(57)【要約】【課題】微細配線に対するコンタクトホールを形成できるパターン形成方法を提供する。【解決手段】本実施形態によれば、パターン形成方法は、配線上の被加工膜上にハードマスク材を形成し、前記ハードマスク材上にガイド層を形成し、前記ガイド層に四角形の開口部を形成し、前記開口部にブロックポリマーを塗布し、前記ブロックポリマーを加熱し、前記配線に平行な第１ポリマー部と第２ポリマー部とが交互に配置されたミクロ相分離構造膜を形成し、前記第１ポリマー部を残存させつつ前記第２ポリマー部を除去し、前記ガイド層及び前記第１ポリマー部をマスクとして前記ハードマスク材を加工する。そして、前記ハードマスク材に第１ホールパターンを形成し、前記ハードマスク材をマスクとして前記被加工膜を加工し、前記被加工膜に前記第１ホールパターンに対応した第２ホールパターンを形成する。【選択図】図４
2013165151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線上の被加工膜上にハードマスク材を形成し、
前記ハードマスク材上にガイド層を形成し、
前記ガイド層に四角形の開口部を形成し、
前記開口部にブロックポリマーを塗布し、
前記ブロックポリマーを加熱し、前記配線に平行な第１ポリマー部と第２ポリマー部とが交互に配置され、前記第２ポリマー部が前記配線の上方に位置したミクロ相分離構造膜を形成し、
前記第１ポリマー部を残存させつつ前記第２ポリマー部を除去し、
前記ガイド層及び前記第１ポリマー部をマスクとして前記ハードマスク材を加工し、前記ハードマスク材に第１ホールパターンを形成し、
前記ハードマスク材をマスクとして前記被加工膜を加工し、前記被加工膜に前記第１ホールパターンに対応し、長方形又は略長方形の形状の第２ホールパターンを形成し、
前記第２ホールパターンに金属を埋め込み、前記配線に接触するコンタクトを形成する
パターン形成方法。
【請求項２】
配線上の被加工膜上にハードマスク材を形成し、
前記ハードマスク材上にガイド層を形成し、
前記ガイド層に四角形の開口部を形成し、
前記開口部にブロックポリマーを塗布し、
前記ブロックポリマーを加熱し、前記配線に平行な第１ポリマー部と第２ポリマー部とが交互に配置されたミクロ相分離構造膜を形成し、
前記第１ポリマー部を残存させつつ前記第２ポリマー部を除去し、
前記ガイド層及び前記第１ポリマー部をマスクとして前記ハードマスク材を加工し、前記ハードマスク材に第１ホールパターンを形成し、
前記ハードマスク材をマスクとして前記被加工膜を加工し、前記被加工膜に前記第１ホールパターンに対応した第２ホールパターンを形成する
パターン形成方法。
【請求項３】
前記第２ポリマー部は前記配線の上方に位置し、
前記第２ホールパターンに金属を埋め込み、前記配線に接触するコンタクトを形成することを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記第２ホールパターンの形状は長方形又は略長方形であることを特徴とする請求項２又は３に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
配線上の被加工膜上にハードマスク材を形成し、
前記ハードマスク材上に中性化膜を形成し、
前記中性化膜を、前記配線と平行なラインアンドスペースパターンに加工し、
前記中性化膜の加工後、前記ハードマスク材及び前記中性化膜上にブロックポリマーを塗布し、
前記ブロックポリマーを加熱し、前記配線に平行な第１ポリマー部と第２ポリマー部とが交互に配置されたミクロ相分離構造膜を形成し、
所定領域において、前記第１ポリマー部を残存させつつ前記第２ポリマー部を除去し、
前記所定領域において、前記第１ポリマー部をマスクとして前記ハードマスク材を加工し、前記ハードマスク材に第１ホールパターンを形成し、
前記ハードマスク材をマスクとして前記被加工膜を加工し、前記被加工膜に前記第１ホールパターンに対応した第２ホールパターンを形成する
パターン形成方法。
【請求項６】
前記ハードマスク材と前記中性化膜との間に酸化膜を形成し、
前記所定領域において、前記第１ポリマー部をマスクとして前記酸化膜を加工し、
加工された前記酸化膜をマスクとして前記ハードマスク材を加工して前記第１ホールパターンを形成することを特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記ラインアンドスペースパターンのピッチは、前記第１ポリマー部及び第２ポリマー部のピッチの奇数倍であることを特徴とする請求項５又は６に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記第２ポリマー部は前記配線の上方に位置し、
