化層を形成する工程と、前記レジストを前記被パタ
ーニング体上に塗布してレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜を露光する工程と、前記露光された前記
レジスト膜を現像液に曝し、レジストパターンを形成す
る工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記平
坦化層をエッチングし、除去する工程とを有することを
特徴とするパターン形成方法によって達成され、第9
に、前記平坦化層はシリコン(Si)を含有しない樹脂
膜であることを特徴とするパターン形成方法によって達
成され、第10に、前記平坦化層をエッチングするガス
として酸素或いは酸素を主とする混合ガスを用いること
を特徴とするパターン形成方法によって達成され、第1
1に、前記平坦化層をエッチングし、除去する工程の
後、少なくとも前記レジストパターン及び平坦化層のい
ずれかをマスクとして前記被パターニング体をエッチン
グし、除去する工程とを有することを特徴とするパター
ン形成方法によって達成され、第12に、前記現像液は
アルカリ現像液であることを特徴とするパターン形成方
法によって達成され、第13に、前記現像液は炭素数1
〜10のアルコールを混合したものを用いることを特徴
とするパターン形成方法によって達成される。
【0031】
【作用】本発明のレジストにおいては、酸によって脱離
する基を有する繰り返し単位A 1 又はA2 を含むベース
樹脂と、光酸発生剤とを有する。従って、本発明のパタ
ーン形成方法のように、このレジストに紫外線を当てる
と、光酸発生剤から酸が発生して、ベース樹脂に作用す
る。そして、脱離基を脱離して水素と置換し、水酸基(-
OH) 又はカルボン酸(-COOH) に変わるので、その部分が
アルカリに溶解するようになる。これにより、紫外線照
射部分のベース樹脂が選択的にアルカリ現像液に溶解
し、レジストパターンが形成される。
【0032】このように、本発明のレジストはポジ型の
レジストとして用いることができる。また、アルカリ現
像液を用いることができるので、形成されたレジストパ
ターンの膨潤を防止しつつ、レジストパターンの形成が
可能となる。更に、ベース樹脂として繰り返し単位中に
少なくとも1つのシリコン原子を有する基R1 〜R5
含むものを用いている。
【0033】このため、形成されたレジストパターンは
シリコン(Si)を含むので、酸素プラズマ耐性を有す
る。従って、レジストパターンをマスクとして被パター
ニング体或いは平坦化層をエッチングする際に、薄い膜
厚のレジストパターンでも酸素プラズマからなるエッチ
ングガスに十分に耐え得る。これにより、レジスト膜の
膜厚を薄くすることができるので、レジスト膜の解像度
を向上させ、レジストパターン形成の精度を向上させる
ことができる。
【0034】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。 (A)トランスアコニン酸トリス(トリメチルシリルメ
チル)系のベース樹脂を用いたレジスト及びこのレジス
トを用いたパターン形成方法についての説明 (i)第1の実施例についての説明 トランスアコニン酸トリス(トリメチルシリルメチル)
とメタクリル酸t−ブチルとをモル比1:1で混合して
モノマを作成し、このモノマを含有量5モル/リットル
の割合でトルエンに溶かしてトルエン溶液とする。
【0035】このトルエン溶液に上記モノマの2モル%
の割合でAIBN(2,2'−アゾビス(イソブチロニトリ
ル) 2,2'-Azobis(isobutyronitrile) )を加えて加熱
し、その温度を80℃に上げる。そして、この溶液を8
0℃に保持し、攪拌しながら6時間保持する。次いで、
メタノールと水を1:1の割合で混合し、この混合溶媒
中に上記反応生成物を加える。これにより沈殿物が生じ
るので、その沈殿物を濾別し、乾燥すると、下の化学式
に示すようなトランスアコニン酸トリス(トリメチルシ
リルメチル)−メタクリル酸tブチル共重合体(組成比
1:1)からなるポリマを得ることができる。
【0036】
【化39】
【0037】次に、このポリマに、光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で加
えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチルイ
ソブチルケトン(MIBK)液に溶かし、メチルイソブ
チルケトン溶液を作成する。これにより、化学増幅レジ
ストが完成する。なお、TPSSbF6 の含有率は、少
ないと感度が落ち、逆に多いと析出等が起こったり、酸
素プラズマ耐性が低下したりするため、適量混合するこ
とが好ましい。
【0038】次に、上記の化学増幅レジストを用いた2
層レジスト法によりパターニングする方法について図1
(a)〜(c),図2(a)〜(c)を参照しながら説
明する。図1(a)〜(c),図2(a)〜(c)は半
導体装置の断面図を示す。まず、図1(a)に示すよう
に、回転塗布法によりシリコン基板1上のシリコン酸化
膜4の上にノボラック系レジストを塗布し、更に200
℃で加熱し、固化して膜厚約2μmの下層の平坦化層5
を形成する。図1(a)において、他の符号2はシリコ
ン基板上に形成されたシリコン酸化膜、3はAl膜から
なる配線層、4は配線層3を被覆するシリコン酸化膜で
ある。
【0039】次いで、図1(b)に示すように、回転塗
布法により平坦化層5上に上記で作成したメチルイソブ
チルケトン溶液を塗布した後、温度60℃で100秒間
加熱し、固化する。これにより、膜厚約0.3μmの感
光層6を形成する。次に、図1(c)に示すように、K
rFエキシマレーザ(NA=0.45)によりフォトマスク
7に基づいて感光層6を1分間露光する。ところで、ベ
ースポリマを構成するメタクリル酸tブチルの部分には
酸によって主鎖から脱離するtブチル(t−Bu:第3
ブチル基)からなる脱離基を有する。従って、露光によ
り光酸発生剤から酸が生じる。
【0040】次いで、温度100℃で60秒間加熱する
と、前記発生した酸の作用により脱離基が脱離するとと
もにその部分が水素に置き代わる。このため、ベースポ
リマはアルカリ可溶性となる。続いて、図2(a)に示
すように、露光した感光層6を水性アルカリ現像液に1
分間曝す。これにより、0.3μmのラインアンドスペ
ース(L/S)を有するレジストパターン6aが形成さ
れる。このとき、ベースポリマはアルカリ可溶性となっ
ているので、アルカリ現像液に曝すことにより露光部分
のレジストは容易に溶解する。しかも、アルカリ現像液
が使用できるので、膨潤は起こらない。従って、レジス
トパターン6aの寸法精度を維持することができる。
【0041】次に、図2(b)に示すように、上記レジ
ストパターン6aをマスクとして、酸素プラズマを用い
