JP3410707B2 - パターン形成材料及びパターン形成方法 - Google Patents
パターン形成材料及びパターン形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成方法
及びパターン形成材料に関し、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〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜
１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いて形成するパタ
ーン形成方法及び該方法に用いるパターン形成材料に関
する。
及びパターン形成材料に関し、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〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜
１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いて形成するパタ
ーン形成方法及び該方法に用いるパターン形成材料に関
する。
【０００２】
【従来の技術】現在、６４メガビットのダイナミックラ
ンダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、又は０．２５μｍ
〜０．１５μｍのルールを持つロジックデバイス若しく
はシステムＬＳＩ等に代表される大容量の半導体集積回
路を形成するために、ポリヒドロキシスチレン誘導体と
酸発生剤とを主成分とする化学増幅型レジスト材料を用
いると共に、ＫｒＦエキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ
帯）を露光光として用いて、レジストパターンを形成し
ている。
ンダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、又は０．２５μｍ
〜０．１５μｍのルールを持つロジックデバイス若しく
はシステムＬＳＩ等に代表される大容量の半導体集積回
路を形成するために、ポリヒドロキシスチレン誘導体と
酸発生剤とを主成分とする化学増幅型レジスト材料を用
いると共に、ＫｒＦエキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ
帯）を露光光として用いて、レジストパターンを形成し
ている。
【０００３】また、０．１５μｍ〜０．１３μｍのルー
ルを持つ、２５６メガビットのＤＲＡＭ、１ギガビット
のＤＲＡＭ又はシステムＬＳＩ等を製造するために、露
光光として、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（波長：１９３ｎｍ帯）を使うパ
ターン形成方法の開発が進められている。
ルを持つ、２５６メガビットのＤＲＡＭ、１ギガビット
のＤＲＡＭ又はシステムＬＳＩ等を製造するために、露
光光として、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（波長：１９３ｎｍ帯）を使うパ
ターン形成方法の開発が進められている。
【０００４】ところで、ポリヒドロキシスチレン誘導体
を主成分とする化学増幅型レジスト材料は、含有する芳
香環の波長１９３ｎｍ帯の光に対する吸収性が高いた
め、波長１９３ｎｍ帯の露光光がレジスト膜の底部にま
で均一に到達できないので、良好なパターン形状が得ら
れない。このため、ポリヒドロキシスチレン誘導体を主
成分とする化学増幅型レジスト材料は、ＡｒＦエキシマ
レーザ用には用いることができない。
を主成分とする化学増幅型レジスト材料は、含有する芳
香環の波長１９３ｎｍ帯の光に対する吸収性が高いた
め、波長１９３ｎｍ帯の露光光がレジスト膜の底部にま
で均一に到達できないので、良好なパターン形状が得ら
れない。このため、ポリヒドロキシスチレン誘導体を主
成分とする化学増幅型レジスト材料は、ＡｒＦエキシマ
レーザ用には用いることができない。
【０００５】そこで、露光光としてＡｒＦエキシマレー
ザを用いる場合には、芳香環を有しないポリアクリル酸
誘導体又はポリシクロオレフィン誘導体を主成分とする
化学増幅型レジスト材料が用いられる。
ザを用いる場合には、芳香環を有しないポリアクリル酸
誘導体又はポリシクロオレフィン誘導体を主成分とする
化学増幅型レジスト材料が用いられる。
【０００６】一方、高解像度化に対応できるパターン形
成方法の露光光としては、Ｘ線及びエレクトロンビーム
（ＥＢ）等が検討されている。
成方法の露光光としては、Ｘ線及びエレクトロンビーム
（ＥＢ）等が検討されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、露光光とし
てＸ線を用いる場合には、露光装置及びマスクの製造と
いう点において多くの問題が存在する。また、露光光と
してＥＢを用いる場合には、スループットの面で問題が
あるので、多量生産に適しないという問題が存在する。
このため、露光光としては、Ｘ線及びＥＢは好ましくな
い。
てＸ線を用いる場合には、露光装置及びマスクの製造と
いう点において多くの問題が存在する。また、露光光と
してＥＢを用いる場合には、スループットの面で問題が
あるので、多量生産に適しないという問題が存在する。
このため、露光光としては、Ｘ線及びＥＢは好ましくな
い。
【０００８】従って、０．１０μｍよりも微細なレジス
トパターンを形成するためには、露光光として、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）、Ｆ2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ
帯）、Ｋｒ2 レーザ光（波長：１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫ
ｒ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５ｎｍ帯）等を用いることが必要に
なる。言い換えると、１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０
ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いてレジ
ストパターンを形成することが必要になる。
トパターンを形成するためには、露光光として、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）、Ｆ2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ
帯）、Ｋｒ2 レーザ光（波長：１４６ｎｍ帯）、ＡｒＫ
ｒ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５ｎｍ帯）等を用いることが必要に
なる。言い換えると、１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０
ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用いてレジ
ストパターンを形成することが必要になる。
【０００９】そこで、本件発明者らは、従来から知られ
ている、［化１６］に示すポリヒドロキシスチレン誘導
体、［化１７］に示すポリアクリル酸誘導体又は［化１
８］に示すポリシクロオレフィン誘導体を含む化学増幅
型レジスト材料からなるレジスト膜に対して、Ｆ2 レー
ザ光（波長：１５７ｎｍ帯）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。
ている、［化１６］に示すポリヒドロキシスチレン誘導
体、［化１７］に示すポリアクリル酸誘導体又は［化１
８］に示すポリシクロオレフィン誘導体を含む化学増幅
型レジスト材料からなるレジスト膜に対して、Ｆ2 レー
ザ光（波長：１５７ｎｍ帯）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。
【００１０】
【化１６】
【００１１】
【化１７】
【００１２】
【化１８】
【００１３】ところが、矩形状の断面形状を持つレジス
トパターンが得られなかったと共に、半導体基板の上に
多数のスカム（残渣）が存在した。このような問題は、
露光光がＦ2 レーザ光である場合に限らず、１ｎｍ帯〜
３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持
つ光の場合にも、同様に発生した。
トパターンが得られなかったと共に、半導体基板の上に
多数のスカム（残渣）が存在した。このような問題は、
露光光がＦ2 レーザ光である場合に限らず、１ｎｍ帯〜
３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持
つ光の場合にも、同様に発生した。
