JP2012252083A - 微細パターンマスクおよびその製造方法、ならびにそれを用いた微細パターンの形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ラインエッジラフネスに優れた微細なパターンを簡便かつ高い量産性で製造できる微細パターン形成用の樹脂組成物と微細パターン形成方法の提供。
【解決手段】ポリシラザンまたはポリシルセスキオキサンとからなる群から選択されるケイ素含有ポリマーと、ポリスチレンなどのケイ素非含有有機ポリマーと、それらを溶解し得る溶媒とを含んでなる樹脂組成物。また、本発明により微細パターンの形成方法は、被加工膜上に、第一の凸パターンを形成させ、その凸パターンの凸部側壁に前記樹脂組成物から形成されたスペーサーを形成させて、そのスペーサー、またはスペーサーの周りに配置された樹脂層をマスクとして微細パターンを形成させるものである。
【選択図】図1
Description
R3は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルケニル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜6のアルキルシリル基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、または炭素数1〜6の飽和炭化水素基を有するシラザン基であり、
R1、R2およびR3はのうちの少なくとも一つは水素原子であり、
mは重合度を示す数である。)
で示される繰り返し単位を有するポリマー、および下記一般式(Ib):
nは重合度を示す数である。)
で示される繰り返し単位を有するポリマーからなる群から選択されるケイ素含有ポリマーと、
下記一般式(II):
R7およびR8はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、または炭素数6〜10のアリール基であり、
pは重合度を示す数である。)
で示される繰り返し単位を1種類以上有するケイ素非含有有機ポリマーと、
溶剤と、
を含んでなることを特徴とするものである。
表面上に被加工膜が積層された基材を準備する工程、
前記被加工膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に前記の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記凸部に隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、および
前記凸部を除去することにより、前記の異種の物質からなる微細な第二の凸パターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とするものである。
表面上に被加工膜および加工補助用中間膜が順に積層された基材を準備する工程、
前記加工補助用中間膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に前記の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記凸部に隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、
前記第一の凸部を除去することにより、前記の異種の物質からなる微細な第二の凸パターンマスクを形成させる工程、および
前記第二の凸パターンマスクを介して前記加工補助用中間膜をエッチングして、被加工膜を加工するための微細パターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とするものである。
表面上に被加工膜が積層された基材を準備する工程、
前記被加工膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に前記の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記凸部に隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、
前記第一の凸パターンと同等の材質をスペース部に対して埋め込み、第一の凸パターンに対する補填パターンを形成させる工程、および
前記異種の物質からなる層を除去する事により、前記第一の凸パターンと前記第一の凸パターンに対する補填パターンとからなる、微細なパターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とするものである。
表面上に被加工膜および加工補助用中間膜が順に積層された基材を準備する工程、
前記加工補助用中間膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に前記の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記第一の凸パターンに隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、
前記第一の凸パターンと同等の材質を前記凸部の間のスペース部に対して埋め込み、第一の凸パターンに対する補填パターンを形成させる工程、
前記異種の物質からなる層を除去する事により、前記第一の凸パターンと前記第一の凸パターンに対する補填パターンとからなる、微細なパターンを形成させる工程、および
前記第一の凸パターンと前記第一の凸パターンに対する補填パターンを介して前記加工補助用中間膜をエッチングして、被加工膜を加工するための微細パターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とするものである。
R3は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルケニル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜6のアルキルシリル基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、または炭素数1〜6の飽和炭化水素基を有するシラザン基であり、
R1、R2およびR3はのうちの少なくとも一つは水素原子であり、
mは重合度を示す数である。
nは重合度を示す数である。
R7およびR8はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、または炭素数6〜10のアリール基であり、
pは重合度を示す数である。
以下、図1(a)〜(h)を参照しながら、本発明による微細パターンマスクの形成方法の第一の実施形態について詳細に説明すると以下の通りである。図1(a)〜(h)は、各パターンの長さ方向に垂直な方向の断面図を表すものである。
第一の微細パターンマスク形成方法が、第一の凸パターンの凸部の側壁に形成されたスペーサーをマスクとしてパターンを形成するものであるのに対して、第二の微細パターンマスク形成方法は、スペーサーおよびスペーサーの下層を除去することによりパターンを形成するものである。このような本発明の第二の実施形態について、図2(a)〜(h)を参照しながら詳細に説明すると以下の通りである。
本発明を諸例を参照しながら説明すると以下の通りである。
パーヒドロポリシラザン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)2.7gおよび、ポリ(スチレン−co−α−メチルスチレン)(シグマアルドリッチ製)2.7gを、ジブチルエーテルとキシレンの混合液(混合重量比67:33)94.6gに溶解させて、樹脂組成物1を得た。
ArFレジストによりパターンを形成させた後に前処理を行わなかったほかは、実施例1Aと同様にしてスペーサーを形成させて、その特性を評価した。
パーヒドロポリシラザン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)5.4gを、ジブチルエーテルとキシレンの混合液94.6gに溶解させて、樹脂組成物R1を得た。
ArFレジストによりパターンを形成させた後に前処理を行わず、樹脂組成物塗布後の加熱条件を150℃/60秒に変更したほかは、比較例1Aと同様にしてスペーサーを形成させて、その特性を評価した。
