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特表2024-500925リソグラフィー用の化学的に均一なシリコンハードマスク
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-10
(54)【発明の名称】リソグラフィー用の化学的に均一なシリコンハードマスク
(51)【国際特許分類】
G03F 7/11 20060101AFI20231227BHJP
G03F 7/09 20060101ALI20231227BHJP
G03F 7/40 20060101ALI20231227BHJP
G03F 7/26 20060101ALI20231227BHJP
【ＦＩ】
G03F7/11 502
G03F7/09 501
G03F7/40 521
G03F7/26 511
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023538689
(86)(22)【出願日】2021-12-22
(85)【翻訳文提出日】2023-08-10
(86)【国際出願番号】 US2021064982
(87)【国際公開番号】W WO2022140621
(87)【国際公開日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】63/129,807
(32)【優先日】2020-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500499508
【氏名又は名称】ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー．
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(74)【代理人】
【識別番号】100168985
【弁理士】
【氏名又は名称】蜂谷 浩久
(74)【代理人】
【識別番号】100149401
【弁理士】
【氏名又は名称】上西 浩史
(72)【発明者】
【氏名】チャコ， リューベン ティー．
(72)【発明者】
【氏名】ウワタラ， タンタイボロ
(72)【発明者】
【氏名】チャコ， アンドレア エム．
(72)【発明者】
【氏名】リアン， イーチェン
(72)【発明者】
【氏名】ブラケンシーク， ケルシー
【テーマコード（参考）】
2H196
2H225
【Ｆターム（参考）】
2H196AA25
2H196HA23
2H196KA08
2H196KA18
2H225AM85N
2H225AN37N
2H225AN38N
2H225AN49N
2H225AN67N
2H225AN79N
2H225CA12
2H225CB07
2H225CB14
2H225CC01
2H225CC03
2H225DA11
(57)【要約】
単一構成要素ポリマーによるハードマスクが開示される。これらのハードマスクは、高い光学的均一性及び高い化学的均一性を提供し、したがって、形状限界寸法に対する負の確率的影響を最小化するか又は回避する。ハードマスクは、低空隙率、高密度、及び高ケイ素含有量を更に提供し、ＬＥＲ／ＬＷＲ、欠陥性、均一性、及びＤｏＦ等の性能因子を改善する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造体を形成する方法であって、前記方法が、基板を提供することであって、前記基板が、任意に、その上に１つ以上の中間層を含む、基板を提供することと、
シリコンハードマスク層を形成するために、組成物を前記基板、又は存在する場合には前記基板上の前記１つ以上の中間層に塗布することであって、前記組成物が、少なくとも２つの部分（Ｉ）：
【化1】
を含むモノマー
（式中、
Ｒは各々、水素、アルキル、アルコキシ及びハロゲンから個々に選択され、
「
【化2】
」は、前記モノマーの残りの部分に対するケイ素原子の結合点を表す）
から形成された第１のポリマー又はオリゴマーを含む、組成物を塗布することと、
任意に、前記シリコンハードマスク層上に１つ以上の中間層を形成することと、
存在する場合、前記シリコンハードマスク層上の前記１つ以上の中間層上に、又は中間層が存在しない場合、前記シリコンハードマスク層上に、フォトレジスト層を形成することと、
前記フォトレジスト層の少なくとも一部を放射線に曝露することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記第１のポリマー又はオリゴマーがＳｉ－ＯＨ基を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記組成物が、前記第１のポリマー以外のポリマーを含まない、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記第１のポリマー又はオリゴマーが［３－（トリエトキシシリル）プロピル］無水コハク酸モノマーを含まない、請求項１～３のいずれかに記載の方法。
【請求項5】
前記第１のポリマー又はオリゴマーが、少なくとも約９５％の単一モノマー型を含む、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
前記第１のポリマー又はオリゴマーが単一モノマー型からなる、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
前記第１のポリマー又はオリゴマーが、以下の構造：【化3】
の一方又は両方を含むモノマー
（式中、Ｘは、
【化4】
（式中、ｍは１～約１６であり、
ｎは１～約８であり、
Ｙは各々、
【化5】
（式中、ｐは１～６である）
の１つ以上から個々に選択される）
の１つ以上から選択される）
から形成される、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
【請求項8】
前記第１のポリマー又はオリゴマーが、１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン、１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン、１，１－ビス（トリメトキシシリルメチル）－エチレン、１，６－ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、１，４－ビストリエトキシシリルベンゼン、１，２－ビス（トリメトキシシリル）－エタン、ｎ，ｎ’－ビス［３－（トリエトキシシリル）プロピル］ウレア、ｎ，ｎ’－ビス［３－（トリエトキシシリル）プロピル］チオウレア、１，８－ビス（トリエトキシシリル）オクタン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン、１，３－ビス（クロロジメチルシリル）プロパン、１，２－ビス（クロロジメチルシリル）エタン、ビス［３－（トリエトキシシリル）－プロピル］ジスルフィド、ｎ，ｎ’－ビス［（３－トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ｎ，ｎ’－ビス（２－ヒドロキシエチル）－ｎ，ｎ’－ビス（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、ビス（メチルジメトキシシリルプロピル）－ｎ－メチル－アミン、ビス［３－（トリエトキシシリル）プロピル］テトラスルフィド、ビス（トリエトキシシリルエチル）－ビニルメチルシラン、ビス（３－トリメトキシシリルプロピル）フマレート、４，４’－ビス（ジメチルシリル）ビフェニル、ｎ，ｎ’－ビス（３－トリメトキシシリルプロピル）チオウレア、１，１１－ビス（トリメトキシシリル）－４－オキサ－８－アザウンデカン－６－オール、ビス（メチルジエトキシシリルプロピル）アミン、又はトリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレートの１つ以上から形成される、請求項１～７のいずれかに記載の方法。
【請求項9】
前記ポリマーが、以下：【化6】
の一方又は両方の繰り返し単位
（式中、Ｒ１は各々、水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン及び－Ｏ－から個々に選択される）
を含む、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
【請求項10】
前記基板が、ケイ素、ＳｉＧｅ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＯ：Ｈ、テトラメチルシレート及びテトラメチル－シクロテトラシロキサンの組み合わせ、アルミニウム、タングステン、ケイ化タングステン、ヒ化ガリウム、ゲルマニウム、タンタル、窒化タンタル、Ｔｉ３Ｎ４、ハフニウム、ＨｆＯ２、ルテニウム、リン化インジウム、サンゴ、ガラス、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記放射線がＥＵＶ放射線である、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。
【請求項12】
前記フォトレジスト層を放射線に前記曝露することの後に前記フォトレジスト層においてパターンを形成することを更に含む、請求項１～１１のいずれかに記載の方法。
【請求項13】
前記パターンを、前記シリコンハードマスク層、存在する場合は前記中間層、及び前記基板に転写することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
中間層が存在し、前記中間層が炭素リッチ層である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
構造体であって、表面を有する基板と、
前記基板表面上の１つ以上の任意の中間層と、
前記基板表面上の、又は存在する場合には前記基板表面上の前記中間層上の、シリコンハードマスク層であって、以下：
【化7】
の一方又は両方の繰り返し単位
（式中、
Ｒ１は各々、水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン及び－Ｏ－から個々に選択され、
Ｘは、
【化8】
（式中、
ｍは、１～約１６であり、
ｎは、１～約８であり、
Ｙは各々、
【化9】
（式中、ｐは１～６である）
の１つ以上から個々に選択される）
から選択される）
を含むポリマー又はオリゴマーを含む、シリコンハードマスク層と、
前記シリコンハードマスク層上の１つ以上の任意の中間層と、
存在する場合、前記シリコンハードマスク層上の前記１つ以上の中間層上の、又は中間層が存在しない場合、前記シリコンハードマスク層上のフォトレジスト層と、を含む、構造体。
【請求項16】
前記基板が、ケイ素、ＳｉＧｅ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＯ：Ｈ、テトラメチルシレート及びテトラメチル－シクロテトラシロキサンの組み合わせ、アルミニウム、タングステン、ケイ化タングステン、ヒ化ガリウム、ゲルマニウム、タンタル、窒化タンタル、Ｔｉ３Ｎ４、ハフニウム、ＨｆＯ２、ルテニウム、リン化インジウム、サンゴ、ガラス、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５に記載の構造体。
【請求項17】
前記シリコンハードマスク層及び前記フォトレジスト層が、ＣＦ４におけるそれぞれのエッチング速度を有し、ＣＦ４における前記シリコンハードマスク層のエッチング速度が、ＣＦ４における前記フォトレジスト層のエッチング速度の少なくとも約１．５倍である、請求項１５又は１６に記載の構造体。
【請求項18】
前記シリコンハードマスク層がＯ２におけるエッチング速度を有し、３つのエッチング速度測定値間の標準偏差が約０．５ｎｍ／分未満である、請求項１５～１７のいずれかに記載の構造体。
【請求項19】
前記ポリマー又はオリゴマーが単一モノマー型からなる、請求項１５～１８のいずれかに記載の構造体。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０２０年１２月２３日に出願された「ＣＨＥＭＩＣＡＬＬＹ ＨＯＭＯＧＥＮＥＯＵＳ ＳＩＬＩＣＯＮ ＨＡＲＤＭＡＳＫＳ ＦＯＲ ＥＵＶ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ」と題する米国仮特許出願第６３／１２９，８０７号の優先権利益を主張する。
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０２０年１２月２３日に出願された「ＣＨＥＭＩＣＡＬＬＹ ＨＯＭＯＧＥＮＥＯＵＳ ＳＩＬＩＣＯＮ ＨＡＲＤＭＡＳＫＳ ＦＯＲ ＥＵＶ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ」と題する米国仮特許出願第６３／１２９，８０７号の優先権利益を主張する。
【0002】
分野
本開示は、リソグラフィーを使用してマイクロエレクトロニクス構造体を製造する方法に関する。
