JP2010160189A - レジスト下層膜形成方法およびこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リソグラフィーで用いられる少なくとも3層を有する多層レジスト膜のレジスト下層膜の形成方法であって、ビスナフトール基を有する化合物を含有するレジスト下層膜材料を基板上にコーティングし、該コーティングしたレジスト下層膜材料を300℃を超え、600℃以下の温度で、10秒〜600秒間の範囲で熱処理して硬化させることを特徴とするレジスト下層膜形成方法。
【選択図】なし
Description
3層プロセスにおいて珪素含有レジスト中間層膜に反射防止膜としての機能を持たせることができれば、レジスト下層膜に2層プロセスの時のような反射防止膜としての最高の効果は特に必要がない。3層プロセスの場合のレジスト下層膜としては、反射防止膜としての効果よりも基板加工における高いエッチング耐性が要求される。
そのために、芳香族基を多く含有し、エッチング耐性が高いノボラック樹脂が3層プロセス用のレジスト下層膜として用いられてきた。
レジスト中間層膜のk値として0.2以下の低い値と、適切な膜厚設定によって、1%以下の十分な反射防止効果を得ることができる。
通常反射防止膜として、膜厚100nm以下で反射を1%以下に抑えるためにはk値が0.2以上であることが必要であるが(図3参照)、レジスト下層膜である程度の反射を抑えることができる3層レジスト膜のレジスト中間層膜としては0.2より低い値のk値が最適値となる。
図5のk値が0.2のレジスト下層膜は、2層プロセスに最適化されたレジスト下層膜を想定しており、図6のk値が0.6のレジスト下層膜は、波長193nmにおけるノボラックやポリヒドロキシスチレンのk値に近い値である。
レジスト下層膜の膜厚は基板のトポグラフィーによって変動するが、レジスト中間層膜の膜厚はほとんど変動せず、設定した膜厚で塗布できると考えられる。
ここで、特許文献11にビスナフトール基を有するレジスト下層膜形成材料が提案されており、n値、k値共に目標値に近く、エッチング耐性に優れる特徴を有している。
ガラス状のカーボン膜は800℃以上の加熱によって形成される(非特許文献7)。しかしながら、デバイスダメージやウェハーの変形への影響を考えると、リソグラフィーのウェハープロセスでの加熱できる温度の上限は600℃以下、好ましくは500℃以下である。
このように、前記レジスト下層膜材料を基板上にコーティングする方法として、スピンコート法が挙げられる。スピンコート法によりレジスト下層膜を形成すると、基板の凹凸を埋め込むことができる。
このように、レジスト下層膜材料は、更に有機溶剤を含有することが好ましく、更に、スピンコート特性、段差基板の埋め込み特性、膜の剛性や耐溶媒性を上げるために、架橋剤及び酸発生剤を含むことが好ましい。
このように、無機ハードマスク中間膜とレジスト上層膜の間に有機反射防止膜を形成することができる。
このように、無機ハードマスク中間膜をCVD法あるいはALD法により形成することにより、エッチング耐性を高くすることができる。
このように、無機ハードマスク中間膜パターンをエッチングマスクにしてレジスト下層膜をエッチングする際、珪素原子を含む無機ハードマスクは、酸素ガス又は水素ガスによるエッチング耐性を示すために好ましい。
前述のように、少なくとも3層を有する多層レジスト膜のレジスト下層膜の形成方法として、優れた反射防止膜機能とエッチング耐性、耐熱性、耐溶媒性、埋め込み特性を有し、特に基板のエッチング中によれが生じないレジスト下層膜の形成方法が必要視されていた。
(A)下記一般式(A−1)〜(E−1)に示される、アントアントロン、ジベンズピレンキノン、ピラントロン、ビオラントロン、イソビオラントロンのカルボニル基をナフトールと反応させて得られるビスナフトール基を有する化合物、又は下記一般式(A−2)〜(E−2)に示されるビスナフトール基を有する化合物をノボラック化したノボラック樹脂を必須成分とし、
(B)有機溶剤、
を含むものであるが、スピンコート特性、段差基板の埋め込み特性、膜の剛性や耐溶媒性を上げるために
(C)ベースポリマー
(D)架橋剤、
(E)酸発生剤
を加えても良い。
アントアントロン、ジベンズピレンキノン、ピラントロン、ビオラントロン、イソビオラントロンのカルボニル基をナフトール類と反応させて(A−1)〜(E−1)で示されるビスナフトール基を有する化合物を合成する方法も同様の方法を適用させることが出来る。
上記化合物のうち、R5〜R8がHのビスナフトール化合物は、ナフトールと対応するアントアントロン、ジベンズピレンキノン、ピラントロン、ビオラントロン、イソビオラントロンを常法に従って反応させることによって得ることが出来、R5〜R8がグリシジル基のものは、上記方法によって得られたビスナフトール化合物の水酸基を常法に従ってグリシジル化することによって得ることが出来る。
ここで用いられるアルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、1−ナフタアルデヒド、2−ナフタアルデヒド、フルフラール等を挙げることができる。また、これらのうち、特にホルムアルデヒドを好適に用いることができる。
これらのアルデヒド類は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記アルデヒド類の使用量は、ビスナフトール化合物1モルに対して0.2〜5モルが好ましく、より好ましくは0.5〜2モルである。
