JP2006201361A - シリルフェニレン系ポリマーを含有する中間層形成用組成物およびそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリルフェニレン系ポリマーを含有する中間層形成用組成物およびそれを用いたパターン形成方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、被加工層とホトレジスト層との間に形成される中間層(ハードマスク)を形成するための組成物であって、上記ホトレジスト層をパターニングする際に使用される露光光の反射を防止することができるとともに、ホトレジスト層および被加工層に対して十分なエッチングレートの差を有する中間層を形成するための組成物およびそれを用いたパターン形成方法に関するものである。
集積回路素子の製造においては、高集積度の集積回路を得るために、リソグラフィープロセスにおける加工サイズの微細化が進んでいる。このリソグラフィープロセスは、被加工層上にホトレジスト組成物を塗布、露光、現像してレジストパターンを形成し、そのレジストパターンを配線層、誘電体層等の被加工膜に転写する方法である。
従来、レジストパターンから露出した被加工膜の露出領域は、ドライエッチングによって除去されていた。しかし、レジスト層(以下、「レジストパターン」ともいう。)は、加工サイズの微細化に伴う露光光源の短波長化等により薄膜化されており、充分なドライエッチング耐性を確保できず、被加工膜の高精度な加工が困難となっている。
そこで、現在、レジストパターンを被加工膜へ精度良く転写するために、中間層(ハードマスク)が被加工膜とホトレジスト層との間に挿入されることが検討されるようになっている。例えば、被加工膜上に、シリコンとシリコンとの結合を主鎖に有する有機シリコン化合物を含有し、ガラス転移温度が0℃以上の有機シリコン膜を形成する工程等を含むことにより、寸法制御性よくパターンを形成することを可能とするパターン形成方法が、公開されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、中間層の耐エッチング特性や、短波長光に対する反射防止能(短波長光の吸収能)などのパターニングを考慮した諸特性の改善は不十分であり、これらの特性を同時に満足させる中間層形成用組成物が求められている。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、耐エッチング特性や、短波長光に対する反射防止能(短波長光の吸収能)を改善した中間層形成用組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題解決のため、中間層形成用組成物の開発に着手した結果、
下記一般式(1)
(式中、R1、R2は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜20のアルキル基であり、mおよびnは繰り返し単位数を表す整数である。)
で表される繰り返し単位を有するシリルフェニレン系ポリマー(A)と、
溶剤(B)と、
を少なくとも含有して中間層形成用組成物を構成して使用すれば、上記問題点を解決する良好な作用および効果が得られることを知るに至った。
下記一般式(1)
で表される繰り返し単位を有するシリルフェニレン系ポリマー(A)と、
溶剤(B)と、
を少なくとも含有して中間層形成用組成物を構成して使用すれば、上記問題点を解決する良好な作用および効果が得られることを知るに至った。
すなわち、本発明にかかる中間層形成用組成物は、
下記一般式(1)
(式中、R1、R2は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜20のアルキル基であり、mおよびnは繰り返し単位数を表す整数である。)
で表される繰り返し単位を有するシリルフェニレン系ポリマー(A)と、
溶剤(B)と、
を少なくとも含有してなることを特徴とする。
下記一般式(1)
で表される繰り返し単位を有するシリルフェニレン系ポリマー(A)と、
溶剤(B)と、
を少なくとも含有してなることを特徴とする。
上記構成を特徴とする本発明によれば、短波長光線の反射を防止することができ、ホトレジスト層および被加工層に対して十分なエッチングレートの差を有する中間層を形成することができる中間層形成用組成物を提供することができる。
また、本発明のパターン形成方法は、上記中間層形成用組成物を被加工膜上に塗布し、中間層を形成する中間層形成工程と、上記中間層形成工程で形成された中間層上に、レジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、上記レジストパターン形成工程で形成されたレジストパターンをマスクとして、上記中間層をドライエッチングする中間層エッチング工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の中間層形成用組成物を用いることにより、寸法精度の高いパターンを形成することができる。また、短波長光線の反射を防止することができ、ホトレジスト層および被加工層に対して十分なエッチングレートの差を有する。
