JP6160068B2 - レジスト下層膜形成用樹脂組成物、レジスト下層膜、その形成方法及びパターン形成方法 - Google Patents
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Description
[1]芳香環を含む樹脂と、下記式(i)で表される部分構造を有する架橋剤とを含有するレジスト下層膜形成用樹脂組成物。
[3]当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物を用い、塗膜を形成する工程と、上記塗膜を加熱する工程とを有するレジスト下層膜の形成方法。
[4]当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物を用い、基板の上面側にレジスト下層膜を形成する工程と、
レジスト組成物を用い、上記レジスト下層膜の上面側にレジスト膜を形成する工程と、
上記レジスト膜を露光する工程と、
上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとし、上記レジスト下層膜及び上記基板を順次ドライエッチングする工程と
を有するパターン形成方法。
具体的には、本発明のレジスト下層膜は、エッチング耐性に優れており、且つ被加工基板をエッチングする際、転写するパターンが微細であっても下層膜パターンが折れ曲がり難い。そのため、このレジスト下層膜は、ドライエッチングプロセスにおいて、精密なパターン転写性能及び良好なエッチング選択性を有することになり、レジスト下層膜のオーバーエッチングが少なく、被加工基板にレジストパターンを再現性よく忠実に転写することができる。また、被加工基板をエッチングする際に、下層膜パターンが折れ曲がりにくいため、リソグラフィープロセスにおける微細加工、特に高集積回路素子の製造において歩留りの向上が期待できる。さらに、本発明のレジスト下層膜は、反射防止膜としての機能に特に優れるため、その上面側に形成されるレジスト膜のパターン形状が良好となる。
さらに、本発明のレジスト下層膜の形成方法によれば、当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物を用いて、被加工基板上に、エッチング耐性に優れ、且つ被加工基板をエッチングする際に下層膜パターンが折れ曲がり難いレジスト下層膜を容易に形成することができる。
また、本発明のパターン形成方法によれば、被加工基板にレジストパターンを再現性よく忠実に転写することができる。
[1]レジスト下層膜形成用樹脂組成物
本発明のレジスト下層膜形成用樹脂組成物は、芳香環を含む樹脂と、特定の構造を有する架橋剤とを含有する。
上記芳香環を含む樹脂(以下、「樹脂(A)」ともいう。)としては、芳香環を含む樹脂である限り特に限定されないが、例えば、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、アセナフチレン樹脂、スチレン樹脂、ポリアリーレン樹脂等が挙げられる。
上記ノボラック樹脂の具体例としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、ビスフェノールA、パラターシャリーブチルフェノール、パラオクチルフェノール、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシナフタレン)フルオレン等のフェノール類、及びα−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類からなる群より選ばれる1種又は2種以上のフェノール性化合物と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、及びトリオキサン等のアルデヒド源のうちの1種又は2種以上とを酸性触媒を用いて反応させて得られる樹脂等が挙げられる。
このような樹脂としては、例えば、下記式(a1)で表される構造単位を有する樹脂等が挙げられる。
R10は、炭素数1〜10の1価の炭化水素基であるか、又はこの炭化水素基と、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−CS−、−S−、−SO−、−SO2−及び−NRD−からなる群より選ばれる少なくとも1種とを組み合わせた1価の基である。RDは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。
R11及びZ0は、それぞれ独立して、単結合、炭素数1〜10の2価の炭化水素基、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−CS−、−S−、−SO−、−SO2−若しくは−NRE−であるか、又はこれらの基を組み合わせた2価の基である。REは、水素原子又は1価の炭素数1〜10の炭化水素基である。
m11は、Ar10に結合しているZ0の数を示し、1〜6の整数である。m12は、0〜6の整数である。m13は、0〜6の整数である。m14は、0〜2の整数である。R10、R11、Ar11及びZ0がそれぞれ複数の場合、複数のR10、R11、Ar11及びZ0はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。*は、結合手を示す。
