リソグラフィー用下地材及びそれを用いたパターン形成方法
【構成】 グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体から成るか、又はこれに紫外線吸収剤を含有させて成るリソグラフィー用下地材、及び（Ａ）基板上に前記下地材から成る第一層を形成する工程、（Ｂ）この第一層の上にポジ型レジストから成る第二層を設けたのち、露光、次いで現像処理してパターン化する工程、（Ｃ）該パターン化したレジスト層をケイ素含有蒸気によりシリル化する工程、及び（Ｄ）このシリル化処理されたレジストパターンをマスクとして酸素系ガスを用いたドライエッチング法により、該下地材から成る第１層をパターン化する工程を順次施し、パターンを形成する方法である。
【効果】 断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが簡素化されたプロセスにより容易に得られる。
【効果】 断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが簡素化されたプロセスにより容易に得られる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なリソグラフィー用下地材及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが得られるリソグラフィー用下地材、及びこのものを用いた簡素化されたパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子においては、回路の高集積化や微細化の方向に進んでおり、また回路パターンも多層化の方向にある。そして、多層化に伴い、回路パターンを積層する必要があるため、基板の凹凸を埋め、平坦化する技術が重要となっている。
【０００３】このような技術として、例えば（１）ポリメチルメタクリレートから成る熱軟化性樹脂を基板上に形成して表面を加熱平坦化し、その上にノボラック系レジストを形成したのち、露光、現像処理し、次いで上層のノボラック系レジストをシリル化し、さらにこのシリル化レジストパターンをマスクとして、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチング法により、前記下層の熱軟化性樹脂のパターニングを行う方法（特開平３−１８００３３号公報）、（２）基板上に、活性光線に対する感度が異なる湿式現像可能な下部レジスト層と上部レジスト層を設け、まず上部レジスト層を露光、現像処理したのち、シリル化し、次いで下部レジスト層に上層のレジストパターンを介して遠紫外線を照射後、現像処理することによりパターンを形成する方法（特開昭６２−２５８４４９号公報）などが提案されている。
【０００４】しかしながら、前記（１）の方法においては、下地材としてポリメチルメタクリレートが用いられているため、上層のレジストと下地材とがインターミキシングを起こしやすく、良好な解像度のパターンが得られにくい上、シリル化をＳｉＦ４やＳｉＣｌ４などのケイ素を含有するガスプラズマを用いてプラズマ表面処理することにより行っているので、工程が煩雑であるなどの欠点を有している。
【０００５】一方、（２）の方法においては、下部レジスト層として、メチルメタクリレートとメタクリル酸と無水メタクリル酸とから成るメタクリレート系三元共重合体などを樹脂成分とする遠紫外領域に感度を有するものが用いられており、この下部レジスト層に対する遠紫外線照射工程が必要であって、パターン形成工程が煩雑になるのを免れず、また高選択比のレジストパターンが得られにくいという欠点がある。
【０００６】なお、ここでいう選択比とは、シリル化した上層レジストをドライエッチングしたときの膜減り量をａとし、下地材をドライエッチングしたときの膜減り量をｂとした場合、ｂ／ａで表わした値のことである。パターン形成法においては高選択比が要望されるが、これはドライエッチングにおいて、上層レジストの膜減りが少ないほど、また下地材の膜減りが多いほど、優れたパターンが形成されるからである。
【０００７】他方、基板上に、有機色素を含有した色層と、この色層の上にベンゾフェノン系紫外線吸収剤を含むポリグリシジルメタクリレートから成る有機材料層とを有するカラーフィルターが知られているが（特公平３−８１１２２号公報）、この場合の有機材料はカラーフィルター用のものであって、リソグラフィー用下地材ではないし、また、このようなポリグリシジルメタクリレートを該下地材として用いた場合、高選択比のレジストパターンが得られない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような事情のもとで、上層レジストと下地材との間にインターミキシングが起らず断面矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが得られるリソグラフィー用下地材及びこのものを用いて、簡単なプロセスにより、前記の好ましい性質を有するレジストパターンを形成する方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体又は所望に応じこれに紫外線吸収剤を含有させた下地材がポジ型レジストとインターミキシング現象を生じず、しかもドライエッチングしたときの膜減り比が相違すること、そして、基板上に、該下地材から成る第一層及びその上にポジ型レジストから成る第二層を設け、この第二層を露光、現像処理してパターン化したのち、特定の方法によりシリル化処理し、次いでこれをマスクとしてドライエッチングにより、該下地材から成る第一層をパターン化することにより、容易に矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが形成されることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】すなわち、本発明は、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体から成るか、又はこの共重合体に紫外線吸収剤を含有させて成るリソグラフィー用下地材、及び（Ａ）基板上に、前記リソグラフィー用下地材から成る平坦化された第一層を形成する工程、（Ｂ）前記下地材から成る第一層の上に、ポジ型レジストから成る第二層を設けたのち、画像形成露光し、次いで現像処理してパターン化する工程、（Ｃ）前記パターン化したレジスト層をケイ素を含有する蒸気と接触させてシリル化処理する工程、及び（Ｄ）このシリル化処理されたレジストパターンをマスクとして酸素系のガスを用いてドライエッチングし、前記下地材から成る第一層をパターン化する工程を順次施すことを特徴とするパターン形成方法を提供するものである。
【００１１】本発明の下地材は、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体又はこれに紫外線吸収剤を含有させたものであって、該共重合体としては、グリシジルメタクリレート単位とメチルメタクリレート単位との割合が重量比で２：８ないし８：２、好ましくは３：７ないし７：３にあり、かつ平均分子量が１万〜２０万、好ましくは２万〜１０万の範囲にあるものが好適である。該組成比や平均分子量が前記範囲を逸脱すると、ポジ型レジストとインターミキシングを起しやすくなり、平坦化性も悪い上、高選択比、高解像度及びプロファイル形状の優れたレジストパターンが得られにくい。
