JP3055512B2 - 化学増幅ポジ型レジスト - Google Patents
化学増幅ポジ型レジストInfo
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- JP3055512B2 JP3055512B2 JP9345738A JP34573897A JP3055512B2 JP 3055512 B2 JP3055512 B2 JP 3055512B2 JP 9345738 A JP9345738 A JP 9345738A JP 34573897 A JP34573897 A JP 34573897A JP 3055512 B2 JP3055512 B2 JP 3055512B2
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- positive resist
- chemically amplified
- amplified positive
- resist
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学増幅ポジ型レ
ジストに関し、特に、半導体基板上に形成されたフォト
レジスト膜を所望の半導体集積回路パターンを描いたマ
スクまたはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ処理後、現
像液を用いて現像しフォトレジストパターンを形成する
のに好適な化学増幅ポジ型レジストに関する。
ジストに関し、特に、半導体基板上に形成されたフォト
レジスト膜を所望の半導体集積回路パターンを描いたマ
スクまたはレチクルを通して露光し、ＰＥＢ処理後、現
像液を用いて現像しフォトレジストパターンを形成する
のに好適な化学増幅ポジ型レジストに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光リソグラフィでは、その露光光
にｇ線（４３６ｎｍ），ｉ線（３６５ｎｍ）を用いたも
ので、そのレジストとしては、ベース樹脂にノボラック
樹脂を用い、感光剤にナフトキノンジアジドを用いた溶
解抑止型ポジ型レジストが主流であった。
にｇ線（４３６ｎｍ），ｉ線（３６５ｎｍ）を用いたも
ので、そのレジストとしては、ベース樹脂にノボラック
樹脂を用い、感光剤にナフトキノンジアジドを用いた溶
解抑止型ポジ型レジストが主流であった。
【０００３】しかし、より微細化に有利な遠紫外光であ
るエキシマレーザー光（２４８ｎｍ，１９３ｎｍ等）を
用いたリソグラフィが必要となり、そのレジストとして
は従来のｇ線、ｉ線用レジストでは光吸収が大きすぎ、
良好なレジストパターンが得られず、また感度も大幅に
増大するという状況であった。
るエキシマレーザー光（２４８ｎｍ，１９３ｎｍ等）を
用いたリソグラフィが必要となり、そのレジストとして
は従来のｇ線、ｉ線用レジストでは光吸収が大きすぎ、
良好なレジストパターンが得られず、また感度も大幅に
増大するという状況であった。
【０００４】そこで、近年、光酸発生剤から発生する酸
触媒の増感反応を利用した化学増幅系レジストが考案さ
れ、短波長リソグラフィ用レジスト、また高感度が要求
される電子線リソグラフィ用レジストとして主流となり
つつある。
触媒の増感反応を利用した化学増幅系レジストが考案さ
れ、短波長リソグラフィ用レジスト、また高感度が要求
される電子線リソグラフィ用レジストとして主流となり
つつある。
【０００５】しかし、化学増幅型レジスト、特に保護型
ポリビニルフェノール樹脂と光酸発生剤から成る２成分
系ポジ型レジスト（例えば、特開平４−４４０４５号公
報）、もしくはこれに保護型ビスフェノールＡ等を溶解
抑止剤として添加した３成分系ポジ型レジストでは、露
光によって発生した酸がレジスト膜表面領域で消失ある
いは空気中の塩基で中和されて失活し、後のＰＥＢ処理
で可溶化反応が進行しないため、表面難溶化層が発生す
る。
ポリビニルフェノール樹脂と光酸発生剤から成る２成分
系ポジ型レジスト（例えば、特開平４−４４０４５号公
報）、もしくはこれに保護型ビスフェノールＡ等を溶解
抑止剤として添加した３成分系ポジ型レジストでは、露
光によって発生した酸がレジスト膜表面領域で消失ある
いは空気中の塩基で中和されて失活し、後のＰＥＢ処理
で可溶化反応が進行しないため、表面難溶化層が発生す
る。
【０００６】そのため、図５に示すように、現像後得ら
れるウェハー５０１上のレジストパターン５０２がＴ型
形状になり、解像性、焦点深度、また寸法精度が損なわ
れるという問題点がある。
れるウェハー５０１上のレジストパターン５０２がＴ型
形状になり、解像性、焦点深度、また寸法精度が損なわ
れるという問題点がある。
【０００７】これは、図４に示すように、露光部と未露
光部の溶解速度比、すなわち溶解コントラストを大きく