本開示は、リソグラフィーを使用してマイクロエレクトロニクス構造体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
多層リソグラフィー及び指向性自己組織化（「ＤＳＡ」）等のいくつかの技術は、生成されたパターンを下地の基板に転写することを可能にするエッチングに依存する。しかしながら、形状サイズが小さくなるにつれて、確率的影響及びナノスケールの不均一性が、パターン化されたレジストの最適以下のリソグラフィー及び転写に寄与する。これらの不均一性は、従来のハードマスクでは０．５～２ナノメートル以上のオーダーであり得る。一貫したリソグラフィー及びエッチング特性を可能にするために、優れた光化学的均質性を有するシリコンハードマスク（Ｓｉ－ＨＭ）が必要とされている。
【0004】
構成要素の均一性及び分布は、レジスト材料の性能においてますます重要な役割を果たすと仮定され、モデル化されている。例えば、ＥＵＶリソグラフィーでは、レジストの構成要素間の電子及び正孔移動、更にはハードマスク等のレジストと接触する材料は、ＥＵＶ電子が生成された後にＰＡＧがどのように均一に活性化されるかを決定することができる。これは、確率的影響が形状の重要な次元のかなりの部分に寄与し得る将来のノードにとってますます重要になる。光－化学的均一性を改善するためのほとんどの努力は、レジスト中の活性構成要素の均一性及び分布を改善することに向けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、概括的には構造体を形成する方法に関する。本方法は、１つ以上の中間層を任意に含む基板を提供することを含む。シリコンハードマスク層を形成するために、組成物が基板に、又は存在する場合には基板上の１つ以上の中間層に塗布される。組成物は、少なくとも２つの部分（Ｉ）：
を含むモノマー
（式中、
Ｒは各々、水素、アルキル、アルコキシ及びハロゲンから個々に選択され、
「
」は、モノマーの残りの部分に対するケイ素原子の結合点を表す）
から形成される第１のポリマー又はオリゴマーを含む。
１つ以上の中間層が任意にシリコンハードマスク層上に形成される。フォトレジスト層は、存在する場合はシリコンハードマスク層上、又は中間層が存在しない場合はシリコンハードマスク層上の１つ以上の中間層上に形成される。フォトレジスト層の少なくとも一部は、放射線に曝される。
【化1】
を含むモノマー
（式中、
Ｒは各々、水素、アルキル、アルコキシ及びハロゲンから個々に選択され、
「
【化2】
」は、モノマーの残りの部分に対するケイ素原子の結合点を表す）
から形成される第１のポリマー又はオリゴマーを含む。
１つ以上の中間層が任意にシリコンハードマスク層上に形成される。フォトレジスト層は、存在する場合はシリコンハードマスク層上、又は中間層が存在しない場合はシリコンハードマスク層上の１つ以上の中間層上に形成される。フォトレジスト層の少なくとも一部は、放射線に曝される。
【0006】
別の実施形態では、構造体が提供される。構造体は、表面を有する基板と、基板表面上の１つ以上の任意の中間層と、基板表面上の、又は存在する場合には基板表面上の中間層上のシリコンハードマスク層と、シリコンハードマスク層上の１つ以上の任意の中間層と、存在する場合にはシリコンハードマスク層上の、又は中間層が存在しない場合にはシリコンハードマスク層上の、１つ以上の中間層上のフォトレジスト層とを含む。シリコンハードマスク層は、以下：
の一方又は両方の繰り返し単位
（式中、
Ｒ１は各々、水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン及び－Ｏ－から個々に選択され、
Ｘは、
（式中、
ｍは、１～約１６であり、
ｎは、１～約８であり、
Ｙは各々、
（式中、ｐは１～６である）
の１つ以上から個々に選択される）
から選択される）
を含む、ポリマー又はオリゴマーを含む。
【化3】
（式中、
Ｒ１は各々、水素、アルキル、アルコキシ、ハロゲン及び－Ｏ－から個々に選択され、
Ｘは、
【化4】
（式中、
ｍは、１～約１６であり、
ｎは、１～約８であり、
Ｙは各々、
【化5】
（式中、ｐは１～６である）
の１つ以上から個々に選択される）
から選択される）
を含む、ポリマー又はオリゴマーを含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
本開示は、シリコンハードマスク組成物、及びそれらの組成物を使用してマイクロエレクトロニクス構造体を形成する方法に関する。組成物は、広範囲の波長で有用であるが、ＥＵＶリソグラフィープロセスに特によく適している。
【0009】
シリコンハードマスク組成物
１．組成物に使用するためのポリマー又はオリゴマー
シリコンハードマスク（「Ｓｉ－ＨＭ」）組成物に使用されるポリマー及び／又はオリゴマー（すなわち、２～１０個のモノマー又は反復単位）は、好ましくは、１つ以上の部分（Ｉ）：
を含むモノマー
（式中、
Ｒは各々、水素、アルキル（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）、アルコキシ（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）及びハロゲン（好ましくは、－Ｃｌ、－Ｆ、－Ｂｒ及び／又は－Ｉ）から個々に選択され（すなわち、各Ｒは同じであっても異なっていてもよい）、
「
」は、モノマーの残りの部分に対するケイ素原子の結合点を表す）
を重合及び／又はオリゴマー化することによって形成される。一実施形態では、Ｓｉ原子は、モノマーの残りとの結合点でアルコキシ基及び／又はメチル基に結合していない。
１．組成物に使用するためのポリマー又はオリゴマー
シリコンハードマスク（「Ｓｉ－ＨＭ」）組成物に使用されるポリマー及び／又はオリゴマー（すなわち、２～１０個のモノマー又は反復単位）は、好ましくは、１つ以上の部分（Ｉ）：
【化6】
を含むモノマー
（式中、
Ｒは各々、水素、アルキル（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）、アルコキシ（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）及びハロゲン（好ましくは、－Ｃｌ、－Ｆ、－Ｂｒ及び／又は－Ｉ）から個々に選択され（すなわち、各Ｒは同じであっても異なっていてもよい）、
「
【化7】
」は、モノマーの残りの部分に対するケイ素原子の結合点を表す）
を重合及び／又はオリゴマー化することによって形成される。一実施形態では、Ｓｉ原子は、モノマーの残りとの結合点でアルコキシ基及び／又はメチル基に結合していない。
【0010】
好ましくは、部分（Ｉ）の１個以下のＲは水素であり、及び／又は部分（Ｉ）の１個以下のＲはハロゲンである。すなわち、部分（Ｉ）中の少なくとも２個のＲ基はアルキル及び／又はアルコキシであることが好ましく、いくつかの実施形態では、部分（Ｉ）中の３個全てのＲ基がアルキル及び／又はアルコキシである。
【0011】
いくつかの実施形態において、モノマーは、少なくとも２つ（好ましくは３つ）の部分（Ｉ）を含む。
【0012】
Ｓｉ－ＨＭ組成物に使用するためにオリゴマー化及び／又は重合することができる少なくとも１つの部分（Ｉ）を含む好ましいモノマーは、好ましくは、以下：
の一方又は両方
（式中、Ｒは、（部分（Ｉ）に関して）先に定義された通りであり、Ｘは、
（式中、
ｍは、１～約１６、好ましくは１～約１２、より好ましくは１～約８であり、
ｎは、１～約８、好ましくは１～約６、より好ましくは１～約３であり、
Ｙは各々、
（式中、ｐは１～約６、より好ましくは１～約４である）
の１つ以上から個々に選択される）
の１つ以上から選択される）
から選択される構造を有する。
【化8】
の一方又は両方
（式中、Ｒは、（部分（Ｉ）に関して）先に定義された通りであり、Ｘは、
【化9】
（式中、
ｍは、１～約１６、好ましくは１～約１２、より好ましくは１～約８であり、
ｎは、１～約８、好ましくは１～約６、より好ましくは１～約３であり、
Ｙは各々、
【化10】
（式中、ｐは１～約６、より好ましくは１～約４である）
の１つ以上から個々に選択される）
の１つ以上から選択される）
から選択される構造を有する。
【0013】
一実施形態では、重合又はオリゴマー化されるモノマーは、Ｓｉ－ＯＨ基を含まない。
別の実施形態では、ポリマー又はオリゴマーは、約５モル％未満、好ましくは約３モル％未満、より好ましくは約０モル％の３－（トリエトキシシリル）プロピル］無水コハク酸モノマーを含む。
別の実施形態では、ポリマー又はオリゴマーは、約５モル％未満、好ましくは約３モル％未満、より好ましくは約０モル％の３－（トリエトキシシリル）プロピル］無水コハク酸モノマーを含む。
【0014】
本明細書に記載のＳｉ－ＨＭ組成物に含めるために重合又はオリゴマー化することができるモノマーの例としては、１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン、１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン、１，１－ビス（トリメトキシシリルメチル）－エチレン、１，６－ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、１，４－ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン、１，２－ビス（トリメトキシシリル）－エタン、ｎ，ｎ’－ビス［３－（トリエトキシシリル）プロピル］ウレア、ｎ，ｎ’－ビス［３－（トリエトキシシリル）プロピル］チオウレア、１，８－ビス（トリエトキシシリル）オクタン、ビス（トリエトキシシリル）メタン、ビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン、１，３－ビス（クロロジメチルシリル）プロパン、１，２－ビス（クロロジメチルシリル）エタン、ビス［３－（トリエトキシシリル）－プロピル］ジスルフィド、ｎ，ｎ’－ビス［（３－トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、ｎ，ｎ’－ビス（２－ヒドロキシエチル）－ｎ，ｎ’－ビス（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、ビス（メチルジメトキシシリルプロピル）－ｎ－メチル－アミン、ビス［３－（トリエトキシシリル）プロピル］テトラスルフィド、ビス（トリエトキシシリルエチル）－ビニルメチルシラン、ビス（３－トリメトキシシリルプロピル）フマレート、４，４’－ビス（ジメチルシリル）ビフェニル、ｎ，ｎ’－ビス（３－トリメトキシシリルプロピル）チオウレア、１，１１－ビス（トリメトキシシリル）－４－オキサ－８－アザウンデカン－６－オール、ビス（メチルジエトキシシリルプロピル）アミン、トリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるものが挙げられる。
【0015】
２．ポリマー化材料及び方法
ポリマーを合成するために、所望のモノマー（複数可）を、任意の蒸留装置又は還流装置を備えた反応器に、適切な重合溶媒中で撹拌しながら投入する。重合溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（「ＰＧＭＥＡ」）、プロピレングリコールメチルエーテル（「ＰＧＭＥ」）、アセトン、プロピレングリコールエチルエーテル（「ＰＧＥＥ」）、シクロヘキサノン、乳酸エチル、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、エチレングリコール、及びそれらの混合物が挙げられる。反応混合物中の単量体固形分パーセントは、好ましくは、反応混合物（単量体、触媒及び溶媒を含む）の合計重量を１００重量％として、約１０％～約４０％、より好ましくは約２５％～約３５％である。次いで、触媒を約２０℃～約１００℃、好ましくは約２５℃～約８５℃の温度で反応器にゆっくり投入する。
ポリマーを合成するために、所望のモノマー（複数可）を、任意の蒸留装置又は還流装置を備えた反応器に、適切な重合溶媒中で撹拌しながら投入する。重合溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（「ＰＧＭＥＡ」）、プロピレングリコールメチルエーテル（「ＰＧＭＥ」）、アセトン、プロピレングリコールエチルエーテル（「ＰＧＥＥ」）、シクロヘキサノン、乳酸エチル、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、エチレングリコール、及びそれらの混合物が挙げられる。反応混合物中の単量体固形分パーセントは、好ましくは、反応混合物（単量体、触媒及び溶媒を含む）の合計重量を１００重量％として、約１０％～約４０％、より好ましくは約２５％～約３５％である。次いで、触媒を約２０℃～約１００℃、好ましくは約２５℃～約８５℃の温度で反応器にゆっくり投入する。
【0016】
ゾルゲル重合に適した触媒としては、硝酸、塩酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、スルホン酸、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。触媒を水溶液として添加する。触媒溶液は、好ましくは約０．００１Ｎ～約１０Ｎの溶液、より好ましくは約０．０１Ｎ～約５Ｎの溶液、更により好ましくは弱酸の場合は約３Ｎの溶液、強酸の場合は約０．０１Ｎの溶液として水中で調製される。これらの触媒水溶液は、全モノマーに対して好ましくは約０．５当量～約２０当量、より好ましくは約５当量～約１５当量、更により好ましくは約１０当量の量で添加され、ここで、１当量はモノマー１モル当たり水１モルにほぼ等しい（又はモノマー１モル当たり水約１８グラム）。反応混合物を、好ましくは約１０分～約３００分、より好ましくは約１０分～約６０分、更により好ましくは約１０分～約３０分撹拌する。反応は、任意に、窒素等の不活性雰囲気下で行われる。
【0017】
一実施形態では、ポリマーは、ロータリーエバポレータプロセス（本明細書では「ロタバップ（ｒｏｔａｖａｐ）」又は「ロタバップド（ｒｏｔａｖａｐｅｄ）」とも呼ばれる）によって精製及び／又は単離される。このプロセスでは、反応混合物をロータリーエバポレーターで処理し、約３０℃～約１００℃、好ましくは約４５℃～約５５℃の温度で処理する。回転蒸発プロセスは、溶媒が除去されるまで行われる。回転蒸発の前に、必要に応じて共溶媒を反応混合物に添加してもよい。適切な共溶媒としては、ＰＧＥＥ、ＰＧＭＥＡ、ＰＧＭＥ及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0018】
形成されたポリマーは、好ましくは、以下：
の一方又は両方の繰り返し単位
（式中、
Ｘは先に定義した通りであり、
Ｒ１は各々、
水素、
アルキル（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）、
アルコキシ（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）、
ハロゲン（好ましくは、－Ｃｌ、－Ｆ、－Ｂｒ及び／又は－Ｉ）、及び
－Ｏ－から個々に選択される）を含む。
【化11】
の一方又は両方の繰り返し単位
（式中、
Ｘは先に定義した通りであり、
Ｒ１は各々、
水素、
アルキル（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）、
アルコキシ（好ましくはＣ１～約Ｃ６、より好ましくはＣ１～約Ｃ３）、
ハロゲン（好ましくは、－Ｃｌ、－Ｆ、－Ｂｒ及び／又は－Ｉ）、及び
－Ｏ－から個々に選択される）を含む。
【0019】
一実施形態では、ポリマー又はオリゴマーは、単一モノマー型から本質的になるか、又は更にはそれからなることが好ましい。すなわち、得られたポリマー又はオリゴマーは、主に単一の種類のモノマー（すなわち、同じモノマー）から形成され、したがって主に単一の種類の繰り返し単位（すなわち、同じ繰り返し単位）を含む。本明細書で使用される場合、モノマーは、それらの間に化学構造上の差がない限り（本質的に存在し得るわずかな不純物又は欠陥にもかかわらず）、同じ又は単一型であると見なされる。ポリマー又はオリゴマーの繰り返し単位は、それらが各々同一のＸ基を含む場合（構造（ＶＩＩＩ）の場合）、又は構造（ＩＸ）の場合、各々が
を含む場合、同じ又は単一型であると見なされる。
【化12】
を含む場合、同じ又は単一型であると見なされる。
【0020】
一実施形態では、重合又はオリゴマー化されるモノマーは、Ｓｉ－ＯＨ基を含まない。
【0021】
一実施形態では、ポリマー又はオリゴマーの少なくとも約９５ｍｏｌ％、より好ましくは少なくとも約９７ｍｏｌ％、更により好ましくは少なくとも約９９％、最も好ましくは約１００ｍｏｌ％が単一モノマー型で形成される。
【0022】
いくつかの実施形態では、得られたポリマー又はオリゴマーは、高いケイ素含有量を有する。ポリマー又はオリゴマーは、好ましくは約２０％のケイ素～約４７％のケイ素、より好ましくは約３５％～約４５％のケイ素であり、ケイ素パーセントは、完全に加水分解されたポリマーの分子量の百分率としてのケイ素の分子量によって計算される。ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）範囲は、ポリスチレン標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定される場合、好ましくは約５００ダルトン～約５０，０００ダルトン、より好ましくは約１，０００ダルトン～約１０，０００ダルトンである。
【0023】
３．組成物の調製
次いで、ポリマー及び／又はオリゴマーを溶媒系に分散又は溶解する。好ましい溶媒系としては、ＰＧＭＥＡ、ＰＧＭＥ、ＰＧＥＥ、プロピレングリコールｎ－プロピルエーテル（「ＰｎＰ」）、乳酸エチル、シクロヘキサノン、ガンマ－ブチロラクトン（「ＧＢＬ」）、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、エチレングリコール、及び／又はそれらの混合物等の１つ以上の溶媒が挙げられる。溶媒系は、好ましくは、組成物の総重量を１００重量％として、約９５重量％～約９９．９重量％、より好ましくは約９７．５％～９９．９％、更により好ましくは約９９重量％～約９９．９重量％のレベルで利用される。シリコンハードマスク層を形成するために使用される組成物は、組成物の総重量を１００重量％として、好ましくは約０．１重量％～約５重量％の固形分、より好ましくは約０．１重量％～約２．５重量％の固形分、更により好ましくは約０．１重量％～約１重量％の固形分を含む。
次いで、ポリマー及び／又はオリゴマーを溶媒系に分散又は溶解する。好ましい溶媒系としては、ＰＧＭＥＡ、ＰＧＭＥ、ＰＧＥＥ、プロピレングリコールｎ－プロピルエーテル（「ＰｎＰ」）、乳酸エチル、シクロヘキサノン、ガンマ－ブチロラクトン（「ＧＢＬ」）、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、エチレングリコール、及び／又はそれらの混合物等の１つ以上の溶媒が挙げられる。溶媒系は、好ましくは、組成物の総重量を１００重量％として、約９５重量％～約９９．９重量％、より好ましくは約９７．５％～９９．９％、更により好ましくは約９９重量％～約９９．９重量％のレベルで利用される。シリコンハードマスク層を形成するために使用される組成物は、組成物の総重量を１００重量％として、好ましくは約０．１重量％～約５重量％の固形分、より好ましくは約０．１重量％～約２．５重量％の固形分、更により好ましくは約０．１重量％～約１重量％の固形分を含む。
【0024】
一実施形態では、組成物は、組成物中の固体の総重量に基づいて、約３重量％未満、好ましくは約１重量％未満、好ましくは０重量％の上記ポリマー以外のポリマーを含む。
【0025】
別の実施形態では、組成物は、組成物中の固体の総重量に基づいて、約３重量％未満、好ましくは約１重量％未満、好ましくは０重量％の有機ポリマーを含む。
【0026】
溶媒系中で上記成分を一緒に混合すると、シリコンハードマスク層組成物が形成される。さらに、任意の成分（例えば、界面活性剤、鉱酸、有機酸、グラフト／縮合触媒、熱酸発生剤（「ＴＡＧ」）、光酸発生剤（「ＰＡＧ」）、阻害剤、及び／又はｐＨ調整剤）も同時に溶媒系中に分散される。
【0027】
使用される場合、適切なＴＡＧとしては、限定されないが、Ｋ－ＰＵＲＥ（登録商標）ＴＡＧ－２６８９、Ｋ－ＰＵＲＥ（登録商標）ＴＡＧ－２６７８，（コネチカット州ノーウォークのＫｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）、ＴＡＧ－２７００、ＣＸＣ－１８８９、ＴＡＧ－２７８９、及びそれらの組み合わせの名称で販売されているもの等の第４級アンモニウム封鎖トリフリック酸等の封鎖酸が挙げられる。ＴＡＧは、組成物の総重量を１００重量％として、約０．０１重量％～約１重量％、より好ましくは約０．０５重量％～約０．５重量％、更により好ましくは約０．１重量％～約０．３重量％の量で組成物中に存在する。
【0028】
使用される場合、適切な触媒としては、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（「ＥｔＰＰＢ」）、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド（「ＢＴＥＡＣ」）、テトラブチルホスホニウムブロミド（「ＴＢＰＢ」）、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。触媒は、組成物の総重量を１００重量％として、約０．００１重量％～約５重量％、より好ましくは約０．００５重量％～約１重量％、更により好ましくは約０．０１重量％～約０．０５重量％の量で組成物中に存在する。
【0029】
使用される場合、適切な阻害剤としては、二重結合を保護するもの（例えば、ヒドロキノン）、ゾルゲルの安定性を維持するもの、及び／又はエージングを遅らせるもの（例えば、３－メチル－１，５－ペンタンジオール）、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。エージングを遅らせ、及び／又はスピンボウル適合性を改善するために阻害剤を含めることができる。阻害剤は、組成物の総重量を１００重量％として、約０．００１重量％～約１．０重量％、より好ましくは約０．００１重量％～約０．１重量％、更により好ましくは約０．００１重量％～約０．０１重量％の量で組成物中に存在する。
【0030】
使用される場合、適切なｐＨ調節剤としては、マレイン酸、マロン酸、リンゴ酸、及びそれらの組み合わせが挙げられる。ｐＨ調整剤は、エージングを遅らせ、及び／又はスピンボウル適合性を改善するために含まれ得る。利用される場合、ｐＨ調整剤は、組成物の総重量を１００重量％として、約０．００１％～約１．０重量％、より好ましくは約０．００１重量％～約０．１重量％、更により好ましくは約０．００１重量％～約０．０１重量％の量で組成物中に存在する。
【0031】
一実施形態では、シリコンハードマスク組成物は、上記のポリマー／オリゴマー、１つ以上の上記の任意の成分、及び溶媒系から本質的になるか、又は更にはそれからなる。更なる実施形態では、シリコンハードマスク組成物は、上述のポリマー／オリゴマー、溶媒系、及び触媒、酸発生剤、ラジカル抑制剤、又はｐＨ調整剤の１つ以上から本質的になるか、又は更にはそれらからなる。更なる実施形態では、シリコンハードマスク組成物は、上述のポリマー／オリゴマー及び溶媒系から本質的になるか、又は更にはそれからなる。
【0032】
シリコンハードマスク組成物を使用する方法
リソグラフィーに特に適したマイクロエレクトロニクス構造体を形成する方法も提供され、上述のハードマスク組成物は、基板表面上、又は基板表面上に存在する中間層（後述）上に層を形成する。
リソグラフィーに特に適したマイクロエレクトロニクス構造体を形成する方法も提供され、上述のハードマスク組成物は、基板表面上、又は基板表面上に存在する中間層（後述）上に層を形成する。
【0033】
任意のマイクロエレクトロニクス基板を利用することができる。基板は、好ましくは、ケイ素、ＳｉＧｅ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＯ：Ｈ（例えば、米国カリフォルニア州サンタクララのＳＶＭによってＢｌａｃｋ Ｄｉａｍｏｎｄという名称で販売されているもの）、テトラメチルシレート及びテトラメチル－シクロテトラシロキサンの組み合わせ（ＣＯＲＡＬという名称で販売されているもの等）、アルミニウム、タングステン、ケイ化タングステン、ヒ化ガリウム、ゲルマニウム、タンタル、窒化タンタル、Ｔｉ３Ｎ４、ハフニウム、ＨｆＯ２、ルテニウム、リン化インジウム、サンゴ、ガラス、又はこれらの混合物等の半導体基板である。基板は、平坦な表面を有することができ、又はトポグラフィ形状（ビアホール、トレンチ、コンタクトホール、隆起形状、ライン等）を含むことができる。本明細書で使用される場合、「トポグラフィ」は、基板表面内又は基板表面上の構造の高さ又は深さを指す。
【0034】
基板表面は、必要に応じて、ハードマスク又は他の層形成の前にプライミングされてもよい。好ましいプライマーとしては、ヘキサメチルジシラザン（「ＨＭＤＳ」）が挙げられる。この処理では、１５０℃で９０秒間加熱しながら、ウエハを密閉チャンバー内でプライマーの蒸気に曝露する。本明細書で使用される場合、プライミングプロセスが別個の層の形成ではなくプライミングされる層の表面改質を単にもたらす場合であっても、プライミングされた表面は中間層であると見なされる。
【0035】
