JP2006023538A - 液浸露光用保護膜形成組成物及びそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】乾燥膜としたときのアルカリ現像液に対する溶解速度が、20nm/秒〜300nm/秒であることを特徴とする液浸露光用保護膜形成組成物及びそれを用いたパターン形成方法。
【選択図】なし
Description
(解像力)=k1・(λ/NA)
(焦点深度)=±k2・λ/NA2
ここでλは露光光源の波長、NAは投影レンズの開口数、k1及びk2はプロセスに関係する係数である。
この「液浸の効果」はλ0を露光光の空気中での波長とし、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角としNA0=sinθとすると、液浸した場合、前述の解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0 2
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をn倍にすることができる。
これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
特許文献3(特開平10−303114号公報)には、液浸液の屈折率変化が露光機の波面収差による投影像の劣化を引き起こすため液浸液の屈折率制御が重要であることが指摘され、液浸液の屈折率の温度係数をある範囲に制御することや、好適な液浸液として、表面張力を下げる、または、界面活性度を増加させるような添加剤を添加した水が開示されている。しかしながら、添加剤の開示や液浸露光技術に適するレジストに関してはやはり論じてはいない。
最近の液浸露光技術進捗が非特許文献1(SPIE Proc 4688,11(2002))、非特許文献2(J.Vac.Sci.Tecnol.B,17(1999))等で報告されている。ArFエキシマレーザーを光源とする場合は、取り扱い安全性と193nmにおける透過率と屈折率の観点で純水(19
3nmでにおける屈折率1.44)が液浸液として最も有望であると考えられている。
F2エキシマレーザーを光源とする場合は、157nmにおける透過率と屈折率のバランスからフッ素を含有する溶液が検討されているが、環境安全性の観点や屈折率の点で十分な物は未だ見出されていない。液浸の効果の度合いとレジストの完成度から液浸露光技術はArF露光機に最も早く搭載されると考えられている。
液浸露光においては、レジスト膜と光学レンズの間を浸漬液(液浸液ともいう)で満たした状態で、フォトマスクを通して露光し、フォトマスクのパターンをレジスト膜に転写する。このとき、液浸液がレジスト膜内部に浸透することにより、結像しなくなる場合がある(非特許文献3)。また、レジスト膜中から液浸液へ有機物等が溶出することにより、液浸液中に不純物が混入し、レンズや露光装置を汚染するため、露光の妨げになることが予想される。
このような問題を回避する解決策として、レジスト膜とレンズの間に保護膜(以下、「トップコート」あるいは「オーバーコート」ともいう)を設けて、レジストと水が直接触れ合わないようにするという方法が知られている(たとえば非特許文献3)。
トップコートに用いられる素材としてどのようなものが良いか未だ明確になっていないが、トップコートが浸露光時に液浸水に曝された際、膨潤して膜厚が増大してしまうと、レジスト膜に忠実に投影されるべき光学像が歪むことが懸念される。また、本発明者らが検討を行った所、トップコートの素材によっては、下層に形成されるレジストパターンの断面形状を損なうことがあり、これらの問題の解決が望まれていた。
本発明の液浸露光用保護膜形成組成物は、乾燥膜としたときのアルカリ現像液に対する溶解速度を20nm/秒以上、好ましくは25nm/秒以上、より好ましくは30nm/秒以上、更により好ましくは40nm/秒以上とすることにより、現像後(保護膜剥離後)に得られるレジストの断面形状がT−topとなることを防ぐことができる。また、乾燥膜としたときのアルカリ現像液に対する溶解速度を300nm/秒以下、好ましくは200nm/秒以下、より好ましくは90nm/秒以下、更により好ましくは80nm/秒以下とすることにより、液浸液に対する保護膜の膨潤量を低減し、現像後(保護膜剥離後)に得られるレジストの断面形状がラウンドトップ形状(レジストパターンの頭が丸くなる形状)となることを防ぐことができる。
尚、乾燥膜としたときのアルカリ現像液に対する溶解速度は、次の方法により測定することができる。
基板上に、液浸露光用保護膜形成組成物を塗布し、溶剤を加熱乾燥させて保護膜を形成させる。当保護膜を、リソテックジャパン(株)製レジスト溶解速度解析装置(RDA790)を用いて、23℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウム水溶液(アルカリ現像液)に対する溶解速度を測定する。
本発明の液浸露光用保護膜形成組成物に含まれる水不溶性樹脂(X)は、保護膜のアル
カリ現像液に対する溶解速度を調整する上で重要な役割を果たす成分である。
ここで、樹脂が水不溶性であるとは、当該樹脂を含む液浸露光用保護膜形成組成物をシリコンウェハー上に塗布、乾燥後、純水に23℃で10分間浸漬、乾燥させた後に膜厚測定を行った場合に、膜厚が減少しない性状をもつことを示す。
