ナノビーム誘起反応機構に基づいた新規微細加工プロセスの創製

基于纳米束诱导反应机制的新型微加工工艺的创建

• 批准号: 06J09038
• 负责人: 山本 洋揮
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09038/
• 关键词: 単一成分化学増幅型レジスト; 新規微細加工; 次世代リソグラフィ; 極端紫外光; 反応機構; 電子線レジスト; 酸発生効率; 吸収係数; 化学増幅型レジスト; レジストナノ形状(LER); 酸拡散; EUVレジスト

解明した反応機構より、ポリマーにプロトン発生とアニオン発生の両方の機能をもたせれば、単一成分化学増幅型レジストが実現できると考えられる。臭素化したポリヒドロキシスチレン(Br-PHS)では、一般的な化学増幅型レジストのパターン形成には超酸とは異なるが、強酸であるHBrが形成することがわかった。そこで、強酸であるHBrでも化学増幅として機能するように、単一成分ポジ型化学増幅型レジストを設計した。これまでの知見に基づいて、プロトン発生源としてヒドロキシル基、アニオン発生源として臭素を選んだ。臭素は電子の散乱を抑えることができる。さらに、ポリマーから生成するHBrのような強酸でも有効にパターン形成に使われるようにするため、保護基として脱保護反応に必要な活性化エネルギーが低いエトキシエチル基を選んだ。実際に、電子線を使ってこのレジストのレジスト性能を調べると良好な加工性能を示した。このように、反応機構の違いを利用して、フォトレジストとは違ったアプローチで電子線レジストの開発が可能であるということを実証した。また、昨年の実験から、EUV(極端紫外光)化学増幅型レジストでは、主にポリマーのイオン化で酸が形成することが明らかになった。ポリマーのEUV吸収の増大が酸発生量にどのように寄与しているかはレジスト設計にとって非常に重要になる。よって、EUV露光することによってフッ素樹脂の酸発生量を見積もり、酸発生に対するポリマーの吸収係数の効果を調べた。膜厚の違いで相対的な酸発生効率を比較すると、フッ素原子がある場合、100nmの相対的な酸発生効率のほうが1300nmの相対的な酸発生効率より大きくなることがわかった。これは、表面付近でポリマーによるEUVの吸収が大きいためで、ポリマーの吸収係数の増加が実際に酸発生量の増加につながることを明らかにした。

基于阐明的反应机制，据信，如果聚合物同时具有质子的产生和阴离子的产生功能，则可以实现化学放大抗性的单个成分。已经发现，在溴化的多羟基苯乙烯（BR-PHS）中，Hbr是强酸，尽管它与典型的化学放大抗性的超酸不同。因此，设计了单个成分的阳性化学扩增抗性，以便强酸HBR可以充当化学扩增。根据先前的发现，选择羟基作为质子源，选择溴作为阴离子源。溴可以抑制电子散射。此外，为了有效使用强酸，例如从聚合物产生的hbr来进行图案化，选择了脱落反应所需的低活化能能量的乙氧基乙基基团作为保护组。实际上，当使用电子束检查这种抗药性的性能时，发现它具有良好的处理性能。因此，通过利用反应机制的差异，我们证明了电子束的发展可以使用不同的光孔师方法来实现。此外，去年的实验表明，酸主要是由聚合物在euv（极其紫外线）化学放大的抗性中的电离形成的。聚合物的EUV吸收如何有助于产生酸的产生对于抵抗设计极为重要。因此，通过EUV暴露估算了荧光素产生的酸量，并研究了聚合物的吸收系数对酸产生的影响。比较不同膜厚度的相对酸产生效率，发现当存在氟原子时，相对酸的产生效率为100 nm大于相对酸的产生效率1300 nm。这是因为聚合物在表面附近吸收了大型EUV，并且发现聚合物的吸收系数的增加实际上会导致产生的酸量增加。

项目成果

Development of Single Component Chemically Amplified Resist Based on Dehalogenation of Polymer

基于聚合物脱卤的单组分化学增幅抗蚀剂的研制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 6519
• 作者: Hiroki Yamamoto;Takahiro Kozawa;Seiichi Tagawa;Katsumi Ohmori;Mitsuru Sato;Hiroji Komano
• 通讯作者: Hiroji Komano

Effect of Fluorine Atom on Acid Generation in Chemically Amplified EUV Resist

氟原子对化学放大型 EUV 光刻胶中酸生成的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: H. Yamamoto;T. Kozawa;S. Tagawa;H. Yukawa;M. Sato;J. Onodera
• 通讯作者: J. Onodera

Polymer-Sturucture Dependence of Acid Generation in Chemically Amplified Extreme Ultraviolet Resists

化学放大极紫外光刻胶中酸生成的聚合物结构依赖性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 46
• 作者: Hiroki Yamamoto;Takahiro Kozawa;Seiichi Tagawa;Heidi B. CAO;Hai DENG;Micheal J. LEESON
• 通讯作者: Micheal J. LEESON

EUV用化学増幅型レジストにおける酸発生のポリマー構造依存性

EUV 化学放大抗蚀剂中酸生成的聚合物结构依赖性

• 发表时间: 2007
• 作者: Hiroki Yamamoto;Takahiro Kozawa;Kazumasa Okamoto;Akinori Saeki;Seiichi Tagawa;Tomoyuki Ando;Mitsuru Sato;Hiroji Komano;山本 洋揮
• 通讯作者: 山本 洋揮

Effect of Acid Diffusion and Polymer Structure on Line Edge Roughness

酸扩散和聚合物结构对线边缘粗糙度的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys. 46
• 作者: H. Yamamoto;T. Kozawa;A. Saeki;K. Okamoto;S. Tagawa;K. Ohmori;M. Sato;and H. Komano,
• 通讯作者: and H. Komano,