し、溶解特性の傾きを大きくした高解像レジストに多く
見られる現象である。
光部の溶解速度比、すなわち溶解コントラストを大きく
し、溶解特性の傾きを大きくした高解像レジストに多く
見られる現象である。
【０００８】この問題点を解決する方法として、従来よ
り、いくつかの方法が提案されており、例えばＰＥＢ処
理の雰囲気を不活性ガスに置換し酸失活を防止する方法
（特開平４−３６９２１１号公報）、また形成された表
面難溶化層を薄く取り除く方法（特開平４−２２１９５
１号公報）などが挙げられる。なかでもレジスト表面に
保護膜を塗布し酸失活を防止する方法（特開平４−２０
４８４８号公報）がよく使われていた。
り、いくつかの方法が提案されており、例えばＰＥＢ処
理の雰囲気を不活性ガスに置換し酸失活を防止する方法
（特開平４−３６９２１１号公報）、また形成された表
面難溶化層を薄く取り除く方法（特開平４−２２１９５
１号公報）などが挙げられる。なかでもレジスト表面に
保護膜を塗布し酸失活を防止する方法（特開平４−２０
４８４８号公報）がよく使われていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レジスト表面に保護膜を塗布し酸失活を防止する方法で
は、レジスト表面での酸失活の防止に対してその効果は
不十分で、また露光後ＰＥＢ処理までの間にレジスト表
面から酸が消失した場合、この方法では表面難溶化層の
形成は防止することができず、現像後のレジストパター
ン形状はＴ型形状になりやすいという問題がある。
レジスト表面に保護膜を塗布し酸失活を防止する方法で
は、レジスト表面での酸失活の防止に対してその効果は
不十分で、また露光後ＰＥＢ処理までの間にレジスト表
面から酸が消失した場合、この方法では表面難溶化層の
形成は防止することができず、現像後のレジストパター
ン形状はＴ型形状になりやすいという問題がある。
【００１０】特に、微細パターン形成に対しては、この
ような表面難溶化層に起因するフォトレジストパターン
の形状劣化、解像性、焦点深度、寸法精度の劣化は致命
的である。したがって、レジスト材料自身の改良が必要
である。
ような表面難溶化層に起因するフォトレジストパターン
の形状劣化、解像性、焦点深度、寸法精度の劣化は致命
的である。したがって、レジスト材料自身の改良が必要
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、少なくともアルカリ難溶の保護基を有
する樹脂と光酸発生剤とから成る化学増幅ポジ型レジス
ト材料において、架橋剤として機能するヘキサメトキシ
メチルメラミンを添加したことを特徴とする。その場
合、架橋剤のヘキサメトキシメチルメラミンの添加量と
しては、対ベース樹脂比１〜１０％とすることができ
る。また、架橋剤のヘキサメトキシメチルメラミンの添
加量は、対ベース樹脂比２％とすることもできる。ま
た、ベース樹脂としては、ｔ−ＢＯＣ保護ポリヒドロキ
シスチレン樹脂と光酸発生剤（トリフェニルスルホニウ
ムヘキサフロロアンチモネン）からなる２成分化学増幅
ポジ型レジストを用いることもできる。また、光酸発生
剤の量を、感度低下防止の目的で、対ベース樹脂比で増
加させて用いるのも大変好適である。さらに、光酸発生
剤の量については、対ベース樹脂比５％とするのも大変
好適である。
め、本発明では、少なくともアルカリ難溶の保護基を有
する樹脂と光酸発生剤とから成る化学増幅ポジ型レジス
ト材料において、架橋剤として機能するヘキサメトキシ
メチルメラミンを添加したことを特徴とする。その場
合、架橋剤のヘキサメトキシメチルメラミンの添加量と
しては、対ベース樹脂比１〜１０％とすることができ
る。また、架橋剤のヘキサメトキシメチルメラミンの添
加量は、対ベース樹脂比２％とすることもできる。ま
た、ベース樹脂としては、ｔ−ＢＯＣ保護ポリヒドロキ
シスチレン樹脂と光酸発生剤（トリフェニルスルホニウ
ムヘキサフロロアンチモネン）からなる２成分化学増幅
ポジ型レジストを用いることもできる。また、光酸発生
剤の量を、感度低下防止の目的で、対ベース樹脂比で増
加させて用いるのも大変好適である。さらに、光酸発生
剤の量については、対ベース樹脂比５％とするのも大変
好適である。
【００１２】本発明の化学増幅ポジ型レジストは、化学
増幅ポジ型レジストのＴ型形状の原因である表面難溶化
層を解消するために、ネガ型レジストで用いられている
ヘキサメトキシメチルメラミンを架橋剤（例えば、特開
平３−７５６５２号公報）として含有する。架橋剤は露
光部に発生した酸によりベース樹脂を架橋し、その結
果、露光部の溶解速度を小さくすることができ、溶解コ
ントラストを適正にし、かつレジスト性能に最も大きく
影響する溶解特性の傾きを大きくして高解像性を確保
し、表面難溶化層の形成を抑えた化学増幅ポジ型レジス
トを提供する。
