(57)【要約】      （修正有）【課題】化学増幅型フォトレジストを用いたパターニングにおいてウェーハ中央と縁部との間の線幅の差が生ずる現象を改善させる。【解決手段】下記式１の化合物及び溶媒を含むオーバーコーティング用組成物をフォトレジストの上部に塗布した後パターニングを進める。2004184970.tif 000006ただし、前記式で、Ｒ（は水素又はメチル基であり、Ｒ１及びＲ２は水素又はＣ１〜Ｃ３アルキル基である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式１の化合物及び溶媒を含むことを特徴とするフォトレジスト用オーバーコーティング組成物。
【化１】
2004184970.tif 000005
ただし、前記式で、Ｒ（は水素又はメチル基であり、Ｒ１及びＲ２は水素又はＣ１〜Ｃ３アルキル基である。
【請求項２】
前記式１の化合物は、ポリ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド）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オーバーコーティング組成物。
【請求項３】
前記溶媒は、蒸留水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オーバーコーティング組成物。
【請求項４】
前記式１の化合物は、溶媒に対し１〜３０重量％の量で含まれることを特徴とする請求項１又は３に記載のフォトレジスト用オーバーコーティング組成物。
【請求項５】
（ａ）フォトレジスト組成物を被エッチング層の上部に塗布してフォトレジスト膜を形成する段階、
（ｂ）前記フォトレジスト膜上に請求項１に記載のフォトレジスト用オーバーコーティング組成物を塗布してオーバーコーティング膜を形成する段階、
（ｃ）前記結果物を光源に利用して露光する段階、
（ｄ）前記結果物をベークする段階、及び
（ｅ）前記結果物を現像してフォトレジストパターンを得る段階で構成されることを特徴とするフォトレジストパターンの形成方法。
【請求項６】
前記フォトレジスト組成物は、化学増幅型フォトレジスト樹脂を含むことを特徴とする請求項５に記載のフォトレジストパターンの形成方法。
【請求項７】
前記光源は、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、ＥＵＶ（１３ｎｍ）、Ｅ−ビーム、Ｘ−線又はイオンビームであることを特徴とする請求項５に記載のフォトレジストパターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフォトレジスト用オーバーコーティング組成物およびフォトレジストパターンの形成方法に関し、より詳しくは、化学増幅型フォトレジスト樹脂を用いたパターニングにおいて、ウェーハ中央と縁部との間の線幅（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；以下「ＣＤ」と記す）の差が生ずる現象を改善させることができる下記式１の化合物を含むフォトレジスト用オーバーコーティング組成物およびフォトレジストパターンの形成方法に関する。
【化２】
2004184970.tif 000002
ただし、前記式で、Ｒ（は水素又はメチル基であり、Ｒ１及びＲ２は水素又はＣ１〜Ｃ３アルキル基である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、化学増幅型感光剤を用いてパターンを形成する場合、ウェーハ中央と縁部のパターンとの間にＣＤの差が発生する（図３ａ及び図３ｂを参照）。このような現象が発生する最大の理由中の１つは、化学増幅型樹脂から発生した酸がポスト（ｐｏｓｔ）ベーク時に揮発されてから感光剤に再び蒸着されるためである。したがって、ウェーハ内のＣＤの差はポストベーク時に熱板（ｈｏｔ  ｐｌａｔｅ）上の排気システムに従い差が発生するので、如何なる排気システムが良いのかに関する研究が進行中である。
【０００３】
大概の場合、ＣＤの差はウェーハの中央部分に比べ縁部でＣＤがより大きくなる傾向があり、これは半導体の量産において収率に影響を及ぼす。したがって、これを解決するための方法の１つとして露光エネルギーをウェーハの縁部より中央部分により多く加えることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これはあくまでも臨時的な方法であるだけで根本的な解決策ではない。
一方、フォトレジスト用オーバーコーティング物質には一般的にアクリル酸又はポリビニルアルコール系化合物等を用いるが、このような化合物等は水に対する親和力が不良であるため溶解させるのに長い時間がかかるだけでなく、コーティング物性も不良である。そのため、前記物質等をオーバーコーティング組成物に用いるためには界面活性剤を必ず添加しなければならないという欠点があった。
【０００５】
