KR102133064B1 - 레지스트 조성물의 제조 방법 및 패턴 형성 방법 - Google Patents

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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 도포 결함이 저감된 레지스트 조성물을 제조할 수 있는 레지스트 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
반도체 장치 제조 공정에서 사용되는 레지스트 조성물의 제조 방법으로서, 상기 레지스트 조성물의 제조 장치를 세정액으로 세정하고, 이 세정액을 상기 제조 장치로부터 취출하여 분석하고, 이 세정액 중에 포함되는 금속 성분의 농도가 5 ppb 이하가 될 때까지 세정한 후에, 상기 제조 장치로 상기 레지스트 조성물을 제조하는 레지스트 조성물의 제조 방법.

Description

레지스트 조성물의 제조 방법 및 패턴 형성 방법{PROCESS FOR MANUFACTURING RESIST COMPOSITION AND PATTERNING PROCESS}
본 발명은, 반도체 소자 등을 포함하는 반도체 장치의 제조 공정에 있어서의 미세 가공에 이용되는 레지스트 조성물, 특히 다층 레지스트법에 사용되는 레지스트막 형성용 조성물(레지스트 조성물)의 제조 방법, 및 이 레지스트 조성물의 제조 방법에 의해 제조된 레지스트 조성물을 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
LSI의 고집적화와 고속도화에 따라 회로 패턴 치수의 미세화가 급속히 진행되고 있다. 리소그래피 기술은, 이 미세화에 더불어, 광원의 단파장화와 그것에 대한 레지스트 조성물의 적절한 선택에 의해, 미세 패턴의 형성을 달성하게 되었다.
그러나, 동일한 광원으로 미세화하는 경우에 있어서, 사용하는 포토레지스트막의 막두께를 그 상태에서 미세화, 즉 패턴 폭을 보다 작게 했을 경우, 현상 후의 포토레지스트 패턴의 종횡비가 커져, 결과적으로 패턴 붕괴가 발생한다. 이 때문에, 포토레지스트 패턴의 종횡비가 적절한 범위에 들도록, 포토레지스트 막두께는 미세화에 따라 박막화되어 왔다. 그러나, 포토레지스트막의 박막화에 따라, 피가공체에 대한 패턴 전사의 정밀도가 저하되는 문제가 더 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하는 방법의 하나로서, 다층 레지스트법이 있다. 이 방법은, 포토레지스트막, 즉 레지스트 상층막과 에칭 선택성이 상이한 하층막을 레지스트 상층막과 피가공체 사이에 개재시키고, 레지스트 상층막에 패턴을 얻은 후, 상층 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 에칭에 의해 하층막에 패턴을 전사하며, 또한 하층막을 에칭 마스크로 하여, 에칭에 의해 피가공체에 패턴을 전사하는 방법이다.
이러한 다층 레지스트법에서 사용되는 규소 함유 레지스트 하층막이나 유기 하층막 중에는 통상 환경, 장치, 설비, 원재료 유래의 금속 불순물이 포함되어 있다. 이 다층 레지스트법을 이용한 패터닝 프로세스에서는, 드라이 에칭에 의한 패턴 전사를 반복하기 때문에, 이러한 금속 불순물은, 드라이 에칭 조건에서는, 에칭 마스크가 되어 반도체 장치용의 피가공체에 전사되어 버리고, 반도체 장치로 했을 때에 회로에서 오픈 이상, 쇼트 이상 등의 전기적인 이상을 나타내어, 반도체 장치의 수율 저하의 원인 중 하나가 되고 있다. 현 상태에서, 이것을 방지하기 위해서는 원재료의 정제가 가장 효과가 있다고 되어 있고, 예컨대, 산성 수용액과 접촉시킴으로써 원료 폴리머를 정제할 수 있다고 하여 특허문헌 1과 같은 방법이 개시되어 있다. 그러나, 미세 가공 등이 요구되는 최첨단 프로세스에서 사용되는 레지스트 조성물에서는, 폴리머의 정제만으로는 충분하지 않다.
