FCC-A02-02

The Fullerene resist for EUV lithography

フロンティアカーボン(株)の親会社、三菱化学(株)、及び(株)三菱化学科学技術研究センターは、この度、(株)半導体先端テクノロジーズ殿の御協力の元、EUV（極端紫外）露光装置用レジスト材料に適した、新たなフラーレン誘導体”nanom® spectra M100”の開発に成功しました。

2013年頃に実用化とされているEUVリソグラフィーにおいては、20nm以下の微細化技術が必要です。本フラーレン誘導体は、従来主流であったポリマー系の材料と比較し高いエッチング耐性を有することが確認出来ており、薄膜化が可能であることからより微細加工に適しています。

今回、(株)半導体先端テクノロジーズ殿でのEUV露光評価において、ポジ型の分子レジストとしては世界最高水準の性能が確認されました。

Evaluation results of a positive-tone Fullerene resist by EUV lithography

nanom® spectra M100

RRR R

RRR

RR

RMe

Me

RRR RRMe

R

R

R

�� RRMe

Mixture of isomer OHR =

□ Solubility in ester solvents ： > 20wt%

□ Dissolution rate in 0.26N (2.38%) TMAH aq.： 5.3 × 103 nm/sec

ref.) PHS polymer (VP-15000)： 4.8 × 102 nm/sec

□ Thermal stability ：400℃(TG analysis, under N2 condition , 10℃/min)

hp 28nmhp 45nm

Lithographic conditionSubstrate : Si with under-layer Thickness : 50nm

hp 26nm hp 25nm hp 24nm hp 23nm

Mitsubishi Chemical CorporationMitsubishi Chemical Group Science and Technology Research Center , Inc.

7.916.5

7.216.5

7.616.5 16.5 16.5

LWR(nm): 4.2nm Dose:17.0mJ/cm2

9.1

Top and cross-sectional views of dense Lines of Fullerene resist

Exposure too l : SFET (x-slit)PAB / PEB : 110℃ / 110℃Development : TMAH 0.26N 30 sec

FCC-A02-02

1.00E+15

1.00E+16

1.00E+17

1.00E+18

1.00E+19

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321Resist samples

Res

ist o

utga

ssin

g ra

te(m

olec

ules

/cm

2/s)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

ArF resist(dry)

SMR377(PHS-tBOC)

MET-2D Fullereneresist

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

ArF resist(dry)

SMR377(PHS-tBOC)

MET-2D Fullereneresist

本データは（株）半導体先端テクノロジーズ殿と（株）三菱化学殿が共同で取得しました。

Res

ist o

utga

ssin

g ra

te(m

olec

ules

・cm

-2 ・

s-1) 1×1019

1×1018

1×1017

1×1016

1×1015

MET2D

SSR3SSR (Selete Standard Resist)

Relative dry-etching rate of Fullerene resist compared with typical resists Dry-etcher: U-8150 (Hitachi)Etching :Cl2, 0.4Pa, 500W

Dry-etcher: U-8150 (Hitachi)Etching :CF4, 0.4Pa, 500W

Nor

mal

ized

etc

hing

rate

1.000.81

0.370.53

1.00 0.96

0.620.79

After etching

Resist(60nmt)/UL-F(20nmt)/Poly-Si(50nmt)/SiO2(4nmt)/Si

Before etching

Resist(60nmt)/UL-F(20nmt)

Pattern transfer to 50nm-thick poly-Si using single Layer Fullerene resist hp 45nm hp 32nm hp 30nm hp 28nm hp 26nm

Resist samples

Resist outgassing rate of more than 300 EUV resist samples

Fullereneresist

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