JPH1172925A - 下層膜用組成物およびこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
下層膜用組成物およびこれを用いたパターン形成方法Info
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- JPH1172925A JPH1172925A JP10186575A JP18657598A JPH1172925A JP H1172925 A JPH1172925 A JP H1172925A JP 10186575 A JP10186575 A JP 10186575A JP 18657598 A JP18657598 A JP 18657598A JP H1172925 A JPH1172925 A JP H1172925A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 下層膜をパターニングする方法において、そ
の上層のレジストパターンの膜減りを抑制するととも
に、垂直な側壁を有し、断面が矩形の良好な形状を有す
るパターンを高い解像度、かつ高い寸法精度で形成する
方法を提供する。 【解決手段】 被加工膜上に下層膜を形成する工程と、
前記下層膜上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジ
スト膜及び下層膜をパターン露光する工程と、前記露光
後のレジスト膜及び下層膜の所定の領域を現像液で現像
処理する工程とを具備するパターン形成方法である。前
記下層膜は、酸の作用によって前記現像液に対する溶解
性が変化する特性を有し、前記レジスト膜及び下層膜の
少なくとも一方は、前記酸を発生する化合物を含有する
ことを特徴とする。
の上層のレジストパターンの膜減りを抑制するととも
に、垂直な側壁を有し、断面が矩形の良好な形状を有す
るパターンを高い解像度、かつ高い寸法精度で形成する
方法を提供する。 【解決手段】 被加工膜上に下層膜を形成する工程と、
前記下層膜上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジ
スト膜及び下層膜をパターン露光する工程と、前記露光
後のレジスト膜及び下層膜の所定の領域を現像液で現像
処理する工程とを具備するパターン形成方法である。前
記下層膜は、酸の作用によって前記現像液に対する溶解
性が変化する特性を有し、前記レジスト膜及び下層膜の
少なくとも一方は、前記酸を発生する化合物を含有する
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を製造
するための材料および半導体装置の製造方法に関し、特
に、ウェハー基板上でのパターン形成に使用される下層
膜用組成物、およびこれを用いたパターン形成方法に関
する。
するための材料および半導体装置の製造方法に関し、特
に、ウェハー基板上でのパターン形成に使用される下層
膜用組成物、およびこれを用いた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は、シリコンウェ
ハー上に複数の物質からなるいくつかの層を堆積し、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、次のような手法で行なわ
れる。すなわち、まず、シリコンウェハー上に絶縁体、
導体、または半導体薄膜等の被加工物上を形成し、この
被加工物上にレジストをスピンコーテング法等により塗
布してレジスト膜を形成する。次いで、レジスト膜に対
し選択的に露光を行なった後、露光後のレジスト膜を現
像してレジストパターンを形成する。さらに、このレジ
ストパターンをエッチングマスクとして基板上に形成さ
れた被加工物である絶縁体、導体、半導体薄膜をエッチ
ングし、微細な配線や開孔等を所望のパターンに加工す
ることによってなされる。この工程では、高精度でレジ
ストパターン寸法を制御することが重要である。しかし
ながら、露光光に対する基板の反射率が高い場合には、
レジスト膜中に露光光の定在波が生じて、レジスト膜厚
のわずかなバラツキがパターン寸法に影響を及ぼす。こ
のため、高い寸法精度でレジストパターンを形成するこ
とができないという問題が生じる。
ハー上に複数の物質からなるいくつかの層を堆積し、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、次のような手法で行なわ
れる。すなわち、まず、シリコンウェハー上に絶縁体、
導体、または半導体薄膜等の被加工物上を形成し、この
被加工物上にレジストをスピンコーテング法等により塗
布してレジスト膜を形成する。次いで、レジスト膜に対
し選択的に露光を行なった後、露光後のレジスト膜を現
像してレジストパターンを形成する。さらに、このレジ
ストパターンをエッチングマスクとして基板上に形成さ
れた被加工物である絶縁体、導体、半導体薄膜をエッチ
ングし、微細な配線や開孔等を所望のパターンに加工す
ることによってなされる。この工程では、高精度でレジ
ストパターン寸法を制御することが重要である。しかし
ながら、露光光に対する基板の反射率が高い場合には、
レジスト膜中に露光光の定在波が生じて、レジスト膜厚
のわずかなバラツキがパターン寸法に影響を及ぼす。こ
のため、高い寸法精度でレジストパターンを形成するこ
とができないという問題が生じる。
【０００３】この問題を解決する手段として、露光光の
被加工物からの反射を防止する反射防止膜等の下層膜を
被加工物上に形成することによって、被加工物からレジ
スト膜に戻る光の強度を抑える方法が開示されている
（特開昭５８−９１６３５等）。このように、反射防止
膜をレジスト膜と被加工物との間に形成することによっ
て、レジスト膜を通過した露光光は、反射防止膜中で多
重反射を起こして減衰する。あるいは、レジスト膜を通
過した露光光は反射防止膜に吸収され、それによってレ
ジスト膜下部の界面からの露光光の反射が抑えられる。
その結果、レジスト膜中に発生する定在波が弱められる
ので、レジストパターンの寸法制御性が高められる。
被加工物からの反射を防止する反射防止膜等の下層膜を
被加工物上に形成することによって、被加工物からレジ
スト膜に戻る光の強度を抑える方法が開示されている
（特開昭５８−９１６３５等）。このように、反射防止
膜をレジスト膜と被加工物との間に形成することによっ
て、レジスト膜を通過した露光光は、反射防止膜中で多
重反射を起こして減衰する。あるいは、レジスト膜を通
過した露光光は反射防止膜に吸収され、それによってレ
ジスト膜下部の界面からの露光光の反射が抑えられる。
その結果、レジスト膜中に発生する定在波が弱められる
ので、レジストパターンの寸法制御性が高められる。
【０００４】反射防止膜としては、プロセスコストが安
価なスピンコーテング法で成膜できることから、特開昭
５９−１４９０４５等で開示されている樹脂膜が主に用
いられている。樹脂膜を反射防止膜として用いた場合、
反射防止膜の材料および加工方法としては、次のような
材料および方法が用いられている。
価なスピンコーテング法で成膜できることから、特開昭
５９−１４９０４５等で開示されている樹脂膜が主に用
いられている。樹脂膜を反射防止膜として用いた場合、
反射防止膜の材料および加工方法としては、次のような
材料および方法が用いられている。
【０００５】１）プラズマ分解型の樹脂を用いて反射防
止膜を形成し、レジストパターンをエッチングマスクと
して反射防止膜をエッチングする方法、 ２）アルカリ現像液に可溶な樹脂を用いて反射防止膜を
形成し、パターン露光によってレジスト膜および反射防
止膜に潜像を形成し、これらの潜像を現像処理時に同時
に溶解除去する方法、 ３）露光光に対して吸収性を有する感光性組成物を用い
て反射防止膜を形成し、反射防止膜に対してパターン露
光を行なって反射防止膜に潜像を形成し、この潜像を現
像処理時に溶解除去する方法、 ４）ポリメチルメタクリレート、ポリサルフォンなどの
感光性樹脂を用いて反射防止膜を形成し、ＰＣＭ法（Ｐ
ｏｒｔａｂｌｅ Ｃｏｍｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍａｓｋｉ
ｎｇ）で反射防止膜を現像する方法 しかしながら、上述した従来の方法は、いずれも何等か
の問題を伴なっている。例えば、１）の方法では、図１
（ａ）のように反射防止膜を垂直な形状で加工すること
ができるが、反射防止膜を構成する樹脂膜４２がレジス
ト膜４３と同じ有機系の材料からなるためにエッチング
選択比がとれないという問題が生じる。そのため、反射
防止膜４２のエッチング時に、反射防止膜の膜厚と同程
度かそれ以上の膜厚のレジスト膜４３が削られてしま
う。これによって、被加工膜のエッチングに必要なレジ
スト膜の膜厚を確保することができなくなる。この問題
は、近年、光リソグラフィーの限界が近づき、解像性を
増すためにレジスト膜の膜厚を薄くした場合により顕著
になる。
止膜を形成し、レジストパターンをエッチングマスクと
して反射防止膜をエッチングする方法、 ２）アルカリ現像液に可溶な樹脂を用いて反射防止膜を
形成し、パターン露光によってレジスト膜および反射防
止膜に潜像を形成し、これらの潜像を現像処理時に同時
に溶解除去する方法、 ３）露光光に対して吸収性を有する感光性組成物を用い
て反射防止膜を形成し、反射防止膜に対してパターン露
光を行なって反射防止膜に潜像を形成し、この潜像を現
像処理時に溶解除去する方法、 ４）ポリメチルメタクリレート、ポリサルフォンなどの
感光性樹脂を用いて反射防止膜を形成し、ＰＣＭ法（Ｐ
ｏｒｔａｂｌｅ Ｃｏｍｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍａｓｋｉ
ｎｇ）で反射防止膜を現像する方法 しかしながら、上述した従来の方法は、いずれも何等か
の問題を伴なっている。例えば、１）の方法では、図１
（ａ）のように反射防止膜を垂直な形状で加工すること
ができるが、反射防止膜を構成する樹脂膜４２がレジス
ト膜４３と同じ有機系の材料からなるためにエッチング
選択比がとれないという問題が生じる。そのため、反射
防止膜４２のエッチング時に、反射防止膜の膜厚と同程
度かそれ以上の膜厚のレジスト膜４３が削られてしま
う。これによって、被加工膜のエッチングに必要なレジ
スト膜の膜厚を確保することができなくなる。この問題
は、近年、光リソグラフィーの限界が近づき、解像性を
増すためにレジスト膜の膜厚を薄くした場合により顕著
になる。
【０００６】２）の方法では、ドライエッチングで反射
防止膜の所定の領域を除去しないので、レジスト膜の膜
減りを抑えることができる。しかしながら、反射防止膜
４２を現像液で溶解除去する際に現像が等方的に進むた
め、現像処理後の形状が図１（ｂ）のような食われ形状
になる。したがって所望の幅を有する反射防止膜パター
ンが得られないという問題が生じる。
防止膜の所定の領域を除去しないので、レジスト膜の膜
減りを抑えることができる。しかしながら、反射防止膜
４２を現像液で溶解除去する際に現像が等方的に進むた
め、現像処理後の形状が図１（ｂ）のような食われ形状
になる。したがって所望の幅を有する反射防止膜パター
ンが得られないという問題が生じる。
【０００７】また、３）の方法では、露光光を反射防止
膜が吸収するので、反射防止膜４２の底部での感光反応
が十分に進まない。このため、現像処理後には図１
（ｃ）に示すように一層残り４４が生じる。さらに４）
の方法では、従来材料を用いると解像性が低く、サブク
ォーターミクロンより小さいパターンを解像することが
困難で、図１（ｃ）のように一層残り４４が生じた。
膜が吸収するので、反射防止膜４２の底部での感光反応
が十分に進まない。このため、現像処理後には図１
（ｃ）に示すように一層残り４４が生じる。さらに４）
の方法では、従来材料を用いると解像性が低く、サブク
ォーターミクロンより小さいパターンを解像することが
困難で、図１（ｃ）のように一層残り４４が生じた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、垂直
な側壁を有し、断面が矩形の良好な形状を有するパター
ンを形成し得る下層膜用組成物を提供することを目的と
する。
な側壁を有し、断面が矩形の良好な形状を有するパター
ンを形成し得る下層膜用組成物を提供することを目的と
する。
【０００９】また本発明は、下層膜をパターニングする
方法において、その上層のレジストパターンの膜減りを
抑制するとともに、垂直な側壁を有し、断面が矩形の良
好な形状を有するパターンを高い解像度、かつ高い寸法
精度で形成する方法を提供することを目的とする。
方法において、その上層のレジストパターンの膜減りを
抑制するとともに、垂直な側壁を有し、断面が矩形の良
好な形状を有するパターンを高い解像度、かつ高い寸法
精度で形成する方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明（請求項１）は、酸によって分解する置換基
を有し分解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前
記酸を発生する酸発生剤とを含有する下層膜用組成物を
提供する。
に、本発明（請求項１）は、酸によって分解する置換基
を有し分解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前
記酸を発生する酸発生剤とを含有する下層膜用組成物を
提供する。
【００１１】また本発明（請求項２）は、酸によって架
橋する置換基を有する化合物と、前記酸を発生する酸発
生剤とを含有する下層膜用組成物を提供する。
橋する置換基を有する化合物と、前記酸を発生する酸発
生剤とを含有する下層膜用組成物を提供する。
【００１２】また本発明（請求項３）は、酸によって分
解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基を生じる
化合物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含有する組成
物であって、前記組成物は、多環式芳香族炭化水素基を
含む下層膜用組成物を提供する。
解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基を生じる
化合物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含有する組成
物であって、前記組成物は、多環式芳香族炭化水素基を
含む下層膜用組成物を提供する。
【００１３】さらに本発明（請求項６）は、被加工膜上
に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にレジスト膜
を形成する工程と、前記レジスト膜および下層膜をパタ
ーン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜および下
層膜の所定の領域を現像液で現像処理する工程とを具備
し、前記下層膜は、酸の作用によって前記現像液に対す
る溶解性が変化する特性を有し、前記レジスト膜および
下層膜の少なくとも一方は、前記酸を発生する化合物を
含有することを特徴とするパターン形成方法を提供す
る。
に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にレジスト膜
を形成する工程と、前記レジスト膜および下層膜をパタ
ーン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜および下
層膜の所定の領域を現像液で現像処理する工程とを具備
し、前記下層膜は、酸の作用によって前記現像液に対す
る溶解性が変化する特性を有し、前記レジスト膜および
下層膜の少なくとも一方は、前記酸を発生する化合物を
含有することを特徴とするパターン形成方法を提供す
る。
【００１４】またさらに本発明（請求項９）は、被加工
膜上に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にフェノ
ール系樹脂を含有するレジスト膜を形成する工程と、前
記レジスト膜に第１の光を用いてパターン露光する工程
と、前記露光後のレジスト膜を現像処理してレジストパ
ターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマス
クとして用いて前記下層膜に第２の光を照射する工程
と、前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備
し、前記下層膜は、酸によって分解する置換基を有し分
解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前記酸を発
生する酸発生剤とを含有する下層膜用組成物により形成
され、前記下層膜用組成物は、多環式芳香族炭化水素基
を含むことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
膜上に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にフェノ
ール系樹脂を含有するレジスト膜を形成する工程と、前
記レジスト膜に第１の光を用いてパターン露光する工程
と、前記露光後のレジスト膜を現像処理してレジストパ
ターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマス
クとして用いて前記下層膜に第２の光を照射する工程
と、前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備
し、前記下層膜は、酸によって分解する置換基を有し分
解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前記酸を発
生する酸発生剤とを含有する下層膜用組成物により形成
され、前記下層膜用組成物は、多環式芳香族炭化水素基
を含むことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
【００１５】またさらに本発明（請求項１２）は、酸に
よって分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基
を生じる化合物、および前記酸を発生する酸発生剤を含
有する下層膜を被加工膜上に形成する工程と、前記下層
膜上にフェノール系樹脂を含有するレジスト膜を形成す
る工程と、前記レジスト膜に荷電ビームを用いてパター
ン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜を現像処理
してレジストパターンを形成する工程と、前記レジスト
パターンをマスクとして用いて前記下層膜に光を照射す
る工程と、前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを
具備するパターン形成方法を提供する。
よって分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基
を生じる化合物、および前記酸を発生する酸発生剤を含
有する下層膜を被加工膜上に形成する工程と、前記下層
膜上にフェノール系樹脂を含有するレジスト膜を形成す
る工程と、前記レジスト膜に荷電ビームを用いてパター
ン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜を現像処理
してレジストパターンを形成する工程と、前記レジスト
パターンをマスクとして用いて前記下層膜に光を照射す
る工程と、前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを
具備するパターン形成方法を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１７】本発明の第一の下層膜用組成物は、酸によ
り分解する置換基を有する化合物と、この酸を発生する
酸発生剤とを含有する組成物である。本発明の下層膜用
組成物を用いて形成された下層膜は、反射防止膜等のレ
ジストの下層膜として使用しうる。この場合、レジスト
としては、一般的にはポジ型レジストを使用することが
できる。
り分解する置換基を有する化合物と、この酸を発生する
酸発生剤とを含有する組成物である。本発明の下層膜用
組成物を用いて形成された下層膜は、反射防止膜等のレ
ジストの下層膜として使用しうる。この場合、レジスト
としては、一般的にはポジ型レジストを使用することが
できる。
【００１８】本発明の第１の組成物は、酸により分解す
る置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化
合物を含有する。半導体装置の製造において本組成物を
用いて下層膜を形成した場合には、この下層膜の上層に
レジスト膜が形成される。このレジストとしてポジ型レ
ジストを用いる場合には、下層膜中で、酸発生剤から露
光により酸が発生し、この酸が拡散して下層膜中に含有
される該化合物が分解してアルカリ可溶性基を生じる。
こうして、下層膜の露光部がアルカリ水溶液に溶けやす
くなる。
る置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化
合物を含有する。半導体装置の製造において本組成物を
用いて下層膜を形成した場合には、この下層膜の上層に
レジスト膜が形成される。このレジストとしてポジ型レ
ジストを用いる場合には、下層膜中で、酸発生剤から露
光により酸が発生し、この酸が拡散して下層膜中に含有
される該化合物が分解してアルカリ可溶性基を生じる。
こうして、下層膜の露光部がアルカリ水溶液に溶けやす
くなる。
【００１９】本発明で使用しうる酸により分解する置換
基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物
は、溶解抑止剤として作用する。溶解抑止剤としては、
次のような特性を有する化合物を使用することができ
る。すなわち、この化合物は、未露光の状態で前記アル
カリ可溶性樹脂に対して溶解抑止機能を有している。さ
らにこの化合物は、酸の存在下で分解する置換基を有
し、かつ分解後の生成物がアルカリ溶液の作用によっ
て、−Ｏ、−ＣＯＯまたは−ＳＯ3 を生じる化合物であ
る。このような溶解抑止剤としては、例えば、米国特許
第４，４９１，６２８号、同第４，６０３，１０１号、
特開昭６３−２７８２９号等に記載の化合物、または骨
格にカルボン酸基やフェノール性水酸基を有する化合物
であって、そのヒドロキシ末端の一部または全部が酸に
よって分解可能な保護基で置換された化合物が挙げられ
る。この保護基としては、例えば、ｔ−ブチルエステ
ル、ｔ−ブトキシカルボニル、テトラヒドロピラニル、
シリル基、および脂環族基等が挙げられる。かかる化合
物の具体例を以下に列挙する。
基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物
は、溶解抑止剤として作用する。溶解抑止剤としては、
次のような特性を有する化合物を使用することができ
る。すなわち、この化合物は、未露光の状態で前記アル
カリ可溶性樹脂に対して溶解抑止機能を有している。さ
らにこの化合物は、酸の存在下で分解する置換基を有
し、かつ分解後の生成物がアルカリ溶液の作用によっ
て、−Ｏ、−ＣＯＯまたは−ＳＯ3 を生じる化合物であ
る。このような溶解抑止剤としては、例えば、米国特許
第４，４９１，６２８号、同第４，６０３，１０１号、
特開昭６３−２７８２９号等に記載の化合物、または骨
格にカルボン酸基やフェノール性水酸基を有する化合物
であって、そのヒドロキシ末端の一部または全部が酸に
よって分解可能な保護基で置換された化合物が挙げられ
る。この保護基としては、例えば、ｔ−ブチルエステ
ル、ｔ−ブトキシカルボニル、テトラヒドロピラニル、
シリル基、および脂環族基等が挙げられる。かかる化合
物の具体例を以下に列挙する。
【００２０】
【化２】
【００２１】
【化３】
【００２２】
【化４】
【００２３】
【化５】
【００２４】
【化６】
【００２５】
【化７】
【００２６】
【化８】
【００２７】
【化９】
【００２８】
【化１０】
【００２９】
【化１１】
【００３０】なお、これらの化学式中、ｍ，ｎ，ｐおよ
びｑは、重合度または共重合体の組成（重合比率）を示
す。ｍ，ｎ，ｐおよびｑは正の整数である。
びｑは、重合度または共重合体の組成（重合比率）を示
す。ｍ，ｎ，ｐおよびｑは正の整数である。
【００３１】本発明の第１の組成物において、溶解抑止
剤の配合量は、下層膜組成物中の固形分１００重量部に
対して１０重量部以上９９．９９９重量部以下程度とす
ることが好ましい。１０重量部未満の場合には、露光部
と未露光部とのコントラストがとれにくくなり、サブク
ォーターミクロン以下の微細パターンを形成することが
困難となる。一方９９．９９９重量部を越えると、下層
膜中に含まれる酸発生剤の割合が低下しすぎて、溶解抑
止剤がアルカリ可溶性になり難くなるおそれがある。
剤の配合量は、下層膜組成物中の固形分１００重量部に
対して１０重量部以上９９．９９９重量部以下程度とす
ることが好ましい。１０重量部未満の場合には、露光部
と未露光部とのコントラストがとれにくくなり、サブク
ォーターミクロン以下の微細パターンを形成することが
困難となる。一方９９．９９９重量部を越えると、下層
膜中に含まれる酸発生剤の割合が低下しすぎて、溶解抑
止剤がアルカリ可溶性になり難くなるおそれがある。
【００３２】また、本発明において、波長範囲２４０〜
４５０ｎｍの光源を用いて露光する場合には、側鎖に多
環式芳香族炭化水素基が結合した溶解抑止剤を用いるこ
とが好ましい。なお、本発明での多環式芳香族炭化水素
基は、２環以上で置換または非置換のいずれでもよい。
その理由は、多環式芳香族炭化水素基は露光光に対する
吸収性が高く、レジスト膜への露光光の反射を抑制する
からである。これら溶解抑止剤の具体例を以下に示す。
４５０ｎｍの光源を用いて露光する場合には、側鎖に多
環式芳香族炭化水素基が結合した溶解抑止剤を用いるこ
とが好ましい。なお、本発明での多環式芳香族炭化水素
基は、２環以上で置換または非置換のいずれでもよい。
その理由は、多環式芳香族炭化水素基は露光光に対する
吸収性が高く、レジスト膜への露光光の反射を抑制する
からである。これら溶解抑止剤の具体例を以下に示す。
【００３３】
【化１２】
【００３４】さらに、溶解抑止剤としては、下記一般式
（１）で表される構造を有する化合物が最も好ましい。
（１）で表される構造を有する化合物が最も好ましい。
【００３５】
【化１３】
【００３６】上記一般式（１）、Ｒ1 およびＲ2 は同一
でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子またはメチ
ル基；Ｒ3 は酸によって分解してアルカリ可溶性基とな
る保護基；Ｒ4 は置換または非置換の多環式芳香族炭化
水素基であり、ｊおよびｋは正の整数である。
でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子またはメチ
ル基；Ｒ3 は酸によって分解してアルカリ可溶性基とな
る保護基；Ｒ4 は置換または非置換の多環式芳香族炭化
水素基であり、ｊおよびｋは正の整数である。
【００３７】なお、一般式（１）におけるＲ3 として
は、例えば、ｔ−ブチルエステル、ｔ−ブトキシカルボ
ニル、テトラヒドロピラニル、シリル基、脂環族基など
が挙げられる。より具体的には、以下に示す基が挙げら
れる。
は、例えば、ｔ−ブチルエステル、ｔ−ブトキシカルボ
ニル、テトラヒドロピラニル、シリル基、脂環族基など
が挙げられる。より具体的には、以下に示す基が挙げら
れる。
【００３８】
【化１４】
【００３９】こうした保護基Ｒ3 の一般式（１）におけ
る割合（ｊ／（ｊ＋ｋ））をＸとすると、Ｘは、０．０
５＜Ｘ＜０．９５であることが好ましい。Ｘが０．０５
以下の場合には、アルカリ現像液への可溶性が高すぎ
る。一方、０．９５を越えると、アルカリ現像液に溶解
しにくくなり、その結果、レジストパターンが微細にな
ると下層膜の解像性が低下するおそれがある。
る割合（ｊ／（ｊ＋ｋ））をＸとすると、Ｘは、０．０
５＜Ｘ＜０．９５であることが好ましい。Ｘが０．０５
以下の場合には、アルカリ現像液への可溶性が高すぎ
る。一方、０．９５を越えると、アルカリ現像液に溶解
しにくくなり、その結果、レジストパターンが微細にな
ると下層膜の解像性が低下するおそれがある。
【００４０】以下に、前記一般式（１）で表わされる構
造を有する化合物の例を示す。
造を有する化合物の例を示す。
【００４１】
【化１５】
【００４２】
【化１６】
【００４３】
【化１７】
【００４４】
【化１８】
【００４５】
【化１９】
【００４６】本発明の第１の組成物に配合され得る酸発
生剤としては、パターン露光時に酸を発生させ、溶解抑
止基をアルカリ可溶性にせしめるものであれば特に限定
されることはなく、例えば以下に示す化合物が挙げられ
る。フェニルメチルスルフォン、エチルフェニルスルフ
ォン、フェニルプロピルスルフォン、メチルベンジルス
ルフォン、ベンジルスルフォン、ジベンジルスルフォ
ン、メチルスルフォン、エチルスルフォン、ブチルスル
フォン、メチルエチルスルフォン、メチルスルフォニル
アセトニトリル、フェニルスルフォニルアセトニトリ
ル、トルエンスルフォニルアセトニトリル、ベンジルフ
ェニルスルフォン、ニトロフェニルスルフォニルアセト
ニトリル、フロロフェニルスルフォニルアセトニトリ
ル、クロロフェニルスルフォニルアセトニトリル、メト
キシフェニルスルフォニルアセトニトリル、α−メチル
フェニルスルフォニルアセトニトリル、エチルスルフォ
ニルアセトニトリル、メチルチオメチル−ｐ−トルイル
スルフォン、フェニルスルフォニルアセトフェノン、フ
ェニルスルホニルプロピオニトリル、フェニルスルフォ
ニルプロピオン酸及びそのエステル化合物、ブロモメチ
ル−２−（フェニルスルホニルメチル）ベンゼン、ナフ
チルメチルスルフォン、１−メチル−２−（（フェニル
スルフォニル）メチル）ベンゼン、トリメチル−３−
（フェニルスルフォニル）オルトプロピオネート、ビス
（フェニルスルフォニル）メタン、ビス（メチルスルフ
ォニル）メタン、ビス（エチルスルフォニル）メタン、
（メチルスルフォニル）（フェニルスルフォニル）メタ
ン、フェニルスルフォニルアセトフェノン、メチルスル
フォニルアセトフェノン、トリス（フェニルスルフォニ
ル）メタン、フェニルチオ−ビス（フェニルスルフォニ
ル）−メタン、フェニルメルカプト−ビス（メチルスル
フォニル）−メタン、トリス（メチルスルフォニル）メ
タン、トリス（エチルスルフォニル）メタン、ビス（フ
ェニルスルフォニル）−メチルスルフォニル−メタン、
ビス（メチルスルフォニル）−フェニルスルフォニル−
メタン、フェニルスルフォニル−エチルスルフォニル−
メチルスルフォニル−メタン、トリス（４−ニトロフェ
ニルスルフォニル）メタン、トリス（２，４−ニトロフ
ェニルスルフォニル）メタン、ビス（フェニルスルフォ
ニル）−（４−ニトロフェニルスルフォニル）−メタ
ン、ビス（フェニルスルフォニル）−（３−ニトロフェ
ニルスルフォニル）−メタン、ビス（フェニルスルフォ
ニル）−（３−ニトロフェニルスルフォニル）−メタ
ン、ビス（フェニルスルフォニル）−（２−ニトロフェ
ニルスルフォニル）−メタン、ビス（メチルスルフォニ
ル）−（４−フロロフェニルスルフォニル）−メタン、
ビス（フェニルスルフォニル）−（４−クロロフェニル
スルフォニル）−メタン、ビス（フェニルスルフォニ
ル）−（４−フロロフェニルスルフォニル）−メタン、
１，１，１−トリス（フェニルスルフォニル）エタン等
が挙げられる。
生剤としては、パターン露光時に酸を発生させ、溶解抑
止基をアルカリ可溶性にせしめるものであれば特に限定
されることはなく、例えば以下に示す化合物が挙げられ
る。フェニルメチルスルフォン、エチルフェニルスルフ
ォン、フェニルプロピルスルフォン、メチルベンジルス
ルフォン、ベンジルスルフォン、ジベンジルスルフォ
ン、メチルスルフォン、エチルスルフォン、ブチルスル
フォン、メチルエチルスルフォン、メチルスルフォニル
アセトニトリル、フェニルスルフォニルアセトニトリ
ル、トルエンスルフォニルアセトニトリル、ベンジルフ
ェニルスルフォン、ニトロフェニルスルフォニルアセト
ニトリル、フロロフェニルスルフォニルアセトニトリ
