JP2006091889A - 半導体素子製造用のマスクパターン及びその形成方法、並びに微細パターンを持つ半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体基板上に形成されたレジストパターンと、レジストパターンの表面上で陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーが水素結合によって相互連結されたジッパー型の接合領域を持つゲル層と、を備える半導体素子製造用のマスクパターン。マスクパターンの形成において、レジストパターン上にゲル層を形成するために、陽子供与ポリマー、陽子受容ポリマー、及び塩基を含むコーティング組成物を準備する。コーティング組成物をレジストパターンの表面に接触させる。コーティング組成物がレジストパターンの表面に接触した状態でレジストパターンを熱処理して、レジストパターンからコーティング組成物に酸を拡散させる。
【選択図】 図1
Description
ステップ10で、先ず、半導体基板上にエッチング対象の下地膜を形成する。前記下地膜は、例えば、シリコン膜、酸化膜、窒化膜、または酸化窒化膜のような絶縁膜、導電膜、半導体膜、またはレジスト膜などいかなる膜質でも形成できる。前記下地膜にコンタクトホールを形成するための工程の場合には、前記下地膜として絶縁膜を形成する。
ステップ20で、陽子供与ポリマー、陽子受容ポリマー、及び塩基を含むコーティング組成物を製造する。ここで、前記コーティング組成物内に含まれるあらゆる構成要素、すなわち、陽子供与ポリマー、陽子受容ポリマー及び塩基はそれぞれ水溶性である。
前記陽子供与ポリマーは、−COOHまたは−COOR基を持つモノマー反復単位を含む。ここで、Rは、置換または非置換のC1〜C20の炭化水素基である。
前記陽子受容ポリマーは、アミド基を持つモノマー反復単位を含む。
望ましくは、前記陽子受容ポリマーは、化学式3で表示されるビニルモノマーユニットからなる第1反復単位を含みうる。
前記塩基は、前記コーティング組成物内で陽子供与ポリマーと陽子受容ポリマーとの間に水素結合が形成されて、水に不溶性のインターポリマーコンプレックスを形成することを抑制するために使用するものである。前記塩基によって陽子供与ポリマーに−COO−基で構成される欠陥領域が提供されることによって、陽子供与ポリマーと陽子受容ポリマーとが相互インターポリマーコンプレックスを形成せずに透明な水溶液状態を維持できる。
前記コーティング組成物は少量のプロトン酸をさらに含みうる。前記酸は、後続工程でレジストパターンの表面にゲル層を形成するための熱処理を行う時、前記レジストパターンから広がる酸以外に追加の酸を提供することによって、前記コーティング組成物のゲル化をさらに容易にする。
前記界面活性剤は、前記コーティング組成物がステップ10で製造されたレジストパターン上にコーティングされる時に優秀なカーバレッジ特性を得るために添加されるものであって、場合によって省略可能である。前記界面活性剤は、前記コーティング組成物の総量を基準に0.01〜0.5重量%の量で含まれる。前記界面活性剤として多様な物質を使用できる。例えば、市販されている商品名“Zonyl−FSN”(DuPont)、“PolyFox(TM)”(OMNOVA Solutions Inc.)、“FluoradTM”(3M)、“NONIPORUTM”(三洋化成)、“MEGAFACETM”(大日本インキ化学工業株式会社)、またはそれらの混合物を使用できる。
本発明で形成しようとするマスクパターンのドライエッチングに対する耐性を向上させるために、前記コーティング組成物はアルコール、エーテル、1次アミン、2次アミン、3次アミン及び有機塩からなる群から選択される添加剤をさらに含みうる。望ましくは、前記添加剤として、R11−OH、R12−O−R13、N(H)2R14、NHR15R16、NR17R18R19、(R20)4NSO3R21、(R22)4NCO2R23を使用する。ここで、R11〜R23は、それぞれ直鎖アルキル、分岐鎖アルキル、環状アルキル、芳香族環、アルキル置換芳香族環、または−(CH2)n−である。
前記コーティング組成物を構成する溶媒は、純水、または純水と有機溶媒との混合物からなる。望ましくは、前記溶媒は純水のみでなる。前記溶媒を純水と有機溶媒との混合物で構成する場合、前記有機溶媒は、前記コーティング組成物の総量を基準に0〜20重量%の量で含まれうる。前記有機溶媒として、例えば、アルコール、ニトリル、ケトン、エステル、乳酸塩エステル、芳香族炭化水素、アミドなどを使用できる。
ステップ30で、前記陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーを含んでいるコーティング組成物をステップ10で形成したレジストパターンの表面に接触させる。前記コーティング組成物を前記レジストパターンの表面に接触させるために、スピンコーティング、パッドル(puddling)、ディッピングまたはスプレー方法を利用できる。望ましくは、スピンコーティング方法を利用する。
前記レジストパターンから前記コーティング組成物に酸を拡散させるために、前記コーティング組成物が前記レジストパターンの表面に接触した状態で、前記レジストパターンが形成された基板を熱処理する。望ましくは、前記熱処理は、約120〜170℃の温度で約60〜90秒間行う。前記のような熱処理の結果として、前記レジストパターンの表面には陽子供与ポリマーと陽子受容ポリマーとが水素結合によって相互連結されたジッパー型の接合領域を持つゲル層が形成される。ジッパー型の接合領域に関する詳細な事項は、文献(Macromolecules 2003,36,pp5392−5405及びEur.Polym.J.Vol 24,No.2,pp171−175,1988)を参照する。
