JPH1083079A

JPH1083079A - 化学増幅ポジ型レジスト材料

Info

Publication number: JPH1083079A
Application number: JP8257756A
Authority: JP
Inventors: Jun Hatakeyama; 畠山　　潤; Fujio Yagihashi; 不二夫八木橋; Tomoyuki Iwasaki; 智之岩崎; Ayumi Kiyomori; 歩清森
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JP3514590B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光発生した酸のレジスト膜内での濃度を、膜
厚方向でできるだけ均一とし、その結果、レジスト膜に
形成されるパターンの矩形性を向上させる共に、定在波
によるパターンの側壁の凹凸を縮小させることができ
る、化学増幅ポジ型レジストを提供する。【解決手段】（Ａ）有機溶剤、（Ｂ）酸不安定基で保
護されたアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂で
あって、該酸不安定基が解離したときにアルカリ可溶性
となる樹脂、（Ｃ）光酸発生剤、（Ｄ）光塩基発生剤、
および場合により（Ｅ）溶解阻止剤を含有する化学増幅
ポジ型レジスト材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細加工技術に適
した新規な化学増幅ポジ型レジスト材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化と高速度化に伴い、パ
ターンルールの微細化が求められている中、次世代の微
細加工技術として遠紫外線リソグラフィーが有望視され
ている。遠紫外線リソグラフィーによれば、線幅が０．
２〜０．３μｍといった微細なパターンの加工も可能で
ある。近年、遠紫外線の光源として高輝度なＫｒＦエキ
シマレーザーを利用する技術が注目されているが、これ
が量産技術として用いられるためには、高解像で高感度
なレジスト材料が要望されている。このような観点か
ら、近年開発された酸を触媒とした化学増幅ポジ型レジ
スト材料（特公平２−２７６６０号、特開昭６３−２７
８２９号公報等に記載）は、感度、解像度、ドライエッ
チング耐性が高く、優れた特徴を有するもので、遠紫外
線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料である。

【０００３】しかしながら、化学増幅型レジストには、
ナフトキノンジアジドを感光剤とするｉ線レジストやｇ
線レジストのようにフォトブリーチ性を示すものが少な
く、いわゆる内部ＣＥＬ(Contrast Enhancement Lithog
raphy)効果がなく、光学的なコントラスト増強効果が期
待できない。このことは、段差部分の基板からのハレー
ションによる線幅変動やレジスト膜厚変動にともなう定
在波の振幅変動による線幅変動を防止するために、レジ
ストと基板との間に反射防止膜(Anti-Reflecting Coati
ng；ＡＲＣ）を用いた場合（ボトムＡＲＣプロセス）、
化学増幅型レジスト自体の光吸収のため、解像度とパタ
ーンの矩形性が低下することをもたらす。このような解
像度とパターンの矩形性の低下を防止するためには、ボ
トムＡＲＣプロセス用の化学増幅型レジストの光透過率
を高くする必要があるが、これには限界があり、解像度
およびパターンの矩形性の向上は難しい。

【０００４】このため反射防止膜を用いる代わりに、化
学増幅型レジスト自体に吸収を持たせてハレーションや
定在波を低減させ、線幅変動を防止することが考えられ
る。このようなレジスト自体に吸収を持たせたいわゆる
ダイ入りレジストは、ｉ線レジストやｇ線レジストの時
代から知られており、化学増幅型レジストをダイ入りレ
ジストとする方法は、ＫｒＦエキシマリソグラフィーに
おいても簡便かつ安価なプロセスとして期待される。し
かし、レジストの光吸収が大きくなるため、解像度とパ
ターンの矩形性の低下につながる。また、露光波長の短
波長化に伴って基板からの反射が大きくなるため、レジ
ストの光吸収だけでハレーションや定在波を低減させる
ことが難しくなってきている。

【０００５】また、定在波の発生は、段差上でレジスト
の膜厚が変動した時に、パターンの線幅の変動だけでな
く、側壁に凹凸の発生をもたらす。このパターンの側壁
の凹凸は、線幅がクオーターミクロン以下のパターンに
おいて特に重要な問題になってくる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、化学増幅ポ
ジ型レジストは、光照射によって酸が発生し、ＰＥＢ
（Post Exposure Bake) 時に、発生した酸がポリマーの
酸不安定基と反応し、酸不安定基の脱離によってポリマ
ーがアルカリ可溶になるという機構を有するので、触媒
となる酸の濃度分布とパターンプロファイルとは良く相
関する。すなわち、化学増幅型レジストを用いて基板上
に皮膜（レジスト膜）を形成すると、皮膜内で基板付近
に比べて表面付近の方で多くの酸が発生し、光発生した
酸が膜厚方向で濃度分布をもち、その結果パターンの矩
形性の低下につながる。また、定在波により発生する側
壁の凹凸は、光発生した酸の濃度が膜厚方向で周期的に
増減していることが原因であると考えられる。

