JP3435318B2 - パターン形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機シリコン膜パ
ターンをエッチングマスクとして用いるパターン形成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造方法においては、半導
体ウェハー上に複数の物質を堆積し、これら堆積により
形成された膜を所望のパターンにパターニングする工程
を多く含んでいる。このパターニング工程は、一般にレ
ジストと呼ばれる感光性物質をウェハー上の被加工膜の
上に堆積し、このレジスト膜を、選択的に紫外光を光源
として用いてパターン露光し、現像することによってな
される。

【０００３】このようなパターニング工程では、露光光
の被加工膜からの反射光を防ぐことが重要であり、特開
昭４９−５５２８０号公報では、レジスト膜と被加工膜
との間に反射防止膜を形成する方法が開示されている。
反射防止膜としては種々の材料が用いられているが、プ
ロセスコストが安価なスピンコーテング法で塗布が可能
な、以下の材料が主に用いられる。

【０００４】（１）スピングラスに染料を添加した材料
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３５（１
９９６）ｐｐ．Ｌ１２５７−Ｌ１２５９） （２）ポリサルフォンなどのプラズマ分解型の樹脂（特
開昭５９−９３４４８号公報） （３）ポリシラン（米国特許５、４０１、６１４号公
報）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
の材料では、高解像力を有する化学増幅型レジストを用
いた場合、裾引きや食われが発生し、良好なレジストプ
ロファイルが得られないという問題がある。また、
（２）の材料では、レジストパターンをドライエッチン
グ法で転写する際に、反射防止膜とレジストとのエッチ
ングレートがほぼ等しいために、反射防止膜のエッチン
グ途中でレジストパターンが全てなくなり、所望の寸法
で反射防止膜を加工できないという問題が生じる。特
に、解像度を高めるためにレジストの膜厚を反射防止膜
と同程度まで薄くした場合、この問題はより一層顕著に
なる。

【０００６】更に、（３）の材料では、レジストパター
ンをドライエッチング法で転写する際に、ポリシラン膜
が変質するという場合があり、ポリシラン膜のエッチン
グを正常に行うのが困難である。また、ポリシラン膜を
ハロゲン系ガスでエッチングすると、レジストパターン
が堆積物で太り、寸法制御性よくエッチングすることが
できないという問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、ポリシラン膜の
変質を生ずることがなく、レジストとポリシラン膜との
エッチング選択比を向上させることを可能としたパター
ン形成方法を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、ポリシラン膜のパタ
ーニングの際のレジストパターンの太りを防止したパタ
ーン形成方法を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、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
法を提供することにある。

【００１０】更に、本発明の目的は、残渣を発生させる
ことなく反射防止膜の剥離を行うことを可能とするパタ
ーン形成方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明（請求項１）は、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
形成する工程と、前記有機シリコン膜上にレジストパタ
ーンを形成する工程と、塩素、臭素、および沃素からな
る群から選ばれた原子の少なくとも１種を含むエッチン
グガスを用いて、前記有機シリコン膜をエッチングする
ことにより前記レジストパターンを前記有機シリコン膜
に転写する工程とを具備することを特徴とするパターン
形成方法を提供する。

【００１２】本発明（請求項２）は、上述のパターン形
成方法（請求項１）において、前記レジストパターンお
よび前記有機シリコン膜をエッチングマスクとして用い
て、被加工膜をエッチングする工程を更に具備すること
を特徴とする。

【００１３】本発明（請求項３）は、上述のパターン形
成方法（請求項１）において、前記レジストパターンを
除去する工程と、前記有機シリコン膜をエッチングマス
クとして用いて被加工膜をエッチングする工程を更に具
備することを特徴とする。

【００１４】本発明（請求項４）は、上述のパターン形
成方法（請求項１）において、前記有機シリコン膜は、
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
ン化合物を含む溶液材料で塗膜を形成し、前記塗膜を加
熱することにより形成されることを特徴とする。

【００１５】本発明（請求項５）は、上述のパターン形
成方法（請求項１）において、前記有機シリコン膜は、
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
ン化合物を含む溶液材料で塗膜を形成し、前記有機シリ
コン化合物を架橋することにより形成されることを特徴
とする。

【００１６】本発明（請求項６）は、上述のパターン形
成方法（請求項５）において、前記架橋が前記塗膜を加
熱することによりなされることを特徴とする。

【００１７】本発明（請求項７）は、上述のパターン形
成方法（請求項５）において、前記架橋が前記塗膜を加
熱すること、前記塗膜に対してエネルギービームを照射
すること、および前記塗膜を加熱しながら、前記塗膜に
対してエネルギービームを照射することからなる群から
選ばれた方法によってなされることを特徴とする。

【００１８】本発明（請求項８）は、上述のパターン形
成方法（請求項１）において、前記有機シリコン化合物
は、下記一般式により表されることを特徴とする。

【００１９】

【化３】 （式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ およびＲ⁵ は、水素原
子、置換または無置換の炭素数３以下の炭化水素基であ
り、Ｒ⁶ は、水素原子または炭素数１〜２０の置換また
は無置換の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を
示す。） 本発明（請求項９）は、上述のパターン形成方法（請求
項１）において、前記被加工膜は、金属配線層、および
シリコン系材料膜からなる群から選ばれた１種であるこ
とを特徴とする。

【００２０】本発明（請求項１０）は、上述のパターン
形成方法（請求項１）において、前記被加工膜は、シリ
コン系絶縁膜であることを特徴とする。

【００２１】本発明（請求項１１）は、上述のパターン
形成方法（請求項１）において、前記シリコン系絶縁膜
のエッチングは、フッ素系ガスを含むエッチングガスを
用いて行われることを特徴とする。

【００２２】本発明（請求項１２）は、上述のパターン
形成方法（請求項１）において、前記シリコン系絶縁膜
は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン
膜、およびスピンオングラス膜からなる群から選ばれた
１種であることを特徴とする。

【００２３】本発明（請求項１３）は、上述のパターン
形成方法（請求項１）において、前記有機シリコン膜
は、導電性物質または光を照射することにより導電性を
生ずる物質を含有することを特徴とする。

【００２４】本発明（請求項１４）は、上述のパターン
形成方法（請求項１）において、前記有機シリコン膜
は、Ｃｌ₂ およびＨＢｒからなる群から選ばれた少なく
とも１種を含むエッチングガスを用いてエッチングされ
ることを特徴とする。

【００２５】本発明（請求項１５）は、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と、前記有機シリコン膜上にレジ
ストパターンを形成する工程と、塩素、臭素、および沃
素からなる群から選ばれた原子の少なくとも１種を含む
エッチングガスを用いて、前記有機シリコン膜をエッチ
ングする工程と、前記有機シリコン膜を酸化処理する工
程と、酸化処理された前記有機シリコン膜を含むパター
ンをエッチングマスクとして用いて前記被加工膜をエッ
チングする工程とを具備することを特徴とするパターン
形成方法を提供する。

【００２６】本発明（請求項１６）は、上述のパターン
形成方法（請求項１５）において、前記酸化処理は、エ
ネルギービームの照射、プラズマの照射、および酸化剤
を含む溶液への浸漬からなる群から選ばれた１種によっ
てなされることを特徴とする。

【００２７】本発明（請求項１７）は、上述のパターン
形成方法（請求項１５）において、前記被加工膜は、窒
化シリコン、シリコン系材料および金属配線層からなる
群から選ばれた１種であることを特徴とする。法。

【００２８】本発明（請求項１８）は、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と、前記有機シリコン膜上にレジ
ストパターンを形成する工程と、塩素、臭素、および沃
素からなる群から選ばれた原子の少なくとも１種を含む
エッチングガスを用いて、前記有機シリコン膜をエッチ
ングする工程と、パターンをエッチングマスクとして用
いて前記被加工膜をエッチングする工程と、前記有機シ
リコン膜を含むパターンを、塩素、臭素、および弗素か
らなる群から選ばれた原子の少なくとも１種を含むガス
と、酸素原子を含むガスの混合ガスを用いて剥離する工
程とを具備することを特徴とするパターン形成方法を提
供する。本発明（請求項１９）は、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
膜を形成する工程と、前記有機シリコン膜上にレジスト
パターンを形成する工程と、塩素、臭素、および沃素か
らなる群から選ばれた原子の少なくとも１種を含むエッ
チングガスを用いて、前記有機シリコン膜をエッチング
する工程と、パターンをエッチングマスクとして用いて
前記被加工膜をエッチングする工程と、前記有機シリコ
ン膜を含むパターンを、アミン系溶媒を含む溶液および
フッ素原子を含む溶液からなる群から選ばれた少なくと
も１種の溶液により処理することにより剥離する工程と
を具備することを特徴とするパターン形成方法を提供す
る。本発明（請求項２０）は、上述のパターン形成方法
（請求項１８、１９）において、前記有機シリコン化合
物は、下記一般式により表される構造を主鎖に有するこ
とを特徴とする。

【００２９】

【化４】 （式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ およびＲ⁵ は、水素原
子、置換または無置換の炭素数３以下の炭化水素基であ
り、Ｒ⁶ は、水素原子または炭素数１〜２０の置換また
は無置換の脂肪族炭化水素基を示す。） 以下、本発明のパターン形成方法について、図面を参照
して、より具体的に説明する。

【００３０】図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一態様に
係るパターン形成方法を工程順に示す断面図である。

【００３１】まず、図１（ａ）に示すように、ウェハー
基板１上に被加工膜２を形成する。被加工膜２は、特に
限定されることはないが、例えば、酸化シリコン膜、窒
化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、或はスピンオングラ
ス、マスクの製造の際に用いられるブランク材などのシ
リコン系絶縁膜、アモルファスシリコン、ポリシリコ
ン、シリコン基板などのシリコン系材料、アルミニウ
ム、アルミニウムシリサイド、カッパー、タングステン
などの配線材料等を挙げることができる。

【００３２】次に、図１（ｂ）に示すように、被加工膜
２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する有機シリコン膜３を形成す
る。有機シリコン膜３の膜厚は、０．００５〜５μｍが
好ましい。その理由は、膜厚が０．００５μｍ未満で
は、光露光によりパターン形成を行う場合、下地基板か
らの反射光を十分に抑えることができず、５μｍより厚
いと、レジストパターンをドライエッチング法で有機シ
リコン膜にパターン転写する際に、寸法変換差が顕著に
発生するためである。

【００３３】有機シリコン膜３のガラス転移温度は、０
℃以上であるべきである。その理由は、有機シリコン膜
３のガラス転移温度が低いと、ドライエッチング法によ
りレジストパターンを有機シリコン膜３にパターン転写
する際に、有機シリコン膜３が変質し、有機シリコン膜
３のエッチングを正常に行うことができないためであ
る。

【００３４】有機シリコン膜３の形成方法は、溶液を塗
布する方法と、ＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）のような
気相法により成膜する方法のどちらでもよいが、塗布法
で有機シリコン膜を形成することが好ましい。その理由
は、塗布法は、ＣＶＤ法と比べプロセスが簡易であり、
プロセスコストを低くすることが出来るからである。こ
こで、塗布法による有機シリコン膜の形成方法について
詳述する。まず、シリコンとシリコンの結合を主鎖に有
する有機シリコン化合物を有機溶剤に溶解して溶液材料
を作成する。シリコンとシリコンの結合を主鎖に有する
有機シリコン化合物としては、例えば一般式（ＳｉＲ₁₁
Ｒ₁₂）で表わすことができるポリシランが挙げられる
（ここで、Ｒ₁₁およびＲ₁₂は、水素原子または炭素数１
〜２０の置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素または芳
香族炭価水素などを示す）。ポリシランとしては、単独
重合体でも共重合体でもよく、２種以上のポリシランが
酸素原子、窒素原子、脂肪族基、芳香族基を介して互い
に結合した構造を有するものでもよい。

【００３５】本発明に使用される有機シリコン化合物の
具体例を下記式［１−１］〜［１−１１４］に示す。な
お、式中、ｍ、ｎは、正の整数を表わす。

【００３６】

【化５】

【００３７】

【化６】

【００３８】

【化７】

【００３９】

【化８】

【００４０】

【化９】

【００４１】

【化１０】

【００４２】

【化１１】

【００４３】

【化１２】

【００４４】

【化１３】

【００４５】

【化１４】

【００４６】

【化１５】

【００４７】

【化１６】

【００４８】

【化１７】

【００４９】

【化１８】

【００５０】

【化１９】 以上の化合物の重量平均分子量は、特に限定されること
はないが、２００〜１００、０００が好ましい。その理
由は、分子量が２００未満では、レジストの溶媒に有機
シリコン膜が溶解してしまい、一方、１００、０００を
超えると、有機溶剤に溶解しにくくなり、溶液材料を作
成しにくくなるためである。有機シリコン化合物は、一
種類に限ることはなく、数種類の化合物を混合してもよ
い。

【００５１】有機シリコン化合物に対しては、必要に応
じて、貯蔵安定性をはかるための熱重合防止剤、被加工
膜への密着性を向上させるための密着性向上剤、被加工
膜からレジスト膜中へ反射する光を防ぐために紫外光を
吸収する染料、ポリサルフォン、ポリベンズイミダゾー
ルなどの紫外光を吸収するポリマー、導電性物質、光や
熱により導電性が生じる物質、或いは有機シリコン化合
物を架橋させ得る架橋剤を添加してもよい。

【００５２】導電性物質としては、例えば、有機スルフ
ォン酸、有機カルボン酸、多価アルコール、多価チオー
ル（例えばヨウ素、臭素）、ＳｂＦ₅ 、ＰＦ₅ 、Ｂ
Ｆ₅ 、ＳｎＦ₅ などが挙げられる。光、熱などのエネル
ギーを加えることにより導電性が生じる物質としては、
炭素クラスタ（Ｃ₆₀、Ｃ₇₀）、シアノアントラセン、ジ
シアノアントラセン、トリフェニルピリウム、テトラフ
ルオロボレート、テトラシアノキノジメタン、テトラシ
アノエチレン、フタルイミドトリフレート、パークロロ
ペンタシクロドデカン、ジシアノベンゼン、ベンゾニト
リル、トリクロロメチルトリアジン、ベンゾイルペルオ
キシド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ｔ―ブチル
ペオキシドなどが挙げられる。より具体的には、下記式
［２−１］〜［２−１０６］に示す化合物を挙げること
ができる。

【００５３】

【化２０】

【００５４】

【化２１】

【００５５】

【化２２】

【００５６】

【化２３】

【００５７】

【化２４】

【００５８】

【化２５】

【００５９】

【化２６】

【００６０】

【化２７】

【００６１】

【化２８】

【００６２】

【化２９】 架橋剤を添加する場合、有機シリコン化合物は、主鎖の
シリコンに水素が結合したものが好ましい。このような
有機シリコン化合物として、例えば式［１−１］〜［１
−２６］に記載の構造を挙げることができる。

【００６３】架橋剤は、有機シリコン化合物を架橋させ
て、レジストと有機シリコン化合物とのミキシングを防
止するとともに、耐熱性を向上させるために加えられ
る。

【００６４】架橋剤としては、多重結合を有する有機物
を用いることができる。多重結合を有する有機物とは、
二重結合または三重結合を有する化合物、より具体的に
は、ビニル基、アクリル基、アリール基、イミド基、ア
セチレニル基などを有する化合物である。このような多
重結合を有する有機物は、モノマー、オリゴマー、ポリ
マーのいずれでもよい。

【００６５】このような多重結合を有する有機物は、熱
または光により有機シリコン化合物のＳｉ−Ｈ結合との
間で付加反応を起こし、有機シリコン化合物を架橋させ
る。なお、多重結合を有する有機物は、自己重合してい
てもよい。多重結合を有する有機物の具体例を以下に示
す。

【００６６】

【化３０】

【００６７】

【化３１】

【００６８】

【化３２】

【００６９】

【化３３】

【００７０】

【化３４】

【００７１】

【化３５】

【００７２】

【化３６】

【００７３】

【化３７】

【００７４】

【化３８】

【００７５】

【化３９】 上述のように、有機シリコン化合物に対して多重結合を
有する有機物を混合した場合、触媒としてラジカル発生
剤または酸発生剤を添加してもよい。これらのラジカル
発生剤または酸発生剤は、多重結合を有する有機物とＳ
ｉ−Ｈの付加反応または自己重合を助ける役割を有す
る。

【００７６】ラジカル発生剤としては、アゾ化合物（例
えば、アゾビスイソブチロニトリル）、過酸化物、アル
キルアリールケトン、シリルペルオキシド、有機ハロゲ
ン化物などが挙げられる。ラジカル発生剤は、光照射ま
たは加熱により分子中のＯ−Ｏ結合またはＣ−Ｃ結合が
分解してラジカルを発生する。ラジカル発生剤として
は、例えば化学式［４−１］〜［４−２４］により表さ
れるものが挙げられる。 ベンゾイルペルオキシド ［４−１］ ジターシャルブチルペルオキシド ［４−２］ ベンゾイン ［４−３］ ベンゾインアルキルエーテル ［４−４］ ベンゾインアルキルアリールチオエーテル ［４−５］ ベンゾイルアリールエーテル ［４−６］ ベンジルアルキルアリールチオエーテル ［４−７］ ベンジルアラルキルエタノール ［４−８］ フェニルグリオキサルアルキルアセタール ［４−９］ ベンゾイルオキシム ［４−１０］ トリフェニル−ｔ−ブチルシリルペルオキシド ［４−１１］

【００７７】

【化４０】

【００７８】

【化４１】 ラジカル発生剤のうち、有機ハロゲン化物としては、一
般式［４−１８］で表されるトリハロメチル−ｓ−トリ
アジン（例えば米国特許第３７７９７７８号明細書参
照）が好ましい。一般式［４−１８］において、Ｑは臭
素または塩素、Ｒ¹¹は−ＣＱ₃ 、−ＮＨ₂ 、−ＮＨ
Ｒ¹³、−ＯＲ¹³または置換もしくは非置換のフェニル
基、Ｒ¹²は−ＣＱ₃ 、−ＮＨ₂ 、−ＮＨＲ¹³、−Ｎ（Ｒ
¹³）₂ 、−ＯＲ¹³、−（ＣＨ＝ＣＨ）_n −Ｗまたは置換
もしくは非置換のフェニル基、（ここで、Ｒ¹³はフェニ
ル基、ナフチル基または炭素数６以下の低級アルキル
基、ｎは１〜３の整数、Ｗは芳香環、複素環、または下
記一般式で表される基である。）を示す。これらは、場
合によっては、多重結合を有する化合物を存在させなく
ても、光または熱によりポリシランを架橋させることも
ある。

【００７９】

【化４２】 式中、Ｚは酸素または硫黄、Ｒ¹⁴は低級アルキル基また
はフェニル基を示す。一般式［４−１８］で表されるト
リハロメチル−ｓ−トリアジンのうちでは、特に、Ｒ¹²
が−（ＣＨ＝ＣＨ）_n −Ｗであるビニルトリハロメチル
−ｓ−トリアジン（例えば米国特許第３９８７０３７号
明細書参照）が好ましい。ビニルトリハロメチル−ｓ−
トリアジンは、トリハロメチル基と、トリアジン環と共
役するエチレン性不飽和結合とを有し、光分解性を示す
ｓ−トリアジンである。

【００８０】なお、Ｗで表される芳香環または複素環に
は、以下のような置換基が導入されていてもよい。例え
ば、塩素、臭素、フェニル基、炭素数６以下の低級アル
キル基、ニトロ基、フェノキシ基、アルコキシ基、アセ
トキシ基、アセチル基、アミノ基およびアルキルアミノ
基などである。

【００８１】一般式［４−１８］で表されるトリハロメ
チル−ｓ−トリアジンを化学式［４−２５］〜［４−３
４に］、その他のラジカル発生剤を化学式［４−３５］
〜［４−３９］に示す。これらのハロゲン化物は、場合
によっては、多重結合を有する化合物を存在させなくて
も、光または熱によりポリシランを架橋させることもあ
る。

【００８２】

【化４３】

【００８３】

【化４４】 酸発生剤としては、例えばオニウム塩、ハロゲン含有化
合物、オルトキノンジアジド化合物、スルホン化合物、
スルホン酸化合物、ニトロベンジル化合物が挙げられ
る。これらのうちでも、オニウム塩、オルトキノンジア
ジド化合物が好ましい。

【００８４】オニウム塩としては、ヨードニウム塩、ス
ルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アン
モニウム塩が挙げられる。好ましくは、化学式［４−４
０］〜［４−４２］で表される化合物が挙げられる。

【００８５】ハロゲン含有化合物としては、ハロアルキ
ル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含有炭化水
素系化合物、ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物など
が挙げられる。特に、化学式［４−４３］および［４−
４４］で表される化合物が好ましい。

【００８６】ジニンジアジド化合物としては、ジアゾベ
ンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物などが挙
げられる。特に、化学式［４−４５］〜［４−４８］で
表される化合物が好ましい。

【００８７】スルホン化合物としては、β−ケトスルホ
ン、β−スルホニルスルホンなどが挙げられる。特に、
化学式［４−４９］で表される化合物が好ましい。

【００８８】ニトロベンジル化合物としては、ニトロベ
ンジルスルホネート化合物、ジニトロベンジルスルホネ
ート化合物などが挙げられる。特に、化学式［４−５
０］で表される化合物が好ましい。

【００８９】スルホン酸化合物としては、アルキルスル
ホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、ア
リールスルホン酸エステル、イミノスルホネートなどが
挙げられる。特に、化学式［４−５１］〜［４−５３］
で表される化合物が好ましい。

【００９０】

【化４５】 （式中、Ｒ¹⁴〜Ｒ¹⁶は互いに同一であっても異なってい
てもよく、それぞれ水素原子、アミノ基、ニトロ基、シ
アノ基、置換もしくは非置換のアルキル基またはアルコ
キシル基、ＸはＳｂＦ₆ 、ＰＦ₆ 、ＢＦ₄ 、ＣＦ₃ ＣＯ
₂ 、ＣｌＯ₄ 、ＣＦ₃ ＳＯ₃ 、

【００９１】

【化４６】 Ｒ¹⁷は水素原子、アミノ基、アニリノ基、置換もしくは
非置換のアルキル基またはアルコキシル基、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹
は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ
置換もしくは非置換のアルコキシル基、Ｒ²⁰は水素原
子、アミノ基、アニリノ基、置換もしくは非置換のアル
キル基またはアルコキシル基を示す。

【００９２】

【化４７】 （式中、Ｒ²¹は、トリクロロメチル基、フェニル基、メ
トキシフェニル基、ナフチル基またはメトキシナフチル
基を示す。）

【００９３】

【化４８】 （式中、Ｒ²²〜Ｒ²⁴は、互いに同一であっても異なって
いてもよく、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、メチル
基、メトキシ基または水酸基を示す。）

【００９４】

【化４９】 （式中、Ｒ²⁵は、−ＣＨ₂ −、−Ｃ（ＣＨ₃ ）₂ −、−
Ｃ（＝Ｏ）−または−ＳＯ₂ −を示し、ｑは１〜６の整
数、ｒは０〜５の整数で、ｑとｒの合計は１〜６であ
る。）

【００９５】

【化５０】 （式中、Ｒ²⁶は、水素原子またはメチル基、Ｒ²⁷は−Ｃ
Ｈ₂ −、−Ｃ（ＣＨ₃ ）₂ −、−Ｃ（＝Ｏ）−または−
ＳＯ₂ −を示し、ｓは１〜６の整数、ｔは０〜５の整数
で、ｓとｔの合計は１〜６である。）

【００９６】

【化５１】 （式中、Ｒ²⁸〜Ｒ₃₁は、互いに同一であっても異なって
いてもよく、それぞれ置換もしくは非置換のアルキル基
またはハロゲン原子、Ｙは−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＳＯ
₂ −を示し、ｕは０〜３の整数である。）

【００９７】

【化５２】 （式中、Ｒ³²は、置換もしくは非置換のアルキル基、Ｒ
³³は水素原子またはメチル基、Ｒ³⁴は

【００９８】

【化５３】 （ただし、Ｒ³⁵は、水素原子またはメチル基、Ｒ³⁶、Ｒ
³⁷は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞ
れ置換もしくは非置換のアルコキシル基を示し、ｖは１
〜３の整数である。）

【００９９】

【化５４】 （式中、Ｒ³⁸、Ｒ³⁹は、互いに同一であっても異なって
いてもよく、それぞれ水素原子または置換もしくは非置
換のアルキル基、Ｒ⁴⁰、Ｒ⁴¹は互いに同一であっても異
なっていてもよく、それぞれ水素原子または置換もしく
は非置換のアルキル基またはアリール基を示す。）

【０１００】

【化５５】 （式中、Ｒ⁴²は水素原子または置換もしくは非置換のア
ルキル基、Ｒ⁴³、Ｒ⁴⁴は互いに同一であっても異なって
いてもよく、それぞれ置換もしくは非置換のアルキル基
またはアリール基を示し、Ｒ⁴³とＲ⁴⁴はは互いに結合し
て環構造を形成していてもよい。

【０１０１】

【化５６】 （式中、Ｚはフッ素原子または塩素原子を示す、） 本発明において、有機シリコン化合物の架橋剤として
は、上述した多重結合を有する有機物以外にも以下のよ
うな物質を用いることが出来る。例えば、ヒドロキシル
基を有する有機物、エポキシ基を有する有機物、アミノ
基を有する有機物、ピリジンオキシド、アルコキシシリ
ル基、シリルエステル基、オキシムシリル基、エモキシ
シリル基、アミノシリル基、アミドシリル基、アミノキ
シシリル基またはハロゲンを有するケイ素化合物、有機
金属化合物、ハロゲンを含む化合物などである。

【０１０２】ヒドロキシル基を有する化合物としては、
多価アルコール、ノボラック樹脂、カルボキシル基を有
する化合物、シラノールが挙げられる。これらの化合物
は、光または熱によりＳｉ−Ｈと反応して有機シリコン
化合物を架橋させる。このような化合物の具体例を化学
式［５−１］〜［５−２８］に示す。

【０１０３】エポキシ基を有する化合物としては、一般
にエピビスタイプのエポキシ樹脂、または脂環式エポキ
シ樹脂と呼ばれるものが挙げられる。これらの樹脂で
は、一部にヒドロキシル基が付加していてもよい。ま
た、これらの樹脂とともに上述した酸発生剤を添加して
もよい。このような化合物の具体例を化学式［６−１］
〜［６−１２］に示す。

【０１０４】アミノ基を有する化合物としては、例えば
化学式［７−１］〜［７−９］に示したものが挙げられ
る。

【０１０５】ピリジンオキシドとしては、例えば化学式
［８−１］〜［８−６］に示したものが挙げられる。

【０１０６】アルコキシシリル基、シリルエステル基、
オキシムシリル基、エノキシシリル基、アミノシリル
基、アミドシリル基、アミノキシシリル基またはハロゲ
ンを有するケイ素化合物としては、例えば化学式［９−
１］〜［９−５２］に示したものが挙げられる。これら
の化学式において、Ｘは上記の置換基を表す。なお、こ
れらの化合物とともに、通常、シリコーンの縮合触媒と
して使用される白金、有機スズ化合物などの金属触媒、
塩基を使用してもよい。

【０１０７】有機金属化合物とは、有機基が置換した金
属塩、金属錯体を意味する。金属としては、Ｂ、Ｍｇ、
Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ
が用いられる。このような化合物の具体例を、化学式
［１０−１］〜［１０−９］に示す。

【０１０８】ハロゲンを含む化合物としては、例えば化
学式［１１−１］〜［１１−９］に示したものが挙げら
れる。

【０１０９】

【化５７】

【０１１０】

【化５８】

【０１１１】

【化５９】

【０１１２】

【化６０】

【０１１３】

【化６１】

【０１１４】

【化６２】

【０１１５】

【化６３】

【０１１６】

【化６４】

【０１１７】

【化６５】

【０１１８】

【化６６】

【０１１９】

【化６７】

【０１２０】

【化６８】

【０１２１】

【化６９】 有機溶剤としては、極性溶剤でも、無極性溶剤でもよい
が、多重結合を有する溶剤は有機シリコン化合物と反応
しやすく、溶液材料が経時変化を起こしやすくなるた
め、多重結合を含まない溶剤を使用する方が好ましい。

【０１２２】以上の方法により塗布材料を作成し、被加
工膜上に、例えばスピンコーティング法などで溶液材料
を塗布した後、加熱して溶剤を気化することにより、有
機シリコン膜を形成する。この段階でレジストに対する
十分な選択比が得られるガラス転移温度が得られればよ
いが、得られない場合、さらに塗膜に対して加熱、或い
はエネルギービームを照射して塗膜を架橋させることが
必要である。

【０１２３】従って、本発明は、架橋して耐熱性が向上
し、０℃以上のガラス転移温度が得られれば、必ずしも
シリコンとシリコンとの結合を主鎖に有する化合物のガ
ラス転移温度が０℃以上である必要はない。

【０１２４】エネルギービームとしては、例えば紫外
光、Ｘ線、電子線、イオン線などを挙げることができ
る。特に、加熱とエネルギービームの照射を同時に行う
ことで架橋反応の進行を早め、実用的なプロセス処理時
間でガラス転移温度を著しく向上させることができる。
なお、加熱、或いはエネルギービームの照射でシリコン
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
中の主鎖のシリコンとシリコンとの結合が開烈し、酸素
と結合し、酸化しやすくなり、レジストとシリコン有機
膜とのエッチング選択比が低下する場合が生じる。この
ような場合、加熱およびエネルギービームの照射は、空
気中より酸素濃度が低い雰囲気下で行うことが好まし
い。

【０１２５】次に、有機シリコン膜３上にレジストパタ
ーンを形成する。まず、図１（ｃ）に示すように、有機
シリコン膜３上にレジスト溶液を塗布して、加熱処理を
行い、レジスト４を形成する。レジスト４の膜厚を薄く
すれば、それだけ、露光時の露光量裕度、フォーカス裕
度、或は解像度を向上させることができる。そのため、
レジスト４の膜厚は、有機シリコン膜３を寸法制御性よ
くエッチングできる膜厚であれば薄い方がよく、好まし
くは０．０１〜１０μｍが好ましい。

【０１２６】レジストの種類は、特に限定されることは
なく、目的に応じて、ポジ型またはネガ型を選択して使
用することができる。具体的には、ポジ型レジストとし
ては、例えば、ナフトキノンジアジドとノボラック樹脂
とからなるレジスト（ＩＸ−７７０、日本合成ゴム社
製）、ｔ−ＢＯＣで保護したポリビニルフェノール樹脂
とオニウム塩とからなる化学増幅型レジスト（ＡＰＥＸ
−Ｅ、シップレー社製）などが挙げられる。また、ネガ
型のレジストとしては、例えば、ポリビニルフェノール
とメラミン樹脂および光酸発生材からなる化学増幅型レ
ジスト（ＳＮＲ２４８、シップレー社製）、ポリビニル
フェノールとビスアジド化合物とからなるレジスト（Ｒ
Ｄ−２０００Ｄ、日立化成社製）などが挙げられるが、
これらに限定されることはない。

【０１２７】これらのレジスト溶液を有機シリコン膜３
上に、例えばスピンコーテング法などで塗布した後、加
熱して溶媒を気化させることでレジスト４を作成する。
次に、所望のパターンを有するマスクを通して露光光で
ある可視光、紫外光などのエネルギービームをレジスト
に対して照射する。露光光源としては、水銀灯、ＸｅＦ
（波長＝３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（波長＝３０８ｎ
ｍ）、ＫｒＦ（波長＝２４８ｎｍ）、ＫｒＣｌ（波長＝
２２２ｎｍ）、ＡｒＦ（波長＝１９３ｎｍ）、Ｆ₂ （波
長＝１５１ｎｍ）等のエキシマレーザを挙げることがで
きる。なお、露光光源にはＸ線、電子ビーム、或いはイ
オンビームを用いてもよい。

【０１２８】そして、図１（ｄ）に示すように、ＴＭＡ
Ｈ、コリンなどのアルカリ現像液で現像処理を行い、レ
ジストパターン５を形成する。また、必要に応じて、光
露光を行った場合に生じるレジスト中の多重反射を減少
させるために、上層反射防止膜、或は、電子ビーム露光
を行った場合に生じるチャージアップを防ぐために、上
層帯電防止膜をレジストの上に形成してもよい。

【０１２９】次に、図１（ｅ）に示すように、レジスト
パターン５をエッチングマスクとして用いて、有機シリ
コン膜３をドライエッチングすることにより、前記レジ
ストパターン５を前記有機シリコン膜３に転写する。エ
ッチング方式としては、例えば反応性イオンエッチン
グ、マグネトロン型反応性イオンエッチング、電子ビー
ムイオンエッチング、ＩＣＰエッチング、またはＥＣＲ
イオンエッチングなど微細加工可能なものであれば、特
に限定されることはない。