これらの酸性触媒の使用量は、ビスナフトール化合物1モルに対して1×10−5〜5×10−1モルである。インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4−ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、5−ビニルノルボルナ−2−エン、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどの非共役2重結合を有する化合物との共重合反応の場合は、必ずしもアルデヒド類は必要ない。
これらの溶媒は、反応原料100質量部に対して0〜2,000質量部の範囲である。反応温度は、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができるが、通常10〜200℃の範囲である。
重縮合反応終了後、系内に存在する未反応原料、触媒等を除去するために、反応釜の温度を130〜230℃にまで上昇させ、1〜50mmHg程度で揮発分を除去することができる。
上記一般式(A−1)〜(E−1)に示されるビスナフトール化合物を単独で重合してもよいが、他のフェノール類を共重合してもよい。
ここで導入可能な置換基は、具体的には下記に挙げることができる。
このような材料とは、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3,5−ジフェニルフェノール、2−ナフチルフェノール、3−ナフチルフェノール、4−ナフチルフェノール、4−トリチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、カテコール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、ピロガロール、チモール、イソチモール、4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジメチル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジアリル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジフルオロ−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジフェニル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジメトキシ−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、3,3,3’,3’−テトラメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、3,3,3’,3’,4,4’−ヘキサメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−5,5’−ジオール、5,5‘−ジメチル−3,3,3’,3’−テトラメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、1−ナフトール、2−ナフトール、2−メチル−1−ナフトール、4−メトキシ−1−ナフトール、7−メトキシ−2−ナフトール及び1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン、3−ヒドロキシ−ナフタレン−2−カルボン酸メチル、インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4−ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、5−ビニルノルボルナ−2−エン、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどのノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリスチレン、ポリビニルナフタレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルカルバゾール、ポリインデン、ポリアセナフチレン、ポリノルボルネン、ポリシクロデセン、ポリテトラシクロドデセン、ポリノルトリシクレン、ポリ(メタ)アクリレートおよびこれらの共重合体が挙げられる。
このような塩基性化合物としては、具体的には特開2007−199653号公報中の(0086)〜(0090)段落に記載されている材料を添加することができる。
また、露光光としては、波長300nm以下の高エネルギー線、具体的には248nm、193nm、157nmのエキシマレーザー、3〜20nmの軟X線、電子ビーム、X線等を挙げることができる。
なお、被加工基板としては、被加工層が基板上に成膜される。基板としては、特に限定されるものではなく、Si、α−Si、p−Si、SiO2、SiN、SiON、W、TiN、Al等で被加工層と異なる材質のものが用いられる。被加工層としては、Si、SiO2、SiON、SiN、p−Si、α−Si、W、W−Si、Al、Cu、Al−Si等種々のLow−k膜及びそのストッパー膜が用いられ、通常50〜10,000nm、特に100〜5,000nm厚さに形成し得る。
無機ハードマスク中間膜を用いる場合、レジスト中間層膜4が無機ハードマスク中間膜であり、BARCを敷く場合はレジスト中間層膜4とレジスト上層膜5との間にBARC層を設ける。BARCのエッチングはレジスト中間層膜4のエッチングに先立って連続して行われる場合もあるし、BARCだけのエッチングを行ってからエッチング装置を変えるなどしてレジスト中間層膜4のエッチングを行うことができる。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を求め、分散度(Mw/Mn)を求めた。
