JP3305293B2 - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JP3305293B2
JP3305293B2 JP2000040647A JP2000040647A JP3305293B2 JP 3305293 B2 JP3305293 B2 JP 3305293B2 JP 2000040647 A JP2000040647 A JP 2000040647A JP 2000040647 A JP2000040647 A JP 2000040647A JP 3305293 B2 JP3305293 B2 JP 3305293B2
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亜希子 勝山
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勝 笹子
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成方法
に関し、特に、半導体基板上に半導体素子又は半導体集
積回路を形成するためのレジストパターンを、1nm帯
〜180nm帯の波長を持つ露光光を用いて形成するパ
ターン形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板上に形成されたレジスト膜に
対してパターン露光を行なってレジストパターンを形成
する際に用いる露光光としてはKrFエキシマレーザが
実用化されていると共に、KrFエキシマレーザにより
パターン露光されたレジストパターンを用いて形成され
た半導体素子又は半導体集積回路を有するデバイスが市
場に登場しつつある。
【0003】この場合、KrFエキシマレーザによりパ
ターン露光するためのレジスト材料としては、主とし
て、フェノール系の樹脂を有するものが用いられてい
る。
【0004】ところで、半導体素子又は半導体集積回路
の一層の微細化のためには、露光光としては、KrFエ
キシマレーザよりも短波長であるArFエキシマレーザ
が用いられる。ArFエキシマレーザによりパターン露
光するためのレジスト材料としては、主として、アクリ
ル酸系の樹脂を有するものが検討されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体素子
又は半導体集積回路のより一層の微細化を実現するため
には、露光光としては、ArFエキシマレーザよりも波
長が短い、Xe2 レーザ光(波長:172nm帯)、F
2 レーザ光(波長:157nm帯)、Kr2 レーザ光
(波長:146nm帯)、ArKrレーザ光(波長:1
34nm帯)、Ar 2 レーザ光(波長:126nm帯)
又は軟X線(波長:13nm帯、11nm帯又は5nm
帯)等を用いることが必要になる。
【0006】そこで、我々は、従来から知られているレ
ジスト材料からなるレジスト膜に対してF2 レーザ光を
用いてパターン露光を行なってレジストパターンを形成
してみた。以下、従来から知られているレジスト材料を
用いてレジストパターンを形成する方法について、図6
(a)〜(d)を参照しながら説明する。
【0007】まず、レジスト材料としては、下記の組成
を有するものを準備した。
【0008】 ベース樹脂:ポリ((2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート)(30 mol%)−(t−ブチルメタクリレート)(30mol%)− (メチルメタクリレート)(30mol%)−(メタクリル酸) (10mol%)) 2g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.4g 溶媒:ジグライム 20g
【0009】次に、図6(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板1上にスピンコー
トして、0.5μmの膜厚を持つレジスト膜2を形成す
る。
【0010】次に、図6(b)に示すように、レジスト
膜2に対してマスク3を介してF2レーザ光4を照射し
てパターン露光を行なう。このようにすると、レジスト
膜2の露光部2aにおいては酸発生剤から酸が発生する
一方、レジスト膜2の未露光部2bにおいては酸が発生
しない。
【0011】次に、図6(c)に示すように、ホットプ
レートにより、半導体基板1に対して、例えば100℃
の温度下で60秒間の加熱を行なう。
【0012】次に、レジスト膜2に対して、アルカリ性
の現像液、例えば2.38wt%テトラメチルアンモニ
ウムハイドロキサイド現像液を用いて現像を行なって、
レジストパターンを形成した。
【0013】ところが、図6(d)に示すように、不良
なパターン形状を持つレジストパターン5が得られた。
【0014】このように、レジストパターン5のパター
ン形状が不良になるのは、露光光がF2 レーザ光である
場合に限らず、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ露
光光の場合にも、同様であった。
【0015】前記に鑑み、本発明は、露光光として1n
m帯〜180nm帯の光を用いてパターン露光を行なっ
てレジストパターンを形成する場合に、良好なパターン
形状が得られるようにすることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、レジス
トパターンのパターン形状が不良になる原因は、レジス
ト膜の1nm帯〜180nm帯の光に対する吸収性が高
いためであると考え、1nm帯〜180nm帯の光に対
する吸収性を低くするための方策について種々の検討を
加えた結果、レジスト材料に、ハロゲン原子、シアノ
基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、
トリフルオロメチル基又はメルカプト基を含ませると、
レジスト膜は1nm帯〜180nm帯の露光光に対する
吸収性が低くなることを見出した。
【0017】そこで、レジスト材料に、ハロゲン原子、
シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキ
ル基、トリフルオロメチル基又はメルカプト基が含まれ
ると、レジスト材料の1nm帯〜180nm帯の露光光
に対する吸収性が低くなる理由について検討した結果、
これらの原子又は基は、レジスト材料が本来有している
露光光の吸収波長のピークを長波長側にシフトさせた
り、又はレジスト材料の短波長帯の露光光に対する吸収
性を低減させたりする性質を有していることが分かっ
た。
【0018】以下、図1を参照しながら、レジスト材料
のベース樹脂がアミノ基を含むと、露光光の吸収波長の
ピークが長波長側にシフトする検証例について説明す
る。
【0019】図1は、ポリビニルフェノールの芳香環が
アミノ基で置換されると、露光光の吸収帯がシフトする
ことを説明する図であって、図1において、破線は芳香
環がアミノ基で置換されていないポリビニルフェノール
の吸収波長を示し、実線はポリビニルフェノールの芳香
環がアミノ基で置換されてなるo,o−2置換体の吸収
波長を示している。図1から分かるように、アミノ基で
置換していないときには190nm帯であった吸収波長
のピークは、アミノ基で置換したときには長波長側に3
0nm程度シフトしている。
【0020】レジスト膜の吸収波長帯のピークが190
nm帯であると、157nm帯の波長を持つF2 レーザ
光に対する透明性は良くないが、吸収波長帯のピークが
190nm帯から約30nm長波長側にシフトすると、
2 レーザ光に対する透明性は向上する。
【0021】ところで、特開昭60−254041号公
報においても、ベース樹脂中にハロゲン原子の1つであ
るフッ素が含まれたレジスト材料が示されている。この
レジスト材料は、樹脂中に、α−トリフルオロメチルア
クリル酸と電子吸引基を有するアルコールのエステルと