【０００７】従って、本発明は、光発生した酸のレジス
ト膜内での濃度を、膜厚方向でできるだけ均一とし、そ
の結果、レジスト膜に形成されるパターンの矩形性を向
上させる共に、定在波によるパターンの側壁の凹凸を縮
小させることができる、化学増幅ポジ型レジスト材料を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、この目的を
解決すべく種々研究を重ねた結果、レジストの光吸収に
よって発生する酸の膜厚方向の濃度分布を補正するため
に、化学増幅ポジ型レジスト材料に、光によって塩基を
発生する成分（光塩基発生剤）をさらに添加することが
効果的であることを見いだした。光塩基発生剤は、光に
よって過剰に発生した酸を中和させる働きを持ち、膜厚
方向の酸の濃度の傾きを小さくしてパターンの矩形性を
向上させるだけでなく、酸の濃度の周期的な増減を小さ
くして定在波による側壁の凹凸も縮小させる。

【０００９】従って、本発明は、（Ａ）有機溶剤、
（Ｂ）酸不安定基で保護されたアルカリ不溶性またはア
ルカリ難溶性の樹脂であって、該酸不安定基が解離した
ときにアルカリ可溶性となる樹脂、（Ｃ）光酸発生剤、
および（Ｄ）光塩基発生剤を含有する、ことを特徴とす
る化学増幅ポジ型レジスト材料、および（Ａ）有機溶
剤、（Ｂ）酸不安定基で保護されたアルカリ不溶性また
はアルカリ難溶性の樹脂であって、該酸不安定基が解離
したときにアルカリ可溶性となる樹脂、（Ｃ）光酸発生
剤、（Ｄ）光塩基発生剤、および（Ｅ）溶解阻止剤を含
有する、ことを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料
を要旨とするものである。

【００１０】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明は、光塩基発生剤を使用することを特徴とする。こ
の（Ｄ）成分の光塩基発生剤としては、下記一般式
（１）〜（８）で表される化合物が挙げられ、本発明の
化学増幅ポジ型レジスト材料において、これらから選ば
れる１種または２種以上の化合物を使用することができ
る。

【００１１】

【化３】

【００１２】

【化４】

【００１３】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂およびＲ₄は、互いに
無関係に、水素原子、炭素原子数１〜２０の直鎖状もし
くは分岐状のアルキル基、または、炭素原子数３〜２０
の環状のアルキル基であるか、あるいは、Ｒ₁とＲ₂、
Ｒ₁とＲ₄およびＲ₂とＲ₄は、それぞれ互いに結合し
て環状体を形成することもあり、Ｒ₃は、炭素原子数１
〜４の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、Ｒ
₅は、水素原子、炭素原子数１〜２０の直鎖状もしくは
分岐状のアルキル基、炭素原子数３〜２０の環状のアル
キル基、または、炭素原子数６〜２０のアリール基であ
り、Ｍは、ヨードニウムまたはスルホニウムを示し、ｍ
は、２〜１０の整数を示し、そしてｎは、１から３の整
数を示す。）

【００１４】ここで、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₄およびＲ₅の定
義中、炭素原子数１〜２０の直鎖状もしくは分岐状のア
ルキル基としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ
ｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−
ドデシル等が挙げられる。炭素原子数３〜２０の環状の
アルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、
シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シ
クロオクチル、シクロドデシル等が挙げられる。炭素原
子数６〜２０のアリール基としては、フェニル、ナフチ
ル、ピレニル等が挙げられる。また、形成される環状体
としては、ピペリジノ基、ピロリジノ基、プロピレンイ
ミノ基、アセチジノ基等が挙げられる。Ｒ₃の炭素原子
数１〜４の直鎖状または分岐状のアルキル基としては、
メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ
−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等が挙げられる。