前記第２ホールパターンに金属を埋め込み、前記配線に接触するコンタクトを形成することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記所定領域の形状は四角形であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記第２ホールパターンの形状は長方形又は略長方形であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程中のリソグラフィ技術として、ＡｒＦ液浸露光によるダブルパターニング技術、ＥＵＶリソグラフィ、ナノインプリント等が知られている。従来のリソグラフィ技術は、パターンの微細化に伴い、コストの増加、位置合わせ精度の低下、スループットの低下など、様々な問題を含んでいた。
【０００３】
このような状況下で、リソグラフィ技術への自己組織化（DSA: Directed Self-assembly）現象の適用が期待されている。自己組織化相は、エネルギー安定という自発的な挙動によって発生することから、寸法精度の高いパターンを形成できる。特に、高分子ブロック共重合体のミクロ相分離を利用する技術は、簡便な塗布とアニールプロセスで、数〜数百ｎｍの種々の形状の構造を形成できる。高分子ブロック共重合体のブロックの組成比によって球状、柱状、層状等にミクロドメインを変え、分子量によってサイズを変えることにより、様々な寸法のホール、ピラー、ラインパターンを形成することができる。
【０００４】
ＤＳＡを用いてホールパターンを形成する方法として、以下のような方法が知られている。まず、被加工膜上に従来の光リソグラフィによりレジストのホールパターンを形成する。次に、ホールパターンにブロックコポリマーを塗布してアニールすることにより、ガイド（ホールパターン）の側壁に沿ってブロックコポリマーのミクロ相分離パターンを形成する。そして、酸素プラズマを照射して、ホールの中心部に形成されたポリマーの一部を選択的に除去し、光リソグラフィで形成したホールパターンを縮小したホールパターンを形成する。
【０００５】
上述の方法を用いてコンタクトホールを形成する場合、光リソグラフィにより、配線上に、円形、又は配線方向に長い楕円形のホールパターンを形成する。配線ピッチはホールパターンピッチと等しく、ホールの光リソグラフィの解像度限界で配線ピッチが決まるため、ホール解像限界以下の微細配線に対するホールパターンを形成できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６９３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、微細配線に対するコンタクトホールを形成できるパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、パターン形成方法は、配線上の被加工膜上にハードマスク材を形成し、前記ハードマスク材上にガイド層を形成し、前記ガイド層に四角形の開口部を形成し、前記開口部にブロックポリマーを塗布し、前記ブロックポリマーを加熱し、前記配線に平行な第１ポリマー部と第２ポリマー部とが交互に配置されたミクロ相分離構造膜を形成し、前記第１ポリマー部を残存させつつ前記第２ポリマー部を除去し、前記ガイド層及び前記第１ポリマー部をマスクとして前記ハードマスク材を加工する。そして、前記ハードマスク材に第１ホールパターンを形成し、前記ハードマスク材をマスクとして前記被加工膜を加工し、前記被加工膜に前記第１ホールパターンに対応した第２ホールパターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るパターン形成方法を説明する上面図及び断面図である。
【図２】図１に続く上面図及び断面図である。
【図３】図２に続く上面図及び断面図である。
【図４】図３に続く上面図及び断面図である。
【図５】図４に続く上面図及び断面図である。
【図６】図５に続く上面図及び断面図である。
【図７】図６に続く上面図及び断面図である。
【図８】第１の実施形態によって形成されるコンタクトの一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係るパターン形成方法を説明する上面図及び断面図である。
【図１０】図９に続く上面図及び断面図である。
【図１１】図１０に続く上面図及び断面図である。
【図１２】図１１に続く上面図及び断面図である。
【図１３】図１２に続く上面図及び断面図である。
【図１４】図１３に続く上面図及び断面図である。
【図１５】図１４に続く上面図及び断面図である。
【図１６】図１５に続く上面図及び断面図である。
【図１７】図１６に続く上面図及び断面図である。
【図１８】第２の実施形態によって形成されるコンタクトの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）図１乃至図７を用いて第１の実施形態に係るパターン形成方法を説明する。各図において（ａ）は微細配線に対するコンタクトを形成するセル領域の上面図、（ｂ）は（ａ）に示すセル領域の断面図である。図１（ｂ）に示す断面は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面に対応しており、図２〜図７も同様である。