ステップ50で、前記レジストパターンの表面に形成された前記ゲル層の周辺に残留している水溶性コーティング組成物を除去する。前記コーティング組成物を除去するために純水を使用するリンス工程を行うことが望ましい。前記リンス工程は、例えば、前記半導体基板を約500〜4000rpmに回転させつつ約30〜90秒間行われうる。
ステップ60で、前記レジストパターン及びゲル層をエッチングマスクとして前記半導体基板上の下地膜をエッチングする。その結果、リソグラフィー技術での波長限界を超える微細パターンを具現できる。
ステップ21で、陽子受容ポリマー及び塩基を含む第1水溶液を製造する。前記第1水溶液は、陽子受容ポリマー及び塩基以外に第1溶媒を含む。前記第1溶媒は、純水、または純水と有機溶媒との混合物からなりうる。前記第1水溶液は、界面活性剤及び添加剤をさらに含みうる。使われる陽子供与ポリマーの種類によって、前記第1水溶液で塩基は省略されてもよい。すなわち、陽子供与ポリマーの保護基が多いほど塩基の量を減らしうる。前記陽子受容ポリマー、塩基、界面活性剤、添加剤、及び第1溶媒に関する詳細な事項は、図1のステップ20についての詳細な説明を参照する。
ステップ22で、陽子供与ポリマーを含む第2水溶液を製造する。前記第2水溶液は、前記陽子供与ポリマー以外に第2溶媒を含む。前記第2溶媒は、純水、または純水と有機溶媒との混合物からなりうる。
ステップ23で、前記第1水溶液と前記第2水溶液との混合液を製造する。そのために、前記第2水溶液を前記第1水溶液に少量ずつ滴加する。望ましくは、前記第2水溶液を第1水溶液に滴加する間に前記混合液内でインターポリマーコンプレックスが形成されることを防止するために、前記混合液を激しく攪拌しつつ滴加する。もし、第1水溶液を第2水溶液に加えれば、溶解され難い沈殿物またはヒドロゲルが多量生成されて望ましくない。
ステップ24で、前記第1水溶液と第2水溶液との混合液が得られた後、前記混合液内に存在する可能性がある少量の沈殿物またはヒドロゲルを完全に分散させるために、前記混合液を超音波処理する。前記超音波処理は、必要な場合に限って行い、場合によって省略可能である。
ステップ25で、前記混合液をろ過して透明な溶液状態のコーティング組成物を形成する。
(ステップ1−1)レジストパターンの形成
8インチのベア(bare)シリコンウェーハ上に反射防止膜(DUV−30、日産化学工業製)を約360Åの厚さに形成した後、その上にArF用フォトレジスト(SAIL−G24c、信越化学工業製)をスピンコーティングし、約105℃で約60秒間ベーキングして約3000Å厚さのレジスト膜を形成した。前記レジスト膜を、ArF(193nm)ステッパーを利用して露光した後、約105℃で約60秒間PEB(Post−Exposure Bake)工程を行った。その後、2.38重量%の水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)溶液を利用して現像した。その結果、前記ウェーハ上には複数の開口部が形成されたレジストパターンが得られた。前記レジストパターンは、129.7nmの直径を持つ独立ホールパターン(isolated hole pattern:以下、“iホールパターン”という)と、複数のホールパターンが240nmピッチで密集されているホールパターンアレイのうち、そのセンター付近で選択された138.0nmの直径を持つ密集ホールパターン(hole pattern in dense hole pattern array:以下、“dホールパターン”という)とを含んでいる。
ポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)(720mg)及びt−ブチルアセトアセテート(4.7g)を混合して62℃で7時間攪拌した後、過量のへキサンで沈殿させて上澄液(supernatant)を注ぎ出した。得られた固体をTHF(tetrahydrofuran)/へキサンで精製し、真空下で30℃の温度で一晩中乾燥させて白色パウダー状の部分的にtブチル保護されたポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)(640mg)を得た。
1978mgのH2O(純水)に溶解されているトリエタノールアミン(TEA)(22mg)、198mgのH2Oに溶解されているZonyl FSN(2.0mg)、及び1.8gのH2Oを900mgのH2Oに溶解されているポリ(ビニルピロリドン)(100mg)に加えて、第1水溶液を形成した。ステップ1−2で得られた部分的にtブチル保護されたポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)100mgが900mgのH2Oに溶解されている第2水溶液を、前記第1水溶液に激しい攪拌と共に滴加した。滴加する間に形成された少量のヒドロゲルを超音波処理によって再び分解させた後、得られた溶液をろ過して澄んだコーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物のLCSTは約45℃であった。澄んだ水溶液を得るために使われた塩基、すなわち、TEAの量は、使われた樹脂の総量を基準に11重量%であった。
ステップ1−3で得られたコーティング組成物を、ステップ1−1で得られたレジストパターン上にスピンコーティング方法によって印加して均一な膜を形成し、それを約145℃で約60秒間ベーキングした後、純水でリンスした。その結果、前記レジストパターンの表面に水に不溶性のゲル層が均一に形成され、前記iホールパターン及びdホールパターンの直径がそれぞれ59.1nm及び115.7nmに縮小したことを確認した。
(ステップ2−1)コーティング組成物の製造