【０１３０】レジストとの選択比を維持するため、ウェ
ハーを設置した電極に印加する電力密度は１０Ｗ／ｃｍ
² 以下に抑えることが望ましい。その理由は、有機シリ
コン膜のエッチングは、ケミカルエッチングに近く、ス
パッター性が強くなることでレジストのエッチング速度
が上昇し、選択比が低下するのを防ぐためである。ま
た、さらにプラズマ生成とバイアス生成を独立して行え
るような装置を用いる場合には、上記理由によりバイア
スを低くするとともに、イオンの数が過剰にならないよ
うにプラズマ生成に用いる電力を抑える必要がある。そ
のため、プラズマ生成に用いる電力は、処理するウェハ
ー面積に対して１０Ｗ／ｃｍ² 以下に抑えることが望ま
しいのである。

【０１３１】また、有機シリコン膜のエッチングの際
に、ウェハーの温度を２０℃以上に保持することで、寸
法変換差のない加工を達成することができる。エッチン
グガスとしては、塩素、臭素、或は沃素原子を含むガス
を少なくとも１つ以上用いることが好ましく、例えば、
ＨＣｌ、ＣＦ₃ Ｃｌ、ＣＦ₂ Ｃｌ₂ 、ＣＦ₃ Ｂｒ、ＣＣ
ｌ₄ 、Ｃ₂ Ｆ₅ Ｃｌ₂ 、Ｃｌ₂ 、ＳｉＣｌ₄ 、Ｂｒ₂ 、
Ｉ₂ 、ＨＢｒ、ＨＩ、ＢＣｌ₃ などのガスを挙げること
ができる。これらのガスは、１種類を用いても、複数種
類を混合して用いてもよい。また、ハロゲン系ガス以外
のＣＯ、Ｈ₂ 、Ｏ₂ 、Ｈｅ、Ｎ₂ 、Ａｒ、ＳＯ₂ などを
添加してもよい。

【０１３２】以上のようにして、有機シリコン膜をエッ
チングすることで、有機シリコン膜が変質せず、かつレ
ジストに対して高選択比をとることができ、また、高寸
法制御性をもった加工が成し遂げられる。

【０１３３】次に、図１（ｆ）に示すように、レジスト
パターン５と有機シリコン膜パターン６をエッチングマ
スクとして用いて、被加工膜２の加工を行う。レジスト
パターン５に対する有機シリコン膜パターン６のエッチ
ング選択比（有機シリコン膜のエッチングレート／レジ
ストのエッチングレート）が高いため、レジストパター
ン５と有機シリコン膜パターン６の残りが十分であるた
め、エッチングマスク不足による肩落ちや後退を防ぐこ
とができ、寸法制御性よく被加工膜２を加工し、パター
ン７を形成することができる。

【０１３４】被加工膜が金属配線膜、或はシリコン系材
料からなる場合には、有機シリコン膜のエッチングで用
いられるガスによって加工し、同一装置内で連続工程で
被加工膜を加工することが好ましく、有機シリコン膜と
被加工膜が一括してエッチングできるので、工程数を簡
略化することができる。

【０１３５】また、図２（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、レジストパターン５を除去して、図２（ｃ）に示す
ように、有機シリコン膜パターン６のみをエッチングマ
スクとして用いて、被加工膜２をエッチングし、パター
ン７を形成してもよい。高アスペクト比をもつ超微細な
被加工膜２の加工の際は、シリコン有機膜の加工後、別
装置、或は同一装置にてシリコン有機膜上のレジストパ
ターン５を除去し、加工の際のアスペクト比を下げるこ
とが好ましい。この場合、エッチングマスクとなるの
は、レジストパターン５によってパターン転写された有
機シリコン膜パターン６のみであり、これによってアス
ペクト比を小さく抑えることができ、マイクロローディ
ング効果を抑えることができる。

【０１３６】以上説明した本発明のパターン形成方法に
よると、有機シリコン膜を変質させることなく、レジス
トに対して高い選択比でエッチングすることができ、レ
ジストの膜厚を薄くしても、寸法制御性良く、被加工膜
の加工を行うことができる。有機シリコン膜のガラス転
移温度が低い場合、或は有機シリコン膜を弗素系ガスで
エッチングした場合には、有機シリコン膜がスポンジ状
に変質してしまう。これは、おそらく、プラズマ中のハ
ロゲンラジカルが有機シリコン膜の内部まで浸透しやす
く、ハロゲン化シリコン化合物となって膜中から揮発
し、揮発しにくい有機成分がエッチングされずに残った
ためと考えられる。

【０１３７】そこで、本発明の方法では、有機シリコン
膜のガラス転移温度を高めるか、或は有機シリコン膜を
架橋させることで、プラズマ中で発生したハロゲンラジ
カルを有機シリコン膜の内部まで浸透しにくくすること
により変質が抑制できたものと考えられる。

【０１３８】次に、種々の本発明の好ましい態様につい
て説明する。

【０１３９】（１）本発明の方法において、有機シリコ
ン化合物として、主鎖に下記一般式［１２］に示す構造
を有する化合物を用いること。

【０１４０】

【化７０】 （式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ およびＲ⁵ は、水素原
子、置換または無置換の炭素数３以下の炭化水素基であ
り、Ｒ⁶ は、水素原子または炭素数１〜２０の置換また
は無置換の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を
示す。） 上記式［１２］に示す構造を有する有機シリコン化合物
の具体例として、下記式１３−１〜１３−５４］に示す
ものを挙げることができる。

【０１４１】

【化７１】

【０１４２】

【化７２】

【０１４３】

【化７３】

【０１４４】

【化７４】

【０１４５】

【化７５】

【０１４６】

【化７６】

【０１４７】

【化７７】

【０１４８】

【化７８】 有機シリコン化合物として、上記一般式［１２］に示す
構造を有する化合物を用いた場合には、有機シリコン膜
をエッチングする際に、レジストパターンおよび有機シ
リコン膜パターンが太ることがなく、レジストに対して
高選択比で有機シリコン膜をエッチングすることがで
き、レジストの膜厚を薄くしても所望の寸法で被加工膜
の加工を行うことが可能になる。

【０１４９】これは、おそらく、上記一般式に示す構造
を有する有機シリコン化合物は、塩素、臭素、或は沃素
原子を含むガスでエッチングすると、レジストおよび有
機シリコン膜の側壁に再付着する生成物を形成しにくい
ため、レジストパターンが太らないと考えられる。

【０１５０】（２）本発明の方法において、被加工膜と
して、シリコン系絶縁膜を用いること。

【０１５１】シリコン系絶縁膜としては、酸化シリコン
膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、或はスピンオ
ングラスなどを用いることができる。また、フォトマス
クの製造の際に用いられるブランク材でもよい。

【０１５２】シリコンとシリコンの結合を主鎖に有する
有機シリコン化合物を含有する有機シリコン膜は、シリ
コン系絶縁膜をエッチングするのに適したプラズマ中で
はエッチングレートは遅く、エッチング耐性がある。そ
の結果、レジストパターンと有機シリコン膜からなるエ
ッチングマスク材、或は有機シリコン膜パターンのみか
らなるエッチングマスク材がシリコン系絶縁膜のエッチ
ング時に後退することを防ぐことができ、寸法制御性よ
く、シリコン系絶縁膜の加工を行うことが可能となる。

【０１５３】このように、本発明のパターン形成方法
は、被加工膜としてシリコン系絶縁膜を用いた場合に、
特に優れた効果が得られる。

【０１５４】（３）本発明の方法において、有機シリコ
ン膜パターンの形成後、有機シリコン膜パターンに対し
て酸化処理を行うこと。

【０１５５】被加工膜としては、アモルファスシリコ
ン、ポリシリコンなどのシリコン系材料、アルミニウ
ム、アルミニウムシリサイド、カッパー、タングステン
などの配線材料、シリコンナイトライド等が好ましい。

【０１５６】望ましい酸化処理方法としては、電子ビー
ム、イオンビーム、紫外光、Ｘ線などのエネルギービー
ムを有機シリコン膜パターンに照射する方法、酸素プラ
ズマで酸素ラジカルを有機シリコン膜パターンに対して
照射する方法、Ｈ₂ ０₂ 溶液、Ｆｅ₂ （ＣＮ₆ ）溶液、
ＫＭｎＯ₄ 溶液、Ｈ₂ ０₂ とＨ₂ ＳＯ₄ との混合溶液、
Ｃｒ₂ ＯとＨ₂ ＳＯ₄ との混合溶液、ＨＣｌＯ₄ とＨ₂
ＳＯ₄ との混用溶液、ＫＭｎＯ₄ とＨ₃ ＰＯ₄ との混合
溶液、Ｋ₂ Ｓ₂ Ｏ₈ とＨ₂ ＳＯ₄ との混合溶液、（ＮＨ
₄ ）₂ Ｓ₂ Ｏ₈ とＨ₂ Ｏ₂ とＨ₂ ＳＯ₄ との混合溶液、
ＨＮＯ₃ とＨ₂ＳＯ₄ との混合溶液、（ＮＨ₄ ）₂ Ｓ₂
Ｏ₈ とＨ₂ ＳＯ₄ との混合溶液などの酸化剤を含む溶液
に被処理体を浸透させる方法が挙げられる。

【０１５７】図１（ｅ）に示す状態で酸化処理を行う
と、図３（ａ）に示すように、有機シリコン膜パターン
６は酸化されて、酸化処理膜パターン８となる。その
際、酸化処理方法によっては、レジストパターン５が灰
化されてなくなってしまう。しかし、図３（ｃ）に示す
ように、レジストパターン５が残っていてもよい。

【０１５８】酸化処理が行われた後、図３（ｃ）に示す
ように、酸化処理膜パターン８をエッチングマスクとし
て用いて、被加工膜２のエッチングを行う。なお、図３
（ａ）では、酸化処理膜パターン８のみをエッチングマ
スクとして用いて、被加工膜２をエッチングしている場
合を示しているが、図３（ｃ）に示すように、レジスト
パターン５と酸化処理膜パターン８をエッチングマスク
として用いて、被加工膜２の加工を行ってもよい。

【０１５９】この場合のソースガスについては、被加工
膜が配線材料、或はシリコン系材料である場合は、臭素
系ガス、塩素系ガスを用いて被加工膜のエッチングを行
うのが望ましい。被加工膜がＳｉＮ膜である場合は、弗
素系ガスと窒素ガスを少なくとも含むガス系、或は弗素
系ガスと塩素系ガスを少なくとも含む混合ガス系を用い
るのが好ましい。

【０１６０】以上のように、有機シリコン膜パターンに
酸化処理を施した場合には、得られた酸化処理膜パター
ンは、パターン露光時には反射防止膜として作用し、被
加工膜をエッチングする際にはハードマスクとして作用
するため、ハードマスクとレジストとの間に反射防止膜
を介在させる必要がなくなる。その結果、レジストパタ
ーンをハードマスクに忠実に転写することができ、寸法
制御性良く、被加工膜を加工することができる。

【０１６１】（４）本発明の方法において、被加工膜の
パターニングの後、エッチングマスクとして用いられた
有機シリコン膜パターンを、塩素原子、臭素原子および
弗素原子からなる群から選ばれた少なくとも１種を含む
ガスと、酸素原子を含むガスを用いて剥離（除去）する
こと。

【０１６２】即ち、被加工膜のパターニング後の有機シ
リコン膜パターンを、酸素原子を含むガスに、塩素、臭
素および弗素原子からなる群から選ばれた少なくとも１
種の原子を含むガスを微量添加したガスを用いて発生さ
せたプラズマにさらすことによって、有機シリコン膜パ
ターンを、残すことなく完全に剥離することができる。
さの際、被加工膜が除去されることはない。

【０１６３】剥離の際に、プラズマ中の塩素、臭素、或
は弗素ラジカルは、被加工膜のエッチングを促進するた
め、これらの原子を含むガスの添加量が微量ですむこと
は、その分、被加工膜の削れ量を少なくすることができ
る。これは、おそらく、有機シリコン膜は、有機シリコ
ン膜のエッチング時に塩素、ヨウ素、或は臭素原子を膜
中に取り込みやすく、その分、有機シリコン膜の剥離の
際に、塩素、臭素、或は弗素原子の量を減らすことが可
能になるものと考えられる。

【０１６４】また、特に、主鎖に上記一般式［１２］に
示す構造を有する有機シリコン化合物を用いた場合に
は、有機シリコン膜の剥離レートを速めることができ、
被加工膜の削れ量を少なくして有機シリコン膜を剥離す
ることができる。おそらく、一般式１２に示す構造を有
する有機シリコン化合物は、塩素、臭素、或は弗素ラジ
カルと反応し、容易に気化しやすいためと考えられる。

【０１６５】なお（４）の態様における好ましい実施形
態を以下に例示する。

【０１６６】（ａ）有機シリコン膜の剥離工程におい
て、ＣＦ₄ 、ＳＦ₆ 、またはＮＦ₃ を含むガスを用いる
こと。

【０１６７】（ｂ）有機シリコン膜を酸素原子を含むガ
スによって処理する工程と、塩素、臭素および弗素原子
からなる群から選ばれた少なくとも一種を含むガスによ
って処理する工程とを連続して行う、或は交互に行うこ
と。

【０１６８】（ｃ）有機シリコン膜を酸素原子を含むガ
スによって処理する工程と、ＣＦ₄、ＳＦ₆ およびＮＦ
₃ からなる群から選ばれた少なくとも一種を含むガスに
よって処理する工程とを連続して行う、或は交互に行う
こと。

【０１６９】（ｄ）有機シリコン膜を剥離する際に、処
理基板の温度を約１００℃以下に保つこと。処理基板の
温度が１００℃以下では、酸素ラジカルにより有機シリ
コン膜がグラス化する反応が起きにくくなり、有機シリ
コン膜の剥離レートが向上する。

【０１７０】（ｅ）有機シリコン膜を、塩素原子、臭素
原子および弗素原子からなる群から選ばれた少なくとも
１種と、酸素原子とを含むガスを用いて発生したプラズ
マにさらした後、アミン系溶媒を含む溶液にて処理を行
うこと。

【０１７１】（ｆ）有機シリコン膜を、アミン系溶媒、
弗化水素、弗化アンモニウム、水酸化ナトニウム、硫
酸、および過酸化水素の少なくとも一種類を含む溶液に
浸漬することにより、剥離するか、またはそのような浸
漬の後、アミン系溶媒、弗化水素、弗化アンモニウム、
水酸化ナトニウム、硫酸、過酸化水素のうちの上述の溶
液とは異なる一種類を含む溶液に浸漬して剥離するこ
と。

【０１７２】特に、有機シリコン化合物が、上述の一般
式１２に示す構造を主鎖に有するものである場合には、
溶液が膜中に浸透しやすくなり、剥離レートが向上す
る。

【０１７３】（ｇ）（ｆ）において、有機シリコン膜を
上記溶液に浸漬した後、酸素原子を含むガスを用いて発
生させたプラズマにさらす処理を行うこと。また、この
酸素原子を含むガスに、塩素原子、臭素原子、或は弗素
原子の何れかを含むガスを含ませることができる。塩素
原子、臭素原子、或は弗素原子の何れかを含むガスとし
ては、ＣＦ₄ 、ＳＦ₆ 、ＮＦ₃ が挙げられる。

【０１７４】（ｈ）（ｆ）において、有機シリコン膜を
硫酸と過酸化水素を含む溶液に浸漬した後、弗化水素ま
たは弗化アンモニウムを含む溶液に浸漬すること。

【０１７５】以上の好ましい実施形態に係る方法を用い
て有機シリコン膜を剥離するが、その際、レジストパタ
ーンも同時に剥離してもよい。

【０１７６】実施例１ まず、始めに以下の（Ａ１）〜（Ａ１０）に示す方法に
より、式［１−１］に示す有機シリコン化合物を含有す
る有機シリコン膜をシリコンウェハー上に形成した。ま
た、以下の（Ｒ１）〜（Ｒ４）に示す方法により、レジ
ストおよび比較のために従来型反射防止膜をシリコンウ
ェハー上に形成した。

【０１７７】（Ａ１）：式［１−１］に示す、重量平均
分子量５、０００の有機シリコン化合物１０ｇをトルエ
ン９０ｇに溶解して作成した溶液材料を、スピンコーテ
ング法により下地基板上に塗布した。次いで、下地基板
をホットプレートを用いて１００℃で９０秒間加熱し、
溶剤を気化乾燥させ、有機シリコン膜を形成した。

【０１７８】（Ａ２）：（Ａ１）において、重量平均分
子量２、５００の有機シリコン化合物を用いた。

【０１７９】（Ａ３）：（Ａ１）において、重量平均分
子量１、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０１８０】（Ａ４）：（Ａ１）において、重量平均分
子量５００の有機シリコン化合物を用いた。

【０１８１】（Ａ５）：（Ａ１）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）で、ホ
ットプレートを用いて、５００℃で１時間加熱し、有機
シリコン膜を架橋させた。

【０１８２】（Ａ６）：（Ａ１）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて、１００℃で９０秒間加
熱して溶剤を気化乾燥させた後、窒素雰囲気下（酸素濃
度５０ｐｐｍ以下）でＫｒＦエキシマレーザーを有機シ
リコン膜全面に露光量４００ｍＪ／ｃｍ² で照射して、
有機シリコン膜を架橋させた。

【０１８３】（Ａ７）：（Ａ１）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、
ＫｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露光量
８０ｍＪ／ｃｍ² で照射して、有機シリコン膜を架橋さ
せた。

【０１８４】（Ａ８）：式［１−１］に示す重量平均分
子量５、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［３−
６１］に示す架橋剤１ｇ、ラジカル発生剤としてシリル
ペルオキシド０．１ｇをトルエン８９．９ｇに溶解して
作成した溶液材料を、スピンコーテング法により下地基
板上に塗布した。次いで、窒素雰囲気下（酸素濃度５０
ｐｐｍ以下）でホットプレートを用いて１８０℃で１時
間加熱して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０１８５】（Ａ９）：式［１−１］に示す重量平均分
子量５、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［３−
６１］に示す架橋剤１ｇ、ラジカル発生剤としてシリル
ペルオキシド０．１ｇをトルエン８９．９ｇに溶解して
作成した溶液材料をスピンコーテング法により下地基板
上に塗布した。次いで、ホットプレートを用いて１００
℃で９０秒間加熱して溶剤を気化乾燥させた後、窒素雰
囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でＫｒＦエキシマレ
ーザーを有機シリコン膜全面に露光量１５０ｍＪ／ｃｍ
² で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０１８６】（Ａ１０）：式［１−１］に示す重量平均
分子量５、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［３
−６１］に示す架橋剤１ｇ、ラジカル発生剤としてシリ
ルペルオキシド０．１ｇをトルエン８８．９ｇに溶解し
て作成した溶液材料をスピンコーテング法により下地基
板上に塗布した。次いで、窒素雰囲気下（酸素濃度５０
ｐｐｍ以下）でホットプレートを用いて１６０℃で９０
秒間加熱しながら、ＫｒＦエキシマレーザーを有機シリ
コン膜全面に露光量１０ｍＪ／ｃｍ² で照射して、有機
シリコン膜を架橋させた。

【０１８７】（Ｒ１）：重量平均分子量１１、０００の
ポリビニルフェノールの水酸基の５０％がターシャリブ
トキシカルボニル基で置換された抑止剤樹脂１０ｇ、酸
発生剤としてスルフォンイミド０．０１ｇを乳酸エチル
８９，９９ｇに溶解して作成したレジスト溶液を、下地
基板上にスピンコーテング法により塗布した。次いで、
ホットプレートを用いて１２０℃で６０秒間加熱してレ
ジストを形成した。

【０１８８】（Ｒ２）：ポリサルフォン１０ｇをシクロ
ヘキサノン９０ｇに溶解して作成した溶液材料を、下地
基板上にスピンコーテング法で塗布した後、ホットプレ
ートを用いて２２０℃で９０秒間加熱した。

【０１８９】（Ｒ３）：ポリベンズイミダゾール１０ｇ
をシクロヘキサノン９０ｇに溶解して作成した溶液材料
を、下地基板上にスピンコーテング法で塗布した後、ホ
ットプレートを用いて２２０℃で９０秒間加熱した。

【０１９０】（Ｒ４）：ノボラック樹脂１０ｇをトルエ
ン９０ｇに溶解して作成した溶液材料を、下地基板上に
スピンコーテング法で塗布した後、ホットプレートを用
いて３２０℃で９０秒間加熱した。

【０１９１】以上の（Ａ１）〜（Ａ１０）の方法で形成
した有機シリコン膜のガラス転移温度を測定した。その
結果を下記表１に示す。

【０１９２】次に、マグネトロン型反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、（Ａ１）〜（Ａ１０）及び（Ｒ１）
〜（Ｒ４）の方法で得た膜を、下記のエッチング条件
（Ｐ１）〜（Ｐ４）でそれぞれエッチングして、エッチ
ング特性を調べた。

【０１９３】（Ｐ１） エッチングガス：流量１２０Ｓ
ＣＣＭのＣＦ₄ 、電力密度：２Ｗ／ｃｍ² 、真空度：２
０ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｐ２） エッチングガス：流量２００ＳＣＣＭのＣｌ
₂ 、電力密度：１．５Ｗ／ｃｍ² 、真空度：３０ｍＴｏ
ｒｒ、基板温度：８０℃ （Ｐ３） エッチングガス：流量１５０ＳＣＣＭのＨＢ
ｒ、電力密度：１．７Ｗ／ｃｍ² 、真空度：１２ｍＴｏ
ｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｐ４） エッチングガス：流量２０／１８０ＳＣＣＭ
のＣＦ₄ ／Ｃｌ₂ 、電力密度：２Ｗ／ｃｍ² 、真空度：
１２ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ エッチング後の有機シリコン膜の状態を走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）で観察した結果、（Ｐ１）〜（Ｐ４）の何
れの条件でも、（Ａ１）および（Ａ２）の膜は、図４
（ｂ）に示すようにスポンジ状に変質してエッチングが
正常に行われていないことが分かった。また、（Ａ３）
〜（Ａ１０）の膜でも、（Ｐ１）の条件でエッチングし
た場合は変質しており、ガラス転移温度が高い膜でも弗
素系ガスでエッチングするとエッチングが正常に行われ
ないことがわかった。

【０１９４】これに対し、（Ａ３）〜（Ａ１０）の膜を
（Ｐ２）〜（Ｐ４）の条件でエッチングした場合は、図
４（ａ）に示すように変質はなく、エッチングが正常に
行われていることを確認した。

【０１９５】レジストのエッチングレート、およびレジ
ストと有機シリコン膜のエッチング選択比（＝有機シリ
コン膜のエッチングレート／レジストのエッチングレー
ト）、比較のためにレジストと従来型の反射防止膜との
エッチング選択比（＝従来型の反射防止膜のエッチング
レート／レジストのエッチングレート）を下記表１に示
す。

【０１９６】下記表１に示すように、（Ａ３）〜（Ａ１
０）の膜の選択比は、ほぼ２以上であり、従来型の反射
防止膜よりも高い選択比である。従って、レジストの膜
厚を薄膜化しても、レジストが途中で削れることなく、
反射防止膜をエッチングすることが可能となる。

【０１９７】

【表１】

【０１９８】

【表２】

【０１９９】

【表３】

【０２００】

【表４】 実施例２ 本実施例は、実施例１において、有機シリコン膜中に光
導電性を生じせしめるために、フラーレン（Ｃ６０）を
添加した場合を示す。

【０２０１】（Ｂ１）：式［１−１］に示す重量平均分
子量５、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、フラーレ
ン０．０１ｇをトルエン８９．９９ｇに溶解して作成し
た溶液材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗
布した。次いで、ホットプレートを用いて１００℃で９
０秒間加熱して溶剤を気化乾燥させて、有機シリコン膜
を形成した。

【０２０２】（Ｂ２）：（Ｂ１）において、重量平均分
子量２、５００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２０３】（Ｂ３）：（Ｂ１）において、重量平均分
子量１、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２０４】（Ｂ４）：（Ｂ１）において、重量平均分
子量５００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２０５】（Ｂ５）：（Ｂ１）にように作成した溶液
材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗布した
後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホット
プレートを用いて５００℃で１時間加熱して、有機シリ
コン膜を架橋させた。

【０２０６】（Ｂ６）：（Ｂ１）にように作成した溶液
材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗布した
後、ホットプレートを用いて１００℃で９０秒間加熱し
て溶剤を気化乾燥させた後、窒素雰囲気下（酸素濃度５
０ｐｐｍ以下）でＫｒＦエキシマレーザーを有機シリコ
ン膜全面に露光量４００ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機
シリコン膜を架橋させた。

【０２０７】（Ｂ７）：（Ｂ１）にように作成した溶液
材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗布した
後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ）でホットプレ
ートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、ＫｒＦ
エキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露光量８０ｍ
Ｊ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２０８】（Ｂ８）：式［１−１］に示す重量平均分
子量５、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［３−
６１］に示す架橋剤１ｇ、ラジカル発生剤としてシリル
ペルオキシド０．１ｇ、フラーレン０．０１ｇをトルエ
ン８８．８９ｇに溶解して作成した溶液材料を、スピン
コーテング法により下地基板上に塗布した。次いで、窒
素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホットプレー
トを用いて１８０℃で１時間加熱して、有機シリコン膜
を架橋させた。

【０２０９】（Ｂ９）：（Ｂ８）にように作成した溶液
材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗布した
後、ホットプレートを用いて１００℃で９０秒間加熱し
て溶剤を気化乾燥させ、次いで、窒素雰囲気下（酸素濃
度５０ｐｐｍ以下）でＫｒＦエキシマレーザーを有機シ
リコン膜全面に露光量１５０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、
有機シリコン膜を架橋させた。

【０２１０】（Ｂ１０）：（Ｂ８）にように作成した溶
液材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、
ＫｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露光量
１０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋さ
せた。

【０２１１】以上（Ｂ１）〜（Ｂ１０）の方法で形成し
た有機シリコン膜のガラス転移温度を測定した。その結
果を下記表２に示す。

【０２１２】次に、マグネトロン型反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、（Ｂ１）〜（Ｂ１０）により得た有
機シリコン膜を、実施例１の（Ｐ１）〜（Ｐ４）の条件
でエッチングして、エッチング特性を調べた。エッチン
グ後の有機シリコン膜の状態を走査型電子顕微鏡で観察
した結果、（Ｐ１）〜（Ｐ４）の何れの条件でも、（Ｂ
１）および（Ｂ２）の膜は変質して、エッチングが正常
に行われていないことが分かった。また、（Ｂ３）〜
（Ｂ１０）の膜でも（Ｐ１）の条件でエッチングした場
合は変質しており、ガラス転移温度が高い膜でも弗素系
ガスでエッチングするとエッチングが正常に行われない
ことがわかる。

【０２１３】（Ｂ３）〜（Ｂ１０）の膜を（Ｐ２）〜
（Ｐ４）の条件でエッチングした場合は、変質はなく、
エッチングが正常に行われていることを確認した。この
時の、レジストと有機シリコン膜とのエッチング選択比
を下記表２に示す。下記表２から明らかなように、（Ｂ
３）〜（Ｂ１０）の膜の選択比は、ほぼ２以上であり、
従来型の反射防止膜よりも高い選択比である。従って、
レジストの膜厚を薄膜化しても、レジストが途中で削れ
ることなく反射防止膜をエッチングすることが可能とな
る。

【０２１４】レジストと有機シリコン膜とのエッチング
選択比を算出した結果を下記表２に示す。下記表２か
ら、実施例１と比べると選択比が向上していることがわ
かる。これはおそらく、エッチング中のプラズマ発光に
より反射防止膜に導電性が生じ、プラズマ中のラジカル
と反射防止膜のシリコンが反応して、揮発性生成物を生
成しやすくなったためと考えられる。

【０２１５】

【表５】

【０２１６】

【表６】 実施例３ まず、始めに以下の（Ｃ１）〜（Ｃ１０）に示す方法に
より、式［１−８２］に示す有機シリコン化合物（ｍ／
ｎ＝４／１）を含有する有機シリコン膜を下地基板上に
形成した。

【０２１７】（Ｃ１）：式［１−８２］に示す、重量平
均分子量２、０００の有機シリコン化合物１０ｇをアニ
ソール９０ｇに溶解して作成した溶液材料をスピンコー
テング法により下地基板上に塗布した。次いで、ホット
プレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱して溶剤を気
化乾燥させて、有機シリコン膜を形成した。

【０２１８】（Ｃ２）：（Ｃ１）において、重量平均分
子量４、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２１９】（Ｃ３）：（Ｃ１）において、重量平均分
子量８、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２２０】（Ｃ４）：（Ｃ１）において、重量平均分
子量１６、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２２１】（Ｃ５）：（Ｃ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて３５０℃で１時間加熱して、有機シ
リコン膜を架橋させた。

【０２２２】（Ｃ６）：（Ｃ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＡｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量１５０ｍＪ／ｃｍ２
で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２２３】（Ｃ７）：（Ｃ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、
ＡｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露光量
１０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋さ
せた。

【０２２４】（Ｃ８）：式［１−８２］に示す重量平均
分子量４、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［４
−１２］に示すラジカル発生剤０．１ｇをアニソール８
９．９ｇに溶解して作成した溶液材料をスピンコーテン
グ法により下地基板上に塗布した。次いで、窒素雰囲気
下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホットプレートを用い
て１８０℃で１時間加熱して、有機シリコン膜を架橋さ
せた。

【０２２５】（Ｃ９）：（Ｃ８）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＡｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量６０ｍＪ／ｃｍ２で
照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２２６】（Ｃ１０）：（Ｃ８）のように作成した溶
液材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布
した後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホ
ットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しなが
ら、ＡｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露
光量１０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架
橋させた。

【０２２７】以上の（Ｃ１）〜（Ｃ１０）の方法で形成
した有機シリコン膜のガラス転移温度を測定した。その
結果を下記表３に示す。

【０２２８】次に、マグネトロン型反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、（Ｃ１）〜（Ｃ１０）の膜および実
施例１の（Ｒ１）〜（Ｒ４）の方法で形成したレジスト
および従来型の反射防止膜を下記のエッチング条件（Ｐ
５）〜（Ｐ８）でそれぞれエッチングし、それらの膜の
エッチング特性を調べた。

【０２２９】（Ｐ５） エッチングガス：流量１２０Ｓ
ＣＣＭのＣＦ₄ 、電力密度：１．８Ｗ／ｃｍ² 、真空
度：２０ｍＴｏｒｒ、基板温度：８０℃ （Ｐ６） エッチングガス：流量２０／１８０ＳＣＣＭ
のＣｌ₂ ／ＢＣｌ₃ 、電力密度：１．５Ｗ／ｃｍ² 、真
空度：３０ｍＴｏｒｒ、基板温度：８０℃ （Ｐ７） エッチングガス：流量１８０／２０ＳＣＣＭ
のＣｌ₂ ／ＨＢｒ、電力密度：１．２Ｗ／ｃｍ² 、真空
度：１２ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｐ８） エッチングガス：流量２００ＳＣＣＭのＣＦ
₃ Ｃｌ、電力密度：１．２Ｗ／ｃｍ² 、真空度：１２ｍ
Ｔｏｒｒ、基板温度：５０℃ エッチング後の有機シリコン膜の状態を走査型電子顕微
鏡で観察した結果、（Ｐ５）〜（Ｐ８）の何れの条件で
も、（Ｃ１）および（Ｃ２）の膜は変質してエッチング
が正常に行われていないことが分かった。また、（Ｃ
３）〜（Ｃ１０）の膜でも、（Ｐ５）の条件でエッチン
グした場合は変質しており、ガラス転移温度が高い膜で
も弗素系ガスでエッチングするとエッチングが正常に行
われないことがわかる。

【０２３０】（Ｃ３）〜（Ｃ１０）の膜を（Ｐ６）〜
（Ｐ８）の条件でエッチングした場合は、変質はなく、
エッチングが正常に行われていることを確認した。ま
た、レジストのエッチングレート、およびレジストと有
機シリコン膜のエッチング選択比（＝有機シリコン膜の
エッチングレート／レジストのエッチングレート）、比
較のためにレジストと従来型の反射防止膜とのエッチン
グ選択比（＝従来型の反射防止膜のエッチングレート／
レジストのエッチングレート）を同様に下記表３に示
す。

