JPH02118651A - パターン形成材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体素子を製造するときに用いられるパター
ン形成材料、具体的にはレジスト材料に係り、特に露光
エネルギー源としてたとえば２４８ｎｍのすなわちＫｒ
Ｆエキシマ・レーザー、遠紫外２　／、　。

ン形成する際のポジ型レジ 線光等を用いてバタ スト材料に関する。

従来の技術 エキシマ・レーザー（ＡｒＦ　；　１９３　ｎｍ　、　
ＫｒＦ；２４８ｎｍ　、ＸｅＣＡ；　３０８ｎｍなど）
、遠紫外線（１９ｏ〜３３０　ｎ　ｍ付近）を露光源と
する時のレジスト（ＤＵＶレジスト）としては、ポジ型
では、ＡＺ２４０ｏ（シソプレー社）　、ＰＭＭＡ（ポ
リメチルメタクリレート）、ネガ型では、Ｐ　ＧＭＡ　
（ポリグリシジルメタクリレート）。

ＣＭＳ（クロロメチル化スチレン；東洋ソーダ）などが
提案されている。ＰＭＭＡ　、ＰＧＭＡはドライエツチ
ング耐性が悪い上に、非常に感度が悪い。又ＣＭＳも感
度が悪い。（ＰＭＭＡより１０倍程度良いが、それでも
２４８ｎｍのＫｒＦレーザで約１ｏＯｏ〜２０ｏＯｍ工
／ｃｎｌ必要（膜厚約Ｏ１・５μｍのとキ））。ＡＺ２
４００は、エーノチング耐性もあシ（ノボラック樹脂で
ある故）、感度も市販・開発されたＤＵＶレジストの中
では最も良いが（２４８ｎｍＫｒＦレーザーで約１ｏｏ
ｍＪ／Ｃ！ｌ（膜厚約１．０μｍのとき））、ＤＵＶ光
で露光したときに、露光後の透過率が小さく、レジスト
がＤＵＶ光を吸収する成分がもともと多量に含まれてい
ることがわかる。

第２図に２４８ｎｍレーザーで照射した場合の紫外分光
曲線を示す。このため、ＡＺ２４００を用いてＤＵＶ光
でパターン形成したときには、光がレジスト中で吸収さ
れるため、コントラストの良好なレジストパターンは形
成できない（たとえば、Ｈ，Ｉｔｏ　ら、シンポジウム
　オン　ＶＬｓＩテクノロジー（Ｓｙｍｐｏ、　ｏｎ　
Ｖ　Ｌ　Ｓ　Ｉ　Ｔｅｃｈ、）（１９８２）　、　Ｋ、
　Ｊ、　０ｒｖｅｋら、エスピーアイイー（ＳＰＩＥ）
（１９８６）、Ｖ、ＰｏＡら、エスピーアイイー（ＳＰ
ＩＥ）（１９８６））。

第３図を用いて従来のＡＺ２４００を用いたレジストパ
ターン形成方法を示す。基板１上にＡＺ２４ｏＯを回転
塗布し、厚さ１．５μｍのレジスト膜を得る（第３図ａ
）。つぎに２４８ｎｍのＫｒＦエキシマ・レーザー光４
により選択的にレジスト３を露光４する（第３図ｂ）。

そして、最後に通常のアルカリ現像処理を施してレジス
トパターン３ａが得られた（第３図Ｃ）。

発明が解決しようとする課題 ところが、前述のように従来のＡＺ２４００は下部まで
光が到達しないために、レジストパターン３ａはその形
状が劣化し、たものとなっている。

このように光の表面吸収が大きいＡＺ２４００のような
従来のレジストでは、露光をたとえばＫｒＦ２４８ｎｍ
エキシマ・レーザー光のような短波長光源を用いた場合
微細なパターンを形状良く得ることは不可能である。

すなわち、本発明の目的は従来のレジストにおいてレジ
スト表面での光（特に２４８ｎｍエキシマ・レーザー光
）吸収により発生したレジストパターンの解像度、コン
トラストの劣化が発生していたのを防止することにある
。

課題を解決するだめの手段 本発明は従来のエキシマ・レーザー光等の遠紫外線に対
するパターン形成材料の問題を解決するために、パター
ン形成材料中の樹脂をピリジン又はピリジニウム基を含
む樹脂を用い、さらに光によシ酸を発生する化合物とこ
れらを溶解させる溶媒を用いるものである。

