JP3147059B2 - 新規のフォトレジスト用共重合体 - Google Patents

新規のフォトレジスト用共重合体

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JP3147059B2 JP30811697A JP30811697A JP3147059B2 JP 3147059 B2 JP3147059 B2 JP 3147059B2 JP 30811697 A JP30811697 A JP 30811697A JP 30811697 A JP30811697 A JP 30811697A JP 3147059 B2 JP3147059 B2 JP 3147059B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規のフォトレジス
ト用共重合体に関し、より詳細には高集積半導体素子の
微細回路製作の際、光リソグラフィ工程でフォトレジス
トの樹脂として使用できるグルタルイミド（glutarimid
e）誘導体とアクリル酸誘導体の新規の共重合体及びこ
れを含むフォトレジスト組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造の微細加工工程で高感度の達
成のため、近来には化学増幅性のDUV(Deep Ultra Viole
t)フォトレジストが脚光を浴びている。
【０００３】その組成は、光酸発生剤（photoacid gene
rator ）と酸に著しく反応する構造のマトリックス高分
子を配合して製造する。このようなフォトレジストの作
用起電は次の通りである。
【０００４】光酸発生剤が光源から紫外線の光を受ける
ことになれば酸を発生させ、このように発生した酸によ
りマトリックス高分子の主鎖又は側鎖が反応して分解さ
れるか、架橋結合又は高分子の極性が大きく変化し、現
像液により溶解され無くなることになる。
【０００５】その反面、光を受けない部分は本来の構造
をそのまま有するため現像液に溶解し無くならなくなる
ため、マスクの像を基板上に陽画像として残すことが可
能となる。
【０００６】このようなリソグラフィ工程で、解像度と
光源の波長間には次のような数学式の関係が成立する。 （数学式１） R = k ＊λ／NA （R ：解像度、λ：光源の波長、NA：開口数）
【０００７】前記式でのように、光源の波長λが小さく
なるほど微細パターンを形成させることができる。
【０００８】現在使用されている光源としてはKrF （波
長248nm）があるが、さらになお高密度の微細パターン
を求める４G DRAM以上ではArF（波長193nm）のような短
波長の光源を用いなければならない。
【０００９】一般に、フォトレジストは優れたエッチン
グ耐性と耐熱性が求められ、前記エッチング耐性を良く
するためには芳香族系樹脂を用いなければならない。し
かし、これら芳香族系樹脂は短波長で光吸収度が大きい
ためArF(193nm)のような短波長の光源を用いる場合に
は、それに対応して光酸発生剤が光を受け酸を発生する
機会が低減することになる。
【００１０】従って、ArFのような短波長の光源を用い
る場合には芳香族系樹脂の代りに、一般的にPMMA（poly
methylmethacrylate）系樹脂が用いられている。しか
し、PMMA系樹脂は半導体微細回路製作時に求められるエ
ッチング耐性と耐熱性等の特性が良くないため実工程の
適用に際しては問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明は従来
PMMA系樹脂の耐エッチング性と耐熱性問題を解決するた
め考案したものであり、エッチングに対する耐性及び耐
熱性が増加した新規の共重合体及びこれを含むフォトレ
ジスト組成物を提供することにその目的がある。
【００１２】さらに、本発明の主な目的は耐エッチング
性及び耐熱性が優れたArF 用フォトレジストに用いるこ
とができる重合体を提供することにある。
【００１３】尚、本発明の他の目的は微細パターン形成
工程時に高解像度、及び高感度を満足させ得る新規のフ
ォトレジスト用重合剤を提供することにある。
【００１４】尚、本発明のさらに他の目的は耐エッチン
グ性及び耐熱性の優れたフォトレジスト組成物を提供す
ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】以下、本発明を詳細に説
明すれば次の通りである。
【００１６】本発明の新規のフォトレジスト用共重合体
は次の一般式（Ｉ）の構造を有する。
【００１７】
【化３】
【００１８】前記式でＲ1は炭素数１乃至３０の直鎖又
は側鎖のアルキレン基を表し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独
立的に置換又は非置換された炭素数１乃至１５個の直鎖
又は側鎖のアルコキシ又はサイクロアルコキシ基を表
し、Ｒ4及びＲ5はそれぞれ独立的に水素又はアルキル基
を表し、ｐ、ｑ及びｒは重合比としてそれぞれ０＜ｐ≦
９０、０＜ｑ≦９０及び０＜ｒ≦９０である。
【００１９】さらに、本発明の前記化学式１の好ましい
共重合体は、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ
【化４】 の置換基中のいずれか１つである。
【００２０】さらに、本発明によるフォトレジスト組成
物は、前述したフォトレジスト共重合体と、光酸発生剤
