化学増幅型レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法
【課題】レジストパターンに生じるラフネスを低減して良好な形状を有するパターン形成方法を実現できるようにする。
【解決手段】基板１０１の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜１０２を形成する。続いて、レジスト膜１０２に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う。その後、パターン露光が行われたレジスト膜１０２を加熱し、加熱されたレジスト膜１０２に対して現像を行って、レジスト膜１０２からレジストパターン１０２ａを形成する。
【解決手段】基板１０１の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜１０２を形成する。続いて、レジスト膜１０２に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う。その後、パターン露光が行われたレジスト膜１０２を加熱し、加熱されたレジスト膜１０２に対して現像を行って、レジスト膜１０２からレジストパターン１０２ａを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造プロセス等において用いられる化学増幅型レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の大集積化及び半導体素子のダウンサイジングに伴って、リソグラフィ技術の開発の加速が望まれている。現在のところ、露光光としては、水銀ランプ、ＫｒＦエキシマレーザ又はＡｒＦエキシマレーザ等を用いる光リソグラフィによりパターン形成が行われている。近年、露光光の波長をさらに短波長化した極紫外線の使用が検討されている。極紫外線は、波長が１３．５ｎｍと従来の光リソグラフィと比べて１０分の１以下と短波長化しているため、解像性の大幅な向上が期待できる。
【０００３】
このような極紫外線露光及び液浸露光を始めとする微細パターンの形成には、化学増幅型レジストが用いられる。化学増幅型レジストは解像性の向上に必須のレジスト材料である。レジスト中の光酸発生剤から露光光により酸が発生し、発生した酸がレジスト中で化学反応を引き起こしてパターン形成につながる。
【０００４】
以下、従来のパターン形成方法について図５（ａ）〜図５（ｄ）及び図６を参照しながら説明する。
【０００５】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【０００６】
ポリ（2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート(50mol%)−γ-ブチロラクトンメタクリレート（40mol%）−2-ヒドロキシアダマンタンメタクリレート（10mol%））（ベースポリマー）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２ｇ
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸（光酸発生剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．０５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）・・・・・・・・・・・・・・・０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶媒）・・・・・・・・２０ｇ
次に、図５（ａ）に示すように、基板１の上に前記の化学増幅型レジスト材料を塗布し、続いて、９０℃の温度で６０秒間加熱して、厚さが６０ｎｍのレジスト膜２を形成する。
【０００７】
次に、図５（ｂ）に示すように、開口数（ＮＡ）が０．２５で、波長が１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ）よりなる露光光をマスク（図示せず）を介してレジスト膜２に照射してパターン露光を行う。
【０００８】
次に、図５（ｃ）に示すように、パターン露光が行われたレジスト膜２に対して、ホットプレートにより１０５℃の温度で６０秒間加熱する。
【０００９】
次に、加熱されたレジスト膜２に対して、濃度が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により現像を行って、図５（ｄ）に示すように、レジスト膜２の未露光部よりなり、３０ｎｍのライン幅を有するレジストパターン２ａを得る。
【非特許文献１】T.Kudo et al., Proc.SPIE, vol.4690, p.150(2002).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の化学増幅型レジスト材料を用いたパターン形成方法によると、図５（ｄ）及び図６に示すように、形成されたレジストパターン２ａはラフネスの程度が大きくなってしまう（例えば標準偏差（３σ）で８ｎｍ）という問題がある。
【００１１】
このように、形状が不良なレジストパターン２ａを用いて被処理膜に対してエッチングを行うと、被処理膜から得られるパターンの形状も不良となってしまうため、半導体装置の製造プロセスにおける生産性及び歩留まりが低下してしまう。
【００１２】
前記従来の問題に鑑み、本発明は、レジストパターンに生じるラフネスを低減して良好な形状を有するパターン形成方法を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者らは、より微細化されたパターンの形成時にラフネスが生じる原因を種々検討した結果、以下の結論を得ている。すなわち、パターンのラフネスは、微細化されたパターンサイズと比べて、露光後の光酸発生剤からの酸の拡散が相対的に大きいことによって生じている。より具体的には、非特許文献１に記載されているような、従来の化学増幅型レジスト材料に用いられ、レジストの密着性を強化するために添加されたＣＯＯＨ基の水素と置換されたラクトンは、ＣＯＯ基が立体的に動きやすいため酸の伝播が容易となり、酸の拡散が大きくなるというものである（［化１］を参照。）。
【００１４】
【化１】
上記の結論に対して、本願発明者らは、さらに検討を重ねた結果、ラクトンをフェノールのＯＨ基の水素と置換すると、酸の拡散が抑制されるという知見を得ている（［化２］を参照。）。すなわち、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であるため、酸の伝播が制限され、さらにラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするというものである。これにより、酸の拡散が抑制されて、微細化されたパターンのラフネスを低減することができる。例えば、酸の拡散を制御しない従来の場合には、酸の拡散距離は１０ｎｍ程度にまで大きくなるが、本発明によれば、酸の拡散距離は２ｎｍ〜３ｎｍ程度以下にまで小さくすることができる。
【００１５】
【化２】