上記のように、ハードマスク層形成の前に、（プライミングされた又はプライミングされていない）基板上に任意の中間層を形成することができる。炭素リッチ層は、基板又は任意の中間層の上に形成され得る１つの任意の層である。炭素リッチ層は、任意の既知の塗布方法によって形成することができ、１つの好ましい方法は、約１，０００～約５，０００ｒｐｍ、好ましくは約１，２５０～約１，７５０ｒｐｍの速度で、約３０～約１２０秒、好ましくは約４５～７５秒の時間にわたってスピンコーティングすることである。「炭素に富む」という用語は、組成物中の全固形分を１００重量％として、約５０重量％を超える炭素、好ましくは約７０重量％を超える炭素、より好ましくは約７５～約８０重量％の炭素を含む組成物から形成された層を指す。適切な炭素リッチ層は、スピンオンカーボン層（「ＳＯＣ」）、アモルファスカーボン層、及び炭素平坦化層からなる群から選択される。
【0036】
例示的な炭素リッチ層は、一般に、以下の任意の成分：酸及び／又は塩基クエンチャー、触媒、架橋剤、及び表面改質添加剤と共に、溶媒系に溶解又は分散したポリマーを含む。好ましい組成物は、厚い層を形成するのに適しており、好ましくは、組成物の総重量を１００重量％として、約０．１重量％～約７０重量％、より好ましくは約５重量％～約４０重量％、更により好ましくは約１０重量％～約３０重量％の固形分を有する。炭素リッチ組成物を塗布した後、溶媒を蒸発させるために、好ましくは約１００℃～約４００℃、より好ましくは約１６０℃～約３５０℃の温度まで、約３０秒～約１２０秒、好ましくは約４５秒～約６０秒の時間加熱する。ベーキング後の炭素リッチ層の厚さは、好ましくは約１０ｎｍ～約１２０ｎｍ、より好ましくは約２０ｎｍ～約１００ｎｍ、更により好ましくは約５０ｎｍ～約６０ｎｍである。炭素リッチ層は、化学蒸着（「ＣＶＤ」）、プラズマ強化化学蒸着（「ＰＥＣＶＤ」）、原子層堆積（「ＡＬＤ」）、又はプラズマ強化原子層堆積（「ＰＥＡＬＤ」）等の他の既知の塗布方法によって形成されてもよい。
【0037】
本発明のシリコンハードマスク層は、利用される場合、基板表面上に直接（プライミングされた又はプライミングされていない）又は炭素リッチ層上に、任意の既知の塗布方法によって形成することができる。１つの好ましい塗布方法は、ハードマスク組成物を約１，０００ｒｐｍ～約２，０００ｒｐｍ、好ましくは約１，２５０～約１，７５０ｒｐｍの速度で、約１５秒～約１２０秒、好ましくは約３０秒～約７５秒の時間スピンコーティングすることを含む。シリコンハードマスク組成物を塗布した後、約１５０℃～約３００℃、より好ましくは約２００℃～約２５０℃の温度まで、約１５秒～約１２０秒、好ましくは約３０秒～約７５秒の時間加熱して溶媒を蒸発させることが好ましい。ベーキング後のハードマスク層の厚さは、好ましくは約２ｎｍ～約５０ｎｍ、より好ましくは約５ｎｍ～約３０ｎｍ、更により好ましくは約１０ｎｍ～約２５ｎｍである。ハードマスク層は、フッ素リッチ（例えば、ＣＦ４）プラズマ雰囲気中でフォトレジスト（例えば、化学増幅型、金属酸化物型、又は鎖切断型フォトレジスト）の少なくとも１．５倍のエッチング速度を有するべきであり、ＳＯＣ又は炭素リッチ層は、酸素リッチ（例えば、Ｏ２）プラズマエッチング雰囲気中でハードマスク層よりも少なくとも１．５倍速くエッチングするべきである。ハードマスク層は、エッチングブロックとして作用し、ＳＯＣ又はカーボン層へのパターン転写を可能にするのに十分遅いＯ２中のエッチング速度を有するべきである。
【0038】
一実施形態では、Ｏ２中でエッチングされたとき、ハードマスク層は、同様の官能基が使用される場合であっても、複数モノマーのポリマーを有する層と比較して変化が低減されたエッチング速度を有する。すなわち、実施例２３に記載されているように３回のエッチング速度測定を行う場合の標準偏差は、約０．５ｎｍ／分未満、好ましくは約０．２５ｎｍ／分未満、より好ましくは約０．１５ｎｍ／分未満である。
【0039】
シリコンハードマスク層は、良好な光学的及び化学的均質性を有する、すなわち、１つのサンプルのハードマスク層のモノマー比は、好ましくは第２のサンプルのハードマスク層のモノマー比と少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９９％、更により好ましくは約９９．９％～約１００％同じである。これにより、ポリマー及び層全体の官能基の密度が実質的に均一に、好ましくは完全に均一に分布することが保証される。
【0040】
一実施形態では、シリコンハードマスク層は、実施例２２に記載されているように決定される高い限界寸法均一性（「ＣＤＵ」）を示す。すなわち、ＣＤＵは、約５ｎｍ未満、好ましくは約３ｎｍ未満、更により好ましくは約１ｎｍ～約２．５ｎｍである。
【0041】
一実施形態では、シリコンハードマスク層は、ＶＣＡ Ｏｐｔｉｍａ接触角ツール等の接触角ツールで複数の液体を用いて表面接触角測定を実施することによって決定される、好ましくは約２０ｍＮ／ｍ～約７０ｍＮ／ｍ、より好ましくは２５ｍＮ／ｍ～約６０ｍＮ／ｍの表面エネルギーを有する。
【0042】
シリコンハードマスク層をベークした後、フォトレジスト（すなわち、画像形成層）をシリコンハードマスク層に塗布してフォトレジスト層を形成することができる。フォトレジスト層は、任意の従来の方法によって形成することができ、好ましい一方法は、フォトレジスト組成物を約３５０ｒｐｍ～約４，０００ｒｐｍ（好ましくは約１，０００ｒｐｍ～約２，５００ｒｐｍ）の速度で約１０秒～約６０秒（好ましくは約１０秒～約３０秒）の期間スピンコーティングすることである。次いで、フォトレジスト層を、任意に、少なくとも約７０℃、好ましくは約８０℃～約１５０℃、より好ましくは約１００℃～約１５０℃の温度で、約３０秒～約１２０秒の期間塗布後ベーク（「ＰＡＢ」）する。ベーキング後のフォトレジスト層の厚さ（エリプソメータによる５箇所にわたる平均測定）は、典型的には約５ｎｍ～約１２０ｎｍ、好ましくは約１０ｎｍ～約５０ｎｍ、より好ましくは約２０ｎｍ～約４０ｎｍである。
【0043】
フォトレジストをコーティングする前にプライミングプロセスを塗布することができる。好ましいプライマーとしては、ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。この処理では、１５０℃で９０秒間加熱しながら、ウエハを密閉チャンバー内でプライマーの蒸気に曝露する。
【0044】
その後、フォトレジスト層は、好ましくは約１０ｎｍ～約４００ｎｍ、より好ましくは約１３ｎｍ～約１９３ｎｍの波長の放射線への曝露によってパターニングされる。一実施形態では、層はＥＵＶ放射線（すなわち、約２０ｎｍ未満、一般に約１３．５ｎｍの波長）に曝露される。それにもかかわらず、好ましい曝露線量は、約５ｍＪ／ｃｍ２～約１２０ｍＪ／ｃｍ２、好ましくは約１０ｍＪ／ｃｍ２～約８０ｍＪ／ｃｍ２、より好ましくは約２０ｍＪ／ｃｍ２～約６０ｍＪ／ｃｍ２である。より具体的には、フォトレジスト層の表面の上方に位置するマスクを用いてフォトレジスト層を露光する。マスクは、放射線がマスクから反射し（ＥＵＶの場合）、又はマスクを通過し（ＡｒＦ以上の波長の場合）、フォトレジスト層の表面と接触することを可能にするように設計された領域を有する。マスクの残りの部分は、特定の領域において放射線がフォトレジスト層の表面に接触するのを防止するために光を吸収するように設計される。当業者は、反射部分及び吸収部分の配置が、フォトレジスト層、最終的には基板又は任意の中間層に形成される所望のパターンに基づいて設計されることを容易に理解するであろう。
【0045】
露光後、フォトレジスト層は、好ましくは、約１８０℃未満、好ましくは約６０℃～約１４０℃、より好ましくは約８０℃～約１３０℃の温度で、約３０秒～約１２０秒（好ましくは約３０秒～約９０秒）の時間、露光後ベーク（「ＰＥＢ」）に供される。
【0046】
次いで、フォトレジスト層を現像液と接触させてパターンを形成する。使用されるフォトレジストがポジ型加工であるかネガ型加工であるかに応じて、現像剤は、フォトレジスト層の露光部分を除去するか、又はフォトレジスト層の未露光部分を除去してパターンを形成する。次いで、パターンは、シリコンハードマスク層、任意の存在する中間層、及び最後に基板に転写される。このパターン転写は、プラズマエッチング（例えば、ＣＦ４エッチャント、Ｏ２エッチャント）又はウェットエッチング若しくは現像プロセスを介して行うことができる。パターンがエッチングによってフォトレジスト層から基板に転写される実施形態では、典型的なフォトレジストに対するシリコンハードマスク層のエッチング速度は、少なくとも約１倍、好ましくは約１．５倍～約２倍であることが好ましい。
【0047】
パターン転写がエッチングによって実行されるか現像によって実行されるかにかかわらず、結果として得られる形状は高い解像度を有する。例えば、約４０ｎｍ未満のハーフピッチ、好ましくは約３０ｎｍ未満のハーフピッチ、更により好ましくは約２０未満のハーフピッチの解像度を本発明の方法で達成することができる。シリコンハードマスク層は、好ましくは、最終的な形状の圧潰マージンを改善する。圧潰マージンは、構造体が依然としてポジ型画像形成レジストを表している最大線量、又はネガ型現像レジスト若しくはネガ型画像形成レジストの場合の最小線量からの線量とサイズとの差によって定量化される。
【0048】
様々な実施形態の更なる利点は、本明細書の開示及び以下の実施例を検討すれば、当業者には明らかであろう。本明細書に記載の様々な実施形態は、本明細書に別段の指示がない限り、必ずしも相互に排他的ではないことが理解されよう。例えば、一実施形態で説明又は図示された形状は、他の実施形態に含まれてもよいが、必ずしも含まれなくてもよい。したがって、本開示は、本明細書に記載の特定の実施形態の様々な組み合わせ及び／又は統合を包含する。
【0049】
本明細書で使用される場合、「及び／又は」という語句は、２つ以上の項目のリストで使用される場合、列挙された項目のいずれか１つが単独で使用され得るか、又は列挙された項目の２つ以上の任意の組み合わせが使用され得ることを意味する。例えば、組成物が構成要素Ａ、Ｂ及び／又はＣを含有する又は除外すると記載されている場合、組成物はＡ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢの組み合わせ、ＡとＣの組み合わせ、ＢとＣの組み合わせ、又はＡとＢとＣの組み合わせを含有又は除外することができる。
【0050】
本明細書はまた、様々な実施形態に関する特定のパラメータを定量化するために数値範囲を使用する。数値範囲が提供される場合、そのような範囲は、範囲の下限値のみを列挙する特許請求の範囲の限定並びに範囲の上限値のみを列挙する特許請求の範囲の限定に対する文字通りの裏付けを提供すると解釈されるべきであることを理解されたい。例えば、約１０～約１００の開示された数値範囲は、「約１０より大きい」（上限なし）と記載している請求項及び「約１００未満」（下限なし）と記載している請求項を文字通り支持する。
【実施例】
【0051】
以下の実施例は、本開示による方法を示す。しかしながら、これらの例は例示として提供されており、その中のいかなるものも、全体的な範囲に対する限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。
【0052】
実施例１
ポリ（１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン）の合成
２５０ｍｌの三口丸底フラスコの中に、１０．０８グラムの１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び８４．８８グラムのアセトンを加えた。撹拌棒を混合物に加え、撹拌しながら、５．１５グラムの０．０１Ｎ ＨＣｌを滴下した。２．５時間の反応時間後、８４グラムのＰＧＥＥ（テキサス州カールトンのＦｕｊｉｆｉｌｍ Ｕｌｔｒａ Ｐｕｒｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）をフラスコに加え、混合物をロタバップして（ｒｏｔａｖａｐｅｄ）アセトンを除去した。この母液を、後の実施例における更なる試験に使用した。
ポリ（１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン）の合成
２５０ｍｌの三口丸底フラスコの中に、１０．０８グラムの１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び８４．８８グラムのアセトンを加えた。撹拌棒を混合物に加え、撹拌しながら、５．１５グラムの０．０１Ｎ ＨＣｌを滴下した。２．５時間の反応時間後、８４グラムのＰＧＥＥ（テキサス州カールトンのＦｕｊｉｆｉｌｍ Ｕｌｔｒａ Ｐｕｒｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）をフラスコに加え、混合物をロタバップして（ｒｏｔａｖａｐｅｄ）アセトンを除去した。この母液を、後の実施例における更なる試験に使用した。
【0053】
実施例２
