JP5015891B2 - 金属酸化物含有膜形成用組成物、金属酸化物含有膜形成基板及びパターン形成方法 - Google Patents
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Description
このことから、より薄くよりエッチング耐性の弱いフォトレジスト膜で被加工基板をドライエッチング加工しなければならないことになり、この加工工程における材料及びプロセスの確保は急務になってきている。
そのため、最先端の高NA露光機を使用するリソグラフィーでは露光時の反射を押さえ込むことができないため、高精細なレジストパターン形状を得ることができない可能性がある。
この問題に対し、従来の半導体装置製造プロセスで一般的に使用されているような硫酸過水やアンモニア過水を用いた湿式の剥離が可能なケイ素含有膜を形成するケイ素含有膜形成用組成物が求められている。
(A)下記一般式(1)で表される1種又は2種以上の加水分解性ケイ素化合物と、下記一般式(2)で表される1種又は2種以上の加水分解性金属化合物とを加水分解縮合することにより得られる金属酸化物含有化合物、
R1 m1R2 m2R3 m3Si(OR)(4−m1−m2−m3) (1)
(式中、Rは炭素数1〜6のアルキル基であり、R1、R2、R3はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜30の1価の有機基であり、m1、m2、m3は0又は1である。m1+m2+m3は0〜3の整数である。)
U(OR4)m4(OR5)m5 (2)
(式中、R4、R5は炭素数1〜30の有機基であり、m4+m5はUの種類により決まる価数であり、m4、m5は0以上の整数、Uは周期律表のIII族、IV族、又はV族の元素で、ケイ素と炭素を除くものである。)
(B)下記一般式(3)又は(4)で表される1種又は2種以上の熱架橋促進剤、
LaHbX (3)
(式中、Lはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウム、Xは水酸基、又は炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基であり、aは1以上の整数、bは0又は1以上の整数で、a+bは水酸基又は有機酸基の価数である。)
Ma’Hb’A (4)
(式中、Mはスルホニウム、ヨードニウム又はアンモニウムであり、Aは水酸基、炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基、又は非求核性対向イオンであり、a’は1以上の整数、b’は0又は1以上の整数で、a’+b’は水酸基、有機酸基又は非求核性対向イオンの価数である。)
(C)炭素数が1〜30の1価又は2価以上の有機酸、
(D)3価以上のアルコール、
(E)有機溶剤
を含むことを特徴とする熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物を提供する(請求項1)。
R6 m6R7 m7R8 m8Si(OR9)(4−m6−m7−m8) (5)
(式中、R9は炭素数1〜6のアルキル基であり、R6、R7、R8はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜30の1価の有機基であり、m6、m7、m8は0又は1である。m6+m7+m8は0〜3の整数である。)
で表される1種又は2種以上の加水分解性ケイ素化合物を加水分解縮合することにより得られるケイ素含有化合物を含むことが好ましい(請求項2)。
前述のように多層レジスト法で従来使用されてきたレジスト中間膜としての金属酸化物含有膜には、高NA露光条件下でも良好なレジスト膜パターン形成が可能であること、上層のフォトレジスト膜と下層の有機膜との間でドライエチングマスクとして十分なエッチング選択比が得られること、保存安定性が良好であること、及び湿式の剥離が可能であることが必要視されていた。
(A)下記一般式(1)で表される1種又は2種以上の加水分解性ケイ素化合物と、下記一般式(2)で表される1種又は2種以上の加水分解性金属化合物とを加水分解縮合することにより得られる金属酸化物含有化合物、
R1 m1R2 m2R3 m3Si(OR)(4−m1−m2−m3) (1)
(式中、Rは炭素数1〜6のアルキル基であり、R1、R2、R3はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜30の1価の有機基であり、m1、m2、m3は0又は1である。m1+m2+m3は0〜3の整数である。)
U(OR4)m4(OR5)m5 (2)
(式中、R4、R5は炭素数1〜30の有機基であり、m4+m5はUの種類により決まる価数であり、m4、m5は0以上の整数、Uは周期律表のIII族、IV族、又はV族の元素で、ケイ素と炭素を除くものである。)
(B)下記一般式(3)又は(4)で表される1種又は2種以上の熱架橋促進剤、
LaHbX (3)
(式中、Lはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウム、Xは水酸基、又は炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基であり、aは1以上の整数、bは0又は1以上の整数で、a+bは水酸基又は有機酸基の価数である。)
Ma’Hb’A (4)
(式中、Mはスルホニウム、ヨードニウム又はアンモニウムであり、Aは水酸基、炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基、又は非求核性対向イオンであり、a’は1以上の整数、b’は0又は1以上の整数で、a’+b’は水酸基、有機酸基又は非求核性対向イオンの価数である。)