樹脂(X)が水不溶性を有することで、液浸液のレジストへの吸水を防ぎ、かつ液浸液へのレジスト成分の溶出を防ぐという液浸露光用保護膜としての役割を果たすことが可能となる。
ここでいうpKaは、化学便覧(II)(改訂4版、1993年、日本科学会編、丸善(株))に記載のものとし、pKaの値は無限希釈溶媒を用いて25℃で測定したものである。
これらのモノマーは、これらの酸基を1つだけ含んでいても2つ以上含んでいてもよい。該モノマーに由来する繰り返し単位は、繰り返し単位1つあたり2つ以上の酸基を含んでいることが好ましく、より好ましくは2〜5個、更に好ましくは2〜3個の酸基を含む。
pKaが8以上、好ましくは8〜13のモノマーに由来する繰り返し単位(X−2)を有する水不溶性樹脂(X)を含有することで、レジストを現像する際に使用する弱塩基性の現像液においてもスムーズな溶解性が得られる。
度は、当該組成物中に水不溶性樹脂(X)を含有させておき、水不溶性樹脂(X)の酸価、水不溶性樹脂(X)を構成する繰り返し単位に相当するモノマーの酸性度(pKa)等を調整することにより、コントロールすることが可能である。
また、樹脂(X)が、高pKaモノマーに由来する繰り返し単位(X−2)を有する場合に、高pKaモノマーに由来する繰り返し単位(X−2)は、樹脂(X)の酸価が3.0〜7.0となるように有することが好ましく、3.5〜5.5となるように有することがより好ましい。
また、樹脂(X)は、樹脂(X)を構成する繰り返し単位として、低pKaモノマーに由来する繰り返し単位(X−1)と、高pKaモノマーに由来する繰り返し単位(X−2)の両方を有していてもよい。この場合、繰り返し単位(X−1)と(X−2)の割合は、樹脂(X)の酸価が2.0〜5.0となるように適宜調整ことが好ましく、2.5〜4.5となるように調整ことがより好ましい。
繰り返し単位(X−1)や(X−2)を上記範囲で含むことにより、液浸露光用保護膜形成組成物の水に対する不溶性を確保しつつ、アルカリ現像液に対する溶解速度を本発明で規定した範囲にコントロールすることが可能となる。
例えば、一般的合成方法としては、モノマー種を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、これを必要に応じ反応溶媒、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのような本発明の組成物を溶解する溶媒に溶解させ均一とした後、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は通常20質量%以上であり、好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上である。反応温度は通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは50〜100℃である。
また、水不溶性樹脂(X)は、前記ラジカル重合に限らず、様々な方法で合成することができる。ラジカル重合のほか、たとえば、カチオン重合、アニオン重合、付加重合、環化重合、重付加、重縮合、付加縮合などによっても合成できる。
その他、市販の各種樹脂も利用可能である。
水不溶性樹脂(X)中、残留単量体は5質量%以下であることが溶出物阻止の点などから好ましい。より好ましくは、残留単量体は3質量%以下である。
本発明の液浸露光用保護膜形成組成物は、通常、上記の成分を所定の有機溶剤に溶解して調製する。溶剤は、レジストとの混和を避けるため、レジストで使用する有機溶剤とは異なることが好ましい。また、液浸液への溶出の観点からは、非水溶性であることが好ましい。溶剤は、好ましくは沸点が100℃〜200℃である。
本発明において、溶剤は一種または複数を混合して用いてもよい。
・ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、アミルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、p−メンタン、デカリン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、シクロヘキセン、シクロペンタン、ジペンテン、ナフタレン、ジメチルナフタレン、シメン、テトラリン、ビフェニル、メシチレン等の炭化水素系溶剤;
・塩化メチレン、塩化ヘキシル、クロロベンゼン、ブロモベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶剤;
・アミルアルコール、イソアミルアルコール、ブタノール、ヘキサノール、3−ヘプタノール、i−ブチルアルコール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノール、オクタノール、ノナノール、ネオペンチルアルコール、シクロヘキサノール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール;
・アセトニトリル、イソプロパノールアミン、エチルへキシルアミン、N−エチルモルホリン、ジイソプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ジ−n−ブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリプロピルアミン等の含窒素溶剤;
