酸拡散を制御した酸増殖プロセスによるＥＵＶ用レジストの高感度化

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23760698
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 榎本 一之 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教(常勤 ) (50465978)
• Keywords: 微細加工 / レジスト / 極端紫外光（EUV） / 酸増殖反応 / パルスラジオリシス

Research Abstract

次世代微細加工に要求されている 22 nm 以下の解像度を有する制御技術を実現するためには、ナノ空間領域の酸発生効率を上げることが重要である。本研究では、一つの酸をトリガーとして自己触媒的に新たな酸を非線形生成することができる酸増殖剤に注目し、極端紫外光 (EUV) 用レジストと酸増殖プロセスの組み合わせによる高感度化を目指している。
酸拡散の制御を目的とした酸増殖剤を(+)-2,3-ピナンジオールと種々のスルホン酸クロリドとの反応により立体的にバルキーな構造を有する10種類のピナンジオール型酸増殖剤を合成した。得られた酸増殖剤のうちピナンジオールモノトシラート (PiTs) および ピナンジオールモノトリフルオロメチルベンゼンスルホナート (Pi3F) について、75 keV 電子線露光装置によりレジスト感度とその性能を評価した。その結果、UVIII レジストに 10 wt.% の PiTs を添加することで、2 倍の感度向上と 34 nm のライン&スペースパターン形成に成功した。また、上記酸増殖剤とレジストポリマーのイオン化で発生した二次電子との反応性をパルスラジオリシス法により検討した結果、酸増殖剤は二次電子と酸発生剤トリフェニルスルホニウム・トリフラート (TPS-Tf) の反応を阻害するため、TPS-Tf 由来の酸発生量は低下することが示唆された。一方、フッ素原子を導入した酸増殖剤 Pi3F と二次電子の反応で形成したラジカルアニオンの減衰挙動を調べた結果、酸増殖剤から TPS-Tf への電子移動を経由した新たな酸形成反応を見出した。本実験的検証により、酸増殖剤が引き起こす TPS-Tf からの酸発生効率の阻害効果とその解決法を示すことができた。