ル、クロロフェニルスルフォニルアセトニトリル、メト
キシフェニルスルフォニルアセトニトリル、α−メチル
フェニルスルフォニルアセトニトリル、エチルスルフォ
ニルアセトニトリル、メチルチオメチル−ｐ−トルイル
スルフォン、フェニルスルフォニルアセトフェノン、フ
ェニルスルホニルプロピオニトリル、フェニルスルフォ
ニルプロピオン酸及びそのエステル化合物、ブロモメチ
ル−２−（フェニルスルホニルメチル）ベンゼン、ナフ
チルメチルスルフォン、１−メチル−２−（（フェニル
スルフォニル）メチル）ベンゼン、トリメチル−３−
（フェニルスルフォニル）オルトプロピオネート、ビス
（フェニルスルフォニル）メタン、ビス（メチルスルフ
ォニル）メタン、ビス（エチルスルフォニル）メタン、
（メチルスルフォニル）（フェニルスルフォニル）メタ
ン、フェニルスルフォニルアセトフェノン、メチルスル
フォニルアセトフェノン、トリス（フェニルスルフォニ
ル）メタン、フェニルチオ−ビス（フェニルスルフォニ
ル）−メタン、フェニルメルカプト−ビス（メチルスル
フォニル）−メタン、トリス（メチルスルフォニル）メ
タン、トリス（エチルスルフォニル）メタン、ビス（フ
ェニルスルフォニル）−メチルスルフォニル−メタン、
ビス（メチルスルフォニル）−フェニルスルフォニル−
メタン、フェニルスルフォニル−エチルスルフォニル−
メチルスルフォニル−メタン、トリス（４−ニトロフェ
ニルスルフォニル）メタン、トリス（２，４−ニトロフ
ェニルスルフォニル）メタン、ビス（フェニルスルフォ
ニル）−（４−ニトロフェニルスルフォニル）−メタ
ン、ビス（フェニルスルフォニル）−（３−ニトロフェ
ニルスルフォニル）−メタン、ビス（フェニルスルフォ
ニル）−（３−ニトロフェニルスルフォニル）−メタ
ン、ビス（フェニルスルフォニル）−（２−ニトロフェ
ニルスルフォニル）−メタン、ビス（メチルスルフォニ
ル）−（４−フロロフェニルスルフォニル）−メタン、
ビス（フェニルスルフォニル）−（４−クロロフェニル
スルフォニル）−メタン、ビス（フェニルスルフォニ
ル）−（４−フロロフェニルスルフォニル）−メタン、
１，１，１−トリス（フェニルスルフォニル）エタン等
が挙げられる。
【００４７】さらに、下記化学式で表わされる化合物を
用いることも可能である。
用いることも可能である。
【００４８】
【化２０】
【００４９】
【化２１】
【００５０】
【化２２】
【００５１】
【化２３】
【００５２】
【化２４】
【００５３】
【化２５】
【００５４】
【化２６】
【００５５】
【化２７】
【００５６】
【化２８】
【００５７】
【化２９】
【００５８】
【化３０】
【００５９】
【化３１】
【００６０】
【化３２】
【００６１】
【化３３】
【００６２】
【化３４】
【００６３】
【化３５】
【００６４】これらの酸発生剤の配合量は、下層膜用組
成物中の固形分１００重量部に対して、０．００１重量
部〜４０重量部であることが好ましい。０．００１重量
部未満では、下層膜中の溶解抑止剤が十分に分解せず、
解像性が低下するおそれがある。一方、４０重量部を越
えると、下層膜の塗布特性が劣化する傾向があるためで
ある。
成物中の固形分１００重量部に対して、０．００１重量
部〜４０重量部であることが好ましい。０．００１重量
部未満では、下層膜中の溶解抑止剤が十分に分解せず、
解像性が低下するおそれがある。一方、４０重量部を越
えると、下層膜の塗布特性が劣化する傾向があるためで
ある。
【００６５】本発明の第１の組成物には、上述した成分
に加えてアルカリ可溶性樹脂が配合されていてもよい。
アルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ現像液（例え
ば、２．３８重量％テトラメチルアンモニウムヒドキサ
イド水溶液等）に対して溶解速度０．１〜５００ｎｍ／
ｓｅｃの範囲にあるものが好ましい。
に加えてアルカリ可溶性樹脂が配合されていてもよい。
アルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ現像液（例え
ば、２．３８重量％テトラメチルアンモニウムヒドキサ
イド水溶液等）に対して溶解速度０．１〜５００ｎｍ／
ｓｅｃの範囲にあるものが好ましい。
【００６６】一般的には、アルカリ可溶性樹脂としてフ
ェノール系樹脂を用いることができる。フェノール系樹
脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレ
ゾールノボラック樹脂、キシレノールノボラック樹脂、
ビニルフェノール樹脂、イソプロピニルフェノール樹
脂；ビニルフェノールとアクリル酸、メタクリル酸誘導
体、アクリロニトリル、またはスチレン誘導体等との共
重合体；イソプロペニルフェノールと、アクリル酸、メ
タクリル酸誘導体、アクリロニトリル、またはスチレン
誘導体等との共重合体が挙げられる。より具体的には、
ポリ（ｐ−ビニルフェノール）、ｐ−イソプロペニルフ
ェノールとアクリロニトリルとの共重合体、ｐ−イソプ
ロペニルフェノールとスチレンとの共重合体、ｐ−ビニ
ルフェノールとメチルメタクリレートとの共重合体、ｐ
−ビニルフェノールとスチレンとの共重合体を挙げるこ
とができる。
ェノール系樹脂を用いることができる。フェノール系樹
脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレ
ゾールノボラック樹脂、キシレノールノボラック樹脂、
ビニルフェノール樹脂、イソプロピニルフェノール樹
脂；ビニルフェノールとアクリル酸、メタクリル酸誘導
体、アクリロニトリル、またはスチレン誘導体等との共
重合体；イソプロペニルフェノールと、アクリル酸、メ
タクリル酸誘導体、アクリロニトリル、またはスチレン
誘導体等との共重合体が挙げられる。より具体的には、
ポリ（ｐ−ビニルフェノール）、ｐ−イソプロペニルフ
ェノールとアクリロニトリルとの共重合体、ｐ−イソプ
ロペニルフェノールとスチレンとの共重合体、ｐ−ビニ
ルフェノールとメチルメタクリレートとの共重合体、ｐ
−ビニルフェノールとスチレンとの共重合体を挙げるこ
とができる。
【００６７】また、フェノールを側鎖に有するポリシロ
キサン、ポリシラン；またはケイ素を側鎖に有するフェ
ノールから合成されたノボラック樹脂等のケイ素含有ア
ルカリ可溶性重合体を用いることができる。
キサン、ポリシラン；またはケイ素を側鎖に有するフェ
ノールから合成されたノボラック樹脂等のケイ素含有ア
ルカリ可溶性重合体を用いることができる。
【００６８】これらの重合体以外にも、前述したアルカ
リ可溶性樹脂に類似したものを挙げることができる。具
体例として、フェノール誘導体をホルムアルデヒドを用
いて酸性条件下で重縮合したノボラック樹脂であって、
キシレノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、
ハロゲン化フェノール、ナフトール等を骨格中に含む重
合体を挙げることができる。また、メラミン−ホルムア
ルデヒド樹脂、ポリ４−ヒドロキシマレイミド、ビニル
フェノールとアクリル酸との共重合体、ビニルフェノー
ルとメタクリル酸との共重合体、ビニル系化合物とポリ
アクリル酸との共重合体、ビニル系化合物とメタクリル
酸との共重合体、およびポリイミド前駆体（ポリアミド
酸）等が挙げられる。
リ可溶性樹脂に類似したものを挙げることができる。具
体例として、フェノール誘導体をホルムアルデヒドを用
いて酸性条件下で重縮合したノボラック樹脂であって、
キシレノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、
ハロゲン化フェノール、ナフトール等を骨格中に含む重
合体を挙げることができる。また、メラミン−ホルムア
ルデヒド樹脂、ポリ４−ヒドロキシマレイミド、ビニル
フェノールとアクリル酸との共重合体、ビニルフェノー
ルとメタクリル酸との共重合体、ビニル系化合物とポリ
アクリル酸との共重合体、ビニル系化合物とメタクリル
酸との共重合体、およびポリイミド前駆体（ポリアミド
酸）等が挙げられる。
【００６９】本発明においては、波長範囲２４０〜４５
０ｎｍの光源を用いて露光する場合は、主鎖または側鎖
に多環式芳香族炭化水素基が結合したアルカリ可溶性樹
脂を用いることが好ましい。その理由は、多環式芳香族
炭化水素基が露光光に対する吸収性が高く、レジストへ
の露光光の反射を確実に抑制するからである。これらア
ルカリ可溶性樹脂の具体例を以下に示す。
０ｎｍの光源を用いて露光する場合は、主鎖または側鎖
に多環式芳香族炭化水素基が結合したアルカリ可溶性樹
脂を用いることが好ましい。その理由は、多環式芳香族
炭化水素基が露光光に対する吸収性が高く、レジストへ
の露光光の反射を確実に抑制するからである。これらア
ルカリ可溶性樹脂の具体例を以下に示す。
【００７０】
【化３６】
【００７１】
【化３７】
【００７２】
【化３８】
【００７３】なお、これらの化学式中、ｍおよびｎは、
重合度または共重合体の組成（重合比率）を示す。ｍお
よびｎは正の整数である。
重合度または共重合体の組成（重合比率）を示す。ｍお
よびｎは正の整数である。
【００７４】これらのアルカリ可溶性樹脂は、単独であ
るいは２種以上の混合物の形で使用され得る。
るいは２種以上の混合物の形で使用され得る。
【００７５】これらのアルカリ可溶性樹脂が使用される
場合、その配合量は、好ましくは、前記溶解抑止剤１重
量部に対して５０重量部未満であることが好ましい。ア
ルカリ可溶性樹脂の配合量が５０重量部以上であると、
下層膜の解像性が劣化するおそれがある。なお、上述し
た溶解抑止剤が、アルカリ可溶性の高分子化合物である
場合には、この溶解抑止剤を下層膜用組成物における樹
脂成分、すなわちアルカリ可溶性樹脂として兼用するこ
とができる。
場合、その配合量は、好ましくは、前記溶解抑止剤１重
量部に対して５０重量部未満であることが好ましい。ア
ルカリ可溶性樹脂の配合量が５０重量部以上であると、
下層膜の解像性が劣化するおそれがある。なお、上述し
た溶解抑止剤が、アルカリ可溶性の高分子化合物である
場合には、この溶解抑止剤を下層膜用組成物における樹
脂成分、すなわちアルカリ可溶性樹脂として兼用するこ
とができる。
【００７６】本発明の第１の組成物は、酸により分解す
る置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化
合物と、酸発生剤と、必要に応じてアルカリ可溶性樹脂
を有機溶媒に溶解し、これを濾過することによって調製
することができる。かかる有機溶媒としては、例えばシ
クロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、メチルセロソル
ブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテート、ブチルセロソルブアセテート等のセロスルブ
系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、γ
−ブチルラクトン等のエステル系溶媒、ジメチルスルホ
キシド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン
等を挙げることができる。これらの有機溶剤は、単独で
使用しても、混合物の形で使用してもよい。また、これ
らにイソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール、キ
シレン、トルエンまたはを適量含んでいてもよい。
る置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化
合物と、酸発生剤と、必要に応じてアルカリ可溶性樹脂
を有機溶媒に溶解し、これを濾過することによって調製
することができる。かかる有機溶媒としては、例えばシ
クロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、メチルセロソル
ブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテート、ブチルセロソルブアセテート等のセロスルブ
系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、γ
−ブチルラクトン等のエステル系溶媒、ジメチルスルホ
キシド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン
等を挙げることができる。これらの有機溶剤は、単独で
使用しても、混合物の形で使用してもよい。また、これ
らにイソプロピルアルコール等の脂肪族アルコール、キ
シレン、トルエンまたはを適量含んでいてもよい。
【００７７】以上のようにして調製した溶液材料をスピ
ンコーテング法等でウェハー基板上に塗布し、ベークし
て溶剤を気化乾燥させることによって、下層膜を形成す
ることができる。
ンコーテング法等でウェハー基板上に塗布し、ベークし
て溶剤を気化乾燥させることによって、下層膜を形成す
ることができる。
【００７８】本発明の第２の組成物は、酸により架橋す
る置換基を有する化合物と、この酸を発生する酸発生剤
とを含有する。半導体装置の製造において本組成物を用
いて下層膜を形成した場合には、この下層膜の上層にレ
ジスト膜が形成される。このレジストとしては、一般的
にはネガ型レジストを使用することができる。
る置換基を有する化合物と、この酸を発生する酸発生剤
とを含有する。半導体装置の製造において本組成物を用
いて下層膜を形成した場合には、この下層膜の上層にレ
ジスト膜が形成される。このレジストとしては、一般的
にはネガ型レジストを使用することができる。
【００７９】本発明の第２の組成物には、露光により酸
を発生する酸発生剤が含有されているので、下層膜の所
定の領域に露光を施すと、露光部の下層膜中では酸発生
剤から酸が発生する。この酸が下層膜の底部まで拡散し
て、下層膜に含有されている酸架橋性化合物が架橋し、
それによって下層膜の露光部がアルカリ水溶液に溶けに
くくなる。
を発生する酸発生剤が含有されているので、下層膜の所
定の領域に露光を施すと、露光部の下層膜中では酸発生
剤から酸が発生する。この酸が下層膜の底部まで拡散し
て、下層膜に含有されている酸架橋性化合物が架橋し、
それによって下層膜の露光部がアルカリ水溶液に溶けに
くくなる。
【００８０】酸発生剤としては、上述した第１の組成物
で説明したものと同様の化合物が挙げられる。さらに、
第１の組成物の場合と同様に、第２の組成物中にも、ア
ルカリ可溶性樹脂を含有させることができる。
で説明したものと同様の化合物が挙げられる。さらに、
第１の組成物の場合と同様に、第２の組成物中にも、ア
ルカリ可溶性樹脂を含有させることができる。
【００８１】本発明の第２の組成物で使用し得る、酸に
より架橋する置換基を有する化合物としては、例えば、
アミノプラスト樹脂が使用され得る。このアミノプラス
ト樹脂としては、例えば、メラミン−ホルムアルデヒド
樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、グリコール−ホル
ムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂等が挙げられる。これらは、単独または２種以上
の混合物で使用され得る。入手可能なアミノプラスト樹
脂としては、例えば、Ｃｙｍｅｌ Ｂｅｅｔｌｅシリー
ズ（アメリカンサイナミド社製）等が知られている。
より架橋する置換基を有する化合物としては、例えば、
アミノプラスト樹脂が使用され得る。このアミノプラス
ト樹脂としては、例えば、メラミン−ホルムアルデヒド
樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、グリコール−ホル
ムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂等が挙げられる。これらは、単独または２種以上
の混合物で使用され得る。入手可能なアミノプラスト樹
脂としては、例えば、Ｃｙｍｅｌ Ｂｅｅｔｌｅシリー
ズ（アメリカンサイナミド社製）等が知られている。
【００８２】本発明の第２の組成物において、上述した
ような酸架橋性の化合物の配合量は、下層膜組成物中の
固形分１００重量部に対して１０重量部以上９９．９９
９重量部以下程度とすることが好ましい。１０重量部未
満の場合には、架橋が不十分で異方性をもたせて下層膜
をパターニングすることが困難となる。一方９９．９９
９重量部を越えると下層膜中に含まれる酸発生剤の割合
が低下し、架橋が起こり難くなる。その結果、異方性を
もたせて下層膜をパターニングすることが困難になるお
それがある。
ような酸架橋性の化合物の配合量は、下層膜組成物中の
固形分１００重量部に対して１０重量部以上９９．９９
９重量部以下程度とすることが好ましい。１０重量部未
満の場合には、架橋が不十分で異方性をもたせて下層膜
をパターニングすることが困難となる。一方９９．９９
９重量部を越えると下層膜中に含まれる酸発生剤の割合
が低下し、架橋が起こり難くなる。その結果、異方性を
もたせて下層膜をパターニングすることが困難になるお
それがある。
【００８３】本発明の第２の組成物にアルカリ可溶性樹
脂が配合される場合、その配合量は、酸により架橋する
置換基を有する化合物１重量部に対して５０重量部未満
とすることが望まれる。アルカリ可溶性樹脂の配合量が
５０重量部以上の場合には、未露光部の溶解速度が速す
ぎて、コントラストが低下するおそれがある。
脂が配合される場合、その配合量は、酸により架橋する
置換基を有する化合物１重量部に対して５０重量部未満
とすることが望まれる。アルカリ可溶性樹脂の配合量が
５０重量部以上の場合には、未露光部の溶解速度が速す
ぎて、コントラストが低下するおそれがある。
【００８４】第２の組成物は、酸により架橋する置換基
を有する化合物と、酸発生剤と、必要に応じてアルカリ
可溶性樹脂を有機溶媒に溶解して、前述の第１の組成物
の場合と同様にして調製することができる。
を有する化合物と、酸発生剤と、必要に応じてアルカリ
可溶性樹脂を有機溶媒に溶解して、前述の第１の組成物
の場合と同様にして調製することができる。
【００８５】本発明の第３の組成物は、酸により分解す
る置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化
合物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含有する組成物
であって、多環式芳香族炭化水素基を含有する組成物で
ある。
る置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化
合物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含有する組成物
であって、多環式芳香族炭化水素基を含有する組成物で
ある。
【００８６】本発明の第３の組成物において、酸により
分解する置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生
じる化合物としては、上述した第１の組成物で説明した
化合物を用いることができる。また、酸発生剤について
も、上述と同様の化合物を用いることができる。
分解する置換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生
じる化合物としては、上述した第１の組成物で説明した
化合物を用いることができる。また、酸発生剤について
も、上述と同様の化合物を用いることができる。
【００８７】多環式芳香族炭化水素基は、溶解抑止剤、
アルカリ可溶性樹脂および酸発生剤とは別個の成分中に
含有されていてもよい。すなわち、第３の組成物は、溶
解抑止剤および酸発生剤に加えて、多環式芳香族炭化水
素基を有する化合物をさらに含有する３成分の組成物と
することができる。多環式芳香族炭化水素基を有する化
合物としては、例えば、アントラセン、ナフタセン、ナ
フタレン、フェナントレン、およびこれらの化合物に−
ＣＨ3 、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−Ｃｌ、−ＮＯ2 、−Ｎ
Ｈ2 、−ＣＨＯ、−ＣＯＣＨ3 、−ＯＨ等の置換基が置
換した置換体、スレンレッド５ＧＫ、スレンブラウン
Ｒ、スレンレッドバイオレットＲＰＫ、スレンブリリア
ントグリーンＢ等のアントラキノン系染料を挙げること
ができる。これらの化合物の含有量は、下層膜組成物中
の固形成分１００重量部に対して０．１〜９５重量部の
範囲が好ましい。その理由は、０．１重量部以下であれ
ばレジストを露光した際に反射防止膜として作用するた
めに必要な、波長２４０〜４５０ｎｍの光に対する吸収
性を得ることができず、９５重量部以上であれば露光部
を選択的にアルカリ溶液で溶解除去する際にコントラス
トが低下して現像後に良好な形状を得ることができない
からである。
アルカリ可溶性樹脂および酸発生剤とは別個の成分中に
含有されていてもよい。すなわち、第３の組成物は、溶
解抑止剤および酸発生剤に加えて、多環式芳香族炭化水
素基を有する化合物をさらに含有する３成分の組成物と
することができる。多環式芳香族炭化水素基を有する化
合物としては、例えば、アントラセン、ナフタセン、ナ
フタレン、フェナントレン、およびこれらの化合物に−
ＣＨ3 、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−Ｃｌ、−ＮＯ2 、−Ｎ
Ｈ2 、−ＣＨＯ、−ＣＯＣＨ3 、−ＯＨ等の置換基が置
換した置換体、スレンレッド５ＧＫ、スレンブラウン
Ｒ、スレンレッドバイオレットＲＰＫ、スレンブリリア
ントグリーンＢ等のアントラキノン系染料を挙げること
ができる。これらの化合物の含有量は、下層膜組成物中
の固形成分１００重量部に対して０．１〜９５重量部の
範囲が好ましい。その理由は、０．１重量部以下であれ
ばレジストを露光した際に反射防止膜として作用するた
めに必要な、波長２４０〜４５０ｎｍの光に対する吸収
性を得ることができず、９５重量部以上であれば露光部
を選択的にアルカリ溶液で溶解除去する際にコントラス
トが低下して現像後に良好な形状を得ることができない
からである。
【００８８】本発明の第３の組成物において、多環式芳
香族炭化水素基は、樹脂の主鎖または側鎖に結合した形
で含有されていることが好ましい。その理由は、下層膜
上にレジスト溶液を塗布後、ベーキングを行なった時
に、多環式芳香族炭化水素基を有する化合物がレジスト
に拡散して、レジストの解像性を劣化させるおそれがあ
るためである。
香族炭化水素基は、樹脂の主鎖または側鎖に結合した形
で含有されていることが好ましい。その理由は、下層膜
上にレジスト溶液を塗布後、ベーキングを行なった時
に、多環式芳香族炭化水素基を有する化合物がレジスト
に拡散して、レジストの解像性を劣化させるおそれがあ
るためである。
【００８９】多環式芳香族炭化水素基を有する樹脂とし
ては、例えば上述したアルカリ可溶性樹脂（化合物（ｐ
−１）〜（ｐ−１７））、および第１の組成物で配合さ
れ得る溶解抑止剤（化合物（ｉ−５４）〜（ｉ−７
４））を挙げることができる。
ては、例えば上述したアルカリ可溶性樹脂（化合物（ｐ
−１）〜（ｐ−１７））、および第１の組成物で配合さ
れ得る溶解抑止剤（化合物（ｉ−５４）〜（ｉ−７
４））を挙げることができる。
【００９０】第３の組成物は、波長範囲２４０〜４５０
ｎｍの光に対する吸収性が高い多環式芳香族炭化水素基
を有する化合物を含有しているので、露光光のレジスト
への反射を確実に抑えることが可能となる。したがっ
て、第３の組成物は、波長範囲２４０〜４５０ｎｍの光
を用いてレジストパターンを形成する場合の反射防止膜
として、特に好ましく用いることができる。
ｎｍの光に対する吸収性が高い多環式芳香族炭化水素基
を有する化合物を含有しているので、露光光のレジスト
への反射を確実に抑えることが可能となる。したがっ
て、第３の組成物は、波長範囲２４０〜４５０ｎｍの光
を用いてレジストパターンを形成する場合の反射防止膜
として、特に好ましく用いることができる。
【００９１】しかも、第３の組成物中に含有される多環
式芳香族炭化水素基を有する化合物は、波長範囲１５０
〜２３０ｎｍの光に対して高い透明性を有している。し
たがって、この範囲の波長を有する光を用いて、下層膜
のパターン露光を行なうことによって、下層膜の底部ま
で感光させることができる。
式芳香族炭化水素基を有する化合物は、波長範囲１５０
〜２３０ｎｍの光に対して高い透明性を有している。し
たがって、この範囲の波長を有する光を用いて、下層膜
のパターン露光を行なうことによって、下層膜の底部ま
で感光させることができる。
【００９２】このような理由から、酸により分解する置
換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物
として、前述の一般式（１）で表わされる化合物を用い
ることが好ましい。具体的には、第１の組成物で配合さ
れ得る溶解抑止剤（化合物（ｉ−５９）〜（ｉ−７
４））を、第３の組成物に配合することが望まれる。
換基を有し、分解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物
として、前述の一般式（１）で表わされる化合物を用い
ることが好ましい。具体的には、第１の組成物で配合さ
れ得る溶解抑止剤（化合物（ｉ−５９）〜（ｉ−７
４））を、第３の組成物に配合することが望まれる。
【００９３】第３の組成物は、多環式芳香族炭化水素基
を含む化合物または、多環式芳香族炭化水素基を有する
溶解抑止剤を配合する以外は、上述した第１の組成物と
同様にして調製することができる。
を含む化合物または、多環式芳香族炭化水素基を有する
溶解抑止剤を配合する以外は、上述した第１の組成物と
同様にして調製することができる。
【００９４】次に本発明のパターン形成方法について説
明する。
明する。
【００９５】本発明の第１のパターン形成方法は、被加
工膜上に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にレジ
スト膜を形成する工程と、前記レジスト膜および下層膜
をパターン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜お
よび下層膜の所定の領域を現像液で現像処理する工程と
を具備し、前記下層膜は、酸の作用によって前記現像液
に対する溶解性が変化する特性を有し、前記レジスト膜
および下層膜の少なくとも一方は、前記酸を発生する化
合物を含有することを特徴とする。
工膜上に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にレジ
スト膜を形成する工程と、前記レジスト膜および下層膜
をパターン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜お
よび下層膜の所定の領域を現像液で現像処理する工程と
を具備し、前記下層膜は、酸の作用によって前記現像液
に対する溶解性が変化する特性を有し、前記レジスト膜
および下層膜の少なくとも一方は、前記酸を発生する化
合物を含有することを特徴とする。
【００９６】本発明の第１のパターン形成方法におい
て、被加工膜としては、酸化シリコン膜；窒化シリコン
膜；酸窒化シリコン膜、スピンオングラス；マスク等の
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、タングステンシ
リサイド、コバルトシリサイド、ルテニウムなどの配線
材料や電極材料が挙げられるがこれに限定されることは
ない。
て、被加工膜としては、酸化シリコン膜；窒化シリコン
膜；酸窒化シリコン膜、スピンオングラス；マスク等の
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、タングステンシ
リサイド、コバルトシリサイド、ルテニウムなどの配線
材料や電極材料が挙げられるがこれに限定されることは
ない。
【００９７】こうした被加工膜上に形成される下層膜
は、現像液に対する溶解性が酸の作用によって変化する
という特性を有している。具体的には、下層膜は、酸に
より分解する基または酸により架橋する基を含有する下
層膜用組成物によって形成される。
は、現像液に対する溶解性が酸の作用によって変化する
という特性を有している。具体的には、下層膜は、酸に
より分解する基または酸により架橋する基を含有する下
層膜用組成物によって形成される。
【００９８】酸により分解する基を有する下層膜用組成
物としては、例えば、本発明の第１の下層膜用組成物を
用いることができる。すなわち、酸により分解する置換
基を有する化合物と、この酸を発生する酸発生剤とを含
有する組成物である。この場合には、ポジ型のレジスト
組成物を用いて下層膜上にレジスト膜を形成することが
できる。
物としては、例えば、本発明の第１の下層膜用組成物を
用いることができる。すなわち、酸により分解する置換
基を有する化合物と、この酸を発生する酸発生剤とを含
有する組成物である。この場合には、ポジ型のレジスト
組成物を用いて下層膜上にレジスト膜を形成することが
できる。
【００９９】本発明の第１の組成物とポジ型レジスト組
成物とを用いて、本発明の第１の方法によりパターンを
形成する工程を、図面を参照して以下に詳細に説明す
る。
成物とを用いて、本発明の第１の方法によりパターンを
形成する工程を、図面を参照して以下に詳細に説明す
る。
【０１００】図２は、本発明の第１のパターン形成方法
の工程の一例を示す断面図である。
の工程の一例を示す断面図である。
【０１０１】まず、図２（ａ）に示すように、基板上に
形成された被加工膜１上に、下層膜２ａを形成する。下
層膜は、上述したような組成物を、例えばスピンコート
法、ディップ法等によって被加工膜１上に塗布した後、
必要に応じて所定の温度でベーキングすることによって
形成することができる。
形成された被加工膜１上に、下層膜２ａを形成する。下
層膜は、上述したような組成物を、例えばスピンコート
法、ディップ法等によって被加工膜１上に塗布した後、
必要に応じて所定の温度でベーキングすることによって
形成することができる。
【０１０２】次いで、図２（ｂ）に示すように、下層膜
２ａ上にレジスト膜３ａを形成する。レジスト膜を形成
するためのレジスト組成物としては、可視光、紫外光な
どの露光によりパターニング可能な組成物であれば特に
限定はされない。ポジ型のレジスト組成物としては、例
えば、ナフトキノンジアジドとノボラック樹脂とを含有
するレジスト組成物（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
と酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物（Ａ
ＰＥＸ−Ｅ、シップレー社製）、およびターシャリブチ
ルメタクリレートを共重合させたポリビニルフェノール
樹脂と酸発生剤とを含有するレジスト組成物（ＵＶIIＨ
Ｓ、シップレー社製）などが挙げられるが、これらに限
定されることはない。
２ａ上にレジスト膜３ａを形成する。レジスト膜を形成
するためのレジスト組成物としては、可視光、紫外光な
どの露光によりパターニング可能な組成物であれば特に
限定はされない。ポジ型のレジスト組成物としては、例
えば、ナフトキノンジアジドとノボラック樹脂とを含有
するレジスト組成物（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
と酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物（Ａ
ＰＥＸ−Ｅ、シップレー社製）、およびターシャリブチ
ルメタクリレートを共重合させたポリビニルフェノール
樹脂と酸発生剤とを含有するレジスト組成物（ＵＶIIＨ
Ｓ、シップレー社製）などが挙げられるが、これらに限
定されることはない。
【０１０３】上述したようなレジスト組成物を、スピン
コート法、ディップ法等の方法で下層膜２ａ上に塗布
し、必要に応じて所定温度でベーキングを行なうことに
よって、レジスト膜３ａが形成される。
コート法、ディップ法等の方法で下層膜２ａ上に塗布
し、必要に応じて所定温度でベーキングを行なうことに
よって、レジスト膜３ａが形成される。
【０１０４】こうして形成されたレジスト膜３ａおよび
下層膜２ａに対し、図２（ｃ）に示すようにパターン露