を1繰り返し単位として含んでいるものであって、この
ようにすると、レジスト材料の電子線に対する感度が向
上すると示されている。
【0022】しかしながら、特開昭60−254041
号公報は、露光光として電子線を用いているのに対し
て、本願発明は、露光光として1nm帯〜180nm帯
の波長を持つ光を用いるので、両者は露光光の波長帯が
全く異なる。また、特開昭60−254041号公報
は、電子線に対する感度を向上させる目的で、ベース樹
脂にハロゲン原子を含ませたものであるのに対して、本
願発明は、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ露光光
に対する透明性を向上させる目的で、ベース樹脂に例え
ばハロゲン原子を含ませたものであるから、両者は技術
的思想の点においても全く異なる。
【0023】具体的には、本発明に係るパターン形成方
法は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ
基、アミノ基、アルキル基、トリフルオロメチル基及び
メルカプト基からなる群の中から選ばれた少なくとも1
つの原子又は基を含むレジスト材料を基板上に塗布して
レジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、レジスト
膜に、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ露光光を照
射してパターン露光を行なった後、パターン露光された
レジスト膜を現像してレジストパターンを形成するパタ
ーン形成工程とを備えている。
【0024】本発明のパターン形成方法によると、レジ
スト材料に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アル
コキシ基、アミノ基、アルキル基、トリフルオロメチル
基又はメルカプト基が含まれているため、レジスト膜の
露光光の吸収波長域が長波長側にシフトしたり、又はレ
ジスト膜の短波長域の露光光に対する吸収性が低減した
りするので、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ光の
波長域での吸収性を小さくすることができる。このた
め、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ露光光に対す
る透明性を高くすることができるので、露光光として1
nm帯〜180nm帯の光を用いてパターン露光を行な
う場合に、良好なパターン形状を持つレジストパターン
を形成することができる。
【0025】本発明のパターン形成方法において、原子
又は基は、レジスト材料のベース樹脂の主鎖、ベース樹
脂の側鎖、ベース樹脂のヘテロ環、又はベース樹脂の二
重結合を構成する炭素と結合していることが好ましい。
【0026】本発明のパターン形成方法において、原子
又は基は、レジスト材料のベース樹脂となるアクリル樹
脂のエステル部に結合したハロゲン原子であることが好
ましい。
【0027】本発明のパターン形成方法において、レジ
スト材料は、化学増幅型レジストであることが好まし
い。
【0028】レジスト材料が化学増幅型レジストである
場合には、原子又は基は、ベース樹脂の酸脱離基、架橋
剤又は溶解阻害剤に含まれていることが好ましい。
【0029】本発明のパターン形成方法において、ベー
ス樹脂は、水素原子がフッ素原子により置換された、ポ
リビニルフェノール、ポリビニルアルコール、アクリル
樹脂、ノボラック樹脂又はこれらの誘導体を含むことが
好ましい。
【0030】本発明のパターン形成方法は、レジスト膜
形成工程とパターン形成工程との間に、レジスト膜の上
に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ
基、アミノ基、アルキル基、トリフルオロメチル基又は
メルカプト基を含む水溶性樹脂からなる水溶性樹脂膜を
形成する工程をさらに備えていることが好ましい。
【0031】この場合、水溶性樹脂は、ポリアクリル
酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン又は
ポリスチレンスルフォン酸であることが好ましい。
【0032】本発明のパターン形成方法は、レジスト膜
形成工程とパターン形成工程との間に、レジスト膜の上
に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ
基、アミノ基、アルキル基、トリフルオロメチル基又は
メルカプト基を含む化合物と、水溶性樹脂とからなる水
溶性樹脂膜を形成する工程をさらに備えていることが好
ましい。
【0033】この場合、化合物は、トリフルオロ酢酸、
トリフルオロメチルスルフォン酸又はフッ素系界面活性
剤であることが好ましい。
【0034】また、この場合、水溶性樹脂は、ポリアク
リル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン
又はポリスチレンスルフォン酸であることが好ましい。
【0035】本発明のパターン形成方法において、露光
光は、F2 レーザ光又はAr2 レーザ光であることが好
ましい。
【0036】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)第1の実施形
態に係るパターン形成方法は、レジスト材料のベース樹
脂として、ポリビニルフェノールのベンゼン環に結合し
ている水素原子の一部をフッ素原子で置換したものを用
いるものである。以下、レジスト材料の組成について具
体的に説明する。
【0037】 ベース樹脂:ポリ(o,o−ジフルオロ−p−ヒドロキシスチレン−co−p −(t−ブトキシ)o,o−ジフルオロスチレン) 1g 酸発生剤:ビス(ジシクロヘキシルスルフォニル)ジアゾメタン 0.01g 溶媒:プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート 4g
【0038】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートして、0.3μmの膜厚を持つレジスト膜11を形
成する。
【0039】次に、図2(b)に示すように、レジスト
膜11に対してマスク12を介して、157nm帯の波
長を持つF2 レーザ光13を照射してパターン露光を行
なう。このようにすると、レジスト膜11の露光部11
aにおいては酸発生剤から酸が発生する一方、レジスト
膜11の未露光部11bにおいては酸が発生しない。
【0040】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10ひいてはレジスト膜11を加熱する。ベース樹脂
は、アルカリ難溶性であるが、酸の存在下で加熱される
と、分解するので、レジスト膜11における露光部11
aはアルカリ水溶液に対して可溶性になる。
【0041】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜11
の露光部11aが現像液に溶解するので、図2(d)に
示すように、レジスト膜11の未露光部11bからなる
レジストパターン14が得られる。
【0042】第1の実施形態によると、ベース樹脂は、
ベンゼン環に結合している水素原子の一部がフッ素原子
で置換されているため、ベンゼン環により決まる光の吸
収波長のピークが長波長側にシフトするので、1nm帯
〜180nm帯の波長を持つ光に対する吸収性が小さく
なる。このため、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ
露光光に対する透明性が高くなるので、露光光がレジス
ト膜11の底部にまで十分に到達するから、0.09μ
mのライン幅を有し良好な断面形状を有するレジストパ
ターンを得ることができた。
【0043】(第1の実施形態の第1変形例)第1の実