3465mg H2Oに溶解されているトリエタノールアミン(TEA)(35mg)、396mgのH2Oに溶解されているZonylFSN(4.0mg)、及び100mgのH2Oを900mgH2Oに溶解されているポリ(ビニルピロリドン)(100mg)に加えて第1水溶液を形成した。例1とは違って保護基のないポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)100mgが900mgのH2Oに溶解されている第2水溶液を、前記第1水溶液に激しい攪拌と共に滴加した。得られた溶液をろ過して澄んだコーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物のLCSTは約50℃であった。澄んだ水溶液を得るまで樹脂の総量を基準に17重量%のTEAが使われた。これは、本例では保護基のないポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)を使用したので、澄んだ水溶液を得るためには、例1の場合に比べて非常に多量の塩基が要求されたと解釈できる。
ステップ2−1で得られたコーティング組成物を、例1のステップ1−1と同じ方法で得られたレジストパターン上にスピンコーティング方法によって印加して、均一な膜を形成し、それを約145℃で約60秒間ベーキングした後、純水でリンスした。その結果、前記レジストパターンの表面に水に不溶性のゲル層が均一に形成され、前記iホールパターン及びdホールパターンの直径がそれぞれ73.8nm及び115.3nmに縮小したことを確認した。
(ステップ3−1)レジストパターンの形成
115℃で約60秒間PEB工程を行ったことを除いて、例1のステップ1−1と同じ方法でレジストパターンを形成した。前記レジストパターンは、174.8nmの直径を持つiホールパターンと、134.7nmの直径を持つdホールパターンとを含んでいる。
ポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)(370mg)、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(10mg)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン(3.0mg)、及びt−BuOH(2.0g)を23℃で4時間攪拌した後、過量のへキサンで沈殿させて上澄液を注ぎ出した。得られた固体を真空下で30℃の温度で一晩中乾燥させて、白色固体状の10%のtブチル保護されたポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)(319mg)を得た。
215mgのH2Oに溶解されている水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)(5.2mg)、99mgのH2Oに溶解されているZonyl FSN(1.0mg)、及び1.7gのH2Oを450mgH2Oに溶解されているポリ(ビニルピロリドン)(50mg)に加えて第1水溶液を形成した。ステップ3−1で得られた10%のtブチル保護されたポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)50mgが450mgのH2Oに溶解されている第2水溶液を、前記第1水溶液に激しい攪拌と共に滴加した。得られた溶液をろ過して澄んだコーティング組成物を得た。澄んだ水溶液を得るのに必要なTMAHの量は、使われた樹脂の総量を基準に5.3重量%であった。
ステップ3−3で得られたコーティング組成物をステップ3−1で得られたレジストパターン上にスピンコーティング方法によって印加して均一な膜を形成し、それを約145℃で約60秒間ベーキングした後、純水でリンスした。その結果、前記レジストパターンの表面に水に不溶性のゲル層が均一に形成され、前記iホールパターン及びdホールパターンの直径がそれぞれ160.1nm及び122.7nmに縮小したことを確認した。
(ステップ4−1)コーティング組成物の製造
1660mgのH2Oに溶解されているTMAH(40mg)、198mgのH2Oに溶解されているZonyl FSN(2.0mg)、及び6.1gのH2Oを1800mgのH2Oに溶解されているポリ(ビニルピロリドン)(200mg)に加えて第1水溶液を形成した。例3とは違って、保護基のないポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)200mgが1800mgのH2Oに溶解されている第2水溶液を前記第1水溶液に激しい攪拌と共に滴加した。得られた溶液をろ過して澄んだコーティング組成物を得た。澄んだ水溶液を得るまで樹脂の総量を基準に11重量%のTMAHが使われた。これは、本例では保護基のないポリ(アクリル酸−コ−マレイン酸)を使用したので、澄んだ水溶液を得るためには例3の場合に比べて非常に多量の塩基が要求されたと解釈できる。
ステップ2−1で得られたコーティング組成物を、例3のステップ3−1と同じ方法で形成されたレジストパターン上にスピンコーティング方法によって印加して均一な膜を形成し、それを約145℃で約60秒間ベーキングした後、純水でリンスした。その結果、前記レジストパターンの表面には化学的付着層の形成が観察されなかった。
110 下地膜
120 レジストパターン
130 コーティング組成物
132 ゲル層
Claims (86)
- 半導体基板上に形成されたレジストパターンと、
