JPH10268518A - パターン形成材料及びそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

パターン形成材料及びそれを用いたパターン形成方法

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JPH10268518A
JPH10268518A JP9074990A JP7499097A JPH10268518A JP H10268518 A JPH10268518 A JP H10268518A JP 9074990 A JP9074990 A JP 9074990A JP 7499097 A JP7499097 A JP 7499097A JP H10268518 A JPH10268518 A JP H10268518A
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JP9074990A
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Sonoko Utaka
園子 右高
Masaichi Uchino
正市 内野
Jiro Yamamoto
治朗 山本
Fumio Murai
二三夫 村井
Tadashi Arai
唯 新井
Toshio Sakamizu
登志夫 逆水
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Hitachi Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】放射線描画後の加熱処理時に生じるウエハ面内
の温度分布に感度が影響を受けない、高感度,高解像性
をもつパターン形成材料を提供する。 【解決手段】アルカリ可溶性高分子,芳香環に直接結合
した炭素上に水酸基を有する三級アルコール,放射線の
照射により酸を発生する酸前駆体、ならびに下記一般式
(1)〜(8)で表わされる群から選ばれた少なくとも一
種類の塩基性化合物を含む(ここでR1〜R7は水素,
炭素数1〜4の置換または無置換アルキル基,フェニル
基,ベンジル基,フェネチル基,ピリジル基,シクロヘ
キシル基,p−トリル基,キノリル基,アリル基,メト
キシメチル基の中から選ばれる原子または原子団を表わ
し、R1〜R7は同一であってもよく、異なっていても
よい)。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等の微
細加工に用いられるパターン形成材料及びそれを用いた
パターン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子線,紫外線等の放射線のパターン照
射によりパターン潜像形成部に酸を生成せしめ、この酸
を触媒とする反応によって、当該照射部の現像液に対す
る溶解性を変化させ、現像工程によりネガ型パターンを
現出させるパターン形成材料、及びそれを用いたパター
ン形成方法に関しては、特開昭62−164045号,特開平2
−217855号等に記載のものが知られている。これら従来
例には、放射線の照射で酸を生成する酸前駆体と酸触媒
下で架橋し、アルカリ水溶液に対する溶解性を減少させ
るネガ型パターン形成材料が記載されている。
【0003】上記従来例に記載のような酸触媒による架
橋反応を利用したネガ型パターン形成材料(以下架橋系
パターン形成材料という)のアルカリ水溶液に対する溶
解性は、架橋反応による分子量の増大によって変化す
る。
【0004】また、アルカリ水溶液に対する溶解性の変
化が架橋反応でなく分子の極性変換反応に基づくネガ型
パターン形成材料(以下極性変換系パターン形成材料と
いう)として、特開平2−290917号,特開平4−165359
号,特開平7−104473 号に記載のものが知られている。
極性変換反応の例として酸触媒によるアルコールの脱水