光を行なう。すなわち、所望のパターンを有するマスク
を介して、露光光４をレジスト膜３ａおよび下層膜２ａ
に照射する。露光光４としては、可視光、紫外光等を好
適に使用することができる。紫外光を照射するための光
源としては、例えば水銀灯、ＸｅＦ（波長＝３５１ｎ
ｍ）、ＸｅＣｌ（波長＝３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（波長＝
２４８ｎｍ）、ＫｒＣｌ（波長＝２２２ｎｍ）、ＡｒＦ
（波長＝１９３ｎｍ）、およびＦ2 （波長＝１５１ｎ
ｍ）等のエキシマレーザーが挙げられる。また、電子ビ
ーム、イオンビーム、またはＸ線を用いてパターン露光
を行なってもよい。
下層膜２ａに対し、図２（ｃ）に示すようにパターン露
光を行なう。すなわち、所望のパターンを有するマスク
を介して、露光光４をレジスト膜３ａおよび下層膜２ａ
に照射する。露光光４としては、可視光、紫外光等を好
適に使用することができる。紫外光を照射するための光
源としては、例えば水銀灯、ＸｅＦ（波長＝３５１ｎ
ｍ）、ＸｅＣｌ（波長＝３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（波長＝
２４８ｎｍ）、ＫｒＣｌ（波長＝２２２ｎｍ）、ＡｒＦ
（波長＝１９３ｎｍ）、およびＦ2 （波長＝１５１ｎ
ｍ）等のエキシマレーザーが挙げられる。また、電子ビ
ーム、イオンビーム、またはＸ線を用いてパターン露光
を行なってもよい。
【０１０５】こうしたパターン露光によって、下層膜２
ａの露光部においては酸発生剤から酸が発生し、この酸
が、下層膜中に含有される溶解抑止剤（酸で分解しうる
置換基を有する化合物）と反応する。
ａの露光部においては酸発生剤から酸が発生し、この酸
が、下層膜中に含有される溶解抑止剤（酸で分解しうる
置換基を有する化合物）と反応する。
【０１０６】露光後のレジスト膜３ａおよび下層膜２ａ
に対しては、ベーキングを行なうことが好ましい。これ
によって、下層膜２ａ中で酸発生剤から発生した酸は下
層膜の底部まで拡散し、レジスト膜３ａおよび下層膜２
ａに潜像５ａが形成される。
に対しては、ベーキングを行なうことが好ましい。これ
によって、下層膜２ａ中で酸発生剤から発生した酸は下
層膜の底部まで拡散し、レジスト膜３ａおよび下層膜２
ａに潜像５ａが形成される。
【０１０７】潜像が形成された後、レジスト膜３ａおよ
び下層膜２ａを所定の現像液で現像することにより、こ
れらの膜の潜像部分が溶解除去され、図２（ｄ）に示す
ようなパターンが形成される。ここで使用される現像液
は、レジスト材料に合わせて適宜選択することができ
る。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶
液、コリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のよ
うなアルカリ現像液が挙げられる。
び下層膜２ａを所定の現像液で現像することにより、こ
れらの膜の潜像部分が溶解除去され、図２（ｄ）に示す
ようなパターンが形成される。ここで使用される現像液
は、レジスト材料に合わせて適宜選択することができ
る。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶
液、コリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のよ
うなアルカリ現像液が挙げられる。
【０１０８】上述したように本発明の第１の下層膜用組
成物とポジ型のレジスト組成物とを用いて、本発明の第
１の方法によりパターンを形成した場合には、下層膜中
に酸発生剤が含有されているので、パターン露光により
下層膜の露光部に酸が発生する。この酸が下層膜の底部
まで拡散して、下層膜に含まれる化合物（溶解抑止剤）
が分解されるので、下層膜の露光部はアルカリ可溶性を
呈する。このように本発明の第１のパターン形成方法で
は、下層膜のアルカリ水溶液に対する溶解性を、酸の拡
散によって変化させている。このため、露光光の強度が
減衰する下層膜の底部においても下層膜を溶解除去する
ことができる。したがって、垂直な側壁を有し、かつ断
面が矩形の良好な形状を有するパターンを形成すること
が可能となる。
成物とポジ型のレジスト組成物とを用いて、本発明の第
１の方法によりパターンを形成した場合には、下層膜中
に酸発生剤が含有されているので、パターン露光により
下層膜の露光部に酸が発生する。この酸が下層膜の底部
まで拡散して、下層膜に含まれる化合物（溶解抑止剤）
が分解されるので、下層膜の露光部はアルカリ可溶性を
呈する。このように本発明の第１のパターン形成方法で
は、下層膜のアルカリ水溶液に対する溶解性を、酸の拡
散によって変化させている。このため、露光光の強度が
減衰する下層膜の底部においても下層膜を溶解除去する
ことができる。したがって、垂直な側壁を有し、かつ断
面が矩形の良好な形状を有するパターンを形成すること
が可能となる。
【０１０９】こうして形成されたレジストパターンおよ
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
１を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
１を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
【０１１０】本発明の第１のパターン形成方法に用いら
れ得る、酸により架橋する基を有する下層膜用組成物と
しては、例えば、本発明の第２の下層膜用組成物を用い
ることができる。すなわち、酸により架橋する置換基を
有する化合物と、この酸を発生する酸発生剤とを含有す
る組成物である。この場合には、ネガ型のレジスト組成
物を用いて下層膜上にレジスト膜を形成することができ
る。
れ得る、酸により架橋する基を有する下層膜用組成物と
しては、例えば、本発明の第２の下層膜用組成物を用い
ることができる。すなわち、酸により架橋する置換基を
有する化合物と、この酸を発生する酸発生剤とを含有す
る組成物である。この場合には、ネガ型のレジスト組成
物を用いて下層膜上にレジスト膜を形成することができ
る。
【０１１１】本発明の第２の組成物とネガ型レジスト組
成物とを用いて、本発明の第１の方法によりパターンを
形成する工程を、図面を参照して以下に詳細に説明す
る。
成物とを用いて、本発明の第１の方法によりパターンを
形成する工程を、図面を参照して以下に詳細に説明す
る。
【０１１２】図３は、本発明の第１のパターン形成方法
の工程の他の例を示す断面図である。
の工程の他の例を示す断面図である。
【０１１３】まず、図３（ａ）に示すように、基板上に
形成された被加工膜１上に、下層膜２ｂを形成する。下
層膜は、上述したような組成物を、例えばスピンコート
法、ディップ法等によって被加工膜１上に塗布した後、
必要に応じて所定の温度でベーキングすることによって
形成することができる。
形成された被加工膜１上に、下層膜２ｂを形成する。下
層膜は、上述したような組成物を、例えばスピンコート
法、ディップ法等によって被加工膜１上に塗布した後、
必要に応じて所定の温度でベーキングすることによって
形成することができる。
【０１１４】次いで、図３（ｂ）に示すように、下層膜
２ｂ上にレジスト膜３ｂを形成する。レジスト膜を形成
するためのレジスト組成物としては、可視光、紫外光な
どの露光によりパターニング可能な組成物であれば特に
限定はされない。ネガ型のレジスト組成物としては、例
えば、ポリビニルフェノールとメラミン樹脂と光酸発生
剤とを含有する化学増幅型レジスト（ＳＮＲ２００，シ
ップレー社製）、およびポリビニルフェノールとビスア
ジド化合物とを含有するレジスト（ＲＤ−２０００、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。
２ｂ上にレジスト膜３ｂを形成する。レジスト膜を形成
するためのレジスト組成物としては、可視光、紫外光な
どの露光によりパターニング可能な組成物であれば特に
限定はされない。ネガ型のレジスト組成物としては、例
えば、ポリビニルフェノールとメラミン樹脂と光酸発生
剤とを含有する化学増幅型レジスト（ＳＮＲ２００，シ
ップレー社製）、およびポリビニルフェノールとビスア
ジド化合物とを含有するレジスト（ＲＤ−２０００、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。
【０１１５】上述したようなレジスト組成物を、スピン
コート法、ディップ法等の方法で下層膜２ｂ上に塗布
し、必要に応じて所定温度でベーキングを行なうことに
よって、レジスト膜３ｂが形成される。
コート法、ディップ法等の方法で下層膜２ｂ上に塗布
し、必要に応じて所定温度でベーキングを行なうことに
よって、レジスト膜３ｂが形成される。
【０１１６】こうして形成されたレジスト膜３ｂおよび
下層膜２ｂに対し、図３（ｃ）に示すようにパターン露
光を行なう。すなわち、所望のパターンを有するマスク
を介して、露光光４をレジスト膜３ｂおよび下層膜２ｂ
に照射する。露光光４としては、上述した可視光、紫外
光等を使用することができる。紫外光を照射するための
光源としては上述したものを用いることができる。ま
た、電子ビーム、イオンビーム、またはＸ線を用いてパ
ターン露光を行なってもよい。
下層膜２ｂに対し、図３（ｃ）に示すようにパターン露
光を行なう。すなわち、所望のパターンを有するマスク
を介して、露光光４をレジスト膜３ｂおよび下層膜２ｂ
に照射する。露光光４としては、上述した可視光、紫外
光等を使用することができる。紫外光を照射するための
光源としては上述したものを用いることができる。ま
た、電子ビーム、イオンビーム、またはＸ線を用いてパ
ターン露光を行なってもよい。
【０１１７】こうしたパターン露光によって、露光部の
下層膜２ｂにおいては酸発生剤から酸が発生し、この酸
が、下層膜中に含有される酸で架橋しうる置換基を有す
る化合物と反応する。
下層膜２ｂにおいては酸発生剤から酸が発生し、この酸
が、下層膜中に含有される酸で架橋しうる置換基を有す
る化合物と反応する。
【０１１８】露光後のレジスト膜３ｂおよび下層膜２ｂ
に対しては、ベーキングを行なうことが好ましい。これ
によって、下層膜中で酸発生剤から発生した酸は下層膜
の底部まで拡散し、レジスト膜３ｂおよび下層膜２ｂに
潜像５ｂが形成される。この場合、レジスト膜３ｂおよ
び下層膜２ｂに形成された潜像部分が、現像液に溶解せ
ず残留することになる。
に対しては、ベーキングを行なうことが好ましい。これ
によって、下層膜中で酸発生剤から発生した酸は下層膜
の底部まで拡散し、レジスト膜３ｂおよび下層膜２ｂに
潜像５ｂが形成される。この場合、レジスト膜３ｂおよ
び下層膜２ｂに形成された潜像部分が、現像液に溶解せ
ず残留することになる。
【０１１９】潜像が形成された後、レジスト膜３ｂおよ
び下層膜２ｂを所定の現像液で現像することにより、こ
れらの膜の潜像部分が架橋されて、潜像以外の部分が溶
解除去され、図３（ｄ）に示すようなパターンが形成さ
れる。ここで、使用される現像液は、上述したものが挙
げられる。
び下層膜２ｂを所定の現像液で現像することにより、こ
れらの膜の潜像部分が架橋されて、潜像以外の部分が溶
解除去され、図３（ｄ）に示すようなパターンが形成さ
れる。ここで、使用される現像液は、上述したものが挙
げられる。
【０１２０】上述したように本発明の第２の下層膜用組
成物とネガ型のレジスト組成物とを用いて、本発明の第
１の方法によりパターンを形成した場合には、下層膜中
に酸発生剤が含有されているので、パターン露光により
下層膜の露光部に酸が発生する。この酸が下層膜の底部
まで拡散して、下層膜中に含まれる酸架橋性化合物を架
橋させるので、下層膜の露光部はアルカリ水溶液に不溶
となる。このように本発明の第１のパターン形成方法で
は、下層膜のアルカリ水溶液に対する溶解性を酸の拡散
によって変化させている。このため、露光光の強度が減
衰する下層膜の底部においても、下層膜の露光部を残し
て、未露光部の下層膜を現像除去することができる。し
たがって、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩形の良好な
形状を有するパターンを形成することが可能となる。
成物とネガ型のレジスト組成物とを用いて、本発明の第
１の方法によりパターンを形成した場合には、下層膜中
に酸発生剤が含有されているので、パターン露光により
下層膜の露光部に酸が発生する。この酸が下層膜の底部
まで拡散して、下層膜中に含まれる酸架橋性化合物を架
橋させるので、下層膜の露光部はアルカリ水溶液に不溶
となる。このように本発明の第１のパターン形成方法で
は、下層膜のアルカリ水溶液に対する溶解性を酸の拡散
によって変化させている。このため、露光光の強度が減
衰する下層膜の底部においても、下層膜の露光部を残し
て、未露光部の下層膜を現像除去することができる。し
たがって、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩形の良好な
形状を有するパターンを形成することが可能となる。
【０１２１】こうして形成されたレジストパターンおよ
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
１を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
１を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
【０１２２】以上、下層膜用組成物とレジスト材料との
組合せの例を挙げて、本発明の第１のパターン形成方法
を説明したが、本発明の方法はこれに限定されるもので
はない。例えば、本発明の第１の下層膜用組成物とポジ
型レジスト組成物とを組み合わせて用いて、第１の方法
によりネガ型パターンを形成することもできる。この場
合には、現像液としてアニソール、トルエン、キシレン
等の極性の低い溶媒を用いればよい。レジスト膜および
下層膜の露光部で極性を帯びた部分は、低極性溶媒に溶
け難いネガ型パターンを得ることができる。こうした現
像液を用いた場合には、本発明の第２の組成物とポジ型
レジスト組成物とを組み合わせて用いても、ネガ型パタ
ーンを形成することも可能である。
組合せの例を挙げて、本発明の第１のパターン形成方法
を説明したが、本発明の方法はこれに限定されるもので
はない。例えば、本発明の第１の下層膜用組成物とポジ
型レジスト組成物とを組み合わせて用いて、第１の方法
によりネガ型パターンを形成することもできる。この場
合には、現像液としてアニソール、トルエン、キシレン
等の極性の低い溶媒を用いればよい。レジスト膜および
下層膜の露光部で極性を帯びた部分は、低極性溶媒に溶
け難いネガ型パターンを得ることができる。こうした現
像液を用いた場合には、本発明の第２の組成物とポジ型
レジスト組成物とを組み合わせて用いても、ネガ型パタ
ーンを形成することも可能である。
【０１２３】なお、本発明の第１のパターン形成方法に
おいては、下層膜およびレジスト膜の少なくとも一方の
膜中に酸発生剤が含有されている。こうした酸発生剤が
下層膜中に含まれている場合には、下層膜の底部まで酸
を拡散しやすくなり、現像後の下層膜パターンの形状が
良好になるので好ましい。
おいては、下層膜およびレジスト膜の少なくとも一方の
膜中に酸発生剤が含有されている。こうした酸発生剤が
下層膜中に含まれている場合には、下層膜の底部まで酸
を拡散しやすくなり、現像後の下層膜パターンの形状が
良好になるので好ましい。
【０１２４】一方、レジスト膜中に酸発生剤を含有させ
る場合には、この酸が下層膜中に十分かつ均一に拡散し
て、溶解抑止基または酸架橋性基と反応することが必要
である。したがって、レジスト中における酸発生剤の配
合量は、レジスト中の固形分１００重量部に対して少な
くとも約０．００１重量部以上であることが望まれる。
しかしながら、レジスト中に配合された酸発生剤の量が
多すぎる場合には、レジストの塗布特性が低下するおそ
れがあるので、その配合量は４０重量部未満とすること
が好ましい。
る場合には、この酸が下層膜中に十分かつ均一に拡散し
て、溶解抑止基または酸架橋性基と反応することが必要
である。したがって、レジスト中における酸発生剤の配
合量は、レジスト中の固形分１００重量部に対して少な
くとも約０．００１重量部以上であることが望まれる。
しかしながら、レジスト中に配合された酸発生剤の量が
多すぎる場合には、レジストの塗布特性が低下するおそ
れがあるので、その配合量は４０重量部未満とすること
が好ましい。
【０１２５】酸発生剤を含有するレジスト膜を下層膜上
に形成する場合には、下層膜中には酸発生剤は含有され
ている必要はない場合もある。このような下層膜とレジ
スト膜とを形成する以外は、上述したような工程にした
がってパターンを形成することができる。
に形成する場合には、下層膜中には酸発生剤は含有され
ている必要はない場合もある。このような下層膜とレジ
スト膜とを形成する以外は、上述したような工程にした
がってパターンを形成することができる。
【０１２６】次に、本発明の第２のパターン形成方法に
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
【０１２７】本発明の第２のパターン形成方法は、被加
工膜上に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にフェ
ノール系樹脂を含有するレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に第１の光を用いてパターン露光する工
程と、前記露光後のレジスト膜を現像処理してレジスト
パターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマ
スクとして用いて前記下層膜に第２の光を照射する工程
と、前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備
し、前記下層膜は、酸によって分解する置換基を有し分
解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前記酸を発
生する酸発生剤とを含有する下層膜用組成物により形成
され、前記下層膜用組成物は、多環式芳香族炭化水素基
を含むことを特徴とするパターン形成方法である。
工膜上に下層膜を形成する工程と、前記下層膜上にフェ
ノール系樹脂を含有するレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に第１の光を用いてパターン露光する工
程と、前記露光後のレジスト膜を現像処理してレジスト
パターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマ
スクとして用いて前記下層膜に第２の光を照射する工程
と、前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備
し、前記下層膜は、酸によって分解する置換基を有し分
解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前記酸を発
生する酸発生剤とを含有する下層膜用組成物により形成
され、前記下層膜用組成物は、多環式芳香族炭化水素基
を含むことを特徴とするパターン形成方法である。
【０１２８】本発明の第２のパターン形成方法におい
て、被加工膜としては、第１のパターン形成方法と同様
のものが挙げられる。すなわち、酸化シリコン膜；窒化
シリコン膜；酸窒化シリコン膜、スピンオングラス；マ
スク等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、タング
ステンシリサイド、コバルトシリサイド、ルテニウムな
どの配線材料や電極材料が挙げられるがこれに限定され
ることはない。
て、被加工膜としては、第１のパターン形成方法と同様
のものが挙げられる。すなわち、酸化シリコン膜；窒化
シリコン膜；酸窒化シリコン膜、スピンオングラス；マ
スク等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、タング
ステンシリサイド、コバルトシリサイド、ルテニウムな
どの配線材料や電極材料が挙げられるがこれに限定され
ることはない。
【０１２９】被加工膜上に形成される下層膜は、酸によ
って分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基を
生じる化合物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含有す
る下層膜用組成物により形成され、この下層膜用組成物
中には、多環式芳香族炭化水素基が含まれている。すな
わち、本発明の第３の下層膜用組成物を用いて、下層膜
が形成される。
って分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基を
生じる化合物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含有す
る下層膜用組成物により形成され、この下層膜用組成物
中には、多環式芳香族炭化水素基が含まれている。すな
わち、本発明の第３の下層膜用組成物を用いて、下層膜
が形成される。
【０１３０】こうした組成物を用いて本発明の第２の方
法によりパターンを形成する工程を、図面を参照して以
下に詳細に説明する。
法によりパターンを形成する工程を、図面を参照して以
下に詳細に説明する。
【０１３１】図４は、本発明の第２のパターン形成方法
の工程の一例を示す断面図である。
の工程の一例を示す断面図である。
【０１３２】まず、図４（ａ）に示すように、基板上に
形成された被加工膜６上に、下層膜７を形成する。下層
膜は、本発明の第３の組成物を、例えばスピンコート
法、ディップ法等によって被加工膜上に塗布した後、必
要に応じて所定の温度でベーキングすることによって形
成することができる。なお、下層膜は、波長範囲１５０
〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む光を照射す
ることによって、酸発生剤から発生した酸により分解す
る置換基を有することが好ましい。
形成された被加工膜６上に、下層膜７を形成する。下層
膜は、本発明の第３の組成物を、例えばスピンコート
法、ディップ法等によって被加工膜上に塗布した後、必
要に応じて所定の温度でベーキングすることによって形
成することができる。なお、下層膜は、波長範囲１５０
〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む光を照射す
ることによって、酸発生剤から発生した酸により分解す
る置換基を有することが好ましい。
【０１３３】次いで、図４（ｂ）に示すように、下層膜
７上にレジスト膜８を形成する。レジスト膜を形成する
ためのレジスト組成物は、フェノール系樹脂を含有する
ものが用いられる。こうしたレジスト組成物としては、
例えば、ナフトキノンジアジドとノボラック樹脂とを含
有するポジ型レジスト（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
と酸発生剤とを含有するポジ型化学増幅型レジスト（Ａ
ＰＥＸ−Ｅ、シップレー社製）、およびターシャリブチ
ルメタクリレートを共重合させたポリビニルフェノール
樹脂と酸発生剤とを含有するポジ型化学増幅型レジスト
（ＵＶIIＨＳ、シップレー社製）などが挙げられるが、
これらに限定されるものではない。
７上にレジスト膜８を形成する。レジスト膜を形成する
ためのレジスト組成物は、フェノール系樹脂を含有する
ものが用いられる。こうしたレジスト組成物としては、
例えば、ナフトキノンジアジドとノボラック樹脂とを含
有するポジ型レジスト（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
と酸発生剤とを含有するポジ型化学増幅型レジスト（Ａ
ＰＥＸ−Ｅ、シップレー社製）、およびターシャリブチ
ルメタクリレートを共重合させたポリビニルフェノール
樹脂と酸発生剤とを含有するポジ型化学増幅型レジスト
（ＵＶIIＨＳ、シップレー社製）などが挙げられるが、
これらに限定されるものではない。
【０１３４】こうしたレジスト組成物を、スピンコート
法、ディップ法等の方法で下層膜７上に塗布し、必要に
応じて所定温度でベーキングを行なうことによって、レ
ジスト膜８が形成される。
法、ディップ法等の方法で下層膜７上に塗布し、必要に
応じて所定温度でベーキングを行なうことによって、レ
ジスト膜８が形成される。
【０１３５】こうして形成されたレジスト膜８に対し、
図４（ｃ）に示すようにパターン露光を行なう。すなわ
ち、所望のパターンを有するマスクを介して、第１の露
光光９をレジスト膜８に照射する。露光光９としては可
視光、紫外光等を好適に使用することができる。紫外光
を照射するための光源としては、例えば水銀灯、ＸｅＦ
（波長＝３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（波長＝３０８ｎ
ｍ）、ＫｒＦ（波長＝２４８ｎｍ）、ＫｒＣｌ（波長＝
２２２ｎｍ）等のエキシマレーザーを挙げることができ
る。また、電子ビーム、イオンビーム、Ｘ線を用いてパ
ターン露光を行なってもよい。
図４（ｃ）に示すようにパターン露光を行なう。すなわ
ち、所望のパターンを有するマスクを介して、第１の露
光光９をレジスト膜８に照射する。露光光９としては可
視光、紫外光等を好適に使用することができる。紫外光
を照射するための光源としては、例えば水銀灯、ＸｅＦ
（波長＝３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（波長＝３０８ｎ
ｍ）、ＫｒＦ（波長＝２４８ｎｍ）、ＫｒＣｌ（波長＝
２２２ｎｍ）等のエキシマレーザーを挙げることができ
る。また、電子ビーム、イオンビーム、Ｘ線を用いてパ
ターン露光を行なってもよい。
【０１３６】特に、第１の露光光としては、波長範囲２
４０〜４５０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む光を用
いることが好ましい。この範囲の波長を含む光を、下層
膜に含まれる多環式芳香族炭化水素が吸収するため、下
層膜が反射防止膜として有効に作用するためである。
４０〜４５０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む光を用
いることが好ましい。この範囲の波長を含む光を、下層
膜に含まれる多環式芳香族炭化水素が吸収するため、下
層膜が反射防止膜として有効に作用するためである。
【０１３７】こうしたパターン露光によって、レジスト
膜８の露光部には、潜像１０が形成される。
膜８の露光部には、潜像１０が形成される。
【０１３８】潜像が形成された後、レジスト膜８を所定
の現像液で現像することにより、レジスト膜の潜像部分
が溶解除去され、図４（ｄ）に示すようなレジストパタ
ーンが形成される。ここで使用される現像液は、レジス
ト材料に合わせて適宜選択することができる。例えば、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶液、コリン、
水酸化ナトリウム、および水酸化カリウム等のようなア
ルカリ現像液が挙げられる。
の現像液で現像することにより、レジスト膜の潜像部分
が溶解除去され、図４（ｄ）に示すようなレジストパタ
ーンが形成される。ここで使用される現像液は、レジス
ト材料に合わせて適宜選択することができる。例えば、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶液、コリン、
水酸化ナトリウム、および水酸化カリウム等のようなア
ルカリ現像液が挙げられる。
【０１３９】得られたレジストパターンをマスクとして
用いて、図４（ｅ）に示すように、第２の露光光１１
を、下層膜７に照射する。第２の露光光１１としては、
波長範囲１５０〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を
含む光が用いられる。第２の露光光を照射するための光
源としては、ＡｒＦエキシマレーザー（波長＝１９３ｎ
ｍ）、Ｆ2 レーザー（波長＝１５１ｎｍ）、およびエキ
シマランプ等を挙げることができる。
用いて、図４（ｅ）に示すように、第２の露光光１１
を、下層膜７に照射する。第２の露光光１１としては、
波長範囲１５０〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を
含む光が用いられる。第２の露光光を照射するための光
源としては、ＡｒＦエキシマレーザー（波長＝１９３ｎ
ｍ）、Ｆ2 レーザー（波長＝１５１ｎｍ）、およびエキ
シマランプ等を挙げることができる。
【０１４０】レジスト膜８に含有されているフェノール
系樹脂は、これらの波長に対して高い吸収性を有してい
る。このため、第２の露光光１１は、レジスト膜の表面
数ｎｍしか浸透しない。したがって、レジスト膜中の表
面部分においては、フェノール系樹脂がこれらの露光波
長で架橋反応を起こして、表面架橋層１２が形成され
る。
系樹脂は、これらの波長に対して高い吸収性を有してい
る。このため、第２の露光光１１は、レジスト膜の表面
数ｎｍしか浸透しない。したがって、レジスト膜中の表
面部分においては、フェノール系樹脂がこれらの露光波
長で架橋反応を起こして、表面架橋層１２が形成され
る。
【０１４１】一方、下層膜７では、レジストパターンが
マスクとなり、レジストパターンに被覆されている下層
膜の領域は露光されない。反対に、レジストパターンに
被覆されていない領域は露光されるために下層膜中に潜
像が形成される。
マスクとなり、レジストパターンに被覆されている下層
膜の領域は露光されない。反対に、レジストパターンに
被覆されていない領域は露光されるために下層膜中に潜
像が形成される。
【０１４２】なお、第２の露光光としては、波長範囲１
５０〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む光を用
いることが好ましい。これは、次のような理由による。
すなわち、レジスト膜８に含有されているフェノール系
樹脂は、これらの波長に対して高い吸収性を有してい
る。このため、第２の露光光１１は、レジスト膜の表面
数ｎｍしか浸透しない。
５０〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む光を用
いることが好ましい。これは、次のような理由による。
すなわち、レジスト膜８に含有されているフェノール系
樹脂は、これらの波長に対して高い吸収性を有してい
る。このため、第２の露光光１１は、レジスト膜の表面
数ｎｍしか浸透しない。
【０１４３】下層膜に潜像が形成された後、下層膜を所
定の現像液で現像することにより、下層膜の潜像部分が
溶解除去され、図４（ｆ）に示すようなパターンが形成
される。ここで使用される現像液は、下層膜材料に合わ
せて適宜選択することができる。例えば、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド溶液、コリン、水酸化ナトリ
ウム、および水酸化カリウム等のようなアルカリ現像液
が挙げられる。
定の現像液で現像することにより、下層膜の潜像部分が
溶解除去され、図４（ｆ）に示すようなパターンが形成
される。ここで使用される現像液は、下層膜材料に合わ
せて適宜選択することができる。例えば、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド溶液、コリン、水酸化ナトリ
ウム、および水酸化カリウム等のようなアルカリ現像液
が挙げられる。
【０１４４】本発明の第２のパターン形成方法では、多
環式芳香族炭化水素基を含有する下層膜用組成物を用い
て下層膜が形成される。この多環式芳香族炭化水素基
は、波長範囲２４０〜４５０ｎｍの光の吸収性が高く、
波長範囲１５０〜２３０ｎｍの光に対しては透明性が高
い。また、下層膜上に形成されるレジスト膜は、フェノ
ール系樹脂を含有し、このフェノール系樹脂は、波長範
囲１５０〜２３０ｎｍの光を透過させない。
環式芳香族炭化水素基を含有する下層膜用組成物を用い
て下層膜が形成される。この多環式芳香族炭化水素基