たRIE法により下層の平坦化層5をエッチングした。
このとき、レジストパターン6aはトランスアコニン酸
トリス(トリメチルシリルメチル)の構成部分にTMS
として多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対す
るエッチング耐性を有しており、薄い膜厚のレジストパ
ターン6aでも酸素プラズマに十分に耐え得る。これに
より、レジストパターン6aを残しつつ、膜厚2μmの
平坦化層5を完全に除去し、0.3μmのL/Sを転写
することができる。
【0042】その後、図2(c)に示すように、レジス
トパターン6a及び5aをマスクとして配線層3上のシ
リコン酸化膜4をエッチングし、除去する。これによ
り、配線層3上にビアホール4aが形成される。以上の
ように、本発明の第1の実施例によれば、感光層6のベ
ースポリマにはメタクリル酸tブチルが含まれるので、
露光部分のベースポリマはアルカリ現像液に容易に溶け
るようになる。このため、形成されたレジストパターン
6aの膨潤を防止しつつ、レジストパターン6a形成が
可能となる。従って、平坦化層5のパターニング精度が
向上する。
【0043】更に、形成されたレジストパターン6aは
シリコンを多量に含むため、酸素プラズマ耐性を有して
いるので、薄い膜厚のレジストパターン6aでも平坦化
層5をエッチングするための酸素プラズマに十分に耐え
る。このため、感光層6を薄くすることができるので、
解像度を向上させ、レジストパターン6a形成の精度を
向上させることができる。
【0044】(ii)第2の実施例についての説明 トランスアコニン酸トリス(トリメチルシリルメチル)
とメタクリル酸ジメチルベンジルをモル比1:1で混合
してモノマを作成した後、このモノマを5モル/リット
ルの割合でトルエン液に溶かし、トルエン溶液を作成す
る。このトルエン溶液にモノマの2モル%の割合でAI
BNを加え、80℃で攪拌しながら6時間保持する。
【0045】次いで、メタノールと水を1:1の割合で
混合した溶媒中に上記の反応生成物を加えた後、生じた
沈殿物を濾別し、乾燥する。これにより、下の化学式に
示す、トランスアコニン酸トリス(トリメチルシリルメ
チル)−メタクリル酸ジメチルベンジル共重合体(組成
比1:1)からなるポリマが得られる。
【0046】
【化40】
【0047】次いで、このポリマに、光酸発生剤である
トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネ
ート(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で
加えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチル
イソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン
溶液を作成する。これにより、化学増幅レジストが完成
する。
【0048】次に、上記の化学増幅レジストを用いた2
層レジスト法によりパターニングする方法について説明
する。まず、第1の実施例と同様にして、基板上に膜厚
2μmの平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を重ねて
形成する。次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.45)
で感光層を1分間露光する。このとき、露光により光酸
発生剤から酸が生じる。
【0049】続いて、温度60℃で60秒間ベークする
と、その酸の作用によりメタクリル酸ジメチルベンジル
の部分の脱離基が脱離し、その部分が水素と置き代わ
る。このため、ベースポリマはアルカリ可溶性となる。
次に、感光層をアルカリ現像液に1分間浸漬する。これ
により、0.3μmのラインアンドスペース(L/S)
を解像できた。このとき、露光部分の感光層はアルカリ
可溶性となっているので、アルカリ現像液に曝すことに
よりその部分のレジストは容易に溶解する。しかも、ア
ルカリ現像液が使用できるので、膨潤は起こらない。こ
のため、レジストパターンの寸法精度を維持することが
できる。
【0050】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングす
る。このとき、レジストパターンはトランスアコニン酸
トリス(トリメチルシリルメチル)の構成部分にTMS
として多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対す
るエッチング耐性を有しており、薄い膜厚のレジストパ
ターンでも酸素プラズマに十分に耐え得る。これによ
り、レジストパターンを残しつつ、膜厚2μmの平坦化
膜を完全に除去し、L/S0.3μmのパターンを転写
することができる。
【0051】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第2の実
施例によれば、感光層のベースポリマにはメタクリル酸
ジメチルベンジルが含まれるので、露光部分のベースポ
リマはアルカリ現像液に容易に溶けるようになる。この
ため、形成されたレジストパターンの膨潤を防止しつ
つ、レジストパターン形成が可能となる。従って、平坦
化層のパターニング精度が向上する。
【0052】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有しているので、
薄い膜厚のレジストパターンでも平坦化層をエッチング
するための酸素プラズマに十分に耐える。このため、感
光層を薄くすることができるので、解像度を向上させ、
レジストパターン形成の精度を向上させることができ
る。
【0053】(iii )第3の実施例についての説明 トランスアコニン酸トリス(トリメチルシリルメチル)
とメタクリル酸テトラヒドロピラニルをモル比1:1の
割合で混合して5モル/リットルの割合でトルエン液に
溶かし、トルエン溶液を作成する。これにモノマの2モ
ル%の割合でAIBNを加え、80℃で攪拌しながら6
時間保持する。
【0054】その後、メタノールと水を1:1の割合で
混合した溶媒中に上記により生じた反応生成物を加えた
後、生じた沈殿物を濾別し、乾燥する。これにより、下
の化学式に示す、トランスアコニン酸トリス(トリメチ
ルシリルメチル)−メタクリル酸テトラヒドロピラニル
共重合体(組成比1:1)からなるポリマを得る。
【0055】
【化41】
【0056】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で混
合した。ポリマが12wt%の割合になるようにメチル
イソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン
溶液を作成する。これにより、化学増幅レジストが完成