とを含むものである。
【００２１】 本発明の前記化学式１の好ましい共重合体
は、Ｒ １ は下記の化学式３のアルキレン基（ｘ、ｙ及び
ｚは５以下の整数を表す）を表す。
【００２２】
【化５】
【００２３】さらに、本発明の新規の共重合体を製造す
る方法はグルタルイミド誘導体、及びアクリル酸誘導体
に通常のラジカル重合開示剤を用いて通常のラジカル重
合方法に従い容易に重合することができる。これ等はバ
ルク重合及び溶液重合等を介し重合させ、重合溶媒とし
てはシクロヘキサノン、メチルケチルケトン、ベンゼ
ン、トルエン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド等の
単独溶媒、又はこれ等の混合溶媒を用いることができ
る。重合開始剤としてはベンゾイルパーオキシド、２、
２′−アゾビスイソブチロニトリル（AIBN）、アセチル
パーオキシド、ラウリルパーオキシド、ｔ−ブチルパー
アセテート等を用いることができる。
【００２４】尚、本発明の化学式１の新規のフォトレジ
スト共重合体は通常のフォトレジスト組成物製造のよう
な方法を用いて有機溶媒に通常の光酸発生剤と混合し、
フォトレジスト溶液を製造することによりポジティブ微
細画像形成に用いることができる。
【００２５】本発明の共重合体の使用量は有機溶媒、光
酸発生剤及びリソグラフィ条件等により変化することも
ありうるが、一般にフォトレジスト製造に用いる有機溶
媒に対し約５乃至４０重量％を用いることができる。こ
の際、前記化学式１でＲ２及びＲ３の構造を有する化合
物を溶解抑制剤として添加し用いることもできる。
【００２６】
【実施例】一方、本発明に係る共重合体をフォトレジス
トとして用いる方法を具体的に説明すれば次の通りであ
る。
【００２７】先ず、本発明に係る共重合体をシクロヘキ
サノンに１０乃至３０重量％に溶解させ、光酸発生剤の
オニウム塩又は有機スルホン酸をレジスト高分子に対し
０.１乃至１０重量％に配合した後、超微細フィルタで
濾過してフォトレジスト溶液を製造する。
【００２８】その次に、前記フォトレジスト溶液をシリ
コンウェーハにスピン塗布して薄膜を製造した後、８０
乃至１５０℃のオーブン又は熱板で１乃至５分間ソフト
ベークを行う。
【００２９】次いで、遠紫外線露光装置又はエキシマレ
ーザ露光装置を利用して薄膜を露光し、１００乃至２０
０℃で露光後ベークする。
【００３０】その次に、このように露光したウェーハを
現像液に１分３０秒間浸漬することにより、超微細ポジ
ティブレジスト画像を得る。
【００３１】
【発明の効果】前記で説明した通り、本発明に係る新規
の共重合体を用いたフォトレジストは、エッチング耐性
及び耐熱性が優れるためレジストの厚さを１.０μｍ以
下に薄く塗布することにより、解像度と焦点深度で満足
な結果を得ることができる。
【００３２】以上の本発明に対する詳細な説明及び実施
例は例示の目的のため開示されたものであり、当業者で
あれば本発明の思想と範囲内で多様な修正、変更、付加
等が可能なはずであり、このような修正、変更等は、以
下の特許請求の範囲に属するものと見なすべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−241341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−229242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−159744（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−199938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−149042（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/00 - 7/42

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 【化１】 の構造を有しており、 前記Ｒ1は炭素数１乃至３０の直鎖又は側鎖のアルキレ
    ン基を表し、前記Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立的に置換又
    は非置換された炭素数１乃至１５の直鎖又は側鎖のアル
    コキシ又はサイクロアルコキシ基を表し、前記Ｒ4及び
    Ｒ5はそれぞれ独立的に水素又はアルキル基を表し、
    ｐ、ｑ及びｒは重合比としてそれぞれ０＜ｐ≦９０、０
    ＜ｑ≦９０及び０＜ｒ≦９０であることを特徴とするフ
    ォトレジスト用共重合体。
  2. 【請求項２】 前記Ｒ2及びＲ3は、それぞれ 【化２】 の置換基中のいずれか１つであることを特徴とする請求
    項１に記載のフォトレジスト用共重合体。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のフォトレジスト共重合
    体と、光酸発生剤とを含むことを特徴とするフォトレジ
    スト組成物。
JP30811697A 1996-10-24 1997-10-23 新規のフォトレジスト用共重合体 Expired - Fee Related JP3147059B2 (ja)

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