【００１２】また、所望に応じて前記共重合体に配合される紫外線吸収剤については特に制限はなく、例えばサリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、アゾ系、ポリエン系、アントラキノン系など、いずれも用いることができるが、本発明においてはベンゾフェノン系のものが好ましい。
【００１３】ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば２，４‐ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐メトキシベンゾフェノン、２，２′‐ジヒドロキシ‐４‐メトキシベンゾフェノン、２，２′‐ジヒドロキシ‐４，４′‐ジメトキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐ｎ‐オクトキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐メトキシ‐２′‐カルボキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐オクタデシロキシベンゾフェノン、４‐ドデシロキシ‐２‐ヒドロキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐（２‐ヒドロキシ‐３‐メタクリロキシ）プロポキシベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′‐テトラメチル‐４，４′‐ジアミノベンゾフェノン、２‐ヒドロキシベンゾフェノン、４‐ヒドロキシベンゾフェノン、４，４′‐ジヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，５‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，６‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，４′‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２′，３，４‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２′３，４，４′‐ペンタヒドロキシベンゾフェノン、２，３，３′４，４′，５′‐ヘキサヒドロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
【００１４】サリシレート系紫外線吸収剤としては、例えばフェニルサリシレート、ｐ‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニルサリシレート、ｐ‐オクチルフェニルサリシレートなどが挙げられる。
【００１５】ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば２‐（２′‐ヒドロキシ‐５′‐メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐５′‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′，５′‐ジ‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′‐ｔｅｒｔ‐ブチル‐５′‐メチルフェニル）‐５‐クロロベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′，５′‐ジ‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニル）‐５‐クロロベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′，５′‐ジ‐ｔｅｒｔ‐アミノフェニル）ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
【００１６】シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば２‐エチルヘキシル‐２‐シアノ‐３，３‐ジフェニルアクリレート、エチル‐２‐シアノ‐３，３‐ジフェニルアクリレートなどが挙げられる。アゾ系紫外線吸収剤としては、例えば４‐ジメチルアミノ‐４′‐ヒドロキシアゾベンゼン、１‐エトキシ‐４‐（４′‐Ｎ，Ｎ‐ジエチルアミノフェニルアゾ）‐ベンゼンなどが挙げられる。ポリエン系紫外線吸収剤としては、例えば４‐ジメチルアミノ‐４′‐ヒドロキシ‐３′‐ニトロスチルベン、４‐ジエチルアミノ‐４′‐ヒドロキシ‐３′‐ニトロスチルベンなどが挙げられる。アントラキノン系紫外線吸収剤としては、例えば１，２，５，８‐テトラヒドロキシアントラキノン、１，４，９，１０‐テトラヒドロキシアントラセン、１，５‐ジアミノアントラキノンなどが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１７】前記紫外線吸収剤の使用量については特に制限はなく、使用する基板の光の反射率に応じて適宜選ばれるが、通常該共重合体に対して１０〜４０重量％、好ましくは２０〜３０重量％の割合で用いられる。この紫外線吸収剤を含有させることにより、アルミニウムのような高反射率基板を用いても、断面矩形で高解像度のレジストパターンが得られる。
【００１８】次に、本発明のパターン形成方法について説明すると、まず、（Ａ）工程において適当な基板上に、前記のグリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体から成るか、又はこの共重合体に前記紫外線吸収剤を含有させた下地材から成る平坦化された第一層を形成させる。この際用いられる基板については特に制限はなく、従来リソグラフィーによるパターン形成に慣用されているもの、例えばシリコンウエハーや、アルミニウム、タンタルなどの金属基板などが用いられる。
【００１９】また、該基板上に、下地材から成る第一層を設けるには、適当な溶剤中にグリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体及び場合により用いられる紫外線吸収剤を溶解させて塗布液を調製し、この溶液をスピンナーなどを用いて、該基板上に塗布し、乾燥すればよい。
【００２０】次に、（Ｂ）工程において、このようにして形成された該下地材から成る第一層の上に、ポジ型レジストから成る第二層を設けたのち、画像形成露光、次いで現像処理してパターン化する。この（Ｂ）工程において用いられるポジ型レジストとしては、通常被膜形成用物質としてのアルカリ可溶性樹脂と感光性成分としてのキノンジアジド基含有化合物とを組み合わせたものが使用される。該アルカリ可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂、アクリル樹脂、スチレンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、ポリビニルフェノール、ポリα‐メチルビニルフェノールなどが挙げられ、中でも特にアルカリ可溶性ノボラック樹脂が好ましい。