反応が上記従来例に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記架橋系パターン形
成材料の感度は、放射線照射後の架橋反応を促進するた
めの加熱温度に大きく依存することが知られている。こ
のため、架橋系パターン形成材料を半導体微細加工に用
いた場合、加熱工程で生じるウェハ面内の僅かな温度分
布が、パターン寸法のばらつきとして反映してしまい、
十分な寸法精度を確保できないという問題があった。架
橋系パターン形成材料の感度に対する加熱温度依存性
は、一般に架橋反応の活性化エネルギーが高いことに起
因するものである。
【0006】架橋系パターン形成材料よりも反応の活性
化エネルギーが低く、感度に対する加熱温度依存性の小
さい材料として、前記極性変換系パターン形成材料が知
られている。しかし、この極性変換系パターン形成材料
を用いた場合でも、加熱処理工程で反応の触媒である酸
の拡散のために、感度が加熱温度に依存し、十分な寸法
精度を確保できないという問題があった。
【0007】本発明の目的は、極性変換系パターン形成
材料の加熱処理工程での酸の拡散を低減することによっ
て、微細加工の高精度化を図り、電子線,紫外線等の放
射線のパターン状照射によりパターン潜像形成部に効率
よく酸を生成せしめ、この酸を触媒とする反応によって
当該照射部のアルカリ水溶液に対する溶解性を変化さ
せ、工業的に有利なアルカリ水溶液を現像液とする現像
工程により、高解像性のパターンを現出させるパターン
形成材料及びそれを用いたパターン形成方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、アルカリ可
溶性高分子,芳香環に直接結合した炭素上に水酸基を有
する三級アルコール,放射線の照射により酸を発生する
酸前駆体、ならびに下記一般式(1)〜(8)で表わされ
る群から選ばれた少なくとも一種類の塩基性化合物を含
むことを特徴とするパターン形成材料、ならびにこのパ
ターン形成材料を用いたパターン形成方法によって達成
される(ここでR1〜R7は水素,炭素数1〜4の置換
または無置換アルキル基,フェニル基,ベンジル基,フ
ェネチル基,ピリジル基,シクロヘキシル基,p−トリ
ル基,キノリル基,アリル基,メトキシメチル基の中か
ら選ばれる原子または原子団を表わし、R1〜R7は同
一であってもよく、異なっていてもよい)。
【0009】
【化21】
【0010】
【化22】
【0011】
【化23】
【0012】
【化24】
【0013】
【化25】
【0014】
【化26】
【0015】
【化27】
【0016】
【化28】
【0017】本発明に用いられる塩基性化合物として
は、例えばアニリン、ベンジルアミン、チラミン、2−
アミノキノリン、3−アミノジフェニル、4−アミノフ
ェノール、5−アミノインダン、5−アミノインダゾー
ル、シクロヘキシルアミン、ジフェニルアミン、ジシク
ロヘキシルアミン、2,2−ジピリジルアミン、トリ−
n−メチルアミン、トリフェニルアミン、ピリジン、2
−ピコリン、2,6−ルチジン、6−アミノ−2,4−
ルチジン、2,4−ジアミノピリジン、2−ベンジルピ
リジン、3−ベンジルピリジン、4−ベンジルピリジ
ン、4−フェニルピリジン、2,6−ジ−p−トリルピ
リジン、アメリン、ベンゾグアナミン、N(2),N(2)
−ジアリルメラミン、アミノメラミン、ヘキサ(メトキ
シメチル)メラミン、キノリン、2,2−ビキノリン、
4−アミノ−2−メチルキノリン、2,4−ジメチルキ
ノリン、4,4−ジフェニル−2,2−ジピリジル、
2,2−ビ−4−ピコリン、1,3−ジ(4−ピリジ
ル)プロパン、1,2−ジ(2−ピリジル)エチレン等
が挙げられる。
【0018】上記塩基性化合物の中でも、分子内にピリ
ジン骨格を有する化合物は、酸を捕捉し拡散を抑制する
のに十分な塩基性を持ち、かつパターン形成材料の溶液
に添加しても溶液の保存安定性に影響を与えないので、