増幅ポジ型レジストのＴ型形状の原因である表面難溶化
層を解消するために、ネガ型レジストで用いられている
ヘキサメトキシメチルメラミンを架橋剤（例えば、特開
平３−７５６５２号公報）として含有する。架橋剤は露
光部に発生した酸によりベース樹脂を架橋し、その結
果、露光部の溶解速度を小さくすることができ、溶解コ
ントラストを適正にし、かつレジスト性能に最も大きく
影響する溶解特性の傾きを大きくして高解像性を確保
し、表面難溶化層の形成を抑えた化学増幅ポジ型レジス
トを提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実
施の形態に係る化学増幅ポジ型レジストに添加され、架
橋剤として働く化合物であり、その化学式を示してい
る。
について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実
施の形態に係る化学増幅ポジ型レジストに添加され、架
橋剤として働く化合物であり、その化学式を示してい
る。
【００１４】この化合物を、従来のｔ−ＢＯＣ保護ポリ
ヒドロキシスチレン樹脂と光酸発生剤（トリフェニルス
ルホニウムヘキサフロロアンチモネン）からなる２成分
化学増幅ポジ型レジストに、対ベース樹脂比２％添加し
た。
ヒドロキシスチレン樹脂と光酸発生剤（トリフェニルス
ルホニウムヘキサフロロアンチモネン）からなる２成分
化学増幅ポジ型レジストに、対ベース樹脂比２％添加し
た。
【００１５】この際、感度低下を防止するために、光酸
発生剤の量を対ベース樹脂比３％から５％に増加させて
いる。
発生剤の量を対ベース樹脂比３％から５％に増加させて
いる。
【００１６】この化学増幅レジストを用いて、図３に示
すように、ウェハー３０１上にレジスト膜を形成し、所
望の半導体集積回路パターンを描いたマスクまたはレチ
クルを通してＫｒＦエキシマレーザーステッパーで露光
し、ＰＥＢ処理を行い、ＴＭＡＨ２．３８％水溶液で現
像した。
すように、ウェハー３０１上にレジスト膜を形成し、所
望の半導体集積回路パターンを描いたマスクまたはレチ
クルを通してＫｒＦエキシマレーザーステッパーで露光
し、ＰＥＢ処理を行い、ＴＭＡＨ２．３８％水溶液で現
像した。
【００１７】その結果、図３に示すような溶解特性が得
られ、図５に示すような表面難溶化層の無い、矩形なレ
ジストパターン３０２を得ることができた。
られ、図５に示すような表面難溶化層の無い、矩形なレ
ジストパターン３０２を得ることができた。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の化学増幅
ポジ型レジストは、レジストパターンのＴ型形状をほぼ
完全に解消することができ、矩形なレジストパターンを
得ることができる。
ポジ型レジストは、レジストパターンのＴ型形状をほぼ
完全に解消することができ、矩形なレジストパターンを
得ることができる。
【００１９】また、本発明の溶解促進剤であるヘキサメ
トキシメチルメラミンのレジスト材料への添加量を調節
することにより、レジスト膜の現像液に対する溶解速度
を制御することができ、レジスト性能に最も大きな影響
を与える溶解特性の傾きを大きくすることができ、レジ
ストの高解像度化が可能となる。その結果、解像性、焦
点深度、寸法精度とも格段（１０％以上）の向上を図る
ことができる。
トキシメチルメラミンのレジスト材料への添加量を調節
することにより、レジスト膜の現像液に対する溶解速度
を制御することができ、レジスト性能に最も大きな影響
を与える溶解特性の傾きを大きくすることができ、レジ
ストの高解像度化が可能となる。その結果、解像性、焦
点深度、寸法精度とも格段（１０％以上）の向上を図る
ことができる。
【００２０】特に微細パターン形成に対してはその効果
は大きく、矩形のフォトレジストパターンを再現性よく
形成することができる。
は大きく、矩形のフォトレジストパターンを再現性よく
形成することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る化学増幅ポジ型レジ
ストに添加する化合物の化学式を示す図である。
ストに添加する化合物の化学式を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る化学増幅ポジ型レジ
ストの溶解特性図である。
ストの溶解特性図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る化学増幅ポジ型レジ
ストによるパターンの断面図である。
ストによるパターンの断面図である。
【図４】従来の化学増幅ポジ型レジストの溶解特性図で
ある。
ある。
【図５】従来の化学増幅ポジ型レジストによるパターン
の断面図である。
の断面図である。
３０１ ウェハー ５０１ ウェハー ３０２ 化学増幅ポジ型レジストパターン ５０２ 化学増幅ポジ型レジストパターン