実施例１のポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１．５７グラムの実施例１で合成したポリマー、０．０２グラムのＫ－ＰＵＲＥ（登録商標）ＴＡＧ－２６８９（コネチカット州ノーウォークのＫｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ）、７８．８１グラムのＰＧＥＥ及び１９．７グラムのＰＧＭＥ（テキサス州フォートワースのＫＭＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を加え、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルター（英国バッキンガムシャーのＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＵＫ Ｌｉｍｉｔｅｄ）を用いて濾過した。
実施例１のポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１．５７グラムの実施例１で合成したポリマー、０．０２グラムのＫ－ＰＵＲＥ（登録商標）ＴＡＧ－２６８９（コネチカット州ノーウォークのＫｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ）、７８．８１グラムのＰＧＥＥ及び１９．７グラムのＰＧＭＥ（テキサス州フォートワースのＫＭＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を加え、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルター（英国バッキンガムシャーのＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＵＫ Ｌｉｍｉｔｅｄ）を用いて濾過した。
【0054】
実施例３
ポリ（１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン）の合成
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１２．０４グラムの１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン及び１０１．９グラムのアセトンを加えた。次に、ボトルの内容物を混合しながら、６．２１グラムの０．０１Ｎ ＨＣｌを滴下した。混合物を回転させ、室温にて３時間ホイール上で混合し、その後、１０２グラムのＰＧＥＥを添加した。混合物を５００ｍｌ丸底フラスコに移した。混合物を室温で５分間ロタバップさせ、アセトンの蒸留が停止するまで５０℃に保たれたロタバップ水浴に浸した。ロタバップを更に５分間続けた。混合物を室温に冷却し、母液を０．２ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
ポリ（１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン）の合成
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１２．０４グラムの１，２－ビス（トリエトキシシリル）エチレン及び１０１．９グラムのアセトンを加えた。次に、ボトルの内容物を混合しながら、６．２１グラムの０．０１Ｎ ＨＣｌを滴下した。混合物を回転させ、室温にて３時間ホイール上で混合し、その後、１０２グラムのＰＧＥＥを添加した。混合物を５００ｍｌ丸底フラスコに移した。混合物を室温で５分間ロタバップさせ、アセトンの蒸留が停止するまで５０℃に保たれたロタバップ水浴に浸した。ロタバップを更に５分間続けた。混合物を室温に冷却し、母液を０．２ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
【0055】
実施例４
実施例３ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、実施例３で合成した母液０．６０３グラム、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（「ＥｔＰＰＢ」、ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．から入手した触媒）０．００６グラム、７８．７２グラムのＰＧＥＥ、及び２０．６７グラムのＰＧＭＥを添加し、一緒に３０分間混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
実施例３ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、実施例３で合成した母液０．６０３グラム、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド（「ＥｔＰＰＢ」、ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．から入手した触媒）０．００６グラム、７８．７２グラムのＰＧＥＥ、及び２０．６７グラムのＰＧＭＥを添加し、一緒に３０分間混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
【0056】
実施例５
実施例３ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、実施例３で合成した母液０．３４７グラム、０．００３グラムのＥｔＰＰＢ、７９．７２７グラムのＰＧＥＥ、及び１９．９２３グラムのＰＧＭＥを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
実施例３ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、実施例３で合成した母液０．３４７グラム、０．００３グラムのＥｔＰＰＢ、７９．７２７グラムのＰＧＥＥ、及び１９．９２３グラムのＰＧＭＥを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
【0057】
実施例６
ポリ（１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）の合成
５００ｍｌの丸底フラスコ内で、１０．０９グラムの１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び８３．８７グラムのアセトンを添加した。次に、室温で３０分間撹拌しながら、６．２グラムの０．０１Ｎ ＨＣｌを滴下した。混合物を８０℃で４時間加熱還流し、その後、８４グラムのＰＧＥＥを反応フラスコに添加した。混合物を室温で５分間ロタバップさせ、アセトンの蒸留が停止するまで５０℃に保たれたロタバップ水浴に浸した。ロタバップを更に５分間続けた。混合物を室温に冷却し、－２０℃で保存した。
ポリ（１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）の合成
５００ｍｌの丸底フラスコ内で、１０．０９グラムの１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び８３．８７グラムのアセトンを添加した。次に、室温で３０分間撹拌しながら、６．２グラムの０．０１Ｎ ＨＣｌを滴下した。混合物を８０℃で４時間加熱還流し、その後、８４グラムのＰＧＥＥを反応フラスコに添加した。混合物を室温で５分間ロタバップさせ、アセトンの蒸留が停止するまで５０℃に保たれたロタバップ水浴に浸した。ロタバップを更に５分間続けた。混合物を室温に冷却し、－２０℃で保存した。
【0058】
実施例７
実施例６のポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１．６７グラムの実施例６で合成した母液、０．０２グラムのベンジルトリエチルアンモニウムクロリド（「ＢＴＥＡＣ」、ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．から入手した触媒）、７８．６２グラムのＰＧＥＥ、及び１９．６９グラムのＰＧＭＥを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
実施例６のポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１．６７グラムの実施例６で合成した母液、０．０２グラムのベンジルトリエチルアンモニウムクロリド（「ＢＴＥＡＣ」、ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．から入手した触媒）、７８．６２グラムのＰＧＥＥ、及び１９．６９グラムのＰＧＭＥを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
【0059】
実施例８
ポリ（１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）の合成
２５０ｍｌの三口丸底フラスコの中に、５．１８グラムの１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン及び４３．４６グラムのＰＧＭＥＡを加えた。次に、室温で３０分間撹拌しながら、３．２１グラムの０．０１Ｍ ＨＣｌを滴下した。混合物を８０℃で４時間加熱還流した。混合物を室温に冷却し、清浄なＡｉｃｅｌｌｏボトルに移し、－２０℃で保存した。
ポリ（１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）の合成
２５０ｍｌの三口丸底フラスコの中に、５．１８グラムの１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン及び４３．４６グラムのＰＧＭＥＡを加えた。次に、室温で３０分間撹拌しながら、３．２１グラムの０．０１Ｍ ＨＣｌを滴下した。混合物を８０℃で４時間加熱還流した。混合物を室温に冷却し、清浄なＡｉｃｅｌｌｏボトルに移し、－２０℃で保存した。
【0060】
実施例９
実施例８ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、３５．３２グラムの実施例８で合成した母液、０．８８３グラムのＰＧＭＥＡ中１％ヒドロキノン（ラジカル阻害剤）（テキサス州フォートワースのＫＭＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、２１１．３１グラムのＰＧＭＥＡ、及び２．４８グラムの３－メチル－１，５－ペンタンジオール（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．）を添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
実施例８ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、３５．３２グラムの実施例８で合成した母液、０．８８３グラムのＰＧＭＥＡ中１％ヒドロキノン（ラジカル阻害剤）（テキサス州フォートワースのＫＭＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、２１１．３１グラムのＰＧＭＥＡ、及び２．４８グラムの３－メチル－１，５－ペンタンジオール（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．）を添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンＰＴＦＥフィルターを用いて濾過した。
【0061】
実施例１０
ポリ（１，４－ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン）の合成
１００ｍｌの丸底フラスコ内で、１．５０グラムの１，４－ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び１２．８３グラムのＰＧＭＥＡを添加した。次に、フラスコの内容物を撹拌しながら、０．６７ｇの０．０１Ｍ ＨＣｌを滴下した。混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、溶液を還流装置内で窒素によりパージし、絶えず撹拌しながら６時間８０℃に加熱した。次いで、撹拌しながら熱から母液を除去して冷却した。室温になったら、母液を１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに注ぎ、保存した。
ポリ（１，４－ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン）の合成
１００ｍｌの丸底フラスコ内で、１．５０グラムの１，４－ビス（トリエトキシシリル）ベンゼン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び１２．８３グラムのＰＧＭＥＡを添加した。次に、フラスコの内容物を撹拌しながら、０．６７ｇの０．０１Ｍ ＨＣｌを滴下した。混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、溶液を還流装置内で窒素によりパージし、絶えず撹拌しながら６時間８０℃に加熱した。次いで、撹拌しながら熱から母液を除去して冷却した。室温になったら、母液を１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに注ぎ、保存した。