は、波長範囲２４０〜４５０ｎｍの光の吸収性が高く、
波長範囲１５０〜２３０ｎｍの光に対しては透明性が高
い。また、下層膜上に形成されるレジスト膜は、フェノ
ール系樹脂を含有し、このフェノール系樹脂は、波長範
囲１５０〜２３０ｎｍの光を透過させない。
【０１４５】本発明の第２のパターン形成方法において
は、上述したようなレジスト膜に対して、まず、第１の
光が照射される。この第１の光は波長範囲２４０〜４５
０ｎｍのうちのいずれかの波長を含むので、下層膜の作
用によって、レジスト膜への露光光の反射は確実に抑え
られる。したがって、断面形状の優れたレジストパター
ンを形成することができる。
は、上述したようなレジスト膜に対して、まず、第１の
光が照射される。この第１の光は波長範囲２４０〜４５
０ｎｍのうちのいずれかの波長を含むので、下層膜の作
用によって、レジスト膜への露光光の反射は確実に抑え
られる。したがって、断面形状の優れたレジストパター
ンを形成することができる。
【０１４６】こうしてレジストパターンが形成された
後、第２の露光光が全面に照射される。第２の光は波長
範囲１５０〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む
光である。レジストパターンに含有されるフェノール系
樹脂は、この波長範囲の光を透過させないので、レジス
トパターンはマスクとして作用する。したがって、レジ
ストパターンに被覆されていない下層膜の領域を選択的
に感光させて、下層膜の露光部はアルカリ可溶性を呈す
る。しかも下層膜には、波長範囲１５０〜２３０ｎｍの
光に対して透明性の高い多環式芳香族炭化水素基が含有
されているので、膜厚の厚い下層膜であってもその底部
まで感光させることができる。さらに、第２の露光光を
照射した際には、下層膜中に含有される酸発生剤から酸
が発生し、この下層膜の底部まで拡散する。したがっ
て、厚い膜厚の下層膜の場合でも、垂直な側壁を有し、
かつ断面が矩形の良好な形状を有するパターンを形成す
ることが可能である。
後、第２の露光光が全面に照射される。第２の光は波長
範囲１５０〜２３０ｎｍのうちのいずれかの波長を含む
光である。レジストパターンに含有されるフェノール系
樹脂は、この波長範囲の光を透過させないので、レジス
トパターンはマスクとして作用する。したがって、レジ
ストパターンに被覆されていない下層膜の領域を選択的
に感光させて、下層膜の露光部はアルカリ可溶性を呈す
る。しかも下層膜には、波長範囲１５０〜２３０ｎｍの
光に対して透明性の高い多環式芳香族炭化水素基が含有
されているので、膜厚の厚い下層膜であってもその底部
まで感光させることができる。さらに、第２の露光光を
照射した際には、下層膜中に含有される酸発生剤から酸
が発生し、この下層膜の底部まで拡散する。したがっ
て、厚い膜厚の下層膜の場合でも、垂直な側壁を有し、
かつ断面が矩形の良好な形状を有するパターンを形成す
ることが可能である。
【０１４７】こうして形成されたレジストパターンおよ
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
６を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
６を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
【０１４８】なお、本発明の第２のパターン形成方法
は、光露光に加えて荷電ビームを用いてレジスト膜を照
射するハイブリッド露光にも好適に用いることができ
る。
は、光露光に加えて荷電ビームを用いてレジスト膜を照
射するハイブリッド露光にも好適に用いることができ
る。
【０１４９】荷電ビームとしては、例えば、イオンビー
ム、および電子ビーム等が挙げられる。こうした荷電ビ
ームは、上述した第１の光をレジスト膜に照射する前、
あるいは第１の光をレジスト膜に照射した後に、レジス
ト膜に照射される。荷電ビームを照射することによっ
て、下層膜に含有されている酸発生剤が分解し、下層膜
の露光部に導電性物質が発生する。導電性物質によって
電荷が周囲に逃がされるので、電荷蓄積による位置ずれ
は抑制される。したがって、レジスト膜を現像処理した
後には、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩形の良好な形
状を有するレジストパターンを形成することが可能とな
る。
ム、および電子ビーム等が挙げられる。こうした荷電ビ
ームは、上述した第１の光をレジスト膜に照射する前、
あるいは第１の光をレジスト膜に照射した後に、レジス
ト膜に照射される。荷電ビームを照射することによっ
て、下層膜に含有されている酸発生剤が分解し、下層膜
の露光部に導電性物質が発生する。導電性物質によって
電荷が周囲に逃がされるので、電荷蓄積による位置ずれ
は抑制される。したがって、レジスト膜を現像処理した
後には、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩形の良好な形
状を有するレジストパターンを形成することが可能とな
る。
【０１５０】次に、本発明の第３のパターン形成方法に
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
【０１５１】本発明の第３のパターン形成方法は、酸に
よって分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基
を生じる化合物、および前記酸を発生する酸発生剤を含
有する下層膜を被加工膜上に形成する工程と、前記下層
膜上にフェノール系樹脂を含有するレジスト膜を形成す
る工程と、前記レジスト膜に荷電ビームを用いてパター
ン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜を現像処理
してレジストパターンを形成する工程と、前記レジスト
パターンをマスクとして用いて光を照射する工程と、前
記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備する方法
である。
よって分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基
を生じる化合物、および前記酸を発生する酸発生剤を含
有する下層膜を被加工膜上に形成する工程と、前記下層
膜上にフェノール系樹脂を含有するレジスト膜を形成す
る工程と、前記レジスト膜に荷電ビームを用いてパター
ン露光する工程と、前記露光後のレジスト膜を現像処理
してレジストパターンを形成する工程と、前記レジスト
パターンをマスクとして用いて光を照射する工程と、前
記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備する方法
である。
【０１５２】本発明の第３のパターン形成方法におい
て、被加工膜としては、上述した第１および第２のパタ
ーン形成方法と同様のものが挙げられる。すなわち、酸
化シリコン膜；窒化シリコン膜；酸窒化シリコン膜、ス
ピンオングラス；マスク等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、タングステンシリサイド、コバルト
シリサイド、ルテニウムなどの配線材料や電極材料が挙
げられるが、これに限定されることはない。
て、被加工膜としては、上述した第１および第２のパタ
ーン形成方法と同様のものが挙げられる。すなわち、酸
化シリコン膜；窒化シリコン膜；酸窒化シリコン膜、ス
ピンオングラス；マスク等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、タングステンシリサイド、コバルト
シリサイド、ルテニウムなどの配線材料や電極材料が挙
げられるが、これに限定されることはない。
【０１５３】被加工膜上に形成される下層膜は、酸によ
って分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基を
生じる化合物、および前記酸を発生する酸発生剤を含有
する組成物により形成される。すなわち、本発明の第１
の下層膜用組成物を用いて、下層膜が形成される。
って分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性基を
生じる化合物、および前記酸を発生する酸発生剤を含有
する組成物により形成される。すなわち、本発明の第１
の下層膜用組成物を用いて、下層膜が形成される。
【０１５４】本発明の第１の組成物を用いて下層膜を形
成し、第１の露光光を荷電ビームに変更し、第２の露光
光として所定の光を用いる以外は、上述の第２のパター
ン形成方法と同様にして、本発明の第３の方法によりパ
ターンを形成することができる。
成し、第１の露光光を荷電ビームに変更し、第２の露光
光として所定の光を用いる以外は、上述の第２のパター
ン形成方法と同様にして、本発明の第３の方法によりパ
ターンを形成することができる。
【０１５５】本発明の第３のパターン形成方法において
用い得る荷電ビームとしては、イオンビーム、電子ビー
ム等が挙げられる。
用い得る荷電ビームとしては、イオンビーム、電子ビー
ム等が挙げられる。
【０１５６】こうした荷電ビームを照射することによっ
て、下層膜に含有されている酸発生剤が分解し、下層膜
の露光部に導電性物質が発生する。導電性物質によって
電荷が周囲に逃がされるので、電荷蓄積による位置ずれ
は抑制される。したがって、レジスト膜を現像処理した
後には、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩形の良好な形
状を有するレジストパターンを形成することが可能とな
る。
て、下層膜に含有されている酸発生剤が分解し、下層膜
の露光部に導電性物質が発生する。導電性物質によって
電荷が周囲に逃がされるので、電荷蓄積による位置ずれ
は抑制される。したがって、レジスト膜を現像処理した
後には、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩形の良好な形
状を有するレジストパターンを形成することが可能とな
る。
【０１５７】得られたレジストパターンをマスクとして
下層膜に照射される光は、波長範囲１５０〜２３０ｎｍ
のうちのいずれかの波長を含む光であることが好まし
い。これは、次のような理由による。すなわち、レジス
トパターンに含有されるフェノール樹脂は、この波長範
囲の光を透過させないので、レジストパターンはマスク
として作用するためである。
下層膜に照射される光は、波長範囲１５０〜２３０ｎｍ
のうちのいずれかの波長を含む光であることが好まし
い。これは、次のような理由による。すなわち、レジス
トパターンに含有されるフェノール樹脂は、この波長範
囲の光を透過させないので、レジストパターンはマスク
として作用するためである。
【０１５８】上述したような波長範囲の光を照射した際
には、下層膜中に含有される酸発生剤から酸が発生し、
この下層膜の底部まで拡散する。したがって、厚い膜厚
の下層膜の場合でも、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩
形の良好な形状を有するパターンを形成することが可能
である。
には、下層膜中に含有される酸発生剤から酸が発生し、
この下層膜の底部まで拡散する。したがって、厚い膜厚
の下層膜の場合でも、垂直な側壁を有し、かつ断面が矩
形の良好な形状を有するパターンを形成することが可能
である。
【０１５９】こうして形成されたレジストパターンおよ
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
６を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
び下層膜パターンをエッチングマスクとして、被加工膜
６を選択的にエッチングすることにより、高い寸法精度
で被加工膜を微細加工することができる。
【０１６０】
【実施例】まず、実施例および比較例で用いる各成分を
以下に示す。
以下に示す。
【０１６１】
【化３９】
【０１６２】
【化４０】
【０１６３】
【化４１】
【０１６４】
【化４２】
【０１６５】
【化４３】
【０１６６】これらの化合物をそれぞれの処方で配合し
て、実施例および比較例の下層膜用組成物を調製し、得
られた組成物を用いてパターンを形成した。
て、実施例および比較例の下層膜用組成物を調製し、得
られた組成物を用いてパターンを形成した。
【０１６７】（実施例１）溶解抑止剤として重量平均分
子量１１，０００の化合物（１−１）１０ｇ、および酸
発生剤として化合物（３−１）１ｇをシクロヘキサノン
８９ｇに溶解して、下層膜の溶液材料を調製した。
子量１１，０００の化合物（１−１）１０ｇ、および酸
発生剤として化合物（３−１）１ｇをシクロヘキサノン
８９ｇに溶解して、下層膜の溶液材料を調製した。
【０１６８】得られた溶液材料を用いて、下層膜として
の反射防止膜を形成し、図２に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
の反射防止膜を形成し、図２に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
【０１６９】まず、シリコン基板上にＬＰＣＶＤ法を用
いて被加工膜１としてのＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料をスピンコーティング法により塗布し、ホットプレー
トを用いて１３０℃で１８０秒間ベーキングした。これ
により図２（ａ）に示すように下層膜としての反射防止
膜２ａを２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜２の
波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．７８、ｋ＝
０．４９であった。
いて被加工膜１としてのＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料をスピンコーティング法により塗布し、ホットプレー
トを用いて１３０℃で１８０秒間ベーキングした。これ
により図２（ａ）に示すように下層膜としての反射防止
膜２ａを２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜２の
波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．７８、ｋ＝
０．４９であった。
【０１７０】この反射防止膜２ａ上に、ポジ型化学増幅
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図２（ｂ）に示すようにレジスト膜３ａを形成
した。このときのレジスト膜３ａの膜厚は２００ｎｍで
ある。
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図２（ｂ）に示すようにレジスト膜３ａを形成
した。このときのレジスト膜３ａの膜厚は２００ｎｍで
ある。
【０１７１】得られたレジスト膜３ａおよび反射防止膜
２ａに対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザー４を
光源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）
で、図２（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。
この際、露光量は２８ｍＪ／ｃｍ2 とした。
２ａに対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザー４を
光源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）
で、図２（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。
この際、露光量は２８ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０１７２】その後、ホットプレート上で１４０℃で９
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜３
ａおよび反射防止膜２ａには、図２（ｃ）に示すように
０．１５μｍラインアンドスペースパターンの潜像５ａ
が形成された。
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜３
ａおよび反射防止膜２ａには、図２（ｃ）に示すように
０．１５μｍラインアンドスペースパターンの潜像５ａ
が形成された。
【０１７３】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３ａおよび反射防止膜２ａに
形成された潜像５ａを溶解除去することにより、図２
（ｄ）に示すようなパターンが形成された。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３ａおよび反射防止膜２ａに
形成された潜像５ａを溶解除去することにより、図２
（ｄ）に示すようなパターンが形成された。
【０１７４】以上のようにして得られたパターンの断面
を、走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、反射防
止膜２ａは図２（ｄ）に示されるように垂直形状で現像
されていることが確認された。また、反射防止膜を現像
処理した後のレジスト膜３ａの膜厚は、１９０ｎｍであ
った。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、反射
防止膜パターンとレジストパターンとからなるマスク材
パターンの膜厚は、３９０ｎｍである。この厚さは、次
の工程で被加工膜（ＢＰＳＧ膜）をエッチングするのに
必要とされるマスクとして、十分な厚さである。
を、走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、反射防
止膜２ａは図２（ｄ）に示されるように垂直形状で現像
されていることが確認された。また、反射防止膜を現像
処理した後のレジスト膜３ａの膜厚は、１９０ｎｍであ
った。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、反射
防止膜パターンとレジストパターンとからなるマスク材
パターンの膜厚は、３９０ｎｍである。この厚さは、次
の工程で被加工膜（ＢＰＳＧ膜）をエッチングするのに
必要とされるマスクとして、十分な厚さである。
【０１７５】また、レジスト膜への戻り光は、反射防止
膜の作用によって十分に抑えられているため、レジスト
パターンの側壁には、定在波による波打ち形状は発生し
なかった。したがって、垂直な側壁を有し、矩形の断面
を有する良好な形状のパターンが形成された。
膜の作用によって十分に抑えられているため、レジスト
パターンの側壁には、定在波による波打ち形状は発生し
なかった。したがって、垂直な側壁を有し、矩形の断面
を有する良好な形状のパターンが形成された。
【０１７６】（比較例１）ポリスルフォン１０ｇをシク
ロヘキサノン９０ｇに溶解して、下層膜の溶液材料を調
製した。
ロヘキサノン９０ｇに溶解して、下層膜の溶液材料を調
製した。
【０１７７】得られた溶液材料を用いて、下層膜として
の反射防止膜を形成し、図５に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
の反射防止膜を形成し、図５に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
【０１７８】まず、シリコン基板上にＬＰＣＶＤ法を用
いて被加工膜１３であるＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料を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１８０℃で１８０秒間ベーキングした。これに
より図５（ａ）に示すように下層膜としての反射防止膜
１４を、２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜１４
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．７８，ｋ＝
０．２４であった。
いて被加工膜１３であるＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料を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１８０℃で１８０秒間ベーキングした。これに
より図５（ａ）に示すように下層膜としての反射防止膜
１４を、２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜１４
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．７８，ｋ＝
０．２４であった。
【０１７９】この反射防止膜１４上に、ポジ型化学増幅
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図５（ｂ）に示すようにレジスト膜１５を形成
した。このときのレジスト膜１５の膜厚は２００ｎｍで
ある。
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図５（ｂ）に示すようにレジスト膜１５を形成
した。このときのレジスト膜１５の膜厚は２００ｎｍで
ある。
【０１８０】得られたレジスト膜１５に対し、縮小光学
型のＫｒＦエキシマレーザー１６を光源とするステッパ
ー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）で、図５（ｃ）に示す
ようにパターン露光を行なった。この際、露光量は２８
ｍＪ／ｃｍ2 とした。
型のＫｒＦエキシマレーザー１６を光源とするステッパ
ー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）で、図５（ｃ）に示す
ようにパターン露光を行なった。この際、露光量は２８
ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０１８１】その後、ホットプレートを用いて１４０℃
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト
膜１５には、図５（ｃ）に示すように０．１５μｍライ
ンアンドスペースパターンの潜像１７が形成された。
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト
膜１５には、図５（ｃ）に示すように０．１５μｍライ
ンアンドスペースパターンの潜像１７が形成された。
【０１８２】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜１５に形成された潜像１７を
溶解除去することにより、図５（ｄ）に示すようなレジ
ストパターンが形成された。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜１５に形成された潜像１７を
溶解除去することにより、図５（ｄ）に示すようなレジ
ストパターンが形成された。
【０１８３】得られたレジストパターンをマスクとして
用いて、ドライエッチング法により反射防止膜１４をエ
ッチングした。エッチングに当たっては、マグネトロン
型平行平板型ＲＩＥ装置を使用し、エッチングの条件
は、ソースガスＯ2 ＝５０ＳＣＣＭ、ＣＦ4 ＝２００Ｓ
ＣＣＭ、励起電力８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒとし
た。
用いて、ドライエッチング法により反射防止膜１４をエ
ッチングした。エッチングに当たっては、マグネトロン
型平行平板型ＲＩＥ装置を使用し、エッチングの条件
は、ソースガスＯ2 ＝５０ＳＣＣＭ、ＣＦ4 ＝２００Ｓ
ＣＣＭ、励起電力８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒとし
た。
【０１８４】反射防止膜１４のエッチングが終了した時
点で、走査型顕微鏡により加工形状を観察したところ、
図５（ｅ）に示すように反射防止膜のエッチング途中で
レジストパターンが崩れてほとんど消失していた。この
ため、反射防止膜を垂直に加工することができなかっ
た。
点で、走査型顕微鏡により加工形状を観察したところ、
図５（ｅ）に示すように反射防止膜のエッチング途中で
レジストパターンが崩れてほとんど消失していた。この
ため、反射防止膜を垂直に加工することができなかっ
た。
【０１８５】この比較例からわかるように、ドライエッ
チング法により反射防止膜のパターニングを行なった場
合には、解像性を高めるためにレジストの膜厚を薄くす
ると、反射防止膜とともにレジストパターンも削れてし
まう。したがって、レジストパターンと反射防止膜パタ
ーンとからなるマスク材パターンは、後の工程で被加工
膜（ＢＰＳＧ膜）をエッチングするのに必要とされる膜
厚を確保することができない。
チング法により反射防止膜のパターニングを行なった場
合には、解像性を高めるためにレジストの膜厚を薄くす
ると、反射防止膜とともにレジストパターンも削れてし
まう。したがって、レジストパターンと反射防止膜パタ
ーンとからなるマスク材パターンは、後の工程で被加工
膜（ＢＰＳＧ膜）をエッチングするのに必要とされる膜
厚を確保することができない。
【０１８６】これに対して本発明の方法では、実施例１
に示されるように反射防止膜の膜厚が厚い場合でも、レ
ジストパターンの膜減りを起こすことなくレジストパタ
ーンを反射防止膜に転写することができる。その結果、
レジストパターンと反射防止膜パターンとからなるマス
ク材パターンは、後の工程で被加工膜（ＢＰＳＧ膜）を
エッチングするのに必要とされる膜厚を確保することが
可能である。
に示されるように反射防止膜の膜厚が厚い場合でも、レ
ジストパターンの膜減りを起こすことなくレジストパタ
ーンを反射防止膜に転写することができる。その結果、
レジストパターンと反射防止膜パターンとからなるマス
ク材パターンは、後の工程で被加工膜（ＢＰＳＧ膜）を
エッチングするのに必要とされる膜厚を確保することが
可能である。
【０１８７】（比較例２）ポリアミド酸（東芝ケミカル
社製：ケミタイトＣＴ４００２Ｔ）１０ｇをＮＭＰ９０
ｇに溶解して、下層膜の溶液材料を調製した。
社製：ケミタイトＣＴ４００２Ｔ）１０ｇをＮＭＰ９０
ｇに溶解して、下層膜の溶液材料を調製した。
【０１８８】得られた溶液材料を用いて、下層膜として
の反射防止膜を形成し、図６に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
の反射防止膜を形成し、図６に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
【０１８９】まず、シリコン基板上にＬＰＣＶＤ法を用
いて被加工膜１８であるＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料を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１８０℃で１８０秒間ベーキングした。これに
より、図６（ａ）に示すように下層膜としての反射防止
膜１９を２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜１９
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．７４，ｋ＝
０．３２であった。
いて被加工膜１８であるＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料を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１８０℃で１８０秒間ベーキングした。これに
より、図６（ａ）に示すように下層膜としての反射防止
膜１９を２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜１９
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．７４，ｋ＝
０．３２であった。
【０１９０】この反射防止膜１９上に、ポジ型化学増幅
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図６（ｂ）に示すようにレジスト膜２０を形成
した。このときのレジスト膜２０の膜厚は２００ｎｍで
ある。
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図６（ｂ）に示すようにレジスト膜２０を形成
した。このときのレジスト膜２０の膜厚は２００ｎｍで
ある。
【０１９１】得られたレジスト膜２０に対し、縮小光学
型のＫｒＦエキシマレーザー２１を光源とするステッパ
ー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）で、図６（ｃ）に示す
ようにパターン露光を行なった。この際、露光量は２７
ｍＪ／ｃｍ2 とした。
型のＫｒＦエキシマレーザー２１を光源とするステッパ
ー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）で、図６（ｃ）に示す
ようにパターン露光を行なった。この際、露光量は２７
ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０１９２】その後、ホットプレートを用いて１４０℃
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト
膜２０には、図６（ｃ）に示すように０．１５μｍライ
ンアンドスペースパターンの潜像２２が形成された。
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト
膜２０には、図６（ｃ）に示すように０．１５μｍライ
ンアンドスペースパターンの潜像２２が形成された。
【０１９３】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜２０に形成された潜像２２
と、この下方にある反射防止膜１９の部分とを溶解除去
することにより、パターンを形成した。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜２０に形成された潜像２２
と、この下方にある反射防止膜１９の部分とを溶解除去
することにより、パターンを形成した。
【０１９４】本比較例で用いた下層膜用組成物は、アル
カリ現像液に可溶性を有している。このため、レジスト
膜を現像処理する際には、レジスト膜の露光部と同時に
レジストパターンに被覆されていない部分を同時に溶解
除去することができる。しかしながら、反射防止膜１９
においては現像が等方的に進むため、現像処理後の反射
防止膜パターンの加工形状は図６（ｄ）に示したように
食われ形状となって、異方的に現像することができなか
った。
カリ現像液に可溶性を有している。このため、レジスト
膜を現像処理する際には、レジスト膜の露光部と同時に
レジストパターンに被覆されていない部分を同時に溶解
除去することができる。しかしながら、反射防止膜１９
においては現像が等方的に進むため、現像処理後の反射
防止膜パターンの加工形状は図６（ｄ）に示したように
食われ形状となって、異方的に現像することができなか
った。
【０１９５】（比較例３）ｉ線レジストＩＸ７７０（日
本合成ゴム社製）９９ｇに対し、染料としてのアントラ
セン１ｇを添加して下層膜の溶液材料を調製した。
本合成ゴム社製）９９ｇに対し、染料としてのアントラ
セン１ｇを添加して下層膜の溶液材料を調製した。
【０１９６】得られた溶液材料を用いて、下層膜として
の反射防止膜を形成し、図７に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
の反射防止膜を形成し、図７に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