前記レジストパターンの表面上で陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーが水素結合によって相互連結されたジッパー型の接合領域を持つゲル層と、を備えることを特徴とする半導体素子製造用のマスクパターン。 - 前記ゲル層は、水に不溶性であることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記ゲル層のジッパー型の接合領域内には、陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーが水素結合されている複数の水素結合領域と、前記水素結合領域間で相互ループを形成している欠陥領域が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記欠陥領域には、前記陽子供与ポリマーに連結されている−COO−基が位置していることを特徴とする請求項3に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記欠陥領域には、前記陽子供与ポリマーに連結されている−COOR基(式中、Rは、置換または非置換のC1〜C20の炭化水素基、または置換または非置換のC1〜C20の酸分解性基)が位置していることを特徴とする請求項3に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記Rは、酸分解性基であることを特徴とする請求項5に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記Rは、シリコン含有基であることを特徴とする請求項5に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記Rは、メチル、アセチル(イソプロピル)(2−メチル−ブタン−3−オン−2−イル)、t−ブチル、イソノルボニル、2−メチル−2−アダマンチル、2−エチル−2−アダマンチル、3−テトラヒドロフラニル、3−オキソシクロヘキシル、γ−ブチルラクトン−3−イル、マバロニックラクトン、γ−ブチロラクトン−2−イル、3−メチル−γブチロラクトン−3−イル、2−テトラヒドロピラニル、2−テトラヒドロフラニル、2,3−プロピレンカーボネート−1−イル、1−メトキシエチル、1−エトキシエチル、1−(2−メトキシエトキシ)エチル、1−(2−アセトキシエトキシ)エチル、t−ブトキシカルボニルメチル、メトキシメチル、エトキシメチル、トリメトキシシリル及びトリエトキシシリルからなる群から選択されることを特徴とする請求項5に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子供与ポリマーは、−COOHまたは−COOR基(式中、Rは置換または非置換のC1〜C20の炭化水素基、または置換または非置換のC1〜C20の酸分解性基)を持つモノマー反復単位を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子供与ポリマーは、アクリルアミドタイプのモノマーユニット、ビニルタイプのモノマーユニット、アルキレングリコールタイプのモノマーユニット、無水マレイン酸モノマーユニット、エチレンイミンモノマーユニット、オキサゾリン基を含むモノマーユニット、アクリロニトリルモノマーユニット、アリルアミドモノマーユニット、3,4−ジヒドロピランモノマーユニット及び2,3−ジヒドロフランモノマーユニットのうち選択される少なくとも一つの第2反復単位をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子供与ポリマーは、1,000〜100,000ダルトンの重量平均分子量を持つことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子受容ポリマーは、アミド基を持つモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子受容ポリマーは、ビニルピロリドンモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項15に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子受容ポリマーは、ビニルカプロラクタムモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項15に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子受容ポリマーは、アクリルタイプのモノマーユニット、ビニルタイプのモノマーユニット、アルキレングリコールタイプのモノマーユニット、エチレンイミンモノマーユニット、オキサゾリン基を含むモノマーユニット、アクリロニトリルモノマーユニット、アリルアミドモノマーユニット、3,4−ジヒドロピランモノマーユニット及び2,3−ジヒドロフランモノマーユニットのうち選択される少なくとも一つの第2反復単位をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記陽子受容ポリマーは、1,000〜100,000ダルトンの重量平均分子量を持つことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記ゲル層は、界面活性剤をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記レジストパターンは、ノボラック樹脂とDNQ(diazonaphthoquinone)系化合物を含む材料で構成されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記レジストパターンは、PAG(Photo Acid