【0062】
実施例１１
実施例１０ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、８．２９３１グラム実施例１０で合成した母液、１０．０１０９グラムのＰＧＭＥ及び８２．７０８３グラムのＰＧＭＥＡを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
実施例１０ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、８．２９３１グラム実施例１０で合成した母液、１０．０１０９グラムのＰＧＭＥ及び８２．７０８３グラムのＰＧＭＥＡを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
【0063】
実施例１２
ポリ（１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）の合成
１００ｍｌの丸底フラスコ中に、７．８３グラムの１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び６５．３４グラムのＰＧＭＥＡを加えた。次に、フラスコの内容物を撹拌しながら、４．８５グラムの０．０１Ｍ ＨＣｌを滴下した。混合物を室温で３０分間撹拌し、その後、溶液を還流装置内で窒素でパージし、絶えず撹拌しながら６時間８０℃に加熱した。次いで、撹拌しながら熱から母液を除去して冷却した。室温になったら、母液を１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに注ぎ、保存した。
ポリ（１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）の合成
１００ｍｌの丸底フラスコ中に、７．８３グラムの１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び６５．３４グラムのＰＧＭＥＡを加えた。次に、フラスコの内容物を撹拌しながら、４．８５グラムの０．０１Ｍ ＨＣｌを滴下した。混合物を室温で３０分間撹拌し、その後、溶液を還流装置内で窒素でパージし、絶えず撹拌しながら６時間８０℃に加熱した。次いで、撹拌しながら熱から母液を除去して冷却した。室温になったら、母液を１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに注ぎ、保存した。
【0064】
実施例１３
実施例１２ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１１．９４３４グラムの実施例１２で合成した母液、０．２９８５グラムのＴＢＰＢ（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．）、９．５８１９グラムのＰＧＭＥ、及び７８．１６０５グラムのＰＧＭＥＡを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
実施例１２ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１００ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、１１．９４３４グラムの実施例１２で合成した母液、０．２９８５グラムのＴＢＰＢ（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．）、９．５８１９グラムのＰＧＭＥ、及び７８．１６０５グラムのＰＧＭＥＡを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
【0065】
実施例１４
ネガトーン現像リソグラフィー性能のスクリーニング
Ｓｏｋｕｄｏ ＤＵＯトラックを使用して、１２インチシリコンウエハを２３０℃で６０秒間脱水し、ヘキサメチルジシラザンを１１０℃で５０秒間プライミングした後、ＳＯＣコーティングした。ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１１０Ｄ（ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）という名称で販売されているスピンオンカーボン又は「ＳＯＣ」組成物を、プライミングされたウエハ上に１，７２７ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２０５℃で６０秒間ベークした。次いで、シリコンハードマスクを以下のように異なるＳＯＣコーティングウエハ上にスピンコートした：実施例２の配合物を１，２８０ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２４０℃で６０秒間ベークした。また実施例４の配合物を１，０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２０５℃で６０秒間ベークした。ハードマスクでコーティングされた積層体を、ヘキサメチルジシラザンで１５０℃にて８０秒間プライミングした。フォトレジスト（ＦｕｊｉＦｉｌｍ製のＡＮ０２レジスト）を１，９３０ｒｐｍのスピン速度で３０秒間スタックの上部（プライミングされたハードマスク上）に塗布し、続いて９０℃で６０秒間塗布後ベークした。浸漬ツール（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＴ：１９５０ ｉ、オランダのＡＳＭＬから入手可能）を使用して焦点線量マトリックスを作成するために、ウエハをレチクルを通して露光した。実施例２のハードマスク配合物について、線量を１８ｍＪ／ｃｍ２から４６ｍＪ／ｃｍ２まで変化させ、焦点を－０．２３μｍから０．１３μｍまで変化させた。実施例４のハードマスク配合物について、線量を１８ｍＪ／ｃｍ２から４６ｍＪ／ｃｍ２まで変化させ、焦点を－０．２１μｍから０．１１μｍまで変化させた。これに続いて、ＦＮ－ＤＰ００１／２０現像液（インディアナ州ノースキングスタウンのＦｕｊｉＦｉｌｍ）を使用する現像工程を行った。
ネガトーン現像リソグラフィー性能のスクリーニング
Ｓｏｋｕｄｏ ＤＵＯトラックを使用して、１２インチシリコンウエハを２３０℃で６０秒間脱水し、ヘキサメチルジシラザンを１１０℃で５０秒間プライミングした後、ＳＯＣコーティングした。ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１１０Ｄ（ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）という名称で販売されているスピンオンカーボン又は「ＳＯＣ」組成物を、プライミングされたウエハ上に１，７２７ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２０５℃で６０秒間ベークした。次いで、シリコンハードマスクを以下のように異なるＳＯＣコーティングウエハ上にスピンコートした：実施例２の配合物を１，２８０ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２４０℃で６０秒間ベークした。また実施例４の配合物を１，０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２０５℃で６０秒間ベークした。ハードマスクでコーティングされた積層体を、ヘキサメチルジシラザンで１５０℃にて８０秒間プライミングした。フォトレジスト（ＦｕｊｉＦｉｌｍ製のＡＮ０２レジスト）を１，９３０ｒｐｍのスピン速度で３０秒間スタックの上部（プライミングされたハードマスク上）に塗布し、続いて９０℃で６０秒間塗布後ベークした。浸漬ツール（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＴ：１９５０ ｉ、オランダのＡＳＭＬから入手可能）を使用して焦点線量マトリックスを作成するために、ウエハをレチクルを通して露光した。実施例２のハードマスク配合物について、線量を１８ｍＪ／ｃｍ２から４６ｍＪ／ｃｍ２まで変化させ、焦点を－０．２３μｍから０．１３μｍまで変化させた。実施例４のハードマスク配合物について、線量を１８ｍＪ／ｃｍ２から４６ｍＪ／ｃｍ２まで変化させ、焦点を－０．２１μｍから０．１１μｍまで変化させた。これに続いて、ＦＮ－ＤＰ００１／２０現像液（インディアナ州ノースキングスタウンのＦｕｊｉＦｉｌｍ）を使用する現像工程を行った。
【0066】
これらのハードマスクの性能を評価するために、ＣＤ－ＳＥＭ測定（Ｈｉｔａｃｈｉ ＣＧ５０００－２、１５０Ｋｘ；ビーム＝５００Ｖ、８Ｐａ）を行った。データを表１に示すが、図１（ａ）～（ｂ）は形成されたトレンチの画像を示しており、これらはきれいである。レジストプロファイルはまた、高密度（図１（ａ））及び孤立（図１（ｂ）形状の両方で直線状であった。
表１．高い光学化学的均質性ハードマスクについて得られた性能測定基準
表１．高い光学化学的均質性ハードマスクについて得られた性能測定基準
【0067】
【表1】
【0068】
実施例１５
ポジトーン現像リソグラフィー性能のスクリーニング
Ｓｏｋｕｄｏ ＤＵＯトラックを使用して、１２インチシリコンウエハを２３０℃で６０秒間脱水し、ヘキサメチルジシラザンを１１０℃で５０秒間プライミングした後、ＳＯＣコーティングした。ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１２０材料（ミズーリ州ローラ、Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）という名称で販売されているＳＯＣを、プライミングされたウエハ上に１，３６８ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２０５℃で６０秒間ベークした。次に、シリコンハードマスクを、以下のように異なるＳＯＣコーティングウエハ上にスピンコートした：実施例７を１，１１０ｒｐｍで３０秒間、続いて２０５℃で６０秒間のベーク、及びＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＨＭ８２５－３０３．２（ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）の名称で販売されている市販のハードマスク組成物を１，１７１ｒｐｍで３０秒間、続いて２０５℃で６０秒間のベーク。両方のハードマスクを３０ｎｍの目標厚さにコーティングした。市販のレジスト（ＡＩＭ５４８４、ＪＳＲ Ｍｉｃｒｏ，Ｉｎｃ．）を１，１８５ｒｐｍのスピン速度で３０秒間スタックの上に塗布し、続いて１２０℃で６０秒間塗布後ベークした。次いで、ウエハをレチクル（ＴＭ０７－４０）を通して露光して、浸漬ツール（ツインスキャンＮＸＴ：１９５０ｉ）を使用して焦点線量マトリックスを作成した。シグマ（外側／内側）は（０．９８／０．８２１）であった。Ｄｉｐｏｌｅ３５Ｙ Ｇｅｎ２の照射モードを使用した。ＮＡは１．３５であった。実施例７からのハードマスク配合物について、線量を６．４ｍＪ／ｃｍ２から２８．８ｍＪ／ｃｍ２まで変化させ、焦点を０．１５μｍから－０．２１μｍまで変化させた。露光後、１００℃で６０秒間ベークした。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で２０秒間現像した。この露光により、一連のトレンチ及び空間が形成された。これらの形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ５０００－２、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１５０Ｋｘの倍率で分析した。データを表２に示す。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例７で配合された材料のプロセスウィンドウは、市販のシリコンハードマスク層（ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＨＭ８２５－３０３．２）のプロセスウィンドウよりも大きい。図３（ａ）及び（ｂ）は、両サンプルの上から見た図である。
表２．実施例７のハードマスク及び市販のハードマスクから得られた性能測定基準
ポジトーン現像リソグラフィー性能のスクリーニング