【００１４】従って、従来から知られている、ポリヒド
ロキシスチレン誘導体、ポリアクリル酸誘導体又はポリ
シクロオレフィン誘導体を含む化学増幅型レジスト材料
からなるレジスト膜に対して、１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又
は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光を照射し
てレジストパターンを形成することは実用上問題があ
る。
ロキシスチレン誘導体、ポリアクリル酸誘導体又はポリ
シクロオレフィン誘導体を含む化学増幅型レジスト材料
からなるレジスト膜に対して、１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又
は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光を照射し
てレジストパターンを形成することは実用上問題があ
る。
【００１５】前記に鑑み、本発明は、露光光として１ｎ
ｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波
長を持つ露光光を用いてレジストパターンを形成する場
合に、スカムを殆ど発生させることなく、良好なパター
ン形状を有するレジストパターンが得られるようにする
ことを目的とする。
ｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波
長を持つ露光光を用いてレジストパターンを形成する場
合に、スカムを殆ど発生させることなく、良好なパター
ン形状を有するレジストパターン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、従来か
ら知られているレジスト材料、例えばポリヒドロキシス
チレン誘導体を主成分とするレジスト材料を用いた場合
に、前述の問題が発生する原因について検討を加えた結
果、以下のことを見出した。
ら知られているレジスト材料、例えばポリヒドロキシス
チレン誘導体を主成分とするレジスト材料を用いた場合
に、前述の問題が発生する原因について検討を加えた結
果、以下のことを見出した。
【００１７】まず、ポリヒドロキシスチレン誘導体を主
成分とするレジスト材料は１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波
長を持つ光に対する吸収性が高く、１００ｎｍの厚さを
有するレジスト膜はＦ2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ
帯）に対して高々２０％の透過率しか有していないこと
に気が付いた。
成分とするレジスト材料は１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波
長を持つ光に対する吸収性が高く、１００ｎｍの厚さを
有するレジスト膜はＦ2 レーザ光（波長：１５７ｎｍ
帯）に対して高々２０％の透過率しか有していないこと
に気が付いた。
【００１８】そこで、レジスト材料の１ｎｍ帯〜１８０
ｎｍ帯の光に対する透過性を向上させる方策について種
々検討した結果、立体構造を持つ新規なシロキサン骨格
をポリマー中に導入すると、直線状のシロキサン骨格又
はラダー型のシロキサン骨格を導入する場合に比べて、
レジスト膜の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光に
対する透過性が向上することを見出した。
ｎｍ帯の光に対する透過性を向上させる方策について種
々検討した結果、立体構造を持つ新規なシロキサン骨格
をポリマー中に導入すると、直線状のシロキサン骨格又
はラダー型のシロキサン骨格を導入する場合に比べて、
レジスト膜の１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光に
対する透過性が向上することを見出した。
【００１９】また、立体構造を持つシロキサン骨格をポ
リマー中に導入すると、レジスト膜の未露光部の現像液
に対する不溶解性が向上することも分かった。
リマー中に導入すると、レジスト膜の未露光部の現像液
に対する不溶解性が向上することも分かった。
【００２０】さらに、立体構造を持つシロキサン骨格を
ポリマー中に導入すると、ドライエッチング耐性及び耐
熱性が向上することも分かった。
ポリマー中に導入すると、ドライエッチング耐性及び耐
熱性が向上することも分かった。
【００２１】本発明は 前記の知見に基づいて成された
ものであって、具体的には、以下に説明するパターン形
成材料及びパターン形成方法を提供するものである。
ものであって、具体的には、以下に説明するパターン形
成材料及びパターン形成方法を提供するものである。
【００２２】本発明に係るパターン形成材料は、［化１
９］の一般式で表わされるシロキサン化合物（但し、Ｒ
1 は、同種又は異種であって、アルキル化合物、エステ
ル化合物、エーテル化合物、スルフォン化合物、スルフ
ォニル化合物又は芳香族化合物である。）を含むベース
樹脂を有している。
９］の一般式で表わされるシロキサン化合物（但し、Ｒ
1 は、同種又は異種であって、アルキル化合物、エステ
ル化合物、エーテル化合物、スルフォン化合物、スルフ
ォニル化合物又は芳香族化合物である。）を含むベース
樹脂を有している。
【００２３】
【化１９】
【００２４】本発明に係るパターン形成材料によると、
［化１９］の一般式で表わされるシロキサン化合物のシ
ロキサン骨格は立体構造を有しているため、直線状又は
ラダー型のシロキサン骨格を有するシロキサン化合物に
比べて１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光の吸収性
は低くなる。このため、ベース樹脂の１ｎｍ帯〜１８０
ｎｍ帯の波長を持つ光に対する透過性が向上するので、
本発明に係るパターン形成材料により形成されたレジス
ト膜に１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用
いてパターン露光すると、矩形状の断面を有するレジス
トパターンを得ることができる。
［化１９］の一般式で表わされるシロキサン化合物のシ
ロキサン骨格は立体構造を有しているため、直線状又は
ラダー型のシロキサン骨格を有するシロキサン化合物に
比べて１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ光の吸収性
は低くなる。このため、ベース樹脂の１ｎｍ帯〜１８０
ｎｍ帯の波長を持つ光に対する透過性が向上するので、
本発明に係るパターン形成材料により形成されたレジス
ト膜に１ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を用
いてパターン露光すると、矩形状の断面を有するレジス
トパターンを得ることができる。
【００２５】また、立体構造を持つシロキサン骨格をポ
リマー中に導入すると、レジスト膜の露光部の現像液に
対する溶解性を変化させることなく未露光部の現像液に
対する不溶解性が向上するため、基板上にスカムが形成
されないと共にレジスト膜の解像度（露光部と未露光部
とのコントラスト）が向上する。
リマー中に導入すると、レジスト膜の露光部の現像液に
対する溶解性を変化させることなく未露光部の現像液に
対する不溶解性が向上するため、基板上にスカムが形成
されないと共にレジスト膜の解像度（露光部と未露光部
とのコントラスト）が向上する。
【００２６】さらに、立体構造を持つシロキサン骨格を
ポリマー中に導入すると、レジスト膜のドライエッチン
グ耐性及び耐熱性も向上する。
ポリマー中に導入すると、レジスト膜のドライエッチン
グ耐性及び耐熱性も向上する。
【００２７】本発明に係るパターン形成材料は、光が照
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２０］で表わされるアルキル化合物（但
し、Ｒ2 は、酸により脱離する保護基である。）である
ことが好ましい。
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２０］で表わされるアルキル化合物（但
し、Ｒ2 は、酸により脱離する保護基である。）である
ことが好ましい。
【００２８】
【化２０】
【００２９】このようにすると、優れたパターン形状を
有し、スカムが形成されず、解像度、ドライエッチング
耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型レジスト膜を得るこ
とができる。
有し、スカムが形成されず、解像度、ドライエッチング
耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型レジスト膜を得るこ
とができる。
【００３０】本発明に係るパターン形成材料は、光が照
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２１］で表わされるアルキル化合物（但