【００２１】このアルカリ可溶性ノボラック樹脂については特に制限はなく、従来ポジ型ホトレジストにおいて被膜形成用物質として慣用されているもの、例えばフェノール、クレゾール、キシレノールなどの芳香族ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒドなどのアルデヒド類とを酸性触媒の存在下に縮合させたものなどが用いられる。このアルカリ可溶性ノボラック樹脂としては、低分子領域をカットした重量平均分子量が２０００〜２００００、好ましくは５０００〜１５０００の範囲のものが好ましい。
【００２２】一方、キノンジアジド基含有化合物としては、例えばオルトベンゾキノンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアントラキノンジアジドなどのキノンジアジド類のスルホン酸と、フェノール性水酸基又はアミノ基を有する化合物とを部分若しくは完全エステル化、あるいは部分若しくは完全アミド化したものなどが挙げられる。フェノール性水酸基又はアミノ基を有する化合物としては、例えば２，３，４‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸アルキル、没食子酸アリール、フェノール、フェノール樹脂、ｐ‐メトキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン、ポリヒドロキシジフェニルアルカン、ポリヒドロキシジフェニルアルケン、ビスフェノールＡ、α，α′，α″‐トリス（４‐ヒドロキシフェニル）‐１，３，５‐トリイソプロピルベンゼン、１‐〔１‐（４‐ヒドロキシフェニル）イソプロピル〕‐４‐〔１，１‐ビス（４‐ヒドロキシフェニル）エチル〕ベンゼン、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン又はそのメチル置換体、ナフトール、ピロカテコール、ピロガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロガロール‐１，３‐ジメチルエーテル、没食子酸、水酸基を一部残してエステル化又はエーテル化された没食子酸、アニリン、ｐ‐アミノジフェニルアミンなどが挙げられる。特に好ましいキノンジアジド基含有化合物は、ポリヒドロキシベンゾフェノンとナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐５‐スルホン酸又はナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐４‐スルホン酸との完全エステル化物や部分エステル化物であり、特に、平均エステル化度が７０％以上のものが好ましい。該キノンジアジド基含有化合物から成る感光性成分は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】このキノンジアジド基含有化合物は、例えば前記ポリヒドロキシベンゾフェノンを、ナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐５‐スルホニルクロリド又はナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐４‐スルホニルクロリドとをジオキサンなどの適当な溶媒中において、トリエタノールアミン、炭酸アルカリ、炭酸水素アルカリなどのアルカリの存在下に縮合させ、完全エステル化又は部分エステル化することにより製造することができる。
【００２４】本発明においては、該ポジ型レジストは、前記のアルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物を適当な溶剤に溶解して溶液の形で用いるのが好ましい。
【００２５】このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、１，１，１‐トリメチルアセトンなどのケトン類や、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール又はジエチレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及びその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、３‐エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２６】また、該レジストには、さらに必要に応じて相容性のある添加物、例えばレジスト膜の性能などを改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤あるいは現像した像をより一層可視的にするための着色料、またより増感効果を向上させるための増感剤などの慣用されているものを添加含有させることができる。
【００２７】本発明方法における（Ｂ）工程においては、このように調製されたポジ型レジストを、前記（Ａ）工程で形成された下地材から成る第一層の上に、スピンナーなどで塗布し、乾燥してポジ型レジストから成る第二層を設け、次いで紫外線を発光する光源、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、アーク灯、キセノンランプなどを用い所要のマスクパターンを介して露光するか。あるいは電子線を走査しながら照射する。次にこれを現像液、例えば１〜１０重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のような弱アルカリ性水溶液に浸せきすると、露光によって可溶化した部分が選択的に溶解除去されて、マスクパターンに忠実なパターンが形成される。
【００２８】次いで、（Ｃ）工程において、前記のパターン化したレジスト層をケイ素を含有する蒸気中に曝してシリル化処理を行う。このシリル化処理は、例えばヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、他の多官能性シラザン類などのケイ素を含有する蒸気に、好ましくは３０〜１００℃の範囲の温度で１〜６０分間程度該パターン化したレジスト層を曝すことにより行われる。
【００２９】次に、（Ｄ）工程において、前記のようにしてシリル化されたレジストパターンをマスクとして、酸素系のガスを用いたドライエッチング法により、該下地材から成る第１層をパターン化する。前記ドライエッチング法としては、従来公知の方法、例えばプラズマエッチング法などが有利である。このようにして、断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが容易に得られる。
【００３０】
【発明の効果】本発明のリソグラフィー用下地材は、ポジ型レジストと組み合わせて使用することにより、断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンを与えることができる。また、この下地材を用いることにより、簡素化されたプロセスで、前記の好ましい性質を有するレジストパターンが容易に得られる。
【００３１】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３２】実施例１（１）下地材の製造グリシジルメタクリレート１００ｇとメチルメタクリレート１００ｇとを混合し、Ｎ，Ｎ′‐アゾビスイソブチロニトリル２ｇを加えて窒素ガス雰囲気中でかきまぜながら６０℃で約７時間反応させた。反応終了後、反応物をメタノール１リットル中に注加してポリマーを析出させ、得られたポリマーを室温下で減圧乾燥した。ポリマーの収量は１５０ｇであり、重量平均分量（Ｍｗ）は１０万で、分散度は１．７であった。