施形態の第1変形例は、第1の実施形態と比べて、レジ
スト材料が異なるのみであるから、以下においては、レ
ジスト材料についてのみ説明する。すなわち、レジスト
材料のベース樹脂として、ポリビニルフェノールのベン
ゼン環に結合している水素原子の一部を塩素原子で置換
したものを用いる。
【0044】 ベース樹脂:ポリ(o,o−ジクロロ−p−ヒドロキシスチレン−co−p− (t−ブトキシ)o,o−ジクロロスチレン) 1g 酸発生剤:ビス(ジシクロヘキシルスルフォニル)ジアゾメタン 0.01g 溶媒:プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート 4g
【0045】(第1の実施形態の第2変形例)第1の実
施形態の第2変形例は、第1の実施形態と比べて、レジ
スト材料が異なるのみであるから、以下においては、レ
ジスト材料についてのみ説明する。すなわち、レジスト
材料のベース樹脂として、ポリビニルフェノールのベン
ゼン環に結合している水素原子の一部を塩素原子で置換
したものを用いる。
【0046】 ベース樹脂:ポリ(m,m−ジクロロ−p−ヒドロキシスチレン−co−p− (t−ブトキシ)m,m−ジクロロスチレン) 1g 酸発生剤:ビス(ジシクロヘキシルスルフォニル)ジアゾメタン 0.01g 溶媒:プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート 4g
【0047】(第2の実施形態)第2の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂とし
て、ポリビニルフェノールのポリマー主鎖に結合してい
る水素原子の一部をフッ素原子で置換したものを用い
る。以下、レジスト材料の組成について具体的に説明す
る。
【0048】 ベース樹脂:ポリ(p−(2,2−ジフルオロビニル)フェノール−co−p −(1−エトキシエトキシ)−2,2−ジフルオロスチレン) 1g 酸発生剤:ビス(ジシクロヘキシルスルフォニル)ジアゾメタン 0.01g 溶媒:エチルエトキシプロピオネート 4g
【0049】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートしてレジスト膜11を形成した後、図2(b)に示
すように、レジスト膜11に対してマスク12を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜11の露光部11aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜11の未露光部11bにおいて
は酸が発生しない。
【0050】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜11における露光部11aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0051】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜11
の露光部11aが現像液に溶解するので、図2(d)に
示すように、レジスト膜11の未露光部11bからなる
レジストパターン14が得られる。
【0052】第2の実施形態によると、ベース樹脂は、
ポリマー主鎖に結合している水素原子の一部がフッ素原
子で置換されているため、短波長域の光に対する吸収性
が低減するので、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ
光に対する吸収性が小さくなる。このため、1nm帯〜
180nm帯の波長を持つ露光光に対する透明性が高く
なるので、露光光がレジスト膜11の底部にまで十分に
到達するから、0.1μmのライン幅を有し良好な断面
形状を有するレジストパターンを得ることができた。
【0053】(第2の実施形態の変形例)第2の実施形
態の変形例は、第2の実施形態と比べて、レジスト材料
が異なるのみであるから、以下においては、レジスト材
料についてのみ説明する。すなわち、レジスト材料のベ
ース樹脂として、ポリビニルフェノールのポリマー主鎖
に結合している水素原子の一部をトリフルオロメチル基
で置換したものを用いる。
【0054】 ベース樹脂:ポリ(p−(α−トリフルオロメチルビニル)フェノール−co −p−(1−エトキシエトキシ)−α−トリフルオロメチルス チレン) 1g 酸発生剤:ビス(ジシクロヘキシルスルフォニル)ジアゾメタン 0.01g 溶媒:エチルエトキシプロピオネート 4g
【0055】(第3の実施形態)第3の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂とし
て、ポリビニルフェノールのポリマー主鎖に結合してい
る水素原子の一部及びベンゼン環に結合している水素原
子の一部をそれぞれフッ素原子で置換したものを用い
る。以下、レジスト材料の組成について具体的に説明す
る。
【0056】 ベース樹脂:ポリ(p−ヒドロキシヘプタフルオロスチレン−co−p−(t −ブトキシ)−ヘプタフルオロスチレン) 1g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:エチルエトキシプロピオネート 4g
【0057】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートしてレジスト膜11を形成した後、図2(b)に示
すように、レジスト膜11に対してマスク12を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜11の露光部11aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜11の未露光部11bにおいて
は酸が発生しない。
【0058】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜11における露光部11aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0059】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜11
の露光部11aが現像液に溶解するので、図2(d)に
示すように、レジスト膜11の未露光部11bからなる
レジストパターン14が得られる。
【0060】第3の実施形態によると、ベース樹脂は、
ポリマー主鎖及びベンゼン環に結合している水素原子の
一部がフッ素原子でそれぞれ置換されているため、短波
長域の光に対する吸収性が低減すると共に、ベンゼン環
により決まる光の吸収波長のピークが長波長側にシフト
するので、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ光に対
する吸収性が小さくなる。このため、1nm帯〜180
nm帯の波長を持つ露光光に対する透明性が高くなるの
で、露光光がレジスト膜11の底部にまで十分に到達す
るから、0.08μmのライン幅を有し良好な断面形状
を有するレジストパターンを得ることができた。
【0061】(第3の実施形態の変形例)第3の実施形
態の変形例は、第3の実施形態と比べて、レジスト材料
が異なるのみであるから、以下においては、レジスト材
料についてのみ説明する。すなわち、レジスト材料のベ
ース樹脂として、ポリビニルフェノールのポリマー主鎖
に結合している水素原子の一部及びベンゼン環に結合し
ている水素原子の一部をそれぞれアルキル基例えばメチ
ル基で置換したものを用いる。
【0062】 ベース樹脂:ポリ(p−ヒドロキシ−α−メチル−o−メチルスチレン−co −p−(t−ブトキシ)−α−メチル−o−メチルスチレン) 1g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:エチルエトキシプロピオネート 4g
