(57)【要約】【課題】ネガティブ型レジスト組成物及びこれを利用した半導体素子のパターン形成方法を提供する。【解決手段】本発明のネガティブ型レジスト組成物はヒドロキシ基に置換されたアルカリ可溶性ベースポリマーと、エポキシリングを有するシリコン含有架橋剤と、ＰＡＧを含む。本発明の半導体素子のパターン形成方法では、ネガティブ型レジスト組成物を使用してＢＬＲ工程によって微細パターンを形成する。【選択図】　図２
2004029812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ヒドロキシ基で置換されたアルカリ可溶性ベースポリマーと、（ｂ）エポキシリングを有するシリコン含有架橋剤と、（ｃ）光酸発生剤（ＰＡＧ）を含むことを特徴とするネガティブ型レジスト組成物。
【請求項２】
前記ベースポリマーはヒドロキシ基で部分的にまたは全体的に置換されたノボラック樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項３】
前記ベースポリマーはポリヒドロキシスチレンであることを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項４】
前記ベースポリマーはポリ（２−ヒドロキシスチレン）、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）またはポリ（４−ヒドロキシスチレン）であることを特徴とする請求項３に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項５】
前記ベースポリマーはヒドロキシ基を有する（メタ）アクリレート繰返し単位を含むことを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項６】
前記ベースポリマーは２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート繰返し単位または３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート繰返し単位を含むことを特徴とする請求項５に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項７】
前記シリコン含有架橋剤はジグリシジルエーテル末端を有するポリ（ジメチルシロキサン）オリゴマーまたはポリマーであることを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項８】
前記シリコン含有架橋剤は次の構造を有することを特徴とする請求項７に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【化１】
2004029812.tif 000006
（式中、ｎは５ないし１０００の整数である）
【請求項９】
前記シリコン含有架橋剤は３００〜３０，０００の分子量を有することを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１０】
前記シリコン含有架橋剤は前記ベースポリマーの総重量を基準として５．０〜５０重量％の量で含まれていることを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１１】
前記ＰＡＧは前記ベースポリマーの総重量を基準として１．０〜１０重量％の量で含まれていることを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１２】
前記ＰＡＧはトリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１３】
前記ＰＡＧはトリフェニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムトリフレート、ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムトリフレート、またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１２に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１４】
有機塩基をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１５】
前記有機塩基は前記ＰＡＧ含量を基準として０．０１〜２．０重量％の量で含まれることを特徴とする請求項１４に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１６】
前記有機塩基はトリエチルアミン、トリイソブチルアミン、トリオクチルアミン、トリイソデシルアミン、トリエタノールアミンまたはその混合物であることを特徴とする請求項１４に記載のネガティブ型レジスト組成物。
【請求項１７】
半導体基板の上の被エッチング膜の上に第１レジスト膜を形成する段階と、
ヒドロキシ基で置換されたアルカリ可溶性ベースポリマーと、エポキシリングを有するシリコン含有架橋剤と、ＰＡＧを含むネガティブ型レジスト組成物を前記第１レジスト膜の上にコーティングして第２レジスト膜を形成する段階と、