【００１５】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料中に
含有される光塩基発生剤（ｐ）と光酸発生剤（ｑ）のモ
ル比（ｐ／ｑ）は０．０１〜１．０の範囲にあることが
好ましく、特に０．１〜０．５の範囲にあることが好ま
しい。これは、モル比（ｐ／ｑ）が０．０１より小さい
と、パターンの矩形性向上と側壁の凹凸の縮小の効果が
小さく、１．０より大きいと、レジストの感度が低下す
る恐れがあるからである。

【００１６】また（Ａ）成分の有機溶剤としては、シク
ロヘキサノン、メチル−２−ｎ−アミルケトン等のケト
ン類；３−メトキシブタノール、３−メチル−３−メト
キシブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１
−エトキシ−２−プロパノール等のアルコール類；プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエ
チルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル等のエーテル類；プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピ
レングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エ
チル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、メチル−３−メ
トキシプロピオネート、エチル−３−エトキシプロピオ
ネート等のエステル類などが挙げられる。本発明の化学
増幅ポジ型レジスト材料において、これらから選ばれる
１種類を単独でまたは２種類以上を混合して使用するこ
とができる。

【００１７】また、ベース樹脂である（Ｂ）成分の、酸
不安定基で保護されたアルカリ不溶性またはアルカリ難
溶性の樹脂であって、該酸不安定基が解離したときにア
ルカリ可溶性となる樹脂としては、ポリヒドロキシスチ
レンの誘導体が挙げられる。ポリヒドロキシスチレンの
誘導体としては、ポリヒドロキシスチレン中のフェノー
ル性水酸基の水素原子を部分的に酸不安定基で置換した
ものが好適であるが、ヒドロキシスチレンの共重合体中
のフェノール性水酸基の水素原子を部分的に酸不安定基
で置換したものも用いることができる。酸不安定基は、
一分子内に２種以上あってもよい。

【００１８】酸不安定基としては、下記一般式（９）ま
たは（１０）：

【化５】（式中、Ｒ₁₀、Ｒ₇およびＲ₈は、互いに無関係に、炭
素原子数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ₆は、炭素
原子数１〜１０のアルキル基を示す。）で表される直鎖
状、分岐状または環状アセタール基の他、ｔｅｒｔ−ブ
チル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、トリメチル
シリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基等が挙げ
られる。前記直鎖状または分岐状アセタールとしては、
具体的には、１−メトキシエチル基、１−エトキシエチ
ル基、１−ｎ−プロポキシエチル基、１−ｔｅｒｔ−ブ
トキシエチル基、１−シクロヘキシロキシエチル基、１
−メトキシプロピル基、１−エトキシプロピル基、１−
メトキシ−１−メチル−エチル基、１−エトキシ−１−
メチル−エチル基などが挙げられる。また、環状アセタ
ール基としては、具体的には、テトラヒドロピラニル
基、テトラヒドロフラニル基などを挙げることができ
る。

【００１９】また、ヒドロキシスチレンの共重合体とし
ては、ヒドロキシスチレンとスチレンとの共重合体、ヒ
ドロキシスチレンとアクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチルとの
共重合体、ヒドロキシスチレンとメタクリル酸−ｔｅｒ
ｔ−ブチルとの共重合体、ヒドロキシスチレンと無水マ
レイン酸との共重合体、ヒドロキシスチレンとマレイン
酸−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルとの共重合体が挙げられる。

【００２０】ポリヒドロキシスチレンの誘導体の重量平
均分子量は、５，０００〜１００，０００とすることが
好ましい。５，０００に満たないとレジストの成膜性、
解像性が劣る場合があり、１００，０００を越えると解
像性が劣る場合があるからである。本発明の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料において、（Ｂ）成分の樹脂として
は、１種を単独で使用することも、２種以上を併用する
こともできる。例えば、異なる酸不安定基を持つ２種以
上の樹脂を併用してもよい。

【００２１】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料は、
（Ａ）成分の有機溶剤を一般に１５０〜７００重量部、
好ましくは２５０〜５００重量部、そして（Ｂ）成分の
樹脂を一般に７０〜９０重量部、好ましくは７５〜８５
重量部含有する。

【００２２】（Ｃ）成分の光酸発生剤としては例えばオ
ニウム塩、オキシムスルホン酸誘導体、ヒドロキシイミ
ドスルホン酸エステル誘導体、ニトロベンジルスルホン
酸誘導体、ピロガロールスルホン酸エステル誘導体、ジ
アゾナフトキノンスルホン酸エステル誘導体、２，４−
ビストリクロロメチル−６−アリール−１，３，５−ト
リアジン誘導体、α，α’−ビスアリールまたはビスア
ルキルスルホニルジアゾメタン誘導体などを挙げること
ができる。光酸発生剤として、好ましくは、下記一般式
（１１）：