作　　用 本発明に係る、ピリジン又はピリジニウム基を含む樹脂
は、塩基性でしかも遠紫外域に吸収の少ない樹脂である
。

しかるに、この樹轟酸を発生する化合物を添加すれば、
その露光部は酸性となり樹脂のアルカリ性（塩基性）と
中和することになる。従って、この場合には酸性溶液に
よる現像によシネガ型のパターンが得られる。

又、この樹脂にアジド化合物を添加すれば、その露光部
は、アジドと樹脂の反応や結合又は結合状態が生じるこ
とから、もはや酸性溶液には溶解しなくなる。従って、
やはり、この場合にも酸性溶液による現像によりネガ型
のパターイが得られる。

いずれの場合においても、本発明に係る樹脂はその２４
ａｎｍ付近の透過性が非常に高いことか６１、 ら、高アスペクト比のレジストパターンが得うレる。

なお、本発明において光により酸を発生する化合物とし
ては、ナフトキノンジアジド化合物、オニウム塩、アジ
ン系化合物などが挙げられるが、もちろんこれらに限ら
ない。

本発明のパターン形成材料を２４８ｎｍのＫｒＦエキシ
マ・レーザー露光に用いることによシ、形状の良い超微
細レジストパターンを形成することができる。

実施例 以下の組成から成るパターン形成材料を調整した。

４ＣＨ−ＣＨ２−）−（ｎは整数）　　　５０９（□Ｎ
２１３ｇ ｔ この本発明のパターン形成材料を用いたレジストパター
ン形成方法を第１図で説明する。半導体等の基板１」二
に本発明のパターン形成材料２を回転塗布し、厚さ１．
５μｍのレジスト膜を得る（第１　図ａ　）。つぎに２
４８ｎｍのＫｒＦエキシマ・レーザー光４によシ、マス
ク５を介して選択的にレジスト２をパルス露光する（第
１図ｂ）。このとき露光部２０は酸が発生し、レジスト
膜中の樹脂のアルカリ成分と中和され、酸性溶液に対し
て不溶となる。そして、最後に通常の酸性溶液にて現像
処理を施し未露光部のみを除去してレジストパターン２
ａが得られた（第１図Ｃ）。なお、このときレジストパ
ターン２ａはマスク設計通りに精度よくコントラストの
良いネガ型の微細パターン（ｏ、３μｍ）であった。な
お、このパターン形成材料はピリジン樹脂であることか
ら工１．チング耐性は良好であった。

なお、本発明に係る樹脂として以下の如き例が挙げられ
るが、もちろんこれらに限定されることはない。

（ｍ　、　ｎは整数、Ｒはアルキル基又は水素）本発明
の光による酸を発生する化合物の例として以下が挙げら
れるがこれらに本発明は限定されない。

ｆ Ｃｔ″′ １０へ−ジ 以下の如き例が挙げられるがこれらに限定されない。

Ｎ　３−ＧＥ＞−ＣＨ２−（）−Ｎ　３なお、本発明に
係る溶媒としては、感光体、樹脂、又、光により酸を発
生させる化合物を溶解させるものであればいずれでも良
いが、例えば、エチルセルソルブアセテート、シクロヘ
キサノン。

ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルセルン
ルブアセテート、キシレン、又は、これらのいずれかの
混合物などが挙げられる。もちろん、これらに限定され
ることはない。

又、本発明に係るアジド化合物としては例えば発明の効
果 本発明によれば、特にＤＵＶ光やエキシマ・レーザー光
による露光・現像に際してのレジメ１−パターン形成が
高コントラスト、高解像、高精度で行うことができ、結
果として半導体素子の微細化。

歩留まり向上につながり、工業的価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のパターン形成材料を用いた
パターン形成方法の工程断面図、第２図は従来のレジス
ｌ−（Ａ、Ｚ　２４００　）の露光前後のＤＵＶ領域で
の紫外分光曲線図、第３図は従来のパターン形成方法の
工程断面図である。 １・・・・・基板、２・・・・・本発明のパターン形成
材料、４・・・・・・エキシマ・レーサー光、５・・・
・・マスク、３ａ１１　ヘ一／ ・・・・・バタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピリジン又はピリジニウム基を含む樹脂と光によ
   り酸を発生する化合物とこれらを溶解させる溶媒より成
   ることを特徴とするパターン形成材料。
2. （２）光により酸を発生する化合物が、ナフトキノンジ
   アジド化合物、オニウム塩、アジン系化合物であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパターン形
   成材料。
3. （３）ピリジン又はピリジニウム基を含む樹脂とアジド
   化合物とこれらを溶解させる溶媒より成ることを特徴と
   するパターン形成材料。