以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明の中間層(ハードマスク)形成用組成物は、
下記一般式(1)
(式中、R1、R2は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜20のアルキル基であり、mおよびnは繰り返し単位数を表す整数である。)
で表される繰り返し単位を有するシリルフェニレン系ポリマー(A)と、
溶剤(B)と、
を少なくとも含有することを特徴とする。
本発明の中間層(ハードマスク)形成用組成物は、
下記一般式(1)
で表される繰り返し単位を有するシリルフェニレン系ポリマー(A)と、
溶剤(B)と、
を少なくとも含有することを特徴とする。
〔1〕シリルフェニレン系ポリマー(A)
本発明に用いられるシリルフェニレン系ポリマー(A)は、上記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーである。
本発明に用いられるシリルフェニレン系ポリマー(A)は、上記一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリマーである。
上記R1、R2は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜20のアルキル基である。このようなアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基等が挙げられ、中でもメチル基、プロピル基が好ましい。
上記一般式(1)中のR1とR2とは互いに異なっていることが好ましい。それは、R1とR2とが互いに異なっていると、このポリマー(A)の溶剤(B)への溶解性をコントロールすることができるからである。R1とR2との好適な組み合わせは、R1とR2との炭素数の差が2以上となる組み合わせである。また、R1およびR2の少なくとも一方は、炭素数が10以下であることが好ましい。R1とR2との組み合わせは、具体的には、例えば、メチル基とプロピル基との組み合わせ等が好ましい。
上述のようにR1とR2とを互いに異ならせることによって、ポリマー(A)の溶剤(B)への溶解性を、例えば1〜2wt%であるものを10〜40wt%程度にコントロールすることができる。ポリマー(A)の中でも、溶剤(B)への溶解性は、0.5wt%〜50wt%のものが好ましく、1wt%〜20wt%のものがより好ましい。
上記中間層形成用組成物から形成される中間層(ハードマスク)の膜厚は、用途によって一律に限定することはできないが、その下限値が10nm以上、より好ましくは30nm以上であり、その上限値は1000nm以下、好ましく500nm以下、より好ましくは300nm以下である。
また、上述のようにポリマー(A)の溶剤(B)への溶解性をコントロールすることにより、中間層形成用組成物におけるポリマー濃度の調整が可能となり、このポリマー濃度により、形成される中間層(ハードマスク)の膜厚を調整することが容易となる。
また、本発明の中間層形成用組成物から形成される中間層(ハードマスク)は、繰り返し構造内に芳香環を有している上記一般式(1)の化合物を含んでいるため反射防止性能に優れている。特に193nm程度の短波長光線に対する反射防止性能に優れている。また、上記一般式(1)の化合物の主骨格がシリルフェニレン系材料であるため、ポリシリコン膜、酸化シリコン膜、チッ化シリコン膜等の無機被膜と比較して、エッチングガス、特にCF4、C4F8、CHF3、CH2F2、SF6等のハロゲン化ガスに対するエッチング耐性に優れる。なお、この中間層(ハードマスク)上に形成されるレジスト層は、有機層であるため、このエッチングガスに対して上記中間層(ハードマスク)よりもエッチング耐性に優れる。
さらに、上記一般式(1)中のmを調整することにより、芳香環の割合を調整することができ、上記中間層形成用組成物から形成される中間層(ハードマスク)の吸収特性を適宜調節することができる。但し、上記一般式(1)中のmは、大きすぎると芳香環の数が少なくなるため、193nm付近における光の吸収量が減ってしまう。従って、mは0〜20が好ましく、0〜10であることがより好ましく、特に好ましいのは、m=0である。
さらに、上記一般式(1)中のmを調整することにより、芳香環の割合を調整することができ、上記中間層形成用組成物から形成される中間層(ハードマスク)の吸収特性を適宜調節することができる。但し、上記一般式(1)中のmは、大きすぎると芳香環の数が少なくなるため、193nm付近における光の吸収量が減ってしまう。従って、mは0〜20が好ましく、0〜10であることがより好ましく、特に好ましいのは、m=0である。