前記第２レジスト膜をプリベイキングする段階と、
前記第２レジスト膜を露光する段階と、
前記露光された第２レジスト膜を露光後ベイキング（ＰＥＢ）する段階と、
前記露光された第２レジスト膜を現像して第２レジスト膜パターンを形成する段階と、
前記第２レジスト膜パターンをエッチングマスクとして利用して前記第１レジスト膜をエッチングして第１レジスト膜パターンを形成する段階と、
前記第１レジスト膜パターンをエッチングマスクとして利用して前記被エッチング膜をエッチングする段階とを含むことを特徴とする半導体素子のパターン形成方法。
【請求項１８】
前記露光段階ではＫｒＦ、ＡｒＦまたはＦ２エキシマレーザを利用することを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項１９】
前記ネガティブ型レジスト組成物のベースポリマーはヒドロキシ基で部分的にまたは全体的に置換されたノボラック樹脂であることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２０】
前記ネガティブ型レジスト組成物のベースポリマーはポリヒドロキシスチレンであることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２１】
前記ネガティブ型レジスト組成物のベースポリマーはポリ（２−ヒドロキシスチレン）、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）またはポリ（４−ヒドロキシスチレン）であることを特徴とする請求項２０に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２２】
前記ネガティブ型レジスト組成物のベースポリマーはヒドロキシ基を有する（メタ）アクリレート繰返し単位を含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２３】
前記ネガティブ型レジスト組成物のベースポリマーは２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート繰返し単位または３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート繰返し単位を含むことを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２４】
前記ネガティブ型レジスト組成物のシリコン含有架橋剤はジグリシジルエーテル末端を有するポリ（ジメチルシロキサン）オリゴマーまたはポリマーであることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２５】
前記シリコン含有架橋剤は次の構造を有することを特徴とする請求項２４に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【化２】
2004029812.tif 000007
（式中、ｎは５ないし１０００の整数である）
【請求項２６】
前記ネガティブ型レジスト組成物のシリコン含有架橋剤は３００〜３０，０００の分子量を有することを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２７】
前記ネガティブ型レジスト組成物のシリコン含有架橋剤は前記ベースポリマーの総重量を基準として５．０〜５０重量％の量で含まれていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２８】
前記ネガティブ型レジスト組成物のＰＡＧは前記ベースポリマーの総重量を基準として１．０〜１０重量％の量で含まれていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項２９】
前記ネガティブ型レジスト組成物のＰＡＧはトリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項３０】
前記ＰＡＧはトリフェニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルヨドニウムトリフレート、ジ−ｔ−ブチルフェニルヨドニウムトリフレート、またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項２９に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項３１】
前記ネガティブ型レジスト組成物は有機塩基をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項３２】
前記有機塩基は前記ＰＡＧ含量を基準として０．０１〜２．０重量％の量で含まれることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【請求項３３】