(C)炭素数が1〜30の1価又は2価以上の有機酸、
(D)3価以上のアルコール、
(E)有機溶剤
を含むことを特徴とする熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物を用いることにより、高NA露光条件下でも良好なレジスト膜パターン形成が可能であり、上層のフォトレジスト膜と下層の有機膜との間でドライエッチングマスクとして十分なエッチング選択比が得られ、保存安定性が良好であり、湿式の剥離が可能である金属酸化物含有膜の形成が可能であることを見出した。
R1 m1R2 m2R3 m3Si(OR)(4−m1−m2−m3) (1)
(式中、Rは炭素数1〜6のアルキル基であり、R1、R2、R3はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜30の1価の有機基であり、m1、m2、m3は0又は1である。m1+m2+m3は0〜3の整数であり、特に0又は1が好ましい。)
(上記式中、Pは水素原子、ヒドロキシル基、
U(OR4)m4(OR5)m5 (2)
(式中、R4、R5は炭素数1〜30の有機基であり、m4+m5はUの種類により決まる価数であり、m4、m5は0以上の整数、Uは周期律表のIII族、IV族、又はV族の元素で、ケイ素と炭素を除くものである。)
このとき使用される酸触媒は、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、過塩素酸、リン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等を挙げることができる。触媒の使用量は、モノマー1モルに対して10−6〜10モル、好ましくは10−5〜5モル、より好ましくは10−4〜1モルである。
従来技術で製造されたケイ素含有化合物は、加水分解縮合時に使用された酸触媒を実質的に除去することなく塗布膜形成用組成物に使用されていた。そのため、組成物中に縮合反応触媒が残存するため、縮合反応が抑制されるようなpHに制御された組成物であっても、シラノール基の縮合を抑えることができず、保存安定性の悪い組成物しか得られなかった。
LaHbX (3)
(式中、Lはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウム、Xは水酸基、又は炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基であり、aは1以上の整数、bは0又は1以上の整数で、a+bは水酸基又は有機酸基の価数である。)
Ma’Hb’A (4)
(式中、Mはスルホニウム、ヨードニウム又はアンモニウムであり、Aは水酸基、炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基、又は非求核性対向イオンであり、a’は1以上の整数、b’は0又は1以上の整数で、a’+b’は水酸基、有機酸基又は非求核性対向イオンの価数である。)
あるいは、上記有機酸を組成物のpHに換算して、好ましくは0≦pH≦7、より好ましくは0.3≦pH≦6.5、更に好ましくは0.5≦pH≦6となるように配合することがよい。
このような架橋剤を添加すると、剥離剤の作用により炭素原子により構成されている架橋剤部分から硬化膜が分解し、金属酸化物含有膜が崩壊し剥離が容易になる。
R6 m6R7 m7R8 m8Si(OR9)(4−m6−m7−m8) (5)
(式中、R9は炭素数1〜6のアルキル基であり、R6、R7、R8はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜30の1価の有機基であり、m6、m7、m8は0又は1である。m6+m7+m8は0〜3の整数である。)
出発物質となるモノマーは、前記一般式(1)で表されるものを使用でき、具体的には上記段落[0075]〜[0093]に示されている。
このとき使用される塩基触媒は、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、エチルメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロシクロノネン、ジアザビシクロウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、アニリン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリンハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、アンモニア、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム等を挙げることができる。触媒の使用量は、モノマー1モルに対して10−6〜10モル、好ましくは10−5〜5モル、より好ましくは10−4〜1モルである。
この中で特に好ましいのは、沸点が100℃以下のものである。
水を含む全溶剤の使用量は、(A)成分であるベースポリマー100質量部に対して500〜100,000質量部、特に400〜50,000質量部が好適である。
(A−I)下記一般式(P1a−1)、(P1a−2)又は(P1b)のオニウム塩、
(A−II)下記一般式(P2)のジアゾメタン誘導体、
(A−III)下記一般式(P3)のグリオキシム誘導体、
(A−IV)下記一般式(P4)のビススルホン誘導体、