なお、式(a1)におけるR10及びR11は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基等が挙げられる。上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
R22は水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。
m21は、0〜6の整数である。m21が2以上の場合、複数のR22は同一でも異なっていてもよい。
m31は、0〜5の整数である。m31が2以上の場合、複数のR30は同一でも異なっていてもよい。
樹脂(A)のMwと、GPCで測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ともいう)との比(Mw/Mn)は、通常1〜5であり、1〜3が好ましい。
上記架橋剤(以下、「架橋剤(B)」ともいう。)は、下記式(i)で表される部分構造を有する。即ち、架橋剤(B)を構成する化合物の構造中には、下記式(i)で表される構造が少なくとも含まれている。なお、下記式(i)で表される部分構造が有する結合手には、水素原子が結合していてもよく、それ以外の基が結合していてもよい。
本発明のレジスト下層膜形成用樹脂組成物においては、この架橋剤(B)と樹脂(A)とが反応した結果、樹脂(A)の芳香環と架橋剤(B)の多環系芳香環に挟まれたメチレン部位を生じる。このメチレン部位が有する水素原子は酸化されやすいために新たな架橋点を生じ、その新たに生じた架橋点がさらに架橋構造を生じることで材料全体の水素原子含有量が低下する。このため、形成されたレジスト下層膜の曲がり耐性が向上するものと考えられる。
上記n2としては0〜7の整数が好ましく、0〜5の整数がより好ましく、0〜3の整数がさらに好ましい。
上記n1+n2としては1以上8以下の整数が好ましく、1以上7以下がより好ましい。pとしては、1又は2が好ましい。
R40は、それぞれ独立して、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基若しくは炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基であるか、又はこれらの基と、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−CS−、−S−、−SO−、−SO2−及び−NRG−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基とを組み合わせた基である。R40が複数の場合、R40は同一でも異なっていてもよい。RGは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。
R41は、それぞれ独立して、単結合、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−CS−、−S−、−SO−、−SO2−、−NRH−、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜10の2価の脂環式炭化水素基であるか、又は、これらの基を組み合わせた2価の基である。R41が複数の場合、複数のR41は同一でも異なっていてもよい。RHは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基である。
R42及びR43は、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基若しくは炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合するYと共に構成される環構造を表す。
n11は、1〜6の整数である。n12は、0〜5の整数である。n13は、0〜4の整数である。n14は、0〜5の整数である。n15は、1〜6の整数である。n16は、0〜5の整数である。Yは、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−CS−、−S−、−SO−、−SO2−又は−NRI−である。RIは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基である。
R40、R41、Ar41及びAr42がそれぞれ複数の場合、複数のR40、R41、Ar41及びAr42はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
上記式(b1)のn4及びn6としては0〜7の整数が好ましく、0〜5の整数がより好ましく、0〜3の整数がさらに好ましい。
上記式(b1)のn7としては1〜5の整数が好ましく、1〜3の整数がより好ましく、1がさらに好ましい。上記式(b1)のqとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。上記式(b1)のrとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
上記式(b2)のn9としては0〜7の整数が好ましく、0〜5の整数がより好ましく、0〜3の整数がさらに好ましい。sとしては、1又は2が好ましい。