【0063】(第4の実施形態)第4の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂とし
て、アクリル樹脂のポリマー主鎖に結合している水素原
子の一部をフッ素原子で置換したものを用いる。以下、
レジスト材料の組成について具体的に説明する。
【0064】 ベース樹脂:ポリ(α−フルオロアクリル酸−co−α−フルオロアクリル酸 テトラヒドロピラニル−co−α−フルオロアクリル酸ノルボ ルニル) 1g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート 4g
【0065】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートしてレジスト膜11を形成した後、図2(b)に示
すように、レジスト膜11に対してマスク12を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜11の露光部11aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜11の未露光部11bにおいて
は酸が発生しない。
【0066】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜11における露光部11aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0067】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜11
の露光部11aが現像液に溶解するので、図2(d)に
示すように、レジスト膜11の未露光部11bからなる
レジストパターン14が得られる。
【0068】第4の実施形態によると、ベース樹脂は、
ポリマー主鎖に結合している水素原子の一部がフッ素原
子で置換されているため、短波長域の光に対する吸収性
が低減するので、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ
光に対する吸収性が小さくなる。このため、1nm帯〜
180nm帯の波長を持つ露光光に対する透明性が高く
なるので、露光光がレジスト膜11の底部にまで十分に
到達するから、0.1μmのライン幅を有し良好な断面
形状を有するレジストパターンを得ることができた。
【0069】(第4の実施形態の変形例)第4の実施形
態の変形例は、第4の実施形態と比べて、レジスト材料
が異なるのみであるから、以下においては、レジスト材
料についてのみ説明する。すなわち、レジスト材料のベ
ース樹脂として、アクリル樹脂のポリマー主鎖に結合し
ている水素原子の一部が塩素原子で置換されていると共
に、アクリル樹脂のヘテロ環の酸脱離基にニトロ基が含
まれているものを用いる。
【0070】 ベース樹脂:ポリ(α−クロロアクリル酸−co−α−クロロアクリル酸−3 −ニトロテトラヒドロピラニル−co−α−クロロアクリル酸 ノルボルニル) 1g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート 4g
【0071】(第5の実施形態)第5の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂とし
て、ポリビニルアルコールのポリマー主鎖に結合してい
る水素原子の一部をフッ素原子で置換したものを用い
る。以下、レジスト材料の組成について具体的に説明す
る。
【0072】 ベース樹脂:ポリ(1,2−ジフルオロ−1−ヒドロキシエチレン−co−1 ,2−ジフルオロ−1−t−ブトキシエチレン) 1g 酸発生剤:ジフェニルヨードニウムトリフレート 0.01g 溶媒:エチルエトキシプロピオネート 4g
【0073】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートしてレジスト膜11を形成した後、図2(b)に示
すように、レジスト膜11に対してマスク12を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜11の露光部11aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜11の未露光部11bにおいて
は酸が発生しない。
【0074】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜11における露光部11aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0075】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜11
の露光部11aが現像液に溶解するので、図2(d)に
示すように、レジスト膜11の未露光部11bからなる
レジストパターン14が得られる。
【0076】第5の実施形態によると、ベース樹脂は、
ポリマー主鎖に結合している水素原子の一部がフッ素原
子で置換されているため、短波長域の光に対する吸収性
が低減するので、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ
光に対する吸収性が小さくなる。このため、1nm帯〜
180nm帯の波長を持つ露光光に対する透明性が高く
なるので、露光光がレジスト膜11の底部にまで十分に
到達するから、0.1μmのライン幅を有し良好な断面
形状を有するレジストパターンを得ることができた。
【0077】(第6の実施形態)第6の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料として、ベース樹脂
がアルキル基例えばメチル基を含むと共に、ベース樹脂
の側鎖と結合している水素原子特にアクリル樹脂のエス
テル部の水素原子がフッ素原子で置換されたものを用い
る。以下、レジスト材料の組成について具体的に説明す
る。
【0078】 ベース樹脂:ポリ((2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート)(30 mol%)−(トリ(トリフルオロメチル)メチルメタクリレー ト)(30mol%)−(メチルメタクリレート)(30mol %)−(メタクリル酸)(10mol%)) 2g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.4g 溶媒:ジグライム 20g
【0079】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートしてレジスト膜11を形成した後、図2(b)に示
すように、レジスト膜11に対してマスク12を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜11の露光部11aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜11の未露光部11bにおいて
は酸が発生しない。
【0080】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜11における露光部11aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0081】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液、例えば2.38wt%テトラメチルアンモニ
ウムハイドロキサイド現像液を用いて現像処理を行なう
と、レジスト膜11の露光部11aが現像液に溶解する
ので、図2(d)に示すように、レジスト膜11の未露
光部11bからなるレジストパターン14が得られる。
【0082】第6の実施形態によると、ベース樹脂がメ
チル基を含むと共に、ベース樹脂の側鎖の水素原子がフ
ッ素原子で置換されているため、短波長域の光に対する