Ｓｏｋｕｄｏ ＤＵＯトラックを使用して、１２インチシリコンウエハを２３０℃で６０秒間脱水し、ヘキサメチルジシラザンを１１０℃で５０秒間プライミングした後、ＳＯＣコーティングした。ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１２０材料（ミズーリ州ローラ、Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）という名称で販売されているＳＯＣを、プライミングされたウエハ上に１，３６８ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、続いて２０５℃で６０秒間ベークした。次に、シリコンハードマスクを、以下のように異なるＳＯＣコーティングウエハ上にスピンコートした：実施例７を１，１１０ｒｐｍで３０秒間、続いて２０５℃で６０秒間のベーク、及びＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＨＭ８２５－３０３．２（ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）の名称で販売されている市販のハードマスク組成物を１，１７１ｒｐｍで３０秒間、続いて２０５℃で６０秒間のベーク。両方のハードマスクを３０ｎｍの目標厚さにコーティングした。市販のレジスト（ＡＩＭ５４８４、ＪＳＲ Ｍｉｃｒｏ，Ｉｎｃ．）を１，１８５ｒｐｍのスピン速度で３０秒間スタックの上に塗布し、続いて１２０℃で６０秒間塗布後ベークした。次いで、ウエハをレチクル（ＴＭ０７－４０）を通して露光して、浸漬ツール（ツインスキャンＮＸＴ：１９５０ｉ）を使用して焦点線量マトリックスを作成した。シグマ（外側／内側）は（０．９８／０．８２１）であった。Ｄｉｐｏｌｅ３５Ｙ Ｇｅｎ２の照射モードを使用した。ＮＡは１．３５であった。実施例７からのハードマスク配合物について、線量を６．４ｍＪ／ｃｍ２から２８．８ｍＪ／ｃｍ２まで変化させ、焦点を０．１５μｍから－０．２１μｍまで変化させた。露光後、１００℃で６０秒間ベークした。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で２０秒間現像した。この露光により、一連のトレンチ及び空間が形成された。これらの形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ５０００－２、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１５０Ｋｘの倍率で分析した。データを表２に示す。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例７で配合された材料のプロセスウィンドウは、市販のシリコンハードマスク層（ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＨＭ８２５－３０３．２）のプロセスウィンドウよりも大きい。図３（ａ）及び（ｂ）は、両サンプルの上から見た図である。
表２．実施例７のハードマスク及び市販のハードマスクから得られた性能測定基準
【0069】
【表2】
【0070】
実施例１６
実施例１３の配合物のリソグラフィー結果
実施例１３の材料を１３４０ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１２０材料のスピンオンカーボン層（ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）の上に２０５℃で６０秒間ベークし、Ｓｉウエハ上に１，４０６ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングし、２０５℃で６０秒間ベーキングして２５ｎｍの膜を形成した。ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＭＥＣによって供給される）をハードマスク層上に、１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、次いで１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのコートを形成した。形成されたレジストを、画像形成工程のためにＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用し、ウエハプロセスのためにＣＬＥＡＮ ＴＲＡＣＫ（商標）ＬＩＴＨＩＵＳ Ｐｒｏ（商標）Ｚ（日本国東京都のＴＥＬによる）の名称で販売されているトラックを使用して露光した。露光後、１１０℃のベークを６０秒間行った。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で現像した。得られた形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ５０００－２、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１６４Ｋｘの倍率で分析した。図４は露光マトリックスを示し、図５はサンプルの上から見た図を示し、図６は実施例１３の材料のボソン曲線を示す。
実施例１３の配合物のリソグラフィー結果
実施例１３の材料を１３４０ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１２０材料のスピンオンカーボン層（ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）の上に２０５℃で６０秒間ベークし、Ｓｉウエハ上に１，４０６ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングし、２０５℃で６０秒間ベーキングして２５ｎｍの膜を形成した。ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＭＥＣによって供給される）をハードマスク層上に、１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、次いで１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのコートを形成した。形成されたレジストを、画像形成工程のためにＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用し、ウエハプロセスのためにＣＬＥＡＮ ＴＲＡＣＫ（商標）ＬＩＴＨＩＵＳ Ｐｒｏ（商標）Ｚ（日本国東京都のＴＥＬによる）の名称で販売されているトラックを使用して露光した。露光後、１１０℃のベークを６０秒間行った。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で現像した。得られた形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ５０００－２、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１６４Ｋｘの倍率で分析した。図４は露光マトリックスを示し、図５はサンプルの上から見た図を示し、図６は実施例１３の材料のボソン曲線を示す。
【0071】
実施例１７
ポリ（トリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート）の合成
１００ｍｌの丸底フラスコ内で、６．１６グラムのトリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び１７グラムのＰＧＭＥ（テキサス州フォートワースのＫＭＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を添加した。次に、室温で３０分間撹拌しながら、０．０１Ｎ ＨＮＯ３（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．）０．８８ｇを滴下した。混合物を９０℃で２０分間加熱還流した後、室温まで冷却し、－２０℃で保存した。
ポリ（トリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート）の合成
１００ｍｌの丸底フラスコ内で、６．１６グラムのトリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート（ペンシルベニア州モリスビルのＧｅｌｅｓｔ）及び１７グラムのＰＧＭＥ（テキサス州フォートワースのＫＭＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を添加した。次に、室温で３０分間撹拌しながら、０．０１Ｎ ＨＮＯ３（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．）０．８８ｇを滴下した。混合物を９０℃で２０分間加熱還流した後、室温まで冷却し、－２０℃で保存した。
【0072】
実施例１８
実施例１７ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１リットルのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、５．４３グラムの実施例１７で合成した母液、０．１１グラムの２％ＴＢＰＢ／ＰＧＭＥストック溶液（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．製のＴＢＰＢ）、１．０９グラムの２％マレイン酸／ＰＧＭＥストック溶液（ｐＨ調整剤；ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．製のマレイン酸）、２５７．１８グラムのＰＧＭＥ、及び２９．１９グラムのＰＧＭＥＡを加え、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
実施例１７ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
１リットルのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、５．４３グラムの実施例１７で合成した母液、０．１１グラムの２％ＴＢＰＢ／ＰＧＭＥストック溶液（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．製のＴＢＰＢ）、１．０９グラムの２％マレイン酸／ＰＧＭＥストック溶液（ｐＨ調整剤；ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．製のマレイン酸）、２５７．１８グラムのＰＧＭＥ、及び２９．１９グラムのＰＧＭＥＡを加え、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
【0073】
実施例１９
実施例１８の配合物のＥＵＶ線／空間（Ｌ／Ｓ）パターニング結果
実施例１８の材料を１５２１ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、スピンオンカーボン層（ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１２０という名称で、ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅによって販売されている）の上に２０５℃で６０秒間ベークし、これをＳｉウエハ上に１，５２１ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングし、２０５℃で６０秒間ベーキングして２５ｎｍの膜を形成した。次いで、ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＩＭＥＣによって供給される）を１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、続いて１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのコートを形成した。形成されたレジストを、画像形成工程のためにＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用し、ウエハプロセスのためにＣＬＥＡＮ ＴＲＡＣＫ（商標）ＬＩＴＨＩＵＳ Ｐｒｏ（商標）Ｚ（日本国東京都のＴＥＬによる）の名称で販売されているトラックを使用して露光した。露光後、１１０℃のベークを６０秒間行った。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で現像した。得られた形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ６３００、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１６４Ｋｘの倍率で分析した。図７は、Ｌ／Ｓパターニングのための露光マトリックスを示し、図８は、印刷されたＬ／Ｓサンプルの上から見た図を示す。
実施例１８の配合物のＥＵＶ線／空間（Ｌ／Ｓ）パターニング結果