(A−V)下記一般式(P5)のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
(A−VI)β−ケトスルホン酸誘導体、
(A−VII)ジスルホン誘導体、
(A−VIII)ニトロベンジルスルホネート誘導体、
(A−IX)スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられる。
2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等のβ−ケトスルホン酸誘導体。
ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導体。
p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体。
1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体。
このような安定剤を添加すると、酸の電荷がより安定化し、組成物中の金属酸化物含有化合物の安定化に寄与する。
なお、界面活性剤の添加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とすることができ、(A)成分のベースポリマー100質量部に対し、0〜10質量部、特に0〜5質量部とすることが好ましい。
この場合、被加工基板の被加工部分としては、k値が3以下の低誘電率絶縁膜、一次加工された低誘電率絶縁膜、窒素及び/又は酸素含有無機膜、金属膜等を挙げることができる。なお、下層膜は有機膜であることが好ましく、またフォトレジスト膜を形成するレジスト組成物はケイ素を含まない化学増幅型レジスト組成物が好ましい。
この場合、有機反射防止膜は、最低反射が2%以下、好ましくは1%以下、より好ましくは0.5%以下になるように調整するのが好ましい。
合成例1
プロピレングリコールメチルエーテル40g、メタンスルホン酸1g及び脱イオン水50gの混合物にフェニルトリメトキシシラン10g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン20g、テトラブトキシゲルマニウム10g及びプロピレングリコールメチルエーテル35gの混合物を添加し、そのまま、12時間、40℃に保持し、加水分解縮合させた後、副生アルコールを減圧で留去した。そこに、酢酸エチル800ml及びプロピレングリコールメチルエーテル300mlを加え、水層を分液した。残った有機層に、イオン交換水100mlを加えて撹拌、静置、分液した。これを3回繰り返した。残った有機層にプロピレングリコールメチルエーテルを200ml加えて、減圧で濃縮して金属酸化物含有化合物1のプロピレングリコールメチルエーテル溶液100g(ポリマー濃度20%)を得た。得られた溶液をイオンクロマトグラフでメタンスルホン酸イオンを分析したが、検出されなかった。このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=3,000であった。
プロピレングリコールメチルエーテル40g、メタンスルホン酸1g及び脱イオン水50gの混合物にフェニルトリメトキシシラン10g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン20g、テトラブトキシチタン10g、2、4−ペンタンジオン20g及びプロピレングリコールメチルエーテル35gの混合物を添加し、そのまま、12時間、30℃に保持し、加水分解縮合させた後、副生アルコールを減圧で留去した。残った溶液にプロピレングリコールメチルエーテルを200ml加えて、更に減圧で濃縮して金属酸化物含有化合物2のプロピレングリコールメチルエーテル溶液120g(ポリマー濃度20%)を得た。このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=8,000であった。
プロピレングリコールエチルエーテル40g、塩酸1g及び脱イオン水50gの混合物にフェニルトリメトキシシラン10g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン20g、テトラプロポキシハフニウム10g及びプロピレングリコールエチルエーテル35gの混合物を添加し、そのまま、12時間、10℃に保持し、加水分解縮合させた後、副生アルコールを減圧で留去した。残った溶液にプロピレングリコールエチルエーテルを200ml加えて、更に減圧で濃縮して金属酸化物含有化合物3のプロピレングリコールエチルエーテル溶液100g(ポリマー濃度20%)を得た。このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=5,000であった。
イオン交換水260g、35%塩酸1gの混合物に、テトラメトキシシラン70g、メチルトリメトキシシラン25g、下記式[i]のシラン化合物25g、トリメトキシアルミニウム10g及びフェニルトリメトキシシラン10gの混合物を室温で加えた。そのまま、8時間室温で加水分解縮合させた後、副生メタノールを減圧で留去した。そこに、酢酸エチル800ml及びプロピレングリコールプロピルエーテル300mlを加え、水層を分液した。残った有機層に、イオン交換水100mlを加えて撹拌、静置、分液した。これを3回繰り返した。残った有機層にプロピレングリコールモノプロピルエーテルを200ml加えて、減圧で濃縮して金属酸化物含有化合物4のプロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液300g(ポリマー濃度20%)を得た。得られた溶液をイオンクロマトグラフでクロルイオンを分析したが、検出されなかった
このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=2,500であった。
エタノール200g、イオン交換水100g、メタンスルホン酸3gの混合物に、テトラメトキシシラン40g、メチルトリメトキシシラン10g、ホウ酸トリメチル50g及びフェニルトリメトキシシラン10gの混合物を室温で加えた。そのまま、8時間室温で加水分解縮合させた後、副生メタノールを減圧で留去した。そこに、酢酸エチル800ml及びエチレングリコールモノプロピルエーテル300mlを加え、水層を分液した。残った有機層に、イオン交換水100mlを加えて撹拌、静置、分液した。これを3回繰り返した。残った有機層にエチレングリコールモノプロピルエーテルを200ml加えて、減圧で濃縮して金属酸化物含有化合物5のエチレングリコールモノプロピルエーテル溶液300g(ポリマー濃度20%)を得た。得られた溶液をイオンクロマトグラフでメタンスルホン酸イオンを分析したところ、反応に使用したもののうち99%が除去されていることが判った。このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=2,100であった。
エタノール200g、イオン交換水100g、メタンスルホン酸3gの混合物に、テトラメトキシシラン40g、メチルトリメトキシシラン10g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン20g及びフェニルトリメトキシシラン10gの混合物を室温で加えた。そのまま、8時間室温で加水分解縮合させた後、副生メタノールを減圧で留去した。そこに、酢酸エチル800ml及びエチレングリコールモノプロピルエーテル300mlを加え、水層を分液した。残った有機層に、イオン交換水100mlを加えて撹拌、静置、分液した。これを3回繰り返した。残った有機層にエチレングリコールモノプロピルエーテルを200ml加えて、減圧で濃縮して金属酸化物含有化合物6のエチレングリコールモノプロピルエーテル溶液300g(ポリマー濃度20%)を得た。得られた溶液をイオンクロマトグラフでメタンスルホン酸イオンを分析したところ、反応に使用したもののうち99%が除去されていることが判った。このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=3,500であった。
合成例7
エタノール500g、イオン交換水250g、25%水酸化テトラメチルアンモニウム2.5gを1,000mlガラスフラスコに仕込み、この混合物を55℃で撹拌し、そこにテトラエトキシシラン97g、メチルトリメトキシシラン73gの混合液を2時間かけて滴下した。55℃で1時間撹拌後、室温に冷却し、20%マレイン酸水溶液3gを加えた。更に、この溶液にプロピレングリコールモノプロピルエーテル1,000ml加えた後、溶液が900mlになるまで濃縮した。続いて、酢酸エチルを2,000ml加えて、イオン交換水300mlで2回洗浄、分液し、更に、酢酸エチルを減圧で濃縮してケイ素含有化合物7のプロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液900g(ポリマー濃度7%)を得た。このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=約10万であった。
イオン交換水260g、65%硝酸5gを1,000mlガラスフラスコに仕込み、テトラエトキシシラン70g、メチルトリメトキシシラン70g及びフェニルトリメトキシシラン10gの混合物を室温で加えた。そのまま、8時間室温で加水分解縮合させた後、メタノール及び副生エタノールを減圧で留去した。そこに、酢酸エチル800ml及びプロピレングリコールモノプロピルエーテル300mlを加え、水層を分液した。残った有機層に1%マレイン酸水溶液100ml加えて撹拌、静置、分液した。これを2回繰り返した後、イオン交換水100mlを加えて撹拌、静置、分液した。これを3回繰返した。残った有機層にプロピレングリコールモノプロピルエーテルを200ml加えて、減圧で濃縮してケイ素含有化合物8のプロピレングリコールモノプロピルエーテル溶液300g(ポリマー濃度21%)を得た。このもののポリスチレン換算分子量を測定したところMw=2,000であった。
上記合成例で得られた(A)金属酸化物含有化合物1〜6、(C)炭素数が1〜30の1価又は2価以上の有機酸、(B)熱架橋促進剤、(E)有機溶剤、(D)架橋剤としての3価以上のアルコール、ケイ素含有化合物7、8、水、及びその他添加物を表1に示す割合で混合し、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによって、金属酸化物含有膜形成用組成物溶液を調製し、それぞれSol.1〜18とした。
TPSOAc:酢酸トリフェニルスルホニウム(光分解性熱架橋促進剤)
TPSOH:水酸化トリフェニルスルホニウム(光分解性熱架橋促進剤)
TPSCl:塩化トリフェニルスルホニウム(光分解性熱架橋促進剤)
TPSMA:マレイン酸モノ(トリフェニルスルホニウム)(光分解性熱架橋促進剤)
TPSN:硝酸トリフェニルスルホニウム(光分解性熱架橋促進剤)
TMAOAc:酢酸テトラメチルアンモニウム(非光分解性熱架橋促進剤)
TPSNf:トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(光酸発生剤)