する。
【0057】次いで、この化学増幅レジストを用いた2
層レジスト法によりパターン形成する方法について説明
する。まず、第1の実施例と同様にして、基板上に膜厚
約2μmの平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を順次
形成する。次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.45)
で感光層を1分間露光する。このとき、露光により光酸
発生剤から酸が生じる。
【0058】続いて、温度60℃で60秒間ベークする
と、この酸の作用によりメタクリル酸テトラヒドロピラ
ニルの部分の脱離基が脱離し、その部分が水素と置き代
わる。このため、ベースポリマはアルカリ可溶性とな
る。次いで、感光層をアルカリ現像液で1分間浸漬す
る。これにより、0.3μmのラインアンドスペース
(L/S)を解像できた。このとき、露光部分の感光層
はアルカリ可溶性となっているので、アルカリ現像液に
曝すことによりその部分のレジストは容易に溶解する。
しかも、アルカリ現像液が使用できるので、膨潤は起こ
らない。このため、レジストパターンの寸法精度を維持
することができる。
【0059】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングし
た。このとき、レジストパターンはトランスアコニン酸
トリスの構成部分にTMSとして多量のシリコンを含む
ので、酸素プラズマに対するエッチング耐性を有してお
り、薄い膜厚のレジストパターンでも酸素プラズマに十
分に耐え得る。これにより、レジストパターンを残しつ
つ、膜厚2μmの平坦化膜を完全に除去し、L/S0.
3μmのパターンを転写することができた。
【0060】その後、レジストパターン及びパターンニ
ングされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニン
グ体をエッチングする。以上のように、本発明の第3の
実施例によれば、感光層のベースポリマにはメタクリル
酸テトラヒドロピラニルが含まれるので、露光部分のベ
ースポリマはアルカリ現像液に容易に溶けるようにな
る。このため、形成されたレジストパターンの膨潤を防
止しつつ、レジストパターン形成が可能となる。従っ
て、平坦化層のパターニング精度が向上する。
【0061】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有しており、この
ため、薄い膜厚のレジストパターンでも平坦化層をエッ
チングするための酸素プラズマに十分に耐える。このた
め、感光層を薄くすることができるので、解像度を向上
させ、レジストパターン形成の精度を向上させることが
できる。
【0062】(iV)第4の実施例についての説明 トランスアコニン酸トリス(トリメチルシリルメチル)
とメタクリル酸3−オキソシクロヘキシルをモル比1:
1の割合で混合したものを5モル/リットルの割合でト
ルエン液に溶かし、トルエン溶液を作成する。これにモ
ノマの2モル%の割合でAIBNを加え、80℃で攪拌
しながら6時間保持する。
【0063】その後、メタノールと水を1:1の割合で
混合した溶媒中に上記により生じた反応生成物を加えた
後、生じた沈殿物を濾別し、乾燥する。これにより、下
の化学式に示す、トランスアコニン酸トリス(トリメチ
ルシリルメチル)−メタクリル酸3−オキソシクロヘキ
シル共重合体(組成比1:1)が得られる。
【0064】
【化42】
【0065】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で加
えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチルイ
ソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン溶
液とする。これにより、化学増幅レジストが完成する。
【0066】次に、この化学増幅レジストを用いた2層
レジスト法によりパターン形成する方法について説明す
る。まず、第1の実施例と同様にして、基板上に膜厚約
2μmの平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を順次形
成する。次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.45)で
感光層を1分間露光する。このとき、露光により光酸発
生剤から酸が生じる。
【0067】次いで、温度100℃で60秒間ベークす
ると、この酸の作用によりメタクリル酸3−オキソシク
ロヘキシルの部分の脱離基が脱離し、その部分が水素と
置き代わる。このため、ベースポリマはアルカリ可溶性
となる。続いて、感光層をアルカリ現像液に1分間浸漬
する。これにより、0.3μmのラインアンドスペース
(L/S)を解像できた。このとき、露光部分の感光層
はアルカリ可溶性となっているので、アルカリ現像液に
曝すことによりその部分のレジストは容易に溶解する。
しかも、アルカリ現像液が使用できるので、膨潤は起こ
らない。このため、レジストパターンの寸法精度を維持
することができる。
【0068】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングし
た。このとき、レジストパターンはトランスアコニン酸
トリス(トリメチルシリルメチル)の構成部分にTMS
として多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対す
るエッチング耐性が増しており、薄い膜厚のレジストパ
ターンでも酸素プラズマに十分に耐え得る。これによ
り、レジストパターンを残しつつ、膜厚2μmの平坦化
膜を完全に除去し、L/S0.3μmのパターンを転写
することができた。
【0069】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第4の実
施例によれば、感光層のベースポリマにはメタクリル酸
3−オキソシクロヘキシルの構成部分が含まれるので、
露光部分のベースポリマはアルカリ現像液に容易に溶け
るようになる。このため、形成されたレジストパターン
の膨潤を防止しつつ、パターン形成が可能となる。
【0070】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有し、このため、
平坦化層をエッチングするマスクとして膜厚を薄くする
ことができる。従って、感光層をフォトリソグラフィに
よりパターニングする際に、解像度を向上させ、パター
ン形成の精度を向上させることができる。 (v)第5の実施例についての説明 トランスアコニン酸トリス(トリメチルシリルメチル)
とP−ビニル安息香酸t−ブチルをモル比1:1の割合