前記有機塩基はトリエチルアミン、トリイソブチルアミン、トリオクチルアミン、トリイソデシルアミン、トリエタノールアミンまたはこれらの混合物であることを特徴とする請求項３１に記載の半導体素子のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンを含有する感光性レジスト組成物及び半導体素子のパターン形成方法に係り、特に、ＢＬＲ（Ｂｉ−Ｌａｙｅｒ　Ｒｅｓｉｓｔ；二層レジスト）工程に使い易いようにシリコンを含有するネガティブ型レジスト組成物及びこれを利用した半導体素子のパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程が複雑になり、半導体素子の集積度が増加するにつれて、微細なパターンの形成がさらに要求される。なお、半導体素子の容量が１ギガビット級以上の素子において、デザインルールが０．１μｍ以下のパターンサイズが要求され、それによって既存のＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）を利用したレジスト材料を使うには限界がある。したがって、ＫｒＦエキシマレーザに比べてさらに短波長のエネルギー源であるＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）またはＦ２（１５７ｎｍ）エキシマレーザを利用したリソグラフィ技術が登場して開発された。その中でもＦ２（１５７ｎｍ）エキシマレーザを利用するリソグラフィ工程では新しい構造のレジスト材料が要求される。
【０００３】
しかし、ＡｒＦまたはＦ２レジスト材料は、既存のｉ−ラインまたはＫｒＦレジストに比べて材料的な限界から種々の問題点を有する。特に、パターンサイズが微細になるにつれてパターン崩れ（ｐａｔｔｅｒｎ　ｃｏｌｌａｐｓｅ）現象による問題及びドライエッチングに対する耐性による問題が深刻となった。それによって新しいレジスト材料及び工程の開発が必要となった。
【０００４】
高集積半導体素子の製造のためのフォトリソグラフィ工程において、ＳＬＲ（ｓｉｎｇｌｅ　ｌａｙｅｒ　ｒｅｓｉｓｔ；単層レジスト）を利用する工程での短所を補完してドライエッチングに対する耐性を確保することによって、高いアスペクト比のパターン形成が可能であり、短波長領域で高解像度を提供できるＢＬＲ工程が有利に適用できる。
【０００５】
ＢＬＲ工程において、今まではＳｉ原子がポリマーのバックボーンに置換されているシリコン含有の高分子とＰＡＧ（ｐｈｏｔｏａｃｉｄ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；光酸発生剤）よりなる２成分系化学増幅型レジスト、すなわち、ポジティブ型化学増幅型レジストが主に使われた。また、露光光源の短波長化に対応してＢＬＲ工程に適合した高感度レジスト材料の開発もポジティブ型化学増幅型レジストが殆どであった。しかし、今までＢＬＲ工程のために開発されたシリコン含有のレジスト組成物は疎水性があまりにも強くて下部膜質に対する接着特性が不良であり、レジスト材料として適合したシリコン含量を調節し難かった。
【０００６】
また、ＤＲＡＭの高速化及び高性能化によって独立パターンを形成するにおいて、ポジティブ型レジストを使用するには限界がある。そして、１ギガビット級以上のＤＲＡＭ素子製造のためのリソグラフィ工程では、位相シフトマスクの使用が必須である。位相シフトマスクのデザインにおいて、ポジティブ型レジストに比べてネガティブ型レジストを使用するのがより有利である。したがって、短波長領域の露光光源について透光度が高くて、高い解像度及びドライエッチングについて優れた耐性が提供できるネガティブ型レジストを開発するのが大事である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、短波長領域で高い透光度を表して、シリコンを含有することによってドライエッチングについて優れた耐性を提供でき、高解像度及び高いアスペクト比が提供できるようにＢＬＲ工程に有利に使われるネガティブ型レジスト組成物を提供するところにある。
本発明の他の目的は、高集積半導体素子で要求される高いアスペクト比を有する微細なパターンが形成可能な半導体素子のパターン形成方法を提供するところにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明によるネガティブ型レジスト組成物は、ヒドロキシ基で置換されたアルカリ可溶性ベースポリマーと、エポキシリングを有するシリコン含有架橋剤と、光酸発生剤（ＰＡＧ）を含む。
前記ベースポリマーはヒドロキシ基で部分的にまたは全体的に置換されたノボラック樹脂であることができる。
【０００９】
また、前記ベースポリマーはポリヒドロキシスチレン（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｓｔｙｒｅｎｅ）であることができる。望ましくは、前記ベースポリマーはポリ（２−ヒドロキシスチレン）、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）またはポリ（４−ヒドロキシスチレン）であることができる。