なお、［化１］に示すＣＯＯＨ基の水素と置換されたラクトンは、［化２］に示すフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換されたラクトンを含むポリマー中に含まれていてもよく、また、別のポリマーとして添加されていても構わない。これらの場合、ＣＯＯＨ基の水素と置換されたラクトンは、フェノールのＯＨ基の水素と置換されたラクトンの効果を低減しないように、フェノールのＯＨ基の水素と置換されたラクトンの約３０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明においては、酸の拡散が抑制されるため、レジスト膜を薄膜化してパターン形成をより容易に行うことができる。例えば、下層膜及び中間層膜を用いた多層レジストプロセスを行える。多層レジストプロセスは、本発明のように酸の拡散が少ないレジスト材料を用いた場合に極めて有効である。
【００１７】
本発明は、前記の知見に基づいてなされ、具体的には以下の構成により実現される。
【００１８】
本発明に係る化学増幅型レジスト材料は、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と、酸脱離基とを含むポリマーを有していることを特徴とする。
【００１９】
本発明の化学増幅型レジスト材料によると、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基を有しており、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であるため、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするため、酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応する。その結果、微細化されたパターンのラフネスが低減されて、良好な形状を有する微細パターンを得ることができる。なお、ラクトンのフェノールにおけるＯＨ基の水素への置換位置については、特に限定されない。
【００２０】
本発明の化学増幅型レジスト材料において、ラクトンには、α−ラクトン、β−ラクトン、γ−ラクトン又はδ−ラクトンを用いることができる。
【００２１】
この場合に、α−ラクトンにはα−エチロラクトンを用いることができ、β−ラクトンにはβ−プロピロラクトンを用いることができ、γ−ラクトンにはγ−ブチロラクトンを用いることができ、δ−ラクトンにはδ−ペンチロラクトンを用いることができる。
【００２２】
本発明の化学増幅型レジスト材料において、酸脱離基には、アセタール基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基を用いることができる。
【００２３】
この場合に、アセタール基には、１−エトキシエチル基、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基を用いることができる。
【００２４】
このように、活性化エネルギーが低い酸脱離基を用いると、レジスト膜の露光部において酸トラップが起こったとしても、酸脱離反応への影響が小さくなる。
【００２５】
本発明に係る第１のパターン形成方法は、基板の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、パターン露光が行われたレジスト膜を加熱する工程と、加熱されたレジスト膜に対して現像を行って、レジスト膜から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。
【００２６】
第１のパターン形成方法によると、化学増幅型レジスト材料に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを用いており、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であることから、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップして酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応する。その結果、微細化されたパターンのラフネスが低減されて、良好な形状を有する微細パターンを得ることができる。
【００２７】
本発明に係る第２のパターン形成方法は、基板の上に下層膜を形成する工程と、下層膜の上に中間層膜を形成する工程と、中間層膜の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、パターン露光が行われたレジスト膜を加熱する工程と、加熱されたレジスト膜に対して現像を行って、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをマスクとして中間層膜をエッチングすることにより、中間層膜から第１のパターンを形成する工程と、第１のパターンをマスクとして下層膜をエッチングすることにより、下層膜から第２の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。
【００２８】
第２のパターン形成方法によると、多層レジストプロセスにおいても、化学増幅型レジスト材料に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを用いており、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であることから、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップして酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応することになる。その結果、微細化されたパターンのラフネスが低減されて、良好な形状を有する薄膜化されたレジストパターンを得ることができる。これにより、良好な形状を有するレジストパターンから、良好な形状を有する第１のパターン及び第２のパターンを形成することができる。
【００２９】
第２のパターン形成方法において、下層膜にはハードベークした有機膜を用いることができる。このようにすると、基板の加工に対してエッチング耐性を持たせることができる。
【００３０】
第２のパターン形成方法において、中間層膜には酸化珪素又はその前駆体を用いることができる。このようにすると、下層膜に対してエッチング耐性を持たせることができる。
【００３１】
第１又は第２のパターン形成方法において、露光光には、極紫外線、電子線又はＫｒＦエキシマレーザ光を用いることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る化学増幅型レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法によると、レジストパターンに生じるラフネスを低減して良好な形状を有する微細パターンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法について図１（ａ）〜図１（ｄ）及び図２を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【００３５】
ポリ（シクロヘキシルエチルメタクリレート(60mol%)−γ−ブチロラクトンオキシスチレン（30mol%）−2−ヒドロキシアダマンタンメタクリレート（10mol%））（ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマー：ベースポリマー）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２ｇ