吸収性が低減するので、1nm帯〜180nm帯の波長
を持つ光に対する吸収性が小さくなる。このため、1n
m帯〜180nm帯の波長を持つ露光光に対する透明性
が高くなるので、露光光がレジスト膜11の底部にまで
十分に到達するから、0.07μmのライン幅を有し良
好な断面形状を有するレジストパターンを得ることがで
きた。
【0083】(第6の実施形態の第1変形例)第6の実
施形態の第1変形例は、第6の実施形態と比べて、レジ
スト材料が異なるのみであるから、以下においては、レ
ジスト材料についてのみ説明する。すなわち、レジスト
材料のベース樹脂として、ベース樹脂の側鎖と結合して
いる水素原子特にアクリル樹脂のエステル部の水素原子
がフッ素原子で置換されたものを用いる。以下、レジス
ト材料の組成について具体的に説明する。
【0084】 ベース樹脂:ポリ(2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート) 2g (化学式は[化1]に示す) 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.4g 溶媒:ジグライム 20g
【0085】
【化1】
【0086】(第6の実施形態の第2変形例)第6の実
施形態の第2変形例は、第6の実施形態と比べて、レジ
スト材料が異なるのみであるから、以下においては、レ
ジスト材料についてのみ説明する。すなわち、レジスト
材料のベース樹脂として、ベース樹脂の側鎖と結合して
いる水素原子特にアクリル樹脂のエステル部の水素原子
がフッ素原子で置換されたものを用いる。以下、レジス
ト材料の組成について具体的に説明する。
【0087】 ベース樹脂:ポリ(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルメ タクリレート) 2g (化学式は[化2]に示す) 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.4g 溶媒:ジグライム 20g
【0088】
【化2】
【0089】図7は、第6の実施形態の第1変形例及び
第2変形例並びに従来例に係るレジスト材料を用いて
0.1μmの膜厚を有するレジスト膜を形成した場合に
おける露光光の波長と透過率との関係を示している。
【0090】図7から、第6の実施形態の第1及び第2
の変形例によると、157nm帯の波長(F2 レーザ
光)に対して、40%以上の透過率が得られることが分
かる。尚、従来例によると、157nm帯の波長(F2
レーザ光)に対する透過率は20%程度である。
【0091】(第7の実施形態)第7の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料として、ベース樹脂
がアルキル基例えばメチル基を含むと共に、ベース樹脂
の酸脱離基中の水素原子がフッ素原子で置換されたもの
を用いる。以下、レジスト材料の組成について具体的に
説明する。
【0092】 ベース樹脂:ポリ((2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート)−( 2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート)) 2g (化学式は[化3]に示す) 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.4g 溶媒:ジグライム 20g
【0093】
【化3】
【0094】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートしてレジスト膜11を形成した後、図2(b)に示
すように、レジスト膜11に対してマスク12を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜11の露光部11aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜11の未露光部11bにおいて
は酸が発生しない。
【0095】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜11における露光部11aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0096】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液、例えば2.38wt%テトラメチルアンモニ
ウムハイドロキサイド現像液を用いて現像処理を行なう
と、レジスト膜11の露光部11aが現像液に溶解する
ので、図2(d)に示すように、レジスト膜11の未露
光部11bからなるレジストパターン14が得られる。
【0097】第7の実施形態によると、ベース樹脂がメ
チル基を含むと共に、ベース樹脂の酸脱離基中の水素原
子がフッ素原子で置換されているため、短波長域の光に
対する吸収性が低減するので、1nm帯〜180nm帯
の波長を持つ光に対する吸収性が小さくなる。このた
め、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ露光光に対す
る透明性が高くなるので、露光光がレジスト膜11の底
部にまで十分に到達するから、0.07μmのライン幅
を有し良好な断面形状を有するレジストパターンを得る
ことができた。
【0098】
【0099】尚、第7の実施形態におけるベース樹脂の
酸脱離基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ
基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリフルオ
ロメチル基又はメルカプト基により置換された、t−ブ
チル基、1−エトキシエチル基、t−ブチルオキシカル
ボニル基などが挙げられる。
【0100】(第8の実施形態)第8の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂とし
て、ポリビニルフェノールのベンゼン環に結合している
水素原子の一部をフッ素原子で置換したものを用いると
共に、溶解阻害剤としても、ベンゼン環に結合している
水素原子の一部をフッ素原子で置換したものを用いる。
以下、レジスト材料の組成について具体的に説明する。
【0101】 ベース樹脂:ポリ(o,o−ジフルオロ−p−ヒドロキシスチレン−co−o ,o−ジフルオロ−p−トリフルオロメトキシスチレン)1g 溶解阻害剤:ビス(p−(t−ブトキシカルボニルオキシ)−m,m−ジフル オロフェニル)メタン 0.4g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:エチルエトキシプロピオネート 4g
【0102】まず、図2(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板10上にスピンコ
ートしてレジスト膜11を形成した後、図2(b)に示
すように、レジスト膜11に対してマスク12を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜11の露光部11aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜11の未露光部11bにおいて
は酸が発生しない。
【0103】ところで、ベース樹脂はアルカリ可溶性で
あるが、溶解阻害剤の作用によりレジスト膜11はアル
カリ難溶性である。そこで、図2(c)に示すように、
半導体基板10を加熱すると、溶解阻害剤が酸の存在下
で加熱されるため、溶解阻害剤は分解するので、レジス
ト膜11の露光部11aはアルカリ水溶液に対して可溶
性となる。
【0104】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜11