し、Ｒ3 は、同種又は異種であって、酸により脱離する
保護基である。）であることが好ましい。
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２１］で表わされるアルキル化合物（但
し、Ｒ3 は、同種又は異種であって、酸により脱離する
保護基である。）であることが好ましい。
【００３１】
【化２１】
【００３２】本発明に係るパターン形成材料は、光が照
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２２］で表わされるエーテル化合物（但
し、Ｒ4 は酸により脱離する保護基である。）であるこ
とが好ましい。
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２２］で表わされるエーテル化合物（但
し、Ｒ4 は酸により脱離する保護基である。）であるこ
とが好ましい。
【００３３】
【化２２】
【００３４】このようにすると、優れたパターン形状を
有し、スカムが形成されず、解像度、ドライエッチング
耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型レジスト膜を得るこ
とができる。
有し、スカムが形成されず、解像度、ドライエッチング
耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型レジスト膜を得るこ
とができる。
【００３５】本発明に係るパターン形成材料は、光が照
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２３］で表わされるエーテル化合物（但
し、Ｒ5 は酸により脱離する保護基である。）であるこ
とが好ましい。
射されると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、［化１
９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少なくと
も１つは［化２３］で表わされるエーテル化合物（但
し、Ｒ5 は酸により脱離する保護基である。）であるこ
とが好ましい。
【００３６】
【化２３】
【００３７】このようにすると、優れたパターン形状を
有し、スカムが形成されず、解像度、ドライエッチング
耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型レジスト膜を得るこ
とができる。
有し、スカムが形成されず、解像度、ドライエッチング
耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型レジスト膜を得るこ
とができる。
【００３８】本発明に係る第１のパターン形成方法は、
［化２４］の一般式で表わされるシロキサン化合物（但
し、Ｒ1 は、同種又は異種であって、アルキル化合物、
エステル化合物、エーテル化合物、スルフォン化合物、
スルフォニル化合物又は芳香族化合物である。）を含む
ベース樹脂を有するパターン形成材料を基板上に塗布し
てレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に、１ｎｍ
帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ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う工程と、
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
ーンを形成する工程とを備えている。
［化２４］の一般式で表わされるシロキサン化合物（但
し、Ｒ1 は、同種又は異種であって、アルキル化合物、
エステル化合物、エーテル化合物、スルフォン化合物、
スルフォニル化合物又は芳香族化合物である。）を含む
ベース樹脂を有するパターン形成材料を基板上に塗布し
てレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に、１ｎｍ
帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ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う工程と、
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
ーンを形成する工程とを備えている。
【００３９】
【化２４】
【００４０】第１のパターン形成方法によると、［化２
４］の一般式で表わされるシロキサン化合物のシロキサ
ン骨格が立体構造を有しているため、直線状又はラダー
型のシロキサン骨格を有するシロキサンか後物に比べて
１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ光の吸収性は低くなる。このため、レジス
ト膜の１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０
ｎｍ帯の波長を持つ光に対する透過性が向上するので、
矩形状の断面を有するレジストパターンを得ることがで
きる。
４］の一般式で表わされるシロキサン化合物のシロキサ
ン骨格が立体構造を有しているため、直線状又はラダー
型のシロキサン骨格を有するシロキサンか後物に比べて
１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ光の吸収性は低くなる。このため、レジス
ト膜の１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０
ｎｍ帯の波長を持つ光に対する透過性が向上するので、
矩形状の断面を有するレジストパターンを得ることがで
きる。
【００４１】また、レジストパターンを形成したときに
基板上にスカムが形成されないと共に、レジスト膜の解
像度が向上するので、優れた形状を有するレジストパタ
ーンが得られる。
基板上にスカムが形成されないと共に、レジスト膜の解
像度が向上するので、優れた形状を有するレジストパタ
ーンが得られる。
【００４２】さらに、レジスト膜のドライエッチング耐
性及び耐熱性が向上する。
性及び耐熱性が向上する。
【００４３】第１のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２５］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ2は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２５］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ2は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
【００４４】
【化２５】
【００４５】このようにすると、スカムが形成されるこ
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
【００４６】第１のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２６］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ3は、同種又は異種であっ
て、酸により脱離する保護基である。）であることが好
ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２６］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ3は、同種又は異種であっ
て、酸により脱離する保護基である。）であることが好
ましい。
【００４７】
【化２６】
【００４８】このようにすると、スカムが形成されるこ
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
【００４９】第１のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２７］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ4は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２７］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ4は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
【００５０】
【化２７】
【００５１】このようにすると、スカムが形成されるこ
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