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、被加工膜１０１上にハードマスク材１０２を形成し、ハードマスク材１０２上にガイド層１０３を形成する。被加工膜１０１は例えば膜厚３００ｎｍ程度のＴＥＯＳ膜等の酸化膜を用いることができる。なお、被加工膜１０１の下層には、図示しない配線が図１（ａ）の上下方向に沿って平行に複数設けられている。
【００１３】
ハードマスク材１０２は、後工程において形成されるブロックポリマーのミクロ相分離パターンを被加工膜１０１に転写するためのものである。ハードマスク材１０２は、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長）法により膜厚１００ｎｍ程度の炭素膜を堆積することで形成できる。
【００１４】
ガイド層１０３は、後工程においてブロックポリマーのミクロ相分離パターンを形成するためのガイドとなるものである。ガイド層１０３は、例えば、ＣＶＤ法により膜厚１５ｎｍ程度のシリコン酸化膜を堆積することで形成できる。
【００１５】
次に、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、レジスト１０４を回転塗布し、露光・現像を行い、セル領域に四角形の開口部１１０を形成する。塗布するレジスト１０４の膜厚は例えば１００ｎｍである。また、例えば、ＡｒＦエキシマレーザにより露光量２０ｍＪ／ｃｍ２で露光を行う。開口部１１０では、ガイド層１０３の表面が露出している。開口部１１０の形状は例えば、幅７６ｎｍ、長さ７５ｎｍの四角形（矩形）である。
【００１６】
開口部１１０の形成領域は、被加工膜１０１の下層に設けられている配線（図示せず）へのコンタクトを形成する領域に対応している。
【００１７】
次に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、レジスト１０４をマスクにしてガイド層１０３を加工し、ガイド層１０３に開口部１１１を形成する。ガイド層１０３の加工は、例えば、ＣＦ系ガスを用いたＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により行われる。開口部１１１では、ハードマスク材１０２の表面が露出している。ガイド層１０３の加工後、レジスト１０４を剥離する。
【００１８】
次に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、開口部１１１に第１ポリマーブロック鎖及び第２ポリマーブロック鎖が結合したブロックコポリマー１０５を塗布する。そして、ブロックコポリマー１０５を加熱し、ミクロ相分離により、薄板状の第１ポリマーブロック鎖を含む第１ポリマー部１０５ａと第２ポリマーブロック鎖を含む第２ポリマー部１０５ｂとが交互に配置されたラメラ状のミクロ相分離構造膜を形成する。第１ポリマー部１０５ａ及び第２ポリマー部１０５ｂは、被加工膜１０１の下層に設けられている配線（図示せず）と平行に形成される。ブロックコポリマー１０５の分子量や成分比は、第１ポリマー部１０５ａ及び第２ポリマー部１０５ｂの一方が、被加工膜１０１の下層の配線の上方に位置するように決定される。塗布されたブロックコポリマーのうち、開口部１１１からはみ出たものは、加熱してもミクロ相分離は起きず、除去される。
【００１９】
ブロックコポリマー１０５には、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）とポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のブロック共重合体を使用することができる。ＰＳブロック／ＰＤＭＳブロックの平均分子量は例えば９５００／５２００である。このようなブロック共重合体を１．０ｗｔ％程度の濃度となるようにポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に溶解させ、この溶液を回転数２０００ｒｐｍで回転塗布する。そして、１１０℃、９０秒間ベークして、ブロック共重合体をラメラ状ドメインに分離させる。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）はポリスチレン（ＰＳ）よりもガイド層１０３に対する親和性が高いため、スペース部１１１の両端にはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のドメインが形成される。
【００２０】
次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ポリマー部１０５ａより第２ポリマー部１０５ｂの選択比が高い条件でエッチングを行い、第１ポリマー部１０５ａを残存させつつ第２ポリマー部１０５ｂを除去し、長方形（又は略長方形）のホールパターン１１２を形成する。
【００２１】