・蟻酸、酢酸、酪酸、イソ酪酸、イタコン酸、プロピオン酸等のカルボン酸系溶剤;
・無水酢酸、無水プロピオン酸、無水イタコン酸等の酸無水物系溶剤;
・その他、アニソール、ジオキサン、ジオキソラン、ジブチルエーテル、エチル−n−ブチルケトン、ジアセトンアルコール、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ブチルケトン、エチレングリコール、ジグリシジルエーテル、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコール、エチ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エチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、プロピ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メチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、メトキシブタノール、テトラヒドロフラン、エチルエトキシプロピオネート、酢酸ブチル、N,N−ジメチルアセトアミド。
混合溶剤を使用することにより、塗布性を向上させることができる。
・炭化水素系溶剤:ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、アミルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、p−メンタン、デカリン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、シクロヘキセン、シクロペンタン、ジペンテン、ナフタレン、ジメチルナフタレン、シメン、テトラリン、ビフェニル、メシチレン等。
・ハロゲン化炭化水素:クロロホルム、塩化ヘキシル、エチレンジクロリド、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン等。
・含フッ素無極性溶剤:1,4−ジフルオロベンゼン、1,1,2,2−テトラクロロジフルオロエタン、パーフルオロヘプタン、ヘキサフルオロベンゼン、パーフルオロブチルテトラヒドロフラン等。
・アルコール系溶剤:アミルアルコール、イソアミルアルコール、ブタノール、ヘキサノール、3−ヘプタノール、i−ブチルアルコール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノール、オクタノール、ノナノール、ネオペンチルアルコール、シクロヘキサノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラフルオロプロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、パーフルオロブチルエタノール、ペンタフルオロプロパノール、フルオロフェノール等。
・エーテル系溶剤:アニソール、ジオキサン、ジオキソラン、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン等。
・含窒素溶剤:アセトニトリル、イソプロパノールアミン、エチルへキシルアミン、N−エチルモルホリン、ジイソプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ジ−n−ブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリプロピルアミン等。
・カルボン酸系溶剤:蟻酸、酢酸、酪酸、イソ酪酸、イタコン酸、プロピオン酸等。
・酸無水物系溶剤:無水酢酸、無水プロピオン酸、無水イタコン酸等。
・エステル系溶剤:酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、γーブチロラクトン等。
・ケトン系溶剤:エチル−n−ブチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、メチルエチルケトン等。
・その他の極性溶剤:エチ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エチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピ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メチルエーテルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、メトキシブタノール、エチルエトキシプロピオネート、N,N−ジメチルアセトアミド等。
本発明の液浸露光用保護膜形成組成物は、更に(Z)界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。上記(Z)界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、塗布性及び密着性にすぐれ、かつ現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタク
リレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