次いで、ArF露光装置((株)ニコン製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪体照明、Crマスク)で露光し、110℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、ポジ型のレジスト膜パターンを得た。得られたパターンの90nml/Sのパターン形状を観察した結果を表2に示す。
次いで、ドライエッチング耐性のテストを行った。上記組成物Sol.1〜18を回転塗布し、200℃で1分間加熱成膜して、膜厚100nmの金属酸化物含有膜Film1〜18を作製した。これらの膜と、下層の有機膜及び上層のフォトレジスト膜を下記のエッチング条件(1)でエッチング試験を実施した。その結果を表3に示す。いずれの実施例も、有機膜やフォトレジスト膜に比べればエッチング速度が十分に速く、レジスト膜パターンをエッチングマスクとして金属酸化物含有膜にパターン転写することが可能である。架橋剤のない比較例1と比べてもいずれの実施例も速度差がなく、架橋剤を加えてもエッチング速度に影響を与えないことがわかった。
(1)CHF3/CF4系ガスでのエッチング試験
装置:東京エレクトロン(株)製ドライエッチング装置TE−8500P
エッチング条件(1):
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 1,300W
ギャップ 9mm
CHF3ガス流量 30ml/min
CF4ガス流量 30ml/min
Arガス流量 100ml/min
処理時間 10sec
チャンバー圧力 60.0Pa
RFパワー 600W
Arガス流量 40ml/min
O2ガス流量 60ml/min
ギャップ 9mm
処理時間 20sec
Claims (20)
- リソグラフィーで用いられる多層レジスト法において成膜される金属酸化物含有膜を形成するための熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物であって、少なくとも、
(A)下記一般式(1)で表される1種又は2種以上の加水分解性ケイ素化合物と、下記一般式(2)で表される1種又は2種以上の加水分解性金属化合物とを加水分解縮合することにより得られる金属酸化物含有化合物、
R1 m1R2 m2R3 m3Si(OR)(4−m1−m2−m3) (1)
(式中、Rは炭素数1〜6のアルキル基であり、R1、R2、R3はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜30の1価の有機基であり、m1、m2、m3は0又は1である。m1+m2+m3は0〜3の整数である。)
U(OR4)m4(OR5)m5 (2)
(式中、R4、R5は炭素数1〜30の有機基であり、m4+m5はUの種類により決まる価数であり、m4、m5は0以上の整数、Uは周期律表のIII族、IV族、又はV族の元素で、ケイ素と炭素を除くものである。)
(B)下記一般式(3)又は(4)で表される1種又は2種以上の熱架橋促進剤、
LaHbX (3)
(式中、Lはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウム、Xは水酸基、又は炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基であり、aは1以上の整数、bは0又は1以上の整数で、a+bは水酸基又は有機酸基の価数である。)
Ma’Hb’A (4)
(式中、Mはスルホニウム、ヨードニウム又はアンモニウムであり、Aは水酸基、炭素数1〜30の1価又は2価以上の有機酸基、又は非求核性対向イオンであり、a’は1以上の整数、b’は0又は1以上の整数で、a’+b’は水酸基、有機酸基又は非求核性対向イオンの価数である。)
(C)炭素数が1〜30の1価又は2価以上の有機酸、
(D)3価以上のアルコール、
(E)有機溶剤
を含むことを特徴とする熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。 - 前記熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物が、更に、下記一般式(5)
R6 m6R7 m7R8 m8Si(OR9)(4−m6−m7−m8) (5)
(式中、R9は炭素数1〜6のアルキル基であり、R6、R7、R8はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜30の1価の有機基であり、m6、m7、m8は0又は1である。m6+m7+m8は0〜3の整数である。)
で表される1種又は2種以上の加水分解性ケイ素化合物を加水分解縮合することにより得られるケイ素含有化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。 - 前記加水分解性ケイ素化合物と前記加水分解性金属化合物との加水分解縮合が、酸を触媒として行われることで得られる金属酸化物含有化合物を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱硬化性金属酸化物形成用組成物。