【０２３１】下記表３から明らかなように、（Ｃ３）〜
（Ｃ１０）の膜の選択比はほぼ２以上であり、従来型の
反射防止膜よりも高い選択比である。従って、レジスト
の膜厚を薄膜化しても、レジストが途中で削れることな
く反射防止膜をエッチングすることが可能となる。

【０２３２】

【表７】

【０２３３】

【表８】 実施例４ 本実施例は、実施例３において、有機シリコン膜中に光
導電性を生じせしめるためにフラーレンを添加した場合
について示す。

【０２３４】（Ｄ１）：式［１−８２］に示す重量平均
分子量２、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、フラー
レン０．０１ｇをアニソール８９．９９ｇに溶解して作
成した溶液材料をスピンコーテング法により下地基板上
に塗布した。次いで、ホットプレートを用いて１６０℃
で９０秒間加熱して溶剤を気化乾燥させて、有機シリコ
ン膜を形成した。

【０２３５】（Ｄ２）：（Ｄ１）において、重量平均分
子量４、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２３６】（Ｄ３）：（Ｄ１）において、重量平均分
子量８、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２３７】（Ｄ４）：（Ｄ１）において、重量平均分
子量１６、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２３８】（Ｄ５）：（Ｄ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて３５０℃で１時間加熱して、有機シ
リコン膜を架橋させた。

【０２３９】（Ｄ６）：（Ｄ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＡｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量１５０ｍＪ／ｃｍ２
で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２４０】（Ｄ７）：（Ｄ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、
ＡｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露光量
１０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋さ
せた。

【０２４１】（Ｄ８）：式［１−８２］に示す重量平均
分子量４、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［４
−１２］に示すラジカル発生剤０．１ｇ、フラーレン
０．０１ｇをアニソール８９．８９ｇに溶解して作成し
た溶液材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗
布した。次いで、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以
下）でホットプレートを用いて１８０℃で１時間加熱し
て、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２４２】（Ｄ９）：（Ｄ８）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＡｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量６０ｍＪ／ｃｍ２で
照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２４３】（Ｄ１０）：（Ｄ８）のように作成した溶
液材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布
した後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホ
ットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しなが
ら、ＡｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露
光量１０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架
橋させた。

【０２４４】以上の（Ｄ１）〜（Ｄ１０）の方法で形成
した有機シリコン膜のガラス転移温度を測定した。その
結果を下記表４に示す。

【０２４５】次に、マグネトロン型反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、（Ｄ１）〜（Ｄ１０）およびレジス
トを、実施例３の（Ｐ５）〜（Ｐ８）の条件でエッチン
グして、それらの膜のエッチング特性を調べた。

【０２４６】エッチング後の有機シリコン膜の状態を走
査型電子顕微鏡で観察した結果、（Ｐ５）〜（Ｐ８）の
何れの条件でも、（Ｄ１）および（Ｄ２）の膜は変質し
てエッチングが正常に行われていないことが分かった。
また、（Ｄ３）〜（Ｄ１０）の膜でも（Ｐ５）の条件で
エッチングした場合は変質しており、ガラス転移温度が
高い膜でも弗素系ガスでエッチングするとエッチングが
正常に行われないことがわかる。

【０２４７】（Ｄ３）〜（Ｄ１０）の膜を（Ｐ６）〜
（Ｐ８）の条件でエッチングした場合は、変質はなく、
エッチングが正常に行われていることを確認した。レジ
ストと有機シリコン膜とのエッチング選択比を下記表４
に示す。下記表４から明らかなように、選択比はほぼ２
以上であり、従来型の反射防止膜よりも高い選択比であ
る。従って、レジストの膜厚を薄膜化しても、レジスト
が途中で削れることなく反射防止膜をエッチングするこ
とが可能となる。

【０２４８】レジストと有機シリコン膜のエッチング選
択比を測定した結果を同様に下記表４に示す。下記表４
から、実施例３と比べると選択比が向上していることが
わかる。これはおそらく、エッチング中のプラズマ発光
により反射防止膜に導電性が生じ、プラズマ中のラジカ
ルと反射防止膜のシリコンが反応して、揮発性生成物を
生成しやすくなったためと考えられる。

【０２４９】

【表９】 実施例５ まず、始めに以下の（Ｅ１）〜（Ｅ１０）の方法によ
り、式［１−９５］に示す有機シリコン化合物を含む有
機シリコン膜をシリコンウェハー上に形成した。ただ
し、式［１−９５］に示す共重合体中のｎ／ｍは、（Ｅ
１）〜（Ｅ１０）の何れもｎ／ｍ＝１／４である。

【０２５０】（Ｅ１）：式［１−９５］に示す重量平均
分子量１、０００の有機シリコン化合物１０ｇをアニソ
ール９０ｇに溶解して作成した溶液材料を、スピンコー
テング法により下地基板上に塗布した。次いで、ホット
プレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱して溶剤を気
化乾燥させて、有機シリコン膜を形成した。

【０２５１】（Ｅ２）：（Ｅ１）において、重量平均分
子量３、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２５２】（Ｅ３）：（Ｅ１）において、重量平均分
子量６、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２５３】（Ｅ４）：（Ｅ１）において、重量平均分
子量１２、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２５４】（Ｅ５）：（Ｅ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ）でホットプ
レートを用いて４００℃で１時間加熱して、有機シリコ
ン膜を架橋させた。

【０２５５】（Ｅ６）：（Ｅ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、水銀灯のｉ線（波長
３６５ｎｍ）を有機シリコン膜全面に露光量５００ｍＪ
／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。 （Ｅ７）：（Ｅ２）のように作成した溶液材料を、スピ
ンコーテング法により下地基板上に塗布した後、窒素雰
囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ）でホットプレートを用い
て１６０℃で９０秒間加熱しながら、水銀灯のｉ線を有
機シリコン膜全面に露光量１０ｍＪ／ｃｍ２で照射し
て、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２５６】（Ｅ８）：式［１−９５］に示す重量平均
分子量３、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［１
−１］に示す重量平均分子量１、０００の有機シリコン
化合物２ｇをアニソール８８ｇに溶解して作成した溶液
材料をスピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た。次いで、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ）でホ
ットプレートを用いて１８０℃で１時間加熱して、有機
シリコン膜を架橋させた。

【０２５７】（Ｅ９）：（Ｅ８）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、水銀灯のｉ線を有機
シリコン膜全面に露光量１００ｍＪ／ｃｍ２で照射し
て、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２５８】（Ｅ１０）：（Ｅ８）のように作成した溶
液材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布
した後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ）でホット
プレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、水
銀灯のｉ線を有機シリコン膜全面に露光量８０ｍＪ／ｃ
ｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２５９】以上の（Ｅ１）〜（Ｅ１０）の方法で形成
した有機シリコン膜のガラス転移温度を測定した。その
結果を下記表５に示す。

【０２６０】次に、マグネトロン型反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、（Ｅ１）〜（Ｅ１０）の膜および実
施例１の（Ｒ１）〜（Ｒ４）の方法で形成したレジスト
および従来型の反射防止膜を、下記のエッチング条件
（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で、それぞれエッチングし、（Ｅ
１）〜（Ｅ１０）の膜のエッチング特性を調べた。

【０２６１】（Ｐ９） エッチングガス：流量１２０Ｓ
ＣＣＭのＣＦ₄ 、電力密度：３Ｗ／ｃｍ² 、真空度：７
５ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｐ１０） エッチングガス：流量１８０／２０ＳＣＣ
ＭのＣｌ₂ ／Ｈｅ、電力密度：１．５Ｗ／ｃｍ² 、真空
度：３０ｍＴｏｒｒ、基板温度：８０℃ （Ｐ１１） エッチングガス：流量１９０／１０ＳＣＣ
ＭのＣｌ₂ ／Ｏ₂ 、電力密度：１．２Ｗ／ｃｍ² 、真空
度：１２ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｐ１２） エッチングガス：流量２００ＳＣＣＭのＣ
Ｆ₃ Ｃｌ、電力密度：１．１Ｗ／ｃｍ² 、真空度：１２
ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ エッチング後の有機シリコン膜の状態を走査型電子顕微
鏡で観察した結果、（Ｐ９）〜（Ｐ１２）の何れの条件
でも、（Ｅ１）および（Ｅ２）の膜は変質してエッチン
グが正常に行われていないことが分かった。また、（Ｅ
３）〜（Ｅ１０）の膜でも（Ｐ９）の条件でエッチング
した場合は変質しており、ガラス転移温度が高い膜でも
弗素系ガスでエッチングするとエッチングが正常に行わ
れないことがわかった。

【０２６２】これに対し、（Ｅ３）〜（Ｅ１０）の膜を
（Ｐ１０）〜（Ｐ１２）の条件でエッチングした場合
は、変質はなくエッチングが正常に行われていることを
確認した。レジストのエッチングレート、およびレジス
トと有機シリコン膜のエッチング選択比（＝有機シリコ
ン膜のエッチングレート／レジストのエッチングレー
ト）、比較のためにレジストと従来型の反射防止膜との
エッチング選択比（＝従来型の反射防止膜のエッチング
レート／レジストのエッチングレート）を下記表５に示
す。

【０２６３】下記表５に示すように、選択比はほぼ２以
上であり、従来型の反射防止膜よりも高い選択比であ
る。従って、レジストの膜厚を薄膜化しても、レジスト
が途中で削れることなく、反射防止膜をエッチングする
ことが可能となる。

【０２６４】

【表１０】

【０２６５】

【表１１】 実施例６ まず始めに、以下の（Ｆ１）〜（Ｆ１０）に示す方法に
より、式［１−３４］に示す有機シリコン化合物を含有
する有機シリコン膜をシリコンウェハー上に形成した。

【０２６６】（Ｆ１）：式［１−３４］に示す重量平均
分子量１、０００の有機シリコン化合物１０ｇをトルエ
ン９０ｇに溶解して作成した溶液材料を、スピンコーテ
ング法により下地基板上に塗布した。次いで、ホットプ
レートを用いて１６０℃で９０秒間加熱して溶剤を気化
乾燥させて、有機シリコン膜を形成した。

【０２６７】（Ｆ２）：（Ｆ１）において、重量平均分
子量３、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２６８】（Ｆ３）：（Ｆ１）において、重量平均分
子量６、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２６９】（Ｆ４）：（Ｆ１）において、重量平均分
子量１２、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２７０】（Ｆ５）：（Ｆ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて３００℃で１時間加熱して、有機シ
リコン膜を架橋させた。

【０２７１】（Ｆ６）：（Ｆ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＡｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量２００ｍＪ／ｃｍ２
で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２７２】（Ｆ７）：（Ｆ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、
ＡｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露光量
３０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋さ
せた。

【０２７３】（Ｆ８）：式［１−３４］に示す重量平均
分子量３、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［３
−４９］に示す架橋剤１ｇ、式［４−１］に示すラジカ
ル発生剤０．０１ｇをトルエン８８．９９ｇに溶解して
作成した溶液材料を、スピンコーテング法により下地基
板上に塗布した。次いで、窒素雰囲気下（酸素濃度５０
ｐｐｍ以下）でホットプレートを用いて１８０℃で１時
間加熱して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２７４】（Ｆ９）：（Ｆ８）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１００℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＡｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量８０ｍＪ／ｃｍ２で
照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２７５】（Ｆ１０）：（Ｆ８）のように作成した溶
液材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布
した後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホ
ットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しなが
ら、ＡｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露
光量１０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架
橋させた。

【０２７６】以上の（Ｆ１）〜（Ｆ１０）の方法で形成
した有機シリコン膜のガラス転移温度を測定した。その
結果を下記表６に示す。

【０２７７】次に、マグネトロン型反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、（Ｆ１）〜（Ｆ１０）の膜を実施例
１の（Ｐ１）〜（Ｐ４）の条件でそれぞれエッチング
し、それらの膜のエッチング特性を調べた。即ち、エッ
チング後の有機シリコン膜の状態を走査型電子顕微鏡で
観察した結果、（Ｐ１）〜（Ｐ４）の何れの条件でも、
（Ｆ１）および（Ｆ２）の膜は変質してエッチングが正
常に行われていないことが分かった。また、（Ｆ３）〜
（Ｆ１０）の膜でも（Ｐ１）の条件でエッチングした場
合は変質しており、ガラス転移温度が高い膜でも弗素系
ガスでエッチングするとエッチングが正常に行われない
ことがわかった。

【０２７８】これに対し、（Ｆ３）〜（Ｆ１０）の膜を
（Ｐ２）〜（Ｐ４）の条件でエッチングした場合は、変
質はなく、エッチングが正常に行われていることを確認
した。また、レジストと有機シリコン膜とのエッチング
選択比を同様に下記表６に示す。

【０２７９】下記表６から明らかなように、（Ｆ３）〜
（Ｆ１０）の膜の選択比はほぼ２以上であり、従来型の
反射防止膜よりも高い選択比である。従って、レジスト
の膜厚を薄膜化しても、レジストが途中で削れることな
く、反射防止膜をエッチングすることが可能となる。

【０２８０】

【表１２】 実施例７ まず始めに、以下の（Ｇ１）〜（Ｇ１０）の方法によ
り、式［１−１８］に示す有機シリコン化合物を含有す
る有機シリコン膜をシリコンウェハー上に形成した。

【０２８１】（Ｇ１）：式［１−１８］に示す重量平均
分子量１、０００の有機シリコン化合物１０ｇをトルエ
ン９０ｇに溶解して作成した溶液材料を、スピンコーテ
ング法により下地基板上に塗布した。次いで、ホットプ
レートを用いて１６０℃で９０秒間加熱して溶剤を気化
乾燥させて、有機シリコン膜を形成した。

【０２８２】（Ｇ２）：（Ｇ１）において、重量平均分
子量３、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２８３】（Ｇ３）：（Ｇ１）において、重量平均分
子量６、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２８４】（Ｇ４）：（Ｇ１）において、重量平均分
子量１２、０００の有機シリコン化合物を用いた。

【０２８５】（Ｇ５）：（Ｇ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて４００℃で１時間加熱して、有機シ
リコン膜を架橋させた。

【０２８６】（Ｇ６）：（Ｇ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＫｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量４００ｍＪ／ｃｍ２
で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２８７】（Ｇ７）：（Ｇ２）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホッ
トプレートを用いて１６０℃で９０秒間加熱しながら、
ＫｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露光量
１００ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架橋
させた。

【０２８８】（Ｇ８）：式［１−１８］に示す重量平均
分子量３，０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［３
−８］に示す架橋剤１ｇ、式［４−８］に示すラジカル
発生剤０．０１ｇをトルエン８８．９９ｇに溶解して作
成した溶液材料を、スピンコーテング法により下地基板
上に塗布した。次いで、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐ
ｐｍ以下）でホットプレートを用いて１８０℃で１時間
加熱して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２８９】（Ｇ９）：（Ｇ８）のように作成した溶液
材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布し
た後、ホットプレートを用いて１００℃で９０秒間加熱
して溶剤を気化乾燥させ、次いで、ＫｒＦエキシマレー
ザーを有機シリコン膜全面に露光量１００ｍＪ／ｃｍ２
で照射して、有機シリコン膜を架橋させた。

【０２９０】（Ｇ１０）：（Ｇ８）のように作成した溶
液材料を、スピンコーテング法により下地基板上に塗布
した後、窒素雰囲気下（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）でホ
ットプレートを用いて１８０℃で９０秒間加熱しなが
ら、ＫｒＦエキシマレーザーを有機シリコン膜全面に露
光量１０ｍＪ／ｃｍ２で照射して、有機シリコン膜を架
橋させた。

【０２９１】以上の（Ｇ１）〜（Ｇ１０）の方法で形成
した有機シリコン膜のガラス転移温度を測定した。その
結果を下記表７に示す。

【０２９２】次に、マグネトロン型反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、（Ｇ１）〜（Ｇ１０）の膜を実施例
３の（Ｐ５）〜（Ｐ８）の条件でエッチングして、エッ
チング特性を調べた。即ち、エッチング後の有機シリコ
ン膜の状態を走査型電子顕微鏡で観察した結果、（Ｐ
５）〜（Ｐ８）の何れの条件でも、（Ｇ１）および（Ｇ
２）の膜は変質してエッチングが正常に行われていない
ことが分かった。また、（Ｇ３）〜（Ｇ１０）の膜でも
（Ｐ５）の条件でエッチングした場合は変質しており、
ガラス転移温度が０℃以上の膜でも弗素系ガスでエッチ
ングするとエッチングが正常に行われないことが分かっ
た。

【０２９３】これに対し、（Ｇ３）〜（Ｇ１０）の膜を
（Ｐ６）〜（Ｐ８）の条件でエッチングした場合は、こ
のような変質はなく、エッチングが正常に行われている
ことを確認した。この時の、レジストと有機シリコン膜
とののエッチング選択比を同様に下記表７に示す。

【０２９４】下記表７に示すように、選択比はほぼ２以
上であり、従来型の反射防止膜よりも高い選択比であ
る。従って、レジストの膜厚を薄膜化しても、レジスト
が途中で削れることなく反射防止膜をエッチングするこ
とが可能となる。

【０２９５】

【表１３】 実施例８ 下記式１３に示す平均分子量１５０００（ｎ／ｍ＝４／
１）のポリシラン５ｇをアニソール９５ｇに溶解し、有
機シリコン膜の溶液材料を作成した。被加工物であるシ
リコンウェハー上に有機シリコン膜の溶液材料をスピン
コーテング法により塗布し、２００℃で９０秒間ベーキ
ングを行い、溶剤を乾燥させた。この時の有機シリコン
膜の膜厚は９５０オングストロ−ムである。また、ガラ
ス転移温度は１２５℃である。

【０２９６】

【化７９】 有機シリコン膜の膜厚は次のように決定した。すなわ
ち、分光エリプソで測定したλ＝２４８ｎｍにおける複
素屈折率はｎ＝２．１０，ｋ＝０．３０である。反射防
止膜、レジスト、シリコン基板のλ＝２４８ｎｍにおけ
る複素屈折率として、下記表８に示す値を用い、レジス
トと有機シリコン膜との界面での光反射率を計算し、ベ
ーキング後の有機シリコン膜の膜厚が反射率の極小点で
ある９５０オングストロームになるように塗布を行っ
た。

【０２９７】

【表１４】 次いで、有機シリコン膜上に化学増幅型ポジ型レジスト
（シップレー社製、ＡＰＥＸ−Ｅ）を塗布し、９８℃で
１２０秒間のベーキングを行なった。ベーキング後のレ
ジスト膜厚は１５００オングストロームである。さら
に、ＫｒＦエキシマレーザーを光源とする縮小光学型ス
テッパーで露光（露光量７８ｍＪ／ｃｍ²）し、９８℃
で１２０秒間のベーキングを行なった。そして、０．２
１規定のＴＭＡＨ現像液で９０秒間の現像処理を行な
い、０．１８μｍライン アンド スペースパターンを
形成した。

【０２９８】このようにして得たレジストパターンの形
状を観察したところ、裾引きや食われは見られず、良好
なレジストプロファイルが得られた。レジストの膜厚を
５００オングストロ−ムから１５００オングストロ−ム
の範囲で変化させ、各レジスト膜厚でレジストパターン
寸法を測定した。その結果、レジスト膜中に発生した定
在波による寸法変動量は無視できる大きさであることが
分かった。

【０２９９】次に、形成したレジストパターンをマスク
として用いて、有機シリコン膜のエッチングを行った。
エッチング装置としては、マグネトロン型ＲＩＥ装置を
用い、ソースガスとしてＣｌ₂ を流量８０ＳＣＣＭで流
し、励起電力２００Ｗでエッチングを行った。その結
果、有機シリコン膜のエッチング終了後もレジストパタ
ーンがすべて削れることなく、また、有機シリコン膜も
エッチングで変質することはなく、正常にエッチングが
なされた。その結果、寸法制御性よくエッチングを行う
ことができた。

【０３００】実施例９ 下記式１４に示す平均分子量１７０００のポリシラン８
ｇをシクロヘキサノン９２ｇに溶解して有機シリコン膜
の溶液材料を作成した。シリコン基板上にスパッター法
で成膜がなされた膜厚５０００オングストロ−ムのＳｉ
Ｏ₂ 膜上に、有機シリコン膜の溶液材料をスピンコーテ
ング法により塗布した後、２００℃で３００秒間ベーキ
ングを行い、有機シリコン化合物を架橋させ、ガラス転
移温度１５３℃の有機シリコン膜を得た。有機シリコン
膜の膜厚は５０００オングストロ−ムである。

【０３０１】

【化８０】 次いで、化学増幅型ポジ型レジスト（シップレー社製、
ＵＶ６）を塗布し、１３５℃で１２０秒間のベーキング
を行なった。ベーキング後のレジスト膜厚は３０００オ
ングストロ−ムである。さらに、ＫｒＦエキシマレーザ
ーを光源とする縮小光学型ステッパーで露光（露光量２
８ｍＪ／ｃｍ² ）、１３５℃で１２０秒間のベーキング
を行なった。そして、０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で
９０秒間の現像処理を行ない、０．１８μｍライン ア
ンド スペースパターンを形成した。レジストの膜厚を
変化させてレジストパターンの寸法を測定したところ、
レジスト膜中に発生した定在波による寸法変動は見られ
ず、レジストへの反射光が十分に抑えられていることが
分かった。

【０３０２】次に、レジストパターンをマスクとして用
いて、有機シリコン膜のエッチングを行った。エッチン
グ装置としてはマグネトロン型ＲＩＥ装置を用い、ソー
スガスとしてＣｌ₂ を流量２００ＳＣＣＭで流し、励起
電力２００Ｗの条件でエッチングを行ったところ、レジ
ストパターンが途中でなくなることなく、有機シリコン
膜のエッチングをすることができ、また、有機シリコン
膜は、変質することなく、正常にエッチングがなされ
た。有機シリコン膜のエッチング終了後の寸法変換差を
図１（ｄ）および（ｅ）のＹ−Ｘで定義すると、この時
生じた寸法変換差は−０．００５μｍであり、許容範囲
内であることが分かった。

【０３０３】さらに、エッチングした有機シリコン膜
と、有機シリコン膜上にエッチング終了後残ったレジス
トパタ−ンをマスクとして用いてＳｉＯ₂ 膜のエッチン
グを行った。エッチング装置としては、マグネトロン型
のＲＩＥ装置を用い、ＣＦ₄ とＨ₂ をそれぞれ流量２０
ＳＣＣＭ、３０ＳＣＣＭで流し、励起電力０．８ｋＷの
条件でエッチングを行ったところ、有機シリコン膜が途
中でなくなることなく、ＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行う
ことができた。その後、キシレンに３００秒間浸透させ
た後、酸素プラズマでアッシング処理を行い、レジスト
と有機シリコン膜を剥離した。ＳｉＯ₂ 膜の表面をＳＥ
Ｍで観察したところ、残渣もなく、ＳｉＯ₂ と選択的に
レジストと有機シリコン膜を剥離することができた。

【０３０４】実施例１０ 実施例９において、有機シリコン膜のエッチングに下記
表９に示すソースガスを用いた場合について説明する。
エッチング装置としてはマグネトロン型のＲＩＥ装置を
用いた。レジストパターンが途中で削れてなくなること
なく、有機シリコン膜のエッチングを行うことができた
時のエッチング条件と選択比を、それぞれのガス系につ
いて下記表９に示す。なお、表中の選択比は、有機シリ
コン膜のエッチングレ−ト／レジストのエッチングレ−
トで定義した。

【０３０５】

【表１５】 実施例１１ 重量平均分子量１８０００の、式［１−９７］に記載の
有機シリコン化合物（ｎ／ｍ＝１／４）１０ｇをアニソ
ール９０ｇに溶解し、有機シリコン膜の溶液材料を作成
した。被加工物であるシリコンウェハー上に有機シリコ
ン膜の溶液材料をスピンコーテング法により塗布し、１
６０℃で９０秒間のベーキングを行い、溶剤を乾燥させ
た。この時の有機シリコン膜の膜厚は１１００オングス
トロ−ム、ガラス転移温度は１４５℃である。分光エリ
プソで測定したλ＝２４８ｎｍにおける複素屈折率はｎ
＝２．１０，ｋ＝０．３８であった。

【０３０６】次いで、実施例８と同様にして、有機シリ
コン膜上にレジストを塗布し、レジストパターンを形成
した。レジストパターンの形状には裾引きや食われは見
られず、良好なレジストプロファイルが得られた。レジ
ストの膜厚を５００オングストロ−ムから１５００オン
グストロ−ムの範囲で変化させ、各レジスト膜厚でレジ
ストパターン寸法を測定した。その結果、レジスト膜中
に発生した定在波による寸法変動量は無視できる大きさ
であることが分かった。

【０３０７】次に、形成したレジストパターンをマスク
として用い、エッチングガスとして流量１８０ＳＣＣＭ
のＣｌ₂ 、流量２０ＳＣＣＭのＳＦ₆ の混合ガスを用
い、励起電力を２００Ｗとしたことを除いて、実施例８
と同様の方法で有機シリコン膜のエッチングを行ったと
ころ、有機シリコン膜のエッチング終了後もレジストパ
ターンがすべて削れることなく、また、有機シリコン膜
が変質することなく、正常にエッチングがなされた。そ
の結果、寸法制御性よく有機シリコン膜をエッチングす
ることができた。

【０３０８】実施例１２ 平均分子量１３０００のポリ（フェニルシレン）８ｇ、
平均分子量１２０００のポリ（フェニルメチルシラン）
３ｇをアニソール８９ｇに溶解し、有機シリコン膜の溶
液材料を作成した。被加工物であるシリコンウェハー上
に有機シリコン膜の溶液材料をスピンコーテング法によ
り塗布し、１６０℃で９０秒間ベーキングを行い、溶剤
を乾燥させた。この時の有機シリコン膜の膜厚は２００
ｎｍであり、ガラス転移温度は１５８℃であった。分光
エリプソで測定したλ＝２４８ｎｍにおける複素屈折率
はｎ＝２．１０，ｋ＝０．４２であった。

【０３０９】次いで、実施例８と同様にして、有機シリ
コン膜上にレジストを塗布し、レジストパターンを形成
した。レジストパターンの形状には裾引きや食われは見
られず、良好なレジストプロファイルが得られた。レジ
ストの膜厚を５０ｎｍから１５０ｎｍの範囲で変化さ
せ、各レジスト膜厚でレジストパターン寸法を測定し
た。その結果、レジスト膜中に発生した定在波による寸
法変動量は無視できる大きさであることが分かった。

【０３１０】次に、形成したレジストパターンをマスク
として用いて、ソ−スガスを流量２００ＳＣＣＭのＨＢ
ｒ、励起電力を１５０Ｗとしたことを除いて、実施例８
と同様の方法で有機シリコン膜のエッチングを行ったと
ころ、有機シリコン膜のエッチング終了後もレジストパ
ターンがすべて削れることなく、また、有機シリコン膜
が変質することなく、正常にエッチングがなされた。そ
の結果、寸法制御性よく有機シリコン膜をエッチングす
ることができた。

【０３１１】比較例１ 下記一般式（１６）に示す構造でＲ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ ＝Ｃ
Ｈ₃ 、平均重量分子量６，０００のポリシラン１０ｇを
アニソール９０ｇに溶解して調製した溶液を、シリコン
基板上にスピンコーテング法により塗布し、ホットプレ
ートを用いて、１６０℃で９０秒間加熱して、有機シリ
コン膜を形成した。有機シリコン膜のガラス転移温度は
−２０℃であった。

【０３１２】実施例１〜７のエッチング条件（Ｐ１）〜
（Ｐ１２）で有機シリコン膜をエッチングしたところ、
いずれの条件でも、実施例１で示したような変質がみら
れ、正常にエッチングを行うことが出来なかった。

【０３１３】ポリシランの平均重量分子量を５００、１
５００、１３，０００、４０，０００と変化させて上記
方法と同様の方法で有機シリコン膜を形成し、ガラス転
移温度を測定したところ、それぞれ、−３０℃、−２４
℃、−２０℃、−１２℃で、平均重量分子量を変えるこ
とで、０℃以上のガラス転移温度を得ることができなか
った。

【０３１４】有機シリコン膜を、実施例１〜７のエッチ
ング条件（Ｐ１）〜（Ｐ１２）でエッチングしたとこ
ろ、変質がみられ、正常にエッチングを行うことが出来
なかった。また、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ をＣ₂ Ｈ₅ 、Ｃ₃ Ｈ
₈ に置換しても、ガラス転移温度は０℃以下で、正常に
エッチングを行うことが出来なかった。

【０３１５】

【化８１】 以上の実施例１〜１２および比較例１の結果から、ガラ
ス転移温度が約０℃以上の有機シリコン膜、或は架橋さ
せた有機シリコン膜は、塩素、臭素、沃素を含有する原
子を含むガスでエッチングすると、変質することなく、
レジストに対して高選択比でエッチングすることができ
ることが分かる。有機シリコン膜がスポンジ状に変質す
るのは、プラズマ中のハロゲンラジカルが有機シリコン
膜の内部まで浸透しやすく、ハロゲン化シリコン化合物
となって膜中から揮発し、揮発しにくい有機成分がエッ
チングされずに残ってスポンジ状になったものと考えら
れる。

【０３１６】一方、有機シリコン化合物のガラス転移温
度が高い有機シリコン膜、或は架橋させた有機シリコン
膜は、ハロゲンラジカルが有機シリコン膜の内部まで浸
透しにくく、表面から順次エッチングされるために、変
質を抑制することができたものと考えられる。

【０３１７】以下の実施例１３〜４４は、有機シリコン
膜パターンをマスクとして用いて、シリコン系絶縁膜を
エッチングする、本発明の第２の態様に係る例である。

【０３１８】実施例１３ 本実施例では、（Ａ１）〜（Ａ１０）の有機シリコン膜
をマスクとして用いて、シリコン系絶縁膜をエッチング
した時のエッチング耐性について調べた結果について示
す。まず、シリコン系絶縁膜を、次の（Ｓ１）、（Ｓ
２）の方法により形成した。レジストおよび比較のため
の従来型反射防止膜としては、実施例１の（Ｒ１）の方
法で形成したレジストを用いた。

【０３１９】（Ｓ１）：ＬＰＣＶＤ法により、下地基板
上にＳｉＯ₂ 膜を形成した。

【０３２０】（Ｓ２）：ＬＰＣＶＤ法により、下地基板
上にＳｉＮ膜を形成した。

【０３２１】次に、有機シリコン膜のエッチング耐性に
ついて調べた。マグネトロン型反応性プラズマエッチン
グ装置を用いて、（Ａ１）〜（Ａ１０）の有機シリコン
膜、（Ｒ１）〜（Ｒ４）のレジストおよび反射防止膜、
（Ｓ１）、（Ｓ２）のシリコン系絶縁膜を、下記（Ｑ
１）〜（Ｑ６）の条件で、それぞれエッチングした。

【０３２２】（Ｑ１） エッチングガス：流量４５／１
５５ＳＣＣＭのＣＨＦ₃ ／ＣＯ、励起電力：７００Ｗ、
真空度：４０ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｑ２） エッチングガス：流量４５／１５５／７ＳＣ
ＣＭのＣＨＦ₃ ／ＣＦ₄ ／Ｏ₂ 、励起電力：７００Ｗ、
真空度：４０ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｑ３） エッチングガス：流量１２／１００／２４０
ＳＣＣＭのＣ₄ Ｆ₈ ／ＣＯ／Ａｒ、励起電力：７００
Ｗ、真空度：４０ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｑ４） エッチングガス：流量７４／７８ＳＣＣＭの
ＣＨＦ₃ ／ＣＦ₄ 、励起電力：７００Ｗ、真空度：４０
ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｑ５） エッチングガス：流量８０／２０／１６０Ｓ
ＣＣＭのＣＦ₄ ／Ｏ₂／Ａｒ、励起電力：８００Ｗ、真
空度：４０ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ｑ６） エッチングガス：流量４５／１５５／１０Ｓ
ＣＣＭのＣＨＦ₃ ／ＣＯ／Ｏ₂ 、励起電力：８００Ｗ、
真空度：４０ｍＴｏｒｒ、基板温度：５０℃ （Ａ３）〜（Ａ１０）、（Ｒ１）〜（Ｒ４）、（Ｓ１）
および（Ｓ２）のエッチングレートを測定した。そし
て、（Ｓ１）ＳｉＯ₂ 膜の有機シリコン膜に対するエッ
チング選択比（＝ＳｉＯ₂ 膜のエッチングレート／有機
シリコン膜のエッチングレート）を算出した結果を上記
表１に示す。比較のために、従来のマスク材（Ｒ１）〜
（Ｒ４）に対するエッチング選択比（＝シリコン系絶縁
膜のエッチレート／エッチングマスク材のエッチレー
ト）を算出した結果を、同様に上記表１に示す。

