新規193nm用フォトレジスト材料の開発

• Project/Area Number: 18750093
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Iwate University (2007); Tokyo Institute of Technology (2006)
• Principal Investigator: 芝崎 祐二 Iwate University, 工学部, 准教授 (90323790)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: ArFリソグラティー / ビニルスルホンアミド / ポリマー / フォトレジスト / ArFリソグラフィー

Research Abstract

19年度は各種ビニルスルホンアミドの合成、重合、及びレジスト評価を総合的に行った。
モノマーはクロロエタンスルホン酸クロライドと種々のアミンを反応させることで二重結合とスルホンアミドの生成を同時に行い合成した。重合はAIBNを開始剤とするフリーラジカル重合法にて行った。アダマンチルオキシメチル置換ビニルスルホンアミド(VSAAd)の場合、立体障害のため高分子量ポリマーは得られなかったが、それ以外のモノマーでは迅速に重合し、分子量5万程度のポリマーが得られた。化学増幅機構型レジストとする場合、酸により保護機が迅速に外れる必要がある。そこで、VSAAdから得られたポリマーのクロロホルム溶液にメタンスルホン酸を加え、脱保護反応を追跡した。その結果、脱保護は室温で数分以内に完結することがわかった。そこで、フィルム形成能を考慮し、これとトリフルオロエトキシ置換ビニルスルホンアミドとの共重合体をレジストとして用いることとした。ポリマーはレジストとしで典型的な溶媒であるシクロヘキサノンに可溶であつた。そこで、これを溶媒に用い、光酸発生剤を加え化学増幅型レジストを構築した。フィルムは193nmにおいて非常に高い透明性(90%以上)を示した。また、脱保護したポリマーの現像溶液に対する溶解速度は500nm/s程度であった。以上の結果から、高圧水銀灯を用いたパターン形成実験を行った。その結果、6μmの解像度が可能であった。しかし、ArFエキシマレーザーによるパターン形成を検討したところ、nm領域での解像度を得ることはできなかった。これについては、プロジェクト終了後もさらに検討を続けていく。