当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、上述の架橋剤(B)以外の他の架橋剤が配合されていてもよい。
他の架橋剤としては、例えば、多核フェノール類、種々の市販の硬化剤等が挙げられる。このような他の架橋剤としては、例えば、特開2004−168748号公報における段落[0085]〜[0086]に記載の架橋剤等を用いることができる。
これらの他の架橋剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、多核フェノール類と硬化剤とを併用することもできる。
当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物は、上述の樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むものであるが、この組成物は、通常、樹脂(A)を溶解する溶媒(以下、「溶媒(C)」ともいう)を含む液状の組成物である。
溶媒(C)としては、樹脂(A)を溶解しうるものであれば特に限定されないが、例えば、特開2004−168748号公報における段落[0070]〜[0073]に記載のもの等を用いることができる。
なお、溶媒(C)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記酸発生剤(D)は、露光又は加熱により酸を発生する成分である。当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物は、この酸発生剤(D)を含有することにより、常温を含む比較的低温で樹脂(A)等の分子鎖間で有効に架橋反応を生起させることが可能となる。
上記促進剤(E)としては、酸化架橋に必要な脱水素反応を十分に引き起こすための一電子酸化剤等が挙げられる。一電子酸化剤とは、それ自身が一電子移動を受ける酸化剤を意味する。例えば、硝酸セリウム(IV)アンモニウムの場合では、セリウムイオン(IV)が一電子を得てセリウムイオン(III)へと変化する。又はハロゲン等のラジカル性の酸化剤は、一電子を得てアニオンへと転化する。このように、一電子を被酸化物(基質や触媒等)から奪うことにより、被酸化物を酸化する現象を一電子酸化と称し、この時一電子を受け取る成分を一電子酸化剤とよぶ。
一電子酸化剤の代表的な例として、(a)金属化合物、(b)過酸化物、(c)ジアゾ化合物、(d)ハロゲン又はハロゲン酸等が挙げられる。
上記(c)ジアゾ化合物としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
上記(d)ハロゲン又はハロゲン酸としては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素から選ばれるハロゲン、過ハロゲン酸、ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸及びこれらの塩等が挙げられる。なお、ハロゲン酸におけるハロゲンとしては、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。又はハロゲン酸又はその塩である具体的な化合物としては、例えば、過塩素酸ナトリウム、臭素酸ナトリウム等が挙げられる。
なお、これらの一電子酸化剤等の促進剤(E)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記その他の添加剤(F)としては、バインダー樹脂、放射線吸収剤、界面活性剤等が挙げられる。これらのその他の添加剤(F)は、それぞれ1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらのその他の添加剤(F)としては、例えば、特開2004−168748号公報における段落[0088]〜[0093]に記載のもの等を用いることができる。
本発明のレジスト下層膜は、当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物によって形成されるものである。なお、レジスト下層膜形成用樹脂組成物については、上述の本発明のレジスト下層膜形成用樹脂組成物の説明をそのまま適用することができる。
このレジスト下層膜は、基板上にレジスト下層膜を形成し、レジスト下層膜上にレジストパターンを形成後、レジストパターンを一旦、レジスト下層膜に転写して下層膜パターンを形成した後、この下層膜パターンをエッチングマスクとして用いて基板に転写する多層レジストプロセスに好適に用いることができる。
このようなレジスト下層膜を形成する方法は特に限定されないが、例えば、後述の本発明のレジスト下層膜の形成方法等が挙げられる。
本発明のレジスト下層膜の形成方法は、当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物を用い、塗膜を形成する工程と、上記塗膜を加熱する工程とを有する。なお、レジスト下層膜形成用樹脂組成物については、上述の当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物の説明をそのまま適用することができる。