【００５２】第１のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２８］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ5は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２４］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化２８］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ5は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
【００５３】
【化２８】
【００５４】このようにすると、スカムが形成されるこ
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
となく、優れたパターン形状を有し、解像度、ドライエ
ッチング耐性及び耐熱性に優れた化学増幅型のレジスト
パターンを得ることができる。
【００５５】本発明に係る第２のパターン形成方法は、
基板上に有機化合物からなる有機膜を形成する工程と、
有機膜の上に、［化２９］の一般式で表わされるシロキ
サン化合物（但し、Ｒ1 は、同種又は異種であって、ア
ルキル化合物、エステル化合物、エーテル化合物、スル
フォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族化合物で
ある。）を含むベース樹脂を有するレジスト材料を塗布
してレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に、１ｎ
ｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ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う工程
と、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工程と、有機膜に対してレジストパ
ターンをマスクにして酸素プラズマを用いるドライ現像
を行なって有機膜パターンを形成する工程とを備えてい
る。
基板上に有機化合物からなる有機膜を形成する工程と、
有機膜の上に、［化２９］の一般式で表わされるシロキ
サン化合物（但し、Ｒ1 は、同種又は異種であって、ア
ルキル化合物、エステル化合物、エーテル化合物、スル
フォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族化合物で
ある。）を含むベース樹脂を有するレジスト材料を塗布
してレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に、１ｎ
ｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ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う工程
と、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工程と、有機膜に対してレジストパ
ターンをマスクにして酸素プラズマを用いるドライ現像
を行なって有機膜パターンを形成する工程とを備えてい
る。
【００５６】
【化２９】
【００５７】第２のパターン形成方法によると、［化２
９］の一般式で表わされるシロキサン化合物のシロキサ
ン骨格が立体構造を有しているため、直線状又はラダー
型のシロキサン骨格を有するシロキサン化合物に比べて
１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ光の吸収性は低くなるので、レジスト膜の
１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ光に対する透過性が向上する。このため、
レジストパターン及び有機膜パターンからなり、矩形状
の断面を有するマスクパターンを得ることができる。
９］の一般式で表わされるシロキサン化合物のシロキサ
ン骨格が立体構造を有しているため、直線状又はラダー
型のシロキサン骨格を有するシロキサン化合物に比べて
１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ光の吸収性は低くなるので、レジスト膜の
１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎｍ帯〜１８０ｎｍ帯
の波長を持つ光に対する透過性が向上する。このため、
レジストパターン及び有機膜パターンからなり、矩形状
の断面を有するマスクパターンを得ることができる。
【００５８】また、レジストパターンを形成したときに
有機膜上にスカムが形成されないと共に、レジスト膜の
解像度、ドライエッチング耐性及び耐熱性が向上するの
で、優れた形状を有するマスクパターンが得られる。
有機膜上にスカムが形成されないと共に、レジスト膜の
解像度、ドライエッチング耐性及び耐熱性が向上するの
で、優れた形状を有するマスクパターンが得られる。
【００５９】第２のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３０］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ2は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３０］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ2は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
【００６０】
【化３０】
【００６１】第２のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３１］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ3は、同種又は異種であっ
て、酸により脱離する保護基である。）であることが好
ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３１］で表わされる
アルキル化合物（但し、Ｒ3は、同種又は異種であっ
て、酸により脱離する保護基である。）であることが好
ましい。
【００６２】
【化３１】
【００６３】第２のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３２］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ4は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３２］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ4は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
【００６４】
【化３２】
【００６５】第２のパターン形成方法において、パター
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３３］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ5は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
ン形成材料は、光が照射されると酸を発生する酸発生剤
をさらに有し、［化２９］で表わされる一般式における
Ｒ1のうちの少なくとも１つは［化３３］で表わされる
エーテル化合物（但し、Ｒ5は酸により脱離する保護基
である。）であることが好ましい。
【００６６】
【化３３】
【００６７】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、露光光は、Ｆ2 エキシマレーザ、Ａｒ2 エキシマレ
ーザ又は軟Ｘ線であることが好ましい。
て、露光光は、Ｆ2 エキシマレーザ、Ａｒ2 エキシマレ
ーザ又は軟Ｘ線であることが好ましい。
【００６８】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係るパターン形成材料及びパターン
形成方法について、図１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら
説明する。
の第１の実施形態に係るパターン形成材料及びパターン
形成方法について、図１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら
説明する。
【００６９】第１の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２０］で表わされるアルキル化合物
（但し、Ｒ2 は酸により脱離する保護基である。）であ
