레지스트 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법 document_id A220623112397

리소그래피 기술에 있어서는, 예를 들어 기판 상에 레지스트 재료로 이루어지는 레지스트막을 형성하고, 그 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 통해 광, 전자선 등의 방사선으로 선택적 노광을 실시하고 현상 처리함으로써, 상기 레지스트막에 소정 형상의 레지스트 패턴을 형성하는 공정이 실시된다. 노광된 부분이 현상액에 용해되는 특성으로 변화되는 레지스트 재료를 포지티브형, 노광된 부분이 현상액에 용해되지 않는 특성으로 변화되는 레지스트 재료를 네거티브형이라고 한다. 최근, 반도체 소자나 액정 표시 소자의 제조에 있어서는, 리소그래피 기술의 진보에 따라 급속히 패턴의 미세화가 진행되고 있다. 미세화 수법으로는, 일반적으로 노광 광원의 단파장화가 실시되고 있다. 구체적으로는, 종래에는 g 선, i 선으로 대표되는 자외선이 사용되고 있었으나, 현재는 KrF 엑시머 레이저나, ArF 엑시머 레이저를 사용한 반도체 소자의 양산이 개시되고 있다. 또한, 이들 엑시머 레이저보다 단파장인 F2 엑시머 레이저, 전자선, EUV (극자외선) 나 X 선 등에 대해서도 검토가 이루어지고 있다. 레지스트 재료에는, 이들 노광 광원에 대한 감도, 미세한 치수의 패턴을 재현할 수 있는 해상성 등의 리소그래피 특성이 요구된다. 이러한 요구를 만족시키는 레지스트 재료로서, 산의 작용에 의해 알칼리 현상액에 대한 용해성이 변화되는 기재 성분과, 노광에 의해 산을 발생하는 산발생제를 함유하는 화학 증폭형 레지스트가 사용되고 있다. 화학 증폭형 레지스트의 기재 성분으로는, 주로 수지 (베이스 수지) 가 사용되고 있다. 예를 들어 포지티브형 화학 증폭형 레지스트는, 베이스 수지로서, 산의 작용에 의해 알칼리 현상액에 대한 용해성이 증대되는 수지를 함유하고 있고, 레지스트 패턴 형성시에, 노광에 의해 산발생제로부터 산이 발생되면, 그 산의 작용에 의해 그 베이스 수지의 알칼리 현상액에 대한 용해성이 증대된다 (예를 들어 특허 문헌 1 참조). 또한, 네거티브형 화학 증폭형 레지스트로는, 베이스 수지로서, 알칼리 현상액에 가용성인 수지 (알칼리 가용성 수지) 를 함유하고, 추가로 가교제가 배합된 것이 일반적으로 사용된다. 이러한 레지스트 조성물은, 레지스트 패턴 형성시에, 노광에 의해 산발생제로부터 산이 발생되면, 그 산의 작용에 의해 베이스 수지와 가교제가 반응하고, 그 베이스 수지의 알칼리 현상액에 대한 용해성이 저하된다 (예를 들어 비특허 문헌 1 ∼ 2 참조). 현재, ArF 엑시머 레이저 리소그래피 등에 있어서 사용되는 레지스트의 베이스 수지로는, 파장 193㎚ 부근에 있어서의 투명성이 우수하다는 점에서, (메트)아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위를 주사슬에 갖는 수지 (아크릴계 수지) 가 주로 사용된다. 여기서, 「(메트)아크릴산」이란, α 위치에 수소 원자가 결합된 아크릴산과, α 위치에 메틸기가 결합된 메타크릴산의 한쪽 혹은 양쪽을 의미한다. 「(메트)아크릴산에스테르」란, α 위치에 수소 원자가 결합된 아크릴산에스테르와, α 위치에 메틸기가 결합된 메타크릴산에스테르의 한쪽 혹은 양쪽을 의미한다. 「(메트)아크릴레이트」란, α 위치에 수소 원자가 결합된 아크릴레이트와, α 위치에 메틸기가 결합된 메타크릴레이트의 한쪽 혹은 양쪽을 의미한다. 특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2003-241385호 비특허 문헌 1 : SPIE Advances in Resist Technology and Processing XIV, Vol.3333, p417 ∼ 424 (1998) 비특허 문헌 2 : SPIE Advances in Resist technology and Processing XIX, Vol.4690 p94-100 (2002)