Generator)を含む化学増幅型レジスト組成物で構成されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記レジストパターンは、g−ライン用レジスト組成物、i−ライン用レジスト組成物、KrFエキサイマーレーザー(248nm)用レジスト組成物、ArFエキサイマーレーザー(193nm)用レジスト組成物、F2エキサイマーレーザー(157nm)用レジスト組成物、またはEビーム用レジスト組成物からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記レジストパターンは、ポジティブ型レジスト組成物またはネガティブ型レジスト組成物からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記レジストパターンには、ホールパターンを限定するように複数の開口部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 前記レジストパターンは、ラインアンドスペースパターンを限定するように複数のラインパターンで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子製造用のマスクパターン。
- 基板上にレジストパターンを形成するステップと、
陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーが水素結合によって相互連結されたジッパー型の接合領域を持つゲル層を前記レジストパターンの表面に形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。 - 前記ゲル層を形成するステップと、
陽子供与ポリマー、陽子受容ポリマー、及び塩基を含むコーティング組成物を準備するステップと、
前記コーティング組成物を前記レジストパターンの表面に接触させるステップと、
前記コーティング組成物が前記レジストパターンの表面に接触した状態で前記レジストパターンを熱処理して、前記レジストパターンから前記コーティング組成物に酸を拡散させるステップと、を含むことを特徴とする請求項28に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。 - 前記コーティング組成物を準備するステップは、
前記陽子受容ポリマー及び塩基が含まれている第1水溶液を準備するステップと、
前記陽子供与ポリマーを含む第2水溶液を前記第1水溶液に加えて混合物を得るステップと、を含むことを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。 - 前記コーティング組成物を準備するステップは、前記コーティング組成物内の沈殿物またはヒドロゲルを除去するために、前記第1水溶液及び第2水溶液の混合液を超音波処理するステップさらに含むことを特徴とする請求項30に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記コーティング組成物を準備するステップは、前記第1水溶液及び第2水溶液の混合液をろ過するステップをさらに含むことを特徴とする請求項30に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記塩基は、アミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、または水酸化テトラエチルアンモニウムであることを特徴とする請求項30に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記塩基は、前記コーティング組成物の総量を基準に0.1〜5.0重量%の量で含まれていることを特徴とする請求項30に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記第1水溶液は、アルコール、エーテル、1次アミン、2次アミン、3次アミン及び有機塩からなる群から選択される添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項30に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記コーティング組成物内で前記陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーは、1:9〜9:1の重量比で混合されていることを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記コーティング組成物は、界面活性剤及び酸のうち選択される少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記界面活性剤及び酸は、それぞれ前記コーティング組成物の総量を基準に0.01〜0.5重量%の量で含まれていることを特徴とする請求項37に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーは、それぞれ前記コーティング組成物の総量を基準に0.1〜5.0重量%の量で含まれていることを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子供与ポリマーは、−COOHまたは−COOR基(式中、Rは、置換または非置換のC1〜C20の炭化水素基)を持つモノマーユニット反復単位を含むことを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子供与ポリマーは、アクリルアミドタイプのモノマーユニット、ビニルタイプのモノマーユニット、アルキレングリコールタイプのモノマーユニット、無水マレイン酸モノマーユニット、エチレンイミンモノマーユニット、オキサゾリン基を含むモノマーユニット、アクリロニトリルモノマーユニット、アリルアミドモノマーユニット、3,4−ジヒドロピランモノマーユニット及び2,3−ジヒドロフランモノマーユニットのうち選択される少なくとも一つの第2反復単位をさらに含むことを特徴とする請求項41に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子供与ポリマーは、1,000〜100,000ダルトンの重量平均分子量を持つことを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、アミド基を持つモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、ビニルピロリドンモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項46に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、ビニルカプロラクタムモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項46に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、アクリルタイプのモノマーユニット、ビニルタイプのモノマーユニット、アルキレングリコールタイプのモノマーユニット、エチレンイミンモノマーユニット、オキサゾリン基を含むモノマーユニット、アクリロニトリルモノマーユニット、アリルアミドモノマーユニット、3,4−ジヒドロピランモノマーユニット及び2,3−ジヒドロフランモノマーユニットのうち選択される少なくとも一つの第2反復単位をさらに含むことを特徴とする請求項44に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、1,000〜100,000ダルトンの重量平均分子量を持つことを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記レジストパターンから前記コーティング組成物に酸を拡散させるために、前記基板を120〜170℃の温度に加熱することを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 前記ゲル層が形成された後、前記ゲル層の周辺に残留するコーティング組成物を純水で除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項29に記載の半導体素子製造用のマスクパターン形成方法。
- 半導体基板上に下地膜を形成する工程と、
前記下地膜を第1幅ほど露出させる開口部を持つレジストパターンを形成する工程と、
陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーが水素結合によって相互連結されたジッパー型の接合領域を持つゲル層を、前記レジストパターンの表面に形成する工程と、
前記レジストパターン及びゲル層をエッチングマスクとして前記下地膜をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 前記ゲル層を形成する工程は、
陽子供与ポリマー、陽子受容ポリマー、及び塩基を含むコーティング組成物を準備する工程と、
前記コーティング組成物を前記レジストパターンの表面に接触させる工程と、
前記コーティング組成物が前記レジストパターンの表面に接触した状態で前記レジストパターンを熱処理して、前記レジストパターンから前記コーティング組成物に酸を拡散させる工程と、を含むことを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記コーティング組成物を準備する工程は、
前記陽子受容ポリマー及び塩基が含まれている第1水溶液を準備する工程と、
前記陽子供与ポリマーを含む第2水溶液を前記第1水溶液に加えて混合物を得る工程と、を含むことを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記コーティング組成物を準備する工程は、前記コーティング組成物内の沈殿物またはヒドロゲルを除去するために、前記第1水溶液及び第2水溶液の混合液を超音波処理する工程をさらに含むことを特徴とする請求項56に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記コーティング組成物を準備する工程は、前記第1水溶液及び第2水溶液の混合液をろ過する工程をさらに含むことを特徴とする請求項56に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記塩基は、アミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、または水酸化テトラエチルアンモニウムであることを特徴とする請求項56に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記塩基は、前記コーティング組成物の総量を基準に0.1〜5.0重量%の量で含まれていることを特徴とする請求項56に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第1水溶液は、アルコール、エーテル、1次アミン、2次アミン、3次アミン及び有機塩からなる群から選択される添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項56に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記コーティング組成物内で、前記陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーは1:9〜9:1の重量比で混合されていることを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