で混合したものを5モル/リットルの割合でトルエン液
に溶かし、トルエン溶液とした。これにモノマの2モル
%の割合でAIBNを加え、80℃で攪拌しながら2時
間保持する。
【0071】上記により生成された反応生成物を大量の
メタノール中に加えた後、生成した沈殿物を濾別し、乾
燥する。これにより、下の化学式に示す、トランスアコ
ニン酸トリス(トリメチルシリルメチル)−P-ビニル安
息香酸t−ブチル共重合体(組成比1:1)を得る。
【0072】
【化43】
【0073】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で加
えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチルイ
ソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン溶
液を作成する。次に、この化学増幅レジストを用いた2
層レジスト法によりパターン形成する方法について説明
する。
【0074】まず、第1の実施例と同様にして、基板上
に膜厚約2μmの平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層
を順次形成する。次に、KrFエキシマレーザ(NA=
0.45)で感光層を1分間露光する。このとき、露光によ
り光酸発生剤から酸が生じる。次いで、温度100℃で
60秒間ベークすると、この酸の作用によりP−ビニル
安息香酸t−ブチルの部分の脱離基が脱離し、その部分
が水素と置き代わる。このため、ベースポリマはアルカ
リ可溶性となる。
【0075】続いて、感光層をアルカリ現像液に1分間
浸漬する。これにより、0.3μmのラインアンドスペ
ース(L/S)を解像できる。このとき、露光部分の感
光層はアルカリ可溶性となっているので、アルカリ現像
液に曝すことによりその部分のレジストは容易に溶解す
る。しかも、アルカリ現像液が使用できるので、膨潤は
起こらない。このため、レジストパターンの寸法精度を
維持することができる。
【0076】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングす
る。このとき、レジストパターンはトランスアコニン酸
トリス(トリメチルシリルメチル)の構成部分にTMS
として多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対す
るエッチング耐性を有しており、薄い膜厚のレジストパ
ターンでも酸素プラズマに十分に耐え得る。これによ
り、レジストパターンを残しつつ、膜厚2μmの平坦化
膜を完全に除去し、L/S0.3μmのパターンを転写
することができる。
【0077】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第5の実
施例によれば、感光層のベースポリマにはP−ビニル安
息香酸t−ブチルの構成部分が含まれるので、露光後の
ベースポリマはアルカリ現像液に容易に溶けるようにな
る。このため、形成されたレジストパターンの膨潤を防
止しつつ、パターン形成が可能となる。
【0078】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有し、このため、
平坦化層をエッチングするマスクとして膜厚を薄くする
ことができる。従って、感光層をフォトリソグラフィに
よりパターニングする際に解像度を向上させることがで
きる。 (B)シトラコン酸ビス(トリメチルシリルメチル)系
のベース樹脂を用いたフォトレジスト及びこのフォトレ
ジストを用いたパターン形成方法についての説明。
【0079】(i)第6の実施例についての説明 シトラコン酸ビス(トリメチルシリルメチル)とメタク
リル酸t−ブチルをモル比1:1の割合で混合したもの
を5モル/リットルの割合でトルエン液に溶かし、トル
エン溶液を作成する。これにモノマの2モル%の割合で
AIBNを加え、80℃で攪拌しながら8時間保持す
る。
【0080】次に、メタノールと水を1:1の割合で混
合した溶媒中に上記により生じた反応生成物を加えた
後、生じた沈殿物を濾別し、乾燥する。これにより、下
の化学式に示す、シトラコン酸ビス(トリメチルシリル
メチル)−メタクリル酸t−ブチル共重合体(組成比
1:1)が得られる。
【0081】
【化44】
【0082】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で加
えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチルイ
ソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン溶
液を作成する。これにより、化学増幅レジストが完成す
る。
【0083】次に、この化学増幅レジストを用いた2層
レジスト法によりパターン形成する方法について説明す
る。まず、第1の実施例と同様にして、基板上に膜厚約
2μmの平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を順次形
成する。次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.45)で
感光層を1分間露光する。ところで、ベースポリマを構
成するメタクリル酸t−ブチルの部分には酸によって主
鎖から脱離するtブチルからなる脱離基を有する。従っ
て、露光により光酸発生剤から酸が生じる。
【0084】次いで、温度100℃で60秒間ベークす
ると、この酸の作用により脱離基が脱離するとともにそ
の部分が水素に置き代わる。このため、ベースポリマは
アルカリ可溶性となる。続いて、感光層をアルカリ現像
液で1分間浸漬する。これにより、0.3μmのライン
アンドスペース(L/S)を解像できた。このとき、露
光部分の感光層はアルカリ可溶性となっているので、ア
ルカリ現像液に曝すことによりその部分のレジストは容
易に溶解する。しかも、アルカリ現像液が使用できるの
で、膨潤は起こらない。このため、レジストパターンの
寸法精度を維持することができる。
【0085】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングし
た。このとき、レジストパターンはシトラコン酸ビスの
構成部分にTMSとして多量のシリコンを含むので、酸
素プラズマに対するエッチング耐性を有しており、薄い
膜厚のレジストパターンでも酸素プラズマに十分に耐え
得る。これにより、レジストパターンを残しつつ、膜厚
2μmの平坦化膜を完全に除去し、L/S0.3μmの
パターンを転写することができた。
【0086】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第6の実