【０３２３】上記表１から、（Ａ１）〜（Ａ１０）の何
れの膜も、いずれのエッチング条件においても、従来の
エッチングマスク材よりもエッチングレートが遅く、有
機シリコン膜が従来のレジスト、反射防止膜といったエ
ッチングマスク材よりも耐ドライエッチング性があるこ
とが分かる。

【０３２４】実施例１４ 本実施例では、（Ｂ１）〜（Ｂ１０）の有機シリコン膜
をエッチングマスクとして用いて、シリコン系絶縁膜を
エッチングした時のエッチング耐性について調べた結果
について示す。まず、実施例１３と同様にして、有機シ
リコン膜のエッチング耐性を調べた結果を上記表２に示
す。上記表２から、（Ｂ１）〜（Ｂ１０）の何れの膜
も、従来のエッチングマスク材（Ｒ１）〜（Ｒ４）より
もエッチングレートが遅く、有機シリコン膜がレジスト
よりも耐ドライエッチング性があることが分かった。

【０３２５】（Ｃ１）〜（Ｃ１０）、（Ｄ１）〜（Ｄ１
０）、（Ｅ１）〜（Ｅ１０）、（Ｆ１）〜（Ｆ１０）、
（Ｇ１）〜（Ｇ１０）の有機シリコン膜をエッチングマ
スクとして用いてシリコン系絶縁膜をエッチングした時
のエッチング耐性についても、同様にして調べたとこ
ろ、（Ａ１）〜（Ａ１０）、（Ｂ１）〜（Ｂ１０）の有
機シリコン膜と同様に、従来のエッチングマスク材より
も耐ドライエッチング性が優れていることが分かった。

【０３２６】実施例１５ 本実施例では、レジストと有機シリコン膜とのエッチン
グ選択比、および有機シリコン膜の光学定数を測定する
実験を行った。

【０３２７】まず、下記（Ａ）〜（Ｌ）に示す、１２種
の有機シリコン膜の溶液材料を作成した。

【０３２８】（Ａ）下記式［１７−１］に示す重量平均
分子量１０００のポリシラン１０ｇをシクロヘキサノン
９０ｇに溶解して得た溶液材料。

【０３２９】（Ｂ）下記式［１７−２］に示す重量平均
分子量１２０００のポリシラン１０ｇをシクロヘキサノ
ン９０ｇに溶解して得た溶液材料。

【０３３０】（Ｃ）下記式［１７−３］に示す重量平均
分子量１２０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／１）１０
ｇをシクロヘキサノン９０ｇに溶解して得た溶液材料。

【０３３１】（Ｄ）下記式［１７−４］に示す重量平均
分子量１３０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝４／１）１０
ｇをシクロヘキサノン９０ｇに溶解して得た溶液材料。

【０３３２】（Ｅ）下記式［１７−５］に示す重量平均
分子量１２０００のポリシラン１０ｇをキシレン９０ｇ
に溶解して得た溶液材料。

【０３３３】（Ｆ）下記式［１７−６］に示す重量平均
分子量１２０００のポリシラン１０ｇをキシレン９０ｇ
に溶解して得た溶液材料。

【０３３４】（Ｇ）下記式［１７−７］に示す重量平均
分子量９０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／４）１０ｇ
をキシレン９０ｇに溶解して得た溶液材料。

【０３３５】（Ｈ）下記式［１７−８］に示す重量平均
分子量１３０００のポリシラン１０ｇをキシレン９０ｇ
に溶解して得た溶液材料。

【０３３６】（Ｉ）下記式［１７−９］に示す重量平均
分子量１６０００のポリシラン１０ｇをキシレン９０ｇ
に溶解して得た溶液材料。

【０３３７】（Ｊ）下記式［１７−１０］に示す重量平
均分子量１３０００のポリシレン５ｇと、下記式「１５
−１］に示す重量平均分子量１０００のポリシラン１０
ｇとを、キシレン８５ｇに溶解して得た溶液材料。

【０３３８】（Ｋ）下記式［１７−１１］に示す重量平
均分子量１２０００のポリシレン（ｎ／ｍ＝１／２）５
ｇと、重量平均分子量４０００のポリサルフォン１０ｇ
とを、キシレン８５ｇに溶解して得た溶液材料。

【０３３９】（Ｌ）下記式［１７−１２］に示す重量平
均分子量１５０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／１）１
０ｇと、クマリン色素１ｇとを、キシレン８９ｇに溶解
して得た溶液材料。

【０３４０】

【化８２】

【０３４１】

【化８３】 以上挙げた（Ａ）〜（Ｌ）の溶液材料を、スピンコーテ
ィング法によりシリコンウェハー上に塗布し、１６０℃
で６０秒間ベーキングを行い、５００ｎｍ厚の有機シリ
コン膜を形成した。この有機シリコン膜のガラス転移温
度を下記表１０に示す。また、同様にして、ポリヒドロ
キシスチレンを成分樹脂とするシップレー社製ポジ型化
学増幅型レジストＡＰＥＸ−Ｅ、シップレー社製ネガ型
化学増幅型レジストＳＮＲ２００、ノボラック樹脂を成
分樹脂とするポジ型レジスト（商品名：ＩＸ−７７０、
日本合成ゴム社製）を、それぞれシリコンウェハー上に
塗布した。次に、上記（Ａ）〜（Ｌ）の溶液材料を用い
て得た膜とレジストを、マグネトロン型ＲＩＥ装置を用
いてそれぞれエッチングし、それぞれの膜のエッチング
レートを測定した。エッチング条件は、ソースガスとし
て流量２００ＳＣＣＭのＣｌ₂ ガスを用い、真空度８０
ｍＴｏｒｒ、励起電力２００Ｗである。いずれの有機シ
リコン膜も変質することなく、正常にエッチングがなさ
れた。エッチングレートの測定結果を下記表１０に示
す。

【０３４２】次に、波長２４８ｎｍおよび１９３ｎｍに
おける有機シリコン膜の複素屈折率を測定した。また、
それぞれの波長における膜厚５００ｎｍの有機シリコン
膜の反射率を紫外分光計で測定した。それらの測定結果
を、下記表１１に示す。

【０３４３】

【表１６】

【０３４４】

【表１７】

【０３４５】

【表１８】

【０３４６】

【表１９】

【０３４７】

【表２０】

【０３４８】

【表２１】 上記表１０から、有機シリコン膜のエッチングレート
は、レジストのエッチングレートに比べ、少なくとも
３．６倍以上も速く、従って、本実施例において得られ
た有機シリコン膜は、レジストをマスクとして用いて、
高選択比でエッチングし得ることがわかる。

【０３４９】また、表１１から、いずれの有機シリコン
膜も反射率は５％以下であり、反射防止膜として有効に
作用することがわかる。

【０３５０】比較例２ シリコンウェハー上に、カーボン膜、ノボラック樹脂
膜、ポリサルフォン膜、およびポリイミド膜をそれぞれ
形成した。カーボン膜は、Ａｒ雰囲気中でグラファイト
板をターゲットとして用いたＤＣマグネトロンスパッタ
リング法を用いることにより作成した。形成条件は、基
板温度２５０℃、圧力４×１０^-3Ｔｏｒｒ、電力密度
３．５Ｗ／ｃｍ² 、アルゴン流量４０ＳＣＣＭである。

【０３５１】ノボラック樹脂膜は、重量平均分子量６０
００のノボラック樹脂を乳酸エチルに溶解して得た溶液
材料を、スピンコーティング法によりシリコンウェハー
上に塗布し、３２０℃で１８０秒間ベーキングすること
により成膜した。

【０３５２】ポリサルフォン樹脂膜は、重量平均分子量
５０００のポリサルフォン樹脂をシクロヘキサノンに溶
解して得た溶液材料をシリコンウェハー上に塗布し、２
２０℃で９０秒間ベーキングすることにより成膜した。

【０３５３】ポリイミド樹脂膜は、重量平均分子量５０
００のポリイミド樹脂をシクロヘキサノンに溶解して得
た溶液材料をシリコンウェハー上に塗布し、２２０℃で
９０秒間ベーキングすることにより成膜した。

【０３５４】また、実施例１５と同様にして、シリコン
ウェハー上にレジスト膜を形成した。

【０３５５】波長２４８ｎｍおよび１９３ｎｍにおけ
る、カーボン膜、ノボラック樹脂膜、ポリサルフォン膜
およびポリイミド膜の複素屈折率を測定した。また、そ
れぞれの波長における、膜厚５００ｎｍのカーボン膜、
ノボラック樹脂膜、ポリサルフォン膜およびポリイミド
膜の表面反射率を紫外分光計で測定した。それらの測定
結果を、同様に上記表１１に示す。

【０３５６】上記表１１から、カーボン膜、ノボラック
樹脂膜、ポリサルフォン膜およびポリイミド膜の表面反
射率は、いずれも７％以下であり、反射防止膜として有
効に作用することがわかる。

【０３５７】次に、それぞれの膜をマグネトロン型ＲＩ
Ｅ装置でエッチングし、それぞれの膜のエッチングレー
トを求めた。エッチング条件は、カーボン膜、ノボラッ
ク樹脂膜、ポリサルフォン膜およびポリイミド膜をエッ
チングするための最適な条件、すなわち、ソースガスと
して流量５０ＳＣＣＭのＣＦ₄ ガス、流量８ＳＣＣＭの
Ｏ₂ ガス、流量２０ＳＣＣＭのＡｒガスを用い、真空度
１０ｍＴｏｒｒ、励起電力２００Ｗである。測定結果を
下記表１２に示す。

【０３５８】

【表２２】 上記表１２から、カーボン膜、ノボラック樹脂膜、ポリ
サルフォン膜およびポリイミド膜のエッチングレート
は、最も耐ドライエッチング性の高いレジストのエッチ
ングレートの０．３７倍、０．９１倍、１．３９倍、
１．３３倍であり、レジストとのエッチング選択比がと
れないことがわかる。

【０３５９】このように、カーボン膜、ノボラック樹脂
膜、ポリサルフォン膜およびポリイミド膜は、優れた反
射防止効果を有するが、レジストとの間でエッチング選
択比がとれないため、レジストパターンを絶縁膜のエッ
チングマスクにパターン転写出来ないことがわかる。

【０３６０】比較例３ シリコンウェハー上にポリシリコン膜を形成し、このポ
リシリコン膜をマグネトロン型ＲＩＥ装置でエッチング
し、そのエッチングレートを求めた。エッチング条件
は、実施例１５と同様である。その測定結果を上記表１
１に示す。

【０３６１】上記表１１から、ポリシリコン膜は、レジ
ストより８．９倍以上エッチングレートが速いことがわ
かる。

【０３６２】また、波長２４８ｎｍおよび１９３ｎｍに
おける、ポリシリコン膜の複素屈折率を測定した。更
に、シリコンウェハー上に形成された膜厚５００ｎｍの
ポリシリコン膜の表面反射率を、それぞれの波長におい
て、紫外分光計で測定した。これらの結果を上記表１１
に示す。

【０３６３】上記表１１から、ポリシリコン膜の表面反
射率は４５％以上と高く、ポリシリコン膜上ではレジス
トの側壁に波打ち形状がみられ、寸法制御性の良好なレ
ジストのパターニングが困難であることがわかる。

【０３６４】このように、ポリシリコン膜は、レジスト
との高いエッチング選択比はとれるが、紫外線光での表
面反射率が高いため、絶縁膜のエッチングマスクとして
は使用出来ないことがわかる。

【０３６５】実施例１６ 本実施例では、有機シリコン膜と、酸化シリコン膜およ
び窒化シリコン膜との間の選択比を測定する実験を以下
のように行った。

【０３６６】実施例１５と同様にして、シリコンウェハ
ー上に種々の有機シリコン膜をそれぞれ成膜し、また、
シリコンウェハー上にＳｉＯ₂ 膜およびＳｉＮ膜をそれ
ぞれ成膜し、これら各膜をマグネトロン型ＲＩＥ装置で
エッチングし、それぞれの膜のエッチングレートを求め
た。エッチング条件は、ソースガスとして流量５０ＳＣ
ＣＭのＣ₄ Ｆ₈ ガス、流量１０ＳＣＣＭのＣＯガス、流
量１００ＳＣＣＭのＡｒガス、流量３ＳＣＣＭのＯ₂ ガ
スを用い、真空度１０ｍＴｏｒｒ、励起電力８００Ｗで
ある。測定結果を上記表１０に示す。

【０３６７】上記表１０から、ＳｉＯ₂ 膜のエッチング
レートは、有機シリコン膜のエッチングレートの１５倍
以上であることがわかる。また、ＳｉＮ膜のエッチング
レートは、有機シリコン膜のエッチングレートの１４倍
以上であることがわかる。

【０３６８】比較例４ 実施例１６と同様のエッチング条件で、レジスト膜、カ
ーボン膜、ノボラック樹脂膜、ポリサルフォン膜、ポリ
イミド膜、およびポリシリコン膜のエッチングレートを
測定した。レジスト膜としては、実施例１５で用いた３
種類のレジスト膜を用いた。その測定結果を上記表１０
に示す。

【０３６９】上記表１０から、レジスト膜のエッチング
レートに対し、ＳｉＯ₂ 膜およびＳｉＮ膜のエッチング
レートは、最大でも２．７倍、２．６倍しかないことが
わかる。また、カーボン膜およびポリシリコン膜は、Ｓ
ｉＯ₂ 膜およびＳｉＮ膜をエッチングする場合、本発明
で用いる有機シリコン膜と同等の耐エッチング性を有す
るが、比較例２，３で示したような問題を有するため、
ＳｉＯ₂ 膜およびＳｉＮ膜のエッチングマスクとしての
使用は困難である。

【０３７０】また、ノボラック樹脂膜、ポリサルフォン
膜およびポリイミド膜は、レジストと同等の耐エッチン
グ性しかなく、有機シリコン膜に比べ、ＳｉＯ₂ 膜およ
びＳｉＮ膜のエッチングマスクとしては不十分である。
また、ノボラック樹脂膜、ポリサルフォン膜およびポリ
イミド膜は、比較例１で示したように、レジストとのエ
ッチング選択比がとれないため、ＳｉＯ₂ 膜およびＳｉ
Ｎ膜のエッチングマスクとしては使用できない。

【０３７１】従って、実施例１５、実施例１６、および
比較例１〜３から、ＳｉＯ₂ 膜およびＳｉＮ膜のエッチ
ングマスクとして、有機シリコン膜が最も優れているこ
とがわかる。また、本発明に係る有機シリコン膜は、ス
ピンコーティング法で成膜できるため、ＣＶＤ法やスパ
ッタ法によってしか成膜できないポリシリコン膜やカー
ボン膜等のエッチングマスクと比べると、プロセスコス
トが低く、成膜時にダストが発生しないという利点もあ
る。

【０３７２】以下の実施例１７〜４４は、一般式［１
２］に示す有機シリコン化合物からなる有機シリコン膜
を、レジストパターンをエッチングマスクとして用いて
エッチングする例である。

【０３７３】実施例１７ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー１上に膜厚
５００ｎｍのＳｉＯ₂膜２をＣＶＤ法で成膜した。次
に、ＳｉＯ₂ 膜２上に、上述した式［１７−１］に示す
平均分子量１０００のポリシラン８ｇ、式［３−７９］
に示す架橋剤１．８ｇ、ラジカル発生剤としてトリハロ
メチル−ｓ−トリアジン０．２ｇを、シクロヘキサノン
９０ｇに溶解して作成した溶液材料を塗布して、窒素雰
囲気（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）、１８０℃で６００秒
間ベーキングを行い、ポリシランを架橋させ、ガラス転
移温度１５３℃の有機シリコン膜３を得た。この有機シ
リコン膜３膜厚は２５０ｎｍである（図１（ｂ））。

【０３７４】また、分光エリプソで測定した有機シリコ
ン膜３の露光波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝２．
１０、ｋ＝０．３８で、得られた複素屈折率の値を用い
て有機シリコン膜の膜厚に対して、レジストと有機シリ
コン膜３との界面での光強度反射率を計算した。その結
果を図５示す。計算に用いた露光波長での複素屈折率
は、上記表８に示す値を用いた。

【０３７５】図５から、有機シリコン膜３をＳｉＯ₂ 膜
２上に形成したことによって、レジスト膜４の戻り光が
減じられていることが分かる。

【０３７６】続いて、有機シリコン膜上にレジスト４を
塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキングを行った（図１
（ｃ））。この時のレジスト４の膜厚は２００ｎｍであ
る。なお、レジストとしては、実施例１で用いた（Ｒ
１）の方法で得たものを用いた。

【０３７７】次に、ＫｒＦエキシマレーザー光を光源と
した縮小光学型ステッパーを用いてパターン露光を行い
（露光量３０ｍＪ／ｃｍ² ）、９８℃で１２０秒間のベ
ーキングを行った後、０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で
現像処理を行い、０．１８μｍラインアンドスペースパ
ターン５を形成した（図１（ｄ））。この時のレジスト
パターン５の膜厚は１８０ｎｍである。

【０３７８】レジストプロファイルを断面ＳＥＭ観察し
たところ、レジストパターンの形状には裾引きや食われ
は見られず、良好なレジストプロファイルが得られ、側
壁には定在波による波打ち形状は見られなかった。

【０３７９】また、レジスト膜厚を１００〜２００ｎｍ
の範囲で変化させてレジストパターン寸法を測定した。
その結果を図６に示す。次に、ＳｉＯ₂ 膜２の膜厚を４
５０〜５５０ｎｍで変化させてレジストパターン５の寸
法を測定した。その結果を図７示す。

【０３８０】レジスト膜およびＳｉＯ₂ 膜中で発生した
多重反射による寸法変動量を図６よび図７示すように定
義すると、レジスト膜中で発生した多重反射による寸法
変動量は６ｎｍ、ＳｉＯ₂ 膜中で発生した多重反射によ
る寸法変動量は５ｎｍで、許容範囲の９ｎｍ以下であ
る。従って、有機シリコン膜が反射防止膜として作用し
ているために、レジスト膜厚およびＳｉＯ₂ 膜厚のバラ
ツキに依存しにくく、寸法制御性のよいレジストパター
ンを得ることができた。

【０３８１】以上のように形成したレジストパターンを
マスクとして用いて、マグネトロン型ＲＩＥ装置を用
い、図１（ｅ）に示すように、有機シリコン膜のエッチ
ングを行った。ソースガスとして流量２００ＳＣＣＭの
Ｃｌ₂ を用い、励起電力３００Ｗ、真空度３０ｍＴｏｒ
ｒのエッチング条件で有機シリコン膜のエッチングを行
ったところ、レジストパターンが途中で削れてなくなる
ことなく、有機シリコン膜のエッチングを行うことがで
きた。

【０３８２】有機シリコン膜の加工形状を観察したとこ
ろ、有機シリコン膜は垂直に異方性よくエッチングされ
ていた。また、また、エッチング後の有機シリコン膜パ
ターンの寸法を、パターンの底部、つまり図１（ｅ）の
Ｙで定義すると、有機シリコン膜のエッチングで生じた
寸法変換差（＝Ｙ−Ｘ）は、−２ｎｍで、エッチング前
のレジストパターンとずれることなく、有機シリコン膜
をエッチングすることができた。

【０３８３】さらに、パターニングされた有機シリコン
膜と有機シリコン膜上に残ったレジストパターンをマス
クとして用いて、マグネトロン型反応性イオンエッチン
グ装置を用い、図１（ｆ）に示すように、ＳｉＯ₂ 膜の
エッチングを行った。エッチングガスとして流量３０Ｓ
ＣＣＭのＣ₄ Ｆ₈ ガス、流量１６０ＳＣＣＭのＡｒガ
ス、および流量３ＳＣＣＭのＯ₂ ガスを用い、励起電力
８００Ｗ、真空度３０ｍＴｏｒｒのエッチング条件でエ
ッチングを行ったところ、有機シリコン膜が途中で削れ
てなくなることなく、ＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行うこ
とができた。

【０３８４】以上のようにしてＳｉＯ₂ 膜をエッチング
した結果、有機シリコン膜およびＳｉＯ₂ 膜のエッチン
グで生じた寸法変換差（＝Ｚ−Ｘ）は、−５ｎｍであ
り、許容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍ以内にあり、レジス
トパターン寸法を忠実にＳｉＯ ₂ 膜に転写することがで
き、寸法制御性よくＳｉＯ₂ 膜を加工することができ
た。

【０３８５】このエッチング条件で、ベタ膜でレジスト
膜と有機シリコン膜のエッチングレートを測定したとこ
ろ、レジスト膜が２５ｎｍ／ｍｉｎ、有機シリコン膜が
１６５ｎｍ／ｍｉｎで、有機シリコン膜のエッチングレ
ートがレジスト膜より６．６倍速いことが分かった。従
って、レジストパターンの後退がなく、異方的に、かつ
寸法制御性良く、有機シリコン膜をエッチングできたも
のと考えられる。

【０３８６】このエッチング条件で、実施例１５と同様
にしてベタ膜でレジスト膜、有機シリコン膜及びＳｉＯ
₂ 膜のエッチングレートを測定したところ、レジスト膜
が７２ｎｍ／ｍｉｎ、有機シリコン膜が９ｎｍ／ｍｉ
ｎ、ＳｉＯ₂ 膜が２３０ｎｍ／ｍｉｎであり、ＳｉＯ₂
膜のエッチングレートが有機シリコン膜より２５．６
倍、レジスト膜より３．３倍早く、有機シリコン膜がＳ
ｉＯ₂ 膜をエッチングする際のレジストよりドライエッ
チング耐性があるエッチングマスクとなっていることが
分かる。

【０３８７】そのため、エッチング前のレジストパター
ン寸法とずれることなく、かつ垂直に異方性よく、Ｓｉ
Ｏ₂ 膜をエッチングすることができたものと考えられ
る。

【０３８８】実施例１８ 実施例１７において、ＳｉＯ₂ 膜を加工した後、ダウン
フローエッチング装置を用いて、レジスト、そしてエッ
チングマスクである有機シリコン膜を順次剥離除去し
た。ソースガスとして流量２０ＳＣＣＭのＯ₂ ガスを用
い、励起電力２００Ｗ、真空度８ｍＴｏｒｒのエッチン
グ条件でレジストのエッチング剥離を行ったところ、レ
ジストを完全に剥離することができた。

【０３８９】レジストを剥離した後の有機シリコン膜の
赤外吸収スペクトルを測定したところ、１０００〜１２
００ｃｍ^-1にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合による吸収が見られ
た。このことは、酸素プラズマにさらしたことによっ
て、有機シリコン膜がグラス化したことを意味してい
る。

【０３９０】次に、フッ酸と純水を重量比で１対５００
の割合で混合した希フッ酸溶液に９０秒間浸透したとこ
ろ、グラス化した有機シリコン膜を酸化シリコン膜に対
し選択的に剥離することができた。

【０３９１】実施例１９ 実施例１７において、ＳｉＯ₂ 膜を加工した後、ダウン
フローエッチング装置を用いて、レジスト、そしてエッ
チングマスクである有機シリコン膜を順次剥離除去し
た。ソースガスとして流量２０ＳＣＣＭのＯ₂ を用い、
励起電力２００Ｗ、真空度８ｍＴｏｒｒのエッチング条
件でレジストのエッチングを行ったところ、レジストを
完全に剥離することができた。酸素プラズマにさらした
ことによって、有機シリコン膜はグラス化されたが、ソ
ースガスＣＦ₄ ＝３０ＳＣＣＭ、Ｏ₂ ＝４０ＳＣＣＭ、
励起電力８００Ｗ、真空度３５ｍＴｏｒｒのエッチング
条件でグラス化した有機シリコン膜のエッチングを行っ
たところ、酸化シリコン膜を削ることなく選択的に剥離
することができた。

【０３９２】比較例５ 実施例１７と同様に、シリコンウェハー上に５００ｎｍ
厚のＳｉＯ₂ 膜を形成し、次いで、このＳｉＯ₂ 膜をエ
ッチングするのに必要な膜厚である膜厚２００ｎｍのカ
ーボン膜をＳｉＯ₂ 膜上に形成した。さらに、カーボン
膜上にレジストを塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキン
グを行った。この時のレジストの膜厚は２００ｎｍであ
る。なお、レジストとしては、実施例１で用いた（Ｒ
１）の方法で得たものを用いた。

【０３９３】次に、実施例１７と同様にして、露光、現
像処理を行い、０．１８μｍラインアンドスペースのレ
ジストパターンを形成した。カーボン膜は波長２４８ｎ
ｍでの光吸収性が高いため、実施例１７と同様、下地膜
からの反射が抑えられ、良好なレジストプロファイルを
もった寸法制御性のよいレジストパターンが得られた。
また、レジスト膜厚を薄くしたため、最適露光量でのフ
ォーカスマージンが０．７μｍあり、デバイス製造時に
必要な０．６μｍ以上の値を得ることができた。

【０３９４】以上のように形成したレジストパターンを
マスクとして用いて、比較例２と同一の条件でカーボン
膜のエッチングを行ったところ、レジストパターンがカ
ーボン膜のエッチング途中で削れてなくなり、所望の寸
法でＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行うことができなかっ
た。

【０３９５】また、比較例２と同様にしてベタ膜でのエ
ッチングレートをレジスト膜とカーボン膜で測定したと
ころ、レジスト膜が１８５ｎｍ／ｍｉｎ、カーボン膜が
６５ｎｍ／ｍｉｎであり、カーボン膜のエッチングレー
トはレジスト膜の０．３５倍しかなく、レジスト膜とカ
ーボン膜とでは、選択比がとれていないことが分かっ
た。従って、レジスト膜とカーボン膜の選択比がとれな
いため、カーボン膜のエッチング途中で、レジストパタ
ーンが崩れてなくなったものと考えられる。

【０３９６】比較例６ シリコンウェハー上に膜厚５００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜、膜
厚２００ｎｍのカーボン膜を順次形成した。次いで、こ
のカーボン膜上に、レジストを塗布し、９８℃で１２０
秒間ベーキングを行った。このようにして得たレジスト
膜の膜厚は７００ｎｍである。なお、レジストとして
は、実施例１で用いた（Ｒ１）の方法で得たものを用い
た。そして、このレジスト膜に対し、実施例１７と同様
にして、露光、現像処理を行い、０．１８μｍラインア
ンドスペースのレジストパターンを形成した。

【０３９７】以上のように形成したレジストパターンを
マスクとして用いて、比較例２と同様の条件で、カーボ
ン膜のエッチングを行った。その結果、カーボン膜をエ
ッチングすることはできたが、図８に示すように、カー
ボン膜１２の加工形状はテーパー形状であり、異方性よ
くエッチングすることができなかった。これは、比較例
４で示したように、レジストパターンとカーボン膜のエ
ッチング選択比がとれていないため、カーボンのエッチ
ング途中でレジストパターンが後退したためと考えられ
る。

【０３９８】また、本比較例においては、レジストの膜
厚が７００ｎｍと厚いために、最適な露光量でのファー
カス裕度が０．３μｍと狭く、デバイス製造時に必要な
値である０．６μｍのファーカス裕度を得ることができ
なかった。

【０３９９】比較例７ 図９（ａ）に示すように、シリコンウェハー２１上に膜
厚５００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜２２を形成した。次いで、平
均分子量６０００のポリサルフォンをシクロヘキサノン
に溶解して作製した溶液材料をスピンコーティング法に
より塗布し、２２５℃で９０秒間ベーキングして、図９
（ｂ）に示すように、反射防止膜２３を形成した。

【０４００】このようにして得た反射防止膜２３の膜厚
は１１５ｎｍであり、レジストと反射防止膜との界面で
の光強度反射率を計算し、反射率が極小となる膜厚にし
た。なお、反射防止膜２３の露光波長２４８ｎｍでの複
素屈折率は、ｎ＝１．７４、ｋ＝０．２４である。

【０４０１】次に、反射防止膜２３上にレジストを塗布
し、９８℃で１２０秒間ベーキングを行い、図９（ｃ）
に示すように、レジスト膜２４を形成した。このように
して得たレジスト膜２４の膜厚は３００ｎｍである。な
お、レジストとしては、実施例１で用いた（Ｒ１）の方
法で得たものを用いた。

【０４０２】その後、実施例１７と同様にして露光、現
像処理を行って、図９（ｄ）に示すように、０．１８μ
ｍラインアンドスペースのレジストパターン２４を形成
した。

【０４０３】以上のようにして形成したレジストパター
ン２４をマスクとして用いて、比較例１と同様のエッチ
ング条件で、図９（ｅ）に示すように、反射防止膜２３
のエッチングを行った。ベタ膜でエッチングレートを測
定したところ、反射防止膜２３のエッチングレートは、
２００ｎｍ／ｍｉｎとカーボン膜のエッチングレートよ
り速く、かつ膜厚もカーボン膜よりも薄いため、カーボ
ン膜ほどテーパ形状となることがなかった。

【０４０４】反射防止膜のエッチングで生じた寸法変換
差（＝Ｙ−Ｘ）は、−１２ｎｍで、実施例１７で有機シ
リコン膜を用いた場合より大きかった。これは、レジス
トと反射防止膜とのエッチング選択比がとれていないた
め、反射防止膜のエッチング時にレジストパターンが後
退しているためと考えられる。

【０４０５】続いて、実施例１７と同様のエッチング条
件でＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行った。ＳｉＯ₂ 膜のエ
ッチングで生じた寸法変換差（＝Ｚ−Ｙ）は、−２０ｎ
ｍであり、有機シリコン膜およびＳｉＯ₂ 膜のエッチン
グで生じた寸法変換差（＝Ｚ−Ｘ）は、−２３ｎｍであ
り、許容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍを越していることが
わかった。

【０４０６】また、ＳｉＯ₂ 膜２２の加工形状も、図９
に示すように、テーパがついており、垂直に良好な異方
性でエッチングすることが出来なかった。ＳｉＯ₂ 膜の
エッチング時のエッチングレートをべた膜で測定したと
ころ、反射防止膜２３のエッチングレートは、１５２ｎ
ｍ／ｍｉｎであり、レジストよりも耐ドライエッチング
性がなく、そのため、ＳｉＯ₂ 膜２２のエッチング途中
でレジストパターン２４および反射防止膜パターン２３
が後退し、ＳｉＯ₂ 膜２２のパターン寸法に細りが生
じ、かつエッチング形状がテーパ状となったものと思わ
れる。

【０４０７】本比較例との比較から、本発明によると、
有機シリコン膜がＳｉＯ₂ 膜の耐ドライエッチング性の
高いエッチングマスクとなっているため、エッチング前
のレジストパターンの寸法とずれることなく、かつ垂直
に良好な異方性でＳｉＯ₂ 膜をエッチングできることが
わかる。

【０４０８】実施例２０ 図１（ａ）に示すように，シリコンウェハー１上に膜厚
５００ｎｍのＳｉＯ₂膜２形成し、次いで、図１（ｂ）
に示すように，実施例１の（Ａ１）〜（Ａ１０）の方法
で、膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜３をＳｉＯ₂ 膜２
上に形成した。次に、図１（ｃ）に示すように、実施例
１の（Ｒ１）の方法で膜厚２００ｎｍのレジスト４を各
有機シリコン膜３上に形成した。続いて、ＫｒＦエキシ
マレーザーを光源とする縮小光学型ステッパーを用いて
パターン露光を行った後、ホットプレートで１１０℃で
９０秒間加熱した。さらに、図１（ｄ）に示すように、
０．２１規定のＴＭＡＨ現像液を用いて現像処理を行
い、０．１８μｍのラインアンドスペースパターンを形
成した。現像処理後により得たレジストパターン５の膜
厚は１８０ｎｍである。

【０４０９】走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロフ
ァイルを観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレ
ジスト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好な
レジストプロファイルが得られていることが分かった。
レジストパターンの形状には裾引きや食われは見られ
ず、良好なレジストプロファイルが得られた。この時の
最適露光量（１８ｍＪ／ｃｍ２）でのフォーカスマージ
ンは０．８μｍである。次に、レジストパターン５を有
機シリコン膜３に転写した。エッチング装置にはマグネ
トロン型反応性イオンエッチング装置を用い、実施例１
の（Ｐ１）〜（Ｐ４）の条件でそれぞれエッチングを行
った。エッチング時間の決定には、発光による終点検出
を用い、ジャスト時間に対して５０％のオーバーエッチ
ングを行った。

【０４１０】（Ａ１）、（Ａ２）の有機シリコン膜をエ
ッチングすると、（Ｐ１）〜（Ｐ４）の何れの条件で
も、加工された有機シリコン膜パターン６が膨潤し、異
方性よくエッチングできていないことが分かった。ま
た、（Ａ３）〜（Ａ１０）の有機シリコン膜では（Ｐ
１）の条件でも有機シリコン膜パターンの膨潤が起きて
いる。これらは、実施例１からも分かるように、有機シ
リコン膜がエッチングでスポンジ状に変質するためであ
ると考えられる。

