JP2012108369A - パターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実施形態のパターン形成方法では、被加工膜上でブロックコポリマーを自己組織化させて第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを形成する。また、第1の条件で露光と現像を行い第1の領域に存在するブロックコポリマー全体を除去し、第1の領域以外の領域に第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを残存させる。また、第2の条件で露光と現像を行い第2の領域に存在する第1のブロック相を選択的に除去し、第1の領域以外の領域と第2の領域以外の領域との重なり領域に第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを残存させる。また、重なり領域を除く第2の領域に第2のブロック相のパターンを残存させ、残存したパターンをマスクとして被加工膜をエッチングする。
【選択図】図1
Description
図1(a)〜(f)を参照して、第1の実施形態におけるパターン形成方法を説明する。図1(f)に、目的とする被加工膜のパターンに対応するエッチングマスクのパターンを示す。被加工膜のパターンは、周期的なラインアンドスペース(L&S)パターンからなるセル部、周辺回路部、およびセル部と周辺回路部とを接続する引き出し線を含んでいる。周辺回路部はセル部のラインアンドスペース(L&S)パターンのハーフピッチよりも大きな寸法を有する。引き出し線のラインはセル部のラインと同じ幅であるが、引き出し線は非周期パターンである。
次に、第1の実施形態の方法と対比するための比較例として、従来のパターン形成方法の一例を説明する。ここでは、従来の方法で図1(f)と同じエッチングマスクのパターンを形成するために、セル部および引き出し線のパターンに対応してハードマスクに転写したパターンを形成し、周辺回路部のパターンに対応してレジストパターンを形成することを想定する。
第1の実施形態では、露光光として2回ともArF光を用いたが、露光光はArF光に限定されない。また、1回目の露光波長と2回目の露光波長を変えてもよい。この場合、一方の露光光でのみ酸を発生する酸発生剤を用いれば、1回目の露光と2回目の露光のいずれかで選択的に酸を発生させることができる。
図3(a)〜(d)を参照して、第2の実施形態におけるパターン形成方法を説明する。図3(d)に、目的とする被加工膜のパターンに対応するエッチングマスクのパターンを示す。図3(d)のパターンは図1(f)のパターンと同様である。
第3の実施形態では、第1の実施形態と同様の方法を用いるが、図1(c)に対応する1回目の露光・現像において、図5に示す第5のレチクル150を用いて露光を行い、有機現像液(たとえばアニソール)を用いて現像することにより露光領域にブロックコポリマーB1を残す。第5のレチクル150は、クォーツ基板151上に形成される遮光膜152のパターンが、図2(a)の第1のレチクル110と反転している。したがって、遮光膜152のパターンからなる遮光部に対応した未露光領域が第1の領域、遮光膜152のパターンのないクォーツ基板151からなる透光部に対応した露光領域が第1の領域以外の領域となる。このように第3の実施形態ではブロックコポリマーB1をネガ型レジストとして用いる。
第4の実施形態では、第2の実施形態と同様の方法を用いるが、図3(c)に対応する2回目の露光・現像において、図5に示す第5のレチクル150を用いて露光を行い、有機現像液(たとえばアニソール)を用いて現像する。
第5の実施形態においては、第1の実施形態〜第4の実施形態で説明したパターン形成方法により形成されるデバイスパターンの変形例について説明する。
第6の実施形態においては、第1の実施形態で説明したように、一部の領域でブロックコポリマー全体を除去(トリミング)した後、他の領域で第1のブロック相を除去するパターン形成方法を実施するために用いられるレチクルのパターンデータの生成方法を説明する。デバイスパターンは、第1の実施形態で説明した図1(f)と同様である。また、使用する露光装置は、ブロックコポリマーの一周期(1つの第1のブロック相21および1つの第2のブロック相22を含む)の幅に相当する解像度を有するが、半周期は解像しないものとする。
第7の実施形態においては、第2の実施形態で説明したように、一部の領域で第1のブロック相21を除去した後、残った第2のブロック相22のうち、不要な領域を除去するパターン形成方法を実施するために用いられるレチクルのパターンデータの生成方法を説明する。デバイスパターンは、第2の実施形態で説明した図3(d)、したがって第1の実施形態で説明した図1(f)と同様である。また、使用する露光装置は、ブロックコポリマーの一周期(1つの第1のブロック相および1つの第2のブロック相を含む)の幅に相当する解像度を有するものとする。
Claims (13)
- 自己組織化する第1のブロックおよび第2のブロックを含むブロックコポリマーであって、第1の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって前記ブロックコポリマー全体が除去され、第2の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって自己組織化した第1のブロック相が選択的に除去される性質を有するブロックコポリマーを用意し、
被加工膜上に前記ブロックコポリマーを塗布し、前記ブロックコポリマーを自己組織化させて第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを形成し、