- 前記触媒は、無機酸及びスルホン酸誘導体から選ばれる1種以上の化合物である酸触媒であることを特徴とする請求項3に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 前記加水分解性ケイ素化合物と前記加水分解性金属化合物が加水分解縮合することにより得られる金属酸化物含有化合物の反応混合物から、前記酸触媒を実質的に除去する工程を経て得ることのできる金属酸化物含有化合物を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 上記一般式(2)式中のUが、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ビスマス、スズ、リン、バナジウム、ヒ素、アンチモン、ニオブ、又はタンタルであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 上記一般式(1)で表される加水分解性ケイ素化合物と、上記一般式(2)で表される加水分解性金属化合物が、加水分解性ケイ素化合物(1)の物質量>加水分解性金属化合物(2)の物質量、の割合で加水分解縮合されて得られる金属酸化物含有化合物を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 上記一般式(4)式中のMが、三級スルホニウム、二級ヨードニウム又は四級アンモニウムであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 前記熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物が、光吸収性基を有する金属酸化物含有化合物を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 上記一般式(4)式中のMが光分解性であることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 前記熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物が、更に、水を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 前記熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物が、更に、光酸発生剤を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 前記熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物が、更に、環状エーテルを置換基として有する1価又は2価以上のアルコールを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物。
- 少なくとも、被加工基板上に形成された有機膜と、該有機膜の上に請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物から形成された金属酸化物含有膜と、該金属酸化物含有膜の上にフォトレジスト膜とが形成されたものであることを特徴とする基板。
- 前記金属酸化物含有膜と前記フォトレジスト膜との間に、有機反射防止膜を形成させたものであることを特徴とする請求項14に記載の基板。
- 前記有機膜が、芳香族骨格を有するものであることを特徴とする請求項14または請求項15に記載の基板。
- 前記フォトレジスト膜が、化学増幅型レジスト組成物を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項14乃至請求項16のいずれか一項に記載の基板。
- リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、被加工基板上に形成された有機膜の上に、請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物から形成された金属酸化物含有膜を形成し、該金属酸化物含有膜の上にフォトレジスト膜を形成した後、フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光し、現像液で現像して前記フォトレジスト膜にレジスト膜パターンを形成し、得られたレジスト膜パターンをエッチングマスクにして前記金属酸化物含有膜をドライエッチングし、得られた金属酸化物含有膜パターンをエッチングマスクにして前記有機膜をエッチングし、パターンが形成された有機膜をマスクにして基板をエッチングして基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
- リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、被加工基板上に形成された有機膜の上に、請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の熱硬化性金属酸化物含有膜形成用組成物から形成された金属酸化物含有膜を形成し、該金属酸化物含有膜の上に有機反射防止膜を形成し、該有機反射防止膜の上にフォトレジスト膜を形成した後、フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光し、現像液で現像して前記フォトレジスト膜にレジスト膜パターンを形成し、得られたレジスト膜パターンをエッチングマスクにして前記有機反射防止膜及び前記金属酸化物含有膜をドライエッチングし、得られた金属酸化物含有膜パターンをエッチングマスクにして前記有機膜をエッチングし、パターンが形成された有機膜をマスクにして基板をエッチングして基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
- 前記リソグラフィーは、波長が300nm以下の光を用いて行われることを特徴とする請求項18又は請求項19に記載のパターン形成方法。
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