1Lのフラスコにピラントロン(8,16−ピラントレンジオン)40.6g、2−ナフトール144g、β−メルカプトプロピオン酸4g、トルエン500gを混合し、98%硫酸10gを滴下し、80℃で10時間攪拌する事によって反応を行った。得られた反応液にトルエン100g、水30g加えて、10%水溶液のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドをPHが7になるまで加えた後、水洗分液を5回繰り返した後、水層を除去し、ビスナフトールC−1を得た。1H−NMR分析により構造特定を行った。
ピラントロンをジベンズピレンキノンに変えて同様の反応を行い、ビスナフトールB−1を得た。
ピラントロンをイソビオラントロンに変えて同様の反応を行い、ビスナフトールD−1を得た。
ピラントロンをビオラントロンに変えて同様の反応を行い、ビスナフトールE−1を得た。
ビスナフトールC−1をエピクロルヒドリンと反応させてC−E1を得た。
上記の方法で合成したビスナフトールA−1〜E−1、C−E1を下記に示す。
1LのフラスコにビスナフトールA−1の169g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5g、ジオキサン200gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き下記に示すポリマー1を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー1 Mw5,500、Mw/Mn4.90
1LのフラスコにビスナフトールB−1の174g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5g、ジオキサン200gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き下記に示すポリマー2を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー2 Mw5,900、Mw/Mn5.3
300mlのフラスコにビスナフトールC−1の189g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5g、ジオキサン200gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き下記に示すポリマー3を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー3 Mw4,900、Mw/Mn4.80
300mlのフラスコにビスナフトールD−1の200g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5g、ジオキサン200gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き下記に示すポリマー4を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー4 Mw6,100、Mw/Mn5.60
300mlのフラスコにビスナフトールE−1の200g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5g、ジオキサン200gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き下記に示すポリマー5を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー5 Mw5,200、Mw/Mn4.67
300mlのフラスコにフルオレンビスフェノールの200g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き、135gの下記に示す比較ポリマー1を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
比較ポリマー1 Mw6,500、Mw/Mn5.20
表1に示すようにビスナフトールA−1〜E−1、C−E1、ポリマー1〜5、比較ポリマー1〜3、比較モノマー1〜3、珪素含有中間層用ポリマー、ブレンドポリマー1、2、AG1で示される酸発生剤、CR1で示される架橋剤を、FC−4430(住友スリーエム(株)製)0.1質量%を含む溶媒中に表1に示す割合で溶解させ、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによってレジスト下層膜溶液とレジスト中間層膜溶液をそれぞれ調製した。
上記のように調整したレジスト下層膜溶液をシリコン基板上に塗布して、UDL−1〜16、比較例UDL−1、4〜7は350℃で60秒間ベークし、比較例UDL−2、3は230℃で60秒間ベークし、それぞれ膜厚200nmの下層膜を形成した。上記のように調整した珪素含有中間層溶液をシリコン基板上に塗布して200℃で60秒間ベークして膜厚35nmの珪素含有膜を形成し(以下SOG−1と略称する)、J.A.ウーラム社の入射角度可変の分光エリプソメーター(VASE)で波長193nmにおけるUDL1〜16、比較例UDL−1〜7、SOG1の屈折率(n,k)を求め、結果を表1に示した。