【００３３】上記の操作により得られたグリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートの共重合体１０ｇと２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン３ｇをエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート１００ｇに溶解し、メンブランフィルターでろ過して、不純物を除去することによって下地材の溶液を得た。
【００３４】（２）レジストパターンの形成アルミニウムが蒸着されたシリコンウエハー上に前記（１）で得られた下地材の溶液をスピンナー塗布して、１８０℃で５分間焼き付け、厚さ約０．５μｍの平坦下層を形成した。次に、ポジ型ホトレジストＴＨＭＲｉｐ２８００（東京応化工業社製）を、上記平坦化層上にスピンナー塗布して、９０℃にて、９０秒間焼き付け、厚さ約１．２６μｍの層を形成した。このレジスト層をＮＳＲ‐１５０５１７Ａ（ニコン社製）を用いて、マスクを介して、露光し、２．３８ｗｔ％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像して、パターン化した。
【００３５】上述の方法で、パターン化したウエハーをヘキサメチルジシラザン蒸気でみたした乾燥器中に、７０℃にて１５分間ベーパー処理した。ヘキサメチルジシラザンとしてはＯＡＰ（東京応化工業社製）を用いた。次に、プラズマエッチング装置ＴＣＡ‐２４００（東京応化工業社製）を用いて、ＣＨＦ3とＯ2の容量比２：３の混合ガスを反応ガスとして、０．８０Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗ、ステージ温度６０℃、エッチング時間３０秒の条件でドライエッチングを行った。その際の残膜より選択比を求めたところ６．０であった。また、形成された上層レジストのパターンは、断面が矩形で良好なものであった。
【００３６】さらに、形成された下地材と上層レジストのインターミキシングの状態、ノッチング（照射光の基板からの反射によるレジストパターンの変形）の状態、及び平坦化性について観察したところ、これら全てにおいて良好な結果が得られた。これらの結果を表１に示す。
【００３７】比較例１及び比較例２比較例１においては、下地材をポリメチルメタクリレートとし、比較例２においては、下地材をポリグリシジルメタクリレートとしたこと以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００３８】比較例３シリル化処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００３９】比較例４及び比較例５比較例４においては、下地材をポリメチルメタクリレートとし、比較例５においては、下地材をポリグリシジルメタクリレートとしたこと以外は、比較例３と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４０】実施例２〜４下地材の重量比、平均分子量、紫外線吸収剤の種類と添加量を変えた以外は、実施例１と同様の操作により、リソグラフィー用下地材を得た。そして、得られた下地材を用いて実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４１】比較例６及び比較例７比較例６においては、下地材の平均分子量を３０万とし、また比較例７においては、下地材の平均分子量を５千とした以外は、実施例１と同様の操作によりリソグラフィー用下地材を得た。そして、得られた下地材を用いて実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４２】実施例５紫外線吸収剤を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様の操作によりリソグラフィー用下地材を得た。さらに、その得られた下地材を用い、アルミニウムが蒸着されていないシリコンウエハー基板を使用した以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４３】実施例６紫外線吸収剤の添加量を５重量％とした以外は、実施例１と同様の操作によりリソグラフィー用下地材を得た。得られたその下地材を用いて、実施例５と同様にアルミニウムが蒸着されていないシリコンウエハー基板を使用した以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。なお、表１における各物性は以下の方法により評価したものである。
【００４４】（１）選択比；リソグラフィー用下地材を基板上に塗布し、乾燥したのち、これをドライエッチングしたときのエッチングレートｘと、ポジ型レジストを基板上に塗布し、乾燥したのち、パターン化し、これをドライエッチングしたときのエッチングレートｙとの比ｘ／ｙを求め選択比とした。
【００４５】（２）インターミキシング；試料の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、上層レジストと下地材との境界にインターミキシング層が形成されていない場合を○、インターミキシング層が形成されている場合を×とした。
【００４６】（３）ノッチング；試料の平面上の平行に形成させた数本の直線状レジストパターンを観察し、変形が認められない場合を○、各直線にゆがみを生じた場合を×とした。
【００４７】（４）平坦化性；試料の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、下地材層の上面が直線状の場合を○、波状の場合を×とした。
【００４８】（５）プロファイル形状；断面が矩形のパターンの試料の断面を光学顕微鏡で観察し、端部がシャープな場合を○、丸くなっている場合を×とした。
【００４９】また、表１中の略号は次の化合物を意味する。
ＭＭＡ：メチルメタクリレートＧＭＡ：グリシジルメタクリレートＰＭＭＡ：ポリメチルメタクリレートＰＧＭＡ：ポリグリシジルメタクリレートＴＥＢ：２，２′４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノンＴＲＢ：２，４，５‐トリヒドロキシベンゾフェノン
【００５０】
【表１】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なリソグラフィー用下地材及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが得られるリソグラフィー用下地材、及びこのものを用いた簡素化されたパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子においては、回路の高集積化や微細化の方向に進んでおり、また回路パターンも多層化の方向にある。そして、多層化に伴い、回路パターンを積層する必要があるため、基板の凹凸を埋め、平坦化する技術が重要となっている。