また、前記ベースポリマーはヒドロキシ基を有する（メタ）アクリレート繰返し単位を含むことができる。望ましくは、前記ベースポリマーは２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート繰返し単位または３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート繰返し単位を含むことができる。
前記シリコン含有架橋剤は、ジグリシジルエーテル末端を有するポリ（ジメチルシロキサン）オリゴマーまたはポリマーであることができる。例えば、前記シリコン含有架橋剤は次の構造を有することができる。
【００１０】
【化３】
2004029812.tif 000003
式中、ｎは５ないし１０００の整数である。
【００１１】
望ましくは、前記シリコン含有架橋剤は３００〜３０，０００の分子量を有する。さらに望ましくは、前記シリコン含有架橋剤は前記ベースポリマーの総重量を基準として５．０〜５０重量％の量で含まれる。
【００１２】
本発明によるネガティブ型レジスト組成物において、前記ＰＡＧは前記ベースポリマーの総重量を基準として１．０〜１０重量％の量で含まれることができる。望ましくは、前記ＰＡＧはトリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、またはこれらの混合物である。特に望ましくは、前記ＰＡＧはトリフェニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムトリフレート、ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムトリフレート、またはこれらの混合物である。
【００１３】
本発明によるネガティブ型レジスト組成物は有機塩基をさらに含むことができる。前記有機塩基は前記ＰＡＧ含量を基準として０．０１〜２．０重量％の量で含まれることができる。望ましくは、前記有機塩基はトリエチルアミン、トリイソブチルアミン、トリオクチルアミン、トリイソデシルアミン、トリエタノールアミンまたはその混合物である。
【００１４】
前記他の目的を達成するために、本発明による半導体素子のパターン形成方法では、本発明によるネガティブ型レジスト組成物を使用してＢＬＲ工程によって微細パターンを形成する。このために、まず半導体基板上の被エッチング膜の上に第１レジスト膜を形成する。前記第１レジスト膜の上に前記説明したような本発明によるネガティブ型レジスト組成物をコーティングして第２レジスト膜を形成する。前記第２レジスト膜をプリベイキングする。前記第２レジスト膜を露光する。前記露光された第２レジスト膜をＰＥＢ（ｐｏｓｔ−ｅｘｐｏｓｕｒｅ　ｂａｋｉｎｇ；露光後ベイキング）する。前記露光された第２レジスト膜を現像して第２レジスト膜パターンを形成する。前記第２レジスト膜パターンをエッチングマスクとして利用して前記第１レジスト膜をエッチングして第１レジスト膜パターンを形成する。前記第１レジスト膜パターンをエッチングマスクとして利用して前記被エッチング膜をエッチングする。前記露光段階では、ＫｒＦ、ＡｒＦまたはＦ２エキシマレーザが利用される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明を詳細に説明する。
本発明によるネガティブ型レジスト組成物は、基本構成成分としてヒドロキシ基で置換されたアルカリ可溶性ベースポリマーと、エポキシリングを有するシリコン含有架橋剤と、ＰＡＧを含む。
【００１６】
本発明によるネガティブ型レジスト組成物において、前記ベースポリマーはヒドロキシ基で部分的にまたは全体的に置換されたノボラック樹脂と、ポリ（２−ヒドロキシスチレン）、ポリ（３−ヒドロキシスチレン）、ポリ（４−ヒドロキシスチレン）のようなポリヒドロキシスチレンと、または２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートのようなヒドロキシ基を有する（メタ）アクリレート繰返し単位を含むことができる。
【００１７】
前記シリコン含有架橋剤はジグリシジルエーテルで終結されたポリ（ジメチルシロキサン）オリゴマーまたはポリマーであることができる。
例えば、前記シリコン含有架橋剤は次の構造を有することができる。
【００１８】
【化４】
2004029812.tif 000004
式中、ｎは５ないし１０００の整数である。
【００１９】
望ましくは、前記シリコン含有架橋剤は３００〜３０，０００の分子量を有する。前記シリコン含有架橋剤は前記ベースポリマーの総重量を基準として５．０〜５０重量％の量で含まれることができる。
【００２０】
また、本発明によるネガティブ型レジスト組成物において、前記ＰＡＧは前記ベースポリマーの総重量を基準として１．０〜１０重量％の量で含まれることができる。望ましくは、前記ＰＡＧはトリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、またはこれらの混合物を含む。特に望ましくは、前記ＰＡＧは、トリフェニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルヨドニウムトリフレート、ジ−ｔ−ブチルフェニルヨドニウムトリフレート、またはこれらの混合物を含む。