【０４１１】膨潤が起きなかった場合について、エッチ
ング前のレジストパターンの寸法を図１（ｄ）のＸ、エ
ッチング後の有機シリコン膜パターンの寸法を図１
（ｅ）のＹで定義し、有機シリコン膜のエッチングによ
り生じた寸法変換差（＝Ｙ−Ｘ）を測定した結果を上記
表１に示す。表１から、（Ａ３）〜（Ａ１０）に関して
は、（Ｐ２）〜（Ｐ４）のエッチング条件では、エッチ
ング前のレジストパターン寸法とほとんどずれることな
く、有機シリコン膜をエッチングすることができている
ことがわかる。

【０４１２】次に、図１（ｅ）に示すように、条件（Ｐ
２）でエッチングした有機シリコン膜とレジストパター
ンをエッチングマスクとして用いて、ＳｉＯ２膜をエッ
チングした。エッチング条件としては、実施例１３の
（Ｑ１）を用いた。エッチング装置としては、マグネト
ロン型反応性イオンエッチング装置を用いた。エッチン
グ時間の決定には、発光による終点検出を用い、ジャス
ト時間に対して５０％のオーバーエッチングを行った。
エッチング後のＳｉＯ₂ 膜パターンの寸法を図１（ｆ）
のＺで定義し、ＳｉＯ₂ 膜のエッチングにより生じた寸
法変換差（＝Ｚ−Ｙ）を測定した結果を上記表１に示
す。

【０４１３】また、有機シリコン膜およびＳｉＯ₂ 膜の
エッチングで生じた寸法変換差（＝Ｚ―Ｘ）を算出した
ところ、許容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍの範囲に収まっ
ており、寸法制御性よくＳｉＯ₂ 膜を加工することがで
きた。

【０４１４】比較例８ 本比較例では、実施例１の（Ｒ２）〜（Ｒ４）の方法で
形成した反射防止膜を用いた場合について説明する。

【０４１５】図９（ａ）に示すように、シリコンウェハ
ー２１上に、膜厚５００ｎｍのＳｉＯ₂ ２２膜を形成し
た。次いで、図９（ｂ）に示すように、実施例１の（Ｒ
２）〜（Ｒ４）の方法で膜厚１００ｎｍの反射防止膜２
３をそれぞれＳｉＯ₂ 膜２２上に形成した。次に、図９
（ｃ）に示すように，実施例１の（Ｒ１）の方法で膜厚
１５０ｎｍのレジスト２４を各有機シリコン膜２３上に
形成した。続いて、ＫｒＦエキシマレーザーを光源とす
る縮小光学型ステッパーを用いてパターン露光を行った
後、ホットプレートで１１０℃で９０秒間加熱した。

【０４１６】さらに、図９（ｄ）に示すように、０．２
１規定のＴＭＡＨ現像液を用いて現像処理を行い０．１
８μｍのラインアンドスペースパターンを形成した。現
像処理後のレジストパターンの膜厚は１８０ｎｍであ
る。走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロファイルを
観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレジスト膜
中での定在波による波打ち形状がなく、良好なレジスト
プロファイルが得られていることが分かった。

【０４１７】その後、エッチング装置には反応性イオン
エッチング装置を用い、ソースガスとして、流量２０／
６０／８０ＳＣＣＭのＣＦ₄ ／Ｏ₂ ／Ａｒ、励起電力８
００Ｗ、真空度４０ｍＴｏｒｒ、基板温度６０℃の条件
で、有機シリコン膜２３をエッチングした。この時のレ
ジスト、反射防止膜のエッチングレート、およびレジス
トに対する反射防止膜のエッチング選択比（＝反射防止
膜のエッチングレート／レジストのエッチングレート）
は下表の通りである。なお、エッチングレートは実施例
１と同様に、べた膜で測定した。

【０４１８】

【表２３】 エッチング時間は、発光による終点を検出し、ジャスト
時間に対して５０％のオーバーエッチングを行なう時間
とした。その結果、レジストパターンが全てなくなり、
反射防止膜の加工形状は、図８に示すように、テーパー
形状となっていた。

【０４１９】比較例９ 本比較例では、レジスト膜厚を厚くして（Ｒ２）〜（Ｒ
４）の反射防止膜をエッチングした場合について説明す
る。まず、図９（ｃ）に示すように実施例１の（Ｒ１）
の方法で膜厚３００ｎｍのレジスト２４を各反射防止膜
上に形成した。続いて、ＫｒＦエキシマレーザーを光源
とする縮小光学型ステッパーを用いてパターン露光を行
った後、ホットプレートで１１０℃で９０秒間加熱し
た。さらに、図９（ｄ）に示すように、０．２１規定の
ＴＭＡＨ現像液を用いて現像処理を行い、０．１８μｍ
のラインアンドスペースパターンを形成した。現像処理
後のレジストパターンの膜厚は２８０ｎｍである。

【０４２０】走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロフ
ァイルを観察した結果、何れの反射防止膜上でもレジス
ト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好なレジ
ストプロファイルが得られていることが分かった。しか
しながら、最適露光量（１９ｍＪ／ｃｍ２）でのフォー
カスマージンは０．３μｍであり、許容値の０．６μｍ
を下回っている。これはレジストの膜厚が厚いため、解
像性が劣化したためであると考えられる。

【０４２１】次に、比較例７と同様にして反射防止膜を
エッチングした。その結果、図９（ｅ）に示すようにレ
ジストパターン２４が途中でなくなることなく、反射防
止膜２３をエッチングすることができた。反射防止膜２
３のエッチングで生じた寸法変換差（＝Ｙ−Ｘ）を上記
表１３に示す。比較例７の反射防止膜のエッチング条件
は、（Ｐ１）〜（Ｐ１２）のエッチング条件と比べる
と、炭素、水素、酸素で構成される一般的な樹脂膜を異
方性良くエッチングするのに適した条件である。しかし
ながら、本発明による有機シリコン膜と比べると寸法変
換差が大きい。これはレジストと反射防止膜とのエッチ
ング選択比がとれていないために、反射防止膜のエッチ
ングによりレジストパターンが後退しているためである
と考えられる。

【０４２２】次に、図９（ｆ）に示すように、レジスト
パターンと反射防止膜パターンをエッチングマスクとし
て用いて、ＳｉＯ₂ 膜をエッチングした。エッチング条
件には、実施例１３の（Ｑ１）〜（Ｑ６）をそれぞれ用
いた。ＳｉＯ₂ 膜のエッチングで生じた寸法変換差（＝
Ｚ−Ｙ）を測定した結果を上記表１に示す。

【０４２３】表１から、（Ｑ１）でエッチングした場合
の寸法変換差を実施例と比べると、従来の反射防止膜を
用い、ＳｉＯ₂ をエッチングした場合よりも、本発明に
よる有機シリコン膜の方が寸法変換差が小さいことが分
かる。これは有機シリコン膜のエッチングマスク材とし
ての耐性が高いために、ＳｉＯ₂ 膜のエッチング時に有
機シリコン膜パターンが後退しにくいためである。

【０４２４】実施例２１ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー上に、膜厚
５００ｎｍのＳｉＯ₂膜を形成した。次いで、図１
（ｂ）に示すように，実施例２の（Ｂ３）〜（Ｂ１０）
の方法で膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜をそれぞれＳ
ｉＯ₂ 膜上に形成した。次に、図１（ｃ）に示すよう
に，実施例１の（Ｒ１）の方法で膜厚２００ｎｍのレジ
ストを各有機シリコン膜上に形成した。続いて、加速電
圧５０ｋｅＶの電子ビームを用いてパターン露光を行っ
た後、ホットプレートで１１０℃で９０秒間加熱した。
その際、レジスト上部から水銀灯のｇ線（４３６ｎｍ）
を照射して、有機シリコン膜に光導電性をもたせなが
ら、パターン露光を行った。

【０４２５】さらに、図１（ｄ）に示すように、０．２
１規定のＴＭＡＨ現像液を用いて現像処理を行い０．１
８μｍのラインアンドスペースパターンを形成した。現
像処理後のレジストパターンの膜厚は１８０ｎｍであ
る。パターン露光中に紫外光を照射したことにより、有
機シリコン膜に光導電性が生じ、何れの有機シリコン膜
上でもチャージアップによる位置ずれのないレジストパ
ターンを得ることができた。レジストパターンの形状に
は裾引きや食われは見られず、良好なレジストプロファ
イルが得られた。

【０４２６】その後、図１（ｅ）に示すように、実施例
１８と同様にレジストパターンを有機シリコン膜に転写
したところ、実施例２０と同様に（Ｂ３）〜（Ｂ１０）
の膜を（Ｐ２）〜（Ｐ４）の条件でエッチングした場
合、有機シリコン膜の膨潤が起こらず、異方性よくエッ
チングすることができた。有機シリコン膜のエッチング
により生じた寸法変換差（＝Ｙ−Ｘ）を測定した結果を
上記表２に示す。

【０４２７】表２から、比較例９で従来型反射防止膜を
エッチングした時の寸法変換差と比べて、本発明の有機
シリコン膜ではレジストとのエッチング選択比がとれる
ために、寸法制御性よくエッチングされていることが分
かる。

【０４２８】次に、図１（ｆ）に示すように、有機シリ
コン膜を条件（Ｐ３）でエッチングした場合について、
有機シリコン膜パターンとレジストパターンをマスクと
して用いて、実施例１３の条件（Ｑ２）でＳｉＯ₂ 膜を
エッチングした。ＳｉＯ₂ 膜のエッチングで生じた寸法
変換差（＝Ｚ−Ｙ）を測定した結果を、上記表２に示
す。

【０４２９】表２から、比較例９において、従来型の反
射防止膜を使い、（Ｑ２）のエッチング条件でＳｉＯ₂
膜をエッチングした場合と比べると、本実施例による場
合の方がＳｉＯ₂ 膜のエッチングで生じた寸法変換差は
小さいことがわかる。また、有機シリコン膜のエッチン
グ、およびＳｉＯ₂ 膜のエッチングで生じた寸法変換差
（＝Ｚ−Ｘ）は、許容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍの範囲
に収まっており、寸法制御性よくＳｉＯ₂ 膜を加工する
ことができた。

【０４３０】実施例２２ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー上に膜厚５
００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜を形成した。次いで、図１（ｂ）
に示すように、実施例３の（Ｃ１）〜（Ｃ１０）の方法
で膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜をそれぞれＳｉＯ₂
膜上に形成した。次に、実施例２０と同様にして、図１
（ｄ）に示すように、有機シリコン膜上に０．１８μｍ
のラインアンドスペースのレジストパターンを形成し
た。現像処理後のレジストパターンの膜厚は１８０ｎｍ
である。

【０４３１】走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロフ
ァイルを観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレ
ジスト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好な
レジストプロファイルが得られていることが分かった。
レジストパターンの形状には裾引きや食われは見られ
ず、良好なレジストプロファイルが得られた。

【０４３２】次に、図１（ｅ）に示すように、実施例３
のエッチング条件（Ｐ６）〜（Ｐ８）を用いてレジスト
パターンを有機シリコン膜に転写したところ、実施例２
０と同様に（Ｃ３）〜（Ｃ１０）の膜を（Ｐ６）〜（Ｐ
８）の条件でエッチングした場合、有機シリコン膜の膨
潤が起こらず、異方性よくエッチングすることができ
た。有機シリコン膜のエッチングにより生じた寸法変換
差（＝Ｙ−Ｘ）を測定した結果を上記表３に示す。

【０４３３】表３から、比較例９で従来型反射防止膜を
エッチングした時の寸法変換差と比べて、本発明の有機
シリコン膜ではレジストとのエッチング選択比がとれる
ために、寸法制御性よくエッチングされていることが分
かる。

【０４３４】次に、図１（ｆ）に示すように、有機シリ
コン膜を条件（Ｐ７）でエッチングした場合について、
有機シリコン膜とレジストパターンをマスクとして用い
て、実施例１３の条件（Ｑ３）でＳｉＯ₂ 膜をエッチン
グした。比較例９において、従来型の反射防止膜を（Ｑ
３）のエッチング条件でエッチングした場合と比べる
と、本実施例による場合の方がＳｉＯ₂ 膜のエッチング
で生じた寸法変換差は小さかった。

【０４３５】有機シリコン膜のエッチング、ＳｉＯ₂ 膜
のエッチングで生じた寸法変換差（＝Ｚ−Ｘ）を算出し
たところ、許容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍの範囲に収ま
っており、寸法制御性よくＳｉＯ₂ 膜を加工することが
できた。

【０４３６】実施例２３ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー上に膜厚５
００ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。次いで、図１（ｂ）
に示すように、実施例４の（Ｄ１）〜（Ｄ１０）の方法
で膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜をそれぞれＳｉＯ₂
膜上に形成した。次に、実施例２０と同様にして、図９
（ｄ）に示すように、有機シリコン膜上に０．１８μｍ
のラインアンドスペースのレジストパターンを形成し
た。現像処理後のレジストパターンの膜厚は１８０ｎｍ
である。

【０４３７】走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロフ
ァイルを観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレ
ジスト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好な
レジストプロファイルが得られていることが分かった。
レジストパターンの形状には裾引きや食われは見られ
ず、良好なレジストプロファイルが得られた。

【０４３８】次に、実施例３のエッチング条件（Ｐ５）
〜（Ｐ８）を用いて、レジストパターンを有機シリコン
膜に転写したところ、実施例２０と同様に（Ｄ３）〜
（Ｄ１０）の膜を（Ｐ６）〜（Ｐ８）の条件でエッチン
グした場合、有機シリコン膜の膨潤が起こらず、異方性
よくエッチングすることができた。有機シリコン膜のエ
ッチングにより生じた寸法変換差（＝Ｙ−Ｘ）を測定し
た結果を上記表４に示す。

【０４３９】表４から、比較例９で従来型反射防止膜を
エッチングした時の寸法変換差と比べて、本発明の有機
シリコン膜ではレジストとのエッチング選択比がとれる
ために、寸法制御性よくエッチングされていることが分
かる。

【０４４０】次に、条件（Ｐ６）でエッチングした場合
について、有機シリコン膜膜上のレジストパターンを酸
素プラズマを用いて除去した。さらに、有機シリコン膜
をエッチングマスクとして、実施例１３のエッチング条
件（Ｑ４）でＳｉＯ₂ 膜をエッチングした。実施例２０
と同様に、比較例９において従来型の反射防止膜を（Ｑ
４）のエッチング条件でエッチングした場合と比べる
と、本実施例による場合の方が、ＳｉＯ₂ 膜のエッチン
グで生じた寸法変換差は小さかった。

【０４４１】有機シリコン膜のエッチング、ＳｉＯ２膜
のエッチングで生じた寸法変換差を算出したところ、許
容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍの範囲に収まっており、寸
法制御性よくＳｉＯ₂ 膜を加工することができた。

【０４４２】実施例２４ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー上に膜厚５
００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜上に形成した。次いで、図１
（ｂ）に示すように、実施例５の（Ｅ１）〜（Ｅ１０）
の方法で膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜をそれぞれＳ
ｉＯ₂ 膜上に形成した。次に、実施例２０と同様にし
て、図１（ｄ）に示すように、有機シリコン膜上に０．
１８μｍのラインアンドスペースのレジストパターンを
形成した。現像処理後のレジストパターンの膜厚は１８
０ｎｍである。

【０４４３】走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロフ
ァイルを観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレ
ジスト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好な
レジストプロファイルが得られていることが分かった。
レジストパターンの形状には裾引きや食われは見られ
ず、良好なレジストプロファイルが得られた。

【０４４４】次に、図１（ｅ）に示すように、実施例３
のエッチング条件（Ｐ９）〜（Ｐ１２）を用いて、レジ
ストパターンを有機シリコン膜に転写した。その結果、
（Ｅ３）〜（Ｅ１０）の膜を（Ｐ１０）〜（Ｐ１２）の
条件でエッチングした場合、有機シリコン膜の膨潤が起
こらず、異方性よくエッチングすることができた。有機
シリコン膜のエッチングにより生じた寸法変換差（＝Ｙ
−Ｘ）を測定した結果を上記表５に示す。

【０４４５】上記表５から、比較例９で従来型反射防止
膜をエッチングした時の寸法変換差と比べて、本発明の
有機シリコン膜ではレジストとのエッチング選択比がと
れるために、寸法制御性よくエッチングされていること
が分かる。

【０４４６】次に、図１（ｆ）に示すように、有機シリ
コン膜を条件（Ｐ１２）でエッチングした場合につい
て、有機シリコン膜とレジストパターンをマスクとして
用いて、実施例１３の条件（Ｑ３）でＳｉＯ₂ 膜をエッ
チングした。比較例９において、従来型の反射防止膜を
用いて、（Ｑ２）のエッチング条件でエッチングした場
合と比べると、本実施例による場合の方がＳｉＯ₂ 膜の
エッチングで生じた寸法変換差は小さかった。有機シリ
コン膜のエッチング、およびＳｉＯ₂ 膜のエッチングで
生じた寸法変換差を算出したところ、許容範囲の−９ｎ
ｍ〜＋９ｎｍの範囲に収まっており、寸法制御性よくＳ
ｉＯ₂ 膜を加工することができた。

【０４４７】実施例２５ この実施例は、一般式１２以外の構造を有する有機シリ
コン化合物を含有する有機シリコン膜を用いた場合を示
す。

【０４４８】図１（ａ）に示すように、シリコンウェハ
ー上に膜厚５００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜を形成した。次い
で、図１（ｂ）に示すように、実施例６の（Ｆ１）〜
（Ｆ１０）の方法で膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜を
それぞれＳｉＯ₂ 膜上に形成した。次に、実施例２０と
同様にして、図１（ｃ）に示すように、有機シリコン膜
上に０．３０μｍのラインアンドスペースのレジストパ
ターンを形成した。現像処理後のレジストパターンの膜
厚は１８０ｎｍである。

【０４４９】走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロフ
ァイルを観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレ
ジスト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好な
レジストプロファイルが得られていることが分かった。
レジストパターンの形状には裾引きや食われは見られ
ず、良好なレジストプロファイルが得られた。

【０４５０】次に、エッチング装置にはマグネトロン型
反応性イオンエッチング装置を用い、実施例１の（Ｐ
１）〜（Ｐ４）の条件でエッチングを行った。エッチン
グ時間は、発光による終点を検出し、ジャスト時間に対
して５０％のオーバーエッチングとなるような時間とし
た。（Ｆ１）、（Ｆ２）の有機シリコン膜をエッチング
すると、（Ｐ１）〜（Ｐ４）の何れの条件でも、加工さ
れた有機シリコン膜パターンが膨潤し、異方性よくエッ
チングできていないことが分かった。また、（Ｆ３）〜
（Ｆ１０）の有機シリコン膜では、（Ｐ１）の条件で
も、有機シリコン膜パターンの膨潤が起きている。これ
らは、有機シリコン膜がエッチングによりスポンジ状に
変質するためであると考えられる。

【０４５１】（Ｆ３）〜（Ｆ１０）を（Ｐ２）〜（Ｐ
４）の条件でエッチングした場合、有機シリコン膜パタ
ーンがスポンジ状に変質することなくエッチングするこ
とができた。エッチング前のレジストパターンの寸法を
図１（ｄ）のＸ、エッチング後の有機シリコン膜パター
ンの寸法を図１（ｅ）のＹで定義し、有機シリコン膜の
エッチングにより生じた寸法変換差（＝Ｙ−Ｘ）を測定
した結果を上記表６に示す。

【０４５２】表６から、エッチング後の有機シリコン膜
パターンが大きくなっているが、これは有機シリコン膜
をエッチングした際の生成物がレジストパターンおよび
有機シリコン膜パターンの側壁に付着し、レジストパタ
ーンおよび有機シリコン膜パターンが太ったために生じ
たものと考えられる。

【０４５３】次に、図１（ｆ）に示すように、有機シリ
コン膜を（Ｐ２）の条件でエッチングした場合につい
て、有機シリコン膜とレジストパターンをマスクとして
用いて、ＳｉＯ₂ 膜をエッチングした。エッチング装置
としてはマグネトロン型反応性プラズマエッチング装置
を用い、実施例１３の（Ｑ６）の条件でエッチングを行
った。

【０４５４】有機シリコン膜のエッチングおよびＳｉＯ
₂ 膜のエッチングにより生じた寸法変換差（＝Ｚ−Ｘ）
を測定したところ、（Ｐ１）〜（Ｐ４）の何れの条件で
有機シリコン膜をエッチングした場合も、寸法変化差は
許容範囲の−１５ｎｍ〜＋１５ｎｍ以内にあり、レジス
トパターンを忠実にＳｉＯ₂ 膜に転写することができ
た。

【０４５５】実施例２６ この実施例もまた、一般式［１２］以外の構造を有する
有機シリコン化合物を含有する有機シリコン膜を用いた
場合を示す。

【０４５６】図１（ａ）に示すように、シリコンウェハ
ー上に膜厚５００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜を形成した。次に、
図１（ｂ）に示すように、実施例７の（Ｇ１）〜（Ｇ１
０）の方法で膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜をそれぞ
れＳｉＯ₂ 膜上に形成した。次に、実施例１８と同様に
して、図１（ｃ）に示すように、有機シリコン膜上に
０．３５μｍのラインアンドスペースのレジストパター
ンを形成した。現像処理後のレジストパターンの膜厚は
１８０ｎｍである。

【０４５７】走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロフ
ァイルを観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレ
ジスト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好な
レジストプロファイルが得られていることが分かった。
レジストパターンの形状には裾引きや食われは見られ
ず、良好なレジストプロファイルが得られた。

【０４５８】次に、レジストパターンを有機シリコン膜
に転写した。即ち、エッチング装置にはマグネトロン型
反応性イオンエッチング装置を用い、実施例３の（Ｐ
５）〜（Ｐ８）の条件でエッチングを行った。エッチン
グ時間は、発光による終点を検出し、ジャスト時間に対
して５０％のオーバーエッチングとなるような時間とし
た。（Ｇ１）、（Ｇ２）の有機シリコン膜をエッチング
すると、（Ｐ５）〜（Ｐ８）の何れの条件でも加工され
た有機シリコン膜パターンが膨潤し、異方性よくエッチ
ングできていないことが分かった。

【０４５９】また、（Ｇ３）〜（Ｇ１０）の有機シリコ
ン膜では（Ｐ５）の条件でも有機シリコン膜パターンの
膨潤が起きている。これらは、実施例７からも分かるよ
うに有機シリコン膜がエッチングでスポンジ状に変質す
るためであると考えられる。（Ｇ３）〜（Ｇ１０）を
（Ｐ６）〜（Ｐ８）の条件でエッチングした場合、有機
シリコン膜パターンがスポンジ状に変質することなくエ
ッチングすることができた。エッチング前のレジストパ
ターンの寸法を図１（ｄ）のＸ、エッチング後の有機シ
リコン膜パターンの寸法を図１（ｅ）のＹで定義し、有
機シリコン膜のエッチングにより生じた寸法変換差（＝
Ｙ−Ｘ）を測定した結果を上記表７に示す。エッチング
後の有機シリコン膜パターンが大きくなっているが、こ
れは有機シリコン膜をエッチングした際の生成物がレジ
ストパターンおよび有機シリコン膜の側壁に付着し、レ
ジストパターンが太ったために生じたものと考えられ
る。

【０４６０】次に、図１（ｆ）に示すように、（Ｐ７）
でエッチングした場合について、レジストパターンと有
機シリコン膜パターンをエッチングマスクとして用いて
実施例１３の（Ｑ１）の条件でＳｉＯ₂ 膜のエッチング
を行った。エッチング装置にはマグネトロン型反応性プ
ラズマエッチング装置を用い、比較例９の従来型の反射
防止膜を（Ｑ１）のエッチング条件でエッチングした場
合と比べると、本実施例による場合の方がＳｉＯ₂ 膜の
エッチングで生じた寸法変換差は小さくかった。有機シ
リコン膜のエッチングおよびＳｉＯ₂ 膜のエッチングに
より生じた寸法変換差（＝Ｚ−Ｘ）を測定した。その結
果、（Ｐ６）〜（Ｐ８）の何れの条件で有機シリコン膜
をエッチングした場合も、寸法変化差は許容範囲の−１
５ｎｍ〜＋１５ｎｍ以内にあり、レジストパターンを忠
実にＳｉＯ₂ 膜に転写することができた。

【０４６１】実施例２０〜２５において、一般式［１
２］に示す有機シリコン化合物を含有する有機シリコン
膜をエッチングした場合では、レジストパターンの太り
はなかった。一般式１２に示す構造を有する有機シリコ
ン化合物を塩素、臭素、弗素原子の少なくとも一つを含
むガスを用いてエッチングした場合、レジストパターン
太りが抑制されるのは、揮発した生成物がレジストパタ
ーンおよび有機シリコン膜の側壁に付着しにくいためと
考えられる。従って、本発明では一般式１２に示す有機
シリコン化合物を含有する有機シリコン膜を用いる方が
好ましいが、比較的パターン寸法が大きく、レジストパ
ターンの太りが問題にならない場合は、必ずしも一般式
１２に示す構造に限定されることはない。

【０４６２】実施例２７ 上記式［１４］に示す重量平均分子量８０００のポリシ
ラン８ｇをアニソール９２ｇに溶解して有機シリコン膜
の溶液材料を作成した。シリコン基板上にスパッター法
で成膜がなされた膜厚５０００オングストロ−ムのＳｉ
Ｏ₂ 膜上に、有機シリコン膜の溶液材料をスピンコーテ
ング法により塗布した後、１５０℃で９０秒間ベーキン
グし、ポリシランを架橋させ、ガラス転移温度が１２５
℃の有機シリコン膜を得た。ベーキング後の有機シリコ
ン膜の膜厚３０００オングストロ−ムである。

【０４６３】次いで、実施例１の（Ｒ１９で形成した化
学増幅型ポジ型レジストを塗布し、９８℃で１２０秒間
のベーキングを行なった。ベーキング後のレジスト膜厚
は５０００オングストロ−ムである。さらに、ＫｒＦエ
キシマレーザーを光源とする縮小光学型ステッパーで露
光（露光量１８ｍＪ／ｃｍ² ）、９８℃で１２０秒間の
ベーキングを行なった。そして、０．２１規定のＴＭＡ
Ｈ現像液で９０秒間の現像処理を行ない、０．２５μｍ
ライン アンド スペースパターンを形成した。レジス
トの膜厚を変化させてレジストパターンの寸法を測定し
たところ、レジスト膜中に発生した定在波による寸法変
動は見られず、レジストへの反射光が十分に抑えられて
いることが分かった。レジストパターンの形状には裾引
きや食われは見られず、良好なレジストプロファイルが
得られた。

【０４６４】次に、レジストパターンをマスクとして用
いて、有機シリコン膜のエッチングを行った。エッチン
グ装置としてはマグネトロン型ＲＩＥ装置を用い、ソー
スガスとしてＨＢｒを流量２００ＳＣＣＭで流し、励起
電力０．４ｋＷの条件でエッチングを行ったところ、レ
ジストパターンが途中でなくなることなく、有機シリコ
ン膜のエッチングをすることができた。有機シリコン膜
のエッチング終了後の寸法変換差を図１の（Ｙ）−
（Ｘ）で定義すると、この時生じた寸法変換差は−０．
００５μｍであり、許容範囲内であることが分かった。

【０４６５】さらに、エッチングした有機シリコン膜
と、有機シリコン膜上にエッチング終了後残ったレジス
トパタ−ンをマスクとして用いてＳｉＯ₂ 膜のエッチン
グを行った。エッチング装置としては、マグネトロン型
のＲＩＥ装置を用いた。最も高い選択比でエッチングを
行った時のエッチング条件を、選択比とともにそれぞれ
のガス系について下記表１４に示す。なお、表中の選択
比は、ＳｉＯ₂ 膜のエッチングレート／有機シリコン膜
のエッチングレートで定義した。

【０４６６】

【表２４】 上記表１４から、ソースガスとしてＣ₄ Ｆ₁₀を流量２０
ＳＣＣＭで流し、励起電力０．７ｋＷの条件でエッチン
グを行った場合、選択比が４であり、顕著に増大するこ
とが分かった。

【０４６７】実施例２８ この実施例は、ＳｉＯ₂ 膜のエッチングを実施例２７で
求めた最も高い選択比をとれるエッチング条件で行った
場合を示す。このエッチング条件では選択比が４なの
で、上述の実施例よりもマスクである有機シリコン膜の
膜厚を薄くすることが可能である。ＳｉＯ₂ 膜上に有機
シリコン膜の溶液材料を塗布し、１５０℃で９０秒間ベ
ーキングを行った。この時の有機シリコン膜の膜厚は１
５００オングストロ−ムである。

【０４６８】次いで、有機シリコン膜上にレジストパタ
ーンを形成した。レジストの膜厚を変化させてレジスト
パターンの寸法を測定したところ、レジスト膜中に発生
した定在波による寸法変動は見らず、レジストへの反射
光が十分に抑えられていることが分かった。レジストパ
ターンの形状には裾引きや食われは見られず、良好なレ
ジストプロファイルが得られた。

【０４６９】次に、実施例２５と同様のエッチング条件
で有機シリコン膜のエッチングを行った。有機シリコン
膜の膜厚を薄くすることができたので、有機シリコン膜
のエッチング終了後の寸法変換差を０．００２μｍ以下
に抑えることができた。そして、有機シリコン膜をエッ
チングマスクとして上記表１４に示す７の条件でＳｉＯ
₂ 膜のエッチングを行ったところ、所望の加工寸法でエ
ッチングすることができた。

【０４７０】比較例１０ 重量平均分子量８０００のポリサルフォン１０ｇをシク
ロヘキサノン９０ｇに溶解して作成した反射防止膜の溶
液材料を、ＳｉＯ₂ 膜上にスピンコーテング法で塗布し
て、２２０℃で９０秒間ベーキングを行った。このよう
にして得た反射防止膜の膜厚は１０００オングストロ−
ムである。

【０４７１】次いで、実施例２７と同様にしてレジスト
パターンを形成し、反射防止膜のエッチングを行った。
エッチング装置にはマグネトロン型のＲＩＥ装置を用
い、ソースガスとしてＣＦ₄ とＯ₂ を流量１８０ＳＣＣ
Ｍ、２０ＳＣＣＭで流し、励起電力１．２ｋＷの条件で
エッチングを行ったところ、レジストパターンは途中で
なくなることなく、反射防止膜のエッチングを行うこと
ができた。

【０４７２】さらに、エッチングされた反射防止膜をマ
スクとして用いてＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行った。エ
ッチング装置としてはマグネトロン型のＲＩＥ装置を用
い、（ＣＦ₄ ，Ｈ₂ ）、（ＣＨＦ₃ ）、（ＣＨＦ₃ ，Ｏ
₂ ）、（ＣＨＦ₃ ，ＣＯ₂ ）、（Ｃ₂ Ｆ₆ ）、（Ｃ₃ Ｆ
₈ ）、（Ｃ₄ Ｆ₁₀）のそれぞれのソースガス系で流量と
励起電力等のエッチング条件を変化させてエッチングを
行った。その結果、何れの場合でもエッチング途中で反
射防止膜が削れてなくなり、所望の寸法でエッチングを
することができなかった。

【０４７３】実施例２９ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー１上に膜厚
５００ｎｍのＳｉＮ膜をＬＰＣＶＤ法で成膜した。次い
で、このＳｉＮ膜２上に、上記式［１７−１］に示す重
量平均分子量１５００のポリシラン８ｇ、式［３−８
２］に示す架橋剤１．８ｇ、ラジカル発生剤として式
［４−２５］に示す化合物０．２ｇをアニソール９０ｇ
に溶解して作成した溶液材料を塗布して、窒素雰囲気中
（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）１８０℃で１０分間ベーキ
ングを行い、ポリシランを架橋させ、ガラス転移温度１
８３℃の有機シリコン膜を得た。有機シリコン膜の膜厚
は２５０ｎｍである（図１（ｂ））。

【０４７４】また、有機シリコン膜の露光波長２４８ｎ
ｍでの複素屈折率を分光エリプソで測定したところ、ｎ
＝２．０３、ｋ＝０．４２であった。続いて、有機シリ
コン膜上にポジ型化学増幅型レジスト（商品名：ＴＤＵ
Ｒ−Ｐ００７、東京応化工業社製）を塗布し、９８℃で
１２０秒間ベーキングを行った（図１（ｃ））。この時
のレジストの膜厚は２５０ｎｍである。