本発明の目的は、化学増幅型フォトレジストを用いたパターニングにおいてウェーハ中央と縁部との間のＣＤの差が生ずる現象を改善させることができるフォトレジスト用オーバーコーティング組成物およびフォトレジストパターンの形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る発明は、
下記式１の化合物及び溶媒を含むことを特徴とする。
【化３】
2004184970.tif 000003
ただし、前記式で、Ｒ（は水素又はメチル基であり、Ｒ１及びＲ２は水素又はＣ１〜Ｃ３アルキル基である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記式１の化合物は、ポリ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド）であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１において、前記溶媒は、蒸留水であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１又は３において、前記式１の化合物は、溶媒に対し１〜３０重量％の量で含まれることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、
（ａ）フォトレジスト組成物を被エッチング層の上部に塗布してフォトレジスト膜を形成する段階、
（ｂ）前記フォトレジスト膜上に請求項１に記載のフォトレジスト用オーバーコーティング組成物を塗布してオーバーコーティング膜を形成する段階、
（ｃ）前記結果物を光源に利用して露光する段階、
（ｄ）前記結果物をベークする段階、及び
（ｅ）前記結果物を現像してフォトレジストパターンを得る段階で構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項５において、前記フォトレジスト組成物は、化学増幅型フォトレジスト樹脂を含むことを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項５において、前記光源は、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、ＥＵＶ（１３ｎｍ）、Ｅ−ビーム、Ｘ−線又はイオンビームであることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、下記式１の化合物を含むフォトレジスト用オーバーコーティング組成物を提供する。
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１３】
本発明では、下記式１の化合物を溶媒の蒸留水に溶解させたフォトレジスト用オーバーコーティング組成物を提供する。
【化４】
2004184970.tif 000004
前記式で、Ｒ（は水素又はメチル基であり、Ｒ１及びＲ２は水素又はＣ１〜Ｃ３アルキル基である。
【００１４】
前記式１の化合物は、Ｒ（は水素であり、Ｒ１及びＲ２が全てメチルのポリ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド）であるのが好ましい。
【００１５】
前記式１の化合物は溶媒に対し、１〜３０重量％の量で含まれるのが好ましい。式１の化合物が１重量％以下で含まれるとオーバーコーティング物質のコーティング厚さが随分薄くなってオーバーコーティング物質としての機能ができなくなり、３０重量％以上が添加されてもオーバーコーティング物質としての機能には特に影響はないので、原価節減の次元で３０重量％以下の量で含まれるのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明では
（ａ）フォトレジスト組成物を被エッチング層の上部に塗布してフォトレジスト膜を形成する段階、
（ｂ）前記フォトレジスト膜上に請求項１に記載のフォトレジストオーバーコーティング用組成物を塗布してオーバーコーティング膜を形成する段階、
（ｃ）前記結果物を露光する段階、
（ｄ）前記結果物をベークする段階、及び
（ｅ）前記結果物を現像してフォトレジストパターンを得る段階を含むフォトレジストパターンの形成方法を提供する。
【００１７】
このとき、前記フォトレジスト組成物は化学増幅型フォトレジスト樹脂を含み、露光時に用いられる光源はＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、ＥＵＶ（１３ｎｍ）、Ｅ−ビーム、Ｘ−線又はイオンビーム等を用いることができる。
【００１８】
前述のように、化学増幅型感光剤を用いたパターニングにおいてウェーハ中央と縁部のパターンとの間にＣＤの差が発生する最大の理由のうち１つは、化学増幅型樹脂から発生した酸がポストベーク時に揮発されていながら感光剤に再び蒸着されるためである。このとき、アミドグループが含まれた前記式１の化合物を含むオーバーコーティング物質を感光剤の上部に塗布すれば、ポストベーク時に揮発した酸を式１の化合物が吸収することによりＣＤの差が殆ど表れなくなる（図１及び図２を参照）。