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸（光酸発生剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．００５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）・・・・・・・・・・・・・・・０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶剤）・・・・・・・・２０ｇ
次に、図１（ａ）に示すように、基板１０１の上に前記の化学増幅型レジスト材料を塗布し、続いて、９０℃の温度で６０秒間加熱して、厚さが６０ｎｍのレジスト膜１０２を形成する。
【００３６】
次に、図１（ｂ）に示すように、開口数（ＮＡ）が０．２５で、波長が１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ）よりなる露光光をマスク（図示せず）を介してレジスト膜１０２に照射してパターン露光を行う。ここで、マスクは反射型マスクを用い、露光は高真空の雰囲気中で行う。
【００３７】
次に、図１（ｃ）に示すように、パターン露光が行われたレジスト膜１０２に対して、ホットプレートにより１０５℃の温度で６０秒間加熱する。
【００３８】
次に、加熱されたレジスト膜１０２に対して、濃度が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により現像を行って、図１（ｄ）及び図２に示すように、レジスト膜１０２の未露光部よりなり、３０ｎｍのライン幅を有するレジストパターン１０２ａを得る。
【００３９】
このように、第１の実施形態によると、化学増幅型レジスト材料のベースポリマーとして、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーであるポリ（シクロヘキシルエチルメタクリレート(60mol%)−γ−ブチロラクトンオキシスチレン（30mol%）−2−ヒドロキシアダマンタンメタクリレート（10mol%））を用いている。このように、第１の実施形態に係る化学増幅型レジスト材料を構成するベースポリマーは、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基を有しているため、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であり、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするため、酸の拡散が抑制される。これにより、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応するため、パターンのラフネスが標準偏差（３σ）で３ｎｍ程度に低減された、良好な形状を有するレジストパターン１０２ａを得ることができる。
【００４０】
（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方法について図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４を参照しながら説明する。
【００４１】
まず、図３（ａ）に示すように、基板２０１の上にノボラック樹脂液を塗布し、２００℃の温度で１８０秒間加熱（ハードベーク）することにより、膜厚が１００ｎｍの下層膜２０２を形成する。
【００４２】
次に、図３（ｂ）に示すように、化学的気相堆積（ＣＶＤ）法等により、下層膜２０２の上に、膜厚が１５ｎｍ程度の酸化珪素（ＳｉＯ２）又はその前駆体からなる中間層膜２０３を形成する。
【００４３】
次に、図３（ｃ）に示すように、中間層膜２０３の上に、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を塗布する。
【００４４】
ポリ（１−エトキシエチルオキシスチレン(45mol%)−δ−ペンチロラクトンオキシスチレン（20mol%）−ヒドロキシスチレン（35mol%））（ラクトンがフェノールのＯＨの水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマー：ベースポリマー）・・・・・・・・・２ｇ
トリフェニルスルフォニウムノナフルオロメタンスルフォン酸（光酸発生剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．００５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）・・・・・・・・・・・・・・・０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶剤）・・・・・・・・２０ｇ
その後、９０℃の温度で６０秒間加熱して、中間膜２０３の上に厚さが３０ｎｍのレジスト膜２０４を形成する。
【００４５】
次に、図３（ｄ）に示すように、開口数（ＮＡ）が０．２５で、波長が１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ）よりなる露光光をマスク（図示せず）を介してレジスト膜２０４に照射してパターン露光を行う。ここで、マスクは反射型マスクを用い、露光は高真空の雰囲気中で行う。
【００４６】
次に、図４（ａ）に示すように、パターン露光が行われたレジスト膜２０４に対して、ホットプレートにより１００℃の温度で６０秒間加熱する。
【００４７】
次に、図４（ｂ）に示すように、加熱されたレジスト膜２０４に対して、濃度が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により現像を行って、レジスト膜２０４の未露光部よりなり、２５ｎｍのライン幅を有するレジストパターン２０４ａを得る。
【００４８】
次に、図４（ｃ）に示すように、レジストパターン２０４ａをマスクとして、フッ素系ガスにより中間層膜２０３をエッチングして、中間層膜２０３から第１のパターン２０３ａを得る。
【００４９】
次に、図４（ｄ）に示すように、第１のパターン２０３ａをマスクとして、酸素系ガスにより下層膜２０２をエッチングして、下層膜２０２から第２のパターン２０２ａを得る。ここで、レジストパターン２０４ａは、下層膜２０２のエッチング時にエッチングされて除去されるが、中間層膜２０３から形成される第１のパターン２０３ａは、下層膜２０２のエッチングに用いる酸素系ガスに対して、十分にエッチング耐性があるため、良好な形状を有する第２のパターン２０２ａを形成することができる。
【００５０】
このように、第２の実施形態によると、多層レジストプロセスにおける化学増幅型レジスト材料のベースポリマーとして、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーであるポリ（１−エトキシエチルオキシスチレン(45mol%)−δ−ペンチロラクトンオキシスチレン（20mol%）−ヒドロキシスチレン（35mol%））を用いている。このように、第２の実施形態に係る化学増幅型レジスト材料を構成するベースポリマーは、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基を有しているため、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であり、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするため、酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応する。これにより、パターンのラフネスが低減された、良好な形状を有するレジストパターン２０４ａを得ることができ、この良好な形状を有するレジストパターン２０４ａをマスクとしてエッチングされた第１のパターン２０３ａ及び第２のパターン２０２ａのラフネスも標準偏差（３σ）で２ｎｍ程度に低減される。その結果、良好な形状を有する第１のパターン２０３ａ及び第２のパターン２０２ａを得ることができる。