UDL−1〜16、比較例UDL1〜7をシリコン基板上に塗布して、窒素気流下、下の表2に示す温度でそれぞれ60秒間ベークして膜厚を測定し、その上にPGMEA溶液をディスペンスし、30秒間放置しスピンドライ、100℃で60秒間ベークしてPGMEAを蒸発させ、膜厚を測定しPGMEA処理前後の膜厚差を求めた。結果を表2に示した。
上記のレジスト下層膜材料をシリコン基板上に塗布して、UDL−1〜16、比較例UDL−1、4〜7は350℃で60秒間ベークし、比較例UDL−2、3は230℃で60秒間ベークし、それぞれ膜厚200nmの下層膜を形成し、下記条件でCF4/CHF3系ガスでのエッチング試験を行った。この場合、東京エレクトロン株式会社製ドライエッチング装置TE−8500を用い、エッチング前後のポリマー膜の膜厚差を求めた。結果を表3に示す。
エッチング条件は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 1,300W
CHF3ガス流量 30ml/min
CF4ガス流量 30ml/min
Arガス流量 100ml/min
時間 60sec
レジスト下層膜材料(UDL−1〜16、比較例UDL−1〜7)を、膜厚200nmのSiO2膜が形成された直径300mmSiウェハー基板上に塗布して、UDL−1〜16、比較例UDL−1、4〜7は350℃で60秒間ベークして膜厚200nmのレジスト下層膜を形成した。比較例UDL−2、3では230℃で60秒間ベークして膜厚200nmのレジスト下層膜を形成した。尚、レジスト下層膜のベーク雰囲気は窒素気流下で行った。
その上に珪素含有レジスト中間層材料SOG−1を塗布して200℃で60秒間ベークして膜厚35nmのレジスト中間層膜を形成し、レジスト上層膜材料(ArF用SLレジスト溶液)を塗布し、105℃で60秒間ベークして膜厚100nmのレジスト上層膜を形成した。レジスト上層膜に液浸保護膜(TC−1)を塗布し90℃で60秒間ベークし膜厚50nmの保護膜を形成した。
チャンバー圧力 10.0Pa
RFパワー 1,500W
CF4ガス流量 75sccm
O2ガス流量 15sccm
時間 15sec
チャンバー圧力 2.0Pa
RFパワー 500W
Arガス流量 75sccm
O2ガス流量 45sccm
時間 120sec
チャンバー圧力 2.0Pa
RFパワー 2,200W
C5F12ガス流量 20sccm
C2F6ガス流量 10sccm
Arガス流量 300sccm
O2 60sccm
時間 90sec
Si基板上に厚み500nmで直径が160nmの密集ホールパターンが形成されているSiO2段差基板上に、平坦な基板上で200nmの膜厚になるよう調整されたUDL−1、6と比較例UDL−4〜7を塗布し、350℃で60秒間ベークした。
基板を割断し、ホールの底まで膜が埋め込まれているかどうかをSEMで観察した。結果を表7に示す。
UDL−1、UDL−6と比較例UDL−4〜7をSi基板上の塗布し、350℃で60秒間ベークし、膜厚200nmの下層膜を形成できる条件で、350℃ベーク中にホットプレートオーブン中に発生するパーティクルをリオン社製パーティクルカウンターKR−11Aを用いて0.3ミクロンと0.5ミクロンサイズのパーティクル数を測定した。結果を表8に示す。
表2に示すように、本発明のように300℃を超える温度でベークして形成すると、溶媒に不溶のレジスト下層膜が形成された(実施例1〜20)。一方、300℃以下の温度でレジスト膜材料UDL−1をベークしてレジスト下層膜を形成すると、溶媒処理によって10Å以上溶媒に溶け、耐溶媒性が低いレジスト下層膜が形成された(比較例1〜3)。また、上記一般式(A−1)〜(E−1)で示されるビスナフトール基を有する化合物及び(A−2)〜(E−2)で示されるビスナフトール基を有する化合物をノボラック化した樹脂以外の化合物(モノマー)又は樹脂を用いた場合、実施例よりも大きな減膜が生じた(比較例4、5、7〜10)。
表3に示すように、本発明の方法で形成したレジスト下層膜のCF4/CHF3ガスエッチングの速度は、ビスナフトール基を有さない比較ポリマー1(比較例UDL−1)、m−クレゾールノボラック樹脂(比較例UDL−2)、ポリヒドロキシスチレン(比較例UDL−3)、上記一般式(A−1)〜(E−1)で示されるビスナフトール基を有する化合物及び上記一般式(A−2)〜(E−2)で示されるビスナフトール基を有する化合物をノボラック化した樹脂以外の化合物又は樹脂を用いた場合(比較例UDL−4〜7)よりもエッチング速度が遅く、非常に高いエッチング耐性を有する。
表6に示すように、本発明の方法で形成したレジスト下層膜は、現像後のレジスト形状、酸素エッチング後、基板加工エッチング後の下層膜の形状が良好で、パターンのよれの発生も見られなかった(実施例21〜36)。一方、上記一般式(A−1)〜(E−1)で示されるビスナフトール基を有する化合物及び(A−2)〜(E−2)で示されるビスナフトール基を有する化合物をノボラック化した樹脂以外の化合物又は樹脂を用いた場合、基板加工エッチング後の形状がテーパー形状となるもの、膜減りを生じるもの、パターンのよれを生じるものがあった(比較例12〜14、比較例17、18)。
表7に示すように、比較例19においては埋め込み不良が発見された。一方、モノマー(化合物)をレジスト下層膜材料に添加することで、埋め込み特性が更に改善された。しかし、モノマーを添加すると、表8の比較例24〜26に示すように、ベーク中にパーティクルが発生し、ホットプレートのオーブンを汚染する。本発明のビスナフトール化合物を含有したレジスト下層膜材料を用いて形成したレジスト下層膜は、モノマーのような低分子を多く添加してもパーティクルの発生がなく、埋め込み特性とパーティクル防止の両方の特性を同時に達成することができる。