るベース樹脂を有する化学増幅型レジスト材料であっ
て、具体的な組成は以下の通りである。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２０］で表わされるアルキル化合物
（但し、Ｒ2 は酸により脱離する保護基である。）であ
るベース樹脂を有する化学増幅型レジスト材料であっ
て、具体的な組成は以下の通りである。
【００７０】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３４］で
表わされるアルキル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３４］で
表わされるアルキル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【００７１】
【化３４】
【００７２】まず、図１（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、０．２μｍの膜厚を有するレジスト膜１１を
形成する。このとき、ベース樹脂がアルカリ難溶性であ
るため、レジスト膜１１はアルカリ難溶性である。
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、０．２μｍの膜厚を有するレジスト膜１１を
形成する。このとき、ベース樹脂がアルカリ難溶性であ
るため、レジスト膜１１はアルカリ難溶性である。
【００７３】次に、図１（ｂ）にすように、レジスト膜
１１に対してマスク１２を介して、Ｆ2 エキシマレーザ
（波長：１５７ｎｍ帯）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１
１ａにおいては、酸発生剤がＦ2 エキシマレーザ光１３
により分解して酸を発生する一方、レジスト膜１１の未
露光部１１ｂはアルカリ現像液に対して難溶性のままで
ある。
１１に対してマスク１２を介して、Ｆ2 エキシマレーザ
（波長：１５７ｎｍ帯）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１
１ａにおいては、酸発生剤がＦ2 エキシマレーザ光１３
により分解して酸を発生する一方、レジスト膜１１の未
露光部１１ｂはアルカリ現像液に対して難溶性のままで
ある。
【００７４】次に、図１（ｃ）に示すように、半導体基
板１０ひいてはレジスト膜１１をホットプレート１４上
で加熱する。このようにすると、レジスト膜１１におけ
る露光部１１ａにおいては、ベース樹脂が酸発生剤から
発生した酸により分解して、アルカリ現像液に対して可
溶性になる。
板１０ひいてはレジスト膜１１をホットプレート１４上
で加熱する。このようにすると、レジスト膜１１におけ
る露光部１１ａにおいては、ベース樹脂が酸発生剤から
発生した酸により分解して、アルカリ現像液に対して可
溶性になる。
【００７５】次に、レジスト膜１１に対して、例えばテ
トラメチルハイドロオキサイド水溶液等のアルカリ性の
現像液を用いて現像処理を行なう。このようにすると、
レジスト膜１１の露光部１１ａが現像液に溶解するの
で、図１（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１５が得られる。
トラメチルハイドロオキサイド水溶液等のアルカリ性の
現像液を用いて現像処理を行なう。このようにすると、
レジスト膜１１の露光部１１ａが現像液に溶解するの
で、図１（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１５が得られる。
【００７６】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第２の実施形態は、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。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第２の実施形態は、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。
【００７７】第２の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２１］で表わされるアルキル化合物
（但し、Ｒ3 は、同種又は異種であって、酸により脱離
する保護基である。）であるベース樹脂を有する化学増
幅型レジスト材料であって、具体的な組成は以下の通り
である。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２１］で表わされるアルキル化合物
（但し、Ｒ3 は、同種又は異種であって、酸により脱離
する保護基である。）であるベース樹脂を有する化学増
幅型レジスト材料であって、具体的な組成は以下の通り
である。
【００７８】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３５］で
表わされるアルキル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３５］で
表わされるアルキル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【００７９】
【化３５】
【００８０】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第３の実施形態は、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。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第３の実施形態は、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。
【００８１】第３の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２２］で表わされるエーテル化合物
（但し、Ｒ4 は酸により脱離する保護基である。）であ
るベース樹脂を有する化学増幅型レジスト材料であっ
て、具体的な組成は以下の通りである。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２２］で表わされるエーテル化合物
（但し、Ｒ4 は酸により脱離する保護基である。）であ
るベース樹脂を有する化学増幅型レジスト材料であっ
て、具体的な組成は以下の通りである。
【００８２】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３６］で
表わされるエーテル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３６］で
表わされるエーテル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【００８３】
【化３６】
【００８４】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第４の実施形態は、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。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第４の実施形態は、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。
【００８５】第４の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２３］で表わされるエーテル化合物
（但し、Ｒ5 は酸により脱離する保護基である。）であ
るベース樹脂を有する化学増幅型レジスト材料であっ
て、具体的な組成は以下の通りである。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが［化２３］で表わされるエーテル化合物
（但し、Ｒ5 は酸により脱離する保護基である。）であ
るベース樹脂を有する化学増幅型レジスト材料であっ
て、具体的な組成は以下の通りである。
【００８６】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３７］で
表わされるエーテル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３７］で
表わされるエーテル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【００８７】
【化３７】
【００８８】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第５の実施形態は、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。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第５の実施形態は、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。