の露光部11aが現像液に溶解するので、図2(d)に
示すように、レジスト膜11の未露光部11bからなる
レジストパターン14が得られる。
【0105】第8の実施形態によると、ベース樹脂及び
溶解阻害剤は、ベンゼン環に結合している水素原子の一
部がフッ素原子で置換されているため、ベンゼン環によ
り決まる光の吸収波長のピークが長波長側にシフトする
ので、1nm帯〜180nm帯の波長を持つ光に対する
吸収性が小さくなる。このため、1nm帯〜180nm
帯の波長を持つ露光光に対する透明性が高くなるので、
露光光がレジスト膜11の底部にまで十分に到達するか
ら、0.1μmのライン幅を有し良好な断面形状を有す
るレジストパターンを得ることができた。
【0106】(第8の実施形態の変形例)第8の実施形
態の変形例は、第8の実施形態と比べて、レジスト材料
が異なるのみであるから、以下においては、レジスト材
料についてのみ説明する。すなわち、レジスト材料のベ
ース樹脂として、ポリビニルフェノールのベンゼン環に
結合している水素原子の一部がアミノ基で置換されてい
るものを用いると共に、溶解阻害剤として、シアノ基が
含まれるものを用いる。
【0107】 ベース樹脂:ポリ(o−アミノ−p−ヒドロキシスチレン−co−o−アミノ −p−メトキシスチレン) 1g 溶解阻害剤:ビス(p−(t−ブトキシ)−m−シアノフェニル)メタン 0.4g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:エチルエトキシプロピオネート 4g
【0108】(第9の実施形態)第9の実施形態に係る
パターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂とし
て、二重結合を構成する炭素にアミノ基が結合してもの
を用いる。以下、レジスト材料の組成について具体的に
説明する。
【0109】 ベース樹脂:ポリ((1−ビニルオキシ)3−アミノ−2−シクロヘキセン− co−ビニルオキシエトキシエタン) 1g 酸発生剤:トリメチルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート 4g まず、図2(a)に示すように、前記の組成を有するレ
ジスト材料を半導体基板10上にスピンコートしてレジ
スト膜11を形成した後、図2(b)に示すように、レ
ジスト膜11に対してマスク12を介して、157nm
帯の波長を持つF2 レーザ光13を照射してパターン露
光を行なう。このようにすると、レジスト膜11の露光
部11aにおいては酸発生剤から酸が発生する一方、レ
ジスト膜11の未露光部11bにおいては酸が発生しな
い。
【0110】次に、図2(c)に示すように、半導体基
板10を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜11の露光部11aはアルカリ水溶液に対して可溶
性になる。
【0111】次に、レジスト膜11に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜11
の露光部11aが現像液に溶解するので、図2(d)に
示すように、レジスト膜11の未露光部11bからなる
レジストパターン14が得られる。
【0112】第9の実施形態によると、ベース樹脂は、
二重結合を構成する炭素にアミノ基が結合しているた
め、短波長域の光に対する吸収性が低減するので、1n
m帯〜180nm帯の波長を持つ光に対する吸収性が小
さくなる。このため、1nm帯〜180nm帯の波長を
持つ露光光に対する透明性が高くなるので、露光光がレ
ジスト膜11の底部にまで十分に到達するから、0.1
μmのライン幅を有し良好な断面形状を有するレジスト
パターンを得ることができた。
【0113】(第10の実施形態)第10の実施形態に
係るパターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂と
して、ポリビニルフェノールのベンゼン環に結合してい
る水素原子の一部をフッ素原子で置換したものを用い
る。以下、レジスト材料の組成について具体的に説明す
る。尚、第1〜第9の実施形態は、ポジ型のレジストパ
ターンを形成する場合であったが、第10の実施形態
は、ネガ型のレジストパターンを形成する場合である。
【0114】 ベース樹脂:ポリ(o,o−ジフルオロ−p−ヒドロキシスチレン−co−o ,o−ジフルオロ−p−トリフルオロメトキシスチレン)1g 架橋剤:2,4,6−トリ(N,N−ジエトキシメチルアミノ)−1,3,5 −トリアジン 0.3g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:エチルラクテート 4g
【0115】まず、図3(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板20上にスピンコ
ートしてレジスト膜21を形成した後、図3(b)に示
すように、レジスト膜21に対してマスク22を介し
て、157nm帯の波長を持つF2 レーザ光23を照射
してパターン露光を行なう。このようにすると、レジス
ト膜21の露光部21aにおいては酸発生剤から酸が発
生する一方、レジスト膜21の未露光部21bにおいて
は酸が発生しない。
【0116】次に、図3(c)に示すように、半導体基
板20を加熱する。ベース樹脂は、アルカリ水溶液に対
して可溶性であるが、酸の存在下で加熱されると、架橋
剤の作用により架橋反応が起こるので、レジスト膜21
の露光部21aはアルカリ難溶性に変化する。
【0117】次に、レジスト膜21に対してアルカリ性
の現像液を用いて現像処理を行なうと、レジスト膜21
の未露光部21aが現像液に溶解するので、図3(d)
に示すように、レジスト膜21の露光部21bからなる
レジストパターン24が得られる。
【0118】第10の実施形態によると、ベース樹脂
は、ポリビニルフェノールのベンゼン環に結合している
水素原子の一部がフッ素原子で置換されているため、ベ
ンゼン環により決まる光の吸収波長のピークが長波長側
にシフトするので、1nm帯〜180nm帯の波長を持
つ光に対する吸収性が小さくなる。このため、1nm帯
〜180nm帯の波長を持つ露光光に対する透明性が高
くなるので、露光光がレジスト膜21の底部にまで十分
に到達するから、0.1μmのライン幅を有し良好な断
面形状を有するレジストパターンを得ることができた。
【0119】(第10の実施形態の変形例)第10の実
施形態の変形例は、第10の実施形態と比べて、レジス
ト材料が異なるのみであるから、以下においては、レジ
スト材料についてのみ説明する。すなわち、レジスト材
料のベース樹脂として、ポリビニルフェノールのベンゼ
ン環に結合している水素原子の一部がメルカプト基で置
換されているものを用いると共に、架橋剤として、アル
コキシ基が含まれるものを用いる。
【0120】 ベース樹脂:ポリ(p−ヒドロキシスチレン−co−o−メルカプト−p−メ トキシスチレン) 1g 架橋剤:1,3−ジメトキシ−1,2,3−ペンタントリオールトリグリシジ ルエーテル 0.3g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.01g 溶媒:エチルラクテート 4g
【0121】(第11の実施形態)第11の実施形態に
係るパターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂が
フッ素原子を含んでいると共に、レジスト膜の上にフッ
素原子を含む水溶性樹脂膜を堆積するものである。尚、
第11の実施形態は、ポジ型のレジストパターンを形成
する場合である。以下、レジスト材料の組成について具
体的に説明する。