【００２１】
本発明によるネガティブ型レジスト組成物は有機塩基をさらに含むことができる。前記有機塩基は前記ＰＡＧ濃度を基準として０．０１〜２．０重量％の量で含まれる。望ましくは、前記有機塩基はトリエチルアミン、トリイソブチルアミン、トリオクチルアミン、トリイソデシルアミン、トリエタノールアミンまたはその混合物である。
【００２２】
図１ないし図４は、本発明の望ましい実施例による半導体素子のパターン形成方法を説明するために工程順序によって図示する断面図である。
【００２３】
まず図１を参照すれば、基板１０、例えば、半導体基板または透明基板の上に被エッチング膜１２を形成する。その後、前記被エッチング膜１２の上にＢＬＲ構造のレジスト膜を形成するために、まず第１レジスト膜２２を形成して、その上にシリコンを含有するネガティブ型レジスト組成物をスピンコーティング方法によってコーティングした後、プリベイキングして約１００〜５００ｎｍの厚さを有する第２レジスト膜２４を形成する。前記第２レジスト膜２４は前記説明したような本発明によるネガティブ型レジスト組成物よりなる。すなわち、前記第２レジスト膜２４は基本構成成分としてヒドロキシ基で置換されたアルカリ可溶性ベースポリマーと、エポキシリングを有するシリコン含有架橋剤と、ＰＡＧとを含む。
【００２４】
図２を参照すれば、マスク２６を通じて前記第２レジスト膜２４の選択された領域をＫｒＦ、ＡｒＦまたはＦ２エキシマレーザを利用して露光する。その結果、前記第２レジスト膜２４は露光領域２４ａ及び非露光領域２４ｂに区分される。
その後、前記露光された第２レジスト膜２４のＰＥＢ工程を行なう。その結果、前記第２レジスト膜２４の露光領域２４ａではＰＡＧから発生した酸によって橋かけ反応が進められる。
【００２５】
図３を参照すれば、前記露光された第２レジスト膜２４をＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）液のようなアルカリ性現像液で現像して前記非露光領域２４ｂを除去し、前記露光領域２４ａよりなるネガティブパターンの第２レジスト膜パターン２４ａを形成する。
【００２６】
図４を参照すれば、前記第２レジスト膜パターン２４ａをエッチングマスクとして利用して前記第１レジスト膜２２をエッチングして第１レジスト膜パターン２２ａを形成し、次いで、前記第１レジスト膜パターン２２ａをエッチングマスクとして利用して前記被エッチング膜１２をエッチングして被エッチング膜パターン１２ａを形成する。
【００２７】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例について詳述する。次に例示する実施例はいろいろな他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する例に限定されることではない。
【００２８】
合成例１
ヒドロキシエチルメタアクリレート繰返し単位を有するベースポリマーの合成
丸いフラスコに２−ヒドロキシエチルメタアクリレート（１３ｇ、１００ｍｍｏｌ）を入れ、ＡＩＢＮ（ａｚｏｂｉｓｉｓｏｂｕｔｙｒｏｎｉｔｒｉｌｅ；アゾビスイソブチロニトリル）０．８２ｇ、５ｍｏｌ％と共にＴＨＦ（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ；テトラヒドロフラン）４０ｇに溶かした後、窒素ガスで完全にパージさせ、約６５℃の温度で２０時間重合させた。
【００２９】
重合後、反応物を過量のｎ−ヘキサン溶液にゆっくり沈殿させ、生成された沈殿物をろ過した後、再度沈殿物を適量のＴＨＦに溶かしてｎ−ヘキサン溶液で再沈殿させた。その後、沈殿物を５０℃に維持される真空オーブンで約２４時間乾燥させて所望の生成物を得た（収率：７５％）。
この時、得られた生成物の重量平均分子量（Ｍｗ）は１５，５００であり、多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は２．０であった。
【００３０】
合成例２
ヒドロキシエチルメタアクリレート繰返し単位及びスチレン繰返し単位を有するベースポリマーの合成
２−ヒドロキシエチルメタアクリレート（９．１ｇ、５０ｍｍｏｌ）とスチレン（３ｇ、３０ｍｍｏｌ）とを合成例１と同じ方法で重合して所望のポリマーを得た。（収率：７５％）
この時、得られた生成物の重量平均分子量（Ｍｗ）は１４，３００であり、多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は２．１であった。
【００３１】
合成例３
ポリヒドロキシスチレンベースポリマーの合成
ポリヒドロキシスチレン（Ｍｗ＝１２，０００、多分散度＝１．１、１２ｇ、０．１ｍｏｌ）と２−クロロエタノール（２４ｇ、０．３ｍｏｌ）をトリエチルアミン（０．１２ｍｏｌ）と共にＴＨＦ（１００ｍｌ）に溶かした後、還流条件下で約１２時間反応させた。
【００３２】
反応後、反応物を過量のｎ−ヘキサン溶液にゆっくり沈殿させ、生成された沈殿物をろ過した後、再度沈殿物を適量のＴＨＦに溶かしてｎ−ヘキサン溶液で再沈殿させた。その後、沈殿物を５０℃に維持される真空オーブンで約２４時間乾燥させた（収率：８０％）。
【００３３】