本発明のパターン形成材料に用いる塩基性化合物として
特に好ましい。
【0019】また、芳香環に直接結合した炭素上に水酸
基を有する三級アルコールとして、下記一般式(9)〜
(20)で表わされる群から選ばれた少なくとも1つの
化合物が好ましい(ここでR1,R2は炭素数1〜4の
置換または無置換アルキル基を表わし、R3,R4,R
5およびR6は水素,ハロゲン,炭素数1〜4の置換ま
たは無置換アルキル基,炭素数1〜4の置換または無置
換アルコキシ基,フェニル基,メトキシ基,シクロプロ
ピル基の中から選ばれる原子または原子団を表わし、R
1〜R2は同一であってもよく、異なっていてもよ
い)。
【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】
【化39】
【0031】
【化40】
【0032】本発明に用いられる芳香環に直接結合した
炭素上に水酸基を有する三級アルコールとしては、例え
ばα,α,α′,α′−テトラメチル−1,3−ベンゼ
ンジメタノール、α,α,α′,α′−テトラエチル−
1,3−ベンゼンジメタノール、5−メトキシ−α,
α,α′,α′−テトラメチル−1,3−ベンゼンジメ
タノール、5−クロロ−α,α,α′,α′−テトラメ
チル−1,3−ベンゼンジメタノール、5−ブロモ−
α,α,α′,α′−テトラメチル−1,3−ベンゼン
ジメタノール、α,α,α′,α′−テトラメチル−
1,4−ベンゼンジメタノール、α,α,α′,α′−
テトラエチル−1,4−ベンゼンジメタノール、2,
3,5,6−α,α,α′,α′−オクタメチル−1,
4−ベンゼンジメタノール、2−クロロ−α,α,
α′,α′−テトラメチル−1,4−ベンゼンジメタノ
ール、2−ブロモ−α,α,α′,α′−テトラメチル
−1,4−ベンゼンジメタノール、α,α,α′,
α′,α″,α″−ヘキサメチル−1,3,5−ベンゼ
ントリメタノール、α,α,α′,α′,α″,α″−
ヘキサエチル−1,3,5−ベンゼントリメタノール、
α,α,α′,α′−テトラメチル−1,5−ナフタレ
ンジメタノール、α,α,α′,α′−テトラメチル−
1,4−ナフタレンジメタノール、α,α,α′,α′
−テトラメチル−9,10−アントラセンジメタノール
等が挙げられる。
【0033】上記芳香環に直接結合した炭素上に水酸基
を有する三級アルコールの中でも2−ヒドロキシイソプ
ロピル基を同一芳香環上に3つ以上有する三級アルコー
ルは露光前加熱処理時における揮発が少なく、本発明の
パターン形成材料に用いるアルコール化合物としてより
好ましい。
【0034】本発明における望ましいアルカリ可溶性高
分子としては、ノボラック樹脂,m,p−クレゾールノ
ボラック樹脂,ハロゲン化ノボラック樹脂,ポリヒドロ
キシスチレン,ハロゲン化ポリヒドロキシスチレン、ま
たはヒドロキシスチレン/スチレン共重合体,ポリメチ
ルグルタルイミド等の高分子化合物が挙げられる。この
中でもm,p−クレゾールノボラック樹脂を用いること
が望ましく、メタ,パラ比が、30:70〜100:0
の範囲のものはより好ましい。
【0035】本発明で用いられる酸前駆体はトリアリー
ルスルホニウム塩や、ナフトイルメチルテトラメチレン
スルホニウム塩,ジアリールヨードニウム塩などのオニ
ウム塩を用いることができる。オニウム塩の対アニオン
はトリフルオロメタンスルホン酸,トリフルオロ酢酸,
メタンスルホン酸などのアルキルスルホン酸,トルエン
スルホン酸などのアリールスルホン酸,テトラフルオロ
ホウ素酸,ヘキサフルオロアンチモン酸,ヘキサフルオ
ロヒ素酸などのようなルイス酸が用いられる。またこれ
以外にも酸前駆体として特開平2−245756 号に記載のア
ルキルおよびアリールスルホン酸エステルを用いること
もできる。
【0036】本発明のパターン形成材料においてアルカ
リ可溶性高分子,芳香環に直接結合した炭素上に水酸基
を有する三級アルコール,放射線の照射によって酸を生