施例によれば、感光層のベースポリマにはメタクリル酸
t−ブチルが含まれるので、露光部分のベースポリマは
アルカリ現像液に容易に溶けるようになる。このため、
形成されたレジストパターンの膨潤を防止しつつ、レジ
ストパターン形成が可能となる。従って、平坦化層のパ
ターニング精度が向上する。
【0087】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有しているので、
薄い膜厚のレジストパターンでも平坦化層をエッチング
するための酸素プラズマに十分に耐える。このため、感
光層を薄くすることができるので、解像度を向上させ、
レジストパターン形成の精度を向上させることが出来
る。
【0088】(ii)第7の実施例についての説明 シトラコン酸ビス(トリメチルシリルメチル)とメタク
リル酸ジメチルベンジルをモル比1:1の割合で混合し
たものを5モル/リットルの割合でトルエン液に溶か
し、トルエン溶液を作成する。これにモノマの2モル%
の割合でAIBNを加え、80℃で攪拌しながら6時間
保持する。
【0089】その後、メタノールと水を1:1の割合で
混合した溶媒中に上記により生じた反応生成物を加えた
後、生じた沈殿物を濾別し、乾燥する。これにより、下
の化学式に示す、シトラコン酸ビス(トリメチルシリル
メチル)−メタクリル酸ジメチルベンジル共重合体(組
成比1:1)からなるポリマを得る。
【0090】
【化45】
【0091】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で加
えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチルイ
ソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン溶
液を作成する。これにより、化学増幅レジストが完成す
る。
【0092】次に、この化学増幅レジストを用いた2層
レジスト法によりパターン形成する方法について説明す
る。まず、第1の実施例と同様にして、膜厚約2μmの
平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を順次形成する。
次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.45)で1分間露
光する。このとき、露光により光酸発生剤から酸が生じ
る。
【0093】次いで、温度60℃で60秒間ベークする
と、この酸の作用によりメタクリル酸ジメチルベンジル
の部分の脱離基が脱離し、その部分が水素と置き代わ
る。このため、ベースポリマはアルカリ可溶性となる。
次に、感光層をアルカリ現像液で1分間浸漬する。これ
により、0.3μmのラインアンドスペース(L/S)
を解像できる。このとき、露光部分の感光層はアルカリ
可溶性となっているので、アルカリ現像液に曝すことに
よりその部分のレジストは容易に溶解する。しかも、ア
ルカリ現像液が使用できるので、膨潤は起こらない。こ
のため、レジストパターンの寸法精度を維持することが
できる。
【0094】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングし
た。このとき、レジストパターンはシトラコン酸ビス
(トタメチルシリルメチル)の構成部分にTMSとして
多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対するエッ
チング耐性を有しており、薄い膜厚のレジストパターン
でも酸素プラズマに十分に耐え得る。これにより、レジ
ストパターンを残しつつ、膜厚2μmの平坦化膜を完全
に除去し、L/S0.3μmのパターンを転写すること
ができた。
【0095】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第7の実
施例によれば、感光層のベースポリマにはメタクリル酸
ジメチルベンジルが含まれるので、露光部分のベースポ
リマはアルカリ現像液に容易に溶けるようになる。この
ため、形成されたレジストパターンの膨潤を防止しつ
つ、レジストパターン形成が可能となる。従って、平坦
化層のパターニング精度が向上する。
【0096】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有しているので、
薄い膜厚のレジストパターンでも平坦化層をエッチング
するための酸素プラズマに十分に耐える。このため、感
光層を薄くすることができるので、解像度を向上させ、
レジストパターン形成の精度を向上させることが出来
る。
【0097】(iii )第8の実施例についての説明 シトラコン酸ビス(トタメチルシリルメチル)とメタク
リル酸テトラヒドロピラニルをモル比1:1の割合で混
合したものを5モル/リットルの割合でトルエン液に溶
かし、トルエン溶液を作成する。これにモノマの2モル
%の割合でAIBNを加え、80℃で攪拌しながら6時
間保持する。
【0098】その後、メタノールと水を1:1の割合で
混合した溶媒中に上記により生じた反応生成物を加えた
後、生じた沈殿物を濾別し、乾燥する。これにより、下
の化学式に示す、シトラコン酸ビス(トタメチルシリル
メチル)−メタクリル酸テトラヒドロピラニル共重合体
(組成比1:1)からなるポリマを得る。
【0099】
【化46】
【0100】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で加
えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチルイ
ソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン溶
液を作成する。これにより、化学増幅レジストが完成す
る。
【0101】次に、この化学増幅レジストを用いた2層
レジスト法によりパターン形成する方法について説明す
る。まず、第1の実施例と同様にして、膜厚約2μmの
平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を順次形成する。
次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.45)で1分間露
光する。このとき、露光により光酸発生剤から酸が生じ
る。
【0102】次いで、温度60℃で60秒間ベークする
と、この酸の作用によりメタクリル酸テトラヒドロピラ
ニルの部分の脱離基が脱離し、その部分がHと置き代わ
る。このため、ベースポリマはアルカリ可溶性となる。
次に、これをアルカリ現像液で1分間浸漬する。これに
より、0.3μmのラインアンドスペース(L/S)を
解像できた。このとき、露光部分の感光層はアルカリ可
溶性となっているので、アルカリ現像液に曝すことによ
りその部分のレジストは容易に溶解する。しかも、アル