また、基板へのレジスト下層膜形成用樹脂組成物の塗布方法は特に限定されず、例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の方法で実施することができる。
この際の加熱温度は、通常、300℃〜500℃であり、好ましくは350℃〜450℃である。この加熱温度が300℃未満である場合、酸化架橋が十分に進行せず、下層膜として必要な特性が発現しないおそれがある。
この際の加熱時間は30〜1,200秒であり、好ましくは60〜600秒である。
予備加熱における加熱時間は特に限定されないが、10秒〜300秒であることが好ましく、30秒〜180秒がより好ましい。
この予備加熱を行うことにより、溶媒を予め気化させて、膜を緻密にしておくことで、脱水素反応を効率良く進めることができる。
本発明のパターン形成方法は、
当該レジスト下層膜形成用樹脂組成物を用い、基板の上面側にレジスト下層膜を形成する工程(以下、「工程(1)」ともいう)と、
レジスト組成物を用い、上記レジスト下層膜の上面側にレジスト膜を形成する工程(以下、「工程(2)」ともいう)と、
上記レジスト膜を露光する工程(以下、「工程(3)」ともいう)と、
上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程(以下、「工程(4)」ともいう)と、
上記レジストパターンをマスクとし、上記レジスト下層膜及び上記基板を順次ドライエッチングする工程(以下、「工程(5)」ともいう)と
を有する。
上記工程(1)では、基板の上面側にレジスト下層膜が形成される。なお、このレジスト下層膜の形成方法については、上述の説明をそのまま適用することができる。
この工程(1)で形成されるレジスト下層膜の膜厚は、通常、0.1μm〜5μmである。
この中間層は、レジストパターン形成において、レジスト下層膜及び/又はレジスト膜が有する機能をさらに補ったり、これらが有していない機能を得るために、これらの機能が付与された層のことである。例えば、反射防止膜を中間層として形成した場合、レジスト下層膜の反射防止機能をさらに補うことができる。
また、中間層の膜厚は特に限定されず、中間層に求められる機能に応じて適宜選択されるが、10nm〜3,000nmが好ましく、20nm〜300nmがより好ましい。
上記工程(2)では、レジスト組成物を用いて、レジスト下層膜の上面側にレジスト膜が形成される。具体的には、得られるレジスト膜が所定の膜厚となるようにレジスト組成物を塗布した後、プレベークすることによって塗膜中の溶媒を揮発させる等により、レジスト膜が形成される。
レジスト組成物としては、例えば、光酸発生剤を含有するポジ型又はネガ型の化学増幅型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とからなるポジ型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤とからなるネガ型レジスト組成物等が挙げられる。
レジスト膜をレジスト下層膜上に形成させる際に使用されるレジスト組成物は、固形分濃度が、通常、5〜50質量%程度であり、一般に、例えば、孔径0.2μm程度のフィルターでろ過して、レジスト膜の形成に供される。なお、この工程では、市販のレジスト組成物をそのまま使用することもできる。
また、プレベークの温度は、使用されるレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、通常、30℃〜200℃程度、好ましくは50℃〜150℃である。
上記工程(3)では、得られたレジスト膜の所定領域に放射線が照射され、選択的に露光が行われる。
露光に用いられる放射線としては、レジスト組成物に使用される光酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等から適切に選択されるが、遠紫外線が好ましく、特にKrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)、Kr2エキシマレーザー(波長147nm)、ArKrエキシマレーザー(波長134nm)、極紫外線(波長13nm等)が好ましい。
上記工程(4)では、露光後のレジスト膜を現像液で現像することで、レジストパターンが形成される。
この工程で用いられる現像液は、使用されるレジスト組成物の種類に応じて適宜選択される。具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性水溶液が挙げられる。
また、これらのアルカリ性水溶液には、水溶性有機溶剤、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類や、界面活性剤を適量添加することもできる。
なお、この工程では、解像度、パターンプロファイル、現像性等を向上させるため、現像前の上記露光後に、ポストベークを行うことができる。このポストベークの温度は、使用されるレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、通常、50℃〜200℃程度、好ましくは70℃〜150℃である。
なお、本発明におけるレジストパターンを形成する方法は、ナノインプリント法等の現像工程を経ないものであってもよい。