本発明の液浸露光用保護膜形成組成物は、レジスト膜上に塗布されるなどして保護膜を形成し、レジスト膜内部への液浸液の浸透、および、レジスト膜成分の液浸液への溶出を防ぐものである。塗布の手段は適用するプロセスにあわせて適宜設定され、特に限定されるものではなく、スピンコート等の手段を用いることができる。
ましく、通常1nm〜300nm、好ましくは10nm〜150nmの厚さで形成される。具体的には、膜の露光光透過率が好ましくは50%〜80%、より好ましくは60%〜70%となる膜厚であることが好ましい。露光光透過率は、樹脂の重合成分を調節するなどで調整できる。たとえば、樹脂が含有する芳香環の量を減らすことで、ArF光の透過率を高めることができる。
また、保護膜からの溶出物により液浸液やレンズが汚染されることを防ぐため、保護膜からの溶出物が無いことが好ましい。保護膜は、溶出物を防ぐ点で、低分子量の化合物(たとえば分子量1000以下の化合物)の含量は少ない方が好ましい。
保護膜の屈折率は、解像性の観点からレジスト膜の屈折率に近いことが好ましい。屈折率の調整は、保護膜形成組成物の成分、とくに樹脂の組成、繰り返し単位の比率を制御することで行うことができる。
保護膜形成組成物は、保護膜を形成する際に均一に塗布できるものが好ましい。塗布性(塗布均一性)は、溶剤の種類や、界面活性剤等や他の添加剤を適宜選択し、その添加量を調整することで改善できる。
本発明の液浸露光用保護膜形成組成物は、通常、上記の成分を溶剤に溶解し、基板上のレジスト膜上に塗布して用いる。
すなわち、液浸露光用レジスト組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により、任意の厚み(通常50〜500nm)で塗布する。この際、基板上に適宜反射防止膜を設けた上でレジスト膜を形成することも好ましい。塗布後、スピンまたはベークにより乾燥し、レジスト膜を形成する。
さらに、レジスト組成物と同様に、レジスト膜上にスピナー、コーター等を用いて液浸露光用保護膜形成組成物を塗布、スピンまたはベークにより乾燥し、保護膜を形成する。
露光後はベークを行うことが好ましく、ベーク温度は、通常30〜300℃である。露光から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化の観点から、露光からベーク工程までの時間は短いほうがよい。
ここで露光光としては、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下の波長の遠紫外線である。具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線等が挙げられる。
また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、ARC25、シプレー社製のAC−2、AC−3、AR19、AR20等を使用することもできる。
液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつレジスト上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。
水の電気抵抗は、18.3Mオーム・cm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)は、20ppb以下であることが望ましい。また、脱気処理をしてあることが望ましい。
さらに、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
リンス液としては、純水、または純水に界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
4−[ビス(トリフルオロメチル)ヒドロキシメチル]スチレン 8.11g(0.03モル)およびテトラヒドロ−5−オキソフラン−3−イル アクリレート 10.93g(0.07モル)をプロピレングリコールモノメチルエーテル250mlに溶解し、重合開始剤として2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業(株)製;商品名V−65)0.25gを加えた。この溶液を窒素気流下、70℃にて4時間攪拌した。その後、反応液をヘキサン1L中に激しく攪拌しながら投入。析出した樹脂をイオン交換水にて水洗し、濾別、真空下乾燥することにより、白色の樹脂15gを得た。GPC測定により、重量平均分子量(ポリスチレン標準)が5,800であり、樹脂中の残留単量体の含有割合が1質量%以下であることを確認した。
以下、同様にして樹脂(2)〜(9)、および(比較樹脂−1)、(比較樹脂−2)を得た。
以下に樹脂(1)〜(9)および(比較樹脂−1)、(比較樹脂−2)の構造及び重量平均分子量、分散度、残留単量体の含有割合をまとめて示す。
下記表1に示す成分を溶剤に溶解させて固形分濃度6質量%の溶液を調製し、これを0.1μmのポリエチレンフィルターで濾過して液浸露光用保護膜形成組成物(TC−1)〜(TC−11)を調製した。
W−1;メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素系)
W−2;メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)(フッ素およびシリコン系)
SL−1;プロピレングリコールジメチルエーテル