例えば、酸素ＲＩＥは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）よりポリスチレン（ＰＳ）の選択比（エッチングレート）が高いため、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のドメインを残しつつ、ポリスチレン（ＰＳ）のドメインを除去し、長方形（又は略長方形）のホールパターンを形成することができる。
【００２２】
次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ガイド層１０３及び第１ポリマー部１０５ａをマスクとしてハードマスク材１０２をＲＩＥ等により加工する。これにより、ハードマスク材１０２に長方形又は略長方形のホールパターン１１３が転写される。そして、ガイド層１０３及び第１ポリマー部１０５ａを除去する。
【００２３】
次に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ハードマスク材１０２をマスクとして被加工膜１０１をＲＩＥ等により加工し、ハードマスク材１０２をＣＭＰ（化学機械研磨）等により除去する。これにより、被加工膜１０１に長方形（又は略長方形）のホールパターン１１４を転写することができる。
【００２４】
このようにして形成されたホールパターン１１４にタングステンやチタン等の金属を埋め込むことで、図８に示すように、狭ピッチで平行に配列された複数の微細な配線１２０と接触する複数のコンタクト１１５を形成できる。図８は上面図であり、コンタクト１１５及び配線１２０のみを示し、被加工膜１０１等の図示は省略している。コンタクト１１５の水平方向断面の形状は、配線方向が長い略長方形となる。
【００２５】
このように、本実施形態によれば、ブロックポリマーのミクロ相分離を利用して、微細配線に対するコンタクトを形成することができる。また、光リソグラフィは物理ガイドとなる開口部１１０の形成に用いられ、微細なコンタクトホールの形成には用いられないため、光リソグラフィの解像度限界を考慮する必要がない。そのため、ピッチがホール解像限界以下となるような微細な配線に対してもコンタクトホールを形成することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、スペース部１１１に第１ポリマー部１０５ａと第２ポリマー部１０５ｂとが交互に配置されたラメラ状ドメインが形成され、第２ポリマー部１０５ｂがコンタクト形成領域に対応する。そのため、ブロックコポリマー１０５の分子量や成分比から第１ポリマー部１０５ａ及び第２ポリマー部１０５ｂの配列を求めておき、第２ポリマー部１０５ｂが配線の上方に位置するように、リソグラフィ処理によりスペース部１１０を形成することに留意すべきである。
【００２７】
（第２の実施形態）図９乃至図１７を用いて第２の実施形態に係るパターン形成方法を説明する。各図において（ａ）は微細配線に対するコンタクトを形成するセル領域の上面図、（ｂ）は（ａ）に示すセル領域の断面図である。図９（ｂ）に示す断面図、図９（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面に対応しており、図１０〜図１７も同様である。
【００２８】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、被加工膜２０１上にハードマスク材２０２を形成し、ハードマスク材２０２上に第１ガイド層２０３ａ及び第２ガイド層（中性化膜）２０３ｂを順に形成する。被加工膜２０１は例えば膜厚３００ｎｍ程度のＴＥＯＳ膜等の酸化膜を用いることができる。なお、被加工膜２０１の下層には、図示しない配線が図９（ａ）の上下方向に沿って平行に複数設けられている。
【００２９】
ハードマスク材２０２は、後工程において形成されるブロックポリマーのミクロ相分離パターンを被加工膜２０１に転写するためのものである。ハードマスク材２０２は、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長）法により膜厚１００ｎｍ程度の炭素膜を堆積することで形成できる。
【００３０】
第１ガイド層２０３ａ及び第２ガイド層２０３ｂは、後工程においてブロックポリマーのミクロ相分離パターンを形成するためのガイドとなるものである。第１ガイド層２０３ａは、例えば、ＣＶＤ法により膜厚１５ｎｍ程度のシリコン酸化膜を堆積することで形成できる。また、第２ガイド層２０３ｂは、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のランダム共重合体（ＰＳ−ｒ−ＰＭＭＡ）を、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に１．０ｗｔ％の濃度で溶解させたものを、回転数２０００ｒｐｍで回転塗布し、ホットプレート上において１１０℃で９０秒間ベーク、２４０℃で３分間ベークすることで形成できる。
【００３１】