【００８９】第５の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つがエステル化合物であるベース樹脂を有す
る化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成は以
下の通りである。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つがエステル化合物であるベース樹脂を有す
る化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成は以
下の通りである。
【００９０】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３８］で
表わされるエステル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３８］で
表わされるエステル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【００９１】
【化３８】
【００９２】（第６の実施形態）以下、本発明の第６の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第６の実施形態は、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。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。尚、第６の実施形態は、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。
【００９３】第６の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つがスルフォン化合物であるベース樹脂を有
する化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成は
以下の通りである。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つがスルフォン化合物であるベース樹脂を有
する化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成は
以下の通りである。
【００９４】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３９］で
表わされるスルフォン化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化３９］で
表わされるスルフォン化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【００９５】
【化３９】
【００９６】（第７の実施形態）以下、本発明の第７の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。第７の実施形態は、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。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。第７の実施形態は、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。
【００９７】第７の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つがスルフォニル化合物であるベース樹脂を
有する化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成
は以下の通りである。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つがスルフォニル化合物であるベース樹脂を
有する化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成
は以下の通りである。
【００９８】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化４０］で
表わされるスルフォニル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化４０］で
表わされるスルフォニル化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【００９９】
【化４０】
【０１００】（第８の実施形態）以下、本発明の第８の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。第８の実施形態は、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。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について説明する。第８の実施形態は、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。
【０１０１】第８の実施形態に係るレジスト材料は、
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが芳香族化合物であるベース樹脂を有する
化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成は以下
の通りである。
［化１９］で表わされる一般式におけるＲ1 のうちの少
なくとも１つが芳香族化合物であるベース樹脂を有する
化学増幅型レジスト材料であって、具体的な組成は以下
の通りである。
【０１０２】ベース樹脂：［化１９］で表わされる一般
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化４１］で
表わされる芳香族化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つが［化４１］で
表わされる芳香族化合物である樹脂 酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフレート
【０１０３】
【化４１】
【０１０４】（第９の実施形態）以下、本発明の第９の
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）、（ｂ）
を参照しながら説明する。
実施形態に係るパターン形成材料及びパターン形成方法
について、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）、（ｂ）
を参照しながら説明する。
【０１０５】第９の実施形態に係るレジスト材料は、第
１の実施形態と同じ化学増幅型レジスト材料を用いるの
で、ここでは説明を省略する。
１の実施形態と同じ化学増幅型レジスト材料を用いるの
で、ここでは説明を省略する。
【０１０６】まず、図２（ａ）に示すように、半導体基
板２０の上に、有機化合物からなる有機膜２１を形成し
た後、該有機膜２１の上に、第１の実施形態と同じレジ
スト材料をスピンコートして、０．２μｍの膜厚を有す
るレジスト膜２２を形成する。この場合、レジスト材料
のベース樹脂がアルカリ難溶性であるため、レジスト膜
２２はアルカリ難溶性である。有機化合物としては、レ
ジスト材料、反射防止膜又は廉価な有機材料等を用いる
ことができる。また、有機膜２１は、半導体基板２０の
表面に堆積されている被エッチング膜が段差を有してい
る場合に該段差を緩和したり、又は露光光の被エッチン
グ膜からの反射を抑制したりすることにより、有機膜２
１又はレジスト膜２２からなるマスクパターンの寸法制
御性を向上させる機能を有する。
板２０の上に、有機化合物からなる有機膜２１を形成し
た後、該有機膜２１の上に、第１の実施形態と同じレジ
スト材料をスピンコートして、０．２μｍの膜厚を有す
るレジスト膜２２を形成する。この場合、レジスト材料
のベース樹脂がアルカリ難溶性であるため、レジスト膜
２２はアルカリ難溶性である。有機化合物としては、レ
ジスト材料、反射防止膜又は廉価な有機材料等を用いる
ことができる。また、有機膜２１は、半導体基板２０の
表面に堆積されている被エッチング膜が段差を有してい
る場合に該段差を緩和したり、又は露光光の被エッチン
グ膜からの反射を抑制したりすることにより、有機膜２
１又はレジスト膜２２からなるマスクパターンの寸法制
御性を向上させる機能を有する。
【０１０７】次に、図２（ｂ）にすように、レジスト膜
２２に対してマスク２３を介して、Ｆ2 エキシマレーザ