記コーティング組成物は、界面活性剤及び酸のうち選択される少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記界面活性剤及び酸は、それぞれ前記コーティング組成物の総量を基準に0.01〜0.5重量%の量で含まれていることを特徴とする請求項63に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子供与ポリマー及び陽子受容ポリマーは、それぞれ前記コーティング組成物の総量を基準に0.1〜5.0重量%の量で含まれていることを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子供与ポリマーは、−COOHまたは−COOR基(式中、Rは、置換または非置換のC1〜C20の炭化水素基)を持つモノマーユニット反復単位を含むことを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子供与ポリマーは、アクリルアミドタイプのモノマーユニット、ビニルタイプのモノマーユニット、アルキレングリコールタイプのモノマーユニット、無水マレイン酸モノマーユニット、エチレンイミンモノマーユニット、オキサゾリン基を含むモノマーユニット、アクリロニトリルモノマーユニット、アリルアミドモノマーユニット、3,4−ジヒドロピランモノマーユニット及び2,3−ジヒドロフランモノマーユニットのうち選択される少なくとも一つの第2反復単位をさらに含むことを特徴とする請求項67に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子供与ポリマーは、1,000〜100,000ダルトンの重量平均分子量を持つことを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、アミド基を持つモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、ビニルピロリドンモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項72に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、ビニルカプロラクタムモノマーユニットからなる第1反復単位を含むことを特徴とする請求項72に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、アクリルタイプのモノマーユニット、ビニルタイプのモノマーユニット、アルキレングリコールタイプのモノマーユニット、エチレンイミンモノマーユニット、オキサゾリン基を含むモノマーユニット、アクリロニトリルモノマーユニット、アリルアミドモノマーユニット、3,4−ジヒドロピランモノマーユニット及び2,3−ジヒドロフランモノマーユニットのうち選択される少なくとも一つの第2反復単位をさらに含むことを特徴とする請求項70に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記陽子受容ポリマーは、1,000〜100,000ダルトンの重量平均分子量を持つことを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記レジストパターンから前記コーティング組成物に酸を拡散させるために、前記基板を120〜170℃の温度に加熱することを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記ゲル層が形成された後、前記ゲル層の周辺に残留するコーティング組成物を純水で除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項55に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記レジストパターンは、ノボラック樹脂及びDNQ系化合物を含む材料で構成されたことを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記レジストパターンは、PAGを含む化学増幅型レジスト組成物で構成されたことを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記レジストパターンは、g−ライン用レジスト組成物、i−ライン用レジスト組成物、KrFエキサイマーレーザー(248nm)用レジスト組成物、ArFエキサイマーレーザー(193nm)用レジスト組成物、F2エキサイマーレーザー(157nm)用レジスト組成物、またはEビーム用レジスト組成物からなることを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記レジストパターンは、ポジティブ型レジスト組成物またはネガティブ型レジスト組成物からなることを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記レジストパターンには、ホールパターンを限定するように複数の開口部が形成されていることを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記レジストパターンは、ラインアンドスペースパターンを限定するように複数のラインパターンで構成されていることを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記下地膜は、絶縁膜、導電膜、半導体膜、またはレジスト膜からなることを特徴とする請求項54に記載の半導体素子の製造方法。
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