【０１９７】まず、シリコン基板上にＬＰＣＶＤ法を用
いて被加工膜２３であるＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料を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１８０℃で１８０秒間ベーキングした。これに
より、図７（ａ）に示すように下層膜としての反射防止
膜２４を２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜２４
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．６８，ｋ＝
０．２０であった。
いて被加工膜２３であるＢＰＳＧ膜を５００ｎｍの膜厚
で形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材
料を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１８０℃で１８０秒間ベーキングした。これに
より、図７（ａ）に示すように下層膜としての反射防止
膜２４を２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜２４
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率はｎ＝１．６８，ｋ＝
０．２０であった。
【０１９８】この反射防止膜２４上に、ポジ型化学増幅
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図７（ｂ）に示すようにレジスト膜２５を形成
した。このときのレジスト膜２５の膜厚は２００ｎｍで
ある。
型レジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗
布し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキン
グして、図７（ｂ）に示すようにレジスト膜２５を形成
した。このときのレジスト膜２５の膜厚は２００ｎｍで
ある。
【０１９９】得られたレジスト膜２５および反射防止膜
２４に対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザー２６
を光源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）
で、図７（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。
この際、露光量は３０ｍＪ／ｃｍ2 とした。
２４に対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザー２６
を光源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）
で、図７（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。
この際、露光量は３０ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０２００】その後、ホットプレートを用いて１４０℃
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト
膜２５および反射防止膜２４には、図７（ｃ）に示すよ
うに０．１５μｍラインアンドスペースパターンの潜像
２７が形成された。
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト
膜２５および反射防止膜２４には、図７（ｃ）に示すよ
うに０．１５μｍラインアンドスペースパターンの潜像
２７が形成された。
【０２０１】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜２５および反射防止膜２４に
形成された潜像２７を溶解除去することにより、図７
（ｄ）に示すようなパターンが形成された。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜２５および反射防止膜２４に
形成された潜像２７を溶解除去することにより、図７
（ｄ）に示すようなパターンが形成された。
【０２０２】本比較例で反射防止膜の形成に用いた下層
膜用組成物は、波長２４８ｎｍの露光光で感光反応を起
こし、感光反応が生じた部分はアルカリ現像液に可溶性
を示す。しかしながら、反射防止膜は波長２４８ｎｍで
の光吸収性が高いために、反射防止膜の底部まで感光反
応が進まない。その結果、反射防止膜を現像処理した後
には、図７（ｄ）に示したように一層残り２８が生じ
る。
膜用組成物は、波長２４８ｎｍの露光光で感光反応を起
こし、感光反応が生じた部分はアルカリ現像液に可溶性
を示す。しかしながら、反射防止膜は波長２４８ｎｍで
の光吸収性が高いために、反射防止膜の底部まで感光反
応が進まない。その結果、反射防止膜を現像処理した後
には、図７（ｄ）に示したように一層残り２８が生じ
る。
【０２０３】（比較例４）本比較例は、比較例１におい
てＰＣＭ法を用いて、下層膜としての反射防止膜を加工
した場合の比較例である。
てＰＣＭ法を用いて、下層膜としての反射防止膜を加工
した場合の比較例である。
【０２０４】まず、比較例１と同様の方法で、図５
（ｄ）に示すようなレジストパターンを形成した。その
後、波長１７２ｎｍを中心とするバンド幅２０ｎｍのエ
キシマランプをレジストパターンの上部から照射して、
反射防止膜のレジストパターンに被覆されていない領域
を感光した。この際の照射量は、２．０Ｊ／ｃｍ2 とし
た。
（ｄ）に示すようなレジストパターンを形成した。その
後、波長１７２ｎｍを中心とするバンド幅２０ｎｍのエ
キシマランプをレジストパターンの上部から照射して、
反射防止膜のレジストパターンに被覆されていない領域
を感光した。この際の照射量は、２．０Ｊ／ｃｍ2 とし
た。
【０２０５】本比較例で用いたレジスト膜は、波長１７
２ｎｍの紫外光に対する透過性が低い。そのため、レジ
ストパターンの表層数ｎｍしかエキシマランプは浸透せ
ず、反射防止膜の露光部（レジストパターンに被覆され
ていない領域）を選択的に感光させることができる。
２ｎｍの紫外光に対する透過性が低い。そのため、レジ
ストパターンの表層数ｎｍしかエキシマランプは浸透せ
ず、反射防止膜の露光部（レジストパターンに被覆され
ていない領域）を選択的に感光させることができる。
【０２０６】次に、アニソールを用いて反射防止膜の感
光部分を溶解除去して現像処理を行ない、反射防止膜を
パターニングした。走査型電子顕微鏡でレジストパター
ンおよび反射防止膜パターンの形状を観察したところ、
一層残りが生じており、反射防止膜を垂直に加工するこ
とができなかった。エキシマランプの照射量をさらに増
大させたところ、３．０Ｊ／ｃｍ2 以上で一層残りがな
くなった。しかし、レジストパターン内にも光反応が生
じてパターンの変形が起こり、被加工膜のマスク材とし
て用いることができなかった。
光部分を溶解除去して現像処理を行ない、反射防止膜を
パターニングした。走査型電子顕微鏡でレジストパター
ンおよび反射防止膜パターンの形状を観察したところ、
一層残りが生じており、反射防止膜を垂直に加工するこ
とができなかった。エキシマランプの照射量をさらに増
大させたところ、３．０Ｊ／ｃｍ2 以上で一層残りがな
くなった。しかし、レジストパターン内にも光反応が生
じてパターンの変形が起こり、被加工膜のマスク材とし
て用いることができなかった。
【０２０７】本比較例のように、光分解性の樹脂を下層
膜として用い、レジストパターンを形成後、光照射して
下層膜を分解させて現像除去する方法は、分解に要する
光照射量が大きく、レジストパターンを変形させるとい
う問題点を有している。本発明では、酸触媒反応により
下層膜をパターニングするので感度が高く、レジストパ
ターンを変形させることなく下層膜をパターニングする
ことができる。
膜として用い、レジストパターンを形成後、光照射して
下層膜を分解させて現像除去する方法は、分解に要する
光照射量が大きく、レジストパターンを変形させるとい
う問題点を有している。本発明では、酸触媒反応により
下層膜をパターニングするので感度が高く、レジストパ
ターンを変形させることなく下層膜をパターニングする
ことができる。
【０２０８】（実施例２）溶解抑止剤として重量平均分
子量１２，０００の化合物（１−２）９ｇ、および溶解
抑止剤として化合物（１−３）１ｇをシクロヘキサノン
８９ｇに溶解し、下層膜の溶液材料を調製した。
子量１２，０００の化合物（１−２）９ｇ、および溶解
抑止剤として化合物（１−３）１ｇをシクロヘキサノン
８９ｇに溶解し、下層膜の溶液材料を調製した。
【０２０９】得られた溶液材料を用いて、下層膜として
の反射防止膜を形成し、図２に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
の反射防止膜を形成し、図２に示す工程にしたがって反
射防止膜パターンを形成した。
【０２１０】まず、シリコン基板上にスパッタ法を用い
て被加工膜１であるＳｉＯ2 膜を５００ｎｍの膜厚で形
成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材料を
スピンコーティング法により塗布し、ホットプレートを
用いて１５０℃で１８０秒間ベーキングした。これによ
り図２（ａ）に示すように下層膜としての反射防止膜２
ａを２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜２ａの波
長２４８ｎｍの光の複素屈折率は、ｎ＝１．６５、ｋ＝
０．６２であった。
て被加工膜１であるＳｉＯ2 膜を５００ｎｍの膜厚で形
成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材料を
スピンコーティング法により塗布し、ホットプレートを
用いて１５０℃で１８０秒間ベーキングした。これによ
り図２（ａ）に示すように下層膜としての反射防止膜２
ａを２００ｎｍの膜厚で形成した。反射防止膜２ａの波
長２４８ｎｍの光の複素屈折率は、ｎ＝１．６５、ｋ＝
０．６２であった。
【０２１１】一方、水酸基のうちの３０％をターシャリ
ブトキシカルボニル基で保護したポリビニルフェノール
（重量平均分子量約１３，０００）９．９ｇ、および酸
発生剤としてのスルフォンイミド０．１ｇを乳酸エチル
９０ｇに溶解して、ポジ型化学増幅型レジストの溶液材
料を調製した。この溶液材料を、前述の反射防止膜２ａ
上に塗布し、ホットプレート上で１１０℃で９０秒間ベ
ーキングを行なって、膜厚２００ｎｍのレジスト膜３ａ
を形成した。
ブトキシカルボニル基で保護したポリビニルフェノール
（重量平均分子量約１３，０００）９．９ｇ、および酸
発生剤としてのスルフォンイミド０．１ｇを乳酸エチル
９０ｇに溶解して、ポジ型化学増幅型レジストの溶液材
料を調製した。この溶液材料を、前述の反射防止膜２ａ
上に塗布し、ホットプレート上で１１０℃で９０秒間ベ
ーキングを行なって、膜厚２００ｎｍのレジスト膜３ａ
を形成した。
【０２１２】得られたレジスト膜３ａおよび反射防止膜
２ａに対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザー光を
光源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）
で、図２（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。
この際、露光量は２４ｍＪ／ｃｍ2 とした。
２ａに対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザー光を
光源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）
で、図２（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。
この際、露光量は２４ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０２１３】その後、ホットプレート上で１１０℃で９
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜３
ａおよび反射防止膜２ａには、図２（ｃ）に示すように
０．１８μｍラインアンドスペースパターンの潜像５ａ
が形成された。
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜３
ａおよび反射防止膜２ａには、図２（ｃ）に示すように
０．１８μｍラインアンドスペースパターンの潜像５ａ
が形成された。
【０２１４】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３ａおよび反射防止膜２ａに
形成された潜像５ａを溶解除去することにより、図２
（ｄ）に示すようなパターンが形成された。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３ａおよび反射防止膜２ａに
形成された潜像５ａを溶解除去することにより、図２
（ｄ）に示すようなパターンが形成された。
【０２１５】以上のようにして得られたパターンの断面
を、走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、反射防
止膜２ａは図２（ｄ）に示されるように垂直形状で現像
されていることが確認された。
を、走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、反射防
止膜２ａは図２（ｄ）に示されるように垂直形状で現像
されていることが確認された。
【０２１６】このように、本発明の方法においては、レ
ジスト膜中に酸発生剤が含有されていれば、反射防止膜
中には酸発生剤が含有されていなくてもよい。露光によ
りレジスト膜中の酸発生剤から酸が発生し、この酸が反
射防止膜中の溶解抑止剤を分解するので、垂直な側壁を
有し、かつ断面が矩形の良好な形状を有するパターンを
形成することができる。
ジスト膜中に酸発生剤が含有されていれば、反射防止膜
中には酸発生剤が含有されていなくてもよい。露光によ
りレジスト膜中の酸発生剤から酸が発生し、この酸が反
射防止膜中の溶解抑止剤を分解するので、垂直な側壁を
有し、かつ断面が矩形の良好な形状を有するパターンを
形成することができる。
【０２１７】（実施例３）まず、次のようにして、ａ）
〜ｄ）の４種類の下層膜の溶液材料を調製した。
〜ｄ）の４種類の下層膜の溶液材料を調製した。
【０２１８】ａ）溶解抑止剤として重量平均分子量８，
０００の化合物（１−２）９．９ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−２）０．１ｇをシクロヘキサノン９
０．０ｇに溶解した。
０００の化合物（１−２）９．９ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−２）０．１ｇをシクロヘキサノン９
０．０ｇに溶解した。
【０２１９】ｂ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
２，０００の化合物（１−４）９ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−３）１ｇをシクロヘキサノン９０ｇに
溶解した。
２，０００の化合物（１−４）９ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−３）１ｇをシクロヘキサノン９０ｇに
溶解した。
【０２２０】ｃ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
１，０００の化合物（１−５）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−２）０．２ｇをアニソール９０ｇ
に溶解した。
１，０００の化合物（１−５）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−２）０．２ｇをアニソール９０ｇ
に溶解した。
【０２２１】ｄ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
２，０００の化合物（１−１）４ｇ、酸発生剤として化
合物（３−２）０．２ｇ、およびアルカリ可溶性樹脂と
して重量平均分子量８，０００の化合物（２−１）５．
８ｇ、をシクロヘキサノン９０ｇに溶解した。
２，０００の化合物（１−１）４ｇ、酸発生剤として化
合物（３−２）０．２ｇ、およびアルカリ可溶性樹脂と
して重量平均分子量８，０００の化合物（２−１）５．
８ｇ、をシクロヘキサノン９０ｇに溶解した。
【０２２２】得られた各溶液材料を用いて、下層膜とし
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、次のようにして反射
防止膜パターンを形成した。
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、次のようにして反射
防止膜パターンを形成した。
【０２２３】シリコン基板上に、ＬＰＣＶＤ法を用いて
被加工膜であるＴＥＯＳ酸化膜を５００ｎｍの膜厚で形
成した。この被加工膜上に前述の下層膜の溶液材料をそ
れぞれ塗布し、ホットプレート上でそれぞれベーキング
を行なった。ベーキングは、下記表１に示したベーク温
度で９０秒間行なった。これにより、膜厚２００ｎｍの
下層膜としての反射防止膜が形成された。各反射防止膜
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率を測定した結果を、下
記表１にまとめる。
被加工膜であるＴＥＯＳ酸化膜を５００ｎｍの膜厚で形
成した。この被加工膜上に前述の下層膜の溶液材料をそ
れぞれ塗布し、ホットプレート上でそれぞれベーキング
を行なった。ベーキングは、下記表１に示したベーク温
度で９０秒間行なった。これにより、膜厚２００ｎｍの
下層膜としての反射防止膜が形成された。各反射防止膜
の波長２４８ｎｍでの複素屈折率を測定した結果を、下
記表１にまとめる。
【０２２４】各反射防止膜上に、ポジ型化学増幅型レジ
ストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗布し、
ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキングし
て、レジスト膜を形成した。このときのレジストの膜厚
は２００ｎｍである。
ストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗布し、
ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキングし
て、レジスト膜を形成した。このときのレジストの膜厚
は２００ｎｍである。
【０２２５】得られたレジスト膜および反射防止膜に対
し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザーを光源とする
ステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）でパターン露
光を行なった。この際、露光量は２４ｍＪ／ｃｍ2 とし
た。
し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザーを光源とする
ステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）でパターン露
光を行なった。この際、露光量は２４ｍＪ／ｃｍ2 とし
た。
【０２２６】その後、ホットプレート上で１４０℃で９
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜お
よび反射防止膜に０．１５μｍラインアンドスペースパ
ターンの潜像を形成した。
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜お
よび反射防止膜に０．１５μｍラインアンドスペースパ
ターンの潜像を形成した。
【０２２７】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜および反射防止膜に形成され
た潜像を溶解除去することにより、レジスト膜および反
射防止膜に０．１５μｍラインアンドスペースパターン
を形成した。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜および反射防止膜に形成され
た潜像を溶解除去することにより、レジスト膜および反
射防止膜に０．１５μｍラインアンドスペースパターン
を形成した。
【０２２８】パターンの断面を走査型電子顕微鏡を用い
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因した波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も、垂直形状で良好である。
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因した波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も、垂直形状で良好である。
【０２２９】また、反射防止膜を現像処理した後のレジ
ストパターンの膜厚を、下記表１にまとめる。
ストパターンの膜厚を、下記表１にまとめる。
【０２３０】
【表１】
【０２３１】表１に示されるように、レジストパターン
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて小さい値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチ
ングするのに必要とされるマスクとして十分な厚さであ
る。
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて小さい値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチ
ングするのに必要とされるマスクとして十分な厚さであ
る。
【０２３２】（実施例４）まず、次のようにして、ａ）
〜ｄ）の４種類の下層膜の溶液材料を調製した。
〜ｄ）の４種類の下層膜の溶液材料を調製した。
【０２３３】ａ）メラミン−ホルムアルデヒド樹脂１０
ｇ、酸発生剤として化合物（３−１）０．５ｇ、および
アルカリ可溶性樹脂として化合物（ｐ−１４）２ｇを、
アニソール８７．５ｇに溶解した。
ｇ、酸発生剤として化合物（３−１）０．５ｇ、および
アルカリ可溶性樹脂として化合物（ｐ−１４）２ｇを、
アニソール８７．５ｇに溶解した。
【０２３４】ｂ）尿素−ホルムアルデヒド樹脂１０ｇ、
酸発生剤として化合物（３−２）０．５ｇ、およびアル
カリ可溶性樹脂として化合物（ｐ−１２）２ｇをアニソ
ール８７．５ｇに溶解した。
酸発生剤として化合物（３−２）０．５ｇ、およびアル
カリ可溶性樹脂として化合物（ｐ−１２）２ｇをアニソ
ール８７．５ｇに溶解した。
【０２３５】ｃ）グリコール−ホルムアルデヒド樹脂１
０ｇ、酸発生剤として化合物（３−３）０．５ｇ、およ
びアルカリ可溶性樹脂として化合物（ｐ−１１）２ｇを
アニソール８７．５ｇに溶解した。
０ｇ、酸発生剤として化合物（３−３）０．５ｇ、およ
びアルカリ可溶性樹脂として化合物（ｐ−１１）２ｇを
アニソール８７．５ｇに溶解した。
【０２３６】ｄ）メラミン樹脂１０ｇ、尿素樹脂２ｇ、
および酸発生剤としてスルフォンイミド０．５ｇをアニ
ソール８７．５ｇに溶解した。
および酸発生剤としてスルフォンイミド０．５ｇをアニ
ソール８７．５ｇに溶解した。
【０２３７】得られた各溶液材料を用いて、下層膜とし
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、図３に示す工程にし
たがって反射防止膜パターンを形成した。
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、図３に示す工程にし
たがって反射防止膜パターンを形成した。
【０２３８】シリコン基板上に、スピンオングラス商品
名Ｒ７（日立化成社製）を用いて被加工膜１であるスピ
ンオングラス膜を５００ｎｍの膜厚で形成した。この被
加工膜上に前述の下層膜の溶液材料をそれぞれ塗布し、
ホットプレート上でそれぞれベーキングを行なった。ベ
ーキングは、下記表２に示したベーク温度で６０秒間行
なった。これにより、図３（ａ）に示すような膜厚２０
０ｎｍの下層膜としての反射防止膜２ｂが形成された。
各反射防止膜の波長２４８ｎｍでの複素屈折率を測定し
た結果を、下記表２にまとめる。
名Ｒ７（日立化成社製）を用いて被加工膜１であるスピ
ンオングラス膜を５００ｎｍの膜厚で形成した。この被
加工膜上に前述の下層膜の溶液材料をそれぞれ塗布し、
ホットプレート上でそれぞれベーキングを行なった。ベ
ーキングは、下記表２に示したベーク温度で６０秒間行
なった。これにより、図３（ａ）に示すような膜厚２０
０ｎｍの下層膜としての反射防止膜２ｂが形成された。
各反射防止膜の波長２４８ｎｍでの複素屈折率を測定し
た結果を、下記表２にまとめる。
【０２３９】各反射防止膜上に、ネガ型化学増幅型レジ
ストＳＮＲ２００（シップレー社製）を塗布し、ホット
プレート上で１４０℃で９０秒間ベーキングして、図３
（ｂ）に示すようなレジスト膜３ｂを形成した。このと
きのレジスト膜３ｂの膜厚は２００ｎｍである。
ストＳＮＲ２００（シップレー社製）を塗布し、ホット
プレート上で１４０℃で９０秒間ベーキングして、図３
（ｂ）に示すようなレジスト膜３ｂを形成した。このと
きのレジスト膜３ｂの膜厚は２００ｎｍである。
【０２４０】得られたレジスト膜３ｂおよび反射防止膜
２ｂに対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザーを光
源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．７）で、
図３（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。この
際の露光量は、９８ｍＪ／ｃｍ2 とした。
２ｂに対し、縮小光学型のＫｒＦエキシマレーザーを光
源とするステッパー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．７）で、
図３（ｃ）に示すようにパターン露光を行なった。この
際の露光量は、９８ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０２４１】その後、ホットプレート上で１２５℃で９
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜３
ｂおよび反射防止膜２ｂには、図３（ｃ）に示すような
０．２５μｍラインアンドスペースパターンの潜像５ｂ
が形成され、この潜像部分のレジスト膜および反射防止
膜を架橋させた。
０秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜３
ｂおよび反射防止膜２ｂには、図３（ｃ）に示すような
０．２５μｍラインアンドスペースパターンの潜像５ｂ
が形成され、この潜像部分のレジスト膜および反射防止
膜を架橋させた。
【０２４２】続いて、０．１４規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３ｂおよび反射防止膜２ｂに
形成された潜像以外の部分を溶解除去した。これによっ
て、図３（ｄ）に示すようにレジスト膜および反射防止
膜には、０．２５μｍラインアンドスペースパターンが
形成された。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３ｂおよび反射防止膜２ｂに
形成された潜像以外の部分を溶解除去した。これによっ
て、図３（ｄ）に示すようにレジスト膜および反射防止
膜には、０．２５μｍラインアンドスペースパターンが
形成された。
【０２４３】パターンの断面を走査型電子顕微鏡を用い
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因した波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も垂直形状で良好である。
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因した波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も垂直形状で良好である。
【０２４４】また、反射防止膜を現像処理した後のレジ
ストパターンの膜厚を、下記表２にまとめる。
ストパターンの膜厚を、下記表２にまとめる。
【０２４５】
【表２】
【０２４６】表２に示されるように、レジストパターン
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて小さい値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（スピンオングラス）をエッ
チングするのに必要とされるマスクとして十分な厚さで
ある。
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて小さい値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（スピンオングラス）をエッ
チングするのに必要とされるマスクとして十分な厚さで
ある。
【０２４７】このように、本発明の第１のパターン形成
方法ではネガ型レジストを用いることもできる。この場
合には、露光部のレジスト膜と露光部の反射防止膜とが
架橋されて残るのでパターンとなる。
方法ではネガ型レジストを用いることもできる。この場
合には、露光部のレジスト膜と露光部の反射防止膜とが
架橋されて残るのでパターンとなる。
【０２４８】（実施例５）まず、次のようにしてａ）〜
ｄ）の４種類の下層膜の溶液材料を調製した。
ｄ）の４種類の下層膜の溶液材料を調製した。
【０２４９】ａ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
５，０００の化合物（１−１）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−３）０．２ｇをシクロヘキサノン
９０ｇに溶解した。
５，０００の化合物（１−１）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−３）０．２ｇをシクロヘキサノン
９０ｇに溶解した。
【０２５０】ｂ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
７，０００の化合物（１−５）９．８ｇ、溶解抑止剤と
して化合物（１−７）２ｇ、および酸発生剤として化合
物（３−３）０．２ｇを、シクロヘキサノン８８ｇに溶
解した。
７，０００の化合物（１−５）９．８ｇ、溶解抑止剤と
して化合物（１−７）２ｇ、および酸発生剤として化合
物（３−３）０．２ｇを、シクロヘキサノン８８ｇに溶
解した。
【０２５１】ｃ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
６，０００の化合物（１−５）４．８ｇ、アルカリ可溶
性樹脂として化合物（２−２）４ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−１）０．２ｇをアニソール９１ｇに溶
解した。
６，０００の化合物（１−５）４．８ｇ、アルカリ可溶
性樹脂として化合物（２−２）４ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−１）０．２ｇをアニソール９１ｇに溶
解した。
【０２５２】ｄ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
５，０００の化合物（１−６）９．８ｇ、アルカリ可溶