【００１９】
一方、既存のアクリル酸又はポリビニルアルコール系オーバーコーティング物質が水に対する親和力が不良で溶解させるのに長い時間がかかり、コーティング物性も不良であったのに比べ、前記式１の化合物は水に対する溶解速度が非常に速く、有機物に対する親和力も十分であるので、界面活性剤なくオーバーコーティング物質を生成することができるという利点も付随的に有している。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき詳しく説明する。但し、実施例は発明を例示するだけのものであり、本発明が下記の実施例により限定されるものではない。
【００２１】
［製造例］  ポリ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド）の合成
Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド  １０ｇ、ＡＩＢＮ  ０．５ｇを３０ｇのテトラヒドロフラン溶媒に溶解した後６６℃で９時間のあいだ反応させた。反応完了後、前記溶液をエチルエーテルに沈殿させたあと、真空乾燥して純粋なポリ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド）を得た（分子量１２７００、収率８８％）（図３を参照）。
【００２２】
［実施例１］  オーバーコーティング組成物の製造
前記製造例から得たポリ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド）１ｇを蒸留水５０ｇに溶解した後０．２μｍフィルターで濾過させて新規のオーバーコーティング組成物を製造した。
【００２３】
［実施例２］  フォトレジストパターンの形成
シリコンウェーハ上にＪＳＲ社のＨＯＦ−Ｊ００８感光剤（常用製品）をコーティングした後、１００℃で９０秒間ベークした。前記感光剤の上部に実施例１から得たオーバーコーティング組成物をコーティングした後、再び７０℃で９０秒間ベークした。前記ウェーハをＡＳＭＬ社のＫｒＦ露光装備を利用して露光させた後、１００℃で９０秒間ベークした。このウェーハを通常のＴＭＡＨ  ２．３８重量％現像液を利用して現像し、１２０ｎｍのアイランドパターンを得た。そうすると、図２ａ及び図２ｂに示されているようにウェーハの中央部位のＣＤは１２３ｎｍであり、縁部のＣＤは１２７ｎｍで約４ｎｍの小さいＣＤの差が発生した。
【００２４】
［比較例］  フォトレジストパターンの形成
シリコンウェーハ上にＪＳＲ社のＨＯＦ−Ｊ００８感光剤（常用製品）をコーティングした後、１００℃で９０秒間ベークした。ベーク後ＡＳＭＬ社のＫｒＦ露光装備を利用して露光させた後、１００℃で９０秒間再びベークした。このウェーハを通常のＴＭＡＨ  ２．３８重量％現像液を利用して現像し、１２０ｎｍのアイランドパターンを得た。そうすると、図４及び図５に示されているようにウェーハの中央部位のＣＤは１２２ｎｍであり、縁部のＣＤは１３９ｎｍで約１７ｎｍの大きいＣＤの差が発生した。
【００２５】
前記実施例２と比較例の結果から、本発明に係るオーバーコーティング組成物を用いた場合が用いなかった場合に比べ、ＣＤの差が大きく減少されたことを確認することができた。
【発明の効果】
上述のように、アミドグループが含まれた式１の化合物を含む本発明に係るフォトレジスト用オーバーコーティング組成物は、ポストベーク時に揮発した酸を吸収することにより、揮発した酸が感光剤に再び蒸着してウェーハの中央部分と縁部のＣＤの差が発生する現象を効果的に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオーバーコーティング組成物を用いた工程でパターニングしたときのウェーハ中央地域のパターンを示す写真である。
【図２】本発明に係るオーバーコーティング組成物を用いた工程でパターニングしたときのウェーハ縁部地域のパターンを示す写真である。
【図３】ポリ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド）のＮＭＲスペクトラムである。
【図４】従来の工程でパターニングしたときのウェーハ中央地域のパターンを示す写真である。
【図５】従来の工程でパターニングしたときのウェーハ縁部地域のパターンを示す写真である。
【図１】
2004184970.tif 000007
【図２】
2004184970.tif 000008
【図３】
2004184970.tif 000009
【図４】
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【図５】
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