【０４７５】次に、ＫｒＦエキシマレーザー光を光源と
した縮小光学型ステッパーを用いてパターン露光を行い
（露光量３０ｍＪ／ｃｍ² ）、９８℃で１２０秒間のベ
ーキングを行った後、０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で
現像処理を行い、０．１８μｍラインアンドスペースの
レジストパターンを形成した（図１（ｄ））。このレジ
ストパターンの膜厚は２３０ｎｍである。

【０４７６】このようにして得たレジストパターンのプ
ロファイルを断面ＳＥＭで観察したところ、側壁には定
在波による波打ち形状は見られなかった。レジストパタ
ーンの形状には裾引きや食われは見られず、良好なレジ
ストプロファイルが得られた。

【０４７７】以上のように形成したレジストパターンを
マスクとして用いて、マグネトロン型ＲＩＥ装置を用い
て有機シリコン膜のエッチングを行った（図１
（ｅ））。ソースガスとして、流量２０ＳＣＣＭのＨＢ
ｒ、流量１８０ＳＣＣＭのＣｌ₂ との混合ガスを用い、
励起電力３００Ｗ、真空度３０ｍＴｏｒｒのエッチング
条件で有機シリコン膜のエッチングを行ったところ、レ
ジストパターンが途中で削れてなくなることなく、有機
シリコン膜のエッチングを行うことができた。

【０４７８】有機シリコン膜の加工形状は、垂直に異方
性よくエッチングされており、エッチング前のレジスト
パターン寸法とずれることなく、有機シリコン膜をエッ
チングすることができた。エッチング終了後、残ったレ
ジスト膜厚は１００ｎｍである。ベタ膜でレジスト膜と
有機シリコン膜のエッチングレートを測定したところ、
レジスト膜が２５ｎｍ／ｍｉｎ、有機シリコン膜が９５
ｎｍ／ｍｉｎであり、有機シリコン膜のエッチングレー
トがレジスト膜より３．８倍早いことが分かった。

【０４７９】さらに、パターニングされた有機シリコン
膜と有機シリコン膜上に残ったレジストパターンをエッ
チングマスクとして用いて、マグネトロン型反応性イオ
ンエッチング装置により、ＳｉＮ膜のエッチングを行っ
た（図１（ｆ））。ソースガスとして流量３０ＳＣＣＭ
のＣ₄ Ｆ₈ 、流量１６０ＳＣＣＭのＡｒ、流量１４０Ｓ
ＣＣＭのＣＯを用い、励起電力３５０Ｗ、真空度３０ｍ
Ｔｏｒｒのエッチング条件でエッチングを行ったとこ
ろ、有機シリコン膜が途中で削れてなくなることなく、
ＳｉＮ膜のエッチングを行うことができた。

【０４８０】この時のＳｉＮ膜の形状は、垂直に異方性
よくエッチングされており、エッチング前のレジストパ
ターン寸法とずれることなく有機シリコン膜をエッチン
グすることができた。このエッチング条件で、実施例１
５と同様にしてベタ膜でレジスト、有機シリコン膜及び
ＳｉＮ膜のエッチングレートを測定したところ、レジス
ト膜が４５ｎｍ／ｍｉｎ、有機シリコン膜が１７ｎｍ／
ｍｉｎ、ＳｉＮ膜が２３０ｎｍ／ｍｉｎであり、ＳｉＮ
膜のエッチングレートが有機シリコン膜より１３．５
倍、レジスト膜より５．１倍早く、有機シリコン膜がレ
ジスト膜よりも耐ドライエッチング性のあるＳｉＮをエ
ッチングする際のエッチングマスクとなっていることが
わかる。そのため、エッチング前のレジストパターン寸
法とずれることなく、かつ垂直に異方性よく、ＳｉＮ膜
をエッチングすることができたものと考えられる。

【０４８１】実施例３０ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー１上に膜厚
５００ｎｍのＳｉＯ₂膜２をＬＰＣＶＤ法で成膜した。
次いで、ＳｉＯ₂ 膜２上に重量平均分子量８９００のポ
リフェニル１０ｇをキシレン９０ｇに溶解して作成した
溶液材料を塗布して、１６０℃で１２０秒間ベーキング
を行い、溶剤を気化させた。このようにして得た有機シ
リコン膜３の膜厚は２５０ｎｍであり、波長２４８ｍで
の複素屈折率はｎ＝１．９２、ｋ＝０．４８であり、ガ
ラス転移温度は９８℃である。（図１（ｂ））。

【０４８２】次に、有機シリコン膜３上にポジ型化学増
幅型レジスト（商品名：ＴＤＵＲ−Ｐ００７、東京応化
工業社製）４を塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキング
を行った（図１（ｃ））。この時のレジスト４の膜厚は
１５０ｎｍである。そして、このレジスト４に対し、Ｋ
ｒＦエキシマレーザー光を光源とした縮小光学型ステッ
パーを用いてパターン露光を行い（露光量３０ｍＪ／ｃ
ｍ² ）、９８℃で１２０秒間のベーキングを行った後、
０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行い、図１
（ｄ）に示すように、０．１８μｍラインアンドスペー
スのレジストパターン４を形成した。

【０４８３】このレジストパターン４の膜厚は１３０ｎ
ｍである。このレジストパターン４のプロファイルを断
面ＳＥＭにより観察したところ、側壁には定在波による
波打ち形状は見られなかった。レジストパターンの形状
には裾引きや食われは見られず、良好なレジストプロフ
ァイルが得られた。

【０４８４】以上のように形成したレジストパターン５
をエッチングマスクとして用いて、マグネトロン型ＲＩ
Ｅ装置により、有機シリコン膜３のエッチングを行っ
た。ソースガスとして流量２００ＳＣＣＭのＣｌ₂ を用
い、励起電力２００Ｗ、真空度２５ｍＴｏｒｒのエッチ
ング条件で、有機シリコン膜３のエッチングを行ったと
ころ、レジストパターン４が途中で削れてなくなること
なく、有機シリコン膜３のエッチングを行うことができ
た。

【０４８５】有機シリコン膜３の加工形状は、垂直に異
方性よくエッチングされており、エッチング前のレジス
トパターン寸法とずれることなく、有機シリコン膜３を
エッチングすることができた。エッチング終了後、残っ
たレジスト膜厚は８０ｎｍである。ベタ膜でレジスト膜
と有機シリコン膜のエッチングレートを測定したとこ
ろ、レジスト膜が２３ｎｍ／ｍｉｎ、有機シリコン膜が
２１０ｎｍ／ｍｉｎであり、有機シリコン膜のエッチン
グレートがレジスト膜より９．１倍早いことが分かっ
た。

【０４８６】さらに、マグネトロン型ＲＩＥ装置によ
り、レジストパターンの剥離、ＳｉＯ₂ 膜のエッチング
を順次行った（図２（ｃ））。レジストパターンの剥離
は、ソースガスとして流量２０ＳＣＣＭのＯ₂ ガスを用
い、励起電力が２００Ｗ、真空度３０ｍＴｏｒｒの条件
で行った。

【０４８７】次いで、同一チャンバーでエッチング条件
を変えてＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行った。すなわち、
ソースガスとして流量３０ＳＣＣＭのＣＨＦ₃ 、流量１
００ＳＣＣＭのＣＯ、流量１００ＳＣＣＭのＡｒを用
い、励起電力２８０Ｗ、真空度１５ｍＴｏｒｒのエッチ
ング条件でエッチングを行ったところ、有機シリコン膜
が途中で削れてなくなることなく、ＳｉＯ₂ 膜のエッチ
ングを行うことができた。この時のＳｉＯ₂ 膜の形状
は、垂直に異方性よくエッチングされており、エッチン
グ前のレジストパターン寸法とずれることなく、有機シ
リコン膜をエッチングすることができた。

【０４８８】このエッチング条件で、ベタ膜でレジスト
膜、有機シリコン膜及びＳｉＯ₂ 膜のエッチングレート
を測定したところ、レジスト膜が５６ｎｍ／ｍｉｎ、有
機シリコン膜が２０ｎｍ／ｍｉｎ、ＳｉＯ₂ 膜が３６８
ｎｍ／ｍｉｎでＳｉＯ₂ 膜のエッチングレートが有機シ
リコン膜より１８．４倍早く、有機シリコン膜がレジス
トよりもドライエッチング耐性のあるＳｉＯ₂ 膜のエッ
チングマスクとなっていることが分かった。

【０４８９】そのため、エッチング前のレジストパター
ン寸法とずれることなく、かつ垂直に異方性よく、Ｓｉ
Ｏ₂ 膜をエッチングすることができたものと考えられ
る。

【０４９０】実施例３１ 実施例２９において、ＳｉＯ₂ 膜を加工した後、ダウン
フローエッチング装置を用いて、レジスト、そしてエッ
チングマスクである有機シリコン膜を順次剥離除去し
た。ソースガスとして流量２０ＳＣＣＭのＯ₂ ガスを用
い、励起電力２００Ｗ、真空度８ｍＴｏｒｒのエッチン
グ条件でレジストのエッチング剥離を行ったところ、レ
ジストを完全に剥離することができた。

【０４９１】レジストを剥離した後の有機シリコン膜の
赤外吸収スペクトルを測定したところ、１０００〜１２
００ｃｍ^-1にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合による吸収が見られ
た。このことは、酸素プラズマにさらしたことによっ
て、ポリシランがグラス化したことを意味している。

【０４９２】次に、フッ酸と純水を重量比で１対５００
の割合で混合した希フッ酸溶液に９０秒間浸透したとこ
ろ、グラス化した有機シリコン膜を酸化シリコン膜に対
し選択的に剥離することができた。

【０４９３】実施例３２ 実施例２９において、ＳｉＯ₂ 膜を加工した後、ダウン
フローエッチング装置を用いて、レジスト、そしてエッ
チングマスクである有機シリコン膜を順次剥離除去し
た。ソースガスとして流量２０ＳＣＣＭのＯ₂ を用い、
励起電力２００Ｗ、真空度８ｍＴｏｒｒのエッチング条
件でレジストのエッチングを行ったところ、レジストを
完全に剥離することができた。酸素プラズマにさらした
ことによって、ポリシランはグラス化されたが、ソース
ガスＣＦ₄ ＝３０ＳＣＣＭ、Ｏ₂ ＝４０ＳＣＣＭ、励起
電力８００Ｗ、真空度３５ｍＴｏｒｒのエッチング条件
でグラス化したポリシランのエッチングを行ったとこ
ろ、ＳｉＯ₂ 膜を削ることなく選択的に剥離することが
できた。

【０４９４】実施例３３ 図８（ａ）に示すように、シリコンウェハー２１上に膜
厚５００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜２２をＬＰＣＶＤ法で成膜し
た。次いで、ＳｉＯ₂ 膜２上に式［１−９９］に示す重
量平均分子量１４０００の有機シリコン化合物（ｎ／ｍ
＝１／４）１０ｇをアニソール９０ｇに溶解して作成し
た溶液材料を塗布して、１６０℃で１２０秒間ベーキン
グを行い、溶剤を気化させた。このようにして得た有機
シリコン膜３の膜厚は１５０ｎｍであり、ガラス転移温
度は１３２℃である。また、波長２４８ｍでの複素屈折
率はｎ＝２．０１、ｋ＝０．３８である（図１
（ｂ））。次に、有機シリコン膜２３上にポジ型化学増
幅型レジスト（商品名：ＴＤＵＲ−Ｐ００７、東京応化
工業社製）４を塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキング
を行った（図１（ｃ））。この時のレジスト４の膜厚は
１５０ｎｍである。そして、このレジスト４に対し、Ｋ
ｒＦエキシマレーザー光を光源とした縮小光学型ステッ
パーを用いてパターン露光を行い（露光量３０ｍＪ／ｃ
ｍ² ）、９８℃で１２０秒間のベーキングを行った後、
０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行い、図１
（ｄ）に示すように、０．１８μｍラインアンドスペー
スのレジストパターン２４を形成した。

【０４９５】このレジストパターン４の膜厚は１３０ｎ
ｍである。このレジストパターン４のプロファイルを断
面ＳＥＭにより観察したところ、側壁には定在波による
波打ち形状は見られなかった。レジストパターンの形状
には裾引きや食われは見られず、良好なレジストプロフ
ァイルが得られた。

【０４９６】以上のように形成したレジストパターン４
をエッチングマスクとして用いて、マグネトロン型ＲＩ
Ｅ装置により、有機シリコン膜３のエッチングを行っ
た。ソースガスとして流量２００ＳＣＣＭのＣｌ₂ 、流
量１０ＳＣＣＭのＳＦ₆ の混合ガスを用い、励起電力２
００Ｗ、真空度２５ｍＴｏｒｒのエッチング条件で、有
機シリコン膜３のエッチングを行ったところ、レジスト
パターン５が途中で削れてなくなることなく、有機シリ
コン膜３のエッチングを行うことができた。

【０４９７】有機シリコン膜３の加工形状は、垂直に異
方性よくエッチングされており、エッチング前のレジス
トパターン寸法とずれることなく、有機シリコン膜３を
エッチングすることができた。エッチング終了後、残っ
たレジスト膜厚は８０ｎｍである。ベタ膜でレジスト膜
と有機シリコン膜のエッチングレートを測定したとこ
ろ、レジスト膜が４８ｎｍ／ｍｉｎ、有機シリコン膜が
２１０ｎｍ／ｍｉｎであり、有機シリコン膜のエッチン
グレートがレジスト膜より４．４倍早いことが分かっ
た。

【０４９８】さらに、マグネトロン型ＲＩＥ装置によ
り、レジストパターンの剥離、ＳｉＯ₂ 膜のエッチング
を順次行った（図２（ｃ））。レジストパターンの剥離
は、ソースガスとして流量２０ＳＣＣＭのＯ₂ ガスを用
い、励起電力が２００Ｗ、真空度３０ｍＴｏｒｒの条件
で行った。

【０４９９】次いで、同一チャンバーでエッチング条件
を変えてＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行った。すなわち、
ソースガスとして流量３０ＳＣＣＭのＣＨＦ₃ 、流量１
００ＳＣＣＭのＣＯ、流量１００ＳＣＭのＯ₂ を用い、
励起電力２８０Ｗ、真空度１５ｍＴｏｒｒのエッチング
条件でエッチングを行ったところ、有機シリコン膜が途
中で削れてなくなることなく、ＳｉＯ₂ 膜のエッチング
を行うことができた。この時のＳｉＯ₂ 膜の形状は、垂
直に異方性よくエッチングされており、エッチング前の
レジストパターン寸法とずれることなく、有機シリコン
膜をエッチングすることができた。

【０５００】このエッチング条件で、実施例１５と同様
にしてベタ膜でレジスト膜、有機シリコン膜及びＳｉＯ
₂ 膜のエッチングレートを測定したところ、レジスト膜
が５４ｎｍ／ｍｉｎ、有機シリコン膜が２０ｎｍ／ｍｉ
ｎ、ＳｉＯ₂ 膜が３６８ｎｍ／ｍｉｎでＳｉＯ₂ 膜のエ
ッチングレートが有機シリコン膜より１８．４倍早く、
有機シリコン膜がレジストよりもドライエッチング耐性
のあるＳｉＯ₂ 膜のエッチングマスクとなっていること
が分かった。

【０５０１】そのため、エッチング前のレジストパター
ン寸法とずれることなく、かつ垂直に異方性よく、Ｓｉ
Ｏ₂ 膜をエッチングすることができたものと考えられ
る。

【０５０２】実施例３４ 図１（ａ）に示すように、シリコンウェハー１上に膜厚
５００ｎｍのＳｉＮ膜２をＬＰＣＶＤ法で成膜した。次
いで、ＳｉＮ膜２上に、上記式［１−９５］に示す重量
平均分子量１２８００の有機シリコン化合物（ｎ／ｍ＝
１／１）１０ｇをアニソール９０ｇに溶解して作成した
溶液材料を塗布して、１６０℃で１２０秒間ベーキング
を行い、溶剤を気化させることにより、図１（ｂ）に示
すように、有機シリコン膜３を形成した。この時の有機
シリコン膜３の膜厚は、２５０ｎｍであり、ガラス転移
温度は１３８℃である。波長２４８ｍでの複素屈折率は
ｎ＝２．０１、ｋ＝０．３５である。

【０５０３】続いて、有機シリコン膜３上に、ポジ型化
学増幅型レジスト（商品名：ＴＤＵＲ−Ｐ００７、東京
応化工業社製）４を塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキ
ングを行った（図１（ｃ））。この時のレジスト４の膜
厚は、１５０ｎｍである。

【０５０４】次に、レジスト４に対して、ＫｒＦエキシ
マレーザー光を光源とした縮小光学型ステッパーを用い
てパターン露光を行い（露光量３０ｍＪ／ｃｍ² ）、９
８℃で１２０秒間のベーキングを行った後、０．２１規
定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行い、図１（ｄ）に示
すように、０．１８μｍＬ／Ｓのレジストパターン４を
形成した。

【０５０５】レジストパターンの膜厚は１３０ｎｍであ
る。レジストパターン４のプロファイルを断面ＳＥＭに
より観察したところ、側壁には定在波による波打ち形状
は見られなかった。レジストパターンの形状には裾引き
や食われは見られず、良好なレジストプロファイルが得
られた。

【０５０６】以上のように形成したレジストパターンを
マスクとして用いて、マグネトロン型ＲＩＥ装置により
ポリシラン膜のエッチングを行った（図１（ｅ））。ソ
ースガスとして流量２００ＳＣＣＭのＣｌ₂ を用い、励
起電力２００Ｗ、真空度２５ｍＴｏｒｒのエッチング条
件で有機シリコン膜のエッチングを行ったところ、レジ
ストパターンが途中で削れてなくなることなく、有機シ
リコン膜のエッチングを行うことができた。

【０５０７】ポリシラン膜の加工形状を観察したとこ
ろ、垂直に異方性よくエッチングされており、エッチン
グ前のレジストパターン寸法とずれることなく有機シリ
コン膜をエッチングすることができたことがわかる。エ
ッチング終了後、残ったレジスト膜厚は８０ｎｍであ
る。ベタ膜でレジスト膜と有機シリコン膜のエッチング
レートを測定したところ、レジスト膜が５２ｎｍ／ｍｉ
ｎ、有機シリコン膜が１９５ｎｍ／ｍｉｎであり、ポリ
シラン膜のエッチングレートがレジスト膜より３．７５
倍早いことが分かった。

【０５０８】さらに、マグネトロン型ＲＩＥ装置によ
り、レジストパターンの剥離、ＳｉＮ膜のエッチングを
順次行った（図２（ｆ））。レジストパターンの剥離
は、ソースガスとして流量３０ＳＣＣＭのＯ₂ を用い、
励起電力２００Ｗ、真空度３０ｍＴｏｒｒの条件で行っ
た。

【０５０９】次いで、同一チャンバーでエッチング条件
を変えて、ＳｉＮ膜のエッチングを行った。すなわち、
ソースガスとして流量３０ＳＣＣＭのＣ₄ Ｈ₈ 、流量１
００ＳＣＣＭのＣＯ、流量３ＳＣＣＭのＯ₂ を用い、励
起電力２８０Ｗ、真空度１５ｍＴｏｒｒのエッチング条
件でエッチングを行ったところ、有機シリコン膜が途中
で削れてなくなることなく、ＳｉＮ膜のエッチングを行
うことができた。この時のＳｉＮ膜の形状は、垂直に異
方性よくエッチングされており、エッチング前のレジス
トパターン寸法とずれることなく、有機シリコン膜をエ
ッチングすることができた。

【０５１０】このエッチング条件で、ベタ膜でレジスト
膜、有機シリコン膜及びＳｉＮ膜のエッチングレートを
測定したところ、レジスト膜が６２ｎｍ／ｍｉｎ、有機
シリコン膜が４２ｎｍ／ｍｉｎ、ＳｉＮ膜が３６８ｎｍ
／ｍｉｎであり、ＳｉＮ膜のエッチングレートが有機シ
リコン膜より１０．１倍早く、有機シリコン膜がレジス
トよりエッチング耐性のあるＳｉＮのエッチングマスク
となっていることが分かった。そのため、エッチング前
のレジストパターン寸法とずれることなく、かつ垂直に
異方性よく、ＳｉＮ膜をエッチングすることができたも
のと考えられる。

【０５１１】実施例３５ シリコンウェハー上に膜厚６００ｎｍのＴＥＯＳ酸化膜
をプラズマＣＶＤ法で成膜した。次いで、ＴＥＯＳ酸化
膜上に上記式［１３］に示す重量平均分子量１２５００
のポリシラン（ｎ／ｍ＝４／１）１３ｇをアニソール８
７ｇに溶解した溶液材料を塗布し、１６０℃で１８０秒
間のベーキングを行った。このようにして得た有機シリ
コン膜の膜厚は４００ｎｍであり、ガラス転移温度は１
３９℃である。波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝
２．０３、ｋ＝０．３２である。

【０５１２】有機シリコン膜上にポジ型化学増幅型レジ
スト（商品名：ＡＰＥＸ−Ｅ、シップレー社製）を塗布
し、９８℃で１２０秒間ベーキングを行った。この時の
レジストの膜厚は２５０ｎｍである。そして、レジスト
膜上に、上層反射防止膜（商品名：アクアタール（Ａｑ
ｕａｔａｒ）、ヘキスト社製）を膜厚４２ｎｍとなるよ
うに塗布した。

【０５１３】次に、ＫｒＦエキシマレーザー光を光源と
した縮小光学型ステッパーを用いてパターン露光を行い
（露光量２８ｍＪ／ｃｍ² ）、９８℃で１２０秒間のベ
ーキングを行った後、０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で
現像処理を行い、０．２５μｍＬ／Ｓのレジストパター
ンを形成した。なお、上層反射防止膜は水溶性であるた
め、現像処理を行った際にレジスト膜上から除去され
る。

【０５１４】このようにして得たレジストパターンのプ
ロファイルを断面ＳＥＭにより観察したところ、側壁に
は定在波による波打ち形状は見られなかった。

【０５１５】以上のようにレジストパターンを形成し、
実施例２９と同様ｎｏエッチング条件でＴＥＯＳ酸化膜
を加工した結果、エッチング前のレジストパターン寸法
からずれることなく、ＴＥＯＳ酸化膜をエッチングする
ことができた。

【０５１６】実施例３６ シリコンウェハー上にスピンオングラス（商品名：Ｒ
７、日立化成社製）をスピンコーティング法で塗布し、
８０℃で１分、１５０℃で１分、２００℃で１分間ずつ
順次ベーキングを行った後、窒素パージを行いながら４
００℃で３０分間ベーキングを行い、スピンオングラス
膜を成膜した。ベーキング処理後の膜厚は５００ｎｍで
ある。

【０５１７】次いで、上記式［１３］に示す平均分子量
１２５００のポリシラン（ｎ／ｍ＝４／１）１０ｇをア
ニソール９０ｇに溶解して作成した溶液材料を、スピン
オングラス上に塗布し、１８０℃で６０秒間ベーキング
を行い、有機シリコン膜を形成した。この時の有機シリ
コン膜の膜厚は３００ｎｍであり、ガラス転移温度は１
３９℃である。

【０５１８】また、ＸＰＳ分光法を用いて有機シリコン
膜の膜厚方向でのＯ／Ｓｉの割合を調べたところ、図１
０に示す結果を得た。図１０から、表面が酸化されてい
るが、そのため有機シリコン膜からレジストへの露光光
の反射光を抑えることができ、寸法制御性の高いレジス
トパターンを得ることができることがわかる。このよう
に、シリコン有機膜の消衰係数を膜厚方向で表面から絶
縁膜側に向かって増大させ、反射を抑えてもよい。

【０５１９】次に、有機シリコン膜上にポジ型化学増幅
型レジスト（商品名：ＡＰＥＸ−Ｅ、シップレー社製）
を塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキングを行ない、レ
ジスト膜を形成した。この時のレジスト膜の膜厚は１０
０ｎｍである。そして、このレジスト膜に対し、ＫｒＦ
エキシマレーザー光を光源とした縮小光学型ステッパー
を用いてパターン露光を行い（露光量２８ｍＪ／ｃ
ｍ² ）、９８℃で１２０秒間のベーキングを行った後、
０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行い、０．
２５μｍＬ／Ｓのレジストパターンを形成した。

【０５２０】このようにして得られたレジストパターン
のプロファイルを断面ＳＥＭにより観察したところ、側
壁には定在波による波打ち形状は見られなかった。レジ
ストパターンの形状には裾引きや食われは見られず、良
好なレジストプロファイルが得られた。

【０５２１】以上のようにレジストパターンを形成し、
実施例２９と同様にしてスピンオングラスを加工した結
果、エッチング前のレジストパターン寸法からずれるこ
となく、スピンオングラスをエッチングすることができ
た。

【０５２２】実施例３７ シリコンウェハー上に５００ｎｍ厚のＢＰＳＧ膜をプラ
ズマＣＶＤ法で形成した。次に、ＢＰＳＧ膜上に上記式
［１４］に示す重量平均分子量９０００のポリシラン
（ｎ／ｍ＝４／１）１０ｇ、分子量２０００のポリ（フ
ェニルシラン）５ｇをアニソール８５ｇに溶解して作成
した溶液材料を塗布した後、１６０℃で１８０秒間ベー
キングを行った。この時のシリコン有機膜の膜厚は１５
０ｎｍで、ガラス転移温度は１５２℃である。波長２４
８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝２．２０、ｋ＝０．３９で
ある。そして、ポリサルフォン１０ｇをアニソール９０
ｇに溶解して作成した溶液材料をシリコン有機膜上に塗
布した後、２２０℃で１８０秒間ベーキングを行い、レ
ジストプロファイルを良くするための下層膜を作成し
た。下層膜の膜厚は３０ｎｍである。

【０５２３】次に、下層膜上にネガ型化学増幅型レジス
ト（商品名：ＴＤＵＲ−Ｎ９０８、東京応化工業社製）
を塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキングした。このよ
うにして得たレジスト膜の膜厚は３００ｎｍである。そ
の後、レジスト膜に対し、ＫｒＦエキシマレーザー光を
光源とした縮小光学型ステッパーを用いてパターン露光
を行い（露光量３８ｍＪ／ｃｍ² ）、９８℃で１２０秒
間のベーキングを行った後、０．２１規定のＴＭＡＨ現
像液で現像処理を行い、０．１８μｍＬ／Ｓのレジスト
パターンを形成した。このレジストパターンのプロファ
イルを断面ＳＥＭにより観察したところ、側壁には定在
波による波打ち形状は見られなかった。また、下層膜上
では、図１（ｄ）に示すように、裾引きや食われのない
良好な形状のレジストパターンが得られた。

【０５２４】以上のようにレジストパターンを形成し、
実施例２９と同様にしてＢＰＳＧ膜を加工した結果、エ
ッチング前のレジストパターン寸法からずれることな
く、ＢＰＳＧ膜をエッチングすることができた。本実施
例のように、有機シリコン膜上に下層膜を形成してレジ
スト形状を良くしてもよい。

【０５２５】実施例３８ シリコンウェハー上に、膜厚５００ｎｍのフッ素添加Ｓ
ｉＯ₂ 膜を、減圧ＣＶＤ法により形成した。次いで、上
記式［１−８４］に示す分子量４０００のポリシラン１
０ｇをアニソール９０ｇに溶解して作成した溶液材料を
ＳｉＯ₂ 膜上に塗布した後、１６０℃で６０秒間ベーキ
ングを行ない、有機シリコン膜を形成した。この時の有
機シリコン膜の膜厚は、１８０ｎｍであり、ガラス転移
温度は１４１℃である。

【０５２６】この有機シリコン膜に、ポリメチルメタク
リレート１０ｇを乳酸エチル９０ｇに溶解して作成した
レジスト溶液を塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキング
を行ない、レジスト膜を形成した。この時のレジストの
膜厚は２００ｎｍである。そして、レジスト膜に対し、
ＡｒＦエキシマレーザー光を光源とした縮小光学型ステ
ッパーを用いてパターン露光を行い（８００ｍＪ／ｃｍ
² ）、９８℃で１２０秒間のベーキングを行った後、
０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行い、０．
１８μｍＬ／Ｓのレジストパターンを形成した。

【０５２７】このようにして得たレジストパターンのプ
ロファイルを断面ＳＥＭにより観察したところ、側壁に
は定在波による波打ち形状は見られなかった。レジスト
パターンの形状には裾引きや食われは見られず、良好な
レジストプロファイルが得られた。

【０５２８】以上のようにレジストパターンを形成し、
実施例２９と同様にしてＳｉＯ₂ 膜を加工した結果、エ
ッチング前のレジストパターン寸法からずれることな
く、ＳｉＯ₂ 膜をエッチングすることができた。

【０５２９】実施例３９ まず、本実施例で用いるポリシランを次のように合成し
た。すなわち、アルゴン雰囲気下−２０℃で乾燥したジ
エチルエーテル６０ｍｌ及びジルコノセンジクロル５．
３４ｇを攪拌し、ここに１．５Ｍのメチルエーテルを少
量ずつ添加し、７０分間攪拌した。次いで、０℃で３０
分攪拌した後、ジエチルエーテルを取り除き、生成した
白い固体を昇華して、ジルコノセンメチルを調製した。

【０５３０】次に、フェニルシランに対し、このジルコ
ノセンジメチルを５０：１のモル比で添加し、フェニル
シランを室温下で５時間重合させた。そして、得られた
ポリマーをトルエンに溶解し、メタノール中に攪拌しな
がら投入して、ポリマーを再沈させた。さらに、ポリマ
ーを同様にメタノールで２回再沈させた後、８０〜９０
℃で減圧乾燥して、重量平均分子量約２．０００の上記
式［１６−１］に示すポリマーを得た。

【０５３１】実施例１７と同様にして、シリコンウェハ
ー上にＳｉＯ₂ 膜を成膜した。そして、このＳｉＯ₂ 膜
上に、上記方法により得たポリシラン８ｇ、式［６−
９］に示す架橋剤２ｇをアニソール９０ｇに溶解した溶
液を塗布し、１５０℃で６０秒間ベーキングを行い、ポ
リシランを架橋させ、膜厚２５０ｎｍの有機シリコン膜
を形成した。架橋させた有機シリコン膜のガラス転移温
度は１５８℃である。

【０５３２】次に、実施例２０と同様の手順で、有機シ
リコン膜上にレジストパターンを形成した。

【０５３３】得られたレジストパターンのプロファイル
を断面ＳＥＭにより観察したところ、側壁には定在波に
よる波打ち形状は見られなかった。レジストパターンの
形状には裾引きや食われは見られず、良好なレジストプ
ロファイルが得られた。

【０５３４】有機シリコン膜とＳｉＯ₂ 膜のエッチング
を行ったところ、実施例２９と同様に、所望の寸法でＳ
ｉＯ₂ 膜の加工を行うことができた。

【０５３５】実施例４０ クォーツ基板上に実施例３８で作成した平均分子量１２
０００のポリシラン１０ｇ、式［５−２４］に示す架橋
剤１２ｇをアニソール９０ｇに溶解して作成した溶液材
料を塗布し、１６０℃で１００秒間ベーキングを行っ
た。このようにして得た有機シリコン膜の膜厚は３００
ｎｍであり、ガラス転移温度は１３２℃である。

【０５３６】有機シリコン膜上に化学増幅型ポジレジス
ト（商品名：ＡＰＥＸ、シップレー社製）を塗布し、９
８℃で１２０秒間ベーキングを行った。このようにして
得たレジスト膜の膜厚は２００ｎｍである。次に、電子
ビーム描画装置でパターン露光を行い（１μＣ／ｃ
ｍ² ）、９８℃で１２０秒間ベーキングを行った。そし
て、０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行い、
０．９μｍＬ／Ｓのレジストパターンを形成した。レジ
ストパターンのプロファイルを断面ＳＥＭにより観察し
たところ、側壁には定在波による波打ち形状は見られな
かった。

【０５３７】以上のようにレジストパターンを形成し、
実施例３１と同様にしてクォーツ基板上に０．４ｍの溝
を形成した。このように、本発明の方法は、クォーツ基
板の加工にも用いることができる。

【０５３８】実施例４１ 重量平均分子量８０００のポリ（フェニルシレン）１０
ｇをキシレン９０ｇに溶解し、有機シリコン膜の溶液材
料を作成した。シリコンウェハー上に被加工膜であるＳ
ｉＯ₂ 膜を成膜し、ＳｉＯ₂ 膜上に有機シリコン膜の溶
液材料をスピンコーテング法により塗布し、１６０℃で
３００秒間ベーキングを行い、溶剤を乾燥させた。この
時の有機シリコン膜の膜厚は２５０ｎｍであり、ガラス
転移温度は１３２℃である。分光エリプソで測定したλ
＝１９３ｎｍにおける複素屈折率はｎ＝２．０３，ｋ＝
０．４８である。

