JP2017173842A - フォトリソグラフィーの組成物および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
W=k1λ/NA 式1
(式中、k1は分析係数であり、λは光の波長であり、NAは開口数である)。
NA=nsin(α)=d(2f)式2
NAを代入して、式を次のように簡単にすることができる。
W=k1λ/nsin(α) 式3
(式中、nは液浸液の屈折率であり、αはレンズの取り込み角である)。
従って、1.47の屈折率を有する水に関して、193nmでの線幅は、35nmが可能である。
1)248nmでの画像化に特に好適な化学増幅型ポジ型レジストを提供することができる酸不安定基を含有するフェノール樹脂。この種類の特に好ましい樹脂としては、以下のものが挙げられる。i)ビニルフェノールおよびアルキルアクリレートの重合した単位を含有するポリマー(ここにおいて、重合したアルキルアクリレート単位はフォト酸の存在下で脱保護反応を受けることができる)。フォト酸により誘起される脱保護反応を受けることができるアルキルアクリレートの例としては、例えば、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、メチルアダマンチルアクリレート、メチルアダマンチルメタクリレート、および他の非環状アルキルおよびフォト酸誘起反応を受けることができる脂環式アクリレート、例えば、米国特許第6,042,997号および第5,492,793号におけるポリマーが挙げられる。;ii)ビニルフェノール、ヒドロキシまたはカルボキシ環置換基を含有しない、任意に置換されていてもよいビニルフェニル(例えば、スチレン)、およびアルキルアクリレート、例えば前記ポリマーi)に関して記載された脱保護性基の、重合した単位を含有するポリマー、例えば米国特許第6,042,997号に記載されているポリマーなどが挙げられる;およびiii)フォト酸と反応するアセタールまたはケタール部分を含む繰り返し単位、および任意に例えばフェニルまたはフェノール基などの芳香族繰り返し単位を含有するポリマー、かかるポリマーは米国特許第5,929,176号および第6,090,526号に記載されている、並びにi)および/またはii)および/またはiii)の混合物。
2)200nm未満の波長、例えば193nmでの画像化に特に好適な化学増幅型ポジ型レジストを提供することができる、フェニルまたは他の芳香族基を実質的または完全に含まない樹脂。この種類の特に好ましい樹脂としては、以下のものが挙げられる。i)例えば任意に置換されていてもよいノルボルネンなどの非芳香族環状オレフィン(環内二重結合)の重合した単位を含有するポリマー、例えば、米国特許第5,843,624号、および第6,048,664号に記載されているポリマー、ii)アルキルアクリレート単位、例えばt−ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、メチルアダマンチルアクリレート、メチルアダマンチルメタクリレート、および他の非環状アルキルおよび脂環式アクリレートを含有するポリマー(かかるポリマーは米国特許第6,057,083号、欧州特許出願公開第EP01008913A1号および第EP00930542A1号、および米国係属特許出願番号09/143,462に開示されている)、およびiii)重合した無水物単位、特に重合した無水マレイン酸および/または無水イタコン酸単位を含有するポリマー、例えば、欧州特許出願公開第EP01008913A1号および米国特許第6,048,662号に開示されているもの、ならびにi)および/またはii)および/またはiii)の混合物。
3)ヘテロ原子、特に酸素および/または硫黄を含有する繰り返し単位(ただし無水物以外、すなわちケト環原子を含有しない単位)を含有し、好ましくは実質的にまたは完全に芳香族単位を含まない樹脂。好ましくは複素脂環式単位は樹脂主鎖と縮合し、さらに好ましいのは、樹脂が、縮合炭素脂環式単位、例えばノルボルネン基および/または無水物単位の重合(例えば無水マレイン酸または無水イタコン酸の重合により提供されるもの)により提供される縮合炭素脂環式単位を含む場合である。このような樹脂は、PCT/US01/14914および米国特許出願番号09/567,634に開示されている。
4)フッ素置換を含有する樹脂(フルオロポリマー)、例えばテトラフルオロエチレン、フッ素化芳香族基(例えばフルオロ−スチレン化合物)、ヘキサフルオロアルコール部分を含む化合物などの重合により提供され得るもの。かかる樹脂の例は、例えばPCT/US99/21912に開示されている。
(a)基体上にフォトレジスト組成物を適用し、
(b)該フォトレジスト組成物の上に、本明細書において開示されるオーバーコーティング組成物を適用し(好ましい態様において、オーバーコーティング組成物は、1以上のターポリマーまたは他の高次樹脂を含むことができる)、
(c)フォトレジスト組成物を活性化する放射線にフォトレジスト層を曝すこと
を含む。本発明の特定の具体例において、フォトレジスト層は液浸リソグラフィー法において露光され、ここにおいて液浸液はオーバーコーティングされた組成物層と接触する。
この方法は次のことを含む。
前述のように、本発明の好ましいオーバーコーティング組成物は、コポリマー(2つの異なる繰り返し単位の合計)を含むものを包含する。コポリマーは好ましくは1以上の親水性基、たとえば、ヘテロ原子(N、OまたはS)含有基、たとえば、エステル、エーテル、アルコール、カルボキシまたはスルホキシを含む。