[특허문헌 1] 국제 공개 제2011/125326호
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 도포 결함이 저감된 레지스트 조성물을 제조할 수 있는 레지스트 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,
반도체 장치 제조 공정에서 사용되는 레지스트 조성물의 제조 방법으로서,
상기 레지스트 조성물의 제조 장치를 세정액으로 세정하고, 이 세정액을 상기 제조 장치로부터 취출하여 분석하고, 이 세정액 중에 포함되는 금속 성분의 농도가 5 ppb 이하가 될 때까지 세정한 후에, 상기 제조 장치로 상기 레지스트 조성물을 제조하는 레지스트 조성물의 제조 방법을 제공한다.
레지스트 제조용 제조 장치에 포함되는 금속 성분의 농도가 낮지 않으면, 금속 성분의 함유량이 적은 레지스트 조성물, 즉, 저결함의 레지스트 조성물을 제조하는 것은 불가능하다. 제조 장치 내부를 세정한 세정액 중의 금속 성분이 5 ppb 이하가 될 때까지 세정을 행하면, 금속 성분을 유래로 하는 도포 결함을 저감할 수 있는 레지스트 조성물을 제조하는 것이 가능하다.
이 때, 상기 세정액의 분석에 있어서, 유도 결합 플라즈마 질량 분석기, 유도 결합 플라즈마 발광 분석기, 및 원자 흡광 분석기 중 어느 하나를 이용하여 상기 금속 성분의 농도를 산출하는 것이 바람직하다.
이러한 분석기를 이용하여 세정액을 분석함으로써, 세정액 중의 금속 성분을 매우 고감도로 검출하고, 그 농도를 정확히 산출할 수 있다.
또한, 상기 세정액 중에 포함되는 금속 성분 중, 철, 크롬, 니켈의 농도의 합계가 2 ppb 이하가 될 때까지 세정하는 것이 바람직하다.
세정액 중에 포함되는 금속 성분 중, 에칭 프로세스에서의 결함의 발생에 가장 영향을 미치는 것으로는, 철, 크롬, 니켈을 들 수 있고, 이들의 금속 성분을 적게 함으로써 보다 에칭 프로세스시의 에칭 결함이 저감되게 되는 레지스트 조성물의 제조 장치로서 담보할 수 있다.
이 때, 상기 레지스트 조성물로서, 방향족 화합물을 반복 단위로서 갖는 유기 레지스트 조성물을 이용하는 것이 바람직하다.
이 중, 상기 방향족 화합물이, 페놀 유도체, 나프탈렌 유도체, 나프톨 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기 레지스트 조성물이, 페놀 유도체 또는 나프톨 유도체 혹은 그 둘다와 알데히드 유도체를 반응시켜 얻어지는 화합물 및 용제를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법으로 제조되는 레지스트 조성물로서, 상기와 같은 구조를 갖는 유기 레지스트 조성물을 들 수 있다.
이 때, 상기 레지스트 조성물로서, 규소 함유 레지스트 조성물을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 규소 함유 레지스트 조성물이, 폴리실록산을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 규소 함유 레지스트 조성물 중의 규소분이 10% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법으로 제조되는 레지스트 조성물로서, 상기와 같은 구조를 갖는 규소 함유 레지스트 조성물을 들 수 있다.
또한, 본 발명은,
상기 레지스트 조성물의 제조 방법으로 제조된 레지스트 조성물을 이용하여 피가공체에 패턴을 형성하는 방법으로서,
피가공체 상에 상기 제조 방법으로 제조한 유기 레지스트 조성물을 이용하여 유기 하층막을 형성하고, 이 유기 하층막 상에 상기 제조 방법으로 제조한 규소 함유 레지스트 조성물을 이용하여 규소 함유 레지스트 하층막을 형성하며, 이 규소 함유 레지스트 하층막 상에 레지스트 상층막을 형성하고, 이 레지스트 상층막에 패턴을 형성하며, 이 패턴이 형성된 레지스트 상층막을 마스크로 하여 상기 규소 함유 레지스트 하층막에 패턴 전사하고, 이 패턴이 전사된 규소 함유 레지스트 하층막을 마스크로 하여 상기 유기 하층막에 패턴을 전사하며, 이 패턴이 전사된 유기 하층막을 마스크로 하여 상기 피가공체에 패턴을 더 전사하는 패턴 형성 방법을 제공한다.