【０００３】このような技術として、例えば（１）ポリメチルメタクリレートから成る熱軟化性樹脂を基板上に形成して表面を加熱平坦化し、その上にノボラック系レジストを形成したのち、露光、現像処理し、次いで上層のノボラック系レジストをシリル化し、さらにこのシリル化レジストパターンをマスクとして、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチング法により、前記下層の熱軟化性樹脂のパターニングを行う方法（特開平３−１８００３３号公報）、（２）基板上に、活性光線に対する感度が異なる湿式現像可能な下部レジスト層と上部レジスト層を設け、まず上部レジスト層を露光、現像処理したのち、シリル化し、次いで下部レジスト層に上層のレジストパターンを介して遠紫外線を照射後、現像処理することによりパターンを形成する方法（特開昭６２−２５８４４９号公報）などが提案されている。
【０００４】しかしながら、前記（１）の方法においては、下地材としてポリメチルメタクリレートが用いられているため、上層のレジストと下地材とがインターミキシングを起こしやすく、良好な解像度のパターンが得られにくい上、シリル化をＳｉＦ４やＳｉＣｌ４などのケイ素を含有するガスプラズマを用いてプラズマ表面処理することにより行っているので、工程が煩雑であるなどの欠点を有している。
【０００５】一方、（２）の方法においては、下部レジスト層として、メチルメタクリレートとメタクリル酸と無水メタクリル酸とから成るメタクリレート系三元共重合体などを樹脂成分とする遠紫外領域に感度を有するものが用いられており、この下部レジスト層に対する遠紫外線照射工程が必要であって、パターン形成工程が煩雑になるのを免れず、また高選択比のレジストパターンが得られにくいという欠点がある。
【０００６】なお、ここでいう選択比とは、シリル化した上層レジストをドライエッチングしたときの膜減り量をａとし、下地材をドライエッチングしたときの膜減り量をｂとした場合、ｂ／ａで表わした値のことである。パターン形成法においては高選択比が要望されるが、これはドライエッチングにおいて、上層レジストの膜減りが少ないほど、また下地材の膜減りが多いほど、優れたパターンが形成されるからである。
【０００７】他方、基板上に、有機色素を含有した色層と、この色層の上にベンゾフェノン系紫外線吸収剤を含むポリグリシジルメタクリレートから成る有機材料層とを有するカラーフィルターが知られているが（特公平３−８１１２２号公報）、この場合の有機材料はカラーフィルター用のものであって、リソグラフィー用下地材ではないし、また、このようなポリグリシジルメタクリレートを該下地材として用いた場合、高選択比のレジストパターンが得られない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような事情のもとで、上層レジストと下地材との間にインターミキシングが起らず断面矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが得られるリソグラフィー用下地材及びこのものを用いて、簡単なプロセスにより、前記の好ましい性質を有するレジストパターンを形成する方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体又は所望に応じこれに紫外線吸収剤を含有させた下地材がポジ型レジストとインターミキシング現象を生じず、しかもドライエッチングしたときの膜減り比が相違すること、そして、基板上に、該下地材から成る第一層及びその上にポジ型レジストから成る第二層を設け、この第二層を露光、現像処理してパターン化したのち、特定の方法によりシリル化処理し、次いでこれをマスクとしてドライエッチングにより、該下地材から成る第一層をパターン化することにより、容易に矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが形成されることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】すなわち、本発明は、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体から成るか、又はこの共重合体に紫外線吸収剤を含有させて成るリソグラフィー用下地材、及び（Ａ）基板上に、前記リソグラフィー用下地材から成る平坦化された第一層を形成する工程、（Ｂ）前記下地材から成る第一層の上に、ポジ型レジストから成る第二層を設けたのち、画像形成露光し、次いで現像処理してパターン化する工程、（Ｃ）前記パターン化したレジスト層をケイ素を含有する蒸気と接触させてシリル化処理する工程、及び（Ｄ）このシリル化処理されたレジストパターンをマスクとして酸素系のガスを用いてドライエッチングし、前記下地材から成る第一層をパターン化する工程を順次施すことを特徴とするパターン形成方法を提供するものである。
【００１１】本発明の下地材は、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体又はこれに紫外線吸収剤を含有させたものであって、該共重合体としては、グリシジルメタクリレート単位とメチルメタクリレート単位との割合が重量比で２：８ないし８：２、好ましくは３：７ないし７：３にあり、かつ平均分子量が１万〜２０万、好ましくは２万〜１０万の範囲にあるものが好適である。該組成比や平均分子量が前記範囲を逸脱すると、ポジ型レジストとインターミキシングを起しやすくなり、平坦化性も悪い上、高選択比、高解像度及びプロファイル形状の優れたレジストパターンが得られにくい。
【００１２】また、所望に応じて前記共重合体に配合される紫外線吸収剤については特に制限はなく、例えばサリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、アゾ系、ポリエン系、アントラキノン系など、いずれも用いることができるが、本発明においてはベンゾフェノン系のものが好ましい。
【００１３】ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば２，４‐ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐メトキシベンゾフェノン、２，２′‐ジヒドロキシ‐４‐メトキシベンゾフェノン、２，２′‐ジヒドロキシ‐４，４′‐ジメトキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐ｎ‐オクトキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐メトキシ‐２′‐カルボキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐オクタデシロキシベンゾフェノン、４‐ドデシロキシ‐２‐ヒドロキシベンゾフェノン、２‐ヒドロキシ‐４‐（２‐ヒドロキシ‐３‐メタクリロキシ）プロポキシベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′‐テトラメチル‐４，４′‐ジアミノベンゾフェノン、２‐ヒドロキシベンゾフェノン、４‐ヒドロキシベンゾフェノン、４，４′‐ジヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，５‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，６‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，４′‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２′，３，４‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２′３，４，４′‐ペンタヒドロキシベンゾフェノン、２，３，３′４，４′，５′‐ヘキサヒドロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
【００１４】サリシレート系紫外線吸収剤としては、例えばフェニルサリシレート、ｐ‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニルサリシレート、ｐ‐オクチルフェニルサリシレートなどが挙げられる。
【００１５】ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば２‐（２′‐ヒドロキシ‐５′‐メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐５′‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′，５′‐ジ‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′‐ｔｅｒｔ‐ブチル‐５′‐メチルフェニル）‐５‐クロロベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′，５′‐ジ‐ｔｅｒｔ‐ブチルフェニル）‐５‐クロロベンゾトリアゾール、２‐（２′‐ヒドロキシ‐３′，５′‐ジ‐ｔｅｒｔ‐アミノフェニル）ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
【００１６】シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば２‐エチルヘキシル‐２‐シアノ‐３，３‐ジフェニルアクリレート、エチル‐２‐シアノ‐３，３‐ジフェニルアクリレートなどが挙げられる。アゾ系紫外線吸収剤としては、例えば４‐ジメチルアミノ‐４′‐ヒドロキシアゾベンゼン、１‐エトキシ‐４‐（４′‐Ｎ，Ｎ‐ジエチルアミノフェニルアゾ）‐ベンゼンなどが挙げられる。ポリエン系紫外線吸収剤としては、例えば４‐ジメチルアミノ‐４′‐ヒドロキシ‐３′‐ニトロスチルベン、４‐ジエチルアミノ‐４′‐ヒドロキシ‐３′‐ニトロスチルベンなどが挙げられる。アントラキノン系紫外線吸収剤としては、例えば１，２，５，８‐テトラヒドロキシアントラキノン、１，４，９，１０‐テトラヒドロキシアントラセン、１，５‐ジアミノアントラキノンなどが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１７】前記紫外線吸収剤の使用量については特に制限はなく、使用する基板の光の反射率に応じて適宜選ばれるが、通常該共重合体に対して１０〜４０重量％、好ましくは２０〜３０重量％の割合で用いられる。この紫外線吸収剤を含有させることにより、アルミニウムのような高反射率基板を用いても、断面矩形で高解像度のレジストパターンが得られる。
【００１８】次に、本発明のパターン形成方法について説明すると、まず、（Ａ）工程において適当な基板上に、前記のグリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体から成るか、又はこの共重合体に前記紫外線吸収剤を含有させた下地材から成る平坦化された第一層を形成させる。この際用いられる基板については特に制限はなく、従来リソグラフィーによるパターン形成に慣用されているもの、例えばシリコンウエハーや、アルミニウム、タンタルなどの金属基板などが用いられる。
【００１９】また、該基板上に、下地材から成る第一層を設けるには、適当な溶剤中にグリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体及び場合により用いられる紫外線吸収剤を溶解させて塗布液を調製し、この溶液をスピンナーなどを用いて、該基板上に塗布し、乾燥すればよい。
【００２０】次に、（Ｂ）工程において、このようにして形成された該下地材から成る第一層の上に、ポジ型レジストから成る第二層を設けたのち、画像形成露光、次いで現像処理してパターン化する。この（Ｂ）工程において用いられるポジ型レジストとしては、通常被膜形成用物質としてのアルカリ可溶性樹脂と感光性成分としてのキノンジアジド基含有化合物とを組み合わせたものが使用される。該アルカリ可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂、アクリル樹脂、スチレンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、ポリビニルフェノール、ポリα‐メチルビニルフェノールなどが挙げられ、中でも特にアルカリ可溶性ノボラック樹脂が好ましい。
【００２１】このアルカリ可溶性ノボラック樹脂については特に制限はなく、従来ポジ型ホトレジストにおいて被膜形成用物質として慣用されているもの、例えばフェノール、クレゾール、キシレノールなどの芳香族ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒドなどのアルデヒド類とを酸性触媒の存在下に縮合させたものなどが用いられる。このアルカリ可溶性ノボラック樹脂としては、低分子領域をカットした重量平均分子量が２０００〜２００００、好ましくは５０００〜１５０００の範囲のものが好ましい。
【００２２】一方、キノンジアジド基含有化合物としては、例えばオルトベンゾキノンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアントラキノンジアジドなどのキノンジアジド類のスルホン酸と、フェノール性水酸基又はアミノ基を有する化合物とを部分若しくは完全エステル化、あるいは部分若しくは完全アミド化したものなどが挙げられる。フェノール性水酸基又はアミノ基を有する化合物としては、例えば２，３，４‐トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸アルキル、没食子酸アリール、フェノール、フェノール樹脂、ｐ‐メトキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン、ポリヒドロキシジフェニルアルカン、ポリヒドロキシジフェニルアルケン、ビスフェノールＡ、α，α′，α″‐トリス（４‐ヒドロキシフェニル）‐１，３，５‐トリイソプロピルベンゼン、１‐〔１‐（４‐ヒドロキシフェニル）イソプロピル〕‐４‐〔１，１‐ビス（４‐ヒドロキシフェニル）エチル〕ベンゼン、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン又はそのメチル置換体、ナフトール、ピロカテコール、ピロガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロガロール‐１，３‐ジメチルエーテル、没食子酸、水酸基を一部残してエステル化又はエーテル化された没食子酸、アニリン、ｐ‐アミノジフェニルアミンなどが挙げられる。特に好ましいキノンジアジド基含有化合物は、ポリヒドロキシベンゾフェノンとナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐５‐スルホン酸又はナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐４‐スルホン酸との完全エステル化物や部分エステル化物であり、特に、平均エステル化度が７０％以上のものが好ましい。該キノンジアジド基含有化合物から成る感光性成分は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】このキノンジアジド基含有化合物は、例えば前記ポリヒドロキシベンゾフェノンを、ナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐５‐スルホニルクロリド又はナフトキノン‐１，２‐ジアジド‐４‐スルホニルクロリドとをジオキサンなどの適当な溶媒中において、トリエタノールアミン、炭酸アルカリ、炭酸水素アルカリなどのアルカリの存在下に縮合させ、完全エステル化又は部分エステル化することにより製造することができる。