成する酸前駆体,塩基性化合物の組成比が、100重量
部,1〜50重量部,0.01〜30,0.001〜1 重量
部の範囲であることが望ましい。アルコールの量がこの
範囲よりも大きいと相分離が起こるために均一な塗膜の
形成が困難であり、小さいと塗膜の不溶化が十分進行し
ない。また、酸発生剤の量がこの範囲よりも大きいと現
像時間が長くなり、小さいと十分な感度が得られない。
また、塩基性化合物の量がこの範囲よりも小さいと寸法
精度向上に効果がなく、大きいと十分な感度が得られな
くなる。
【0037】本発明で用いる酸前駆体は、放射線の照射
によって強酸を生成する。この生成した酸によって本発
明に用いる三級アルコールは脱水され、非極性の化合物
に変換される。この極性変化反応を、アルカリ可溶性高
分子中で誘起すると、反応が誘起された領域のアルカリ
可溶性高分子のアルカリ水溶液に対する溶解性が減少す
るので、ネガ型のパターンが形成される。本発明のパタ
ーン形成材料は、極性変化に触媒反応を利用しているた
め、放射線照射量が僅かであっても、効率良くネガ化反
応が起こるので高感度である。本発明のパターン形成材
料は不溶化反応の活性化エネルギーが低く、しかも放射
線照射によって発生した酸が膜中の塩基性物質によって
捕捉され、その拡散が抑制されるので、加熱工程で生じ
るウエハ面内の温度分布にパターン寸法が影響を受けに
くいという特徴を有する。
【0038】本発明の塩基性物質は前記三級アルコール
と組み合わせた時に最も寸法精度向上に効果のあること
が分かった。たとえば従来の架橋系パターン形成材料に
本発明の塩基性物質を添加しても、単に酸の失活による
感度低下が起こるのみであり、放射線照射後の加熱処理
温度の変化に起因する感度の変化はほとんど抑制されな
い。
【0039】図1は従来の架橋系パターン形成材料の感
度を加熱処理温度を変えて測定した結果を、図2は従来
の極性変換系パターン形成材料の感度を加熱処理温度を
変えて測定した結果を示す。また、図3は本発明のパタ
ーン形成材料の感度を加熱処理温度を変えて測定した結
果を示す。
【0040】本発明のパターン形成材料の場合、加熱処
理温度に対する感度変化が顕著に抑制されていることが
分かる。これにより本発明のパターン形成材料を用いれ
ば、プロセス温度変化に対して安定性がよいため、半導
体デバイス製造の歩留まりを向上させることができ、実
用性の高いパターン形成方法を提供することができる。
【0041】
【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げて本発明を
より具体的に説明する。
【0042】(実施例1)m,p−クレゾールノボラッ
ク樹脂:100重量部,ジフェニルヨードニウムトリフ
レート:2重量部,α,α,α′,α′−テトラメチル
−1,3−ベンゼンジメタノール:20重量部,2,6
−ルチジン:0.1 重量部をプロピレングリコールモノ
メチルエーテルに溶解させた。これを、孔径0.1μm
のメンブレンフィルターで濾過した後、24℃のクリー
ンルーム内に1ケ月保存した。保存前後の感度および現
像時間を測定したところ変化は見られず、良好な保存安
定性を示した。
【0043】次に、上記パターン形成材料をシリコンウ
エハ上に回転塗布し、80℃,2分間熱処理して、0.
56μm の塗布膜を得た。この塗膜にKrFエキシマ
レーザステッパを用いてパターン照射後、80℃,2分
間熱処理して水酸化テトラメチルアンモニウム2.38
%水溶液で90秒間現像処理を行った。その結果、0.
3μmのラインとスペースの繰り返しパターンが露光量
15.0mJ/cm2にて形成された。このパターン形成材
料の0.5μm のラインとスペースの繰り返しパターン
におけるパターン寸法変動量は0.02μm/℃ 以下で
あり、同じパターン寸法における架橋系パターン形成材
料の寸法変動量(0.05μm/℃),極性変換系パター
ン形成材料の寸法変動量(0.03μm/℃)と比較して