カリ現像液が使用できるので、膨潤は起こらない。この
ため、レジストパターンの寸法精度を維持することがで
きる。
【0103】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングし
た。このとき、レジストパターンはシトラコン酸ビス
(トリメチルシリルメチル)の構成部分にTMSとして
多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対するエッ
チング耐性を有しており、薄い膜厚のレジストパターン
でも酸素プラズマに十分に耐え得る。これにより、レジ
ストパターンを残しつつ、膜厚2μmの平坦化膜を完全
に除去し、L/S0.3μmのパターンを転写すること
ができた。
【0104】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第8の実
施例によれば、感光層のベースポリマにはメタクリル酸
テトラヒドロピラニルが含まれるので、露光部分のベー
スポリマはアルカリ現像液に容易に溶けるようになる。
このため、形成されたレジストパターンの膨潤を防止し
つつ、レジストパターン形成が可能となる。従って、平
坦化層のパターニング精度が向上する。
【0105】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有しているので、
薄い膜厚のレジストパターンでも平坦化層をエッチング
するための酸素プラズマに十分に耐える。このため、感
光層を薄くすることができるので、解像度を向上させ、
レジストパターン形成の精度を向上させることができ
る。
【0106】(iv)第9の実施例についての説明 シトラコン酸ビス(トリメチルシリルメチル)とメタク
リル酸3−オキソシクロヘキシルをモル比1:1の割合
で混合したものを5モル/リットルの割合でトルエン液
に溶かし、トルエン溶液を作成する。これにモノマの2
モル%の割合でAIBNを加え、80℃で攪拌しながら
6時間保持する。
【0107】その後、メタノールと水を1:1の割合で
混合した溶媒中に上記により生じた反応生成物を加えた
後、生じた沈殿物を濾別し、乾燥する。これにより、下
の化学式に示す、シトラコン酸ビス(トリメチルシリル
メチル)−メタクリル酸3−オキソシクロヘキシル共重
合体(組成比1:1)を得る。
【0108】
【化47】
【0109】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%の割合で加
えた。ポリマが12wt%の割合になるようにメチルイ
ソブチルケトン液に溶かし、メチルイソブチルケトン溶
液を作成する。これにより、化学増幅レジストが完成す
る。
【0110】次に、この化学増幅レジストを用いた2層
レジスト法によりパターン形成する方法について説明す
る。まず、第1の実施例と同様にして、基板上に膜厚約
2μmの平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を順次形
成する。次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.45)で
1分間露光する。このとき、露光により光酸発生剤から
酸が生じる。
【0111】次いで、温度100℃で60秒間ベークす
ると、その酸の作用によりメタクリル酸3−オキソシク
ロヘキシルの部分の脱離基が脱離し、その部分がHと置
き代わる。このため、ベースポリマはアルカリ可溶性と
なる。次に、感光層をアルカリ現像液で1分間浸漬す
る。これにより、0.3μmのラインアンドスペース
(L/S)を解像できる。このとき、露光部分の感光層
はアルカリ可溶性となっているので、アルカリ現像液に
曝すことによりその部分のレジストは容易に溶解する。
しかも、アルカリ現像液が使用できるので、膨潤は起こ
らない。このため、レジストパターンの寸法精度を維持
することができる。
【0112】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングす
る。このとき、レジストパターンはシトラコン酸ビス
(トリメチルシリルメチル)の構成部分にTMSとして
多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対するエッ
チング耐性が増しており、薄い膜厚のレジストパターン
でも酸素プラズマに十分に耐え得る。これにより、レジ
ストパターンを残しつつ、膜厚2μmの平坦化膜を完全
に除去し、L/S0.3μmのパターンを転写すること
ができた。
【0113】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第9の実
施例によれば、感光層のベースポリマにはメタクリル酸
3−オキソシクロヘキシルが含まれるので、露光部分の
ベースポリマはアルカリ現像液に容易に溶けるようにな
る。このため、形成されたレジストパターンの膨潤を防
止しつつ、レジストパターン形成が可能となる。従っ
て、平坦化層のパターニング精度が向上する。
【0114】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有しているので、
薄い膜厚のレジストパターンでも平坦化層をエッチング
するための酸素プラズマに十分に耐える。このため、感
光層を薄くすることができるので、解像度を向上させ、
レジストパターン形成の精度を向上させることができ
る。
【0115】(v)第10の実施例についての説明 シトラコン酸ビス(トリメチルシリルメチル)とP−ビ
ニル安息香酸t−ブチルをモル比1:1の割合で混合し
たものを5モル/リットルの割合でトルエン液に溶か
し、トルエン溶液を作成する。これにモノマの2モル%
の割合でAIBNを加え、80℃で攪拌しながら2時間
保持する。
【0116】その後、上記により生じた反応生成物を大
量のメタノール中に加えた後、生じた沈殿物を濾別し、
乾燥する。これにより、下の化学式に示す、シトラコン
酸ビス(トリメチルシリルメチル)−P−ビニル安息香
酸t−ブチル共重合体(組成比1:1)を得る。
【0117】
【化48】
【0118】次いで、このポリマに光酸発生剤であるト
リフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト(TPSSbF6 )をポリマの15wt%割合で加え
たものを12wt%の割合でメチルイソブチルケトン液
に溶かし、メチルイソブチルケトン溶液を作成する。こ
れにより、化学増幅レジストが完成する。次に、この化
学増幅レジストを用いた2層レジスト法によりパターン
形成する方法について説明する。
【0119】まず、第1の実施例同様にして、基板上に
膜厚約2μmの平坦化層と膜厚約0.3μmの感光層を
順次形成する。次に、KrFエキシマレーザ(NA=0.
