【手続補正書】
【提出日】平成22年8月18日(2010.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に下層膜を形成する工程（ａ）と、
前記下層膜の上に中間層膜を形成する工程（ｂ）と、
前記中間層膜の上に第１のレジスト膜を形成した後、該第１のレジスト膜に第１のパターンを有する第１のフォトマスクを介して露光および現像を行い、第１のレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、
前記第１のレジストパターンをマスクに、前記中間層膜をエッチングして、第１の中間層パターンを形成する工程（ｄ）と、
前記第１のレジストパターンを除去する工程（ｅ）と、
前記工程（ｅ）の後、前記下層膜と前記第１の中間層パターンとの上に第２のレジスト膜を形成した後、該第２のレジスト膜に第２のパターンを有する第２のフォトマスクを介して露光および現像を行い、第２のレジストパターンを形成する工程（ｆ）と、
前記第２のレジストパターンをマスクに、前記第１の中間層パターンをエッチングして、第２の中間層パターンを形成する工程（ｇ）と、
前記第２のレジストパターンを除去する工程（ｈ）と、
前記工程（ｈ）の後に、前記第２の中間層パターンをマスクに、前記下層膜をエッチングして、前記第１及び第２のパターンを有する下層膜パターンを形成する工程（ｉ）と
を含むパターン形成方法において、
前記下層膜は、酸素系プラズマに対して耐性のある有機物からなり、
前記工程（ｅ）において、前記第１のレジストパターンは、酸素系プラズマによるアッシングで除去される、パターン形成方法。
【請求項２】
前記下層膜は、フッ素系の界面活性剤が添加された有機物からなる、請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記下層膜は、無機のナノパ−ティクルが添加された有機物からなる、請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記フッ素系の界面活性剤は、前記下層膜の表面近傍に偏在している、請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記フッ素系の界面活性剤は、１０〜３０ｗｔ％の割合で前記下層膜に添加されている、請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記フッ素系の界面活性剤は、アニオン系フッ素系又はノニオン系フッ素系の界面活性剤である、請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記アニオン系フッ素系の界面活性剤は、パーフルオロアルキル基含有スルホン酸塩、パーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩、及びパーフルオロアルキル基含有リン酸エステルからなる群から選択された１種以上の材料からなる、請求項６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記ノニオン系フッ素系の界面活性剤は、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる、請求項６に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記無機のナノパーティクルは、５〜２０ｗｔ％の割合で前記下層膜に添加されている、請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記無機のナノパーティクルは、ＳｉＯ２又はＨｆＯ２のナノパーティクルである、請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
前記工程（ｃ）又は前記工程（ｆ）の少なくとも一方の工程において、前記第１のレジスト膜又は第２のレジスト膜の上に液体を配した状態で液浸露光を行う、請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
前記液浸露光を行う前に、前記第１のレジスト膜又は第２のレジスト膜の上にバリア膜を形成する工程をさらに含む、請求項１１に記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
前記バリア膜を形成した後、該バリア膜を加熱する工程をさらに含む、請求項１２に記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
前記液体は、水又は酸性溶液である、請求項１１に記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
前記酸性溶液は、硫酸セシウム水溶液又はリン酸水溶液である、請求項１４に記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
前記バリア膜を構成するポリマーは、ポリビニールアルコール、ポリアクリル酸、又はポリビニールヘキサフルオロイソプロピルアルコールである、請求項１２に記載のパターン形成方法。
【請求項１７】
前記工程（ｃ）又は前記工程（ｆ）において行う露光は、ＫｒＦエキシマレーザ光、Ｘｅ２レーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、Ｆ２レーザ光、ＫｒＡｒレーザ光、又はＡｒ２レーザ光を用いて行われる、請求項１又は１１に記載のパターン形成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上記目的を達成するために、本発明におけるパターン形成方法は、中間層膜の下に下層膜を設けた構成によるダブルパターニングにおいて、下層膜を酸素系プラズマに対して耐性のある有機物とするものである。