【００５１】
なお、第１及び第２の実施形態においては、化学増幅型レジスト材料を構成するベースポリマーにおけるフェノールのＯＨ基の水素と置換されるラクトンに、γ−ブチロラクトン及びδ−ペンチロラクトンを用いたが、これらに限られず、α−ラクトン（例えばα−エチロラクトン）又はβ−ラクトン（例えばβ−プロピロラクトン）等を用いることができる。
【００５２】
また、第１及び第２の実施形態においては、化学増幅型レジスト材料を構成する酸脱離基として、シクロヘキシルメチル基又はアセタール基である１−エトキシエチル基を用いたが、これらに限られず、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基を用いることができる。また、アセタール基を用いる場合には、１−エトキシエチル基の他に、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基を用いることができる。
【００５３】
また、露光光には、極紫外線を用いたが、これに代えて、電子線又はＫｒＦエキシマレーザ光を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る化学増幅型レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法は、レジストパターンに生じるラフネスが低減して良好な形状を有する微細パターンを実現でき、半導体装置の製造プロセス等の微細パターンの形成等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（a）〜（d）は本発明の第１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２】本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法により得られたレジストパターンを示す平面図である。
【図３】（a）〜（ｄ）は本発明の第２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）〜（ｄ）は本発明の第２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）〜（d）は従来のパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図６】従来のパターン形成方法により得られたレジストパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０１ 基板
１０２ レジスト膜
１０２ａ レジストパターン
２０１ 基板
２０２ 下層膜
２０２ａ 第２のパターン
２０３ 中間層膜
２０３ａ 第１のパターン
２０４ レジスト膜
２０４ａ レジストパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造プロセス等において用いられる化学増幅型レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の大集積化及び半導体素子のダウンサイジングに伴って、リソグラフィ技術の開発の加速が望まれている。現在のところ、露光光としては、水銀ランプ、ＫｒＦエキシマレーザ又はＡｒＦエキシマレーザ等を用いる光リソグラフィによりパターン形成が行われている。近年、露光光の波長をさらに短波長化した極紫外線の使用が検討されている。極紫外線は、波長が１３．５ｎｍと従来の光リソグラフィと比べて１０分の１以下と短波長化しているため、解像性の大幅な向上が期待できる。
【０００３】
このような極紫外線露光及び液浸露光を始めとする微細パターンの形成には、化学増幅型レジストが用いられる。化学増幅型レジストは解像性の向上に必須のレジスト材料である。レジスト中の光酸発生剤から露光光により酸が発生し、発生した酸がレジスト中で化学反応を引き起こしてパターン形成につながる。
【０００４】
以下、従来のパターン形成方法について図５（ａ）〜図５（ｄ）及び図６を参照しながら説明する。
【０００５】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【０００６】
ポリ（2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート(50mol%)−γ-ブチロラクトンメタクリレート（40mol%）−2-ヒドロキシアダマンタンメタクリレート（10mol%））（ベースポリマー）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２ｇ
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸（光酸発生剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．０５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）・・・・・・・・・・・・・・・０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶媒）・・・・・・・・２０ｇ
次に、図５（ａ）に示すように、基板１の上に前記の化学増幅型レジスト材料を塗布し、続いて、９０℃の温度で６０秒間加熱して、厚さが６０ｎｍのレジスト膜２を形成する。
【０００７】
次に、図５（ｂ）に示すように、開口数（ＮＡ）が０．２５で、波長が１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ）よりなる露光光をマスク（図示せず）を介してレジスト膜２に照射してパターン露光を行う。
【０００８】
次に、図５（ｃ）に示すように、パターン露光が行われたレジスト膜２に対して、ホットプレートにより１０５℃の温度で６０秒間加熱する。
【０００９】
次に、加熱されたレジスト膜２に対して、濃度が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により現像を行って、図５（ｄ）に示すように、レジスト膜２の未露光部よりなり、３０ｎｍのライン幅を有するレジストパターン２ａを得る。
【非特許文献１】T.Kudo et al., Proc.SPIE, vol.4690, p.150(2002).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の化学増幅型レジスト材料を用いたパターン形成方法によると、図５（ｄ）及び図６に示すように、形成されたレジストパターン２ａはラフネスの程度が大きくなってしまう（例えば標準偏差（３σ）で８ｎｍ）という問題がある。
【００１１】
このように、形状が不良なレジストパターン２ａを用いて被処理膜に対してエッチングを行うと、被処理膜から得られるパターンの形状も不良となってしまうため、半導体装置の製造プロセスにおける生産性及び歩留まりが低下してしまう。
【００１２】