本発明の中間層形成用組成物に用いられるシリルフェニレン系ポリマー(A)は、一般式(1)中、nで表される繰り返し単位数が、1〜200のものが好ましく、重量平均分子量が100〜10000、好ましくは1000〜5000の範囲のものが好適である。それは、主に、成膜性、膜の平坦性を確保することが容易となるからであり、エッチング耐性にも優れるからである。特に分子量が低すぎると、シリルフェニレン系ポリマー(A)が揮発してしまい、成膜できない可能性がある。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定することができる。
〔2〕溶剤(B)
本発明に用いる溶剤(B)としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等の多価アルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのモノエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロアルキルケトン、メチルイソアミルケトン等のケトン類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル(PGDM)、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の多価アルコールの水酸基をすべてアルキルエーテル化した多価アルコールエーテル類などが挙げられる。これらの中でも、シクロアルキルケトンまたはアルキレングリコールジアルキルエーテルがより好適である。さらに、アルキレングリコールジメチルエーテルとしては、PGDM(プロピレングリコールジメチルエーテル)が好適である。これらの有機溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合量は、中間層形成用組成物全体量に対して70〜99質量%の範囲が適当である。
本発明に用いる溶剤(B)としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等の多価アルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのモノエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロアルキルケトン、メチルイソアミルケトン等のケトン類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル(PGDM)、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の多価アルコールの水酸基をすべてアルキルエーテル化した多価アルコールエーテル類などが挙げられる。これらの中でも、シクロアルキルケトンまたはアルキレングリコールジアルキルエーテルがより好適である。さらに、アルキレングリコールジメチルエーテルとしては、PGDM(プロピレングリコールジメチルエーテル)が好適である。これらの有機溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合量は、中間層形成用組成物全体量に対して70〜99質量%の範囲が適当である。
本発明の中間層形成用組成物には、上記シリルフェニレン系ポリマー(A)以外のポリマーとして、従来慣用のポリアリーレンエーテルなどの低誘電性ポリマーを混合して用いることができる。その場合の混合量は、混合後の組成物の短波長光に対する反射防止能が実用の範囲に納まる程度である必要がある。この従来の低誘電性ポリマーの混合割合により、エッチング速度を制御することができる。また、アルコキシシランの加水分解物および/または縮合物等のシロキサンポリマーを混合してもよい。
〔3〕パターン形成方法
本発明の中間層形成用組成物を用いたパターン形成方法の例を挙げる。
このパターン形成方法は、少なくとも以下の工程(i)〜(iii)を有する。
(i)本発明の中間層形成用組成物を被加工膜上に塗布し、中間層を形成する中間層形成工程。
(ii)上記中間層形成工程で形成された中間層上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程。
(iii)上記レジストパターン形成工程で形成されたレジストパターンをマスクとして、中間層をドライエッチング処理する中間層エッチング工程。
本発明の中間層形成用組成物を用いたパターン形成方法の例を挙げる。
このパターン形成方法は、少なくとも以下の工程(i)〜(iii)を有する。
(i)本発明の中間層形成用組成物を被加工膜上に塗布し、中間層を形成する中間層形成工程。
(ii)上記中間層形成工程で形成された中間層上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程。
(iii)上記レジストパターン形成工程で形成されたレジストパターンをマスクとして、中間層をドライエッチング処理する中間層エッチング工程。
さらに、以下の(iv)の工程を有することにより被加工層にパターンを形成することができる。