次に、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、レジスト２０４を回転塗布し、露光・現像を行い、セル領域にラインアンドスペースパターンを形成する。塗布するレジスト２０４の膜厚は例えば１００ｎｍである。また、例えば、ＡｒＦエキシマレーザにより露光量２０ｍＪ／ｃｍ２で露光を行う。ラインアンドスペースパターンのライン部の幅は例えば４５ｎｍ程度である。ライン部の形状は長方形又は略長方形である。
【００３２】
レジスト２０４のラインアンドスペースパターンのピッチは、後の工程で使用されるブロックコポリマーの分子量や成分比から決定され、ブロックコポリマーのラメラ状のミクロ相分離パターンのピッチの整数倍（奇数倍）になっている。また、レジスト２０４のラインアンドスペースパターンが形成される領域は、被加工膜２０１の下層に設けられている配線（図示せず）へのコンタクトを形成する領域を含んでいる。また、ラインアンドスペースパターンは、被加工膜２０１の下層に設けられている配線（図示せず）と平行に形成される。
【００３３】
次に、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、レジスト２０４をマスクにしてガイド層２０３ｂを加工し、第２ガイド層２０３ｂをラインアンドスペースパターンに加工する。第２ガイド層２０３ｂの加工は、例えば、酸素ＲＩＥにより行われる。第２ガイド層２０３ｂの加工後、シンナー等を用いてレジスト２０４を剥離する。
【００３４】
次に、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ガイド層２０３ａ及び第２ガイド層２０３ｂ上に、第１ポリマーブロック鎖及び第２ポリマーブロック鎖が結合したブロックコポリマー２０５を塗布する。そして、ブロックコポリマー２０５を加熱し、ミクロ相分離により薄板状の第１ポリマーブロック鎖を含む第１ポリマー部２０５ａと第２ポリマーブロック鎖を含む第２ポリマー部２０５ｂとが交互に配置されたラメラ状のミクロ相分離構造膜を形成する。第２ガイド層２０３ｂがいわゆるケミカルガイドとして機能し、ラメラ状の第１ポリマー部２０５ａ及び第２ポリマー部２０５ｂは、第２ガイド層２０３ｂに合わせて配列される。
【００３５】
図１２（ａ）、（ｂ）は、第１ポリマー部２０５ａ及び第２ポリマー部２０５ｂの配列の一例を示しており、第２ガイド層２０３ｂのラインアンドスペースパターンのピッチは、ブロックコポリマー２０５のミクロ相分離パターンのピッチの３倍になっている。第２ガイド層２０３ｂ（ラインアンドスペースパターンのライン部）上の両端に第１ポリマー部２０５ａが形成される。第１ポリマー部２０５ａと第２ポリマー部２０５ｂとが交互に形成されるというラメラ状のミクロ相分離パターンの特性から、第２ガイド層２０３ｂ上の両端の第１ポリマー部２０５ａの間に第２ポリマー部２０５ｂが形成される。また、第２ガイド層２０３ｂのスペース部、すなわち第１ガイド層２０３ａ上では、両端に第２ポリマー部２０５ｂが形成され、その間に第１ポリマー部２０５ａが形成される。
【００３６】
第２ガイド層２０３ｂ上の両端に第１ポリマー部２０５ａが形成され、かつ第１ポリマー部２０５ａと第２ポリマー部２０５ｂとが交互に形成されるため、第２ガイド層２０３ｂのラインアンドスペースパターンのピッチは、ミクロ相分離構造膜のピッチの奇数倍となる。
【００３７】
第１ポリマー部２０５ａ及び第２ポリマー部２０５ｂは、被加工膜２０１の下層に設けられている配線（図示せず）と平行に形成される。
【００３８】
また、図１２（ａ）に示すように、第２ガイド層２０３ｂのラインアンドスペースパターンが設けられていない領域（図中上端部及び下端部）では、ミクロ相分離の起点となるケミカルガイドが存在しないため、ラメラ状ミクロ相分離パターンは形成されない。
【００３９】
ブロックコポリマー２０５には、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のブロック共重合体を使用することができる。ＰＳブロック／ＰＭＭＡブロックの平均分子量は例えば２１０００／２１０００である。このようなブロック共重合体を１．０ｗｔ％程度の濃度となるようにＰＧＭＥＡに溶解させ、この溶液を回転数２０００ｒｐｍで回転塗布する。そして、１１０℃、９０秒間ベークし、さらに、窒素雰囲気で２２０℃、３分間アニール処理を行うことで、ブロック共重合体をハーフピッチ１５ｎｍのラメラ状ドメインに分離させる（ラインアンドスペースパターンに加工する）ことができる。
【００４０】
次に、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、ブロックコポリマー２０５、第１ポリマー部２０５ａ、及び第２ポリマー部２０５ｂ上に、レジスト２０６を回転塗布し、露光・現像を行い、セル領域に四角形の開口部２１０を形成する。開口部２１０では、第１ポリマー部２０５ａ及び第２ポリマー部２０５ｂの上面が露出している。開口部２１０の形状は例えば、幅７６ｎｍ、長さ７５ｎｍの四角形である。開口部２１０の形成領域は、被加工膜２０１の下層に設けられている配線（図示せず）へのコンタクトを形成する領域に対応している。