前記従来の問題に鑑み、本発明は、レジストパターンに生じるラフネスを低減して良好な形状を有するパターン形成方法を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者らは、より微細化されたパターンの形成時にラフネスが生じる原因を種々検討した結果、以下の結論を得ている。すなわち、パターンのラフネスは、微細化されたパターンサイズと比べて、露光後の光酸発生剤からの酸の拡散が相対的に大きいことによって生じている。より具体的には、非特許文献１に記載されているような、従来の化学増幅型レジスト材料に用いられ、レジストの密着性を強化するために添加されたＣＯＯＨ基の水素と置換されたラクトンは、ＣＯＯ基が立体的に動きやすいため酸の伝播が容易となり、酸の拡散が大きくなるというものである（［化１］を参照。）。
【００１４】
【化１】
上記の結論に対して、本願発明者らは、さらに検討を重ねた結果、ラクトンをフェノールのＯＨ基の水素と置換すると、酸の拡散が抑制されるという知見を得ている（［化２］を参照。）。すなわち、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であるため、酸の伝播が制限され、さらにラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするというものである。これにより、酸の拡散が抑制されて、微細化されたパターンのラフネスを低減することができる。例えば、酸の拡散を制御しない従来の場合には、酸の拡散距離は１０ｎｍ程度にまで大きくなるが、本発明によれば、酸の拡散距離は２ｎｍ〜３ｎｍ程度以下にまで小さくすることができる。
【００１５】
【化２】
なお、［化１］に示すＣＯＯＨ基の水素と置換されたラクトンは、［化２］に示すフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換されたラクトンを含むポリマー中に含まれていてもよく、また、別のポリマーとして添加されていても構わない。これらの場合、ＣＯＯＨ基の水素と置換されたラクトンは、フェノールのＯＨ基の水素と置換されたラクトンの効果を低減しないように、フェノールのＯＨ基の水素と置換されたラクトンの約３０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明においては、酸の拡散が抑制されるため、レジスト膜を薄膜化してパターン形成をより容易に行うことができる。例えば、下層膜及び中間層膜を用いた多層レジストプロセスを行える。多層レジストプロセスは、本発明のように酸の拡散が少ないレジスト材料を用いた場合に極めて有効である。
【００１７】
本発明は、前記の知見に基づいてなされ、具体的には以下の構成により実現される。
【００１８】
本発明に係る化学増幅型レジスト材料は、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と、酸脱離基とを含むポリマーを有していることを特徴とする。
【００１９】
本発明の化学増幅型レジスト材料によると、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基を有しており、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であるため、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするため、酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応する。その結果、微細化されたパターンのラフネスが低減されて、良好な形状を有する微細パターンを得ることができる。なお、ラクトンのフェノールにおけるＯＨ基の水素への置換位置については、特に限定されない。
【００２０】
本発明の化学増幅型レジスト材料において、ラクトンには、α−ラクトン、β−ラクトン、γ−ラクトン又はδ−ラクトンを用いることができる。
【００２１】
この場合に、α−ラクトンにはα−エチロラクトンを用いることができ、β−ラクトンにはβ−プロピロラクトンを用いることができ、γ−ラクトンにはγ−ブチロラクトンを用いることができ、δ−ラクトンにはδ−ペンチロラクトンを用いることができる。
【００２２】
本発明の化学増幅型レジスト材料において、酸脱離基には、アセタール基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基を用いることができる。
【００２３】
この場合に、アセタール基には、１−エトキシエチル基、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基を用いることができる。
【００２４】
このように、活性化エネルギーが低い酸脱離基を用いると、レジスト膜の露光部において酸トラップが起こったとしても、酸脱離反応への影響が小さくなる。
【００２５】
本発明に係る第１のパターン形成方法は、基板の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、パターン露光が行われたレジスト膜を加熱する工程と、加熱されたレジスト膜に対して現像を行って、レジスト膜から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。
【００２６】
第１のパターン形成方法によると、化学増幅型レジスト材料に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを用いており、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であることから、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップして酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応する。その結果、微細化されたパターンのラフネスが低減されて、良好な形状を有する微細パターンを得ることができる。
【００２７】
本発明に係る第２のパターン形成方法は、基板の上に下層膜を形成する工程と、下層膜の上に中間層膜を形成する工程と、中間層膜の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、パターン露光が行われたレジスト膜を加熱する工程と、加熱されたレジスト膜に対して現像を行って、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをマスクとして中間層膜をエッチングすることにより、中間層膜から第１のパターンを形成する工程と、第１のパターンをマスクとして下層膜をエッチングすることにより、下層膜から第２の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。
【００２８】
第２のパターン形成方法によると、多層レジストプロセスにおいても、化学増幅型レジスト材料に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを用いており、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であることから、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップして酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応することになる。その結果、微細化されたパターンのラフネスが低減されて、良好な形状を有する薄膜化されたレジストパターンを得ることができる。これにより、良好な形状を有するレジストパターンから、良好な形状を有する第１のパターン及び第２のパターンを形成することができる。