上記工程(5)では、得られたレジストパターンをマスクとし、例えば、酸素プラズマ等のガスプラズマを用いて、レジスト下層膜及び基板のドライエッチングを順次行うことにより、所定の基板パターンが得られる。
<合成例1>
コンデンサー、温度計、攪拌装置を備えた反応装置に2,7−ジヒドロキシナフタレン100部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100部、及びパラホルムアルデヒド50部を仕込み、蓚酸2部を添加し、脱水しながら120℃に昇温して、5時間反応させた後、下記式(A−1)で表される構造単位を有する樹脂(A−1)を得た。
得られた樹脂(A−1)の重量平均分子量(Mw)は2,000であった。
コンデンサー、温度計、攪拌装置を備えた反応装置にフルオレンビスフェノール100部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100部、及びパラホルムアルデヒド50部を仕込み、蓚酸2部を添加し、脱水しながら120℃に昇温して、5時間反応させた後、下記式(A−2)で表される構造単位を有する樹脂(A−2)を得た。
得られた樹脂(A−2)の重量平均分子量(Mw)は4,000であった。
温度計を備えたセパラブルフラスコに、窒素下で、アセナフチレン100部、トルエン78部、ジオキサン52部、及びアゾビスイソブチロニトリル3部を仕込み、70℃で5時間攪拌した。ここで得られた分子量10,000の樹脂に、p−トルエンスルホン酸1水和物5.2部、パラホルムアルデヒド40部を添加して、120℃に昇温し、更に6時間攪拌した。その後、反応溶液を多量のイソプロパノール中に投入し、沈殿した樹脂をろ過して、下記式(A−2)で表される構造単位からなる樹脂(A−3)を得た。
得られた樹脂(A−3)の重量平均分子量(Mw)は20,000であった。
<実施例1>
表1に示すように、上述の樹脂(A−1)10部、架橋剤(下記化合物(B−1))1部、及び熱酸発生剤(ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート(D−1))0.5部を、溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1))90部に溶解した。この溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルターでろ過して、実施例1のレジスト下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
表1に示す種類及び配合量の各成分を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜12の各レジスト下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
(B−1):Guo, Qun−Sheng; Lu, Yong−Na; Liu, Bing; Xiao, Jian; Li, Jin−Shan Journal of Organometallic Chemistry, 2006, vol. 691, #6 p.1282−1287
(B−2):Badar,Y. et al. Journal of the Chemical Society, 1965, p.1412−1418
(B−3):Hsieh, Jen−Chieh; Cheng, Chien−Hong Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom), 2008, #26 p.2992−2994
(B−4):特開平5−238990号公報
(B−5):Bacon,R.G.R.; Bankhead,R. Journal of the Chemical Society, 1963, p.839−845
(B−6),(B−8),(B−11),(B−12)
:Macromolecules 2010, vol43, p2832−2839
(B−9),(B−10)
:Polymer Journal 2008, vol.40, No.7, p645−650
:Journal of Polymer Science: Part A, Polymer Chemistry, Vol 46, p4949−4958
表1に示すように、上述の樹脂(A−1)10部、架橋剤(下記化合物(b−1))1部、及び熱酸発生剤(ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート(D−1))0.5部を、溶媒(プロピレングリコールモノメチルアセテート(C−1))90部に溶解した。この溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルターでろ過して、比較例1のレジスト下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
表1に示す種類及び配合量の各成分を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、比較例2〜4の各レジスト下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