(iv)中間層エッチング工程で得られた中間層をマスクとして、上記被加工膜をドライエッチング処理する被加工膜エッチング工程。
(iv)中間層エッチング工程で得られた中間層をマスクとして、上記被加工膜をドライエッチング処理する被加工膜エッチング工程。
さらに、上記レジストパターン、中間層を剥離・除去する工程があってもよい。
以下に上記各工程を詳細に説明する。
以下に上記各工程を詳細に説明する。
上記工程(i)における被加工膜には、ハロゲン化ガスに対するエッチングレートが上記中間層よりも大きいものが挙げられ、例えば、有機被膜、ならびにシリコン基板、ポリシリコン(poly−Si)膜、酸化シリコン(SiO2)膜およびチッ化シリコン(Si3N4)膜等のシリコン系被膜、金属配線などの無機被膜が挙げられる。これらの被加工膜は、塗布法、CVD法等のいかなる方法で形成されたものであってもよい。
上記中間層は、本発明の中間層形成用組成物を、被加工膜上に塗布し、加熱処理を行なって乾燥させることにより形成することができる。また、上記乾燥後に焼成処理を行なって硬化させてもよい。塗布方法としては、例えば、スプレー法、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法など、任意の方法を用いることができる。中間層の膜厚は、適用するデバイスにより適宜選択される。
上記加熱処理は、例えば80〜300℃程度のホットプレート上で1〜6分程度行なえばよい。この加熱処理は好ましくは3段階以上、段階的に昇温することが好ましい。具体的には、大気中または窒素などの不活性ガス雰囲気中、70〜120℃程度のホットプレート上で30秒〜2分程度第1回目の乾燥処理を行なった後、130〜220℃程度で30秒〜2分程度第2回目の乾燥処理を行い、さらに150〜300℃程度で30秒〜2分程度第3回目の乾燥処理を行なう加熱処理が挙げられる。このようにして3段階以上、好ましくは3〜6段階程度の段階的な乾燥処理を行なうことによって、塗膜の表面を均一とすることができる。
上記加熱処理された塗膜は、次に焼成処理を施してもよい。焼成は、例えば300〜400℃程度の温度で、窒素雰囲気中等で行なえばよい。
また、上記被加工膜と中間層との間に下層膜を設けてもよい。
また、上記被加工膜と中間層との間に下層膜を設けてもよい。
上記工程(ii)で形成されるレジストパターンは、例えば、上記中間層上にホトレジストを塗布し、乾燥させてホトレジスト層を形成し、このホトレジスト層を、露光、現像することにより形成することができる。なお、本願の中間層形成用組成物から形成される中間層は、特に193nm付近の波長の光に対する反射防止能を有しており、上記ホトレジストとしてArFレジストを用いることにより良好なレジストパターンを形成することができる。また、上記中間層とホトレジスト層との間に反射防止膜等を設けてもよい。これにより、他の波長の露光光であっても上記反射防止膜を変更することにより露光光の反射を抑制して良好なレジストパターンを形成することができる。
なお、露光、現像処理は、通常のリソグラフィーで常用のプロセスを用いることができる。
なお、露光、現像処理は、通常のリソグラフィーで常用のプロセスを用いることができる。
上記工程(iii)におけるドライエッチング処理で用いられるエッチングガスとしては、例えばハロゲン化ガスを含むガス等が挙げられる。このようなハロゲン化ガスとしては、レジストパターンよりも中間層に対するエッチングレートが大きくなるものを適宜選択して使用することができる。このようなハロゲン化ガスとしては、具体的には、例えばC4F8、CH2F2等が挙げられる。このようなエッチングガスを用いることにより、レジストパターンの腐食を抑制しつつ、中間層をエッチングすることができ、レジストパターンを中間層に転写することができる。
上記工程(iv)におけるドライエッチング処理で用いられるエッチングガスとしては、ハロゲン化ガスが好ましく、例えばCF4、C4F8、CHF3、CH2F2、SF6等が挙げられる。
本発明の中間層形成用組成物により形成された中間層を使用した場合、無機被膜、特にシリコン系被膜にパターンを形成することが容易となる。
本発明の中間層形成用組成物により形成された中間層を使用した場合、無機被膜、特にシリコン系被膜にパターンを形成することが容易となる。
以下、本発明の実施例を示し、本発明について更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、使用した試薬については特に記載したものを除いては、一般に市販しているものを用いた。
(実施例1)
[193nm波長光での吸光度、屈折率、反射率]
本実施例では、下記化学式(2)の繰り返し単位を有し、分子量4000のシリルフェニレン系ポリマー(A1)を用いた。
[193nm波長光での吸光度、屈折率、反射率]
本実施例では、下記化学式(2)の繰り返し単位を有し、分子量4000のシリルフェニレン系ポリマー(A1)を用いた。