【００２９】
第２のパターン形成方法において、下層膜にはハードベークした有機膜を用いることができる。このようにすると、基板の加工に対してエッチング耐性を持たせることができる。
【００３０】
第２のパターン形成方法において、中間層膜には酸化珪素又はその前駆体を用いることができる。このようにすると、下層膜に対してエッチング耐性を持たせることができる。
【００３１】
第１又は第２のパターン形成方法において、露光光には、極紫外線、電子線又はＫｒＦエキシマレーザ光を用いることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る化学増幅型レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法によると、レジストパターンに生じるラフネスを低減して良好な形状を有する微細パターンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法について図１（ａ）〜図１（ｄ）及び図２を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【００３５】
ポリ（シクロヘキシルエチルメタクリレート(60mol%)−γ−ブチロラクトンオキシスチレン（30mol%）−2−ヒドロキシアダマンタンメタクリレート（10mol%））（ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマー：ベースポリマー）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２ｇ
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸（光酸発生剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．００５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）・・・・・・・・・・・・・・・０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶剤）・・・・・・・・２０ｇ
次に、図１（ａ）に示すように、基板１０１の上に前記の化学増幅型レジスト材料を塗布し、続いて、９０℃の温度で６０秒間加熱して、厚さが６０ｎｍのレジスト膜１０２を形成する。
【００３６】
次に、図１（ｂ）に示すように、開口数（ＮＡ）が０．２５で、波長が１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ）よりなる露光光をマスク（図示せず）を介してレジスト膜１０２に照射してパターン露光を行う。ここで、マスクは反射型マスクを用い、露光は高真空の雰囲気中で行う。
【００３７】
次に、図１（ｃ）に示すように、パターン露光が行われたレジスト膜１０２に対して、ホットプレートにより１０５℃の温度で６０秒間加熱する。
【００３８】
次に、加熱されたレジスト膜１０２に対して、濃度が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により現像を行って、図１（ｄ）及び図２に示すように、レジスト膜１０２の未露光部よりなり、３０ｎｍのライン幅を有するレジストパターン１０２ａを得る。
【００３９】
このように、第１の実施形態によると、化学増幅型レジスト材料のベースポリマーとして、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーであるポリ（シクロヘキシルエチルメタクリレート(60mol%)−γ−ブチロラクトンオキシスチレン（30mol%）−2−ヒドロキシアダマンタンメタクリレート（10mol%））を用いている。このように、第１の実施形態に係る化学増幅型レジスト材料を構成するベースポリマーは、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基を有しているため、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であり、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするため、酸の拡散が抑制される。これにより、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応するため、パターンのラフネスが標準偏差（３σ）で３ｎｍ程度に低減された、良好な形状を有するレジストパターン１０２ａを得ることができる。
【００４０】
（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方法について図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４を参照しながら説明する。
【００４１】
まず、図３（ａ）に示すように、基板２０１の上にノボラック樹脂液を塗布し、２００℃の温度で１８０秒間加熱（ハードベーク）することにより、膜厚が１００ｎｍの下層膜２０２を形成する。
【００４２】
次に、図３（ｂ）に示すように、化学的気相堆積（ＣＶＤ）法等により、下層膜２０２の上に、膜厚が１５ｎｍ程度の酸化珪素（ＳｉＯ２）又はその前駆体からなる中間層膜２０３を形成する。
【００４３】
次に、図３（ｃ）に示すように、中間層膜２０３の上に、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を塗布する。
【００４４】
ポリ（１−エトキシエチルオキシスチレン(45mol%)−δ−ペンチロラクトンオキシスチレン（20mol%）−ヒドロキシスチレン（35mol%））（ラクトンがフェノールのＯＨの水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマー：ベースポリマー）・・・・・・・・・２ｇ
トリフェニルスルフォニウムノナフルオロメタンスルフォン酸（光酸発生剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．００５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）・・・・・・・・・・・・・・・０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶剤）・・・・・・・・２０ｇ
その後、９０℃の温度で６０秒間加熱して、中間膜２０３の上に厚さが３０ｎｍのレジスト膜２０４を形成する。
【００４５】
次に、図３（ｄ）に示すように、開口数（ＮＡ）が０．２５で、波長が１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ）よりなる露光光をマスク（図示せず）を介してレジスト膜２０４に照射してパターン露光を行う。ここで、マスクは反射型マスクを用い、露光は高真空の雰囲気中で行う。
【００４６】
次に、図４（ａ）に示すように、パターン露光が行われたレジスト膜２０４に対して、ホットプレートにより１００℃の温度で６０秒間加熱する。
【００４７】
次に、図４（ｂ）に示すように、加熱されたレジスト膜２０４に対して、濃度が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により現像を行って、レジスト膜２０４の未露光部よりなり、２５ｎｍのライン幅を有するレジストパターン２０４ａを得る。