実施例1〜12及び比較例1〜4の各レジスト下層膜形成用樹脂組成物について、下記の評価を行った。その結果を表2に示す。
直径12インチのシリコンウェハ上にCVD法にてシリコン酸化膜を0.3μm堆積した。次に、各レジスト下層膜形成用組成物をスピンコートし、酸素濃度20容量%のホットプレート内にて180℃で60秒間加熱し、引き続き、350℃で120秒間加熱して膜厚0.25μmのレジスト下層膜を形成した。次に、このレジスト下層膜上に3層レジストプロセス用中間層組成物溶液(NFC SOG508、JSR製)をスピンコートした後、200℃で60秒間加熱し、引き続き300℃で60秒間加熱して膜厚0.04μmの中間層を形成した。次に、この中間層上にレジスト組成物をスピンコートし、100℃で60秒間プレベークして膜厚0.1μmのレジスト膜を形成した。なお、レジスト組成物は、市販品(ARX3038JN、JSR製)を用いた。
直径12インチのシリコンウェハ上にCVD法にてシリコン酸化膜を0.3μm堆積した。次に、各レジスト下層膜形成用組成物をスピンコートし、酸素濃度20容量%のホットプレート内にて180℃で60秒間加熱し、引き続き、350℃で120秒間加熱して膜厚0.25μmのレジスト下層膜を形成した。次に、このレジスト下層膜上に3層レジストプロセス用中間層組成物溶液(NFC SOG508、JSR製)をスピンコートした後、200℃で60秒間加熱し、引き続き300℃で60秒間加熱して膜厚0.04μmの中間層を形成した。次に、この中間層上に上記レジスト組成物をスピンコートし、100℃で60秒間プレベークして膜厚0.1μmのレジスト膜を形成した。
直径8インチのシリコンウェハ上に、実施例及び比較例の各レジスト下層膜形成用樹脂組成物をスピンコートした後、酸素濃度20容量%のホットプレート内にて180℃で60秒間加熱し、引き続き、350℃で120秒間加熱して、膜厚0.25μmのレジスト下層膜を形成し、このレジスト下層膜をエッチング装置「EXAM」(神鋼精機製)を用いて、CF4/Ar/O2(CF4:40mL/min、Ar:20mL/min、O2:5mL/min;圧力:20Pa;RFパワー:200W;処理時間:40秒;温度:15℃)でエッチング処理した。
そして、エッチング処理前後の膜厚を測定して、エッチングレートを算出し、下記の基準でエッチング耐性を評価した。
「A」:エッチングレートが120nm/min以下の場合
「B」:エッチングレートが120nm/minを超える場合
直径8インチのシリコンウェハ上に、実施例及び比較例の各レジスト下層膜形成用樹脂組成物をスピンコートした後、酸素濃度20容量%のホットプレート内にて180℃で60秒間加熱し、引き続き、350℃で120秒間加熱して、膜厚0.25μmのレジスト下層膜を形成し、このレジスト下層膜について、炭素・水素・窒素同時定量装置「JM10」(ジェイ・サイエンス・ラボ製)を用いて、各元素の質量換算値を算出した。
そして、膜中に含まれる各元素の原子数を、[各元素の質量換算値(質量%)/各元素の原子量(g/mol)]により算出し、次いで、[膜中の水素原子数/膜中の全原子数]により、脱水素反応後の水素含量(atom%)を求めた。
なお、脱水素反応前の水素含量は、直径8インチのシリコンウェハ上に、実施例及び比較例の各レジスト下層膜形成用樹脂組成物をスピンコートした後、酸素濃度20容量%のホットプレート内にて200℃で60秒間加熱して形成したレジスト下層膜を使用して測定した。
そして、このようなレジスト下層膜形成用樹脂組成物を用いる本発明のパターン形成方法は、リソグラフィープロセス、特に、高集積回路素子の製造用プロセスとして極めて有用である。
Claims (5)
- ノボラック樹脂、レゾール樹脂、アセナフチレン樹脂、スチレン樹脂及びポリアリーレン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である芳香環を含む樹脂と、
下記式(b1)で表される化合物及び下記式(b2)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である架橋剤と
を含有するレジスト下層膜形成用樹脂組成物。
- さらに、溶媒を含む請求項1に記載のレジスト下層膜形成用樹脂組成物。
- 請求項1又は請求項2に記載のレジスト下層膜形成用樹脂組成物から形成されるレジスト下層膜。
- 請求項1又は請求項2に記載のレジスト下層膜形成用樹脂組成物を用い、塗膜を形成する工程と、
上記塗膜を加熱する工程と
を有するレジスト下層膜の形成方法。 - 請求項1又は請求項2に記載のレジスト下層膜形成用樹脂組成物を用い、基板の上面側にレジスト下層膜を形成する工程と、
レジスト組成物を用い、上記レジスト下層膜の上面側にレジスト膜を形成する工程と、
上記レジスト膜を露光する工程と、
上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとし、上記レジスト下層膜及び上記基板を順次ドライエッチングする工程と
を有するパターン形成方法。
Priority Applications (2)
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