このポリマー(A1)のプロピレングリコールジメチルエーテル(PGDM)3質量%溶液(中間層形成用組成物)を調製した。
上述の中間層形成用組成物をスピンコート法によってシリコンウェハ上に塗布し、ホットプレート上で大気中、80℃、1分間の加熱処理を行った。次いで、150℃で1分間、さらに340℃で1分間の加熱処理を行った(乾燥処理)。得られた被膜(中間層(ハードマスク))の膜厚は、35nmであった。
分光エリプソメータ「WOOLLAM」(J.A.WOOLLAM製)を用いて193nmでの吸光度(k)、屈折率(n)を測定した。その結果、吸光度は0.666、屈折率は1.518であった。次いで、この吸光度および屈折率を用いて反射率シミュレーションを行なった。その結果、波長40nmでの反射率は、0.82%であった。これらの結果より、吸光度、屈折率、反射率すべて良好であることが確認された。
(実施例2)
[ドライエッチング試験]
実施例1と同様にして被膜(中間層(ハードマスク))を得た。得られた中間層に対してドライエッチング処理を行ない、処理前後での膜厚変化を測定しエッチングレートを求めた。
[ドライエッチング試験]
実施例1と同様にして被膜(中間層(ハードマスク))を得た。得られた中間層に対してドライエッチング処理を行ない、処理前後での膜厚変化を測定しエッチングレートを求めた。
上記ドライエッチング処理は、以下の通りにして行った。
(1)CF4/CHF3/Heからなるエッチャー(流量:120sccm)を用い、CHF3の量を変化させて、温度20〜25℃、出力700W、圧力300mTorrの条件下において、上記被膜について60秒間のドライエッチングを行った。その結果を図1に示す。ここで、図1は、本発明の中間層形成用組成物から形成された中間層およびTh.SiO2膜(熱酸化により形成されたシリコン酸化膜)のエッチングレートを示すグラフである。
(1)CF4/CHF3/Heからなるエッチャー(流量:120sccm)を用い、CHF3の量を変化させて、温度20〜25℃、出力700W、圧力300mTorrの条件下において、上記被膜について60秒間のドライエッチングを行った。その結果を図1に示す。ここで、図1は、本発明の中間層形成用組成物から形成された中間層およびTh.SiO2膜(熱酸化により形成されたシリコン酸化膜)のエッチングレートを示すグラフである。
(2)CF6/O2からなるエッチングガス(流量:110sccm)を用い、CF6/O2の割合を変えて、温度100℃、出力500W、圧力500mTorr下の条件下において、60秒間のドライエッチングを行った。その結果を図2に示す。ここで、図2は、本発明の中間層形成用組成物から形成された中間層、Poly−Si膜およびCVD−Si3O4膜(CVD法で形成したSi3N4膜)のエッチングレートを示すグラフである。
(比較例1)
[ドライエッチング試験]
実施例2の(1)と同様にして、Th.SiO2膜に対してドライエッチング処理を行ない、エッチングレートを測定した。その結果を図1に示す。
[ドライエッチング試験]
実施例2の(1)と同様にして、Th.SiO2膜に対してドライエッチング処理を行ない、エッチングレートを測定した。その結果を図1に示す。
(比較例2)
[ドライエッチング試験]
実施例2の(2)と同様にして、Poly−Si膜およびCVD−Si3N4膜に対してドライエッチング処理を行い、エッチングレートを測定した。その結果を図2に示す。
[ドライエッチング試験]
実施例2の(2)と同様にして、Poly−Si膜およびCVD−Si3N4膜に対してドライエッチング処理を行い、エッチングレートを測定した。その結果を図2に示す。
以上実施例1、2および比較例1、2より、本発明の中間層形成用組成物から形成された中間層は、Th.SiO2膜、Poly−Si膜、およびCVD−Si3N4膜と比べてエッチング耐性があることが認められた。
(実施例3)
[パターン形状の評価]
実施例1と同様にして塗布液(中間層形成用組成物)を得た。得られた中間層形成用組成物をスピンコート法によってTh.SiO2膜上に塗布し、ホットプレート上で大気中、80℃、1分間の加熱処理を行った。次いで、150℃で1分間、さらに320℃で1分間の加熱処理を行った(乾燥処理)。得られた中間層の膜厚は、35nmであった。上記中間層の上に、アセタール系のArFレジスト組成物を回転塗布し、105℃にて90秒間加熱処理し、膜厚1200nmのArFレジスト層を形成した。この基板に対して、NSR S−306C(ニコン社製)を用いて露光処理し、続いて2.38wt%TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液にて60秒間の現像処理を行い、レジストパターン(レジスト層)を形成した。その結果、良好なレジストパターンが形成された。
[パターン形状の評価]