性樹脂として化合物（２−３）２ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−１）０．２ｇをキシレン８７ｇに溶解
した。
５，０００の化合物（１−６）９．８ｇ、アルカリ可溶
性樹脂として化合物（２−３）２ｇ、および酸発生剤と
して化合物（３−１）０．２ｇをキシレン８７ｇに溶解
した。
【０２５３】得られた各溶液材料を用いて、下層膜とし
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、次のようにして反射
防止膜パターンを形成した。
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、次のようにして反射
防止膜パターンを形成した。
【０２５４】シリコン基板上に、ＬＰＣＶＤ法を用いて
被加工膜であるＳｉＮ膜を５００ｎｍの膜厚で形成し
た。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材料をそれ
ぞれ塗布し、ホットプレート上でそれぞれベーキングを
行なった。ベーキングは、下記表３に示したベーク温度
で９０秒間行なった。これにより、膜厚２００ｎｍの下
層膜としての反射防止膜が形成された。各反射防止膜の
波長１９３ｎｍでの複素屈折率を測定した結果を、下記
表３にまとめる。
被加工膜であるＳｉＮ膜を５００ｎｍの膜厚で形成し
た。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材料をそれ
ぞれ塗布し、ホットプレート上でそれぞれベーキングを
行なった。ベーキングは、下記表３に示したベーク温度
で９０秒間行なった。これにより、膜厚２００ｎｍの下
層膜としての反射防止膜が形成された。各反射防止膜の
波長１９３ｎｍでの複素屈折率を測定した結果を、下記
表３にまとめる。
【０２５５】一方、溶解抑止剤としての化合物（１−
８）９．８ｇ、溶解抑止剤としての化合物（１−９）２
ｇ、および酸発生剤としての化合物（３−４）０．２ｇ
を、乳酸エチル８７ｇに溶解して、レジストの溶液材料
を調製した。この溶液材料を、前述の各反射防止膜上に
塗布し、ホットプレート上で１１０℃で９０秒間ベーキ
ングして、膜厚２００ｎｍのレジスト膜を形成した。
８）９．８ｇ、溶解抑止剤としての化合物（１−９）２
ｇ、および酸発生剤としての化合物（３−４）０．２ｇ
を、乳酸エチル８７ｇに溶解して、レジストの溶液材料
を調製した。この溶液材料を、前述の各反射防止膜上に
塗布し、ホットプレート上で１１０℃で９０秒間ベーキ
ングして、膜厚２００ｎｍのレジスト膜を形成した。
【０２５６】得られたレジスト膜および反射防止膜に対
し、ＡｒＦ露光装置（ＮＡ＝０．５５、σ＝０．７）で
パターン露光を行なった。この際の露光量は、３２ｍＪ
／ｃｍ2 とした。
し、ＡｒＦ露光装置（ＮＡ＝０．５５、σ＝０．７）で
パターン露光を行なった。この際の露光量は、３２ｍＪ
／ｃｍ2 とした。
【０２５７】その後、ホットプレート上で１１０℃で９
０秒間ベーキングを行なうことにより、レジスト膜およ
び反射防止膜に０．２０μｍラインアンドスペースパタ
ーンの潜像を形成した。
０秒間ベーキングを行なうことにより、レジスト膜およ
び反射防止膜に０．２０μｍラインアンドスペースパタ
ーンの潜像を形成した。
【０２５８】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜および反射防止膜に形成され
た潜像を溶解除去することにより、レジスト膜および反
射防止膜に０．２０μｍラインアンドスペースパターン
を形成した。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜および反射防止膜に形成され
た潜像を溶解除去することにより、レジスト膜および反
射防止膜に０．２０μｍラインアンドスペースパターン
を形成した。
【０２５９】パターンの断面を走査型電子顕微鏡を用い
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因した波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も垂直形状で良好である。
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因した波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も垂直形状で良好である。
【０２６０】また、レジスト膜および反射防止膜を現像
処理した後のレジストパターンの膜厚を、下記表３にま
とめる。
処理した後のレジストパターンの膜厚を、下記表３にま
とめる。
【０２６１】
【表３】
【０２６２】表３に示されるように、レジストパターン
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて少ない値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（ＳｉＮ膜）をエッチングす
るのに必要とされるマスクとして十分な厚さである。
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて少ない値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（ＳｉＮ膜）をエッチングす
るのに必要とされるマスクとして十分な厚さである。
【０２６３】（実施例６）まず、次のようにして、ａ）
〜ｇ）の７種類の下層膜の溶液材料を調製した。
〜ｇ）の７種類の下層膜の溶液材料を調製した。
【０２６４】ａ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
４，０００の化合物（１−１）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−１）０．２ｇをシクロヘキサノン
９０ｇに溶解した。
４，０００の化合物（１−１）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−１）０．２ｇをシクロヘキサノン
９０ｇに溶解した。
【０２６５】ｂ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
７，０００の化合物（１−２）８ｇ、溶解抑止剤として
重量平均分子量１３，０００の化合物（１−７）１．８
ｇ、および酸発生剤として化合物（３−１）０．２ｇ
を、シクロヘキサノン９０ｇに溶解した。
７，０００の化合物（１−２）８ｇ、溶解抑止剤として
重量平均分子量１３，０００の化合物（１−７）１．８
ｇ、および酸発生剤として化合物（３−１）０．２ｇ
を、シクロヘキサノン９０ｇに溶解した。
【０２６６】ｃ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
５，０００の化合物（１−１１）３．８ｇ、溶解抑止剤
として化合物（１−３）６ｇ、および酸発生剤として化
合物（３−１）０．２ｇを、シクロヘキサノン９０ｇに
溶解した。
５，０００の化合物（１−１１）３．８ｇ、溶解抑止剤
として化合物（１−３）６ｇ、および酸発生剤として化
合物（３−１）０．２ｇを、シクロヘキサノン９０ｇに
溶解した。
【０２６７】ｄ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
５，０００の化合物（１−１２）９．８ｇ、染料として
アントラキノン１ｇ、および酸発生剤として化合物（３
−４）０．２ｇを、シクロヘキサノン８９ｇに溶解し
た。
５，０００の化合物（１−１２）９．８ｇ、染料として
アントラキノン１ｇ、および酸発生剤として化合物（３
−４）０．２ｇを、シクロヘキサノン８９ｇに溶解し
た。
【０２６８】ｅ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
３，０００の化合物（１−４）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−３）０．２ｇを乳酸エチル９０ｇ
に溶解した。
３，０００の化合物（１−４）９．８ｇ、および酸発生
剤として化合物（３−３）０．２ｇを乳酸エチル９０ｇ
に溶解した。
【０２６９】ｆ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
４，０００の化合物（１−１２）４．８ｇ、溶解抑止剤
として重量平均分子量１８，０００の化合物（１−３）
５ｇ、および酸発生剤として化合物（３−２）０．２ｇ
をシクロヘキサノン９０ｇに溶解した。
４，０００の化合物（１−１２）４．８ｇ、溶解抑止剤
として重量平均分子量１８，０００の化合物（１−３）
５ｇ、および酸発生剤として化合物（３−２）０．２ｇ
をシクロヘキサノン９０ｇに溶解した。
【０２７０】ｇ）溶解抑止剤として重量平均分子量１
３，０００の化合物（１−１）８ｇ、アルカリ可溶性樹
脂として重量平均分子量１５，０００の化合物（２−
１）３．８ｇ、および酸発生剤として化合物（３−４）
０．２ｇをシクロヘキサノン８８ｇに溶解した。
３，０００の化合物（１−１）８ｇ、アルカリ可溶性樹
脂として重量平均分子量１５，０００の化合物（２−
１）３．８ｇ、および酸発生剤として化合物（３−４）
０．２ｇをシクロヘキサノン８８ｇに溶解した。
【０２７１】得られた各溶液材料を用いて、下層膜とし
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、図４に示す工程にし
たがって反射防止膜パターンを形成した。
ての反射防止膜をそれぞれ形成し、図４に示す工程にし
たがって反射防止膜パターンを形成した。
【０２７２】シリコン基板上に、ＬＰＣＶＤ法を用いて
被加工膜７であるＴＥＯＳ酸化膜を７００ｎｍの膜厚で
形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材料
をそれぞれ塗布し、ホットプレート上でそれぞれベーキ
ングを行なった。ベーキングは、下記表４に示したプリ
ベーク温度で９０秒間行なった。これにより、図４
（ａ）に示すように下層膜としての反射防止膜７が４０
０ｎｍの膜厚で形成された。反射防止膜７の波長２４８
ｎｍでの複素屈折率を測定した結果を、下記表４にまと
める。
被加工膜７であるＴＥＯＳ酸化膜を７００ｎｍの膜厚で
形成した。この被加工膜上に、前述の下層膜の溶液材料
をそれぞれ塗布し、ホットプレート上でそれぞれベーキ
ングを行なった。ベーキングは、下記表４に示したプリ
ベーク温度で９０秒間行なった。これにより、図４
（ａ）に示すように下層膜としての反射防止膜７が４０
０ｎｍの膜厚で形成された。反射防止膜７の波長２４８
ｎｍでの複素屈折率を測定した結果を、下記表４にまと
める。
【０２７３】各反射防止膜に、前述の実施例２で調製し
たレジスト溶液をそれぞれ塗布し、ホットプレート上
で、１４０℃で９０秒間のベーキングを行なって、図４
（ｂ）に示すような膜厚２００ｎｍのレジスト膜８を形
成した。
たレジスト溶液をそれぞれ塗布し、ホットプレート上
で、１４０℃で９０秒間のベーキングを行なって、図４
（ｂ）に示すような膜厚２００ｎｍのレジスト膜８を形
成した。
【０２７４】得られたレジスト膜８に対し、図４（ｃ）
に示すようにＫｒＦ露光装置（ＮＡ＝０．６０、σ＝
０．６５）でパターン露光を行なった。この際の露光量
は、２４ｍＪ／ｃｍ2 とした。
に示すようにＫｒＦ露光装置（ＮＡ＝０．６０、σ＝
０．６５）でパターン露光を行なった。この際の露光量
は、２４ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０２７５】その後、ホットプレートを用いて１１０℃
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、図４
（ｃ）に示すようにレジスト膜８の露光部には、直径
０．２０μｍのコンタクトホールパターンの潜像１０が
形成された。
で９０秒間ベーキングを行なうことによって、図４
（ｃ）に示すようにレジスト膜８の露光部には、直径
０．２０μｍのコンタクトホールパターンの潜像１０が
形成された。
【０２７６】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜８に形成された潜像１０を溶
解除去した。これによって、図４（ｄ）に示すようにレ
ジスト膜に直径０．２０μｍのコンタクトホールパター
ンを形成した。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜８に形成された潜像１０を溶
解除去した。これによって、図４（ｄ）に示すようにレ
ジスト膜に直径０．２０μｍのコンタクトホールパター
ンを形成した。
【０２７７】続いて、図４（ｅ）に示すように、波長１
７２ｎｍを中心とするバンド幅２０ｎｍのエキシマラン
プ１１をウェハー全面に照射した後、ホットプレート上
でベーキングを行なった。なお、エキシマランプの露光
量は、表４に示す露光量とし、またベーキング温度は表
４に示すポストベーキング温度で９０秒間行なった。こ
れにより、図４（ｅ）に示すように、反射防止膜７に直
径０．２０μｍのコンタクトホールパターンの潜像が形
成された。
７２ｎｍを中心とするバンド幅２０ｎｍのエキシマラン
プ１１をウェハー全面に照射した後、ホットプレート上
でベーキングを行なった。なお、エキシマランプの露光
量は、表４に示す露光量とし、またベーキング温度は表
４に示すポストベーキング温度で９０秒間行なった。こ
れにより、図４（ｅ）に示すように、反射防止膜７に直
径０．２０μｍのコンタクトホールパターンの潜像が形
成された。
【０２７８】このとき照射した光は、レジストパターン
の表層数ｎｍしか浸透しないが、反射防止膜７の底部ま
で到達する。その結果、反射防止膜の露光部（レジスト
パターンに被覆されていない領域）のみを感光させて、
潜像を形成することができる。また、この照射によりレ
ジストパターンの表面は架橋して、表面架橋層１２が形
成された。
の表層数ｎｍしか浸透しないが、反射防止膜７の底部ま
で到達する。その結果、反射防止膜の露光部（レジスト
パターンに被覆されていない領域）のみを感光させて、
潜像を形成することができる。また、この照射によりレ
ジストパターンの表面は架橋して、表面架橋層１２が形
成された。
【０２７９】最後に、表４に示した規定度の現像液で３
０秒間のパドル現像を行なって、反射防止膜７に形成さ
れた潜像を溶解除去した。これによって、図４（ｆ）に
示すように、反射防止膜には直径０．２０μｍのコンタ
クトホールパターンが形成された。
０秒間のパドル現像を行なって、反射防止膜７に形成さ
れた潜像を溶解除去した。これによって、図４（ｆ）に
示すように、反射防止膜には直径０．２０μｍのコンタ
クトホールパターンが形成された。
【０２８０】パターンの断面を走査型電子顕微鏡を用い
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因する波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も、垂直形状で良好である。
て観察したところ、何れの反射防止膜とレジストとの組
み合わせでも、レジストパターンの側壁には定在波に起
因する波打ち形状はなく、何れの反射防止膜でも定在波
は充分に抑えられている。現像処理後の反射防止膜の形
状も、垂直形状で良好である。
【０２８１】また、レジスト膜および反射防止膜を現像
処理した後のレジストパターンの膜厚を、下記表４にま
とめる。
処理した後のレジストパターンの膜厚を、下記表４にま
とめる。
【０２８２】
【表４】
【０２８３】表４に示されるように、レジストパターン
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて少ない値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は４００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、４９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチ
ングするのに必要とされるマスクとして十分な厚さであ
る。
の膜減り量は１０ｎｍ以下という極めて少ない値に収ま
っている。反射防止膜の膜厚は４００ｎｍであるので、
反射防止膜パターンとレジストパターンとからなるマス
ク材パターンの膜厚は、４９０ｎｍ以上である。この厚
さは、次の工程で被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチ
ングするのに必要とされるマスクとして十分な厚さであ
る。
【０２８４】４００ｎｍと厚い反射防止膜でも、本発明
の方法を用いることによって、垂直な形状に加工できる
ことが、本実施例からわかる。
の方法を用いることによって、垂直な形状に加工できる
ことが、本実施例からわかる。
【０２８５】（実施例７）本実施例では、デュアルダマ
シンプロセスで埋めこみ配線を形成する際に必要な絶縁
膜の加工に、本発明の第２のパターン形成方法を適用し
た例について説明する。
シンプロセスで埋めこみ配線を形成する際に必要な絶縁
膜の加工に、本発明の第２のパターン形成方法を適用し
た例について説明する。
【０２８６】本実施例においては、下層膜の溶液材料と
して実施例１で調製した溶液材料を用いて、下層膜とし
ての反射防止膜を形成し、図８に示す工程にしたがって
反射防止膜パターンを形成した。
して実施例１で調製した溶液材料を用いて、下層膜とし
ての反射防止膜を形成し、図８に示す工程にしたがって
反射防止膜パターンを形成した。
【０２８７】まず、シリコンウェハー上に膜厚３００ｎ
ｍのアルミニウム膜をスパッター法を用いて形成し、さ
らにこのアルミニウム膜上に膜厚８００ｎｍのＴＥＯＳ
酸化膜をＬＰＣＶＤ法を用いて形成した。
ｍのアルミニウム膜をスパッター法を用いて形成し、さ
らにこのアルミニウム膜上に膜厚８００ｎｍのＴＥＯＳ
酸化膜をＬＰＣＶＤ法を用いて形成した。
【０２８８】このＴＥＯＳ酸化膜上に、実施例１で調製
した下層膜の溶液材料を塗布し、１３０℃で６０秒間ベ
ーキングして下層膜としての反射防止膜を形成した。こ
のときの反射防止膜の膜厚は５５ｎｍである。
した下層膜の溶液材料を塗布し、１３０℃で６０秒間ベ
ーキングして下層膜としての反射防止膜を形成した。こ
のときの反射防止膜の膜厚は５５ｎｍである。
【０２８９】この反射防止膜上に、ポジ型化学増幅型レ
ジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗布
し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキング
して、膜厚２００ｎｍのレジスト膜を形成した。
ジストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗布
し、ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキング
して、膜厚２００ｎｍのレジスト膜を形成した。
【０２９０】得られたレジスト膜に対し、縮小光学型の
ＫｒＦエキシマレーザー光を光源とするステッパー（Ｎ
Ａ＝０．６、σ＝０．５）でパターン露光を行なった。
この際の露光量は２８ｍＪ／ｃｍ2 とした。その後、ホ
ットプレート上で１１０℃で９０秒間ベーキングを行な
うことによって、レジスト膜および反射防止膜に０．２
０μｍラインアンドスペースパターンの潜像を形成し
た。
ＫｒＦエキシマレーザー光を光源とするステッパー（Ｎ
Ａ＝０．６、σ＝０．５）でパターン露光を行なった。
この際の露光量は２８ｍＪ／ｃｍ2 とした。その後、ホ
ットプレート上で１１０℃で９０秒間ベーキングを行な
うことによって、レジスト膜および反射防止膜に０．２
０μｍラインアンドスペースパターンの潜像を形成し
た。
【０２９１】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜および反射防止膜に形成され
た潜像部分を溶解除去した。これによって、レジスト膜
および反射防止膜には、０．２０μｍラインアンドスペ
ースパターンが形成された。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜および反射防止膜に形成され
た潜像部分を溶解除去した。これによって、レジスト膜
および反射防止膜には、０．２０μｍラインアンドスペ
ースパターンが形成された。
【０２９２】こうして得られたレジストパターンおよび
反射防止膜パターンをマスクとして用いて、ＴＥＯＳ酸
化膜を２００ｎｍの深さまでエッチングした。エッチン
グに当たってはマグネトロン型ＲＩＥ装置を用い、エッ
チングの条件は、ソースガスＣ4 Ｆ8 ＝１０ＳＣＣＭ、
Ａｒ＝１００ＳＣＣＭ、ＣＯ＝５０ＳＣＣＭ、励起電力
８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒ、基板温度４０℃とし
た。
反射防止膜パターンをマスクとして用いて、ＴＥＯＳ酸
化膜を２００ｎｍの深さまでエッチングした。エッチン
グに当たってはマグネトロン型ＲＩＥ装置を用い、エッ
チングの条件は、ソースガスＣ4 Ｆ8 ＝１０ＳＣＣＭ、
Ａｒ＝１００ＳＣＣＭ、ＣＯ＝５０ＳＣＣＭ、励起電力
８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒ、基板温度４０℃とし
た。
【０２９３】最後に、レジストパターンおよび反射防止
膜パターンをアッシング除去した。アッシング除去に当
たっては、ダウンフロー型アッシング装置を用い、アッ
シングの条件は、Ｏ2 ＝５００ＳＣＣＭ、励起電力８０
０Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒ、基板温度２００℃とし
た。
膜パターンをアッシング除去した。アッシング除去に当
たっては、ダウンフロー型アッシング装置を用い、アッ
シングの条件は、Ｏ2 ＝５００ＳＣＣＭ、励起電力８０
０Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒ、基板温度２００℃とし
た。
【０２９４】こうして、図８（ａ）に示すように、アル
ミニウム膜２８上のＴＥＯＳ酸化膜２９に、０．２０μ
ｍラインアンドスペースの溝が形成された。
ミニウム膜２８上のＴＥＯＳ酸化膜２９に、０．２０μ
ｍラインアンドスペースの溝が形成された。
【０２９５】こうして溝が形成されたＴＥＯＳ酸化膜２
９上に、実施例１で調製した下層膜の溶液材料をスピン
コーティング法で塗布し、ホットプレートを用いて１３
０℃で１２０秒間ベーキングした。これによって、図８
（ｂ）に示すように、深さ２００ｎｍの０．２０μｍラ
インアンドスペースパターンを有するＴＥＯＳ酸化膜２
９を、下層膜としての反射防止膜３０で埋めこんだ。
９上に、実施例１で調製した下層膜の溶液材料をスピン
コーティング法で塗布し、ホットプレートを用いて１３
０℃で１２０秒間ベーキングした。これによって、図８
（ｂ）に示すように、深さ２００ｎｍの０．２０μｍラ
インアンドスペースパターンを有するＴＥＯＳ酸化膜２
９を、下層膜としての反射防止膜３０で埋めこんだ。
【０２９６】実施例１で調製した材料で形成された反射
防止膜は、ガラス転移温度が１０５℃なので、１３０℃
でベーキングを行なうことでＴＥＯＳ酸化膜２９の溝の
内部にフローし、完全に埋めることが可能である。ＴＥ
ＯＳ酸化膜２９の凸部における反射防止膜３０の厚み
（ｔ1 ）は２０ｎｍであり、ＴＥＯＳ酸化膜２９の凹部
における反射防止膜３０の厚み（ｔ2 ）は２２０ｎｍで
ある。
防止膜は、ガラス転移温度が１０５℃なので、１３０℃
でベーキングを行なうことでＴＥＯＳ酸化膜２９の溝の
内部にフローし、完全に埋めることが可能である。ＴＥ
ＯＳ酸化膜２９の凸部における反射防止膜３０の厚み
（ｔ1 ）は２０ｎｍであり、ＴＥＯＳ酸化膜２９の凹部
における反射防止膜３０の厚み（ｔ2 ）は２２０ｎｍで
ある。
【０２９７】こうして形成された反射防止膜３０上に、
ポジ型化学増幅型レジストＫＲＦＭ２０Ｇ（日本合成ゴ
ム社製）を塗布し、ホットプレート上で１４０℃で９０
秒間ベーキングして、図８（ｃ）に示すようにレジスト
膜３１を形成した。このときのレジスト膜３１の膜厚は
２００ｎｍである。
ポジ型化学増幅型レジストＫＲＦＭ２０Ｇ（日本合成ゴ
ム社製）を塗布し、ホットプレート上で１４０℃で９０
秒間ベーキングして、図８（ｃ）に示すようにレジスト
膜３１を形成した。このときのレジスト膜３１の膜厚は
２００ｎｍである。
【０２９８】得られたレジスト膜３１に対し、縮小光学
型のＫｒＦエキシマレーザー光３２を光源とするステッ
パー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）で、図８（ｄ）に示
すようにパターン露光を行なった。この際の露光量は、
２９ｍＪ／ｃｍ2 とした。
型のＫｒＦエキシマレーザー光３２を光源とするステッ
パー（ＮＡ＝０．６、σ＝０．５）で、図８（ｄ）に示
すようにパターン露光を行なった。この際の露光量は、
２９ｍＪ／ｃｍ2 とした。
【０２９９】その後、ホットプレート上で１１０℃で９
０秒間ベーキングを行なうことによって、図８（ｄ）に
示すようにレジスト膜３１には、直径０．１５μｍのコ
ンタクトホールパターンの潜像３３が形成された。この
潜像３３の位置は、ＴＥＯＳ酸化膜に形成された溝の中
央部に対応する。
０秒間ベーキングを行なうことによって、図８（ｄ）に
示すようにレジスト膜３１には、直径０．１５μｍのコ
ンタクトホールパターンの潜像３３が形成された。この
潜像３３の位置は、ＴＥＯＳ酸化膜に形成された溝の中
央部に対応する。
【０３００】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３１に形成された潜像部分を
溶解除去した。これによって、図８（ｅ）に示すように
レジスト膜に直径０．１５μｍのコンタクトホールパタ
ーンを形成した。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、レジスト膜３１に形成された潜像部分を
溶解除去した。これによって、図８（ｅ）に示すように
レジスト膜に直径０．１５μｍのコンタクトホールパタ
ーンを形成した。
【０３０１】その後、図８（ｆ）に示すように、ウェハ
ー全面にＡｒＦエキシマレーザー３４を全面照射して、
反射防止膜３０に直径０．１５μｍのコンタクトホール
の潜像３６を形成した。この際の照射量は、８０ｍＪ／
ｃｍ2 とした。この全面照射によりレジストパターンの
表面が架橋して、図８（ｆ）に示すような表面架橋層３
５が形成された。
ー全面にＡｒＦエキシマレーザー３４を全面照射して、
反射防止膜３０に直径０．１５μｍのコンタクトホール
の潜像３６を形成した。この際の照射量は、８０ｍＪ／
ｃｍ2 とした。この全面照射によりレジストパターンの
表面が架橋して、図８（ｆ）に示すような表面架橋層３
５が形成された。
【０３０２】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、反射防止膜３０に形成された潜像３６を
溶解除去することによって、図８（ｇ）に示すように直
径０．１５μｍのコンタクトホールパターンを形成し
た。
モニウムヒドロキシサイド水溶液で３０秒間のパドル現
像を行なって、反射防止膜３０に形成された潜像３６を
溶解除去することによって、図８（ｇ）に示すように直
径０．１５μｍのコンタクトホールパターンを形成し
た。
【０３０３】こうして得られたレジストパターンおよび
反射防止膜パターンをマスクとして用いて、ＴＥＯＳ酸
化膜２９をドライエッチングすることにより、図８
（ｈ）に示すように直径０．１５μｍのコンタクトホー
ルパターンをＴＥＯＳ酸化膜２９に形成した。エッチン
グに当たっては、マグネトロン型ＲＩＥ装置を用い、エ
ッチングの条件は、ソースガスＣ4 Ｆ8 ＝１０ＳＣＣ
Ｍ、Ａｒ＝１００ＳＣＣＭ、ＣＯ＝５０ＳＣＣＭ、励起
電力８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒ、基板温度４０℃
とした。
反射防止膜パターンをマスクとして用いて、ＴＥＯＳ酸
化膜２９をドライエッチングすることにより、図８
（ｈ）に示すように直径０．１５μｍのコンタクトホー
ルパターンをＴＥＯＳ酸化膜２９に形成した。エッチン
グに当たっては、マグネトロン型ＲＩＥ装置を用い、エ
ッチングの条件は、ソースガスＣ4 Ｆ8 ＝１０ＳＣＣ
Ｍ、Ａｒ＝１００ＳＣＣＭ、ＣＯ＝５０ＳＣＣＭ、励起
電力８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏｒｒ、基板温度４０℃
とした。
【０３０４】最後に、レジストパターンおよび反射防止
膜パターンをアッシング除去して、図８（ｉ）に示す構
造を得た。アッシング除去に当たっては、ダウンフロー
型アッシング装置を用い、アッシングの条件は、Ｏ2 ＝
５００ＳＣＣＭ、励起電力８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏ
ｒｒ、基板温度２００℃とした。
膜パターンをアッシング除去して、図８（ｉ）に示す構
造を得た。アッシング除去に当たっては、ダウンフロー
型アッシング装置を用い、アッシングの条件は、Ｏ2 ＝
５００ＳＣＣＭ、励起電力８００Ｗ、真空度８０ｍＴｏ
ｒｒ、基板温度２００℃とした。
【０３０５】このように、本発明の方法を用いることに
よって、デュアルダマシン工程で必要な絶縁膜の加工工
程のように加工すべき反射防止膜の膜厚が厚くなる場合
にも、レジスト膜の膜減りを起こすことなく、垂直に反
射防止膜を加工することができるので特に有効である。
よって、デュアルダマシン工程で必要な絶縁膜の加工工
程のように加工すべき反射防止膜の膜厚が厚くなる場合
にも、レジスト膜の膜減りを起こすことなく、垂直に反
射防止膜を加工することができるので特に有効である。
【０３０６】以上、下層膜として光リソグラフィー用の
反射防止膜を例に挙げて本発明を説明したが、本発明
は、これに限定されるものではない。例えば、荷電ビー
ムリソグラフィー用の電荷集積による位置ずれを防ぐた
めの帯電防止材としても、本発明の下層膜用組成物は好
適に用いることができる。
反射防止膜を例に挙げて本発明を説明したが、本発明
は、これに限定されるものではない。例えば、荷電ビー
ムリソグラフィー用の電荷集積による位置ずれを防ぐた
めの帯電防止材としても、本発明の下層膜用組成物は好
適に用いることができる。
【０３０７】以下、実施例８〜１０では、帯電防止膜と
して用いた例を説明する。
して用いた例を説明する。
【０３０８】（実施例８）本実施例においては、前述の
実施例３で調製した下層膜の材料溶液ａ）〜ｄ）と、以
下のようにして調製した下層膜用溶液材料（ｕ−１）と
を用いて、以下のようにしてパターンを形成した。
実施例３で調製した下層膜の材料溶液ａ）〜ｄ）と、以
下のようにして調製した下層膜用溶液材料（ｕ−１）と
を用いて、以下のようにしてパターンを形成した。
【０３０９】まず、溶解抑止剤として化合物（１−１
０）９．８ｇ、および酸発生剤として化合物（３―４）
０．２ｇをシクロヘキサノンに溶解して、下層膜用の溶
液材料（ｕ−１）を調製した。
０）９．８ｇ、および酸発生剤として化合物（３―４）
０．２ｇをシクロヘキサノンに溶解して、下層膜用の溶
液材料（ｕ−１）を調製した。
【０３１０】こうして得られた下層膜の溶液材料（ｕ−
１）と、実施例３で調製した下層膜の溶液材料ａ）〜
ｄ）とを用いて、実施例３と同様にしてシリコン基板上
に被加工膜および下層膜を順次形成した。
１）と、実施例３で調製した下層膜の溶液材料ａ）〜
ｄ）とを用いて、実施例３と同様にしてシリコン基板上
に被加工膜および下層膜を順次形成した。
【０３１１】シリコン基板上にＬＰＣＶＤ法を用いて被
加工膜であるＴＥＯＳ酸化膜を５００ｎｍの膜厚で形成
した。この被加工膜上に前述の下層膜の溶液材料をそれ
ぞれ塗布し、ホットプレート上でベーキングを行なっ
た。なお、ａ）〜ｄ）については、表１に示したベーク
温度で行ない、（ｕ−１）については、１３０℃で９０
秒間行なった。これにより、膜厚２００ｎｍの下層膜と
しての帯電防止膜が形成された。
加工膜であるＴＥＯＳ酸化膜を５００ｎｍの膜厚で形成
した。この被加工膜上に前述の下層膜の溶液材料をそれ