45)で1分間露光する。このとき、露光により光酸発生
剤から酸が生じる。次いで、温度100℃で60秒間ベ
ークすると、この酸の作用によりP−ビニル安息香酸t
−ブチルの部分の脱離基が脱離し、その部分が水素と置
き代わる。このため、ベースポリマはアルカリ可溶性と
なる。
【0120】次に、これをアルカリ現像液に1分間浸漬
する。これにより、0.3μmのラインアンドスペース
(L/S)を解像できる。このとき、露光部分の感光層
はアルカリ可溶性となっているので、アルカリ現像液に
曝すことによりその部分のレジストは容易に溶解する。
しかも、アルカリ現像液が使用できるので、膨潤は起こ
らない。このため、レジストパターンの寸法精度を維持
することができる。
【0121】次いで、酸素プラズマを用いたRIE法に
より、膜厚約0.3μm,L/S0.3μmのレジスト
パターンをマスクとして下層の平坦化層をエッチングす
る。このとき、レジストパターンはシトラコン酸ビス
(トリメチルシリルメチル)の構成部分にTMSとして
多量のシリコンを含むので、酸素プラズマに対するエッ
チング耐性を有しており、薄い膜厚のレジストパターン
でも酸素プラズマに十分に耐え得る。これにより、レジ
ストパターンを残しつつ、膜厚2μmの平坦化膜を完全
に除去し、L/S0.3μmのパターンを転写すること
ができた。
【0122】その後、レジストパターン及びパターニン
グされた平坦化層をマスクとして下層の被パターニング
体をエッチングする。以上のように、本発明の第10の
実施例によれば、感光層のベースポリマにはP−ビニル
安息香酸t−ブチルの構成部分が含まれるので、露光部
分のベースポリマはアルカリ現像液に容易に溶けるよう
になる。このため、形成されたレジストパターンの膨潤
を防止しつつ、レジストパターン形成が可能となる。従
って、平坦化層のパターニング精度が向上する。
【0123】更に、形成されたレジストパターンはシリ
コンを含むため、酸素プラズマ耐性を有しているので、
薄い膜厚のレジストパターンでも平坦化層をエッチング
するための酸素プラズマに十分に耐える。このため、感
光層を薄くすることができるので、解像度を向上させ、
レジストパターン形成の精度を向上させることが出来
る。
【0124】なお、上記第1〜第10の実施例では、現
像液として水性アルカリ現像液を用いているが、水性ア
ルカリ現像液に更に炭素数1〜10のアルコールを混合
したものを用いてもよい。これにより、現像速度が増
す。また、光酸発生剤として、トリフェニルスルフォニ
ウムヘキサフルオロアンチモネート(TPSSbF6
を用いているが、他のスルフォニウム塩やスルホン酸エ
ステル系化合物、ヨードニウム塩、ハロゲン化合物等を
用いてもよい。下にこれらを例示する。
【0125】スルフォニウム塩として、
【0126】
【化49】
【0127】を用いることができる。スルホン酸エステ
ル系化合物として、
【0128】
【化50】
【0129】
【化51】
【0130】
【化52】
【0131】
【化53】
【0132】
【化54】
【0133】
【化55】
【0134】を用いることができる。更に、ヨードニウ
ム塩として、
【0135】
【化56】
【0136】を用いることができる。また、ハロゲン化
合物として、
【0137】
【化57】
【0138】
【化58】
【0139】
【化59】
【0140】を用いることができる。なお、本発明のパ
ターン形成方法の実施例として2層レジスト法によるパ
ターン形成法について説明しているが、本発明のパター
ン形成方法は化学増幅レジストを単独で用いたパターン
形成方法にも適用できる。また、3層レジスト法による
パターン形成方法にも適用することができる。この場
合、化学増幅レジストは最上層に形成される。
【0141】これらの場合において、化学増幅レジスト
の酸素プラズマ耐性が向上しているので、薄い膜厚の化
学増幅レジストを用いることができ、解像度を向上させ
ることができる。
【0142】
【発明の効果】本発明のレジストにおいては、酸によっ
て脱離する基を有する繰り返し単位を含み、なおかつシ
リコン(Si)を含有するベース樹脂と、光酸発生剤と
を有する。このレジストをエキシマレーザ等の放射線で
露光すると、光酸発生剤から酸が発生し、更にベークす
ることで、その酸により脱離基が脱離し、水素と置換し
て水酸基又はカルボン酸が生成するするので、露光部分
はアルカリに溶解するようになる。
【0143】このように、本発明のレジストはポジ型の
レジストとして用いることができる。また、本発明のパ
ターン形成方法のように、アルカリ現像液を用いること
ができるので、形成されたレジストパターンの膨潤を防
止しつつ、レジストパターンの形成が可能となる。
【0144】更に、ベース樹脂として繰り返し単位中に
少なくとも1つのシリコン原子を有する基を含むものを
用いている。このため、形成されたレジストパターンは
シリコンを多量に含むので、薄い膜厚のレジストパター
ンでも被エッチング体をエッチングするための酸素プラ
ズマに十分に耐え得る。
【0145】これにより、レジスト膜の膜厚を薄くする
ことができるので、解像度を向上させ、レジストパター
ン形成の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る2層レジスト法によるパ
ターン形成方法について示す断面図(その1)である。
【図2】本発明の実施例に係る2層レジスト法によるパ
ターン形成方法について示す断面図(その2)である。
【符号の説明】
1 シリコン基板、 2,4 シリコン酸化膜、 3 配線層、 4a ビアホール、 5 平坦化層、 5a,6a 開口、 6 感光層、 7 フォトマスク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 21/3065

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中、R1 〜R3 は少なくとも1つのシリコン原子を
    有する基を表し、A1は酸によって脱離する基を有する
    繰り返し単位を表す)で示されるベース樹脂と、光酸発
    生剤とを有するレジスト。
  2. 【請求項2】 一般式 【化2】 (式中、R4 ,R5 は少なくとも1つのシリコン原子を
    有する基を表し、A2は酸によって脱離する基を有する
    繰り返し単位を表す)で示されるベース樹脂と、光酸発