이러한 패턴 형성 방법에서는, 도포 결함이 저감된 레지스트 조성물을 이용하여 패턴 전사를 행하기 때문에, 미세한 패턴이어도 에칭 결함이 저감된 것이 되어, 반도체 장치의 제조상의 수율을 개선할 수 있다.
이 때, 상기 유기 레지스트 조성물로서, 전술한 레지스트 조성물의 제조 방법에 의해 제조된 레지스트 조성물을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 유기 레지스트 조성물을 이용한 패턴 형성 방법이라면, 수율이 양호한 반도체 장치를 제조할 수 있다.
또한, 상기 규소 함유 레지스트 조성물로서, 전술한 레지스트 조성물의 제조 방법에 의해 제조된 레지스트 조성물을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 규소 함유 레지스트 조성물을 이용한 패턴 형성 방법이라면, 수율이 양호한 반도체 장치를 제조할 수 있다.
이 때, 상기 피가공체가, 반도체 기판, 혹은 이 반도체 기판 상에 금속막, 금속 탄화막, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 산화탄화막, 또는 금속 산화질화막 중 어느 하나가 성막된 것이 바람직하다.
또한, 상기 피가공체를 구성하는 금속이, 규소, 티탄, 텅스텐, 하프늄, 지르코늄, 크롬, 게르마늄, 구리, 알루미늄, 인듐, 갈륨, 비소, 팔라듐, 철, 탄탈, 이리듐, 몰리브덴 또는 이들의 합금인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 이러한 것을 피가공체로서 이용하여 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 레지스트 조성물의 제조 방법이라면, 도포 결함이 저감된 레지스트 조성물을 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 레지스트 조성물은, 에칭 프로세스를 이용하여 전사할 때에 에칭 결함이 없는 패턴 전사가 가능하다. 따라서, 다층 레지스트법에 있어서의 특히 액침 노광, 더블 패터닝, 유기 용제 현상 등에 적합하게 사용할 수 있고, 최종적으로는, 반도체 장치의 제조상의 수율을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 레지스트 조성물의 제조 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에서 이용하는 레지스트 조성물의 제조 장치의 일례를 도시한 개략도이다.
최근, 반도체 장치의 회로 패턴의 미세화가 더욱 진행되어, 상층 레지스트 패턴의 미세화도 진행되고 있고, 다층 레지스트 프로세스에서 사용되는 규소 함유 레지스트 하층막이나 유기 하층막에 요구되는 성능으로서, 종래보다도 에칭시의 결함이 적은 도포막이 요구되게 되었다.
본 발명자들은 에칭 결함의 원인인 레지스트막 중에 포함되는 금속 불순물의 유래를 예의 조사한 결과, 레지스트 조성물의 원재료뿐만 아니라 환경이나 제조 장치 유래의 금속 불순물이 영향을 부여하여, 에칭 결함의 원인이 되는 경우가 많은 것이 분명해졌다. 이 금속 불순물은, 도포막으로 했을 때에 도포 결함이 되어, 드라이 에칭에 의해 반도체 기판에 에칭 결함으로서 전사되어 버리고, 반도체 장치로 했을 때에, 회로에서 오픈 이상, 쇼트 이상 등의 전기적인 이상을 나타내어, 반도체 장치의 수율 저하의 원인 중 하나가 되고 있다. 그래서 본 발명자들은, 이러한 결함을 저감하기 위한 검토를 거듭하여 레지스트 조성물을 제조할 때에 제조 장치를 세정한 세정액 중의 금속 성분이 일정량보다 적어질 때까지 세정하면, 도포 결함이 적은 레지스트막을 안정되게 형성할 수 있는 레지스트 조성물의 제조가 가능해지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은,
반도체 장치 제조 공정에서 사용되는 레지스트 조성물의 제조 방법으로서,
상기 레지스트 조성물의 제조 장치를 세정액으로 세정하고, 이 세정액을 상기 제조 장치로부터 취출하여 분석하고, 이 세정액 중에 포함되는 금속 성분의 농도가 5 ppb 이하가 될 때까지 세정한 후에, 상기 제조 장치로 상기 레지스트 조성물을 제조하는 레지스트 조성물의 제조 방법이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 레지스트 조성물의 제조 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
우선, 공정 (a)에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같은 제조 장치(10)로 미리 레지스트 조성물의 제조를 행한다.