小さいことがわかった。
【0044】本実施例のパターン形成材料を用いたパタ
ーン形成方法によれば、KrFエキシマレーザ投影露光
装置を用いた露光法によって高い寸法精度で高解像度の
パターンを形成することができ、工業的に有利である
(ここでパターン寸法変動量は、露光後の加熱処理温度
が設定温度から1℃変化したときのパターン寸法の変化
量を表わす)。
【0045】(実施例2)m,p−クレゾールノボラッ
ク樹脂:100重量部,ジフェニルヨードニウムトリフ
レート:2.5 重量部,α,α,α′,α′−テトラメ
チル−1,3−ベンゼンジメタノール:20重量部,ベ
ンジルアミン:0.05 重量部をプロピレングリコール
モノメチルエーテルに溶解させた。これを、孔径0.1
μm のメンブレンフィルターで濾過した後、シリコン
ウエハ上に回転塗布し、100℃,2分間熱処理して、
1μmの塗布膜を得た。
【0046】この塗膜に位相シフトマスクを用いてi線
縮小投影露光装置にて光照射後、70℃,2分間熱処理
して水酸化テトラメチルアンモニウム2.38% 水溶液
で60秒間現像処理を行った。その結果、0.35μm
のラインとスペースの繰り返しパターンが露光量500
mJ/cm2 にて形成できた。このパターン形成材料の
0.5μm のラインとスペースの繰り返しパターンにお
けるパターン寸法変動量は0.02μm/℃ 以下であ
り、同じパターン寸法における架橋系パターン形成材料
での寸法変動量(0.05μm/℃),極性変換系パター
ン形成材料での寸法変動量(0.03μm/℃)と比較し
て小さいことがわかった。
【0047】本実施例のパターン形成材料を用いたパタ
ーン形成方法によれば、i線縮小投影露光装置と位相シ
フトマスクとの組み合わせによる露光法によって高い寸
法精度で高解像度のパターンを形成することができ、工
業的に有利である。
【0048】(実施例3)m,p−クレゾールノボラッ
ク樹脂:100重量部,ナフトイルメチルテトラメチレ
ンスルホニウムパラトルエンスルホネート:5重量部,
α,α,α′,α′−テトラメチル−1,4−ベンゼン
ジメタノール:20,2,6−ルチジン0.05 重量部
をプロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解させ
た。これを、孔径0.1μm のメンブレンフィルターで
濾過した後、24℃のクリーンルーム内に1ケ月保存し
た。保存前後の感度および現像時間を測定したところ変
化は見られず、良好な保存安定性を示した。
【0049】次に、上記パターン形成材料をシリコンウ
エハ上に回転塗布し、95℃,2分間熱処理して、1μ
mの塗布膜を得た。この塗膜に位相シフトマスクを用い
てi線縮小投影露光装置にて光照射後、60℃,2分間
熱処理して水酸化テトラメチルアンモニウム2.38%
水溶液で60秒間現像処理を行った。その結果、0.35μ
mのラインとスペースの繰り返しパターンが露光量50
0mJ/cm2 にて形成できた。このパターン形成材料の
0.5μm のラインとスペースの繰り返しパターンにお
けるパターン寸法変動量は0.02μm/℃ 以下であ
り、同じパターン寸法における架橋系パターン形成材料
での寸法変動量(0.05μm/℃),極性変換系パター
ン形成材料での寸法変動量(0.03μm/℃)と比較し
て小さいことがわかった。
【0050】本実施例のパターン形成材料を用いたパタ
ーン形成方法によれば、i線縮小投影露光装置と位相シ
フトマスクとの組み合わせによる露光法によって高い寸
法精度で高解像度のパターンを形成することができ、工
業的に有利である。
【0051】(実施例4)m,p−クレゾールノボラッ
ク樹脂:100重量部,ジフェニルヨードニウムトリフ
レート:2重量部,α,α′,α″−トリヒドロキシ−
1,3,5−トリイソプロピルベンゼン:15重量部,
フェニルピリジン0.05 重量部をプロピレングリコー
ルモノメチルエーテルに溶解させた。これを、孔径0.