SL−2;パーフルオロブチルテトラヒドロフラン
<保護膜のアルカリ現像液に対する溶解速度の測定>
ヘキサメチルジシラザンによる脱水処理を行った4インチシリコンウェハー上に、表2に示す各液浸露光用保護膜形成組成物をスピンコーターを用いて塗布を行い、115℃で60秒間、ホットプレート上で塗布溶剤を加熱乾燥させて保護膜を形成させた。当保護膜を、リソテックジャパン(株)製レジスト溶解速度解析装置(RDA790)を用いて、23℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウム水溶液(アルカリ現像液)に対する溶解速度を解析した。結果を表2に示す。
ヘキサメチルジシラザンによる脱水処理を行った4インチシリコンウェハー上に、表2に示す各液浸露光用保護膜形成組成物をスピンコーターを用いて塗布を行い、115℃で60秒間、ホットプレート上で塗布溶剤を加熱乾燥させて保護膜を形成させた。当保護膜を、23℃の純水に10分間浸漬し、乾燥させた後に膜厚測定を行い、塗布直後の膜厚と比較してどの程度膜厚が上昇(膨潤)したかを評価した。結果を表2に示す。
シリコンウェハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)をスピン塗布し、205℃で60秒間ベークを行い、78nmの反射防止膜を形成した。その上に表2に記載のレジスト組成物を塗布し、115℃で60秒間ベークを行い、膜厚200nmのレジスト膜を形成した。更に、表2に記載の液浸露光用保護膜形成組成物をレジスト膜上に塗布し、90℃で60秒ベークを行い、膜厚50nmの保護膜を形成した。
こうして得られたウェハーを液浸液として純水を使用し、図1の装置で2光束干渉露光を行った。図1に示す装置に於いて、1はレーザー、2は絞り、3はシャッター、4、5及び6は夫々反射ミラー、7は集光レンズ、8はプリズム、9は液浸液、10は反射防止膜、レジスト膜を設けたウエハー、11はウェハーステージを示す。レーザー1として、出力波長193nmのものを用いた。露光後、115℃で60秒間加熱を行った後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で60秒間現像を行い、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
2光束干渉露光機のプリズム8としては、90nmのラインアンドスペースパターンを形成するプリズムを使用した。露光後のレジストパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡(日立製S−4300)にて観測し、評価結果を表2に示した。ここで、レジストパターン形状の標記において、形状が矩形であるものをA、レジストパターンの頭(パターントップ)に若干の庇が見られるものをB、レジストパターンの頭の庇が強くてパターン倒れも見られるものをC、レジストパターンの頭が丸く、ラウンドトップ化しているものをDとした。
PR−1:特開2000−275845号公報の実施例1に記載のレジスト組成物、すなわち、下記樹脂P−1(重量平均分子量約1万)10質量部、酸発生剤(トリフェニルスルホニウムパーフルオロブタンスルホネート(みどり化学社製"TPS-109"))0.2質量部、塩基性化合物(2,6-ジイソプロピルアニリン)0.015質量部、溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート47.5質量部とγ-ブチロラクトン2.5質量部)を含有するレジスト組成物。
2 絞り
3 シャッター
4、5、6 反射ミラー
7 集光レンズ
8 プリズム
9 液浸液
10 反射防止膜、レジスト膜を設けたウエハー
11 ウェハーステージ
Claims (8)
- 乾燥膜としたときのアルカリ現像液に対する溶解速度が、20nm/秒〜300nm/秒であることを特徴とする液浸露光用保護膜形成組成物。
- 乾燥膜としたときのアルカリ現像液に対する溶解速度が、25nm/秒〜200nm/秒であることを特徴とする液浸露光用保護膜形成組成物。
- 乾燥膜としたときのアルカリ現像液に対する溶解速度が、30nm/秒〜90nm/秒であることを特徴とする液浸露光用保護膜形成組成物。
- 水不溶性樹脂(X)を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液浸露光用保護膜形成組成物。
- 水不溶性樹脂(X)の残留単量体が、5質量%以下であることを特徴とする請求項4に記載の液浸露光用保護膜形成組成物。
- 界面活性剤(Z)を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液浸露光用保護膜形成組成物。
- 混合溶剤(Y’)を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液浸露光用保護膜形成組成物。
- 基板上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜上に請求項1〜7のいずれかに記載の保護膜形成組成物により保護膜を形成し、次いでレジスト膜を液浸露光し、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
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