【化６】（式中、Ｒ₉は、同種または異種の置換または非置換の
アリール基、例えば、フェニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシ
フェニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェ
ニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメトキシフェニ
ル基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリルオキシフェニル
基、テトラヒドロフラニルオキシフェニル基、１−エト
キシエトキシフェニル基、１−プロポキシエトキシフェ
ニル基、１−ｔｅｒｔ−ブトキシエトキシフェニル基な
どであり、Ｍはヨードニウムまたはスルホニウムであ
り、Ｙは置換もしくは非置換のアルキルもしくはアリー
ルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、炭
素原子数１〜２０の直鎖状もしくは分岐状のアルキルス
ルホネート、または、炭素原子数３〜２０の環状のアル
キルスルホネートであり、ａは２または３を示す。）で
表されるオニウム塩；２−ニトロベンジルトシレート、
２，６−ジニトロベンジルトシレートなどのニトロベン
ジルスルホン酸誘導体；１，２，３−トリス（メタンス
ルホニルオキシ）ベンゼン、１，２，３−トリス（ｎ−
ブタンスルホニルオキシ）ベンゼン、１，２，３−トリ
ス（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼン、１，
２，３−トリス（（＋）１０−カンファースルホニルオ
キシ）ベンゼンなどのピロガロールスルホン酸エステル
誘導体；３，４，５−トリス（５−ジアゾナフトキノン
スルホニルオキシ）ベンゾフェノン、３，４，５−トリ
ス（４−ジアゾナフトキノンスルホニルオキシ）ベンゾ
フェノンなどのジアゾナフトキノンスルホン酸エステル
誘導体；α，α’−ビスフェニルスルホニルジアゾメタ
ン、α，α’−ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルス
ルホニル）ジアゾメタン、α，α’−ビス（ｐ−ｔｅｒ
ｔ−ブトキシフェニルスルホニル）ジアゾメタン、α，
α’−ビスシクロヘキシルスルホニルジアゾメタンなど
のα，α’−ビスアリールまたはビスアルキルスルホニ
ルジアゾメタン誘導体が使用される。

【００２３】さらに（Ｃ）成分の光酸発生剤として、Ｎ
−トリフルオロメタンスルホニルフタルイミド、Ｎ−
（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）フタルイミド、Ｎ−
トリフルオロメタンスルホニルオキシスクシンイミド、
Ｎ−（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）スクシンイミ
ド、Ｎ−カンファースルホニルオキシナフタリミドなど
のＮ−スルホニルオキシイミド誘導体などを挙げること
もできる。

【００２４】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料にお
いて、光酸発生剤として具体的には下記化合物が好まし
く用いられる。

【化７】

【００２５】

【化８】

【００２６】

【化９】

【００２７】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料にお
いて、（Ｃ）成分の光酸発生剤としては、１種を単独で
使用することも、２種以上を併用することもできる。ま
た、（Ｃ）成分の光酸発生剤の使用量は、（Ｂ）成分の
樹脂１００重量部に対して一般に０．２〜２０重量部、
好ましくは０．５〜１０重量部である。０．２重量部よ
り少ないと、露光時の酸発生量が少なくレジストの感度
および解像性が劣る場合があり、２０重量部を越えると
レジストの透過率が低下し解像性が劣る場合があるから
である。

【００２８】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料に
は、さらに、１種または２種以上の（Ｅ）成分の溶解阻
止剤を添加することができる。溶解阻止剤としては、分
子内に一つ以上の酸不安定基を有する低分子量の化合物
やポリマーを好ましく挙げることができる。本発明にお
いて、公知の溶解阻止剤を使用でき、具体的には、ビス
フェノールＡ誘導体、フェノールフタレイン誘導体（炭
酸、エステル誘導体など）などが例示されるが、特にビ
スフェノールＡの水酸基の水素原子を、ｔｅｒｔ−ブト
キシ基やｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ基で置換
した化合物が好ましく使用される。溶解阻止剤の添加量
は、（Ｂ）成分の樹脂１００重量部に対して一般に５〜
５０重量部、好ましくは１０〜３０重量部である。