合成例４
エポキシノボラック樹脂よりなるベースポリマーの合成
ｉ−ライン用のノボラック樹脂を２−クロロエタノールと共に合成例３のような方法で反応させて所望のポリマーが合成できる。
【００３４】
実施例１
レジスト組成物の製造及びリソグラフィパフォーマンス
【００３５】
【化５】
2004029812.tif 000005
【００３６】
合成例１で合成したポリマー（１ｇ）を架橋剤のジグリシジルエーテルで終結されたポリ（ジメチルシロキサン）（アルドリッチケミカル社、粘度＝１５ｃＳｔ、０．２ｇ）と、ＰＡＧのトリフェニルスルホニウムトリフレート（０．０２ｇ）と共に、ＰＧＭＥＡ（プロピレングルコールメチルエーテルアセテート、８ｇ）に溶かした後、ここに有機塩基のトリイソブチルアミン（１ｍｇ）を入れて完全に溶かした。０．２μｍメンブレインフィルターを利用してレジスト液をろ過した。
【００３７】
ろ過したレジスト液をＨＭＤＳ（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ；ヘキサメチルシラザン）処理したベアシリコンウェーハの上に約０．３０μｍ厚さにコーティングした後、約１２０℃で９０秒間プリベイクした。その後、ＡｒＦステッパ（０．６ＮＡ、σ＝０．７５）を利用して露光した。
【００３８】
次いで、１２０℃の温度で６０秒間、ＰＥＢを実施した後、２．３８ｗｔ％ＴＭＡＨ液で６０秒間現像した。その結果、１５ｍＪ／ｃｍ２のドーズ（ｄｏｓｅ）で１８０ｎｍの清浄なラインアンドスペースパターン（ｌｉｎｅ　ａｎｄ　ｓｐａｃｅ　ｐａｔｔｅｒｎ）が得られた。
【００３９】
実施例２
レジスト組成物の製造及びリソグラフィパフォーマンス
合成例２ないし合成例４で得られたポリマー（１ｇ）に対して各々実施例１と同じ方法でレジスト組成物を製造し、リソグラフィパフォーマンスを評価した結果、各々の場合１５ｍＪ／ｃｍ２のドーズで１８０ｎｍの清浄なラインアンドスペースパターンが得られた。
【００４０】
本発明によるネガティブ型レジスト組成物はヒドロキシ基で置換されたアルカリ可溶性ベースポリマーと、エポキシリングを有するシリコン含有架橋剤と、ＰＡＧを含む。すなわち、本発明によるネガティブ型レジスト組成物は既存のＢＬＲ工程で主に使われたレジスト組成物のようにシリコン原子がポリマーのバックボーンに置換されている形から離れて、シリコン原子を架橋剤に導入したネガティブ型レジスト組成物を提供する。したがって、レジスト組成物内でシリコン含量はより容易に調節でき、シリコンを含有することによってドライエッチングについて優秀な耐性が提供できる。また、本発明によるネガティブ型レジスト組成物はヒドロキシ基を含有するベースポリマーと、エポキシリングを有する架橋剤を含んでいるので、下部膜質に対する接着特性及び湿潤性の調節において非常に有利である。また、本発明によるネガティブ型レジスト組成物はＫｒＦ、ＡｒＦまたはＦ２エキシマレーザのような短波長領域で高い透光度を表し、高解像度及び高いアスペクト比が提供できる。したがって、ＢＬＲ工程に有利に使われ、高集積半導体素子で要求される高いアスペクト比を有する微細なパターンが形成可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によるネガティブ型レジスト組成物は、ヒドロキシ基を含有するベースポリマーと、エポキシリング構造を有するシリコン含有架橋剤を含んでいる。したがって、下部膜質に対する優れた接着特性及び湿潤性が提供できる。また、本発明によるネガティブ型レジスト組成物はＫｒＦ、ＡｒＦまたはＦ２エキシマレーザのような短波長領域で高い透光度を表し、高解像度及び高いアスペクト比が提供できる。したがって、ＢＬＲ工程に有利に使われ、高集積半導体素子で要求される高いアスペクト比の微細なパターンが形成できる。
以上、本発明を望ましい実施例を上げて詳述しているが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の技術的な思想の範囲内で当分野の当業者によって種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の望ましい実施例による半導体素子のパターン形成方法を説明するために工程順によって示す断面図である。
【図２】本発明の望ましい実施例による半導体素子のパターン形成方法を説明するために工程順によって示す断面図である。
【図３】本発明の望ましい実施例による半導体素子のパターン形成方法を説明するために工程順によって示す断面図である。
【図４】本発明の望ましい実施例による半導体素子のパターン形成方法を説明するために工程順によって示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　基板
１２　　被エッチング膜
２２　　第１レジスト膜
２４　　第２レジスト膜
２４ａ　　露光領域
２４ｂ　　非露光領域
２６　　マスク
【図１】
2004029812.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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