（波長：１５７ｎｍ帯）２４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２２の露光部２
２ａにおいては、酸発生剤がＦ2 エキシマレーザ光２５
により分解して酸を発生する一方、レジスト膜２２の未
露光部２２ｂはアルカリ現像液に対して難溶性のままで
ある。
２２に対してマスク２３を介して、Ｆ2 エキシマレーザ
（波長：１５７ｎｍ帯）２４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２２の露光部２
２ａにおいては、酸発生剤がＦ2 エキシマレーザ光２５
により分解して酸を発生する一方、レジスト膜２２の未
露光部２２ｂはアルカリ現像液に対して難溶性のままで
ある。
【０１０８】次に、図２（ｃ）に示すように、半導体基
板２０ひいてはレジスト膜２２をホットプレート２５上
で加熱する。このようにすると、レジスト膜２２におけ
る露光部２２ａにおいては、ベース樹脂が酸発生剤から
発生した酸により分解するので、アルカリ現像液に対し
て可溶性になる。
板２０ひいてはレジスト膜２２をホットプレート２５上
で加熱する。このようにすると、レジスト膜２２におけ
る露光部２２ａにおいては、ベース樹脂が酸発生剤から
発生した酸により分解するので、アルカリ現像液に対し
て可溶性になる。
【０１０９】次に、レジスト膜２２に対して、例えばテ
トラメチルハイドロオキサイド水溶液等のアルカリ性の
現像液を用いて現像処理を行なう。このようにすると、
レジスト膜２２の露光部２２ａが現像液に溶解するの
で、図３（ａ）に示すように、レジスト膜２２の未露光
部２２ｂからなるレジストパターン２６が得られる。
トラメチルハイドロオキサイド水溶液等のアルカリ性の
現像液を用いて現像処理を行なう。このようにすると、
レジスト膜２２の露光部２２ａが現像液に溶解するの
で、図３（ａ）に示すように、レジスト膜２２の未露光
部２２ｂからなるレジストパターン２６が得られる。
【０１１０】次に、有機膜２１に対して、レジストパタ
ーン２６をマスクにして酸素を含むプラズマ２７を照射
する。このようにすると、レジストパターン２６中のシ
リコンと酸素とが結合して酸化シリコンが形成されるた
め、レジストパターン２６が酸素プラズマに対して耐性
を持つので、レジストパターン２６の形状が有機膜２１
に転写される。つまり、有機膜２１がレジストパターン
２６をマスクにしてドライ現像されるので、図３（ｂ）
に示すように、有機膜２１からなる有機膜パターン２８
が形成され、これによって、レジストパターン２６と有
機膜パターン２８とからなる２層のマスクパターンが得
られる。
ーン２６をマスクにして酸素を含むプラズマ２７を照射
する。このようにすると、レジストパターン２６中のシ
リコンと酸素とが結合して酸化シリコンが形成されるた
め、レジストパターン２６が酸素プラズマに対して耐性
を持つので、レジストパターン２６の形状が有機膜２１
に転写される。つまり、有機膜２１がレジストパターン
２６をマスクにしてドライ現像されるので、図３（ｂ）
に示すように、有機膜２１からなる有機膜パターン２８
が形成され、これによって、レジストパターン２６と有
機膜パターン２８とからなる２層のマスクパターンが得
られる。
【０１１１】尚、第９の実施形態は、第１の実施形態と
同じ化学増幅型レジスト材料を用いて、レジストパター
ン２６と有機膜パターン２８とからなる２層のマスクパ
ターンを形成したが、これに代えて、第２〜第８の実施
形態と同じ化学増幅型レジスト材料を用いて、レジスト
パターン２６と有機膜パターン２８とからなる２層のマ
スクパターンを形成してもよい。
同じ化学増幅型レジスト材料を用いて、レジストパター
ン２６と有機膜パターン２８とからなる２層のマスクパ
ターンを形成したが、これに代えて、第２〜第８の実施
形態と同じ化学増幅型レジスト材料を用いて、レジスト
パターン２６と有機膜パターン２８とからなる２層のマ
スクパターンを形成してもよい。
【０１１２】また、第１〜第９の実施形態においては、
露光光としては、Ｆ2 レーザ光を用いたが、これに代え
て、Ｘｅ2 レーザ光、Ｋｒ2 レーザ光、ＡｒＫｒレーザ
光、Ａｒ2 レーザ光又は軟Ｘ線等を用いることができ
る。
露光光としては、Ｆ2 レーザ光を用いたが、これに代え
て、Ｘｅ2 レーザ光、Ｋｒ2 レーザ光、ＡｒＫｒレーザ
光、Ａｒ2 レーザ光又は軟Ｘ線等を用いることができ
る。
【０１１３】
【発明の効果】本発明に係るパターン形成材料又は第１
のパターン形成方法によると、スカムを形成することな
く、矩形状の断面を有する優れた形状を持つレジストパ
ターンを形成することができる。
のパターン形成方法によると、スカムを形成することな
く、矩形状の断面を有する優れた形状を持つレジストパ
ターンを形成することができる。
【０１１４】また、第２のパターン形成方法によると、
スカムを形成することなく、レジストパターン及び有機
膜パターンからなり優れた形状を持つマスクパターンを
形成することができる。
スカムを形成することなく、レジストパターン及び有機
膜パターンからなり優れた形状を持つマスクパターンを
形成することができる。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１〜第８の実施
の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。
の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２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第９の実施の形態
に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
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）及び（ｂ）はは、本発明の第９の実施の
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。
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。
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 エキシマレーザ光
１４ ホットプレート
１５ レジストパターン
２０ 半導体基板
２１ 有機膜
２２ レジスト膜
２２ａ 露光部
２２ｂ 未露光部
２３ マスク
２４ Ｆ2 エキシマレーザ光
２５ ホットプレート
２６ レジストパターン
２７ 酸素プラズマ
２８ 有機膜パターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０８Ｌ 83/08 Ｃ０８Ｌ 83/08
83/14 83/14
Ｇ０３Ｆ 7/075 ５１１ Ｇ０３Ｆ 7/075 ５１１
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｒ
５１５Ｂ
(56)参考文献 特開2000−281790（ＪＰ，Ａ)
特開2000−313744（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 7/00 - 7/42
Claims (15)
- 【請求項１】 ［化５１］の一般式で表わされるシロキ
サン化合物（但し、Ｒ 1 は、同種又は異種であって、ア
ルキル化合物、エステル化合物、エーテル化合物、スル
フォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族化合物で
ある。）を含むベース樹脂と、光が照射されると酸を発
生する酸発生剤とを有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化２］で表わされるアルキル化合物（但し、Ｒ2 は、
酸により脱離する保護基である。）であることを特徴と
するパターン形成材料。 【化５１】 【化２】 - 【請求項２】 ［化５２］の一般式で表わされるシロキ
サン化合物（但し、Ｒ 1 は、同種又は異種であって、ア
ルキル化合物、エステル化合物、エーテル化合物、スル
フォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族化合物で
ある。）を含むベース樹脂と、光が照射されると酸を発
生する酸発生剤とを有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化３］で表わされるアルキル化合物（但し、Ｒ3 は、
同種又は異種であって、酸により脱離する保護基であ
る。）であることを特徴とするパターン形成材料。 【化５２】 【化３】 - 【請求項３】 ［化５３］の一般式で表わされるシロキ
サン化合物（但し、Ｒ 1 は、同種又は異種であって、ア
ルキル化合物、エステル化合物、エーテル化合物、スル
フォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族化合物で
ある。）を含むベース樹脂と、光が照射されると酸を発