【００２９】さらに、本発明の化学増幅ポジ型レジスト
材料に、１種または２種以上の塩基性化合物を添加する
こともできる。露光後のパターンの安定性を向上させる
ためである（特開平５−２３２７０６号、同５−２４９
６８３号、同５−１５８２３９号、同５−２４９６６２
号、同５−２５７２８２号、同５−２８９３２２号、同
５−２８９３４０号公報等参照）。

【００３０】塩基性化合物としては、窒素含有化合物が
よく知られており、沸点１５０℃以上のアミン化合物も
しくはアミド化合物が挙げられる。具体的には、アニリ
ン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、
ｏ−トルイジン、ｍ−トルイジン、ｐ−トルイジン、
２，４−ルチジン、キノリン、イソキノリン、ホルムア
ミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホル
ムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、２−ピロリドン、Ｎ−
メチルピロリドン、イミダゾール、α−ピコリン、β−
ピコリン、γ−ピコリン、ｏ−アミノ安息香酸、ｍ−ア
ミノ安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸、１，２−フェニレ
ンジアミン、１，３−フェニレンジアミン、１，４−フ
ェニレンジアミン、２−キノリンカルボン酸、２−アミ
ノ−４−ニトロフェノール、２−（ｐ−クロロフェニ
ル）−４，６−トリクロロメチル−ｓ−トリアジンなど
のトリアジン化合物が挙げられる。これらの中では、特
に、２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、ｏ−アミ
ノ安息香酸、ｍ−アミノ安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸
または１，２−フェニレンジアミンが好ましく用いられ
る。

【００３１】また、必要に応じて、成膜性を向上させる
ために、本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料に１種ま
たは２種以上の界面活性剤を添加することもできる。界
面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルポリ
オキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステ
ル、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフル
オロアルキルＥＯ付加物等が挙げられる。また、吸光性
材料を添加することもできる。吸光性材料としては、ジ
アリールスルホオキシド、ジアリールスルホン、９，１
０−ジメチルアントラセン、９−フルオレノン等が挙げ
られる。さらに、本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料
には、通常使用されるその他の任意成分を添加すること
ができる。

【００３２】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料は、
常法によって、例えば、有機溶剤に、（Ｂ）成分の樹
脂、（Ｃ）成分の光酸発生剤および（Ｄ）成分の光塩基
発生剤、ならびに場合により（Ｅ）成分の溶解阻止剤、
塩基性化合物、界面活性剤、吸光性材料などの任意成分
を溶解させ、次いで、得れた溶液を孔径が０．１〜０．
５μｍ程度のフィルターによって濾過して不溶分を除去
することによって調製される。

【００３３】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料を使
用してパターン形成を行うためには、公知のリソグラフ
ィー技術を採用することができる。例えばシリコンウェ
ーハ上へスピンコーティング法により本発明のレジスト
材料を塗布し、８０〜１５０℃で３０〜２００秒間ベー
ク（プリベーク）して厚さが０．５〜２．０μｍのレジ
スト膜を形成する。その後レジスト膜に遠紫外線、電子
線、Ｘ線等の高エネルギー線を照射して、７０〜１４０
℃で３０〜２００秒間ベーク（ＰＥＢ）し、次いでアル
カリ水溶液で現像する。なお、本発明の材料は、特に高
エネルギー線の中でも波長が２５４〜１９３ｎｍの遠紫
外線光あるいは電子線またはＸ線による微細パターン形
成に最適である。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例を用
いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。

【００３５】

【実施例】以下、実施例と比較例を示す。〔実施例１〜９、比較例１〜８〕表１および表２に示す
ように、光塩基発生剤（ＰＢＧ１〜７）と、ポリヒドロ
キシスチレン中のフェノール性水酸基の水素原子を部分
的に酸不安定基で置換したもの（Ｐｏｌｙｍｅｒ１また
は２）と、光酸発生剤（ＰＡＧ１）と、溶解阻止剤（Ｄ
ＲＩ１または２）を、乳酸エチルと酢酸ブチルの混合溶
媒（混合重量比は乳酸エチル８５に対し、酢酸ブチル１
５）に溶解し、レジスト組成物を調合し、さらに各組成
物を孔径が０．２μｍのテフロン製フィルターで濾過す
ることにより、レジスト液を調製した。