実施例1と同様にして塗布液(中間層形成用組成物)を得た。得られた中間層形成用組成物をスピンコート法によってTh.SiO2膜上に塗布し、ホットプレート上で大気中、80℃、1分間の加熱処理を行った。次いで、150℃で1分間、さらに320℃で1分間の加熱処理を行った(乾燥処理)。得られた中間層の膜厚は、35nmであった。上記中間層の上に、アセタール系のArFレジスト組成物を回転塗布し、105℃にて90秒間加熱処理し、膜厚1200nmのArFレジスト層を形成した。この基板に対して、NSR S−306C(ニコン社製)を用いて露光処理し、続いて2.38wt%TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液にて60秒間の現像処理を行い、レジストパターン(レジスト層)を形成した。その結果、良好なレジストパターンが形成された。
次いで、CF6/Ar(流量:10/100sccm)からなるエッチングガスを用いて、温度−10℃、出力1600/50W、圧力3mTorrの条件下において、上記中間層をドライエッチングすることにより、上記レジストパターンを上記中間層に転写した。その結果、レジストパターンが中間層に良好に転写された。
さらに、C4F8/CH2F2/O2/Ar(流量:7/31/2/100sccm)からなるエッチングガスを用いて、温度20℃、出力1600/150W、圧力3mTorrの条件下において、上述のようにして得られた転写中間層を介して下層のTh.SiO2膜のエッチングを行なった。その結果、良好なパターンが形成された。最終的に、ラインアンドスペース(L/S)=218/58nm、238/51nm、230/82nmのパターンを形成することができた。
(実施例4)
[パターン形状の評価]
本実施例では、上記化学式(2)の繰り返し単位を有し、分子量1000のシリルフェニレン系ポリマー(A2)を用いた。
[パターン形状の評価]
本実施例では、上記化学式(2)の繰り返し単位を有し、分子量1000のシリルフェニレン系ポリマー(A2)を用いた。
このポリマー(A2)1.0gのプロピレングリコールジメチルエーテル(PGDM)3質量%溶液(中間層形成用組成物)を調製した。
上述の中間層形成用組成物をスピンコート法によってTh.SiO2膜上に塗布し、ホットプレート上で大気中、80℃、1分間の加熱処理を行った。次いで150℃で1分間、さらに320℃で1分間の加熱処理を行った(乾燥処理)。
実施例3と同様にして、レジストパターンを形成した。次いで、中間層を実施例3と同様にしてエッチングした。さらに、実施例3と同様にして得られた転写中間層を介して下層のTh.SiO2膜をエッチングした。その結果、どの過程においても良好なパターンが形成された。
以上のように、本発明の中間層形成用組成物は、リソグラフィーを用いたパターン形成に有用である。
Claims (10)
- 前記一般式(1)中のR1とR2とは、互いに異なっていることを特徴とする請求項1に記載の中間層形成用組成物。
- 前記一般式(1)中のR1とR2とにおける炭素原子の数の差は、2以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の中間層形成用組成物。
- 前記シリルフェニレン系ポリマー(A)の重量平均分子量は、100〜10000であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の中間層形成用組成物。
- 前記露光処理に用いられる露光光の波長は、193nmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の中間層形成用組成物。
- 前記溶剤(B)は、シクロアルキルケトンまたはアルキレングリコールジアルキルエー
テルであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の中間層形成用組成物。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の中間層形成用組成物を被加工膜上に塗布し、中間層を形成する中間層形成工程と、
前記中間層形成工程で形成された中間層上に、レジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程で形成されたレジストパターンをマスクとして、前記中間層をドライエッチング処理する中間層エッチング工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。 - さらに、前記中間層エッチング工程で得られた中間層をマスクとして、前記被加工膜をドライエッチング処理する被加工膜エッチング工程を含むことを特徴とする請求項7に記載のパターン形成方法。
- 前記被加工膜エッチング工程において、前記ドライエッチング処理はエッチングガスとしてハロゲン化ガスを用いる処理であることを特徴とする請求項8に記載のパターン形成方法。
- 前記被加工膜は、無機被膜であることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
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