生する酸発生剤とを有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化４］で表わされるエーテル化合物（但し、Ｒ4 は、
酸により脱離する保護基である。）であることを特徴と
するパターン形成材料。 【化５３】 【化４】 - 【請求項４】 ［化５４］の一般式で表わされるシロキ
サン化合物（但し、Ｒ 1 は、同種又は異種であって、ア
ルキル化合物、エステル化合物、エーテル化合物、スル
フォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族化合物で
ある。）を含むベース樹脂と、光が照射されると酸を発
生する酸発生剤とを有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化５］で表わされるエーテル化合物（但し、Ｒ5 は、
酸により脱離する保護基である。）であることを特徴と
するパターン形成材料。 【化５４】 【化５】 - 【請求項５】 ［化６］の一般式で表わされるシロキサ
ン化合物（但し、Ｒ1は、同種又は異種であって、アル
キル化合物、エステル化合物、エーテル化合物、スルフ
ォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族化合物であ
る。）を含むベース樹脂を有するパターン形成材料を基
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、１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎ
ｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を照射してパタ
ーン露光を行なう工程と、 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ていることを特徴とす
るパターン形成方法。 【化６】 - 【請求項６】 前記パターン形成材料は、光が照射され
ると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化７］で表わされるアルキル化合物（但し、Ｒ2 は、
酸により脱離する保護基である。）であることを特徴と
する請求項５に記載のパターン形成方法。 【化７】 - 【請求項７】 前記パターン形成材料は、光が照射され
ると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化８］で表わされるアルキル化合物（但し、Ｒ3 は、
同種又は異種であって、酸により脱離する保護基であ
る。）であることを特徴とする請求項５に記載のパター
ン形成方法。 【化８】 - 【請求項８】 前記パターン形成材料は、光が照射され
ると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化９］で表わされるエーテル化合物（但し、Ｒ4 は、
酸により脱離する保護基である。）であることを特徴と
する請求項５に記載のパターン形成方法。 【化９】 - 【請求項９】 前記パターン形成材料は、光が照射され
ると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化１０］で表わされるエーテル化合物（但し、Ｒ
5 は、酸により脱離する保護基である。）であることを
特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。 【化１０】 - 【請求項１０】 基板上に有機化合物からなる有機膜を
形成する工程と、 前記有機膜の上に、［化１１］の一般式で表わされるシ
ロキサン化合物（但し、Ｒ1 は、同種又は異種であっ
て、アルキル化合物、エステル化合物、エーテル化合
物、スルフォン化合物、スルフォニル化合物又は芳香族
化合物である。）を含むベース樹脂を有するレジスト材
料を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、１ｎｍ帯〜３０ｎｍ帯又は１１０ｎ
ｍ帯〜１８０ｎｍ帯の波長を持つ露光光を照射してパタ
ーン露光を行なう工程と、 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、 前記有機膜に対して前記レジストパターンをマスクにし
て酸素プラズマを用いるドライ現像を行なって有機膜パ
ターンを形成する工程とを備えていることを特徴とする
パターン形成方法。 【化１１】 - 【請求項１１】 前記パターン形成材料は、光が照射さ
れると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化１２］で表わされるアルキル化合物（但し、Ｒ
2 は、酸により脱離する保護基である。）であることを
特徴とする請求項１０に記載のパターン形成方法。 【化１２】 - 【請求項１２】 前記パターン形成材料は、光が照射さ
れると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化１３］で表わされるアルキル化合物（但し、Ｒ
3 は、同種又は異種であって、酸により脱離する保護基
である。）であることを特徴とする請求項１０に記載の
パターン形成方法。 【化１３】 - 【請求項１３】 前記パターン形成材料は、光が照射さ
れると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化１４］で表わされるエーテル化合物（但し、Ｒ
4 は、酸により脱離する保護基である。）であることを
特徴とする請求項１０に記載のパターン形成方法。 【化１４】 - 【請求項１４】 前記パターン形成材料は、光が照射さ
れると酸を発生する酸発生剤をさらに有し、 前記一般式におけるＲ1 のうちの少なくとも１つは、
［化１５］で表わされるエーテル化合物（但し、Ｒ
5 は、酸により脱離する保護基である。）であることを
特徴とする請求項１０に記載のパターン形成方法。 【化１５】 - 【請求項１５】 前記露光光は、Ｘｅ 2 レーザ光、Ｆ 2
レーザ光、Ｋｒ 2 レーザ光、ＡｒＫｒレーザ光、Ａｒ 2
レーザ光又は軟Ｘ線であることを特徴とする請求項５〜
１４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000117688A JP3410707B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | パターン形成材料及びパターン形成方法 |
| US09/838,527 US6632582B2 (en) | 2000-04-19 | 2001-04-19 | Pattern formation material and pattern formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000117688A JP3410707B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | パターン形成材料及びパターン形成方法 |
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|---|---|
| JP2001305737A JP2001305737A (ja) | 2001-11-02 |
| JP3410707B2 true JP3410707B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000117688A Expired - Lifetime JP3410707B2 (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | パターン形成材料及びパターン形成方法 |
Country Status (2)
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| US7399581B2 (en) * | 2005-02-24 | 2008-07-15 | International Business Machines Corporation | Photoresist topcoat for a photolithographic process |
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- 2000-04-19 JP JP2000117688A patent/JP3410707B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 2001-04-19 US US09/838,527 patent/US6632582B2/en not_active Expired - Lifetime
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