ポリフェニルシルセスキオキサン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)0.5g、およびポリスチレン(シグマアルドリッチ製)4.7gを、ジブチルエーテルとキシレンの混合液94.8gに溶解させて、樹脂組成物2を得た。
スペーサーの厚さ=(処理後のラインの幅−処理前のラインの幅)/2
パーヒドロポリシラザン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)を2.7g、およびポリスチレン(シグマ−アルドリッチ社製)を2.7g、ジブチルエテルとキシレンの混合液を94.6gに溶解させて、樹脂組成物3を得た。実施例2Bと同様にして、ArFレジストパターンを有する基板を3つ準備した。次に樹脂組成物3をそれぞれの基板に塗布し、それぞれ170℃/60秒、180℃/60秒、及び190℃/60秒の条件でベークし、クーリングし、ジブチルエーテルで20秒リンスした後、90℃/60秒でスピン乾燥させた。この処理により、パターン側面スペーサーが形成された。
ポリフェニルシルセスキオキサン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)5.2gを、ジブチルエーテルとキシレンの混合液94.8gに溶解させて、樹脂組成物R2を得た。
パーヒドロポリシラザン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)5.4gを、ジブチルエーテルとキシレンの混合液94.6gに溶解させて、樹脂組成物R3を得た。
A: 非常に安定
B: 安定
C: 不安定
D: 非常に不安定
パーヒドロポリシラザン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)3.9g、およびポリ(スチレン−co−α−メチルスチレン)(シグマアルドリッチ製)1.7gを、ジブチルエーテルとキシレンの混合液94.4gに溶解させて、樹脂組成物4を得た。
スペーサーの厚さ=(処理後のラインの幅−処理前のラインの幅)/2
パーヒドロポリシラザン(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)5.4gを、ジブチルエーテルとキシレンの混合液94.6gに溶解させて、樹脂組成物R4を得た。
102 被加工膜
103 加工補助用中間膜
104 第一の凸パターン
104A 埋め込み材料
201 被覆層
301 硬化層
401 スペーサー
501 加工補助用中間膜に由来するパターン501
601 微細パターン
Claims (11)
- 下記一般式(Ia):
R3は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルケニル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜6のアルキルシリル基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、または炭素数1〜6の飽和炭化水素基を有するシラザン基であり、
R1、R2およびR3はのうちの少なくとも一つは水素原子であり、
mは重合度を示す数である。)
で示される繰り返し単位を有するポリマー、および下記一般式(Ib):
nは重合度を示す数である。)
で示される繰り返し単位を有するポリマーからなる群から選択されるケイ素含有ポリマーと、
下記一般式(II):
R7およびR8はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜7のシクロアルキル基、または炭素数6〜10のアリール基であり、
pは重合度を示す数である。)
で示される繰り返し単位を1種類以上有するケイ素非含有有機ポリマーと、
溶剤と、
を含んでなることを特徴とする、微細パターン形成用組成物。 - 前記ケイ素含有ポリマーが、パーヒドロポリシラザンである、請求項1に記載の微細パターン形成用組成物。
- 前記ケイ素含有ポリマーの重量平均分子量が500〜100,000であり、前記ケイ素非含有有機ポリマーの重量平均分子量が500〜400,000である、請求項1または2に記載の微細パターン形成用組成物。
- 前記ケイ素含有ポリマーと前記ケイ素非含有有機ポリマーとの配合比が、重量比で10:90〜90:10である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の微細パターン形成用組成物。
- 表面上に被加工膜が積層された基材を準備する工程、
前記被加工膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記凸部に隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、および
前記凸部を除去することにより、前記の異種の物質からなる微細な第二の凸パターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とする微細パターンマスクの形成方法。 - 表面上に被加工膜および加工補助用中間膜が順に積層された基材を準備する工程、
前記加工補助用中間膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記凸部に隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、
前記第一の凸部を除去することにより、前記の異種の物質からなる微細な第二の凸パターンマスクを形成させる工程、および
前記第二の凸パターンマスクを介して前記加工補助用中間膜をエッチングして、被加工膜を加工するための微細パターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とする微細パターンマスクの形成方法。 - 表面上に被加工膜が積層された基材を準備する工程、
前記被加工膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記凸部に隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、
前記第一の凸パターンと同等の材質をスペース部に対して埋め込み、第一の凸パターンに対する補填パターンを形成させる工程、および
前記異種の物質からなる層を除去する事により、前記第一の凸パターンと前記第一の凸パターンに対する補填パターンとからなる、微細なパターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とする微細パターンマスクの形成方法。 - 表面上に被加工膜および加工補助用中間膜が順に積層された基材を準備する工程、
前記加工補助用中間膜上に、凸部を有する第一の凸パターンを形成させる工程、
前記第一の凸パターン上に請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程後の基材を加熱して、前記第一の凸パターンに隣接した部分に存在する前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程、
前記硬化工程後の基材をリンス処理またはプラズマ処理により未硬化の樹脂組成物を除去する工程、
前記凸部の上側表面に形成された硬化層を除去することにより、前記凸部の側壁に前記第一の凸パターンを構成する物質とは異種の物質からなる層を形成させる工程、
前記第一の凸パターンと同等の材質を前記凸部の間のスペース部に対して埋め込み、第一の凸パターンに対する補填パターンを形成させる工程、
前記異種の物質からなる層を除去する事により、前記第一の凸パターンと前記第一の凸パターンに対する補填パターンとからなる、微細なパターンを形成させる工程、および
前記第一の凸パターンと前記第一の凸パターンに対する補填パターンを介して前記加工補助用中間膜をエッチングして、被加工膜を加工するための微細パターンマスクを形成させる工程
を含んでなることを特徴とする微細パターンマスクの形成方法。 - 前記第一の凸パターンが、フォトレジストから形成されたものである、請求項5〜8のいずれか1項に記載の微細パターンマスクの形成方法。
- 請求項5〜9のいずれか1項に記載の方法により形成されたことを特徴とする、微細パターンマスク。
- 請求項10に記載の微細パターンマスクをエッチングマスクとして、前記被加工膜をエッチング加工する工程を含んでなることを特徴とする、微細パターンの形成方法。
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