【0122】 ベース樹脂:ポリ((2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート)(30 mol%)−(トリ(トリフルオロメチル)メチルメタクリレー ト)(30mol%)−(メチルメタクリレート)(30mol %)−(メタクリル酸)(10mol%)) 2g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.4g 溶媒:ジグライム 20g
【0123】まず、図4(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板30上にスピンコ
ートして例えば0.5μmの膜厚を有するレジスト膜3
1を形成した後、図4(b)に示すように、レジスト膜
31の上に、フッ素原子を含む水溶性樹脂からなる水溶
性樹脂膜32を堆積する。
【0124】水溶性樹脂としては、ポリアクリル酸、ポ
リビニールアルコール、ポリビニールピロリドン又はポ
リスチレンスルフォン酸などの水素原子の全部又は一部
が、フッ素原子などのハロゲン原子、シアノ基、ニトロ
基、アルコキシ基、アミノ基、アルキル基、トリフルオ
ロメチル基又はメルカプト基により置換されたもの、又
は、[化4]に示すポリマーが挙げられるが、これらに
限られるものではない。
【0125】
【化4】
【0126】次に、図4(c)に示すように、レジスト
膜31に対してマスク33を介して、157nm帯の波
長を持つF2 レーザ光34を照射してパターン露光を行
なう。このようにすると、レジスト膜31の露光部31
aにおいては酸発生剤から酸が発生する一方、レジスト
膜31の未露光部31bにおいては酸が発生しない。
【0127】次に、図4(d)に示すように、半導体基
板30を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜31における露光部31aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0128】次に、2.38wt%のテトラメチルアン
モニウムハイドロキサイド現像液を用いて、水溶性樹脂
膜32を除去すると共にレジスト膜31を現像すると、
図4(e)に示すように、レジスト膜31の未露光部3
1bからなるレジストパターン35が得られる。
【0129】第11の実施形態によると、レジスト材料
のベース樹脂及び水溶性樹脂膜32の両方にフッ素原子
が含まれているため、レジスト膜31の底部にまで露光
光が確実に到達するので、良好なパターン形状を有する
レジストパターン35を形成することができる。
【0130】(第12の実施形態)第12の実施形態に
係るパターン形成方法は、レジスト材料のベース樹脂が
フッ素原子を含んでいると共に、レジスト膜の上に、フ
ッ素原子を含む化合物と水溶性樹脂とからなる水溶性樹
脂膜を堆積するものである。尚、第12の実施形態も、
ポジ型のレジストパターンを形成する場合である。以
下、レジスト材料の組成について具体的に説明する。
【0131】 ベース樹脂:ポリ((2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート)(30 mol%)−(トリ(トリフルオロメチル)メチルメタクリレー ト)(30mol%)−(メチルメタクリレート)(30mol %)−(メタクリル酸)(10mol%)) 2g 酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムトリフレート 0.4g 溶媒:ジグライム 20g
【0132】まず、図4(a)に示すように、前記の組
成を有するレジスト材料を半導体基板30上にスピンコ
ートして例えば0.5μmの膜厚を有するレジスト膜3
1を形成した後、図4(b)に示すように、レジスト膜
31の上に、フッ素原子を含む化合物と水溶性樹脂とか
らなる水溶性樹脂膜32を堆積する。
【0133】フッ素原子を含む化合物としては、トリフ
ルオロ酢酸、トリフルオロメチルスルフォン酸又はフッ
素系界面活性剤などが挙げられるが、これらに限られる
ものではない。
【0134】また、水溶性樹脂としては、ポリアクリル
酸、ポリビニールアルコール、ポリビニールピロリドン
又はポリスチレンスルフォン酸などが挙げられるが、こ
れらに限られるものではない。
【0135】次に、図4(c)に示すように、レジスト
膜31に対してマスク33を介して、157nm帯の波
長を持つF2 レーザ光34を照射してパターン露光を行
なう。このようにすると、レジスト膜31の露光部31
aにおいては酸発生剤から酸が発生する一方、レジスト
膜31の未露光部31bにおいては酸が発生しない。
【0136】この場合、水溶性樹脂膜32にフッ素原子
が含まれているため、水溶性樹脂膜32は、光強度の大
きい光のみをレジスト膜31に導く。
【0137】次に、図4(d)に示すように、半導体基
板30を加熱すると、ベース樹脂は、アルカリ難溶性で
あるが、酸の存在下で加熱されて分解するので、レジス
ト膜31における露光部31aはアルカリ水溶液に対し
て可溶性になる。
【0138】次に、2.38wt%のテトラメチルアン
モニウムハイドロキサイド現像液を用いて、水溶性樹脂
膜32を除去すると共にレジスト膜31を現像すると、
図4(e)に示すように、レジスト膜31の未露光部3
1bからなるレジストパターン35が得られる。
【0139】第12の実施形態によると、レジスト材料
のベース樹脂及び水溶性樹脂膜32の両方にフッ素原子
が含まれているため、レジスト膜31の底部にまで露光
光が確実に到達するので、良好なパターン形状を有する
レジストパターン35を形成することができる。
【0140】
【0141】
【0142】
【0143】
【0144】
【0145】尚、前記の第1〜第12の実施形態又はこ
れらの変形例においては、露光光として、157nm帯
の波長を持つF2 レーザ光を用いたが、これに代えて、
Xe2 レーザ光(波長:172nm帯)、Kr2 レーザ
光(波長:146nm帯)、ArKrレーザ光(波長:
134nm帯)、Ar2 レーザ光(波長:126nm
帯)又は軟X線(波長:13nm帯、11nm帯又は5
nm帯)等を用いても、同様の効果が得られる。
【0146】また、前記の第1〜第12の実施形態又は
これらの変形例における酸発生剤としては、スルフォニ
ウム塩若しくはヨードニウム塩等のオニウム塩類、スル
ホン酸エステル類、ジアゾジスルフォニルメタン類又は
ケトスルホン化合物等を適宜用いることができる。
【0147】さらに、前記の第1〜第12の実施形態又
はこれらの変形例においては、レジスト材料としては、
必要に応じてアミン類などの塩基性化合物又は界面活性
剤などの添加剤が含まれていてもよい。
【0148】
【発明の効果】本発明のパターン形成方法によると、1
nm帯〜180nm帯の波長を持つ露光光に対する透明
性を高くすることができるので、露光光として1nm帯
〜180nm帯の光を用いてパターン露光を行なう場合
に、良好なパターン形状を持つレジストパターンを形成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の解決原理を示す図であって、ポリビニ
ルフェノールの芳香環をアミノ基で置換すると、光の吸
収帯がシフトすることを説明する図である。
【図2】(a)〜(d)は、本発明の第1〜第8の実施
形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図3】(a)〜(d)は、本発明の第9の実施形態に
係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図4】(a)〜(e)は、本発明の第10又は第11
の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面
図である。
【図5】(a)〜(c)は、本発明の第12の実施形態
に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図6】(a)〜(d)は、本発明の前提となるパター
ン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図7】本発明の第6の実施形態の第1変形例及び第2
変形例並びに従来例に係るレジスト材料を用いて0.1
μmの膜厚を有するレジスト膜を形成した場合における
露光光の波長と透過率との関係を示す図である。
【符号の説明】
10 半導体基板 11 レジスト膜 11a 露光部 11b 未露光部 12 マスク 13 F2 レーザ光 14 レジストパターン 20 半導体基板 21 レジスト膜 21a 露光部 21b 未露光部 22 マスク 23 F2 レーザ光 24 レジストパターン 30 半導体基板 31 レジスト膜 31a 露光部 31b 未露光部 32 水溶性樹脂膜 33 マスク 34 F2 レーザ光 35 レジストパターン 40 半導体基板 41 レジスト膜 41a 露光部 41b 未露光部 42 マスク 43 F2 レーザ光 44 レジストパターン
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−223861(JP,A) 特開 平10−186665(JP,A) 特開 平11−231536(JP,A) 特開 平11−231537(JP,A) 「フォトポリマー・テクノロジー」山 岡・永松編(s.63.12.30)日刊工業 新聞社 「微細加工とレジスト」野々垣三郎 著、高分子学会編(s.63.3.20)共 立出版 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/42

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸収波長ピークを有しており、該吸収波
    長ピークを長波長側にシフトさせる基が結合してなるベ
    ース樹脂を含む化学増幅型レジスト材料を基板上に塗布
    してレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に、Xe2レーザ光、F2レーザ光、Kr
    2レーザ光、ArKrレーザ光又はAr2レーザ光を照射
    してパターン露光を行なった後、パターン露光された前
    記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工
    程とを備え、 前記基は、アミノ基、トリフルオロメチル基又はメルカ
    プト基である ことを特徴とするパターン形成方法。
  2. 【請求項2】 前記ベース樹脂は、アクリル酸系の樹脂
    又はポリビニルフェノールであることを特徴とする請求
    項1に記載のパターン形成方法。
  3. 【請求項3】 前記基は、前記ベース樹脂中の酸脱離基
    に含まれていることを特徴とする請求項1に記載のパタ
    ーン形成方法。
  4. 【請求項4】 前記基はアミノ基であり、 前記ベース樹脂は芳香環を有しており、 前記アミノ基は前記芳香環を構成する炭素と結合してい
    ることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方
    法。
  5. 【請求項5】 吸収波長ピークを有しており、該吸収波
    長ピークを長波長側にシフトさせる基が結合してなるベ
    ース樹脂を含む化学増幅型レジスト材料を基板上に塗布
    してレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に、Xe 2 レーザ光、F 2 レーザ光、Kr
    2 レーザ光、ArKrレーザ光又はAr 2 レーザ光を照射
    してパターン露光を行なった後、パターン露光された前
    記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工
    程とを備え、 前記基は、フルオロアルキル基 であり且つ前記ベース樹
    脂の主鎖と結合していることを特徴とするパターン形成
    方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002006501A (ja) * 1999-11-09 2002-01-09 Sumitomo Chem Co Ltd 化学増幅型レジスト組成物
TW527522B (en) * 1999-11-09 2003-04-11 Sumitomo Chemical Co Chemical amplification type resist composition
AU2001244719A1 (en) * 2000-04-04 2001-10-15 Daikin Industries Ltd. Novel fluoropolymer having acid-reactive group and chemical amplification type photoresist composition containing the same
US6730452B2 (en) * 2001-01-26 2004-05-04 International Business Machines Corporation Lithographic photoresist composition and process for its use
JP2002251014A (ja) * 2001-02-27 2002-09-06 Sumitomo Chem Co Ltd 化学増幅型レジスト組成物
WO2002077709A2 (en) * 2001-03-22 2002-10-03 Shipley Company, L.L.C. Photoresist composition
JP2003186197A (ja) * 2001-12-19 2003-07-03 Sony Corp レジスト材料及び露光方法
JP2003186198A (ja) * 2001-12-19 2003-07-03 Sony Corp レジスト材料及び露光方法
JP4530751B2 (ja) * 2003-07-24 2010-08-25 富士フイルム株式会社 ポジ型感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法
US7867697B2 (en) 2003-07-24 2011-01-11 Fujifilm Corporation Positive photosensitive composition and method of forming resist pattern
WO2008053697A1 (en) 2006-10-31 2008-05-08 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method for formation of resist pattern
JP4818882B2 (ja) * 2006-10-31 2011-11-16 東京応化工業株式会社 ポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
JP5165227B2 (ja) 2006-10-31 2013-03-21 東京応化工業株式会社 化合物および高分子化合物
WO2020241099A1 (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 富士フイルム株式会社 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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「フォトポリマー・テクノロジー」山岡・永松編(s.63.12.30)日刊工業新聞社
「微細加工とレジスト」野々垣三郎著、高分子学会編(s.63.3.20)共立出版

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