【００２４】本発明においては、該ポジ型レジストは、前記のアルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物を適当な溶剤に溶解して溶液の形で用いるのが好ましい。
【００２５】このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、１，１，１‐トリメチルアセトンなどのケトン類や、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール又はジエチレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及びその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、３‐エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２６】また、該レジストには、さらに必要に応じて相容性のある添加物、例えばレジスト膜の性能などを改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤あるいは現像した像をより一層可視的にするための着色料、またより増感効果を向上させるための増感剤などの慣用されているものを添加含有させることができる。
【００２７】本発明方法における（Ｂ）工程においては、このように調製されたポジ型レジストを、前記（Ａ）工程で形成された下地材から成る第一層の上に、スピンナーなどで塗布し、乾燥してポジ型レジストから成る第二層を設け、次いで紫外線を発光する光源、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、アーク灯、キセノンランプなどを用い所要のマスクパターンを介して露光するか。あるいは電子線を走査しながら照射する。次にこれを現像液、例えば１〜１０重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のような弱アルカリ性水溶液に浸せきすると、露光によって可溶化した部分が選択的に溶解除去されて、マスクパターンに忠実なパターンが形成される。
【００２８】次いで、（Ｃ）工程において、前記のパターン化したレジスト層をケイ素を含有する蒸気中に曝してシリル化処理を行う。このシリル化処理は、例えばヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、他の多官能性シラザン類などのケイ素を含有する蒸気に、好ましくは３０〜１００℃の範囲の温度で１〜６０分間程度該パターン化したレジスト層を曝すことにより行われる。
【００２９】次に、（Ｄ）工程において、前記のようにしてシリル化されたレジストパターンをマスクとして、酸素系のガスを用いたドライエッチング法により、該下地材から成る第１層をパターン化する。前記ドライエッチング法としては、従来公知の方法、例えばプラズマエッチング法などが有利である。このようにして、断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンが容易に得られる。
【００３０】
【発明の効果】本発明のリソグラフィー用下地材は、ポジ型レジストと組み合わせて使用することにより、断面が矩形で高解像度及び高選択比のレジストパターンを与えることができる。また、この下地材を用いることにより、簡素化されたプロセスで、前記の好ましい性質を有するレジストパターンが容易に得られる。
【００３１】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３２】実施例１（１）下地材の製造グリシジルメタクリレート１００ｇとメチルメタクリレート１００ｇとを混合し、Ｎ，Ｎ′‐アゾビスイソブチロニトリル２ｇを加えて窒素ガス雰囲気中でかきまぜながら６０℃で約７時間反応させた。反応終了後、反応物をメタノール１リットル中に注加してポリマーを析出させ、得られたポリマーを室温下で減圧乾燥した。ポリマーの収量は１５０ｇであり、重量平均分量（Ｍｗ）は１０万で、分散度は１．７であった。
【００３３】上記の操作により得られたグリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートの共重合体１０ｇと２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン３ｇをエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート１００ｇに溶解し、メンブランフィルターでろ過して、不純物を除去することによって下地材の溶液を得た。
【００３４】（２）レジストパターンの形成アルミニウムが蒸着されたシリコンウエハー上に前記（１）で得られた下地材の溶液をスピンナー塗布して、１８０℃で５分間焼き付け、厚さ約０．５μｍの平坦下層を形成した。次に、ポジ型ホトレジストＴＨＭＲｉｐ２８００（東京応化工業社製）を、上記平坦化層上にスピンナー塗布して、９０℃にて、９０秒間焼き付け、厚さ約１．２６μｍの層を形成した。このレジスト層をＮＳＲ‐１５０５１７Ａ（ニコン社製）を用いて、マスクを介して、露光し、２．３８ｗｔ％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像して、パターン化した。
【００３５】上述の方法で、パターン化したウエハーをヘキサメチルジシラザン蒸気でみたした乾燥器中に、７０℃にて１５分間ベーパー処理した。ヘキサメチルジシラザンとしてはＯＡＰ（東京応化工業社製）を用いた。次に、プラズマエッチング装置ＴＣＡ‐２４００（東京応化工業社製）を用いて、ＣＨＦ3とＯ2の容量比２：３の混合ガスを反応ガスとして、０．８０Ｔｏｒｒ、出力３００Ｗ、ステージ温度６０℃、エッチング時間３０秒の条件でドライエッチングを行った。その際の残膜より選択比を求めたところ６．０であった。また、形成された上層レジストのパターンは、断面が矩形で良好なものであった。
【００３６】さらに、形成された下地材と上層レジストのインターミキシングの状態、ノッチング（照射光の基板からの反射によるレジストパターンの変形）の状態、及び平坦化性について観察したところ、これら全てにおいて良好な結果が得られた。これらの結果を表１に示す。