【００３６】

【化１０】

【００３７】

【化１１】

【００３８】

【化１２】

【００３９】

【化１３】

【００４０】

【化１４】これらのレジスト液について、シリコンウェーハ上およ
び反射防止膜上における解像度または定在波によるパタ
ーンの側壁の凹凸を評価するために、シリコンウェーハ
をホットプレートを用いて１５０℃で９０秒間ベーク
し、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）のベーパープ
ライムを行った後、上記レジスト液をディスペンスし、
スピンコートの後、１００℃で９０秒間ベークして、シ
リコンウェーハ上に厚みが０．８μｍのレジスト膜を形
成した。

【００４１】他方、シリコンウェーハ上にブリューワサ
イエンス社製のＣＤ−９（商品名）をスピンコートし、
１００℃で９０秒、２００℃で１２０秒、１００℃で９
０秒の順でベークして、シリコンウェーハ上に反射防止
膜を作成した。そして、この上に、ＨＭＤＳ処理無しで
上記レジスト液をディスペンスし、スピンコートの後、
１００℃で９０秒間ベークして、シリコンウェーハ上に
厚みが０．８μｍのレジスト膜を形成した。

【００４２】各レジスト膜を、エキシマレーザーステッ
パー（ニコン社製、ＮＳＲ−２００５ＥＸ８Ａ、ＮＡ：
０．５、σ：０．７）を用いて露光し、露光後直ちに１
１０℃で９０秒間ベークを施し、次いで、２．３８重量
％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で
６０秒間現像を行って、ポジ型のパターンを得た。

【００４３】得られたレジストパターンを次のように評
価した。結果を表１および２に合わせて示す。評価方法：１）反射防止膜上０．３５μｍのラインアンドスペースを１：１で解像す
る露光量を最適露光量（Ｅｏｐ）として、この露光量に
おいて膜減りなく分離しているラインアンドスペースの
最小線幅を評価レジストの解像度とし、線幅が０．３０
μｍのパターンの形状を、走査型電子顕微鏡を用いて観
察した。２）シリコンウェーハ上０．３０μｍのホールパターンの断面について、定在波
によるパターンの側壁の凹凸の形状を、走査型電子顕微
鏡を用いて観察した。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は例示であり、本発明の特許
請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構
成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるも
のであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００４７】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、パタ
ーンの矩形性が向上すると共に、定在波によるパターン
の側壁の凹凸が縮小する。従って、本発明の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料は、遠紫外線リソグラフィーなどの微
細加工技術に好適に用いられる。

フロントページの続き (72)発明者岩崎智之群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料技術研究所内 (72)発明者清森歩新潟県中頚城郡頚城村大字西福島28番地の１信越化学工業株式会社合成技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）有機溶剤、（Ｂ）酸不安定基で保
護されたアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂で
あって、該酸不安定基が解離したときにアルカリ可溶性
となる樹脂、（Ｃ）光酸発生剤、および（Ｄ）光塩基発
生剤を含有する、ことを特徴とする化学増幅ポジ型レジ
スト材料。
【請求項２】（Ａ）有機溶剤、（Ｂ）酸不安定基で保
護されたアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂で
あって、該酸不安定基が解離したときにアルカリ可溶性
となる樹脂、（Ｃ）光酸発生剤、（Ｄ）光塩基発生剤、
および（Ｅ）溶解阻止剤を含有する、ことを特徴とする
化学増幅ポジ型レジスト材料。
【請求項３】光塩基発生剤が、下記一般式（１）〜
（８）【化１】【化２】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂およびＲ₄は、互いに無関係に、水素原子、
炭素原子数１〜２０の直鎖状もしくは分岐状のアルキル
基、または、炭素原子数３〜２０の環状のアルキル基で
あるか、あるいは、Ｒ₁とＲ₂、Ｒ₁とＲ₄およびＲ₂とＲ₄は、それぞれ
互いに結合して環状体を形成することもあり、Ｒ₃は、炭素原子数１〜４の直鎖状または分岐状のアル
キル基であり、Ｒ₅は、水素原子、炭素原子数１〜２０の直鎖状もしく
は分岐状アルキル基、炭素原子数３〜２０の環状のアル
キル基、または、炭素原子数６〜２０のアリール基であ
り、Ｍは、ヨードニウムまたはスルホニウムを示し、ｍは、２から１０の整数を示し、そしてｎは、１から３
の整数を示す。）で表される１種または２種以上の化合
物である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の
化学増幅ポジ型レジスト材料。
【請求項４】含有されている光塩基発生剤（ｐ）と光
酸発生剤（ｑ）のモル比（ｐ／ｑ）が０．０１〜１．０
の範囲にある、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。