(i)ヘテロ置換炭素環式アリール基、たとえば、ヒドロキシナフチル基であって、このような基は米国公開特許出願番号2004/0038150に開示されている。ヘテロ置換炭素環式アリール基とは、炭素環式基が1以上、典型的には、1、2または3の環置換基を有し、環置換基は1以上のヘテロ原子、特に、酸素(たとえば、ヒドロキシルまたはエーテル)あるいは硫黄を含有することを意味する。すなわち、かかる「ヘテロ置換」とは、1以上のヘテロ原子、特に、1または2個の酸素および/または硫黄原子を含有し、炭素環式アリール基の環置換基である部分をさす。ヒドロキシナフチル基または他の類似の用語は、少なくとも1個のヒドロキシ環置換基を有するナフチル基を意味する。ナフチル基は好適には1より多いヒドロキシ基、たとえば、2または3個のヒドロキシ環置換基を有し得るが、ナフチル基が1個のヒドロキシ置換基を含有するのが一般に好ましい。このような樹脂群は、米国公開特許出願番号2004/003815に開示されているビニルヒドロキシナフチルモノマーの重合により得ることができる。
(ii)酸エステル、たとえば、スクシネート基、たとえば、次の構造を有するモノ−2−(メタクリロイル−オキシ)エチルスクシネートなどのビニルまたはアクリレートモノマーの重合により得ることができるもの。
様々なフォトレジスト組成物を本発明のオーバーコーティング層組成物および方法と組み合わせて使用することができる。
液状フォトレジスト組成物を、例えばスピニング、ディッピング、ローラーコーティングまたは他の通常のコーティング技術により基体へ適用することができる。スピンコーティングの場合、コーティング溶液の固形分を調節して、用いられる具体的なスピニング装置、溶液の粘度、スピナーの速度およびスピニングに許容される時間に基づいて所望の膜厚を提供することができる。
以下の成分を全組成物重量基準で以下の量において混合することにより、本発明のコーティング組成物を調製した。
以下の成分を全組成物重量基準で以下の量において混合することにより、本発明のさらなるコーティング組成物を調製した。
以下の成分を全組成物重量基準で以下の量において混合することにより、本発明のさらなるコーティング組成物を調製した。
以下の成分を全組成物重量基準で以下の量において混合することにより、本発明のさらなるコーティング組成物を調製した。
以下の成分を全組成物重量基準で以下の量において混合することにより、本発明のさらなるコーティング組成物を調製した。
以下の成分を全組成物重量基準で以下の量において混合することにより、本発明のさらなるコーティング組成物を調製した。
以下の成分を全組成物重量基準で以下の量において混合することにより、本発明のさらなるコーティング組成物を調製した。
さらなる樹脂系を調製し評価した。詳細には、前記実施例1〜5のコポリマーを置き換えることにより、交互コポリマーを評価した。さらなるコポリマー、溶液安定性およびコーティング品質を以下の表1に記載する。
前記実施例3〜5において第二ポリマー(より小さな重量成分)を置き換えることにより交互コポリマーを評価した。新しい追加の試験されたポリマー、溶液安定性およびコーティング品質を表2に記載する。
前記実施例5のコーティング成分中のSurfynol440を置換することにより交互界面活性剤および表面修飾剤を評価した。溶液安定性およびコーティング品質を以下の表3に記載した。
組成物において使用した特定の樹脂を記載した以下の表4において特定された実施例の組成を有するコーティング組成物について水接触角を評価した。Burnettら、J.Vac.Sci.Techn.B、23(6)、2721〜2727ページ(2005年11月/12月)に開示された手順に全体的に従って、数種の水接触角:静的、後退、前進および滑動を評価した。結果を以下の表4に記載する。
脱保護−メタクリレートベースの193nmポジ型フォトレジストのコーティング層がすでに堆積されているシリコンウェハ上に、実施例1のコーティング組成物をスピンコーティングする。次いで193nmの波長を有するパターン化された放射線を用いてフォトレジストを液浸リソグラフィー系において画像化する。
193nm化学増幅型ポジ型フォトレジストをシリコンウェハ基体上にスピンコーティングし、コーティングされたウェハを真空ホットプレート上でソフトベークして、溶媒を除去した。
Claims (4)
- 基体上のフォトレジスト組成物層、並びに
該フォトレジスト層上の、1)カルボキシエチルアクリレートまたはモノ−2−(メタクリロイル−オキシ)エチルスクシネートの繰り返し単位からの1以上のカルボキシ基を含むコポリマー樹脂および2)1以上の酸発生剤化合物を含む有機組成物
を含む、コーティングされた基体。 - (a)基体上にフォトレジスト組成物を適用し、
(b)1)カルボキシエチルアクリレートまたはモノ−2−(メタクリロイル−オキシ)エチルスクシネートの繰り返し単位からの1以上のカルボキシ基を含むコポリマー樹脂および2)1以上の酸発生剤化合物を含む有機組成物を該フォトレジスト組成物上に適用し、 (c)該フォトレジスト組成物を活性化する放射線にフォトレジスト層を曝すことを含む、フォトレジスト組成物を処理する方法。 - 液浸リソグラフィーにおいて下地フォトレジスト組成物層とともに使用されるコーティング組成物であって、
(a)1以上の酸発生剤化合物、並びに
(b)(i)第一樹脂および(ii)第一樹脂と異なる第二樹脂(第一および第二樹脂の少なくとも1つがモノ−2−(メタクリロイル−オキシ)エチルスクシネートの繰り返し単位からの1以上のカルボキシ基を含む)
を含むコーティング組成物。 - 液浸リソグラフィーにおいて下地フォトレジスト組成物層とともに使用されるコーティング組成物であって、
(a)1以上の酸発生剤化合物、並びに
(b)(i)第一樹脂および(ii)第一樹脂と異なる第二樹脂(第一および第二樹脂の少なくとも1つがモノ−2−(メタクリロイル−オキシ)エチルスクシネートの繰り返し単位からの1以上のカルボキシ基を含む)
を含み、該コーティング組成物から形成されたオーバーコーティング層が、193nmで1.4以上の屈折率を有する、
コーティング組成物。
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