1μm のメンブレンフィルターで濾過した後、24℃
のクリーンルーム内に1ケ月保存した。保存前後の感度
および現像時間を測定したところ変化は見られず、良好
な保存安定性を示した。
【0052】次に、上記パターン形成材料をシリコンウ
エハ上に回転塗布し、90℃,2分間熱処理して、1μ
mの塗布膜を得た。この塗膜に電子線描画装置(加速電
圧50kV)を用いて電子線照射後、75℃,2分間熱
処理して水酸化テトラメチルアンモニウム2.38%水
溶液で90秒間現像処理を行った。その結果、0.3μ
mのラインとスペースの繰り返しパターンが電子線照射
量8μC/cm2 にて形成できた。このパターン形成材料
の0.5μm のラインとスペースの繰り返しパターンに
おけるパターン寸法変動量は0.02μm/℃ 以下であ
り、同じパターン寸法における架橋系パターン形成材料
での寸法変動量(0.05μm/℃),極性変換系パター
ン形成材料での寸法変動量(0.03μm/℃)と比較し
て小さいことがわかった。本実施例のパターン形成材料
を用いたパターン形成方法によれば、電子線照射装置を
用いたパターン形成方法によって高い寸法精度で高解像
度のパターンを形成することができ、工業的に有利であ
る。
【0053】(実施例5)m,p−クレゾールノボラッ
ク樹脂:100重量部,ジフェニルヨードニウムトリフ
レート:2重量部,α,α′,α″−トリヒドロキシ−
1,3,5−トリイソプロピルベンゼン:30重量部,
2−ベンジルピリジン0.05 重量部をプロピレングリ
コールモノプロピルエーテルに溶解させた。これを、孔
径0.1μmのメンブレンフィルターで濾過した後、24
℃のクリーンルーム内に1ケ月保存した。保存前後の感
度および現像時間を測定したところ変化は見られず、良
好な保存安定性を示した。
【0054】次に、上記パターン形成材料をシリコンウ
エハ上に回転塗布し、90℃,2分間熱処理して、1μ
mの塗布膜を得た。この塗膜に電子線描画装置(加速電
圧50kV)を用いて電子線照射後、75℃,2分間熱
処理して水酸化テトラメチルアンモニウム2.38%水
溶液で25秒間現像処理を行った。その結果、0.3μ
mのラインとスペースの繰り返しパターンが電子線照射
量8μC/cm2 にて形成できた。このパターン形成材料
の0.5μm のラインとスペースの繰り返しパターンに
おけるパターン寸法変動量は0.02μm/℃ 以下であ
り、同じパターン寸法における架橋系パターン形成材料
での寸法変動量(0.05μm/℃),極性変換系パター
ン形成材料での寸法変動量(0.03μm/℃)と比較し
て小さいことがわかった。
【0055】本実施例のパターン形成材料を用いたパタ
ーン形成方法によれば、電子線照射装置を用いたパター
ン形成方法によって高い寸法精度で高解像度のパターン
を形成することができ、工業的に有利である。
【0056】(実施例6)m,p−クレゾールノボラッ
ク樹脂:100重量部,ジフェニルヨードニウム−p−
トルエンスルホネート:2重量部,α,α′,α″−ト
リヒドロキシ−1,3,5−トリイソプロピルベンゼ
ン:20重量部,2,6−ルチジン0.05重量部をプ
ロピレングリコールモノプロピルエーテルに溶解させ
た。これを、孔径0.1μm のメンブレンフィルターで
濾過した後、24℃のクリーンルーム内に1ケ月保存し
た。保存前後の感度および現像時間を測定したところ変
化は見られず、良好な保存安定性を示した。
【0057】次に、上記パターン形成材料をシリコンウ
エハ上に回転塗布し、90℃,2分間熱処理して、1μ
mの塗布膜を得た。この塗膜に電子線描画装置(加速電
圧50kV)を用いて電子線照射後、75℃,2分間熱
処理して水酸化テトラメチルアンモニウム2.38%水
溶液で70秒間現像処理を行った。その結果、0.35μm
のラインとスペースの繰り返しパターンが電子線照射量
20μC/cm2 で形成できた。このパターン形成材料の
0.5μm のラインとスペースの繰り返しパターンにお
けるパターン寸法変動量は0.02μm/℃ 以下であ
り、同じパターン寸法における架橋系パターン形成材料
での寸法変動量(0.05μm/℃),極性変換系パター
ン形成材料での寸法変動量(0.03μm/℃)と比較し
て小さいことがわかった。
【0058】本実施例のパターン形成材料を用いたパタ
ーン形成方法によれば、電子線照射装置を用いたパター
ン形成方法によって高い寸法精度で高解像度のパターン
を形成することができ、工業的に有利である。
【0059】(実施例7)図4に本発明のパターン形成
材料を用いた、パターン形成方法の説明を示す。図4の
(a)に示すように、半導体基板1上にタングステンの
膜2を形成し、その上にレジスト膜3を形成する。
(b)に示すように、放射線5をマスク4を通して照射