前記ブロックコポリマーに対して選択的に第1の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって第1の領域に存在するブロックコポリマー全体を除去し、第1の領域以外の領域に第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを残存させ、
残存した前記ブロックコポリマーに対して選択的に第2の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって第2の領域に存在する第1のブロック相を選択的に除去し、第1の領域以外の領域と第2の領域以外の領域との重なり領域に第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを残存させ、前記重なり領域を除く第2の領域に第2のブロック相のパターンを残存させ、
残存したパターンをマスクとして前記被加工膜をエッチングする
ことを含むパターン形成方法。 - 自己組織化する第1のブロックおよび第2のブロックを含むブロックコポリマーであって、第3の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって自己組織化した第1のブロック相が選択的に除去され、第4の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって第2のブロック相が選択的に除去される性質を有するブロックコポリマーを用意し、
被加工膜上に前記ブロックコポリマーを塗布し、前記ブロックコポリマーを自己組織化させて第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを形成し、
前記ブロックコポリマーに対して選択的に第3の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって第3の領域に存在する第1のブロック相を選択的に除去し、
残存した前記ブロックコポリマーに対して選択的に第4の条件でエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングとを行うことによって、第3の領域に含まれる第4の領域に残存する第2のブロックを除去し、第3の領域以外の領域に第1のブロック相および第2のブロック相を含むパターンを残存させ、第3の領域中第4の領域以外の領域に第2のブロックを残存させ、
残存したパターンをマスクとして前記被加工膜をエッチングする
ことを含むパターン形成方法。 - 前記第1ないし第4の条件は互いに、エネルギー線の波長、加熱温度、現像条件またはドライエッチング条件が異なる請求項1または2に記載のパターン形成方法。
- 前記ブロックコポリマーは酸発生剤を含有し、前記第1または第4の条件はエネルギー線の照射または加熱によって酸発生剤から酸を発生させて前記ブロックコポリマーまたは前記第2のブロックをアルカリ可溶または有機溶媒不溶に変化させる請求項3に記載のパターン形成方法。
- 前記第2または第3の条件は、エネルギー線の照射または加熱によって第1のブロック相の主鎖を切断する請求項3に記載のパターン形成方法。
- 前記現像条件は、現像液の種類または濃度が異なる請求項3に記載のパターン形成方法。
- 前記ドライエッチング条件は、ガス種またはプラズマエネルギーが異なる請求項3に記載のパターン形成方法。
- 前記残存させた第2のブロック相のパターンは、自己組織化後のブロックコポリマーの周期と同一の周期をもつ周期パターンを形成し、前記残存させた第1のブロック相および第2のブロック相からなるパターンは、前記自己組織化後のブロックコポリマーの周期よりも大きな寸法を持つ非周期パターンを形成する請求項1または2に記載のパターン形成方法。
- 前記残存させた第2のブロック相のパターンは自己組織化後のブロックコポリマーの半周期と略同一の幅を持つ非周期パターンも含み、
前記第2のブロックの周期パターンと、前記第1のブロック相および第2のブロック相を含む非周期パターンは、前記第2のブロックからなる非周期パターンにより接続される請求項8に記載のパターン形成方法。 - 前記残存した第2のブロック相パターンは前記残存した第1のブロック相および第2のブロック相パターンと接続しており、第1のブロック相を除去したことにより、スペースを形成する請求項1または2に記載のパターン形成方法。
- 前記残存した第2のブロックの周期パターンを被加工膜に転写して得られるパターンと、前記残存した第1のブロック相および第2のブロック相からなる非周期パターンを非加工膜に転写して得られパターンは、コンタクトホールを介して他のレベルの配線と接続されるように形成される請求項9に記載のパターン形成方法。
- 前記コンタクトホールは、
前記転写された被加工膜からなるパターンの上に絶縁膜を形成し、
絶縁膜の上にブロックコポリマーを塗布し、前記ブロックコポリマーの第1のブロック相からなるシリンダーが膜面に垂直に配向するよう自己組織化させ、
前記ブロックコポリマーに対して選択的にエネルギー線の照射または加熱と現像またはドライエッチングを行うことによって、所望の第1ブロック相からなるシリンダーのみを除去し、
残存した第1のブロック相と第2のブロック相をマスクとして絶縁膜をエッチングすることで形成する請求項11記載のパターン形成方法。 - 前記コンタクトホールは二次元六方格子からなるグリッド上に中心が配置されている請求項12記載のパターン形成方法。
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