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/039 G03F 7/004 H01L 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくともアルカリ難溶の保護基を有す
る樹脂と光酸発生剤とから成る化学増幅ポジ型レジスト
材料において、架橋剤として機能するヘキサメトキシメ
チルメラミンを添加したことを特徴とする化学増幅ポジ
型レジスト。 - 【請求項２】 前記架橋剤のヘキサメトキシメチルメラ
ミンの添加量が、対ベース樹脂比１〜１０％であること
を特徴とする、請求項１記載の化学増幅ポジ型レジス
ト。 - 【請求項３】 前記架橋剤のヘキサメトキシメチルメラ
ミンの添加量が、対ベース樹脂比２％であることを特徴
とする、請求項１記載の化学増幅ポジ型レジスト。 - 【請求項４】 前記ベース樹脂が、ｔ−ＢＯＣ保護ポリ
ヒドロキシスチレン樹脂と光酸発生剤（トリフェニルス
ルホニウムヘキサフロロアンチモネン）からなる２成分
化学増幅ポジ型レジストであることを特徴とする、請求
項２又は３記載の化学増幅ポジ型レジスト。 - 【請求項５】 前記光酸発生剤の量を、対ベース樹脂比
で増加させていることを特徴とする、請求項４記載の化
学増幅ポジ型レジスト。 - 【請求項６】 前記光酸発生剤の量が、対ベース樹脂比
５％であることを特徴とする、請求項５記載の化学増幅
ポジ型レジスト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9345738A JP3055512B2 (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 化学増幅ポジ型レジスト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9345738A JP3055512B2 (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 化学増幅ポジ型レジスト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11167205A JPH11167205A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3055512B2 true JP3055512B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=18378641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9345738A Expired - Fee Related JP3055512B2 (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 化学増幅ポジ型レジスト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055512B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4514347B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2010-07-28 | 東京応化工業株式会社 | 化学増幅型ポジ型ホトレジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法 |
| TWI262359B (en) * | 2002-03-28 | 2006-09-21 | Sumitomo Chemical Co | Positive type chemical amplification resist composition |
| KR20050007458A (ko) * | 2002-04-15 | 2005-01-18 | 나가세 상교오 가부시키가이샤 | 스탬퍼 원반 및 이의 제조방법, 스탬퍼 및 이의 제조방법,및 광 디스크 |
| JP5077594B2 (ja) | 2010-01-26 | 2012-11-21 | 信越化学工業株式会社 | ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 |
-
1997
- 1997-12-02 JP JP9345738A patent/JP3055512B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11167205A (ja) | 1999-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |