JPH10104839A - 低”ｋ”係数ハイブリッド・フォトレジスト - Google Patents
低”ｋ”係数ハイブリッド・フォトレジストInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポジ型とネガ型の両方の成分を有し、１つの
型のフォトレジストよりも係数"ｋ"が低くなるフォトレ
ジストを提供する。 【解決手段】 このハイブリッド・レジストは、主要部
としてネガ型レジストまたはポジ型レジストのいずれか
を有し、他方の型が占める部分は比較的小さい。例えば
ポジ型レジストの小部分はネガ型架橋剤であり、ネガ型
レジストには、ポジ型として反応する官能基を加えるこ
とができる。本発明のハイブリッド・レジストにより、
露光量を制限する窓を広げることができ、よって歩留り
または性能、及び線密度を高めることができる。
型のフォトレジストよりも係数"ｋ"が低くなるフォトレ
ジストを提供する。 【解決手段】 このハイブリッド・レジストは、主要部
としてネガ型レジストまたはポジ型レジストのいずれか
を有し、他方の型が占める部分は比較的小さい。例えば
ポジ型レジストの小部分はネガ型架橋剤であり、ネガ型
レジストには、ポジ型として反応する官能基を加えるこ
とができる。本発明のハイブリッド・レジストにより、
露光量を制限する窓を広げることができ、よって歩留り
または性能、及び線密度を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には半導体素
子の製造に関し、特に、処理窓が広くなるように、ネガ
型とポジ型の両方の特性を有するフォトレジスト物質に
関する。
子の製造に関し、特に、処理窓が広くなるように、ネガ
型とポジ型の両方の特性を有するフォトレジスト物質に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造は、コンピュータ支援
設計（ＣＡＤ）により作成されたパターンを素子基板の
表面に正確に複製することに依存する。複製プロセスは
通常、リソグラフィ・プロセスとこれに続くさまざまな
サブトラクティブ（エッチング）・プロセスやアディテ
ィブ（被着）・プロセスにより行われる。
設計（ＣＡＤ）により作成されたパターンを素子基板の
表面に正確に複製することに依存する。複製プロセスは
通常、リソグラフィ・プロセスとこれに続くさまざまな
サブトラクティブ（エッチング）・プロセスやアディテ
ィブ（被着）・プロセスにより行われる。
【０００３】半導体素子、集積光学系、及びフォトマス
クの製造には、リソグラフィ・プロセスの１つであるフ
ォトリソグラフィが用いられる。このプロセスは、基本
的には、化学線エネルギーを受けたとき反応するフォト
レジストまたは単にレジストと呼ばれる物質の層を被着
するステップ、フォトレジストの部分に光、または紫外
線、電子ビーム、Ｘ線等、他の電離放射線を選択的に照
射することによってレジストの部分部分の可溶性を変え
るステップ、及びレジストを、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド（"ＴＭＡＨ"）等の塩基性の（basic）
現像液で洗浄することによって現像し、層の非照射部
（ネガ型レジストの場合）または照射部（ポジ型レジス
トの場合）を除去するステップを含む。
クの製造には、リソグラフィ・プロセスの１つであるフ
ォトリソグラフィが用いられる。このプロセスは、基本
的には、化学線エネルギーを受けたとき反応するフォト
レジストまたは単にレジストと呼ばれる物質の層を被着
するステップ、フォトレジストの部分に光、または紫外
線、電子ビーム、Ｘ線等、他の電離放射線を選択的に照
射することによってレジストの部分部分の可溶性を変え
るステップ、及びレジストを、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド（"ＴＭＡＨ"）等の塩基性の（basic）
現像液で洗浄することによって現像し、層の非照射部
（ネガ型レジストの場合）または照射部（ポジ型レジス
トの場合）を除去するステップを含む。
【０００４】業界では統合レベルをさらに高めることが
求められており、ある領域で線（line）数、空間（spac
e）数を増やす必要性も大幅に増加している。これに応
じて、リソグラフィ・フィーチャのスケーリングは、半
導体素子の性能と密度を高める上で欠かせなくなってい
る。リソグラフィのスケーリングは、基本的には３つの
方法により実現される。露光装置の開口数（ＮＡ）を大
きくすること、露光波長を短くすること、そしてフォト
レジストの応答性を改良することである。これら３つの
パラメータは、次式のように、リソグラフィ解像度のレ
イリー・モデルで表される。
求められており、ある領域で線（line）数、空間（spac
e）数を増やす必要性も大幅に増加している。これに応
じて、リソグラフィ・フィーチャのスケーリングは、半
導体素子の性能と密度を高める上で欠かせなくなってい
る。リソグラフィのスケーリングは、基本的には３つの
方法により実現される。露光装置の開口数（ＮＡ）を大
きくすること、露光波長を短くすること、そしてフォト
レジストの応答性を改良することである。これら３つの
パラメータは、次式のように、リソグラフィ解像度のレ
イリー・モデルで表される。
【数１】Ｒ＝ｋλ／ＮＡ
【０００５】ここでＲは解像度、ｋは実験により導かれ
た、フォトレジストの性能に依存するパラメータ、λは
露光波長、ＮＡは露光装置の開口数である。
た、フォトレジストの性能に依存するパラメータ、λは
露光波長、ＮＡは露光装置の開口数である。
【０００６】係数"ｋ"は、フィーチャの解像度を高くす
るため広い焦点／露光プロセス窓を与えるレジストによ
って減少する。歴史的に、この係数"ｋ"は、レジスト成
分を変えることによって減少している。例えばコントラ
ストの高い樹脂または増感剤を添加する、レジスト膜を
薄くする、及び非反射膜を使用する、等である。係数"
ｋ"の減少はさらに重要になっている。ＮＡ値がその限
度である０．６５乃至０．７０に達しており、露光波長
を現在先端の２４８ｎｍより短くする作業は、未だ準備
段階にあるからである。
るため広い焦点／露光プロセス窓を与えるレジストによ
って減少する。歴史的に、この係数"ｋ"は、レジスト成
分を変えることによって減少している。例えばコントラ
ストの高い樹脂または増感剤を添加する、レジスト膜を
薄くする、及び非反射膜を使用する、等である。係数"
ｋ"の減少はさらに重要になっている。ＮＡ値がその限
度である０．６５乃至０．７０に達しており、露光波長
を現在先端の２４８ｎｍより短くする作業は、未だ準備
段階にあるからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記の欠点を克服するフォトレジスト物質を提供す
ることである。
は、上記の欠点を克服するフォトレジスト物質を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】本発明は、ネガ型であ
ろうとポジ型であろうと、プロセス条件に対する感度の
低い、つまり係数"ｋ"が小さい通常のフォトレジストの
機能を実現して、露光量等の条件の範囲を広げるととも
に、寸法を許容範囲内に維持する。逆に、あるプロセス
許容範囲では、レジストで溶解する最小のフィーチャ
も、本発明で具体化された概念により改良することがで
きる。これらの機能は、従来のネガ型フォトレジストを
含むだけでなく、ネガ型レジスト物質をある比率のポジ
型レジスト物質で"ドープ処理"するフォトレジスト物質
を利用することによって実現される。同様に、ポジ型フ
ォトレジスト物質を、ある量のネガ型レジスト物質で"
ドープ処理"することもできる。
ろうとポジ型であろうと、プロセス条件に対する感度の
低い、つまり係数"ｋ"が小さい通常のフォトレジストの
機能を実現して、露光量等の条件の範囲を広げるととも
に、寸法を許容範囲内に維持する。逆に、あるプロセス
許容範囲では、レジストで溶解する最小のフィーチャ
も、本発明で具体化された概念により改良することがで
きる。これらの機能は、従来のネガ型フォトレジストを
含むだけでなく、ネガ型レジスト物質をある比率のポジ
型レジスト物質で"ドープ処理"するフォトレジスト物質
を利用することによって実現される。同様に、ポジ型フ
ォトレジスト物質を、ある量のネガ型レジスト物質で"
ドープ処理"することもできる。
【０００９】本発明の利点は、露光許容範囲を大幅に拡
大でき、ロットからロット、ウエハからウエハ、ウエハ
内、及びチップ内と、すべてのレベルでフィーチャ・サ
イズの制御性が向上することである。フィーチャの制御
性が向上することで、あるフィーチャ・サイズでの製品
の歩留り向上も期待できる。誤差は素子の製造に悪影響
を与えるほどではないからである。あるいはまたフィー
チャ・サイズを縮小しながら、線幅の制御性を維持する
ことができ、従って性能及び密度が向上する。
大でき、ロットからロット、ウエハからウエハ、ウエハ
内、及びチップ内と、すべてのレベルでフィーチャ・サ
イズの制御性が向上することである。フィーチャの制御
性が向上することで、あるフィーチャ・サイズでの製品
の歩留り向上も期待できる。誤差は素子の製造に悪影響
を与えるほどではないからである。あるいはまたフィー
チャ・サイズを縮小しながら、線幅の制御性を維持する
ことができ、従って性能及び密度が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明により実現される改良され
た低"ｋ"係数レジストでは、第１照射による応答と第２
照射による応答が、１つのレジスト形成物で組み合わせ
られ、１つの励起イベントにより生じる。例えば、第１
照射による応答は、光による応答であり、これによりレ
ジストは露光領域で可溶となり、第２照射による応答
は、架橋剤のネガ型動作であり、これにより光の影響を
受けた領域は分子量が増し、よってレジスト物質の可溶
性は減少する。
た低"ｋ"係数レジストでは、第１照射による応答と第２
照射による応答が、１つのレジスト形成物で組み合わせ
られ、１つの励起イベントにより生じる。例えば、第１
照射による応答は、光による応答であり、これによりレ
ジストは露光領域で可溶となり、第２照射による応答
は、架橋剤のネガ型動作であり、これにより光の影響を
受けた領域は分子量が増し、よってレジスト物質の可溶
性は減少する。
【００１１】この概念はポジ型系とネガ型系の両方に適
用できる。従来のポジ型レジストと区別するために"エ
ンハンスド・ポジ型レジスト"と呼ばれる、ポジ型系の
形成物では、架橋剤等のネガ型成分が副添加剤として用
いられ、よって、一定量のネガ型性質がレジスト形成物
に与えられる。逆に、ネガ型レジストの性能または係
数"ｋ"は、ある比率のポジ型成分の添加により改良され
る。このようなレジストは"エンハンスド・ネガ型レジ
スト"と呼ばれる。露光許容範囲は、低係数"ｋ"レジス
トのポジ型及びネガ型の成分が、露光された像のエッジ
で相互に打ち消されるため増加すると考えられる。ポジ
型樹脂が露光されて、現像液に可溶となると、ネガ型作
用により樹脂の架橋が始まり、その可溶性が減少する。
驚くべきことだが、この組み合わせにより、コントラス
トまたは溶解機能が減少することなく、露光量のばらつ
きに対して"バッファ"が得られる。
用できる。従来のポジ型レジストと区別するために"エ
ンハンスド・ポジ型レジスト"と呼ばれる、ポジ型系の
形成物では、架橋剤等のネガ型成分が副添加剤として用
いられ、よって、一定量のネガ型性質がレジスト形成物
に与えられる。逆に、ネガ型レジストの性能または係
数"ｋ"は、ある比率のポジ型成分の添加により改良され
る。このようなレジストは"エンハンスド・ネガ型レジ
スト"と呼ばれる。露光許容範囲は、低係数"ｋ"レジス
トのポジ型及びネガ型の成分が、露光された像のエッジ
で相互に打ち消されるため増加すると考えられる。ポジ
型樹脂が露光されて、現像液に可溶となると、ネガ型作
用により樹脂の架橋が始まり、その可溶性が減少する。
驚くべきことだが、この組み合わせにより、コントラス
トまたは溶解機能が減少することなく、露光量のばらつ
きに対して"バッファ"が得られる。
【００１２】ポジ型系には、レジスト物質の主要な活性
部として、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレン
等、任意の数のポジ型レジスト物質を加えることができ
る。エンハンスド・ポジ型レジストに適した組成として
は、表１に示したものが含まれる。本発明に従って採用
できる物質の例及び代表的な形成物でのそれらの相対比
も表１に示してある。
部として、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレン
等、任意の数のポジ型レジスト物質を加えることができ
る。エンハンスド・ポジ型レジストに適した組成として
は、表１に示したものが含まれる。本発明に従って採用
できる物質の例及び代表的な形成物でのそれらの相対比
も表１に示してある。
【表１】
【００１３】また、光増感剤及びベース添加剤（base a
dditive）を利用してフォトレジストの反応をさらに改
良することもできる。ベース添加剤の例としては、ジメ
チル・アミノ・ピリジン、７−ジエチルアミノ−４−メ
チル・クマリン（クマリン１）、第３アミン、プロトン
・スポンジ、ベルベリン、及びＢＡＳＦの"プルロン"シ
リーズや"テトロン"シリーズのポリマ・アミン等があ
る。また、ＰＡＧがオニウム塩のとき、テトラアルキル
アンモニウムヒドロキシドまたはセチルメチルアンモニ
ウムヒドロキシドも使用できる。
dditive）を利用してフォトレジストの反応をさらに改
良することもできる。ベース添加剤の例としては、ジメ
チル・アミノ・ピリジン、７−ジエチルアミノ−４−メ
チル・クマリン（クマリン１）、第３アミン、プロトン
・スポンジ、ベルベリン、及びＢＡＳＦの"プルロン"シ
リーズや"テトロン"シリーズのポリマ・アミン等があ
る。また、ＰＡＧがオニウム塩のとき、テトラアルキル
アンモニウムヒドロキシドまたはセチルメチルアンモニ
ウムヒドロキシドも使用できる。
【００１４】利用できる増感剤の例としては、クリセ
ン、ピレン、フルオランテン、アントロン、ベンゾフェ
ノン、チオキサントン、及びアントラセン、例えば９−
アントラセン・メタノール（９−ＡＭ）がある。このほ
かのアントラセン誘導増感剤は米国特許番号第４３７１
６０５号に開示されている。増感剤には酸素や硫黄を加
えることができる。好適な増感剤は窒素のないものであ
る。窒素がある場合、例えばアミンやフェノチアジン基
は、露光プロセスで生じた遊離酸を封鎖する（sequeste
r）傾向があり、形成物が感光性を失う。
ン、ピレン、フルオランテン、アントロン、ベンゾフェ
ノン、チオキサントン、及びアントラセン、例えば９−
アントラセン・メタノール（９−ＡＭ）がある。このほ
かのアントラセン誘導増感剤は米国特許番号第４３７１
６０５号に開示されている。増感剤には酸素や硫黄を加
えることができる。好適な増感剤は窒素のないものであ
る。窒素がある場合、例えばアミンやフェノチアジン基
は、露光プロセスで生じた遊離酸を封鎖する（sequeste
r）傾向があり、形成物が感光性を失う。
【００１５】本発明の好適な実施例に従って、ポジ型作
用（つまりブロッキング解除性：deblocking chemistr
y）は、現像前ベーク（ＰＥＢ）に対する依存性が比較
的低い形で働くが、ネガ型作用（つまり架橋性）は、Ｐ
ＥＢ温度に対する反応が変化する。従って、２つの型の
相対的反応は、単にＰＥＢ温度を変えることで変更する
ことができる。このようにして、架橋性またはネガ性が
リソグラフィ性能に与える影響の程度を最適化すること
ができる。ネガ性が低すぎると、露光量の許容範囲また
は解像度の向上に関して、利点が充分に実現されない。
他方、ネガ性が高すぎる場合は、露光領域に浮渣、渣
滓、残留物等の不要物が生じる。
用（つまりブロッキング解除性：deblocking chemistr
y）は、現像前ベーク（ＰＥＢ）に対する依存性が比較
的低い形で働くが、ネガ型作用（つまり架橋性）は、Ｐ
ＥＢ温度に対する反応が変化する。従って、２つの型の
相対的反応は、単にＰＥＢ温度を変えることで変更する
ことができる。このようにして、架橋性またはネガ性が
リソグラフィ性能に与える影響の程度を最適化すること
ができる。ネガ性が低すぎると、露光量の許容範囲また
は解像度の向上に関して、利点が充分に実現されない。
他方、ネガ性が高すぎる場合は、露光領域に浮渣、渣
滓、残留物等の不要物が生じる。
【００１６】
例１：この例では、ある好適なポジ型系について述べる
が、もちろん他の多くの例も本発明の主旨の範囲内であ
ることは理解されたい。
が、もちろん他の多くの例も本発明の主旨の範囲内であ
ることは理解されたい。
【００１７】次の成分がＰＭアセテート溶剤で溶解され
た。固形物は合計１８．９％である。 Maruzen America（New York、NY）から入手できるポリ
ヒドロキシスチレン（ＰＨＳ）と、メトキシプロペン
（ＭＯＰ）で保護されたフェノールが最大２４％、固形
物の９７．５％ トリフェニル・スルホニウム・トリフレート、固形物の
１．４％ Cytec（Danbury、CT）から入手できるテトラメトキシメ
チル・グリコルリル（glycoluril）（パウダーリン
ク）、固形物の１．０％ テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、固形物の１．
０％
た。固形物は合計１８．９％である。 Maruzen America（New York、NY）から入手できるポリ
ヒドロキシスチレン（ＰＨＳ）と、メトキシプロペン
（ＭＯＰ）で保護されたフェノールが最大２４％、固形
物の９７．５％ トリフェニル・スルホニウム・トリフレート、固形物の
１．４％ Cytec（Danbury、CT）から入手できるテトラメトキシメ
チル・グリコルリル（glycoluril）（パウダーリン
ク）、固形物の１．０％ テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、固形物の１．
０％
【００１８】得られた溶液は濾過され、シリコン・ウエ
ハに約０．８μm厚まで被着された。被着されたウエハ
は１１０℃、６０秒のソフト・ベークにかけられ、０．
３７ＮＡのCanonステッパの２４８ｎｍエキシマ・レー
ザ源で、線と空間が適切にネストされ分離されたマスク
を通して露光された。ウエハは次に１１０℃、９０秒の
現像前ベーク（ＰＥＢ）にかけられ、０．１４ノルマル
（Ｎ）ＴＭＡＨ現像液で１２０秒間現像された。リソグ
ラフィ性能が、パウダーリンクのないことを除いて上記
と同一の形成物のそれと比較された。図１に、このエン
ハンスド・ポジ型レジストの露光量許容範囲が、ある露
光量範囲でのポジ型応答により測定されたとき、従来の
レジストの約１．５倍であることを示す。
ハに約０．８μm厚まで被着された。被着されたウエハ
は１１０℃、６０秒のソフト・ベークにかけられ、０．
３７ＮＡのCanonステッパの２４８ｎｍエキシマ・レー
ザ源で、線と空間が適切にネストされ分離されたマスク
を通して露光された。ウエハは次に１１０℃、９０秒の
現像前ベーク（ＰＥＢ）にかけられ、０．１４ノルマル
（Ｎ）ＴＭＡＨ現像液で１２０秒間現像された。リソグ
ラフィ性能が、パウダーリンクのないことを除いて上記
と同一の形成物のそれと比較された。図１に、このエン
ハンスド・ポジ型レジストの露光量許容範囲が、ある露
光量範囲でのポジ型応答により測定されたとき、従来の
レジストの約１．５倍であることを示す。
【００１９】ネガ型系の場合、主要な光応答性は、ネガ
型レジスト物質からのものであるが、ポジ型レジスト物
質の添加、または単に、ケタール基等のポジ型で働く基
の添加でも、露光量の許容範囲が改良される。エンハン
スド・ネガ型レジストに適した成分には、表２に示した
ものが含まれる。本発明に従って採用できる物質の例及
び代表的な形成物でのそれらの相対比も表２に示してい
る。
型レジスト物質からのものであるが、ポジ型レジスト物
質の添加、または単に、ケタール基等のポジ型で働く基
の添加でも、露光量の許容範囲が改良される。エンハン
スド・ネガ型レジストに適した成分には、表２に示した
ものが含まれる。本発明に従って採用できる物質の例及
び代表的な形成物でのそれらの相対比も表２に示してい
る。
【表２】
【００２０】ここでも、先に述べたような光増感剤及び
ベース添加剤を使用して、最終的な線及び空間の鮮明度
を高め、フォトレジスト物質が化学線に反応する照射の
種類または波長を変更することができる。
ベース添加剤を使用して、最終的な線及び空間の鮮明度
を高め、フォトレジスト物質が化学線に反応する照射の
種類または波長を変更することができる。
【００２１】表１または表２に示したエンハンスド・ポ
ジ型レジストとエンハンスド・ネガ型レジストの違い
は、成分の個数や種類にあるのではなく、採用される架
橋剤の相対比にあることを指摘しなければならない。エ
ンハンスド・ポジ型レジストの場合、用いられる架橋剤
は比較的少量である。ここでの目的は、ネガ型応答を得
ることではなく、ある照射量範囲でのポジ型の速度を遅
くすることである。エンハンスド・ネガ型レジストの場
合、架橋剤の含有量は比較的多く、当業者には明らかな
ように、これは従来のネガ型レジストでは標準である。
しかし、この場合ネガ型樹脂は、照射によりブロック解
除されるブロッキング基すなわち保護基を有する。この
保護解除反応により、樹脂全体が可溶性になり、優勢な
ネガ型架橋性と同時に平衡性（counterbalancing chemi
stry）が得られる。
ジ型レジストとエンハンスド・ネガ型レジストの違い
は、成分の個数や種類にあるのではなく、採用される架
橋剤の相対比にあることを指摘しなければならない。エ
ンハンスド・ポジ型レジストの場合、用いられる架橋剤
は比較的少量である。ここでの目的は、ネガ型応答を得
ることではなく、ある照射量範囲でのポジ型の速度を遅
くすることである。エンハンスド・ネガ型レジストの場
合、架橋剤の含有量は比較的多く、当業者には明らかな
ように、これは従来のネガ型レジストでは標準である。
しかし、この場合ネガ型樹脂は、照射によりブロック解
除されるブロッキング基すなわち保護基を有する。この
保護解除反応により、樹脂全体が可溶性になり、優勢な
ネガ型架橋性と同時に平衡性（counterbalancing chemi
stry）が得られる。
【００２２】次に示す例も、本発明を限定するものでは
なく、説明を補足するものに過ぎない。当業者は、他に
も多くの形成物を容易に考えることができよう。
なく、説明を補足するものに過ぎない。当業者は、他に
も多くの形成物を容易に考えることができよう。
【００２３】例２：次の成分がＰＭアセテート溶剤で溶
解された。固形物は合計２０％である。 ＰＨＳ、１０％水素添加、ＭＯＰで保護された約２４％
のフェノール、固形物の８１．２％ Daychem Labs（Centerville、OH）から入手できるＮ−
（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）−ビシクロ
［２．２．１］−ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボ
キシイミド（ＭＤＴ）、固形物の１０．５％ パウダーリンク、固形物の８．２％ クマリン１、固形物の０．１％
解された。固形物は合計２０％である。 ＰＨＳ、１０％水素添加、ＭＯＰで保護された約２４％
のフェノール、固形物の８１．２％ Daychem Labs（Centerville、OH）から入手できるＮ−
（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）−ビシクロ
［２．２．１］−ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボ
キシイミド（ＭＤＴ）、固形物の１０．５％ パウダーリンク、固形物の８．２％ クマリン１、固形物の０．１％
【００２４】得られた溶液は濾過され、シリコン・ウエ
ハに約０．８μｍ厚まで被着された。被着されたウエハ
は１１０℃、６０秒のソフト・ベークにかけられ、０．
３７ＮＡのCanonステッパの２４８ｎｍエキシマ・レー
ザ源で、線と空間が適切にネストされ分離されたマスク
を通して露光された。ウエハは次に１１０℃、９０秒の
現像前ベークにかけられ、０．２６３Ｎ ＴＭＡＨ現像
液で６０秒間現像された。図２に示すように、この例で
解像された最小の線は２５０ｎｍだった。これは係数ｋ
で０．３７である。ＭＯＰ保護ＰＨＳが非保護ＰＨＳに
置き換えられたことを除いて、形成物が上記と同じにさ
れ、同様に処理されたとき、得られた最小解像度は３０
０ｎｍ、係数ｋは０．４５だった。従って、前者の形成
物は、係数ｋが後者の約２０％以上改良されたことにな
る。
ハに約０．８μｍ厚まで被着された。被着されたウエハ
は１１０℃、６０秒のソフト・ベークにかけられ、０．
３７ＮＡのCanonステッパの２４８ｎｍエキシマ・レー
ザ源で、線と空間が適切にネストされ分離されたマスク
を通して露光された。ウエハは次に１１０℃、９０秒の
現像前ベークにかけられ、０．２６３Ｎ ＴＭＡＨ現像
液で６０秒間現像された。図２に示すように、この例で
解像された最小の線は２５０ｎｍだった。これは係数ｋ
で０．３７である。ＭＯＰ保護ＰＨＳが非保護ＰＨＳに
置き換えられたことを除いて、形成物が上記と同じにさ
れ、同様に処理されたとき、得られた最小解像度は３０
０ｎｍ、係数ｋは０．４５だった。従って、前者の形成
物は、係数ｋが後者の約２０％以上改良されたことにな
る。
【００２５】本発明は、好適な実施例を参照して部分的
に示され、述べられたが、当業者には、本発明の趣旨及
び範囲を逸脱することなく、形式及び詳細において上述
の及び他の変更が可能であることが理解できよう。
に示され、述べられたが、当業者には、本発明の趣旨及
び範囲を逸脱することなく、形式及び詳細において上述
の及び他の変更が可能であることが理解できよう。
【００２６】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００２７】（１）第１照射による反応及び第２照射に
よる反応を有し、該第１照射による反応は反応にあずか
る比率が高く、該第２照射による反応は反応にあずかる
比率が低く、且つ該第１及び第２の反応が両方とも１つ
の励起イベントにより生じるフォトレジスト物質を含
む、組成。 （２）上記第１照射による反応はポジ型反応であり、上
記第２照射による反応はネガ型反応である、上記（１）
記載の組成。 （３）上記ポジ型応答はポジ型フォトレジスト物質によ
って与えられ、上記ネガ型応答はネガ型架橋剤によって
与えられる、上記（２）記載の組成。 （４）上記ポジ型フォトレジスト物質は、保護基として
酸反応活性部を有し、部分的に保護されたポリヒドロキ
シスチレンで構成されたグループから選択される、上記
（３）記載の組成。 （５）上記酸反応活性部は、アセタール、ケタール、及
びアクリラートで構成されたグループから選択され、上
記組成は、スルホニウム塩及びヨードニウム塩で構成さ
れたグループから選択された光酸ジェネレータ、部分的
に保護されたポリヒドロキシスチレンと反応する多官能
基を有する架橋剤、及び溶剤を含む、上記（４）記載の
組成。 （６）ベース添加剤を含む、上記（５）記載の組成。 （７）上記ポリヒドロキシスチレンはフェノールの約４
分の１が保護され、上記酸反応活性部はメトキシプロペ
ンであり、上記光酸ジェネレータはトリフェニル・スル
ホニウム・トリフレートであり、上記架橋剤はテトラメ
トキシメチル・グリコルリル（glycoluril）、上記溶剤
はプロピレングリコール・モノメチルエーテル・アセテ
ート、及び上記ベース添加剤はテトラブチルアンモニウ
ムヒドロキシドである、上記（６）記載の組成。 （８）増感剤を含む、上記（５）記載の組成。 （９）上記第１照射による反応はネガ型反応であり、上
記第２照射による反応はポジ型反応である、上記（１）
記載の組成。 （１０）上記ネガ型反応はネガ型架橋剤により与えら
れ、上記ポジ型反応は、照射によりブロック解除されて
樹脂全体の可溶性が増すブロッキング基を有するネガ型
変性樹脂により与えられる、上記（５）記載の組成。 （１１）上記ネガ型架橋剤は、ポリヒドロキシスチレン
に反応する基を含み、上記ネガ型樹脂はケタール・ブロ
ッキング基を有する、上記（６）記載の組成。 （１２）光酸ジェネレータと溶剤を含み、該光酸ジェネ
レータは、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構成され
たグループから選択される、上記（１０）記載の組成。 （１３）上記ネガ型変性樹脂は、固形物合計の約７５％
乃至約９５％、上記光酸ジェネレータは固形物合計の約
１％乃至約１５％、上記ネガ型架橋剤は固形物合計の約
４％乃至約１０％、及び上記溶剤は溶液合計の約７０％
乃至約８５％である、上記（１２）記載の組成。 （１４）ベース添加剤または増感剤を含む、上記（１
０）記載の組成。 （１５）基板にレジスト・パターンを形成する方法であ
って、第１照射による反応と第２照射による反応を有
し、該第１照射による反応は反応にあずかる比率が高
く、該第２照射による反応は反応にあずかる比率が低
く、且つ該第１及び第２の反応が両方とも１つの励起イ
ベントにより生じる物質で構成されたグループからフォ
トレジスト組成を選択するステップと、選択されたフォ
トレジスト物質の層を上記基板に被着するステップと、
フォトレジスト層の選択された部分を露光するステップ
と、上記フォトレジスト層を現像するステップと、を含
む、方法。 （１６）上記第１照射による反応はポジ型反応であり、
上記第２照射による反応はネガ型反応であり、該ポジ型
反応はポジ型フォトレジスト物質により与えられ、該ネ
ガ型反応はネガ型架橋剤により与えられ、ポジ型フォト
レジスト物質の選択は、保護基として酸反応活性部を有
し、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレンで構成
され、上記第１照射による反応はネガ型応答であり、上
記第２照射による応答はポジ型応答であるグループから
行われる、上記（１５）記載の方法。 （１７）上記第１照射による反応はネガ型反応であり、
上記第２照射による反応はポジ型反応であり、上記物質
は、ブロッキング基を有するネガ型変性樹脂、ポリヒド
ロキシスチレンと反応する基を含むネガ型架橋剤、光酸
ジェネレータ、及び溶剤を含み、該光酸ジェネレータの
選択は、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構成された
グループから行われる、上記（１６）記載の方法。 （１８）上記（１５）乃至（１７）記載のプロセスによ
り作成される、レジスト・パターン。 （１９）レジスト・パターンの形成を含む、集積回路チ
ップの作成方法であって、第１照射による反応及び第２
照射による反応を有し、該第１照射による反応は反応に
あずかる比率が高く、該第２照射による反応は反応にあ
ずかる比率が低く、且つ該第１及び第２の反応が両方と
も１つの励起イベントにより生じる、物質で構成された
グループから、フォトレジスト組成を選択するステップ
と、選択されたフォトレジスト物質の層を上記基板に被
着するステップと、フォトレジスト層の選択された部分
を露光するステップと、上記フォトレジスト層を現像す
るステップと、を含む、方法。 （２０）上記第１照射による応答はポジ型応答であり、
上記第２照射による応答はネガ型応答であり、該ポジ型
応答はポジ型フォトレジスト物質により与えられ、該ネ
ガ型応答はネガ型架橋剤により与えられ、ポジ型フォト
レジスト物質の選択は、保護基として酸反応活性部を有
し、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレンで構成
され、第１照射による反応はネガ型応答であり、第２照
射による応答はポジ型応答であるグループから行われ
る、上記（１９）記載の集積回路チップ作成方法。 （２１）上記第１照射による応答はネガ型応答であり、
上記第２照射による応答はポジ型応答であり、上記物質
は、ブロッキング基を有するネガ型変性樹脂、ポリヒド
ロキシスチレンと反応する基を含むネガ型架橋剤、光酸
ジェネレータ、及び溶剤を含み、該光酸ジェネレータの
選択は、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構成された
グループから行われる、上記（１９）記載の集積回路チ
ップ作成方法。 （２２）上記（１９）乃至（２１）記載の方法により作
成される集積回路チップ。
よる反応を有し、該第１照射による反応は反応にあずか
る比率が高く、該第２照射による反応は反応にあずかる
比率が低く、且つ該第１及び第２の反応が両方とも１つ
の励起イベントにより生じるフォトレジスト物質を含
む、組成。 （２）上記第１照射による反応はポジ型反応であり、上
記第２照射による反応はネガ型反応である、上記（１）
記載の組成。 （３）上記ポジ型応答はポジ型フォトレジスト物質によ
って与えられ、上記ネガ型応答はネガ型架橋剤によって
与えられる、上記（２）記載の組成。 （４）上記ポジ型フォトレジスト物質は、保護基として
酸反応活性部を有し、部分的に保護されたポリヒドロキ
シスチレンで構成されたグループから選択される、上記
（３）記載の組成。 （５）上記酸反応活性部は、アセタール、ケタール、及
びアクリラートで構成されたグループから選択され、上
記組成は、スルホニウム塩及びヨードニウム塩で構成さ
れたグループから選択された光酸ジェネレータ、部分的
に保護されたポリヒドロキシスチレンと反応する多官能
基を有する架橋剤、及び溶剤を含む、上記（４）記載の
組成。 （６）ベース添加剤を含む、上記（５）記載の組成。 （７）上記ポリヒドロキシスチレンはフェノールの約４
分の１が保護され、上記酸反応活性部はメトキシプロペ
ンであり、上記光酸ジェネレータはトリフェニル・スル
ホニウム・トリフレートであり、上記架橋剤はテトラメ
トキシメチル・グリコルリル（glycoluril）、上記溶剤
はプロピレングリコール・モノメチルエーテル・アセテ
ート、及び上記ベース添加剤はテトラブチルアンモニウ
ムヒドロキシドである、上記（６）記載の組成。 （８）増感剤を含む、上記（５）記載の組成。 （９）上記第１照射による反応はネガ型反応であり、上
記第２照射による反応はポジ型反応である、上記（１）
記載の組成。 （１０）上記ネガ型反応はネガ型架橋剤により与えら
れ、上記ポジ型反応は、照射によりブロック解除されて
樹脂全体の可溶性が増すブロッキング基を有するネガ型
変性樹脂により与えられる、上記（５）記載の組成。 （１１）上記ネガ型架橋剤は、ポリヒドロキシスチレン
に反応する基を含み、上記ネガ型樹脂はケタール・ブロ
ッキング基を有する、上記（６）記載の組成。 （１２）光酸ジェネレータと溶剤を含み、該光酸ジェネ
レータは、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構成され
たグループから選択される、上記（１０）記載の組成。 （１３）上記ネガ型変性樹脂は、固形物合計の約７５％
乃至約９５％、上記光酸ジェネレータは固形物合計の約
１％乃至約１５％、上記ネガ型架橋剤は固形物合計の約
４％乃至約１０％、及び上記溶剤は溶液合計の約７０％
乃至約８５％である、上記（１２）記載の組成。 （１４）ベース添加剤または増感剤を含む、上記（１
０）記載の組成。 （１５）基板にレジスト・パターンを形成する方法であ
って、第１照射による反応と第２照射による反応を有
し、該第１照射による反応は反応にあずかる比率が高
く、該第２照射による反応は反応にあずかる比率が低
く、且つ該第１及び第２の反応が両方とも１つの励起イ
ベントにより生じる物質で構成されたグループからフォ
トレジスト組成を選択するステップと、選択されたフォ
トレジスト物質の層を上記基板に被着するステップと、
フォトレジスト層の選択された部分を露光するステップ
と、上記フォトレジスト層を現像するステップと、を含
む、方法。 （１６）上記第１照射による反応はポジ型反応であり、
上記第２照射による反応はネガ型反応であり、該ポジ型
反応はポジ型フォトレジスト物質により与えられ、該ネ
ガ型反応はネガ型架橋剤により与えられ、ポジ型フォト
レジスト物質の選択は、保護基として酸反応活性部を有
し、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレンで構成
され、上記第１照射による反応はネガ型応答であり、上
記第２照射による応答はポジ型応答であるグループから
行われる、上記（１５）記載の方法。 （１７）上記第１照射による反応はネガ型反応であり、
上記第２照射による反応はポジ型反応であり、上記物質
は、ブロッキング基を有するネガ型変性樹脂、ポリヒド
ロキシスチレンと反応する基を含むネガ型架橋剤、光酸
ジェネレータ、及び溶剤を含み、該光酸ジェネレータの
選択は、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構成された
グループから行われる、上記（１６）記載の方法。 （１８）上記（１５）乃至（１７）記載のプロセスによ
り作成される、レジスト・パターン。 （１９）レジスト・パターンの形成を含む、集積回路チ
ップの作成方法であって、第１照射による反応及び第２
照射による反応を有し、該第１照射による反応は反応に
あずかる比率が高く、該第２照射による反応は反応にあ
ずかる比率が低く、且つ該第１及び第２の反応が両方と
も１つの励起イベントにより生じる、物質で構成された
グループから、フォトレジスト組成を選択するステップ
と、選択されたフォトレジスト物質の層を上記基板に被
着するステップと、フォトレジスト層の選択された部分
を露光するステップと、上記フォトレジスト層を現像す
るステップと、を含む、方法。 （２０）上記第１照射による応答はポジ型応答であり、
上記第２照射による応答はネガ型応答であり、該ポジ型
応答はポジ型フォトレジスト物質により与えられ、該ネ
ガ型応答はネガ型架橋剤により与えられ、ポジ型フォト
レジスト物質の選択は、保護基として酸反応活性部を有
し、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレンで構成
され、第１照射による反応はネガ型応答であり、第２照
射による応答はポジ型応答であるグループから行われ
る、上記（１９）記載の集積回路チップ作成方法。 （２１）上記第１照射による応答はネガ型応答であり、
上記第２照射による応答はポジ型応答であり、上記物質
は、ブロッキング基を有するネガ型変性樹脂、ポリヒド
ロキシスチレンと反応する基を含むネガ型架橋剤、光酸
ジェネレータ、及び溶剤を含み、該光酸ジェネレータの
選択は、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構成された
グループから行われる、上記（１９）記載の集積回路チ
ップ作成方法。 （２２）上記（１９）乃至（２１）記載の方法により作
成される集積回路チップ。
【図１】本発明を使用して印刷された線の幅及び露光量
をプロットすることによって、エンハンスドｋ係数レジ
ストが存在する場合に、存在しない場合より許容量の範
囲が大きいことを示す図である。
をプロットすることによって、エンハンスドｋ係数レジ
ストが存在する場合に、存在しない場合より許容量の範
囲が大きいことを示す図である。
【図２】本発明のエンハンスドｋ係数フォトレジストを
使用して印刷された線及び空間の走査電子顕微鏡写真で
ある。
使用して印刷された線及び空間の走査電子顕微鏡写真で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アハマド・ディ・カトナニ アメリカ合衆国12603、ニューヨーク州ポ キプシ、オールド・ファームズ・ロード 24 (72)発明者 ニランジャン・エム・パテル アメリカ合衆国12590、ニューヨーク州ワ ッピンガーズ・フォールズ、カーネイビ ィ・ストリート 16エイ (72)発明者 ポール・エイ・ラビダックス アメリカ合衆国05404、バーモント州ウィ ノースキー、ディオン・ストリート 95
Claims (22)
- 【請求項１】第１照射による反応及び第２照射による反
応を有し、該第１照射による反応は反応にあずかる比率
が高く、該第２照射による反応は反応にあずかる比率が
低く、且つ該第１及び第２の反応が両方とも１つの励起
イベントにより生じるフォトレジスト物質を含む、組
成。 - 【請求項２】上記第１照射による反応はポジ型反応であ
り、上記第２照射による反応はネガ型反応である、請求
項１記載の組成。 - 【請求項３】上記ポジ型応答はポジ型フォトレジスト物
質によって与えられ、上記ネガ型応答はネガ型架橋剤に
よって与えられる、請求項２記載の組成。 - 【請求項４】上記ポジ型フォトレジスト物質は、保護基
として酸反応活性部を有し、部分的に保護されたポリヒ
ドロキシスチレンで構成されたグループから選択され
る、請求項３記載の組成。 - 【請求項５】上記酸反応活性部は、アセタール、ケター
ル、及びアクリラートで構成されたグループから選択さ
れ、上記組成は、スルホニウム塩及びヨードニウム塩で
構成されたグループから選択された光酸ジェネレータ、
部分的に保護されたポリヒドロキシスチレンと反応する
多官能基を有する架橋剤、及び溶剤を含む、請求項４記
載の組成。 - 【請求項６】ベース添加剤を含む、請求項５記載の組
成。 - 【請求項７】上記ポリヒドロキシスチレンはフェノール
の約４分の１が保護され、上記酸反応活性部はメトキシ
プロペンであり、上記光酸ジェネレータはトリフェニル
・スルホニウム・トリフレートであり、上記架橋剤はテ
トラメトキシメチル・グリコルリル（glycoluril）、上
記溶剤はプロピレングリコール・モノメチルエーテル・
アセテート、及び上記ベース添加剤はテトラブチルアン
モニウムヒドロキシドである、請求項６記載の組成。 - 【請求項８】増感剤を含む、請求項５記載の組成。
- 【請求項９】上記第１照射による反応はネガ型反応であ
り、上記第２照射による反応はポジ型反応である、請求
項１記載の組成。 - 【請求項１０】上記ネガ型反応はネガ型架橋剤により与
えられ、上記ポジ型反応は、照射によりブロック解除さ
れて樹脂全体の可溶性が増すブロッキング基を有するネ
ガ型変性樹脂により与えられる、請求項５記載の組成。 - 【請求項１１】上記ネガ型架橋剤は、ポリヒドロキシス
チレンに反応する基を含み、上記ネガ型樹脂はケタール
・ブロッキング基を有する、請求項６記載の組成。 - 【請求項１２】光酸ジェネレータと溶剤を含み、該光酸
ジェネレータは、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構
成されたグループから選択される、請求項１０記載の組
成。 - 【請求項１３】上記ネガ型変性樹脂は、固形物合計の約
７５％乃至約９５％、上記光酸ジェネレータは固形物合
計の約１％乃至約１５％、上記ネガ型架橋剤は固形物合
計の約４％乃至約１０％、及び上記溶剤は溶液合計の約
７０％乃至約８５％である、請求項１２記載の組成。 - 【請求項１４】ベース添加剤または増感剤を含む、請求
項１０記載の組成。 - 【請求項１５】基板にレジスト・パターンを形成する方
法であって、第１照射による反応と第２照射による反応
を有し、該第１照射による反応は反応にあずかる比率が
高く、該第２照射による反応は反応にあずかる比率が低
く、且つ該第１及び第２の反応が両方とも１つの励起イ
ベントにより生じる物質で構成されたグループからフォ
トレジスト組成を選択するステップと、 選択されたフォトレジスト物質の層を上記基板に被着す
るステップと、 フォトレジスト層の選択された部分を露光するステップ
と、 上記フォトレジスト層を現像するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項１６】上記第１照射による反応はポジ型反応で
あり、上記第２照射による反応はネガ型反応であり、該
ポジ型反応はポジ型フォトレジスト物質により与えら
れ、該ネガ型反応はネガ型架橋剤により与えられ、ポジ
型フォトレジスト物質の選択は、保護基として酸反応活
性部を有し、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレ
ンで構成され、上記第１照射による反応はネガ型応答で
あり、上記第２照射による応答はポジ型応答であるグル
ープから行われる、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】上記第１照射による反応はネガ型反応で
あり、上記第２照射による反応はポジ型反応であり、上
記物質は、ブロッキング基を有するネガ型変性樹脂、ポ
リヒドロキシスチレンと反応する基を含むネガ型架橋
剤、光酸ジェネレータ、及び溶剤を含み、該光酸ジェネ
レータの選択は、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構
成されたグループから行われる、請求項１５記載の方
法。 - 【請求項１８】請求項１５乃至請求項１７記載のプロセ
スにより作成される、レジスト・パターン。 - 【請求項１９】レジスト・パターンの形成を含む、集積
回路チップの作成方法であって、 第１照射による反応及び第２照射による反応を有し、該
第１照射による反応は反応にあずかる比率が高く、該第
２照射による反応は反応にあずかる比率が低く、且つ該
第１及び第２の反応が両方とも１つの励起イベントによ
り生じる、物質で構成されたグループから、フォトレジ
スト組成を選択するステップと、 選択されたフォトレジスト物質の層を上記基板に被着す
るステップと、 フォトレジスト層の選択された部分を露光するステップ
と、 上記フォトレジスト層を現像するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項２０】上記第１照射による応答はポジ型応答で
あり、上記第２照射による応答はネガ型応答であり、該
ポジ型応答はポジ型フォトレジスト物質により与えら
れ、該ネガ型応答はネガ型架橋剤により与えられ、ポジ
型フォトレジスト物質の選択は、保護基として酸反応活
性部を有し、部分的に保護されたポリヒドロキシスチレ
ンで構成され、第１照射による反応はネガ型応答であ
り、第２照射による応答はポジ型応答であるグループか
ら行われる、請求項１９記載の集積回路チップ作成方
法。 - 【請求項２１】上記第１照射による応答はネガ型応答で
あり、上記第２照射による応答はポジ型応答であり、上
記物質は、ブロッキング基を有するネガ型変性樹脂、ポ
リヒドロキシスチレンと反応する基を含むネガ型架橋
剤、光酸ジェネレータ、及び溶剤を含み、該光酸ジェネ
レータの選択は、スルホニウム塩とヨードニウム塩で構
成されたグループから行われる、請求項１９記載の集積
回路チップ作成方法。 - 【請求項２２】請求項１９乃至請求項２１記載の方法に
より作成される集積回路チップ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/715,288 US6190829B1 (en) | 1996-09-16 | 1996-09-16 | Low “K” factor hybrid photoresist |
| US08/715288 | 1996-09-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104839A true JPH10104839A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3723671B2 JP3723671B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=24873430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22522597A Expired - Fee Related JP3723671B2 (ja) | 1996-09-16 | 1997-08-21 | 低”ｋ”係数ハイブリッド・フォトレジスト |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6190829B1 (ja) |
| JP (1) | JP3723671B2 (ja) |
| KR (1) | KR100268293B1 (ja) |
| TW (1) | TW455744B (ja) |
Cited By (2)
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