ぞれ塗布し、ホットプレート上でベーキングを行なっ
た。なお、ａ）〜ｄ）については、表１に示したベーク
温度で行ない、（ｕ−１）については、１３０℃で９０
秒間行なった。これにより、膜厚２００ｎｍの下層膜と
しての帯電防止膜が形成された。
【０３１２】各帯電防止膜上に、ポジ型化学増幅型レジ
ストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗布し、
ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキングし
て、レジスト膜を形成した。このときのレジストの膜厚
は２００ｎｍである。
ストＫＲＦ Ｍ２０Ｇ（日本合成ゴム社製）を塗布し、
ホットプレート上で１４０℃で９０秒間ベーキングし
て、レジスト膜を形成した。このときのレジストの膜厚
は２００ｎｍである。
【０３１３】得られたレジスト膜および帯電防止膜に対
し、加速電圧５０ｋＶの電子ビームを用いてパターン露
光を行なった。この際の露光量は１．７μＣ／ｃｍ2 と
した。その後、ホットプレートを用いて１４０℃で９０
秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜およ
び帯電防止膜に０．１３μｍのラインアンドスペースパ
ターンの潜像を形成した。
し、加速電圧５０ｋＶの電子ビームを用いてパターン露
光を行なった。この際の露光量は１．７μＣ／ｃｍ2 と
した。その後、ホットプレートを用いて１４０℃で９０
秒間ベーキングを行なうことによって、レジスト膜およ
び帯電防止膜に０．１３μｍのラインアンドスペースパ
ターンの潜像を形成した。
【０３１４】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキサイド水溶液で３０秒間のパドル現像
を行なって、レジスト膜および帯電防止膜に形成された
潜像を溶解除去することによって、レジスト膜および帯
電防止膜に０．１３μｍラインアンドスペースパターン
を形成した。
モニウムヒドロキサイド水溶液で３０秒間のパドル現像
を行なって、レジスト膜および帯電防止膜に形成された
潜像を溶解除去することによって、レジスト膜および帯
電防止膜に０．１３μｍラインアンドスペースパターン
を形成した。
【０３１５】得られたパターンを、走査型電子顕微鏡で
上部から観察したところ、電荷蓄積による位置ずれがな
くパターンを形成することができた。これは、帯電防止
膜に酸発生剤が含有されているので、電子ビームを照射
することによって酸発生剤から導電性物質が生成し、こ
の導電性物質が電荷を周囲に逃がしたためと考えられ
る。
上部から観察したところ、電荷蓄積による位置ずれがな
くパターンを形成することができた。これは、帯電防止
膜に酸発生剤が含有されているので、電子ビームを照射
することによって酸発生剤から導電性物質が生成し、こ
の導電性物質が電荷を周囲に逃がしたためと考えられ
る。
【０３１６】また、走査型電子顕微鏡でパターンを断面
から観察したところ、現像処理後の帯電防止膜の形状は
垂直形状で良好であった。また、帯電防止膜を現像処理
した後のレジストパターンの膜減り量は、いずれの帯電
防止膜の場合も１０ｎｍ以下に抑えられていた。帯電防
止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、帯電防止膜パター
ンとレジストパターンとからなるマスク材パターンの膜
厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚さは、次の工程で
被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチングするのに必要
とされるマスクとして十分な厚さである。
から観察したところ、現像処理後の帯電防止膜の形状は
垂直形状で良好であった。また、帯電防止膜を現像処理
した後のレジストパターンの膜減り量は、いずれの帯電
防止膜の場合も１０ｎｍ以下に抑えられていた。帯電防
止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、帯電防止膜パター
ンとレジストパターンとからなるマスク材パターンの膜
厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚さは、次の工程で
被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチングするのに必要
とされるマスクとして十分な厚さである。
【０３１７】下層膜を帯電防止材として使用する場合
は、下層膜溶液材料（ｕ−１）のように、必ずしも下層
膜組成物中に多環式芳香族炭化水素基が含まれている必
要はない。
は、下層膜溶液材料（ｕ−１）のように、必ずしも下層
膜組成物中に多環式芳香族炭化水素基が含まれている必
要はない。
【０３１８】（実施例９）本実施例においては、前述の
実施例６で調製した下層膜の材料溶液ａ）〜ｇ）と、実
施例８で調製した下層膜用溶液材料（ｕ−１）とを用い
て、以下のようにしてパターンを形成した。
実施例６で調製した下層膜の材料溶液ａ）〜ｇ）と、実
施例８で調製した下層膜用溶液材料（ｕ−１）とを用い
て、以下のようにしてパターンを形成した。
【０３１９】シリコン基板上に、実施例６と同様の手順
で被加工膜および下層膜としての帯電防止膜を順次形成
した。この際、（ｕ−１）については、実施例８と同様
にして下層膜を形成した。各帯電防止膜上には、前述の
実施例２で調製したレジスト溶液をそれぞれ塗布し、実
施例２と同様にして膜厚２００ｎｍのレジスト膜を形成
した。
で被加工膜および下層膜としての帯電防止膜を順次形成
した。この際、（ｕ−１）については、実施例８と同様
にして下層膜を形成した。各帯電防止膜上には、前述の
実施例２で調製したレジスト溶液をそれぞれ塗布し、実
施例２と同様にして膜厚２００ｎｍのレジスト膜を形成
した。
【０３２０】得られたレジスト膜に対し、加速電圧５０
ｋＶの電子ビームを用いてパターン露光を行なった。こ
の際の露光量は２．９μＣ／ｃｍ2 とした。その後、ホ
ットプレートを用いて１１０℃で９０秒間ベーキングを
行なうことによって、レジスト膜に、０．１３μｍのラ
インアンドスペースパターンの潜像を形成した。
ｋＶの電子ビームを用いてパターン露光を行なった。こ
の際の露光量は２．９μＣ／ｃｍ2 とした。その後、ホ
ットプレートを用いて１１０℃で９０秒間ベーキングを
行なうことによって、レジスト膜に、０．１３μｍのラ
インアンドスペースパターンの潜像を形成した。
【０３２１】続いて、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキサイド水溶液で３０秒間のパドル現像
を行なって、レジスト膜に直径０．１３μｍのラインア
ンドスペースパターンを形成した。
モニウムヒドロキサイド水溶液で３０秒間のパドル現像
を行なって、レジスト膜に直径０．１３μｍのラインア
ンドスペースパターンを形成した。
【０３２２】続いて、実施例６と同様の手法で帯電防止
膜にエキシマランプを照射した後、ポストベークを行な
った。ａ）〜ｇ）については、表４に示した照射量、ポ
ストベーク温度で行ない、（ｕ−１）については、露光
量は４２ｍＪ／ｃｍ2 とし、１３０℃で９０秒間ポスト
ベークした。これにより、帯電防止膜の露出部（レジス
トパターンに被覆されていない領域）に、直径０．１３
μｍのコンタクトホールパターンの潜像を形成した。
膜にエキシマランプを照射した後、ポストベークを行な
った。ａ）〜ｇ）については、表４に示した照射量、ポ
ストベーク温度で行ない、（ｕ−１）については、露光
量は４２ｍＪ／ｃｍ2 とし、１３０℃で９０秒間ポスト
ベークした。これにより、帯電防止膜の露出部（レジス
トパターンに被覆されていない領域）に、直径０．１３
μｍのコンタクトホールパターンの潜像を形成した。
【０３２３】最後に、ａ）〜ｇ）については、表４に示
した規定度の現像液で３０秒間のパドル現像を行なって
帯電防止膜に形成された潜像を溶解除去することによ
り、帯電防止膜に直径０．１３μｍのコンタクトホール
パターンを形成した。この際、下層膜用溶液材料（ｕ−
１）を用いて形成された帯電防止膜は、０．２１規定の
現像液で３０秒間のパドル現像を行なった。この場合
も、帯電防止膜に形成された潜像が溶解除去されて、帯
電防止膜には、直径０．１３μｍのコンタクトホールパ
ターンが形成された。
した規定度の現像液で３０秒間のパドル現像を行なって
帯電防止膜に形成された潜像を溶解除去することによ
り、帯電防止膜に直径０．１３μｍのコンタクトホール
パターンを形成した。この際、下層膜用溶液材料（ｕ−
１）を用いて形成された帯電防止膜は、０．２１規定の
現像液で３０秒間のパドル現像を行なった。この場合
も、帯電防止膜に形成された潜像が溶解除去されて、帯
電防止膜には、直径０．１３μｍのコンタクトホールパ
ターンが形成された。
【０３２４】得られたパターンを、走査型電子顕微鏡で
上部から観察したところ、電荷蓄積による位置ずれがな
くパターンを形成することができた。これは、帯電防止
膜に酸発生剤が含有されているので、電子ビームを照射
することによって酸発生剤から導電性物質が生成し、こ
の導電性物質が電荷を周囲に逃がしたためと考えられ
る。
上部から観察したところ、電荷蓄積による位置ずれがな
くパターンを形成することができた。これは、帯電防止
膜に酸発生剤が含有されているので、電子ビームを照射
することによって酸発生剤から導電性物質が生成し、こ
の導電性物質が電荷を周囲に逃がしたためと考えられ
る。
【０３２５】また、走査型電子顕微鏡でパターンを断面
から観察したところ、現像処理後の帯電防止膜の形状は
垂直形状で良好であった。また、帯電防止膜を現像処理
した後のレジストパターンの膜減り量は、いずれの帯電
防止膜の場合も１０ｎｍ以下に抑えられていた。帯電防
止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、帯電防止膜パター
ンとレジストパターンとからなるマスク材パターンの膜
厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚さは、次の工程で
被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチングするのに必要
とされるマスクとして十分な厚さである。
から観察したところ、現像処理後の帯電防止膜の形状は
垂直形状で良好であった。また、帯電防止膜を現像処理
した後のレジストパターンの膜減り量は、いずれの帯電
防止膜の場合も１０ｎｍ以下に抑えられていた。帯電防
止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、帯電防止膜パター
ンとレジストパターンとからなるマスク材パターンの膜
厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚さは、次の工程で
被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチングするのに必要
とされるマスクとして十分な厚さである。
【０３２６】下層膜を帯電防止材として使用する場合
は、下層膜溶液材料（ｕ−１）のように、必ずしも下層
膜組成物中に多環式芳香族炭化水素基が含まれている必
要はない。
は、下層膜溶液材料（ｕ−１）のように、必ずしも下層
膜組成物中に多環式芳香族炭化水素基が含まれている必
要はない。
【０３２７】（実施例１０）本実施例においては、前述
の実施例６で調製した反射防止膜の材料溶液ａ）〜ｇ）
を用いて、以下のようにしてパターンを形成した。
の実施例６で調製した反射防止膜の材料溶液ａ）〜ｇ）
を用いて、以下のようにしてパターンを形成した。
【０３２８】シリコン基板上に、実施例６と同様の手順
で被加工膜および帯電防止膜を順次形成した。各帯電防
止膜上には、前述の実施例２で調製したレジスト溶液を
それぞれ塗布し、実施例６と同様にして膜厚２００ｎｍ
のレジスト膜を形成した。
で被加工膜および帯電防止膜を順次形成した。各帯電防
止膜上には、前述の実施例２で調製したレジスト溶液を
それぞれ塗布し、実施例６と同様にして膜厚２００ｎｍ
のレジスト膜を形成した。
【０３２９】得られたレジスト膜に対し、加速電圧５０
ｋＶの電子ビームを用いてパターン露光を行なって、レ
ジスト膜に直径０．１３μｍのコンタクトホールパター
ンの潜像を形成した。この際、露光量は、５．９μＣ／
ｃｍ2 とした。続いて、レジスト膜に対して縮小光学型
のＫｒＦエキシマレーザーを光源とするステッパー（Ｎ
Ａ＝０．６、σ＝０．７）を用いてパターン露光を行な
って、０．１５μｍラインアンドスペースパターンの潜
像を形成した。この際の露光量は２５ｍＪ／ｃｍ2 であ
る。さらに、ホットプレートを用いて１４０℃で９０秒
間ベーキングを行なった。
ｋＶの電子ビームを用いてパターン露光を行なって、レ
ジスト膜に直径０．１３μｍのコンタクトホールパター
ンの潜像を形成した。この際、露光量は、５．９μＣ／
ｃｍ2 とした。続いて、レジスト膜に対して縮小光学型
のＫｒＦエキシマレーザーを光源とするステッパー（Ｎ
Ａ＝０．６、σ＝０．７）を用いてパターン露光を行な
って、０．１５μｍラインアンドスペースパターンの潜
像を形成した。この際の露光量は２５ｍＪ／ｃｍ2 であ
る。さらに、ホットプレートを用いて１４０℃で９０秒
間ベーキングを行なった。
【０３３０】その後、０．２１規定のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液で３０秒間のパドル現像を
行なって、レジスト膜に形成された潜像を溶解除去する
ことにより、コンタクトホールパターンとラインアンド
スペースパターンとからなるレジストパターンを形成し
た。
モニウムヒドロキシド水溶液で３０秒間のパドル現像を
行なって、レジスト膜に形成された潜像を溶解除去する
ことにより、コンタクトホールパターンとラインアンド
スペースパターンとからなるレジストパターンを形成し
た。
【０３３１】続いて、実施例６と同様の手法で帯電防止
膜にエキシマランプを照射した後、ポストベークを行な
った。これにより、帯電防止膜の露出部（レジストパタ
ーンに被覆されていない領域）に潜像を形成した。ま
た、レジストパターンの表面を架橋させて、表面架橋層
を形成した。
膜にエキシマランプを照射した後、ポストベークを行な
った。これにより、帯電防止膜の露出部（レジストパタ
ーンに被覆されていない領域）に潜像を形成した。ま
た、レジストパターンの表面を架橋させて、表面架橋層
を形成した。
【０３３２】最後に、実施例６と同様の手法を用いて帯
電防止膜に形成された潜像を溶解除去して現像処理を行
なうことによって、レジストパターンを帯電防止膜に転
写した。
電防止膜に形成された潜像を溶解除去して現像処理を行
なうことによって、レジストパターンを帯電防止膜に転
写した。
【０３３３】電子ビームで形成したコンタクトホールパ
ターンを、上部から走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、いずれのレジスト膜と帯電防止膜との組合せでも、
電荷蓄積による位置ずれがなくパターン形成することが
できた。これは、帯電防止膜に酸発生剤が含有されてい
るので、電子ビームを照射することによって酸発生剤か
ら導電性物質が生成し、この導電性物質が周囲に電荷を
逃がしたためと考えられる。
ターンを、上部から走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、いずれのレジスト膜と帯電防止膜との組合せでも、
電荷蓄積による位置ずれがなくパターン形成することが
できた。これは、帯電防止膜に酸発生剤が含有されてい
るので、電子ビームを照射することによって酸発生剤か
ら導電性物質が生成し、この導電性物質が周囲に電荷を
逃がしたためと考えられる。
【０３３４】また、走査型電子顕微鏡でパターンを断面
から観察したところ、光露光で形成されたラインアンド
スペースには、定在波に起因した波打ち形状がなく下層
膜からの反射が抑えられていることがわかった。さら
に、帯電防止膜のパターン形状も垂直で良好である。
から観察したところ、光露光で形成されたラインアンド
スペースには、定在波に起因した波打ち形状がなく下層
膜からの反射が抑えられていることがわかった。さら
に、帯電防止膜のパターン形状も垂直で良好である。
【０３３５】レジストパターンの膜減り量は、いずれの
帯電防止膜の場合も１０ｎｍ以下に抑えられていた。帯
電防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、帯電防止膜パ
ターンとレジストパターンとからなるマスク材パターン
の膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚さは、次の工
程で被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチングするのに
必要とされるマスクとして十分な厚さである。
帯電防止膜の場合も１０ｎｍ以下に抑えられていた。帯
電防止膜の膜厚は２００ｎｍであるので、帯電防止膜パ
ターンとレジストパターンとからなるマスク材パターン
の膜厚は、３９０ｎｍ以上である。この厚さは、次の工
程で被加工膜（ＴＥＯＳ酸化膜）をエッチングするのに
必要とされるマスクとして十分な厚さである。
【０３３６】本実施例からも明らかなように、本発明に
よる下層膜用組成物は、光と電子ビームとを用いたハイ
ブリッド露光用の下層膜としても好適に使用することが
できる。この場合の下層膜は、光露光時には反射防止膜
として作用させるために、多環式芳香族炭化水素基を含
んでいることが好ましい。
よる下層膜用組成物は、光と電子ビームとを用いたハイ
ブリッド露光用の下層膜としても好適に使用することが
できる。この場合の下層膜は、光露光時には反射防止膜
として作用させるために、多環式芳香族炭化水素基を含
んでいることが好ましい。
【０３３７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
垂直な側壁を有し、断面が矩形の良好な形状を有するパ
ターンを形成し得る下層膜用組成物が提供される。
垂直な側壁を有し、断面が矩形の良好な形状を有するパ
ターンを形成し得る下層膜用組成物が提供される。
【０３３８】また本発明によれば、下層膜をパターニン
グする方法において、その上層のレジストパターンの膜
減りを抑制するとともに、垂直な側壁を有し、断面が矩
形の良好な形状を有するパターンを高い解像度、かつ高
い寸法精度で形成し得るパターン形成方法が提供され
る。
グする方法において、その上層のレジストパターンの膜
減りを抑制するとともに、垂直な側壁を有し、断面が矩
形の良好な形状を有するパターンを高い解像度、かつ高
い寸法精度で形成し得るパターン形成方法が提供され
る。
【０３３９】特に本発明の下層膜用組成物が、多環式芳
香族炭化水素基を含有している場合いは、レジスト膜と
同程度の厚い膜厚の下層膜でも、レジストの膜減りを起
こすことなく、垂直な形状で加工することを可能であ
る。
香族炭化水素基を含有している場合いは、レジスト膜と
同程度の厚い膜厚の下層膜でも、レジストの膜減りを起
こすことなく、垂直な形状で加工することを可能であ
る。
【０３４０】本発明は、半導体装置を製造するための微
細加工に極めて有効に用いられ、その工業的価値は絶大
である。
細加工に極めて有効に用いられ、その工業的価値は絶大
である。
【図１】従来技術のパターン形成方法により得られるパ
ターンの断面形状を表わす概念図。
ターンの断面形状を表わす概念図。
【図２】本発明のパターン形成方法の一例を表わす工程
断面図。
断面図。
【図３】本発明のパターン形成方法の他の例を表わす工
程断面図。
程断面図。
【図４】本発明のパターン形成方法の他の例を表わす工
程断面図。
程断面図。
【図５】従来の反射防止膜パターンの形成方法を表わす
工程断面図。
工程断面図。
【図６】従来の反射防止膜パターンの形成方法を表わす
工程断面図。
工程断面図。
【図７】従来の反射防止膜パターンの形成方法を表わす
工程断面図。
工程断面図。
【図８】本発明のパターン形成方法の他の例を表わす工
程断面図。
程断面図。
１…被加工膜 ２…下層膜 ３…レジスト膜 ４…露光光 ５…レジスト膜および下層膜に形成された潜像 ６…被加工膜 ７…下層膜 ８…レジスト膜 ９…露光光 １０…潜像 １１…下層膜を照射する露光光 １２…表面架橋層 １３…被加工膜 １４…下層膜 １５…レジスト膜 １６…露光光 １７…レジスト膜に形成された潜像 １８…被加工膜 １９…下層膜 ２０…レジスト膜 ２１…露光光 ２２…レジスト膜に形成された潜像 ２３…被加工膜 ２４…下層膜 ２５…レジスト膜 ２６…露光光 ２７…レジスト膜および下層膜に形成された潜像 ２８…アルミニウム膜 ２９…ＴＥＯＳ酸化膜 ３０…下層膜 ３１…レジスト膜 ３２…露光光 ３３…レジスト膜に形成された潜像 ３４…下層膜を照射する露光光 ３５…表面架橋層 ３６…下層膜に形成された潜像 ４０…基板 ４１…被加工膜 ４２…反射防止膜 ４３…レジスト膜 ４４…残留層
Claims (12)
- 【請求項１】 酸によって分解する置換基を有し分解後
にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前記酸を発生す
る酸発生剤とを含有する下層膜用組成物。 - 【請求項２】 酸によって架橋する置換基を有する化合
物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含有する下層膜用
組成物。 - 【請求項３】 酸によって分解する置換基を有し分解後
にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前記酸を発生す
る酸発生剤とを含有する組成物であって、前記組成物
は、多環式芳香族炭化水素基を含む下層膜用組成物。 - 【請求項４】 前記多環式芳香族炭化水素基は、前記酸
によって分解する置換基を有し分解後にアルカリ可溶性
基を生じる化合物に結合している請求項３に記載の下層
膜用組成物。 - 【請求項５】 前記酸によって分解する置換基を有し分
解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物は、下記一般式
（１）で表わされる構造を有する請求項３に記載の下層
膜用組成物。 【化１】 （上記一般式（１）、Ｒ1 およびＲ2 は同一でも異なっ
ていてもよく、それぞれ水素原子またはメチル基；Ｒ3
は酸によって分解してアルカリ可溶性基となる保護基；
Ｒ4 は置換または非置換の多環式芳香族炭化水素基であ
り、ｊおよびｋは正の整数である。） - 【請求項６】 被加工膜上に下層膜を形成する工程と、 前記下層膜上にレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜および下層膜をパターン露光する工程
と、 前記露光後のレジスト膜および下層膜の所定の領域を現
像液で現像処理する工程とを具備し、 前記下層膜は、酸の作用によって前記現像液に対する溶
解性が変化する特性を有し、 前記レジスト膜および下層膜の少なくとも一方は、前記
酸を発生する化合物を含有することを特徴とするパター
ン形成方法。 - 【請求項７】 前記下層膜は、酸によって分解する置換
基を有し分解後にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、
前記酸を発生する酸発生剤とを含有する下層膜用組成物
により形成され、前記下層膜の露光部が現像液により溶
解除去される請求項６に記載のパターン形成方法。 - 【請求項８】 前記下層膜は、酸によって架橋する置換
基を有する化合物と、前記酸を発生する酸発生剤とを含
有する下層膜用組成物により形成され、前記下層膜の未
露光部が現像液により溶解除去される請求項６に記載の
パターン形成方法。 - 【請求項９】 被加工膜上に下層膜を形成する工程と、 前記下層膜上にフェノール系樹脂を含有するレジスト膜
を形成する工程と、 前記レジスト膜に第１の光を用いてパターン露光する工
程と、 前記露光後のレジスト膜を現像処理してレジストパター
ンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして用いて前記下層膜
に第２の光を照射する工程と、 前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備し、 前記下層膜は、酸によって分解する置換基を有し分解後
にアルカリ可溶性基を生じる化合物と、前記酸を発生す
る酸発生剤とを含有する下層膜用組成物により形成さ
れ、前記下層膜用組成物は、多環式芳香族炭化水素基を
含むことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項１０】 前記下層膜中の多環式芳香族炭化水素
基は、前記酸によって分解する置換基を有し分解後にア
ルカリ可溶性基を生じる化合物に結合している請求項９
に記載のパターン形成方法。 - 【請求項１１】 荷電ビームを用いて前記レジスト膜を
パターン露光する工程を具備する請求項９に記載のパタ
ーン形成方法。 - 【請求項１２】 酸によって分解する置換基を有し分解
後にアルカリ可溶性基を生じる化合物、および前記酸を
発生する酸発生剤を含有する下層膜を被加工膜上に形成
する工程と、 前記下層膜上にフェノール系樹脂を含有するレジスト膜
を形成する工程と、 前記レジスト膜に荷電ビームを用いてパターン露光する
工程と、 前記露光後のレジスト膜を現像処理してレジストパター
ンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして用いて前記下層膜
に光を照射する工程と、 前記下層膜の露光部を現像処理する工程とを具備するパ
ターン形成方法。
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1172925A (ja) |
Cited By (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000187331A (ja) * | 1998-09-15 | 2000-07-04 | Shipley Co Llc | 反射防止コ―ティング組成物 |
| JP2002305135A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Fujitsu Ltd | レジストパターンの形成方法 |
| US6514663B1 (en) | 1999-04-28 | 2003-02-04 | Infineon Technologies Ag | Bottom resist |
| WO2003017002A1 (en) * | 2001-08-20 | 2003-02-27 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming antireflective film for use in lithography |
| KR100405934B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2003-11-14 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 콘택홀 제조 방법 |
| JP2004177952A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-24 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 多層フォトレジスト系 |
| JP2005514657A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-05-19 | クラリアント・インターナシヨナル・リミテッド | ネガ型光像形成性底層反射防止膜本願は２００２年１月９日に出願した米国プロビジョナル出願Ｎｏ．６０／３４７，１３５号の利益を請求するものである。 |
| JP2005517972A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-06-16 | クラリアント・インターナシヨナル・リミテッド | ポジ型光像形成性底面反射防止膜 |
| JP2005526988A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-09-08 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | ファーストミニマム底面反射防止膜組成物を使用して像を形成する方法 |
| WO2006077748A1 (ja) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | 保護されたカルボキシル基を有する化合物を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物 |
| JP2006303504A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-11-02 | Asml Netherlands Bv | 縮小ピッチ多重露光方法 |
| JP2007017950A (ja) * | 2005-06-07 | 2007-01-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | レジスト下層膜材料並びにそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2007017970A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | オーバーコートされるフォトレジストと共に用いるためのコーティング組成物 |
| WO2007015352A1 (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-08 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | レジスト組成物およびレジストパターン形成方法 |
| JP2007140525A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Samsung Electronics Co Ltd | 感光性有機反射防止膜形成用組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2007256928A (ja) * | 2006-01-29 | 2007-10-04 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | オーバーコートされるフォトレジストと共に使用するための被覆組成物 |
| JP2007293332A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-11-08 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | フォトリソグラフィ用コーティング組成物 |
| JP2008076889A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Jsr Corp | レジスト下層膜用組成物及びその製造方法 |
| WO2008114411A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Fujitsu Limited | 導電性反射防止膜形成用材料、導電性反射防止膜の形成方法、レジストパターン形成方法、半導体装置、及び磁気ヘッド |
| JP2008242492A (ja) * | 2003-07-30 | 2008-10-09 | Nissan Chem Ind Ltd | 保護されたカルボキシル基を有する化合物を含む平坦化膜形成組成物 |