【０５３９】次いで、ポリメチルメタクリル酸メチル１
０ｇを乳酸エチル９０ｇに溶解して作成したレジスト溶
液を塗布し、１１０℃で９０秒間のベーキングを行っ
た。ベーキング後のレジスト膜厚は１００ｎｍである。
次に、ＡｒＦエキシマレーザー光を光源とする縮小光学
型ステッパーで露光し（露光量５００ｍＪ／ｃｍ² ）、
０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で９０秒間の現像処理を
行ない、０．１８μｍライン アンド スペースパター
ンを形成した。レジストパターンの形状には、裾引きや
食われは見られず、良好なレジストプロファイルが得ら
れた。レジストの膜厚を５０ｎｍから１５０ｎｍの範囲
で変化させ、各レジスト膜厚でレジストパターン寸法を
測定した。その結果、レジスト膜中に発生した定在波に
よる寸法変動量は無視できる大きさであることが分かっ
た。レジストパターンの形状には裾引きや食われは見ら
れず、良好なレジストプロファイルが得られた。

【０５４０】次に、形成したレジストパターンをマスク
として用いて、ソ−スガスとして流量３００ＳＣＣＭの
Ｃｌ₂ を用い、真空度２０ｍｔｏｒｒ励起電力を３００
Ｗとしたことを除いて、実施例１２と同様の方法で有機
シリコン膜のエッチングを行ったところ、有機シリコン
膜のエッチング終了後もレジストパターンがすべて削れ
ることなく、寸法制御性よく、有機シリコン膜をエッチ
ングすることができた。

【０５４１】実施例４２ シリコンウェハー上に、膜厚５００ｎｍのフッ素添加Ｓ
ｉＯ₂ 膜を減圧ＣＶＤ法により形成した。次いで、式
［１−９５］に示す、重量平均分子量１２。。。の有機
シリコン化合物（ｎ／ｍ＝１／４）１０ｇをアニソール
９０ｇに溶解して作成した溶液材料をＳｉＯ₂ 膜上に塗
布した後、窒素雰囲気中で１８０℃で１００秒間ベーキ
ングを行い、有機シリコン膜を形成した。この時の有機
シリコン膜の膜厚は２００ｎｍであり、ガラス転移温度
は℃である。波長１９３ｎｍでの複素屈折率はｎ＝２．
１０、ｋ＝０．５７である。

【０５４２】次に、この有機シリコン膜上に、ポリメチ
ルメタクリレート１０ｇを乳酸エチル９０ｇに溶解して
作成したレジスト溶液を塗布し、９８℃で１２０秒間ベ
ーキングを行い、レジスト膜を形成した。この時のレジ
スト膜の膜厚は２００ｎｍである。そして、レジスト膜
に対し、ＡｒＦエキシマレーザー光を光源とした縮小光
学型ステッパーを用いてパターン露光を行い（８００ｍ
Ｊ／ｃｍ² ）、９８℃で１２０秒間のベーキングを行っ
た後、０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行
い、０．１８μｍＬ／Ｓのレジストパターンを形成し
た。

【０５４３】このようにして得たレジストパターンのプ
ロファイルを断面ＳＥＭにより観察したところ、側壁に
は定在波による波打ち形状は見られなかった。レジスト
パターンの形状には裾引きや食われは見られず、良好な
レジストプロファイルが得られた。

【０５４４】以上のようにレジストパターンを形成し、
実施例２９と同様にしてＳｉＯ₂ 膜を加工した結果、エ
ッチング前のレジストパターン寸法からずれることなく
ＳｉＯ₂ 膜をエッチングすることができた。

【０５４５】実施例４３ シリコンウェハー上に膜厚５００ｎｍのフッ素添加Ｓｉ
Ｏ₂ 膜を減圧ＣＶＤ法により形成した。次いで、上記式
［１７−７］に示すＡｓＦ₅ をドープした平均分子量１
２０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／４）１０ｇをアニ
ソール９０ｇに溶解して作成した溶液材料をＳｉＯ₂ 膜
上に塗布した後、窒素雰囲気中で１８０℃で１００秒間
ベーキングを行った。このようにして得た有機シリコン
膜の膜厚は３００ｎｍであり、ガラス転移温度は℃であ
る。

【０５４６】そして、ＡｓＦ₅ を含む雰囲気中に有機シ
リコン膜をさらし、有機シリコン膜中にＡｓＦ₅ ををド
ープさせて導電性をもたせた。

【０５４７】有機シリコン膜上にポリメチルメタクリレ
ート１０ｇを乳酸エチル９０ｇに溶解して作成したレジ
スト溶液を塗布し、９８℃で１２０秒間ベーキングを行
った。このようにして得たレジスト膜の膜厚は２００ｎ
ｍである。次に、レジスト膜に対し、電子ビーム描画装
置を用いてパターン露光を行い（１０μｍＣ／ｃ
ｍ²）、０．２１規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行
い、０．１８μｍＬ／Ｓのレジストパターンを形成し
た。レジストパターンの形状には裾引きや食われは見ら
れず、良好なレジストプロファイルが得られた。

【０５４８】以上のように、レジストパターンを形成
し、実施例２９と同様にしてＳｉＯ₂を加工した結果、
エッチング前のレジストパターン寸法からずれることな
く、ＳｉＯ₂ 膜をエッチングすることができた。また、
本実施例において得られた有機シリコン膜の伝導度は、
５×１０^-6Ｓ／ｃｍであり、チャージアップによる位置
ずれがなく、レジストパターンを形成することができ
た。

【０５４９】実施例４４ シリコンウェハー上に膜厚５００ｎｍのフッ素添加Ｓｉ
Ｏ₂ 膜を減圧ＣＶＤ法により形成した。次いで、上記式
［１７−３］に示す重量平均分子量１２０００のポリシ
ラン１０ｇをアニソール９０ｇに溶解して作成した溶液
材料をＳｉＯ₂膜上に塗布した後、窒素雰囲気中で１８
０℃で１００秒間ベーキングを行った。このようにして
得た有機シリコン膜の膜厚は２００ｎｍであり、ガラス
転移温度は１３６℃である。

【０５５０】この有機シリコン膜上に化学増幅型ポジレ
ジスト（商品名：ＡＰＥＸ、シップレー社製）を塗布
し、９８℃で１２０秒間ベーキングを行った。このよう
にして得たレジスト膜の膜厚は２００ｎｍである。次
に、レジスト膜に対し、放射光を光源としたＸ線ステッ
パーでパターン露光を行い（４５ｍＪ／ｃｍ² ）、９８
℃で１２０秒間ベーキングを行った。そして、０．２１
規定のＴＭＡＨ現像液で現像処理を行い、０．１８μｍ
Ｌ／Ｓのレジストパターンを形成した。レジストパター
ンの形状には裾引きや食われは見られず、良好なレジス
トプロファイルが得られた。

【０５５１】以上のようにレジストパターンを形成し、
実施例２９と同様にしてＳｉＯ₂ 膜を加工した結果、エ
ッチング前のレジストパターン寸法からずれることな
く、ＳｉＯ₂ 膜をエッチングすることができた。

【０５５２】実施例４５ シリコンウェハー上に膜厚３００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜をＬ
ＰＣＶＤ法で形成した。次いで、図１（ａ）に示すよう
に、シリコンウェハー上にスパッター法で膜厚３００ｎ
ｍのアモルファスシリコン膜を形成した。そして、図１
（ｂ）に示すように実施例２の（Ｂ３）〜（Ｂ１０）の
方法で有機シリコン膜３をそれぞれアモルファスシリコ
ン上に形成した。有機シリコン膜の膜厚は１００ｎｍで
ある。

【０５５３】次に、実施例２１と同様にして、図１
（ｃ）に示すように有機シリコン膜上にレジスト４を形
成した。さらに、図１１（ａ）に示すように０．２１規
定のＴＭＡＨ現像液を用いて現像処理を行い０．１８μ
ｍのラインアンドスペースパターンを形成した。現像処
理後のレジストパターン５の膜厚は２５０ｎｍである。

【０５５４】レジストパターンを観察したところ、チャ
ージアップによる位置ずれはなかった。また、レジスト
パターンの形状には裾引きや食われは見られず、良好な
レジストプロファイルが得られた。

【０５５５】次に、図１１（ｂ）Ｂに示すように、レジ
ストパターンをエッチングマスクとして用いて、有機シ
リコン膜およびアモルファスシリコン膜を一括してエッ
チングした。エッチング装置にはＴＣＰ方式のエッチン
グ装置を用い、ソースガスＣｌ２＝１０ＳＣＣＭ、励起
電力１００Ｗ、真空度１２ｍＴｏｒｒ、基板温度３０℃
の条件でエッチングを行ったところ、レジストパターン
が途中で削れることなく有機シリコン膜およびアモルフ
ァスシリコンをエッチングすることができ、０．１８μ
ｍのラインアンドスペースパターン７をアモルファスシ
リコン膜に形成することができた。

【０５５６】実施例４６ シリコンウェハー上に膜厚３００ｎｍのＳｉＯ₂ 膜をＬ
ＰＣＶＤ法で形成した。次いで、図１（ａ）に示すよう
に、ＳｉＯ₂ 膜上にスパッター法で膜厚３００ｎｍのタ
ングステン膜を順次形成し、配線膜を形成した。そし
て、図１Ｂに示すように、実施例３の（Ｃ３）〜（Ｃ１
０）の方法で有機シリコン膜をそれぞれタングステン上
に形成した。有機シリコン膜の膜厚は１００ｎｍであ
る。

【０５５７】次に、図１（ｃ）に示すように、実施例１
の（Ｒ）の方法で作成したレジストを各有機シリコン膜
上に塗布し、ホットプレートで１１０℃で９０秒間加熱
してレジストを形成した。レジストの膜厚は３００ｎｍ
である。続いて、ＫｒＦエキシマレーザーを光源とする
縮小光学型ステッパーを用いてパターン露光を行った
後、ホットプレートで１１０℃で９０秒間加熱した。

【０５５８】さらに、図１１（ａ）に示すように，０．
２１規定のＴＭＡＨ現像液を用いて現像処理を行い，
０．１８μｍのラインアンドスペースパターンを形成し
た。現像処理後のレジストパターンの膜厚は２５０ｎｍ
である。走査型電子顕微鏡を用いてレジストプロファイ
ルを観察した結果、何れの有機シリコン膜上でもレジス
ト膜中での定在波による波打ち形状がなく、良好なレジ
ストプロファイルが得られていることが分かった。次
に、図１１（ｂ）に示すようにレジストパターンをエッ
チングマスクとして用いて、有機シリコン膜およびタン
グステン膜を一括してエッチングした。エッチング装置
にはＴＣＰ方式のエッチング装置を用い、ソースガスＣ
ｌ２＝１００ＳＣＣＭ、ＴＣＰパワー／バイアスパワー
＝５００／２５０Ｗ、真空度１２ｍＴｏｒｒ、基板温度
３０℃の条件でエッチングを行ったところ、レジストパ
ターンが途中で削れることなく、有機シリコン膜および
タングステン膜をエッチングすることができ、０．１８
μｍのラインアンドスペースパターンの配線パターンを
形成することができた。

【０５５９】実施例４５、４６のように、被加工膜がア
モルファスシリコン、ポリシリコン、シリコン基板など
のシリコン系材料、配線膜単体、配線膜とバリヤメタル
との積層構造、およびバリヤメタルとＴｉＮ、ＴｉＷの
ような反射防止膜との積層構造の場合、有機シリコン膜
と同一エッチング条件で一括してエッチングできるた
め、工程の短縮が図られる。

【０５６０】以下の実施例４７〜５１は、第３の実施態
様に係るものである。

【０５６１】実施例４７ シリコンウェハー上にＬＰＣＶＤ法で膜厚８００ｎｍの
ＳｉＮ膜を形成した（図１（ａ）参照）。次に、ＳｉＮ
膜上に膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜を形成した（図
１（ｂ）参照）。有機シリコン膜には以下の（Ｈ１）〜
（Ｈ６）の方法で形成した膜をそれぞれ用いた。

【０５６２】（Ｈ１）：式［１−１］に示す重量平均分
子量１，０００のポリシラン９ｇ、式［３−１］に示す
架橋剤０．９ｇ、ラジカル発生剤ベンゾイン０．１ｇを
アニソール９０ｇに溶解して調製した溶液をスピンコー
テング法で下地基板上に塗布した後、窒素雰囲気下（酸
素濃度５０ｐｐｍ以下）で１８０℃で１０分間加熱し
た。得られた有機シリコン膜のガラス転移温度は６８℃
である。

【０５６３】（Ｈ２）：式［１−５３］に示す重量平均
分子量１２、０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／４）１
０ｇをアニソール９０ｇに溶解して調製した溶液をスピ
ンコーテング法で塗布した後、１６０℃で１分間加熱し
た。得られた有機シリコン膜のガラス転移温度は１２３
℃である。

【０５６４】（Ｈ３）：式［１−１３］に示す重量平均
分子量１８、０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／４）１
０ｇをアニソール９０ｇに溶解して調製した溶液をスピ
ンコーテング法で塗布した後、１６０℃で１分間加熱し
た。得られた有機シリコン膜のガラス転移温度は１４８
℃である。

【０５６５】（Ｈ４）：式［１−８２］に示す重量平均
分子量１５、０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／４）
９．９９ｇ、フラーレン０．０１ｇをアニソール９０ｇ
に溶解して調製した溶液をスピンコーテング法で塗布し
た後、１６０℃で１分間加熱した。得られた有機シリコ
ン膜のガラス転移温度は１２３℃である。

【０５６６】（Ｈ５）：式［１−５０］に示す重量平均
分子量１８、０００のポリシラン（ｎ／ｍ＝１／１）１
０ｇをアニソール９０ｇに溶解して調製した溶液をスピ
ンコーテング法で塗布した後、１６０℃で１分間加熱し
た。得られた有機シリコン膜のガラス転移温度は１１８
℃である。

【０５６７】（Ｈ６）：式［１−５１］記載のポリシラ
ンをＣＶＤ法で下地基板上に成膜した。得られた有機シ
リコン膜のガラス転移温度は５２℃である。

【０５６８】分光エリプソで測定した露光波長である波
長２４８ｎｍにおけるｎ，ｋ値を上記表１５に示す。何
れも反射防止膜として作用するために必要な値を有して
いることが分かる。次に、各有機シリコン膜上に、重量
平均分子量２０、０００のポリビニルフェノール樹脂５
ｇ、重量平均分子量２７、０００のポリビニルフェノー
ルの水酸基の５０％がターシャリブトキシカルボニル基
で置換された抑止剤樹脂４．９７ｇ、酸発生剤としてス
ルフォンイミド０．０３ｇを乳酸エチル９０ｇに溶解し
て調製したレジスト溶液をスピンコーテング法により塗
布し、１１０℃で９０秒間のプリベークを行い膜厚２０
０ｎｍのレジストを形成した（図１Ｃ参照）。そして、
ＫｒＦエキシマレーザーを光源とする縮小光学型ステッ
パー（ＮＡ＝０．５、σ＝０．５）を用いてパターン露
光を行った後、１１０℃で９０秒間のポストエクスポー
ジャーベークを行った。続いて、０．２１規定のＴＭＡ
Ｈ現像液を用いて現像処理を行って、０．１８μｍライ
ンアンドスペースパターンを形成した（図１Ｄ参照）。
有機シリコン膜（Ｈ１）上で、レジストの膜厚を変化さ
せてレジストパターン寸法を測定した。レジスト膜厚の
変動による寸法変動量を各有機シリコン膜について測定
した結果を表１５に示す。この寸法変動量の大きさは、
実施例１７で定義されている。

【０５６９】表１５から、何れの有機シリコン膜でも許
容範囲の９ｎｍ以下でＳｉＮ膜からの反射光が抑えられ
ているために、寸法制御性の良いレジストパターンが得
られていることが分かる。

【０５７０】次に、レジストパターンをエッチングマス
クとして有機シリコン膜のエッチングを行った（図１
（ｅ）参照）。エッチング装置には平行平板型ＲＩＥ装
置を用い、ソースガスとして、流量２００ＳＣＣＭのＣ
ｌ₂ を用い、真空度７５ｍＴｏｒｒ、励起電力２００
Ｗ、基板温度６０℃のエッチング条件でエッチングを行
い、エッチング時間はプラズマからの発光で検出した終
点に対して５０％のオーバーエッチングになるように設
定した。

【０５７１】加工形状を走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、異方性よく有機シリコン膜をエッチングすること
ができていることが分かった。エッチング前のレジスト
パターン寸法Ｘと、有機シリコン膜のエッチング後の寸
法Ｙの差（＝Ｙ―Ｘ）で寸法変換差を定義した結果を下
記表１５に示す。表１５から、ほぼ−２ｎｍ〜＋２ｎｍ
の範囲内に収まっており、寸法制御性よく有機シリコン
膜の加工がなされていることがわかる。

【０５７２】次に、有機シリコン膜のエッチングで用い
た平行平板型ＲＩＥ装置を用いて、ソースガスとして流
量３００ＳＣＣＭのＯ₂ を用い、真空度１２ｍＴｏｒ
ｒ、励起電力７５Ｗの条件で酸素プラズマを発生させて
有機シリコン膜を酸化処理した（図３（ａ）参照）。酸
化処理前後で有機シリコン膜の赤外吸収スペクトルを測
定したところ、何れの膜においても酸化処理によって１
０００〜１１００ｃｍ^-1付近のシロキサン結合による吸
収ピークが成長していた。これは、有機シリコン化合物
中の主鎖に含まれるシリコンとシリコンとの結合が、酸
素プラズマによって開烈して酸素ラジカルと結合しシロ
キサン結合が生成したものと考えられる。また、レジス
トパターンは酸素プラズマを照射したことにより灰化さ
れてなくなった。酸化処理後の有機シリコン膜の寸法Ｗ
を測定し、酸化処理による寸法変動量（＝Ｗ−Ｙ）を測
定した結果を表１５に示す。表から、酸化処理によりよ
る寸法の変動はほとんど見られないことが分かる。有機
シリコン膜のエッチングにより生じた寸法変換差、およ
び酸化処理によって生じた寸法変動量は何れの有機シリ
コン膜でも許容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍ以内に収まっ
ており、寸法制御性よくマスク材を形成することができ
た。

【０５７３】次に、酸化処理した有機シリコン膜をエッ
チングマスクとして用いて、ＳｉＮ膜のエッチングを行
った（図３（ｂ）参照）。エッチング装置には平行平板
型ＲＩＥ装置を用い、ソースガスとして流量５０ＳＣＣ
ＭのＣＦ₄ および流量１００ＳＣＣＭのＮ₂ を用い、真
空度４５ｍＴｏｒｒ、励起電力２００Ｗ、基板温度６０
℃のエッチング条件でエッチングを行った。エッチング
時間は、プラズマからの発光で検出した終点に対して５
０％のオーバーエッチングになるように設定した。

【０５７４】加工形状を走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、異方性よく有機シリコン膜をエッチングすること
ができたことがわかった。ＳｉＮ膜のエッチングを途中
で止めて、酸化処理した有機シリコン膜とＳｉＮ膜との
エッチング選択比（＝ＳｉＮ膜のエッチレート／酸化処
理した有機シリコン膜のエッチレート）を算出した結果
を、表１５に示す。なお、ＳｉＮのエッチレートは２５
０ｎｍ／分である。表から、何れも選択比は１０以上と
れており、ＳｉＮ膜のマスク材として十分な耐性がある
ことが分かった。

【０５７５】比較例１１ 実施例４７において、有機シリコン膜のエッチング後、
酸化処理を行わないでＳｉＮ膜のエッチングを行ったと
ころ、ＳｉＮ膜のエッチング途中でレジストパターンと
有機シリコン膜が削れてなくなり、ＳｉＮ膜をエッチン
グすることができなかった。

【０５７６】比較例１２ 実施例４７において、酸化処理した有機シリコン膜の代
わりにＳｉＯ₂ 膜をハードマスクとして用いた。即ち、
シリコンウェハー３１上に形成されたＳｉＮ膜３２上
に、ＳｉＯ₂ 膜３３をＬＰＣＶＤ法で形成した（図１２
（ａ）、１２（ｂ））。そして、ポリサルフォン１０ｇ
をシクロヘキサノン９０ｇに溶解して調製した溶液をＳ
ｉＯ₂ 膜上にスピンコーテング法で塗布した後、２２０
℃で９０秒間加熱を行って反射防止膜３４を形成した
（図１２（ｃ））。加熱処理後の反射防止膜３４の膜厚
は９０ｎｍである。分光エリプソで測定した露光波長で
ある波長２４８ｎｍでのｎ，ｋ値は、ｎ＝１．７２、ｋ
＝０．２３である。

【０５７７】次に、実施例４７と同様の方法でレジスト
３５を反射防止膜３４上に形成し（図１２（ｄ））、
０．１８μｍラインアンドスペースパターンを形成した
（図１２（ｅ））。そして、レジストパターン３５をエ
ッチングマスクとして用いて、反射防止膜３４とＳｉＯ
₂ 膜３３を一括してエッチングした（図１２（ｆ））。
エッチング装置には平行平板型ＲＩＥ装置を用い、ソー
スガスとして流量３０ＳＣＣＭのＣ₄ Ｆ₈ 、流量１００
ＳＣＣＭのＣＯ、流量１００ＳＣＣＭのＡｒを用い、真
空度４５ｍＴｏｒｒ、励起電力２００Ｗ、基板温度６０
℃の条件でエッチングを行い、エッチング時間は、プラ
ズマからの発光で検出した終点に対して５０％のオーバ
ーエッチングになるように設定した。

【０５７８】エッチング前のレジストパターン寸法Ｘ
と、ＳｉＯ₂ 膜のエッチング後の寸法Ｙの差（＝Ｙ―
Ｘ）で寸法変換差を定義した。寸法変換差は＋１２ｎｍ
あり、許容範囲の−９ｎｍ〜＋９ｎｍを超していること
がわかる。これは、レジストとＳｉＯ₂ 膜の間に反射防
止膜が介在しているために生じたものと考えられる。

【０５７９】本発明による方法では、パターン露光時に
は有機シリコン膜は反射防止膜として作用するため、レ
ジストとハードマスクの間に介在させる必要がない。そ
の分、レジストパターンを忠実に有機シリコン膜に転写
することができる。

【０５８０】次に、酸素プラズマによりレジストパター
ン３５および反射防止膜３４を除去して、ＳｉＯ₂ 膜パ
ターン３３をエッチングマスクとして用いて、ＳｉＮ膜
３２のエッチングを行った（図１２（ｇ））。エッチン
グ条件は、実施例４７と同様である。ＳｉＯ₂ 膜のエッ
チングを途中で止めて、ＳｉＯ₂ 膜とＳｉＮ膜とのエッ
チング選択比（＝ＳｉＮ膜のエッチングレート／ＳｉＯ
₂ 膜のエッチングレート）を算出した結果、１０．６あ
ることが分かった。この結果から、本発明による酸化処
理した有機シリコン膜は、ＳｉＮ膜をエッチングするの
に適したプラズマ中でもＳｉＯ₂ 膜と同程度にエッチン
グ耐性があることが分かる、 比較例１３ 本比較例は、有機シリコン膜に、直接、紫外光を照射し
て有機シリコン膜をパターニングした例である。

【０５８１】シリコンウェハー４１上に形成されたＳｉ
Ｎ膜４２上に、膜厚１００ｎｍの有機シリコン膜４３
を、実施例４７と同様の方法で形成した（図１３Ａ、１
２Ｂ）。次いで、ＡｒＦエキシマレーザを光源とする露
光装置を用いてパターン露光を行い、有機シリコン膜４
３の露光部分４４を酸化した（図１３Ｃ）。

【０５８２】次に、有機シリコン膜４３の、未露光部分
の酸化処理されていない部分を、露光部分の酸化された
部分４４をエッチングマスクとして用いてエッチングし
て、０．１８μｍラインアンドスペースパターン４３を
形成した（図１３Ｄ）。エッチング装置には平行平板型
ＲＩＥ装置を用い、ソースガスとして流量２００ＳＣＣ
ＭのＣｌ₂ を用い、真空度７５ｍＴｏｒｒ、励起電力２
００Ｗ、基板温度６０℃のエッチング条件でエッチング
を行い、エッチング時間はプラズマからの発光で検出し
た終点に対して５０％のオーバーエッチングになるよう
に設定した。加工形状を走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、異方性よく有機シリコン膜をエッチングすること
ができた。

【０５８３】次いで、実施例４７と同様にして、酸素プ
ラズマを有機シリコン膜に対して照射することで有機シ
リコン膜を酸化処理した（図１３Ｅ）。酸化処理による
有機シリコン膜の寸法変動量（＝Ｗ−Ｙ）を測定した結
果を表１６に示す。何れの有機シリコン膜でも寸法が太
っていることが分かる。

【０５８４】本比較例から、レジストパターンをエッチ
ングマスクとして用いて、有機シリコン膜をエッチング
した方が、酸化によって太りにくい有機シリコン膜パタ
ーンが得られていること分かる。おそらく、レジストパ
ターンをエッチングマスクとして有機シリコン膜をエッ
チングした場合、エッチング中に生じた生成物が有機シ
リコン膜の側壁に付着し、酸化による太りを抑制してい
るものと考えられる。 実施例４８ 本実施例は、酸化処理のためにＳＨ処理を行った例であ
る。

【０５８５】実施例４７と同様にして、ＳｉＮ膜上に
（Ｈ１）〜（Ｈ６）の有機シリコン膜を形成し、有機シ
リコン膜上にレジストパターンを形成した。そして、レ
ジストパターンをエッチングマスクとして用いて、有機
シリコン膜を実施例４７と同様の条件でエッチングし
た。

【０５８６】次に、硫酸と過酸化水素水を１：２の重量
比で混合した溶液中にウェハーを浸透させて、有機シリ
コン膜を酸化処理した。有機シリコン膜の赤外吸収スペ
クトルを測定した結果、実施例４７と同様に、酸化処理
によりシロキサン結合が生成していることを確認した。
また、酸化処理による有機シリコン膜パターンの寸法変
動量を測定した結果、実施例４７と同様に、酸化処理に
より寸法はほとんど変化していないことを確認した。

【０５８７】次に、酸化処理した有機シリコン膜をエッ
チングマスクとして用いて、実施例４７と同様にしてＳ
ｉＮ膜をエッチングしたところ、異方性よく、ＳｉＮ膜
をエッチングすることができた。

【０５８８】実施例４９ 本実施例は、酸化処理のための方法として、紫外光を照
射した例である。

【０５８９】実施例４７と同様にして、ＳｉＮ膜上に
（Ｈ１）〜（Ｈ６）の有機シリコン膜を形成し、有機シ
リコン膜上にレジストパターンを形成した。そして、レ
ジストパターンをエッチングマスクとして用いて、有機
シリコン膜を実施例４７と同様の条件でエッチングし
た。

【０５９０】次に、高圧水銀灯を露光量１Ｗ／ｃｍ² で
照射して、有機シリコン膜を酸化処理した（図１２
（ｆ））。赤外吸収スペクトルを測定した結果、実施例
４７に示すように、酸化処理によりシロキサン結合が生
成しているのを確認した。また、酸化処理による有機シ
リコン膜パターンの寸法変動量を測定した結果、実施例
４７と同様にほとんど変化していないことを確認した。

【０５９１】次に、レジストパターンおよび酸化処理し
た有機シリコン膜をエッチングマスクとして用いて実施
例４７と同様にしてＳｉＮ膜をエッチングしたところ、
異方性よくＳｉＮ膜をエッチングすることができた（図
１２（ｇ））。

【０５９２】実施例５０ 本実施例は、被加工膜としてバリヤメタルと金属膜との
積層からなる配線層を用いた例である。

【０５９３】シリコンウェハー上に膜厚３００ｎｍのＳ
ｉＯ₂ 膜をＬＰＣＶＤ法で形成した。そして、ＳｉＯ₂
膜上に膜厚５０ｎｍのＷ膜、膜厚３００ｎｍのＡｌＳｉ
膜、膜厚５０ｎｍのＷ膜をスパッター法により成膜し、
配線層を形成した。そして、実施例４７と同様にして、
ＳｉＮ膜上に（Ｈ１）〜（Ｈ６）の有機シリコン膜を形
成し、有機シリコン膜上にレジストパターンを形成し
た。そして、レジストパターンをエッチングマスクとし
て用いて、有機シリコン膜を実施例４７と同様の条件で
エッチングした。

【０５９４】次に、実施例４７と同様にして、有機シリ
コン膜を酸化処理した。さらに、酸化処理した有機シリ
コン膜をエッチングマスクとして用いて、配線層をエッ
チングした。エッチング装置にはＩＣＰ型ＲＩＥ装置を
用い、ソースガスとして流量９０ＳＣＣＭのＣｌ₂ 、流
量１０ＳＣＣＭのＢＣｌ₃ を用い、真空度１２ｍＴｏｒ
ｒ、ＩＣＰパワー５００Ｗ、バイアスパワー２５０Ｗ、
基板温度３０℃の条件でエッチングを行い、エッチング
時間はプラズマからの発光による終点に対して５０％の
オバーエッチングになるように設定した。

【０５９５】加工形状を走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、異方性よく有機シリコン膜をエッチングすること
ができた。ＡｌＳｉ膜のエッチングを途中で止めて、酸
化処理した有機シリコン膜とＡｌＳｉ膜とのエッチング
選択比（＝ＡｌＳｉ膜のエッチングレート／酸化処理し
た有機シリコン膜のエッチングレート）を算出した結果
を表１６に示す。表１６から、何れも選択比は１０以上
とれており、ＡｌＳｉ膜をエッチングするためのマスク
材として作用するのに十分な値が得られていることがわ
かる。

【０５９６】比較例１４ 実施例５０において、有機シリコン膜のエッチング後、
酸化処理を行わないでＡｌＳｉ膜のエッチングを行った
ところ、ＡｌＳｉ膜のエッチング途中でレジストパター
ンと有機シリコン膜が削れてなくなり、ＡｌＳｉ膜をエ
ッチングすることができなかった。

【０５９７】比較例１５ 比較例１２と同様の手法で、実施例５０の配線層のエッ
チング条件でのＳｉＯ₂ 膜とＡｌＳｉ膜のエッチング選
択比（＝ＡｌＳｉ膜のエッチングレート／酸化処理した
有機シリコン膜のエッチングレート）を調べた結果、選
択比は１３．０あることが分かった。この結果から、本
発明による酸化処理した有機シリコン膜は、配線層のエ
ッチングに適したプラズマ中でもＳｉＯ₂ 膜と同程度に
エッチング耐性があることが分かる。

【０５９８】実施例５１ 本実施例では、シリコンを本発明による方法で加工した
場合を示す。

【０５９９】シリコンウェハー上に実施例４７の（Ｈ
１）〜（Ｈ６）の方法で、膜厚５００ｎｍの有機シリコ
ン膜を形成した。次いで、実施例４７で調製したレジス
ト溶液を有機シリコン膜上に形成し、１１０℃で９０秒
間の加熱を行った。加熱後のレジストの膜厚は３００ｎ
ｍである。続いて、ＫｒＦエキシマレーザーを光源とす
る縮小光学型ステッパー（ＮＡ＝０．５、σ＝０．５）
を用いてパターン露光を行った後、１１０℃で９０秒間
のポストエクスポージャーベークを行った。そして、
０．２１規定のＴＭＡＨ現像液を用いて現像処理を行っ
て、直径０．１８μｍのコンタクトホールパターンを形
成した。

【０６００】次に、レジストパターンをエッチングマス
クとして用いて、有機シリコン膜を実施例４７と同様の
条件でエッチングした後、実施例４７と同様にして有機
シリコン膜を酸化処理した。

【０６０１】その後、酸化処理した有機シリコン膜をエ
ッチングマスクとして用いて、シリコンをエッチングし
た。エッチング装置にはマグネトロン型ＲＩＥ装置を用
い、ソースガスとして流量２００ＳＣＣＭのＣｌ₂ を用
い、真空度１２ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰパワー５００Ｗ、バ
イアスパワー２５０Ｗ、基板温度３０℃の条件でエッチ
ングを行い、深さ２０００ｎｍのトレンチを形成した。