し、潜像6を形成し、熱処理後アルカリ現像処理によ
り、(c)のようにレジストパターンを得る。このパタ
ーンを介してドライエッチング処理を行い(d)のよう
にタングステン2を加工し、その後アッシングにより
(e)のようにレジスト膜3を除去し、配線パターンを
得ることができた。
【0060】
【発明の効果】本発明のパターン形成材料を用いれば、
放射線照射後の加熱処理時にウエハ面内で生じる温度分
布に対する感度のばらつきを抑制し、パターン形成時の
寸法精度が向上するので、集積回路製作時の歩留まりを
良好にすることが可能となり、工業的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の架橋系パターン形成材料の感度の熱処理
温度依存性の測定図。
【図2】従来の極性変換系パターン形成材料の感度の熱
処理温度依存性の測定図。
【図3】本発明のパターン形成材料の熱処理温度依存性
の測定図。
【図4】本発明のパターン形成材料を用いた、パターン
形成方法を示す工程図。
【符号の説明】
1…半導体基板、2…タングステン膜、3…レジスト
膜、4…マスク、5…放射線、6…潜像。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 治朗 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 村井 二三夫 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 新井 唯 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 逆水 登志夫 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルカリ可溶性高分子,芳香環に直接結合
    した炭素上に水酸基を有する三級アルコール,放射線の
    照射により酸を発生する酸前駆体、ならびに下記一般式
    (1)〜(8)で表わされる群から選ばれた少なくとも一
    種類の塩基性化合物を含むことを特徴とするパターン形
    成材料(ここでR1〜R7は水素,炭素数1〜4の置換
    または無置換アルキル基,フェニル基,ベンジル基,フ
    ェネチル基,ピリジル基,シクロヘキシル基,p−トリ
    ル基,キノリル基,アリル基,メトキシメチル基の中か
    ら選ばれる原子または原子団を表わし、R1〜R7は同
    一であってもよく、異なっていてもよい)。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 【化7】 【化8】
  2. 【請求項2】請求項1に記載のパターン形成材料におい
    て、芳香環に直接結合した炭素上に水酸基を有する三級
    アルコールとして、下記一般式(9)〜(20)で表わさ
    れる群から選ばれた少なくとも1つの化合物を用いるこ
    とを特徴とするパターン形成材料(ここでR1,R2は
    炭素数1〜4の置換または無置換アルキル基を表わし、
    R3,R4,R5およびR6は水素,ハロゲン,炭素数
    1〜4の置換または無置換アルキル基,炭素数1〜4の
    置換または無置換アルコキシ基,フェニル基,メトキシ
    基,シクロプロピル基の中から選ばれる原子または原子
    団を表わし、R1〜R2は同一であってもよく、異なっ
    ていてもよい)。 【化9】 【化10】 【化11】 【化12】 【化13】 【化14】 【化15】 【化16】 【化17】 【化18】 【化19】 【化20】
  3. 【請求項3】請求項1または2のいずれかに記載のパタ
    ーン形成材料において、アルカリ可溶性高分子,芳香環
    に直接結合した炭素上に水酸基を有する三級アルコー
    ル,放射線の照射によって酸を生成する酸前駆体および
    塩基性化合物の組成比が、100重量部,1〜50重量
    部,0.01〜20重量部,0.001〜1重量部の範囲
    であることを特徴とするパターン形成材料。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載のパター
    ン形成材料からなる塗膜を形成する工程と、電子線,紫
    外線等の放射線を用いて当該塗膜に所定のパターン潜像
    を形成する工程と、当該パターン潜像形成部のアルカリ
    水溶液に対する溶解性を変化させる反応を促進する工程
    と、アルカリ水溶液を現像液として、当該所定パターン
    を現像する工程とを含むことを特徴とするパターン形成
    方法。
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