| US7598182B2 (en) | 2003-08-28 | 2009-10-06 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Anti-reflective coating forming composition containing polyamic acid |
| JP2010113035A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Daicel Chem Ind Ltd | 下層膜用重合体、下層膜用組成物及び半導体の製造方法 |
| US7781149B2 (en) | 2005-03-23 | 2010-08-24 | Asml Netherlands B.V. | Reduced pitch multiple exposure process |
| WO2010104074A1 (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-16 | 日産化学工業株式会社 | 側鎖にアセタール構造を有するポリマーを含むレジスト下層膜形成組成物及びレジストパターンの形成方法 |
| JP2010256859A (ja) * | 2009-02-08 | 2010-11-11 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 上塗りフォトレジストと共に使用するのに好適なコーティング組成物 |
| JP2011502276A (ja) * | 2007-10-23 | 2011-01-20 | エイゼット・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・コーポレイション | 底面反射防止膜用コーティング組成物 |
| US7906270B2 (en) | 2005-03-23 | 2011-03-15 | Asml Netherlands B.V. | Reduced pitch multiple exposure process |
| JP2012518812A (ja) * | 2009-02-19 | 2012-08-16 | ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー． | 酸感応性、現像剤可溶性の下層反射防止膜 |
| WO2013062133A1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | Fujifilm Corporation | Pattern forming method, multi-layered resist pattern, multi-layered film for organic solvent development, manufacturing method of electronic device, and electronic device |
| EP2592476A1 (en) | 2004-05-14 | 2013-05-15 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Antireflective coating forming composition containing vinyl ether compound and polyimide |
| TWI414891B (zh) * | 2004-12-03 | 2013-11-11 | 日產化學工業股份有限公司 | 使用二層型抗反射膜之光阻圖型之形成方法 |
| JP2014071304A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Fujifilm Corp | パターン形成方法、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス |
| WO2014123107A1 (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法 |
| KR101532113B1 (ko) * | 2010-11-02 | 2015-06-26 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 패턴 형성 방법 |
| US9828355B2 (en) | 2013-02-08 | 2017-11-28 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and pattern forming method |
| US20170349564A1 (en) | 2014-12-25 | 2017-12-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and purification method |
| US10377734B2 (en) | 2013-02-08 | 2019-08-13 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Resist composition, method for forming resist pattern, polyphenol derivative for use in the composition |
| US11137686B2 (en) | 2015-08-31 | 2021-10-05 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and production method thereof, and resist pattern forming method |
| US11143962B2 (en) | 2015-08-31 | 2021-10-12 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and production method thereof, pattern forming method, resin, and purification method |
| US11243467B2 (en) | 2015-09-10 | 2022-02-08 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resin, resist composition or radiation-sensitive composition, resist pattern formation method, method for producing amorphous film, underlayer film forming material for lithography, composition for underlayer film formation for lithography, method for forming circuit pattern, and purification method |
| US11256170B2 (en) | 2015-03-31 | 2022-02-22 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resist composition, and method for forming resist pattern using it |
| US11480877B2 (en) | 2015-03-31 | 2022-10-25 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Resist composition, method for forming resist pattern, and polyphenol compound used therein |
| US12699321B2 (en) | 2020-05-15 | 2026-08-04 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, (co)polymer, composition, method for forming resist pattern, method for producing compound, and method for producing (co)polymer |
-
1998
- 1998-07-01 JP JP10186575A patent/JPH1172925A/ja not_active Abandoned
Cited By (69)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000187331A (ja) * | 1998-09-15 | 2000-07-04 | Shipley Co Llc | 反射防止コ―ティング組成物 |
| US6514663B1 (en) | 1999-04-28 | 2003-02-04 | Infineon Technologies Ag | Bottom resist |
| JP2002305135A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Fujitsu Ltd | レジストパターンの形成方法 |
| JPWO2003017002A1 (ja) * | 2001-08-20 | 2004-12-09 | 日産化学工業株式会社 | リソグラフィー用反射防止膜形成組成物 |
| WO2003017002A1 (en) * | 2001-08-20 | 2003-02-27 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming antireflective film for use in lithography |
| US7326509B2 (en) | 2001-08-20 | 2008-02-05 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming anti-reflective coating for use in lithography |
| KR100405934B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2003-11-14 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 콘택홀 제조 방법 |
| JP2005514657A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-05-19 | クラリアント・インターナシヨナル・リミテッド | ネガ型光像形成性底層反射防止膜本願は２００２年１月９日に出願した米国プロビジョナル出願Ｎｏ．６０／３４７，１３５号の利益を請求するものである。 |
| JP2005517972A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-06-16 | クラリアント・インターナシヨナル・リミテッド | ポジ型光像形成性底面反射防止膜 |
| JP2005526988A (ja) * | 2002-01-09 | 2005-09-08 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | ファーストミニマム底面反射防止膜組成物を使用して像を形成する方法 |
| KR101253021B1 (ko) * | 2002-01-09 | 2013-04-15 | 에이제토 엘렉토로닉 마티리알즈 가부시키가이샤 | 제1 최소 기부 반사방지 코팅 조성물을 사용하여 이미지를 생성시키는 방법 |
| JP2004177952A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-24 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 多層フォトレジスト系 |
| JP2010256933A (ja) * | 2002-11-20 | 2010-11-11 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 多層フォトレジスト系 |
| JP2009053704A (ja) * | 2003-07-30 | 2009-03-12 | Nissan Chem Ind Ltd | 保護されたカルボキシル基を有する化合物を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物 |
| JP2008242492A (ja) * | 2003-07-30 | 2008-10-09 | Nissan Chem Ind Ltd | 保護されたカルボキシル基を有する化合物を含む平坦化膜形成組成物 |
| US7598182B2 (en) | 2003-08-28 | 2009-10-06 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Anti-reflective coating forming composition containing polyamic acid |
| EP2592476A1 (en) | 2004-05-14 | 2013-05-15 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Antireflective coating forming composition containing vinyl ether compound and polyimide |
| US8501393B2 (en) | 2004-05-14 | 2013-08-06 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Anti-reflective coating forming composition containing vinyl ether compound |
| TWI414891B (zh) * | 2004-12-03 | 2013-11-11 | 日產化學工業股份有限公司 | 使用二層型抗反射膜之光阻圖型之形成方法 |
| JP4753046B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2011-08-17 | 日産化学工業株式会社 | 保護されたカルボキシル基を有する化合物を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物 |
| WO2006077748A1 (ja) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | 保護されたカルボキシル基を有する化合物を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物 |
| US10509320B2 (en) | 2005-01-21 | 2019-12-17 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Underlying coating forming composition for lithography containing compound having protected carboxyl group |
| JPWO2006077748A1 (ja) * | 2005-01-21 | 2008-06-19 | 日産化学工業株式会社 | 保護されたカルボキシル基を有する化合物を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物 |
| JP2006303504A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-11-02 | Asml Netherlands Bv | 縮小ピッチ多重露光方法 |
| US7981595B2 (en) | 2005-03-23 | 2011-07-19 | Asml Netherlands B.V. | Reduced pitch multiple exposure process |
| US7781149B2 (en) | 2005-03-23 | 2010-08-24 | Asml Netherlands B.V. | Reduced pitch multiple exposure process |
| US7906270B2 (en) | 2005-03-23 | 2011-03-15 | Asml Netherlands B.V. | Reduced pitch multiple exposure process |
| JP2007017950A (ja) * | 2005-06-07 | 2007-01-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | レジスト下層膜材料並びにそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2007017970A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | オーバーコートされるフォトレジストと共に用いるためのコーティング組成物 |
| KR101264405B1 (ko) | 2005-07-05 | 2013-05-14 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨. | 오버코팅된 포토레지스트와 함께 이용하기 위한 코팅조성물 |
| WO2007015352A1 (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-08 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | レジスト組成物およびレジストパターン形成方法 |
| US8007981B2 (en) | 2005-08-03 | 2011-08-30 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Resist composition and method of forming resist pattern |
| JP2007041313A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | レジスト組成物およびレジストパターン形成方法 |
| JP2007140525A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Samsung Electronics Co Ltd | 感光性有機反射防止膜形成用組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP2007256928A (ja) * | 2006-01-29 | 2007-10-04 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | オーバーコートされるフォトレジストと共に使用するための被覆組成物 |
| KR101339765B1 (ko) * | 2006-01-29 | 2013-12-11 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨. | 오버 코팅된 포토레지스트와 함께 사용하기 위한코팅조성물 |
| JP2007293332A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-11-08 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | フォトリソグラフィ用コーティング組成物 |
| JP2012128455A (ja) * | 2006-04-11 | 2012-07-05 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | フォトリソグラフィ用コーティング組成物 |
| JP2008076889A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Jsr Corp | レジスト下層膜用組成物及びその製造方法 |
| JP4843710B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2011-12-21 | 富士通株式会社 | 導電性反射防止膜形成用材料、導電性反射防止膜の形成方法、レジストパターン形成方法、半導体装置、及び磁気ヘッド |
| JPWO2008114411A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2010-07-01 | 富士通株式会社 | 導電性反射防止膜形成用材料、導電性反射防止膜の形成方法、レジストパターン形成方法、半導体装置、及び磁気ヘッド |
| WO2008114411A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Fujitsu Limited | 導電性反射防止膜形成用材料、導電性反射防止膜の形成方法、レジストパターン形成方法、半導体装置、及び磁気ヘッド |
| US8557144B2 (en) | 2007-03-20 | 2013-10-15 | Fujitsu Limited | Material for forming conductive antireflection film, method for forming conductive antireflection film, method for forming resist pattern, semiconductor device, and magnetic head |
| JP2011502276A (ja) * | 2007-10-23 | 2011-01-20 | エイゼット・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・コーポレイション | 底面反射防止膜用コーティング組成物 |
| JP2010113035A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Daicel Chem Ind Ltd | 下層膜用重合体、下層膜用組成物及び半導体の製造方法 |
| JP2010256859A (ja) * | 2009-02-08 | 2010-11-11 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 上塗りフォトレジストと共に使用するのに好適なコーティング組成物 |
| JP2012518812A (ja) * | 2009-02-19 | 2012-08-16 | ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー． | 酸感応性、現像剤可溶性の下層反射防止膜 |
| WO2010104074A1 (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-16 | 日産化学工業株式会社 | 側鎖にアセタール構造を有するポリマーを含むレジスト下層膜形成組成物及びレジストパターンの形成方法 |
| KR101532113B1 (ko) * | 2010-11-02 | 2015-06-26 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 패턴 형성 방법 |
| WO2013062133A1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | Fujifilm Corporation | Pattern forming method, multi-layered resist pattern, multi-layered film for organic solvent development, manufacturing method of electronic device, and electronic device |
| JP2013097003A (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-20 | Fujifilm Corp | パターン形成方法、積層レジストパターン、有機溶剤現像用の積層膜、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス |
| US9086627B2 (en) | 2011-10-27 | 2015-07-21 | Fujifilm Corporation | Pattern forming method, multi-layered resist pattern, multi-layered film for organic solvent development, manufacturing method of electronic device, and electronic device |
| JP2014071304A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Fujifilm Corp | パターン形成方法、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス |
| US10377734B2 (en) | 2013-02-08 | 2019-08-13 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Resist composition, method for forming resist pattern, polyphenol derivative for use in the composition |
| WO2014123107A1 (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法 |
| JPWO2014123107A1 (ja) * | 2013-02-08 | 2017-02-02 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法 |
| US9809601B2 (en) | 2013-02-08 | 2017-11-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and pattern forming method |
| US9828355B2 (en) | 2013-02-08 | 2017-11-28 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and pattern forming method |
| KR20150115793A (ko) * | 2013-02-08 | 2015-10-14 | 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 | 화합물, 리소그래피용 하층막 형성재료, 리소그래피용 하층막 및 패턴 형성방법 |
| CN104969127A (zh) * | 2013-02-08 | 2015-10-07 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜及图案形成方法 |
| US20170349564A1 (en) | 2014-12-25 | 2017-12-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and purification method |
| US10745372B2 (en) | 2014-12-25 | 2020-08-18 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and purification method |
| US11256170B2 (en) | 2015-03-31 | 2022-02-22 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resist composition, and method for forming resist pattern using it |
| US11480877B2 (en) | 2015-03-31 | 2022-10-25 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Resist composition, method for forming resist pattern, and polyphenol compound used therein |
| US11137686B2 (en) | 2015-08-31 | 2021-10-05 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and production method thereof, and resist pattern forming method |
| US11143962B2 (en) | 2015-08-31 | 2021-10-12 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and production method thereof, pattern forming method, resin, and purification method |
| US11243467B2 (en) | 2015-09-10 | 2022-02-08 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resin, resist composition or radiation-sensitive composition, resist pattern formation method, method for producing amorphous film, underlayer film forming material for lithography, composition for underlayer film formation for lithography, method for forming circuit pattern, and purification method |
| US11572430B2 (en) | 2015-09-10 | 2023-02-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resin, resist composition or radiation-sensitive composition, resist pattern formation method, method for producing amorphous film, underlayer film forming material for lithography, composition for underlayer film formation for lithography, method for forming circuit pattern, and purification method |
| US12699321B2 (en) | 2020-05-15 | 2026-08-04 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, (co)polymer, composition, method for forming resist pattern, method for producing compound, and method for producing (co)polymer |
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