下層膜に酸素系プラズマ耐性を付与することによって、下層膜の表面に加わる酸素系プラズマの暴露量の差等による、その後の下層膜のエッチングへの影響を低減することができ、これにより、寸法バラツキの小さい微細なパターンを形成することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明に係わるパターン形成方法は、基板上に下層膜を形成する工程（ａ）と、下層膜の上に中間層膜を形成する工程（ｂ）と、中間層膜の上に第１のレジスト膜を形成した後、該第１のレジスト膜に第１のパターンを有する第１のフォトマスクを介して露光および現像を行い、第１のレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、第１のレジストパターンをマスクに中間層膜をエッチングして、第１の中間層パターンを形成する工程（ｄ）と、第１のレジストパターンを除去する工程（ｅ）と、工程（ｅ）の後、下層膜と第１の中間層パターンとの上に第２のレジスト膜を形成した後、該第２のレジスト膜に第２のパターンを有する第２のフォトマスクを介して露光および現像を行い、第２のレジストパターンを形成する工程（ｆ）と、第２のレジストパターンをマスクに第１の中間層パターンをエッチングして、第２の中間層パターンを形成する工程（ｇ）と、第２のレジストパターンを除去する工程（ｈ）と、工程（ｈ）の後に、第２の中間層パターンをマスクに下層膜をエッチングして、第１及び第２のパターンを有する下層膜パターンを形成する工程（ｉ）とを含むパターン形成方法において、下層膜は、酸素系プラズマに対して耐性のある有機物からなり、工程（ｅ）において、第１のレジストパターンは、酸素系プラズマによるアッシングで除去されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明に係るパターン形成方法によれば、下層膜の表面に加わる酸素系プラズマの暴露量の差等に起因するダブルパターニング固有のパターン寸法のバラツキ等を効果的に防止することができ、これにより、寸法精度の高い微細なパターンを形成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１のレジストパターン１０４ａをマスクとして、中間層膜１０３を、例えば、フッ素系ガスによりエッチングした後、図２（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン１０４ａを酸素系プラズマによるアッシングで除去して、第１の中間層パターン１０３ａを形成する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
ここで、フッ素系の界面活性剤が添加された下層膜１０２は、酸素系プラズマ耐性が付与されているため、下層膜１０２の表面が酸素系プラズマに暴露されても、ダメージ等を受けることはない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
次に、図３（ｄ）に示すように、第２のレジストパターン１０７ａをマスクとして、第１の中間層パターン１０３ａを、例えば、フッ素系ガスによりエッチングした後、図４（ａ）に示すように、第２のレジストパターン１０７ａを酸素系プラズマによるアッシングで除去して、第２の中間層パターン１０３ｂを形成する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
ここでも、下層膜１０２の表面は酸素系プラズマに暴露されるが、下層膜１０２に酸素系プラズマ耐性が付与されているため、ダメージ等を受けることはない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
本実施形態におけるパターン形成方法において、第２の中間層パターン１０３ｂが形成されていない下層膜１０２の表面は、２回のパターン露光で形成された第１及び第２のレジストパターン１０４ａ、１０７ａをアッシング除去する際に、酸素系プラズマに暴露されることになる。しかしながら、下層膜１０２は、フッ素系の界面活性剤酸素の添加により、酸素系プラズマ耐性が付与されているため、第２の中間層パターン１０３ｂをマスクに下層膜１０２をエッチングしても、パターン寸法のバラツキやパターン寸法のシフト等の問題は生じない。また、フッ素系の界面活性剤は、下層膜１０２の表面近傍に偏在する傾向が強いため、下層膜１０２のエッチングを阻害するようなことはなく、良好な形状の下層膜パターン１０２ｂを形成することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、下層膜１０２にフッ素系の界面活性剤を添加することによって、下層膜１０２の表面の酸素系プラズマ暴露に起因するパターン寸法のバラツキ等の発生を防止したが、本実施形態においては、下層膜１０２に無機のナノパーティクルを添加することによって、第１の実施形態と同様の効果を奏するようにしたものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１のレジストパターン１０４ａをマスクとして、中間層膜１０３を、例えば、フッ素系ガスによりエッチングした後、図２（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン１０４ａを酸素系プラズマによるアッシングで除去して、第１の中間層パターン１０３ａを形成する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
次に、図３（ｄ）に示すように、第２のレジストパターン１０７ａをマスクとして、第１の中間層パターン１０３ａを、例えば、フッ素系ガスによりエッチングした後、図４（
ａ）に示すように、第２のレジストパターン１０７ａを酸素系プラズマによるアッシングで除去して、第２の中間層パターン１０３ｂを形成する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
本実施形態におけるパターン形成方法において、第２の中間層パターン１０３ｂが形成されていない下層膜１０２の表面は、２回のパターン露光で形成された第１及び第２のレジストパターン１０４ａ、１０７ａをアッシング除去する際に、酸素系プラズマに暴露されることになる。しかしながら、下層膜１０２は、無機のナノパーティクルの添加により、酸素系プラズマ耐性が付与されているため、第２の中間層パターン１０３ｂをマスクに下層膜１０２をエッチングしても、パターン寸法のバラツキやパターン寸法のシフト等の問題は生じない。また、無機のナノパーティクルが下層膜１０２内に分散されていれば、下層膜１０２のエッチングを阻害するようなことはなく、良好な形状の下層膜パターン１０２ｂを形成することができる。