【００４８】
次に、図４（ｃ）に示すように、レジストパターン２０４ａをマスクとして、フッ素系ガスにより中間層膜２０３をエッチングして、中間層膜２０３から第１のパターン２０３ａを得る。
【００４９】
次に、図４（ｄ）に示すように、第１のパターン２０３ａをマスクとして、酸素系ガスにより下層膜２０２をエッチングして、下層膜２０２から第２のパターン２０２ａを得る。ここで、レジストパターン２０４ａは、下層膜２０２のエッチング時にエッチングされて除去されるが、中間層膜２０３から形成される第１のパターン２０３ａは、下層膜２０２のエッチングに用いる酸素系ガスに対して、十分にエッチング耐性があるため、良好な形状を有する第２のパターン２０２ａを形成することができる。
【００５０】
このように、第２の実施形態によると、多層レジストプロセスにおける化学増幅型レジスト材料のベースポリマーとして、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーであるポリ（１−エトキシエチルオキシスチレン(45mol%)−δ−ペンチロラクトンオキシスチレン（20mol%）−ヒドロキシスチレン（35mol%））を用いている。このように、第２の実施形態に係る化学増幅型レジスト材料を構成するベースポリマーは、ラクトンがフェノールのＯＨ基の水素と置換された基を有しているため、フェノールのＯＨ基は立体的に安定であり、酸の伝播が制限される。さらに、ラクトンの環状エステルの不対電子が酸をトラップするため、酸の拡散が抑制され、発生した酸は近傍に位置する酸脱離基と反応する。これにより、パターンのラフネスが低減された、良好な形状を有するレジストパターン２０４ａを得ることができ、この良好な形状を有するレジストパターン２０４ａをマスクとしてエッチングされた第１のパターン２０３ａ及び第２のパターン２０２ａのラフネスも標準偏差（３σ）で２ｎｍ程度に低減される。その結果、良好な形状を有する第１のパターン２０３ａ及び第２のパターン２０２ａを得ることができる。
【００５１】
なお、第１及び第２の実施形態においては、化学増幅型レジスト材料を構成するベースポリマーにおけるフェノールのＯＨ基の水素と置換されるラクトンに、γ−ブチロラクトン及びδ−ペンチロラクトンを用いたが、これらに限られず、α−ラクトン（例えばα−エチロラクトン）又はβ−ラクトン（例えばβ−プロピロラクトン）等を用いることができる。
【００５２】
また、第１及び第２の実施形態においては、化学増幅型レジスト材料を構成する酸脱離基として、シクロヘキシルメチル基又はアセタール基である１−エトキシエチル基を用いたが、これらに限られず、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基を用いることができる。また、アセタール基を用いる場合には、１−エトキシエチル基の他に、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基を用いることができる。
【００５３】
また、露光光には、極紫外線を用いたが、これに代えて、電子線又はＫｒＦエキシマレーザ光を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る化学増幅型レジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法は、レジストパターンに生じるラフネスが低減して良好な形状を有する微細パターンを実現でき、半導体装置の製造プロセス等の微細パターンの形成等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（a）〜（d）は本発明の第１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２】本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法により得られたレジストパターンを示す平面図である。
【図３】（a）〜（ｄ）は本発明の第２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）〜（ｄ）は本発明の第２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）〜（d）は従来のパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図６】従来のパターン形成方法により得られたレジストパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０１ 基板
１０２ レジスト膜
１０２ａ レジストパターン
２０１ 基板
２０２ 下層膜
２０２ａ 第２のパターン
２０３ 中間層膜
２０３ａ 第１のパターン
２０４ レジスト膜
２０４ａ レジストパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と、酸脱離基とを含むポリマーを有していることを特徴とする化学増幅型レジスト材料。
【請求項２】
前記ラクトンは、α−ラクトン、β−ラクトン、γ−ラクトン又はδ−ラクトンであることを特徴とする請求項１に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項３】
前記α−ラクトンは、α−エチロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項４】
前記β−ラクトンは、β−プロピロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項５】
前記γ−ラクトンは、γ−ブチロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項６】
前記δ−ラクトンは、δ−ペンチロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項７】
前記酸脱離基は、アセタール基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項８】
前記アセタール基は、１−エトキシエチル基、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基であることを特徴とする請求項７に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項９】
基板の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、
パターン露光が行われた前記レジスト膜を加熱する工程と、
加熱された前記レジスト膜に対して現像を行って、前記レジスト膜から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。
【請求項１０】
基板の上に下層膜を形成する工程と、
前記下層膜の上に中間層膜を形成する工程と、
前記中間層膜の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、
パターン露光が行われた前記レジスト膜を加熱する工程と、
加熱された前記レジスト膜に対して現像を行って、前記レジスト膜からレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングすることにより、前記中間層膜から第１のパターンを形成する工程と、