【００４１】
次に、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、開口部２１０を介して、第１ポリマー部２０５ａより第２ポリマー部２０５ｂの選択比が高い条件でエッチングを行い、第１ポリマー部２０５ａを残存させつつ第２ポリマー部２０５ｂを除去し、略長方形のホールパターン２１１を形成する。
【００４２】
次に、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、開口部２１０の第１ポリマー部２０５ａをマスクとして第１ガイド層２０３ａを加工する。これにより、第１ガイド層２０３ａに略長方形のホールパターン２１２が転写される。そして、レジスト２０４、第１ポリマー部２０５ａ、レジスト２０４下層の第１ポリマー部２０５ａ、第２ポリマー部２０５ｂ、ブロックコポリマー２０５を除去する。レジスト２０４は、図１４に示す工程の後に除去しておいてもよい。
【００４３】
次に、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ガイド層２０３ａをマスクにしてハードマスク材２０２をＲＩＥ等により加工する。これにより、ハードマスク材２０２に略長方形のホールパターン２１３が転写される。そして、第１ガイド層２０３ａを除去する。
【００４４】
次に、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、ハードマスク材２０２をマスクとして被加工膜２０１をＲＩＥ等により加工し、ハードマスク材２０２をＣＭＰ（化学機械研磨）等により除去する。これにより、被加工膜２０１に略長方形のホールパターン２１４を転写することができる。
【００４５】
このようにして形成されたホールパターン２１４にタングステンやチタン等の金属を埋め込むことで、図１８に示すように、狭ピッチで平行に配列された複数の微細な配線２２０と接触する複数のコンタクト２１５を形成できる。図１８は上面図であり、コンタクト２１５及び配線２２０のみを示し、被加工膜２０１等の図示は省略している。コンタクト２１５の水平方向断面の形状は、配線方向が長い略長方形となる。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、ブロックポリマーのミクロ相分離を利用して、微細配線に対するコンタクトを形成することができる。また、光リソグラフィは、ブロックポリマーのミクロ相分離パターンよりピッチの大きいケミカルガイドパターンの形成と、開口部２１０の形成とに用いられ、微細なコンタクトホールの形成には用いられないため、光リソグラフィの解像度限界を考慮する必要がない。そのため、ピッチがホール解像限界以下となるような微細な配線に対してもコンタクトホールを形成することができる。
【００４７】
なお、上記第２の実施形態では、ハードマスク材２０２の上に第１ガイド層２０３ａ及び第２ガイド層（中性化膜）２０３ｂを形成していたが、第１ガイド層２０３ａを省略し、ハードマスク材２０２上に第２ガイド層（中性化膜）２０３ｂを形成してもよい。これにより、図１５（ａ）、（ｂ）に示す工程が省略され、ホールパターン２１１がハードマスク材２０１に転写される。
【００４８】
上記第１、第２の実施形態では、ブロックコポリマーとして、ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳやＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡを使用したが、ポリマーブロックには、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリエチレンオキサイド、ビニルピリジンなど様々なものを使用することができる。また、ブロックコポリマーを溶解させる溶媒として、一般的なレジスト溶媒を使用してもよい。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０１  被加工膜
１０２  ハードマスク材
１０３  ガイド層
１０４  レジスト
１０５  ブロックコポリマー
１０５ａ  第１ポリマー部
１０５ｂ  第２ポリマー部
１１０、１１１  開口部
１１２、１１３、１１４  ホールパターン
１１５  コンタクト
１２０  配線
２０１  被加工膜
２０２  ハードマスク材
２０３ａ  第１ガイド層
２０３ｂ  第２ガイド層（中性化膜）
２０４  レジスト
２０５  ブロックコポリマー
２０５ａ  第１ポリマー部
２０５ｂ  第２ポリマー部
２０６  レジスト
２１０  開口部
２１２、２１３、２１４  ホールパターン
２１５  コンタクト
２２０  配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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