【００３７】比較例１及び比較例２比較例１においては、下地材をポリメチルメタクリレートとし、比較例２においては、下地材をポリグリシジルメタクリレートとしたこと以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００３８】比較例３シリル化処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００３９】比較例４及び比較例５比較例４においては、下地材をポリメチルメタクリレートとし、比較例５においては、下地材をポリグリシジルメタクリレートとしたこと以外は、比較例３と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４０】実施例２〜４下地材の重量比、平均分子量、紫外線吸収剤の種類と添加量を変えた以外は、実施例１と同様の操作により、リソグラフィー用下地材を得た。そして、得られた下地材を用いて実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４１】比較例６及び比較例７比較例６においては、下地材の平均分子量を３０万とし、また比較例７においては、下地材の平均分子量を５千とした以外は、実施例１と同様の操作によりリソグラフィー用下地材を得た。そして、得られた下地材を用いて実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４２】実施例５紫外線吸収剤を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様の操作によりリソグラフィー用下地材を得た。さらに、その得られた下地材を用い、アルミニウムが蒸着されていないシリコンウエハー基板を使用した以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。
【００４３】実施例６紫外線吸収剤の添加量を５重量％とした以外は、実施例１と同様の操作によりリソグラフィー用下地材を得た。得られたその下地材を用いて、実施例５と同様にアルミニウムが蒸着されていないシリコンウエハー基板を使用した以外は、実施例１と同様の操作によりレジストパターンを形成し、選択比を求めた。さらにインターミキシングの状態、ノッチングの状態、平坦化性及びプロファイルの形状を観察した。それらの結果を表１に示す。なお、表１における各物性は以下の方法により評価したものである。
【００４４】（１）選択比；リソグラフィー用下地材を基板上に塗布し、乾燥したのち、これをドライエッチングしたときのエッチングレートｘと、ポジ型レジストを基板上に塗布し、乾燥したのち、パターン化し、これをドライエッチングしたときのエッチングレートｙとの比ｘ／ｙを求め選択比とした。
【００４５】（２）インターミキシング；試料の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、上層レジストと下地材との境界にインターミキシング層が形成されていない場合を○、インターミキシング層が形成されている場合を×とした。
【００４６】（３）ノッチング；試料の平面上の平行に形成させた数本の直線状レジストパターンを観察し、変形が認められない場合を○、各直線にゆがみを生じた場合を×とした。
【００４７】（４）平坦化性；試料の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、下地材層の上面が直線状の場合を○、波状の場合を×とした。
【００４８】（５）プロファイル形状；断面が矩形のパターンの試料の断面を光学顕微鏡で観察し、端部がシャープな場合を○、丸くなっている場合を×とした。
【００４９】また、表１中の略号は次の化合物を意味する。
ＭＭＡ：メチルメタクリレートＧＭＡ：グリシジルメタクリレートＰＭＭＡ：ポリメチルメタクリレートＰＧＭＡ：ポリグリシジルメタクリレートＴＥＢ：２，２′４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノンＴＲＢ：２，４，５‐トリヒドロキシベンゾフェノン
【００５０】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体から成るリソグラフィー用下地材。
【請求項２】 グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体に紫外線吸収剤を含有させて成るリソグラフィー用下地材。
【請求項３】 紫外線吸収剤がベンゾフェノン系化合物である請求項２記載のリソグラフィー用下地材。
【請求項４】 ベンゾフェノン系化合物が２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノンである請求項３記載のリソグラフィー用下地材。
【請求項５】 （Ａ）基板上に請求項１又は２のリソグラフィー用下地材から成る平坦化された第一層を形成する工程、（Ｂ）前記下地材から成る第一層の上に、ポジ型レジストから成る第二層を設けたのち、画像形成露光し、次いで現像処理してパターン化する工程、（Ｃ）前記パターン化したレジスト層をケイ素を含有する蒸気と接触させてシリル化処理する工程、及び（Ｄ）このシリル化処理されたレジストパターンをマスクとして酸素系のガスを用いてドライエッチングし、前記下地材から成る第一層をパターン化する工程を順次施すことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１】 グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体から成るリソグラフィー用下地材。
【請求項２】 グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体に紫外線吸収剤を含有させて成るリソグラフィー用下地材。
【請求項３】 紫外線吸収剤がベンゾフェノン系化合物である請求項２記載のリソグラフィー用下地材。
【請求項４】 ベンゾフェノン系化合物が２，２′，４，４′‐テトラヒドロキシベンゾフェノンである請求項３記載のリソグラフィー用下地材。
【請求項５】 （Ａ）基板上に請求項１又は２のリソグラフィー用下地材から成る平坦化された第一層を形成する工程、（Ｂ）前記下地材から成る第一層の上に、ポジ型レジストから成る第二層を設けたのち、画像形成露光し、次いで現像処理してパターン化する工程、（Ｃ）前記パターン化したレジスト層をケイ素を含有する蒸気と接触させてシリル化処理する工程、及び（Ｄ）このシリル化処理されたレジストパターンをマスクとして酸素系のガスを用いてドライエッチングし、前記下地材から成る第一層をパターン化する工程を順次施すことを特徴とするパターン形成方法。
【公開番号】特開平６−３５２０１
【公開日】平成６年（１９９４）２月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−２１２４４３
【出願日】平成４年（１９９２）７月１７日
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【公開日】平成６年（１９９４）２月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）７月１７日
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
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