前記第１のパターンをマスクとして前記下層膜をエッチングすることにより、前記下層膜から第２の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。
【請求項１１】
前記下層膜は、ハードベークした有機膜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。
【請求項１２】
前記中間層膜は、酸化珪素又はその前駆体からなることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記ラクトンは、α−ラクトン、β−ラクトン、γ−ラクトン又はδ−ラクトンであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
前記α−ラクトンは、α−エチロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
前記β−ラクトンは、β−プロピロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
前記γ−ラクトンは、γ−ブチロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１７】
前記δ−ラクトンは、δ−ペンチロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１８】
前記酸脱離基は、アセタール基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基であることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１９】
前記アセタール基は、１−エトキシエチル基、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基であることを特徴とする請求項１８に記載のパターン形成方法。
【請求項２０】
前記露光光は、極紫外線、電子線又はＫｒＦエキシマレーザ光であることを特徴とする請求項９又は１０に記載のパターン形成方法。
【請求項１】
ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と、酸脱離基とを含むポリマーを有していることを特徴とする化学増幅型レジスト材料。
【請求項２】
前記ラクトンは、α−ラクトン、β−ラクトン、γ−ラクトン又はδ−ラクトンであることを特徴とする請求項１に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項３】
前記α−ラクトンは、α−エチロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項４】
前記β−ラクトンは、β−プロピロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項５】
前記γ−ラクトンは、γ−ブチロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項６】
前記δ−ラクトンは、δ−ペンチロラクトンであることを特徴とする請求項２に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項７】
前記酸脱離基は、アセタール基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項８】
前記アセタール基は、１−エトキシエチル基、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基であることを特徴とする請求項７に記載の化学増幅型レジスト材料。
【請求項９】
基板の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、
パターン露光が行われた前記レジスト膜を加熱する工程と、
加熱された前記レジスト膜に対して現像を行って、前記レジスト膜から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。
【請求項１０】
基板の上に下層膜を形成する工程と、
前記下層膜の上に中間層膜を形成する工程と、
前記中間層膜の上に、ラクトンがフェノールにおけるＯＨ基の水素と置換された基と酸脱離基とを含むポリマーを有する化学増幅型レジスト材料からレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光光を選択的に照射することによりパターン露光を行う工程と、
パターン露光が行われた前記レジスト膜を加熱する工程と、
加熱された前記レジスト膜に対して現像を行って、前記レジスト膜からレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングすることにより、前記中間層膜から第１のパターンを形成する工程と、
前記第１のパターンをマスクとして前記下層膜をエッチングすることにより、前記下層膜から第２の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。
【請求項１１】
前記下層膜は、ハードベークした有機膜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。
【請求項１２】
前記中間層膜は、酸化珪素又はその前駆体からなることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記ラクトンは、α−ラクトン、β−ラクトン、γ−ラクトン又はδ−ラクトンであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
前記α−ラクトンは、α−エチロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
前記β−ラクトンは、β−プロピロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
前記γ−ラクトンは、γ−ブチロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１７】
前記δ−ラクトンは、δ−ペンチロラクトンであることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成方法。
【請求項１８】
前記酸脱離基は、アセタール基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロペンチルメチル基又はシクロペンチルエチル基であることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項１９】
前記アセタール基は、１−エトキシエチル基、メトキシメチル基又は１−エトキシメチル基であることを特徴とする請求項１８に記載のパターン形成方法。
【請求項２０】
前記露光光は、極紫外線、電子線又はＫｒＦエキシマレーザ光であることを特徴とする請求項９又は１０に記載のパターン形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３１１４６（Ｐ２０１０−２３１１４６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８１４３３（Ｐ２００９−８１４３３）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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