Claims (10)
- リソグラフィーで用いられる少なくとも3層を有する多層レジスト膜のレジスト下層膜の形成方法であって、下記一般式(A−1)〜(E−1)から選ばれる1種以上の、ビスナフトール基を有する化合物を含有するレジスト下層膜材料を基板上にコーティングし、該コーティングしたレジスト下層膜材料を300℃を超え、600℃以下の温度で、10秒〜600秒間の範囲で熱処理して硬化させることを特徴とするレジスト下層膜形成方法。
- リソグラフィーで用いられる少なくとも3層を有する多層レジスト膜のレジスト下層膜の形成方法であって、下記一般式(A−2)〜(E−2)から選ばれる1種以上の、ビスナフトール基を有する化合物をノボラック化した樹脂を含有するレジスト下層膜材料を基板上にコーティングし、該コーティングしたレジスト下層膜材料を300℃を超え、600℃以下の温度で、10秒〜600秒間の範囲で熱処理して硬化させることを特徴とするレジスト下層膜形成方法。
- 前記レジスト下層膜材料を、スピンコート法で基板上にコーティングすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレジスト下層膜形成方法。
- 前記レジスト下層膜材料が、更に、有機溶剤を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成方法。
- 前記レジスト下層膜材料が、更に、架橋剤及び酸発生剤を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成方法。
- リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成方法によりレジスト下層膜を形成し、該レジスト下層膜の上に珪素原子を含有するレジスト中間層膜材料を用いてレジスト中間層膜を形成し、該レジスト中間層膜の上にフォトレジスト組成物からなるレジスト上層膜材料を用いてレジスト上層膜を形成して、前記レジスト上層膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像して前記レジスト上層膜にレジストパターンを形成し、得られたレジストパターンをエッチングマスクにして前記レジスト中間層膜をエッチングし、得られたレジスト中間層膜パターンをエッチングマスクにして前記レジスト下層膜をエッチングし、得られたレジスト下層膜パターンをエッチングマスクにして基板をエッチングして基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
- リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成方法によりレジスト下層膜を形成し、該レジスト下層膜の上に珪素酸化膜、珪素窒化膜及び珪素酸化窒化膜から選ばれる無機ハードマスク中間層膜を形成し、該無機ハードマスク中間層膜の上にフォトレジスト組成物からなるレジスト上層膜材料を用いてレジスト上層膜を形成して、前記レジスト上層膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像して前記レジスト上層膜にレジストパターンを形成し、得られたレジストパターンをエッチングマスクにして前記無機ハードマスク中間層膜をエッチングし、得られた無機ハードマスク中間層膜パターンをエッチングマスクにして前記レジスト下層膜をエッチングし、得られたレジスト下層膜パターンをエッチングマスクにして基板をエッチングして基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
- リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成方法によりレジスト下層膜を形成し、該レジスト下層膜の上に珪素酸化膜、珪素窒化膜及び珪素酸化窒化膜から選ばれる無機ハードマスク中間層膜を形成し、該無機ハードマスク中間層膜の上に有機反射防止膜を形成し、該有機反射防止膜の上にフォトレジスト組成物からなるレジスト上層膜材料を用いてレジスト上層膜を形成して、前記レジスト上層膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像して前記レジスト上層膜にレジストパターンを形成し、得られたレジストパターンをエッチングマスクにして前記有機反射防止膜と前記無機ハードマスク中間層膜をエッチングし、得られた無機ハードマスク中間層膜パターンをエッチングマスクにして前記レジスト下層膜をエッチングし、得られたレジスト下層膜パターンをエッチングマスクにして基板をエッチングして基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
- 前記無機ハードマスク中間膜は、CVD法あるいはALD法によって形成することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のパターン形成方法。
- 前記レジスト上層膜材料が、珪素原子含有ポリマーを含まず、前記レジスト中間層膜をマスクにして行うレジスト下層膜のエッチングを、酸素ガス又は水素ガスを主体とするエッチングガスを用いて行うことを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
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