実施例１８の材料を１５２１ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、スピンオンカーボン層（ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（登録商標）ＳＯＣ１２０という名称で、ミズーリ州ローラのＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅによって販売されている）の上に２０５℃で６０秒間ベークし、これをＳｉウエハ上に１，５２１ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングし、２０５℃で６０秒間ベーキングして２５ｎｍの膜を形成した。次いで、ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＩＭＥＣによって供給される）を１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、続いて１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのコートを形成した。形成されたレジストを、画像形成工程のためにＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用し、ウエハプロセスのためにＣＬＥＡＮ ＴＲＡＣＫ（商標）ＬＩＴＨＩＵＳ Ｐｒｏ（商標）Ｚ（日本国東京都のＴＥＬによる）の名称で販売されているトラックを使用して露光した。露光後、１１０℃のベークを６０秒間行った。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で現像した。得られた形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ６３００、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１６４Ｋｘの倍率で分析した。図７は、Ｌ／Ｓパターニングのための露光マトリックスを示し、図８は、印刷されたＬ／Ｓサンプルの上から見た図を示す。
【0074】
実施例２０
実施例１８の配合物のＥＵＶコンタクトホールパターニング
実施例１８の材料をベアシリコンウエハ上に１，９００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、２０５℃で６０秒間ベーキングして厚さ５ｎｍのハードマスク層を形成した。ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＭＥＣによって供給される）をハードマスク層上に、１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、続いて１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのレジストの層を形成した。形成されたレジストを、画像形成工程のためにＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用し、ウエハプロセスのためにＣＬＥＡＮ ＴＲＡＣＫ（商標）ＬＩＴＨＩＵＳ Ｐｒｏ（商標）Ｚ（日本国東京都のＴＥＬによる）の名称で販売されているトラックを使用して露光した。露光後、１１０℃のベークを６０秒間行った。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で現像した。得られた形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ６３００、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１６４Ｋｘの倍率で分析した。図９は、コンタクトホールパターニングのための露光マトリックスを示し、図１０は、印刷されたコンタクトホール形状の上から見た図を示す。
実施例１８の配合物のＥＵＶコンタクトホールパターニング
実施例１８の材料をベアシリコンウエハ上に１，９００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、２０５℃で６０秒間ベーキングして厚さ５ｎｍのハードマスク層を形成した。ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＭＥＣによって供給される）をハードマスク層上に、１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、続いて１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのレジストの層を形成した。形成されたレジストを、画像形成工程のためにＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用し、ウエハプロセスのためにＣＬＥＡＮ ＴＲＡＣＫ（商標）ＬＩＴＨＩＵＳ Ｐｒｏ（商標）Ｚ（日本国東京都のＴＥＬによる）の名称で販売されているトラックを使用して露光した。露光後、１１０℃のベークを６０秒間行った。次いで、パターンを現像剤（ＦｕｊｉＦｉｌｍから入手可能なＯＰＤ２６２）で現像した。得られた形状を、走査型電子顕微鏡（ＣＧ６３００、Ｈｉｔａｃｈｉ）を使用して、５００Ｖ及び８ｐＡを用いて１６４Ｋｘの倍率で分析した。図９は、コンタクトホールパターニングのための露光マトリックスを示し、図１０は、印刷されたコンタクトホール形状の上から見た図を示す。
【0075】
実施例２１
実施例１７ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、８．８５グラムの実施例１７で合成した母液、１．７７グラムの２％マレイン酸／ＰＧＭＥストック溶液、１４５．７２グラムのＰＧＭＥ及び１７．１７グラムのＰＧＭＥＡを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
実施例１７ポリマーを用いたＳｉ－ＨＭの配合物
２５０ｍｌのＡｉｃｅｌｌｏボトルに、８．８５グラムの実施例１７で合成した母液、１．７７グラムの２％マレイン酸／ＰＧＭＥストック溶液、１４５．７２グラムのＰＧＭＥ及び１７．１７グラムのＰＧＭＥＡを添加し、３０分間一緒に混合した。この配合物を０．１ミクロンフィルターを用いて濾過した。
【0076】
実施例２２
実施例２１の配合物のＥＵＶコンタクトホールパターニング
実施例２１の材料をベアシリコンウエハ上に１，９００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、２０５℃で６０秒間ベーキングして厚さ５ｎｍのハードマスク層を形成した。ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＭＥＣによって供給される）をハードマスク層上に、１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、次いで１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのレジスト層を形成した。次いで、レジストを、ＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用して露光し、ＯＰＤ２６２現像液を用いて２０秒間現像した。パターンの限界寸法均一性（「ＣＤＵ」）をＣＤ－ＳＥＭ測定（Ｈｉｔａｃｈｉ ＣＧ５０００－２，１５０Ｋｘ；ビーム＝５００Ｖ、８ｐＡ）によって分析し、実施例２１からの材料と同じパラメータを使用して塗布したトリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）及びフェニルトリメトキシシランから形成された線形対照ポリマーと比較した。各ポリマーのＣＤＵ情報及びＳＥＭ画像を図１１に示す。
実施例２１の配合物のＥＵＶコンタクトホールパターニング
実施例２１の材料をベアシリコンウエハ上に１，９００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、２０５℃で６０秒間ベーキングして厚さ５ｎｍのハードマスク層を形成した。ＥＵＶレジスト（ＪＳＲ ４２６７、ＪＳＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能；ＭＥＣによって供給される）をハードマスク層上に、１，０４０ｒｐｍで２５秒間スピンコーティングし、次いで１３０℃で６０秒間ベーキングして、厚さ３５ｎｍのレジスト層を形成した。次いで、レジストを、ＥＵＶスキャナ（ＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３４００Ｂ、ＡＭＳＬから入手可能）を使用して露光し、ＯＰＤ２６２現像液を用いて２０秒間現像した。パターンの限界寸法均一性（「ＣＤＵ」）をＣＤ－ＳＥＭ測定（Ｈｉｔａｃｈｉ ＣＧ５０００－２，１５０Ｋｘ；ビーム＝５００Ｖ、８ｐＡ）によって分析し、実施例２１からの材料と同じパラメータを使用して塗布したトリス［３－（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）及びフェニルトリメトキシシランから形成された線形対照ポリマーと比較した。各ポリマーのＣＤＵ情報及びＳＥＭ画像を図１１に示す。
【0077】
欠陥のないプロセスウィンドウを、Ｋｏｌｏｎａソフトウェアを使用して合計８，６００個のコンタクトホールで分析し、対照と比較した。このデータは図１２に示されており、ｘ軸は形状の直径をナノメートルで示している。
【0078】
実施例２３
実施例１３配合物のエッチング結果
実施例１３の材料及び実施例１３で使用したポリマー（すなわち、１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）と同様の官能基を有するように設計されたメチルトリメトキシシランとビニルトリメトキシシランの比が２：１の従来の（複数モノマー）Ｓｉ－ＨＭサンプルを、Ｏ２及びＣＦ４ベースのプラズマエッチング化学におけるエッチング速度について試験した。サンプルを１００ｍｍシリコンウエハ上にスピンコートし、２０５℃で６０秒間ベークし、２．５ｍｍ×２．５ｍｍチップに切り込み、次いで、Ｏｘｆｏｒｄ Ｐｌａｓｍａ Ｌａｂ ８０＋エッチャーを使用してエッチングした。これらのチップの１つのセットでＯ２ベースのエッチングを使用し、これらのチップの別のセットでＣＦ４ベースのエッチングを使用した。エッチングプロセスの設定は、５０ｓｃｃｍの流量（Ｏ２又はＣＦ４）、５０ｍＴｏｒｒのチャンバー圧力、５０Ｗの電力、及び３０秒のエッチング時間であった。Ｇａｅｒｔｎｅｒエリプソメータを用いて行われたエッチング前後の膜厚測定値を使用して、２つのエッチング化学種を有するサンプルのエッチング速度を計算した。これらのエッチング速度の結果を図１３及び図１４に示し、左側に複数モノマー材料があり、右側に単一モノマー材料（すなわち、実施例１３の配合物）がある。
実施例１３配合物のエッチング結果
実施例１３の材料及び実施例１３で使用したポリマー（すなわち、１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エチレン）と同様の官能基を有するように設計されたメチルトリメトキシシランとビニルトリメトキシシランの比が２：１の従来の（複数モノマー）Ｓｉ－ＨＭサンプルを、Ｏ２及びＣＦ４ベースのプラズマエッチング化学におけるエッチング速度について試験した。サンプルを１００ｍｍシリコンウエハ上にスピンコートし、２０５℃で６０秒間ベークし、２．５ｍｍ×２．５ｍｍチップに切り込み、次いで、Ｏｘｆｏｒｄ Ｐｌａｓｍａ Ｌａｂ ８０＋エッチャーを使用してエッチングした。これらのチップの１つのセットでＯ２ベースのエッチングを使用し、これらのチップの別のセットでＣＦ４ベースのエッチングを使用した。エッチングプロセスの設定は、５０ｓｃｃｍの流量（Ｏ２又はＣＦ４）、５０ｍＴｏｒｒのチャンバー圧力、５０Ｗの電力、及び３０秒のエッチング時間であった。Ｇａｅｒｔｎｅｒエリプソメータを用いて行われたエッチング前後の膜厚測定値を使用して、２つのエッチング化学種を有するサンプルのエッチング速度を計算した。これらのエッチング速度の結果を図１３及び図１４に示し、左側に複数モノマー材料があり、右側に単一モノマー材料（すなわち、実施例１３の配合物）がある。
【0079】
ＣＦ４エッチング速度の結果は、単一モノマーポリマーサンプルが従来の複数モノマーＳｉ－ＨＭサンプルよりも高いエッチング速度（１８．４７ｎｍ／分）を有することを示している。Ｓｉ－ＨＭを用いた半導体処理中、より高いＣＦ４エッチング速度が望ましい。Ｏ２プラズマでは、平均エッチング速度は２つのサンプルで同等であるが、単一構成要素ポリマーサンプルは、従来のＳｉ－ＨＭサンプル（０．９４５ｎｍ／分の標準偏差）と比較してエッチング速度の変動が減少し（０．１１５ｎｍ／分の標準偏差）、その結果、より均一なエッチング及び形状のより良好な画定が得られる。
【図1(a)】
【図1(b)】
【図2(a)】
【図2(b)】
【図3(a)】
【図3(b)】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】