【０６０２】加工形状を走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、異方性よく有機シリコン膜をエッチングすること
ができた。シリコンのエッチングを途中で止めて、酸化
処理した有機シリコン膜とシリコンとのエッチング選択
比（＝シリコンのエッチングレート／酸化処理した有機
シリコン膜のエッチングレート）を算出した結果を表１
７に示す。表１７から、何れも選択比は６以上とれてお
り、シリコンをエッチングするためのマスク材として十
分な耐性があることが分かる。

【０６０３】比較例１６ 実施例５１において、有機シリコン膜のエッチング後、
酸化処理を行わないでシリコンのエッチングを行ったと
ころ、シリコンのエッチング途中でレジストパターンと
有機シリコン膜が削れてなくなり、所望の深さのトレン
チ構造を得ることができなかった。。

【０６０４】比較例１７ 比較例１２と同様の手法で、実施例５１の配線層のエッ
チング条件でのＳｉＯ₂ 膜とシリコンのエッチング選択
比（＝シリコンのエッチングレート／酸化処理した有機
シリコン膜のエッチングレート）を調べた結果、ＳｉＯ
₂ 膜と同程度にエッチング耐性があることが分かる。

【０６０５】

【表２５】

【０６０６】

【表２６】

【０６０７】

【表２７】 以下の実施例５２〜５９は、有機シリコン膜の剥離に関
するものである。

【０６０８】実施例５２ まず、第１の工程として、次の（Ｊ１）、（Ｊ２）、お
よび（Ｊ３）の方法で、シリコン有機膜を形成した。

【０６０９】（Ｊ１）：シリコン基板上の厚さ500nm の
ＳｉＯ₂ 膜上に、式［１−８４］に示す重量平均分子量
１２，０００の有機シリコン化合物１０ｇをアニソール
９０ｇに溶解して作成した溶液材料をスピンコーテング
法により塗布した。次いで、ホットプレートを用いて１
６０℃で９０秒間加熱して溶剤を気化乾燥させて、膜厚
０．１ミクロンの有機シリコン膜を形成した。

【０６１０】（Ｊ２）：図１４（ａ）に示すように、シ
リコン基板５１上に厚さ300nm のＳｉＯ₂ 膜５２をスパ
ッター法で形成した。そして、ＳｉＯ₂ 膜５２上に、Ti
N/Ti/0.5%Cu-Al/Ti/TiN （膜厚は400A/50A/2300A/100A/
200A）からなる金属配線層５３を形成した。次に、図１
４（ｂ）に示すように、前記金属配線層５３上に、式
［１−６６］に示す重量平均分子量１２、０００の有機
シリコン化合物１０ｇをアニソール９０ｇに溶解して作
成した溶液材料をスピンコーテング法により塗布した。
次いで、ホットプレートを用いて１６０℃で９０秒間加
熱して溶剤を気化乾燥させて、膜厚０．１ミクロンの有
機シリコン膜５４を形成した。

【０６１１】（Ｊ３）：シリコン基板上の厚さ500nm の
ＳｉＯ₂ 膜上に、厚さ３９０ｎｍのポリシリコン膜を形
成した。前記ポリシリコン膜上に、式［１−８４］に示
す重量平均分子量１２、０００の有機シリコン化合物１
０ｇをアニソール９０ｇに溶解して作成した溶液材料を
スピンコーテング法により塗布した。次いで、ホットプ
レートを用いて１６０℃で９０秒間加熱して溶剤を気化
乾燥させて、膜厚０．１ミクロンの有機シリコン膜を形
成した。

【０６１２】（Ｊ１）〜（Ｊ３）で形成した有機シリコ
ン膜のガラス転移温度は１３２℃である。

【０６１３】なお、図１４（ａ）、１４（ｂ）Ｂは、上
記の態様（Ｊ２）の場合、すなわち金属配線層上に有機
シリコン膜がある場合を示しているが、（Ｊ１）或いは
（Ｊ３）の場合も、ＳｉＯ₂ 上に直接有機シリコン膜が
ある以外は、同様である。

【０６１４】次いで、第２の工程として、上記の有機シ
リコン膜５４上に、化学増幅型レジストＡＰＥＸ−Ｅ
（シップレー社製）を１ミクロンの厚さに回転塗布し、
ホットプレートで１００℃で９０秒間ベークした（図１
４（ｃ））。その後、KrF エキシマステッパを用いて上
記レジスト５５の露光を行い、ホットプレートで１００
℃で９０秒間ベークした後、0.21規定のＴＭＡＨで６０
秒間の現像を行って、上記レジストのパターン５５を形
成した（図１４（ｄ））。

【０６１５】次に、第３の工程として、マグネトロン型
反応性イオンエッチング装置を用いて、流量１００ｓｃ
ｃｍのＣｌ₂ 、励起電力１００Ｗ、真空度２０ｍＴｏｒ
ｒ、基板温度５０℃の条件で、上記有機シリコン膜５３
のエッチングを行い、上記有機シリコン膜のパターン５
３を形成した。

【０６１６】その後、第４の工程として、被加工膜のエ
ッチングとパターン形成を行った。まず（Ｊ１）につい
ては、マグネトロン型反応性イオンエッチング装置を用
いて、Ｏ₂ ／ＣＦ₄ ＝１００／２０ｓｃｃｍ、励起電力
５００Ｗ、真空度１０ｍＴｏｒｒ、基板温度３０℃の条
件で、上記ＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行い、上記ＳｉＯ
₂ 膜のパターンを形成した。（Ｊ２）については、ＩＣ
Ｐ型反応性イオンエッチング装置を用いて、Inductive
Power/Bias Power=400/180W,Cl2/BCl3/N2=50/60/5SCCM,
圧力 12mTorrで金属配線層５３のエッチングを行った
（図１１Ｅ）。（Ｊ３）については、マグネトロン型反
応性イオンエッチング装置を用いて、ＨＢｒ＝１００Ｓ
ＣＣＭ、圧力３０ｍＴｏｒｒの条件でポリシリコン層の
エッチングを行った。

【０６１７】次に、第５の工程として、次の方法で、
（Ｊ１）〜（Ｊ３）の化学増幅型レジストと有機シリコ
ン膜の剥離を行った（図１Ｆ）。剥離にはダウンフロー
プラズマ装置を用い、ガスにはＯ₂ ＋ＣＦ₄ を用いた。
基板温度、ガス流量は下記表１８に示すように変化させ
た。プラズマ励起電力は２００Ｗ、圧力は０．１Ｔｏｒ
ｒとしている。

【０６１８】

【表２８】 下記表１９に、レジストと有機シリコン膜とを残渣無く
剥離できたかどうかを調べた結果を示す。表中、○が残
渣がないもの、×が残渣があるものである。ＣＦ₄ の割
合が０のときは、どの基板温度でも残渣が残ってしま
う。ＣＦ₄ の割合を０．２％とした場合は、基板温度が
８０℃、１６０℃のときは良好な剥離性を示した。ＣＦ
₄ の割合が０．５％以上のときには、どの基板温度でも
剥離性は良好であった。また、剥離後、断面ＳＥＭ観察
を行って下地と有機シリコン膜のミキシング層があるか
どうか調べたが、表２０で残渣がないものについてはす
べて、ミキシング層は見られなかった。

【０６１９】

【表２９】

【０６２０】

【表３０】 上記表１９で、剥離性が良好であったものについて、有
機シリコン膜を剥離したときの、被加工膜（（Ｊ１）の
場合は下地のＳｉＯ₂ 、（Ｊ２）の場合は下地の金属配
線膜、（Ｊ３）の場合はポリシリコン膜）の削れ量を上
記表２０に示す。上記表２０から、殆どの場合、削れ量
は１ｎｍ以下（測定不可能）で、下地にダメージをほと
んど与えることがないことがわかる。

【０６２１】次に、比較例として、以下の実験を行っ
た。まず、第１の工程として次の（Ｋ１）、（Ｋ２）、
および（Ｋ３）の方法で、シリコン有機膜を形成した。

【０６２２】（Ｋ１）：（Ｊ１）と同様にして、シリコ
ン基板上の厚さ500nm のＳｉＯ₂ 膜上に有機シリコン膜
を形成した。

【０６２３】（Ｋ２）：（Ｊ２）と同様にして、シリコ
ン基板上の厚さ300nm のＳｉＯ₂ 膜上にTiN/Ti/0.5%Cu-
Al/Ti/TiN からなる金属配線層を形成し、さらに、金属
配線層上に０．１ミクロンの有機シリコン膜を形成し
た。

【０６２４】（Ｋ３）：（Ｊ３）と同様にして、シリコ
ン基板上の厚さ500nm のＳｉＯ₂ 膜上にポリシリコン膜
を形成し、さらに、ポリシリコン層上に有機シリコン膜
を形成した。

【０６２５】第２の工程として、（Ｋ１）〜（Ｋ３）に
ついて、それぞれ（Ｊ１）〜（Ｊ３）の場合と同じ方法
で、有機シリコン膜上にレジストパターンを形成した。

【０６２６】第３の工程として、マグネトロン型反応性
イオンエッチング装置を用いて、ＣＦ₄ ＝２００ｓｃｃ
ｍ、励起電力１００Ｗ、真空度２０ｍＴｏｒｒ、基板温
度５０℃の条件で、上記有機シリコン膜のエッチングを
行い、上記有機シリコン膜のパターンを形成した。

【０６２７】第４の工程として、被加工膜のエッチング
とパターン形成を行った。方法は（Ｋ１）については
（Ｊ１）、（Ｋ２）については（Ｊ２）、（Ｋ３）につ
いては（Ｊ３）と同様である。

【０６２８】上記表２０に、レジストと有機シリコン膜
とを残渣無く剥離できたかどうかを調べた結果を示す。
この例では、有機シリコン膜のエッチング時におけるエ
ッチングガスがＣＦ₄ のみであったため、どの基板温度
でも残渣が残ってしまったことがわかる。

【０６２９】次に、第２の比較例として、有機シリコン
膜に直接、紫外光を照射してパターニングを行った場合
について説明する。まず、次の（Ｌ１）、（Ｌ２）、お
よび（Ｌ３）の方法で、シリコン有機膜を形成した。

【０６３０】（Ｌ１）：（Ｊ１）と同様にして、シリコ
ン基板６１上のＳｉＯ₂ ６２膜上に有機シリコン膜６３
を形成した（図１５Ａ，１５Ｂ）。

【０６３１】（Ｌ２）：（Ｊ２）と同様にしてＳｉＯ₂
膜上の配線層に有機シリコン膜を形成した。

【０６３２】（Ｌ３）：（Ｊ３）と同様にしてＳｉＯ₂
膜上のポリシリコン膜上に有機シリコン膜を形成した。

【０６３３】次に、（Ｌ１）、（Ｌ２）および（Ｌ３）
の有機シリコン膜６３にＡｒＦエキシマレーザーを照射
してパターン露光を行い、露光部分６３ａを酸化させた
（図１５Ｃ）。次いで、マグネトロン型反応性イオンエ
ッチング装置を用いて、未露光部分をエッチングして、
０．１８μｍパターンを形成した。エッチング条件はＣ
ｌ₂ ＝２００ＳＣＣＭ，励起電力１００Ｗ、真空度２０
ｍＴｏｒｒ、基板温度５０℃の条件で行った。

【０６３４】そして、露光されて酸化された部分６３ａ
をエッチングマスクとして用いて、ＳｉＯ₂ 膜、配線層
およびポリシリコン膜をそれそれエッチングした。エッ
チング方法は実施例５２の第４の工程と同様である。な
お、図１５（ｄ）では、ＳｉＯ₂ 膜をエッチングした場
合を示す。

【０６３５】さらに、実施例５２の第５の工程と同様に
して、有機シリコン膜を剥離した（図１５（ｅ））。剥
離方法は、実施例５２の第５の工程と同様である。上記
表２０に、レジストと有機シリコン膜が残渣なく剥離で
きたかどうか調べた結果について示す。この例では、レ
ジストパターンをエッチングマスクに有機シリコン膜を
エッチングしなかったため、どの基板温度でも残渣が残
ってしまった。この実験から、レジストパターンをエッ
チングマスクとして有機シリコン膜をエッチングした場
合の方が剥離しやすくなっていることが分かる。

【０６３６】なお、実施例５２において、でマグネトロ
ン型エッチング装置を用い、Ｃｌ２の代わりにＨＢｒ、
つまりＨＢｒ＝１００ＳＣＣＭ、励起電力１５０Ｗ、真
空度２０ｍＴｏｒｒ、基板温度６０℃の条件でエッチン
グを行ったところ、実施例５２４７と同様の結果を得
た。

【０６３７】実施例５３ まず、第１の工程として、実施例５２の（Ｊ１）〜（Ｊ
３）、（Ｋ１）〜（Ｋ３）と同様の方法で、シリコン有
機膜を形成した。次に、第２、３、および４の工程で、
実施例５２と同様の方法で、ＳｉＯ₂ 膜、金属配線層、
或いはポリシリコン膜を加工した。

【０６３８】次に、第５の工程として、次の方法で、化
学増幅型レジストと（Ｊ１）〜（Ｊ３）の有機シリコン
膜の剥離を行った。剥離には、ダウンフロープラズマ装
置を用い、ガスにはＯ₂ ＋ＳＦ₆ 、あるいはＯ₂ ＋ＮＦ
₃ を用いた。Ｏ₂ 流量は、５００ＳＣＣＭと固定し、基
板温度、ＳＦ₆ やＮＦ₃ の流量は、下記表２１のように
変化させた。プラズマ励起電力は２００Ｗ、圧力は０．
１Ｔｏｒｒとしている。

【０６３９】

【表３１】 下記表２２に、レジストと有機シリコン膜とを残渣無く
剥離できたかどうかを調べた結果を示す。剥離後、断面
ＳＥＭ観察を行って下地と有機シリコン膜のミキシング
層があるかどうか調べたとこお、表２２で残渣がないも
のについてはすべて、ミキシング層は見られなかった。

【０６４０】

【表３２】 上記で、剥離性が良好であったものについて、有機シリ
コン膜を剥離したときの、被加工膜（（Ｊ１）の場合は
下地のＳｉＯ₂ 、（Ｊ２）の場合は下地の金属配線膜、
（ＡＪ）の場合は下地のポリシリコン膜）の削れ量を下
記表２３に示す。下記表２３から、ほとんどの場合、削
れ量は１ｎｍ以下（測定不可能）で、下地にダメージを
ほとんど与えることがないことがわかる。

【０６４１】

【表３３】 実施例５４ まず、第１の工程として、実施例５２の（Ｊ１）〜（Ｊ
３）、（Ｋ１）〜（Ｋ３）と同様の方法で、シリコン有
機膜を形成した。次に、第２、３、および４の工程で、
実施例５２と同様な方法で、ＳｉＯ₂ 膜、金属配線層、
或いはポリシリコン膜を加工した。

【０６４２】次に、第５の工程として、次の方法で、化
学増幅型レジストと（Ｊ１）〜（Ｊ３）の有機シリコン
膜の剥離を行った。まず、ダウンフロープラズマ装置に
よってＯ₂ ガスで基板温度８０℃、プラズマ励起電力は
２００Ｗ、圧力は０．１Ｔｏｒｒで、１分間処理した。
次に、室温で、ＨＦまたはＮＨ₄ Ｆを含む溶媒中に浸漬
させた。溶媒中のＨＦまたはＮＨ₄ Ｆの割合を下記表２
４に示す。また、下記表２５に、レジストと有機シリコ
ン膜とを残渣無く剥離できたかどうかを調べた結果を示
す。

【０６４３】

【表３４】 上記表２５から、次のことがわかる。まず、（Ｊ１）〜
（Ｊ３）の場合、Ｏ₂プラズマのみによる剥離では、実
施例５２に示すように、どの基板温度でも残渣が残って
しまうのに対して、ＣＦ₄ の割合を０．２％とした場合
は、基板温度が３０℃、１６０℃のときは良好な剥離性
を示した。ＣＦ₄ の割合が０．５％以上のときには、ど
の基板温度でも剥離性は良好であった。

【０６４４】次に、（Ｋ１）〜（Ｋ３）の場合は、有機
シリコン膜のエッチングガスとしてＣＦ₄ を用いたこと
で、剥離がスムーズに進まず、剥離後に残渣を生じてし
まった。また、剥離後、断面ＳＥＭ観察を行って下地と
有機シリコン膜のミキシング層があるかどうか調べた
が、表２６で残渣がないものについてはすべて、ミキシ
ング層は見られなかった。

【０６４５】上の例で、剥離性が良好であったものにつ
いて、有機シリコン膜を剥離したときの、被加工膜
（（Ｊ１）の場合は下地のＳｉＯ₂ 、（Ｊ２）の場合は
下地の金属配線膜、（Ａ３）の場合は下地のポリシリコ
ン膜）の削れ量を下記表２６に示す。表２６から、ほと
んどの場合、削れ量は１ｎｍ以下（測定不可能）で、下
地にダメージをほとんど与えることがないことがわか
る。

【０６４６】

【表３５】 実施例５５ まず、第１の工程として、実施例５２の（Ｊ１）〜（Ｊ
３）、（Ｋ１）〜（Ｋ３）と同様の方法で、シリコン有
機膜を形成した。次に、第２、３、および４の工程で、
実施例５２と同様な方法で、ＳｉＯ₂ 膜、金属配線層、
或いはポリシリコン膜を加工した。

【０６４７】次に、第５の工程として、次の方法で、
（Ｊ１）〜（Ｊ３）のレジストと有機シリコン膜の剥離
を行った。まず室温で、硫酸と過酸化水素水を含む溶液
に１０分間浸漬させた後、室温で、ＨＦまたはＮＨ₄ Ｆ
を含む溶媒中に浸漬させた。溶液の配合比を下記表２７
に示す。また、下記表２８に、レジストと有機シリコン
膜とを残渣無く剥離できたかどうかを調べた結果を示
す。

【０６４８】

【表３６】 次に、（Ｋ１）〜（Ｋ３）の場合には、有機シリコン膜
のエッチングガスとしてＣＦ₄ を用いたことで剥離がス
ムーズに進まず、剥離後に残渣を生じてしまった。ま
た、剥離後、断面ＳＥＭ観察を行って下地と有機シリコ
ン膜のミキシング層があるかどうか調べたが、上記表２
６で残渣がないものについてはすべて、ミキシング層は
見られなかった。

【０６４９】上の例で、剥離性が良好であったものにつ
いて、有機シリコン膜を剥離したときの、被加工膜
（（Ｊ１）の場合は下地のＳｉＯ₂ 、（Ｊ２）の場合は
下地の金属配線膜、（Ｊ３）の場合はポリシリコン膜）
の削れ量を下記表２９に示す。表３０から、ほとんどの
場合、削れ量は１ｎｍ以下（測定不可能）で、下地にダ
メージをほとんど与えることがないことがわかる。

【０６５０】

【表３７】 実施例５６ 本実施例では、実施例５２で説明した剥離方法により、
材料の構造と剥離特性について調べた場合について示
す。

【０６５１】まず、実施例５２の（Ｊ１）の方法でシリ
コン基板上に形成したＳｉＯ₂ 膜上に、以下の（Ｓ１）
〜（Ｓ１２）の方法により、有機シリコン膜を形成し
た。

【０６５２】（Ｓ１）：式［１−９５］に示す重量平均
分子量３、０００有機シリコン化合物（ｎ／ｍ＝１／
４）１０ｇをアニソール９０ｇに溶解して溶液材料を作
成し、下地基板上にスピンコーテング法により塗布した
後、１６０℃で９０秒間ベーキングした。

【０６５３】（Ｓ２）：式［１−９５］に示す重量平均
分子量６、０００の有機シリコン化合物（ｎ／ｍ＝１／
４）１０ｇを用いたことを除いて、（Ｓ１）と同様。

【０６５４】（Ｓ３）：式［１−９５］に示す重量平均
分子量４０，０００を用いたことを除いて、（Ｓ１）と
同様。ｎ／ｍ＝１／４ （Ｓ４）：式［１−４７］に示す重量平均分子量１、０
００の有機シリコン化合物１０ｇを用いたことを除い
て、（Ｓ１）と同様。

【０６５５】（Ｓ５）：式［１−４７］に示す重量平均
分子量４、０００の有機シリコン化合物１０ｇを用いた
ことを除いて、（Ｓ１）と同様。

【０６５６】（Ｓ６）：式［１−４７］に示す重量平均
分子量１２、０００の有機シリコン化合物１０ｇを用い
たことを除いて、（Ｓ１）と同様。

【０６５７】（Ｓ７）：式［１−１］に示す重量平均分
子量３、０００の有機シリコン化合物１０ｇを用いたこ
とを除いて、（Ｓ１）と同様。

【０６５８】（Ｓ８）：式［１−１］に示す重量平均分
子量３、０００の有機シリコン化合物１０ｇ、式［３−
６１］に示す架橋剤１ｇ、ラジカル発生剤としてシリル
ペルオキシド０．１ｇをアニソール８８．９ｇに溶解し
て作成した溶液をスピンコーテング法で下地基板上に、
下地基板上にスピンコーテング法により塗布した後、窒
素雰囲気（酸素濃度５０ｐｐｍ以下）で１６０℃で９０
秒間ベーキングした。 （Ｓ９）：式［１−２］に示す重量平均分子量３、００
０の有機シリコン化合物１０ｇをアニソール９０ｇに溶
解して溶液材料を作成し、下地基板上にスピンコーテン
グ法により塗布した後、窒素雰囲気（酸素濃度５０ｐｐ
ｍ以下）１００℃で９０秒間ベーキングした。

【０６５９】（Ｓ１０）：式［１−１７］に示す重量平
均分子量１２、０００の有機シリコン化合物１０ｇを用
いたことを除いて、（Ｓ１）と同様。

【０６６０】（Ｓ１１）：式［１−２９］に示す重量平
均分子量８、０００の有機シリコン化合物１０ｇを用い
たことを除いて、（Ｓ１）と同様。

【０６６１】（Ｓ１２）：式［１−２２］に示す重量平
均分子量８、０００の有機シリコン化合物１０ｇを用い
たことを除いて、（Ｓ１）と同様。

【０６６２】（Ｓ１）〜（Ｓ１２）の有機シリコン膜の
ガラス転移温度を測定した結果を下記表３１に示す。

【０６６３】次に、シリコン膜のエッチングを行い、続
いてＳｉＯ２膜をそれぞれエッチングした。実施例２と
同様にしてレジストと有機シリコン膜が残渣なく剥離で
きたかどうかについて調べた結果を下記表３０に示す。
また、剥離終了後のＳｉＯ2膜の削れ量を測定した結果
を下記表３１に示す。

【０６６４】本実施例からガラス転移温度が概ねＯ℃以
上の場合、及び有機シリコン膜が一般式（１）記載の構
造を有する有機シリコン化合物からなる場合、剥離性が
良好であることが分かる。また、被加工膜を配線層、ポ
リシリコンにした場合も同様の結果が得られた。

【０６６５】

【表３８】

【０６６６】

【表３９】

【０６６７】

【表４０】

【０６６８】

【表４１】 実施例５７ 実施例５３で説明した剥離方法を用いたことを除いて、
実施例５６と同様にして、材料の構造と剥離特性につい
て調べた。その結果を下記表３２および表３３に示す。

【０６６９】下記表３２および表３３から、ガラス転移
温度がほぼＯ℃以上の場合、及び有機シリコン膜が一般
式１２により表される構造を有する有機シリコン化合物
を含む場合、剥離性が良好であることが分かる。また、
被加工膜を配線層、或はポリシリコンにした場合も同様
の結果が得られた。

【０６７０】

【表４２】

【０６７１】

【表４３】

【０６７２】

【表４４】 実施例５８ 実施例５４で説明した剥離方法を用いたことを除いて、
実施例５６と同様にして、材料の構造と剥離特性につい
て調べた。その結果を下記表３５および表３６に示す。

【０６７３】下記表３５および表３６から、ガラス転移
温度がほぼＯ℃以上の場合、及び有機シリコン膜が一般
式１２により表される構造を有する有機シリコン化合物
を含む場合、剥離性が良好であることが分かる。また、
被加工膜を配線層、或はポリシリコンにした場合も同様
の結果が得られた。

【０６７４】

【表４５】

【０６７５】

【表４６】 実施例５９ 実施例５４で説明した剥離方法を用いたことを除いて、
実施例５６と同様にして、材料の構造と剥離特性につい
て調べた。その結果を下記表３７および表３８に示す。

【０６７６】下記表３７および表３８から、ガラス転移
温度がほぼＯ℃以上の場合、及び有機シリコン膜が一般
式１２により表される構造を有する有機シリコン化合物
を含む場合、剥離性が良好であることが分かる。また、
被加工膜を配線層、或はポリシリコンにした場合も同様
の結果が得られた。

【０６７７】

【表４７】

【０６７８】

【表４８】

【０６７９】

【表４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一態様に係るパターン形成方法を工程
順に示す断面図；

【図２】有機シリコン膜パターンのみをマスクとして用
いて被加工膜をエッチングする工程を示す断面図；

【図３】本発明の他の態様に係るパターン形成方法を工
程順に示す断面図；

【図４】エッチング後の有機シリコン膜の状態示す電子
顕微鏡図；

【図５】レジストとポリシラン膜との界面での光強度反
射率を計算した結果を示すグラフ；

【図６】レジスト膜厚とレジストパターン寸法との関係
を示すグラフ；

【図７】ＳｉＯ₂ 膜の膜厚とレジストパターン寸法との
関係を示すグラフ；

【図８】比較例により得たカーボン膜の加工形状を示す
図；

【図９】比較例にかかるパターン形成方法を工程順に示
す断面図；

【図１０】本発明の一実施例におけるポリシラン膜の膜
厚方向でのＯ／Ｓｉの割合を示すグラフ；

【図１１】本発明の他の実施例におけるパターン形成工
程を示す断面図；

【図１２】他の比較例にかかるパターン形成方法を工程
順に示す断面図；

【図１３】更に他の比較例にかかるパターン形成方法を
工程順に示す断面図；

【図１４】本発明の更に他の実施例におけるパターン形
成工程を示す断面図；および

【図１５】本発明の更にまた他の実施例におけるパター
ン形成工程を示す断面図。

【符号の説明】

１…基板 ２…被加工膜 ３…有機シリコン膜 ４…レジスト ５…レジストパターン ６…有機シリコン膜パターン ７…被加工膜パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｆ 7/26 ５１１ Ｈ０１Ｌ 21/302 １０５Ａ Ｈ０１Ｌ 21/027 21/30 ５６４Ｄ 21/3213 ５７４ 21/88 Ｃ (72)発明者 松山 日出人 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 中野 義彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 藤岡 佐和子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 川田 利佳子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 早瀬 修二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 成田 雅貴 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 塩原 英志 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝横浜事業所内 (56)参考文献 特開 平７−78758（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252044（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−84789（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−181280（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−256662（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−70000（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−45901（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−83074（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−339985（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065 B05D 3/02 B05D 7/00 B05D 7/24 G03F 7/075 G03F 7/26 H01L 21/027 H01L 21/3213

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   と、 前記有機シリコン膜上にレジストパターンを形成する工
   程と、 塩素、臭素、および沃素からなる群から選ばれた原子の
   少なくとも１種を含むエッチングガスを用いて、前記有
   機シリコン膜をエッチングすることにより前記レジスト
   パターンを前記有機シリコン膜に転写する工程とを具備
   することを特徴とするパターン形成方法。
2. 【請求項２】 前記レジストパターンおよび前記有機シ
   リコン膜をエッチングマスクとして用いて、被加工膜を
   エッチングする工程を更に具備することを特徴とする請
   求項１に記載のパターン形成方法。
3. 【請求項３】 前記レジストパターンを除去する工程
   と、前記有機シリコン膜をエッチングマスクとして用い
   て被加工膜をエッチングする工程を更に具備することを
   特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
4. 【請求項４】 前記有機シリコン膜は、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む
   溶液材料で塗膜を形成し、前記塗膜を加熱することによ
   り形成されることを特徴とする請求項１に記載のパター
   ン形成方法。
5. 【請求項５】 前記有機シリコン膜は、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む
   溶液材料で塗膜を形成し、前記有機シリコン化合物を架
   橋することにより形成されることを特徴とする請求項１
   に記載のパターン形成方法。
6. 【請求項６】 前記架橋が前記塗膜を加熱することによ
   りなされることを特徴とする請求項５に記載のパターン
   形成方法。
7. 【請求項７】 前記架橋が前記塗膜を加熱すること、前
   記塗膜に対してエネルギービームを照射すること、およ
   び前記塗膜を加熱しながら、前記塗膜に対してエネルギ
   ービームを照射することからなる群から選ばれた方法に
   よってなされることを特徴とする請求項５に記載のパタ
   ーン形成方法。
8. 【請求項８】 前記有機シリコン化合物は、下記一般式
   により表されることを特徴とする請求項１に記載のパタ
   ーン形成方法。 【化１】 （式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ およびＲ⁵ は、水素原
   子、置換または無置換の炭素数３以下の炭化水素基であ
   り、Ｒ⁶ は、水素原子または炭素数１〜２０の置換また
   は無置換の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を
   示す。）
9. 【請求項９】 前記被加工膜は、金属配線層、およびシ
   リコン系材料膜からなる群から選ばれた１種であること
   を特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
10. 【請求項１０】 前記被加工膜は、シリコン系絶縁膜で
    あることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方
    法。
11. 【請求項１１】 前記シリコン系絶縁膜のエッチング
    は、フッ素系ガスを含むエッチングガスを用いて行われ
    ることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方
    法。
12. 【請求項１２】 前記シリコン系絶縁膜は、酸化シリコ
    ン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、およびスピ
    ンオングラス膜からなる群から選ばれた１種であること
    を特徴とする請求項１０に記載のパターン形成方法。
13. 【請求項１３】 前記有機シリコン膜は、導電性物質ま
    たは光を照射することにより導電性を生ずる物質を含有
    することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方
    法。
14. 【請求項１４】 前記有機シリコン膜は、Ｃｌ₂ および
    ＨＢｒからなる群から選ばれた少なくとも１種を含むエ
    ッチングガスを用いてエッチングされることを特徴とす
    る請求項１に記載のパターン形成方法。
15. 【請求項１５】 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
    と、 前記有機シリコン膜上にレジストパターンを形成する工
    程と、 塩素、臭素、および沃素からなる群から選ばれた原子の
    少なくとも１種を含むエッチングガスを用いて、前記有
    機シリコン膜をエッチングする工程と、 前記有機シリコン膜を酸化処理する工程と、 酸化処理された前記有機シリコン膜を含むパターンをエ
    ッチングマスクとして用いて前記被加工膜をエッチング
    する工程とを具備することを特徴とするパターン形成方
    法。
16. 【請求項１６】 前記酸化処理は、エネルギービームの
    照射、プラズマの照射、および酸化剤を含む溶液への浸
    漬からなる群から選ばれた１種によってなされることを
    特徴とする請求項１５に記載のパターン形成方法。
17. 【請求項１７】 前記被加工膜は、窒化シリコン、シリ
    コン系材料および金属配線層からなる群から選ばれた１
    種であることを特徴とする請求項１５に記載のパターン
    形成方法。法。
18. 【請求項１８】 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
    と、 前記有機シリコン膜上にレジストパターンを形成する工
    程と、 塩素、臭素、および沃素からなる群から選ばれた原子の
    少なくとも１種を含むエッチングガスを用いて、前記有
    機シリコン膜をエッチングする工程と、 パターンをエッチングマスクとして用いて前記被加工膜
    をエッチングする工程と、 前記有機シリコン膜を含むパターンを、塩素、臭素、お
    よび弗素からなる群から選ばれた原子の少なくとも１種
    を含むガスと、酸素原子を含むガスの混合ガスを用いて
    剥離する工程と、 を具備することを特徴とするパターン形成方法。
19. 【請求項１９】 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
    と、 前記有機シリコン膜上にレジストパターンを形成する工
    程と、 塩素、臭素、および沃素からなる群から選ばれた原子の
    少なくとも１種を含むエッチングガスを用いて、前記有
    機シリコン膜をエッチングする工程と、 パターンをエッチングマスクとして用いて前記被加工膜
    をエッチングする工程と、 前記有機シリコン膜を含むパターンを、アミン系溶媒を
    含む溶液およびフッ素原子を含む溶液からなる群から選
    ばれた少なくとも１種の溶液により処理することにより
    剥離する工程と、 を具備することを特徴とするパターン形成方法。
20. 【請求項２０】 前記有機シリコン化合物は、下記一般
    式により表される構造を主鎖に有することを特徴とする
    請求項１８または１９に記載のパターン形成方法。 【化２】 （式中、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ およびＲ⁵ は、水素原
    子、置換または無置換の炭素数３以下の炭化水素基であ
    り、Ｒ⁶ は、水素原子または炭素数１〜２０の置換また
    は無置換の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を
    示す。）