    生剤とを有するレジスト。
  3. 【請求項3】 前記R1 〜R5 は化学式CH2 TMS
    (式中、TMSはトリメチルシリルを表し、化学構造式 【化3】 で示される)で示されるものであることを特徴とする請
    求項1又は請求項2記載のレジスト。
  4. 【請求項4】 前記A1 又はA2 は、化学構造式 【化4】 (式中、tBuは第3ブチル基を表す)で示されるもの
    であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか
    に記載のレジスト。
  5. 【請求項5】 前記A1 又はA2 は、化学構造式 【化5】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項3のいずれかに記載のレジスト。
  6. 【請求項6】 前記A1 又はA2 は、化学構造式 【化6】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項3のいずれかに記載のレジスト。
  7. 【請求項7】 前記A1 又はA2 は、化学構造式 【化7】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項3のいずれかに記載のレジスト。
  8. 【請求項8】 前記A1 又はA2 は、化学構造式 【化8】 (式中、tBuは第3ブチル基を表す)で示されるもの
    であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか
    に記載のレジスト。
  9. 【請求項9】 前記光酸発生剤はトリフェニルスルフォ
    ニウムヘキサフルオロアンチモネート(TPSSb
    6 )であることを特徴とする請求項1〜請求項8のい
    ずれかに記載のレジスト。
  10. 【請求項10】 前記光酸発生剤は、一般式 【化9】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  11. 【請求項11】 前記光酸発生剤は、一般式 【化10】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  12. 【請求項12】 前記光酸発生剤は、一般式 【化11】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  13. 【請求項13】 前記光酸発生剤は、一般式 【化12】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  14. 【請求項14】 前記光酸発生剤は、一般式 【化13】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  15. 【請求項15】 前記光酸発生剤は、一般式 【化14】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  16. 【請求項16】 前記光酸発生剤は、一般式 【化15】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  17. 【請求項17】 前記光酸発生剤は、一般式 【化16】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  18. 【請求項18】 前記光酸発生剤は、一般式 【化17】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  19. 【請求項19】 前記光酸発生剤は、一般式 【化18】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  20. 【請求項20】 前記光酸発生剤は、一般式 【化19】 で示されるものであることを特徴とする請求項1〜請求
    項8のいずれかに記載のレジスト。
  21. 【請求項21】 請求項1〜請求項20のいずれかに記
    載のレジストを被パターニング体上に塗布してレジスト
    膜を形成する工程と、 前記レジスト膜を露光する工程と、 前記露光された前記レジスト膜を現像液に曝し、レジス
    トパターンを形成する工程とを有することを特徴とする
    パターン形成方法。
  22. 【請求項22】 前記レジストパターンを形成する工程
    の後、 前記レジストパターンをマスクとして前記被パターニン
    グ体をエッチングし、除去する工程を有することを特徴
    とする請求項21に記載のパターン形成方法。
  23. 【請求項23】 被パターニング体上に平坦化層を形成
    する工程と、 請求項1〜請求項20のいずれかに記載のレジストを前
    記被パターニング体上に塗布してレジスト膜を形成する
    工程と、 前記レジスト膜を露光する工程と、 前記露光された前記レジスト膜を現像液に曝し、レジス
    トパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記平坦化層をエ
    ッチングし、除去する工程とを有することを特徴とする
    パターン形成方法。
  24. 【請求項24】 前記平坦化層はシリコン(Si)を含
    有しない樹脂膜であることを特徴とする請求項23記載
    のパターン形成方法。
  25. 【請求項25】 前記平坦化層をエッチングするガスと
    して酸素或いは酸素を主とする混合ガスを用いることを
    特徴とする請求項24記載のパターン形成方法。
  26. 【請求項26】 前記平坦化層をエッチングし、除去す
    る工程の後、 少なくとも前記レジストパターン及び平坦化層のいずれ
    かをマスクとして前記被パターニング体をエッチング
    し、除去する工程とを有することを特徴とする請求項2
    3記載のパターン形成方法。
  27. 【請求項27】 前記現像液はアルカリ現像液であるこ
    とを特徴とする請求項21又は請求項23のいずれかに
    記載のパターン形成方法。
  28. 【請求項28】 前記現像液に炭素数1〜10のアルコ
    ールを混合したものを用いることを特徴とする請求項2
    7記載のパターン形成方法。
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