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

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。

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。