제조 장치(10)는, 교반기(2) 및 공급구(6)를 구비하는 조제 탱크(1)와, 조제 탱크(1)로부터 탱크 밸브(V1)를 구비하는 배관을 통해 이어지는 송액 펌프(3)와, 송액 펌프(3)로부터 송출된 세정액 또는 레지스트 조성물을 여과하는 여과기(4)와, 여과기(4)로 여과된 레지스트 조성물을 제품 용기(5)에 공급하는 발출(draw-off) 밸브(V2)를 구비하고, 세정시에 조제 탱크(1)의 공급구(6)로부터 공급된 세정액을 순환시키기 위한 순환 밸브(V3) 및 세정액을 통과시키는 배관을 구비하는 것이다. 이 중, 여과기(4)에는, 이물의 제거를 목적으로 하여 제조용 필터를 설치하여도 좋고, 세정에서 사용한 필터와는 상이한 필터를 제조용으로 사용하기 위해서, 제조시에 별도의 필터로 교환하여도 좋다.
공정 (a)에서 미리 레지스트 조성물을 제조한 후의 제조 장치(10)에는, 전회 제조시의 잔류액이나, 제조 장치나 환경에서 유래되는 금속 성분이 잔존하고 있다.
다음에, 공정 (b)에 있어서, 제조 장치(10)의 세정액에 의한 세정을 행한다. 이에 따라, 조제 탱크(1)나 각 배관 내의 잔류액이나 금속 성분을 세정·제거한다. 또한, 공정 (b)의 단계에서, 청정도를 높일 목적으로 여과기(4)에 제조용 필터를 설치, 혹은, 공정 (a)에서 사용한 제조용 필터를 교환하고 있는 것이 바람직하다.
세정액으로는, 물, 유기 용제, 산성 용제, 염기성 용제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 이용하는 것이 바람직하고, 특히, 물 단독으로나, 유기 용제를 포함하는 세정액을 이용하는 경우가 많다.
유기 용제로는 예컨대, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 메톡시에탄올, 부톡시에탄올, 메톡시프로판올, 에톡시프로판올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계, 테트라히드로푸란, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르 등의 에테르계, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 젖산에틸, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 감마부티로락톤 등의 에스테르계, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 화합물, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌 등의 염소화탄화수소 등을 예시할 수 있지만, 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 메톡시에탄올, 부톡시에탄올, 메톡시프로판올, 에톡시프로판올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계, 테트라히드로푸란, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르 등의 에테르계, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 젖산에틸, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 감마부티로락톤 등의 에스테르계 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기한 유기 용제에 물을 포함시킨 것을 세정액으로 사용하여도 좋다. 물을 포함하고 있으면, 유기 용제만의 세정에서는 제거가 곤란한 수용성 성분 등의 세정을 촉진할 수 있다.
또한, 유기 용제, 유기 용제와 물의 혼합 용제, 물 중 어느 하나로 이루어진 세정액에 첨가제로서 휘발성의 산, 염기, 계면활성제를 가하여도 좋다. 이러한 첨가제를 가함으로써, 유기 용제나 물만으로는 제거가 곤란한 고형물이나 금속 성분을 제조 장치 등의 기재면으로부터 박리시키고, 세정을 촉진시킬 수 있다.
다음에, 공정 (c)에 있어서, 제조 장치(10)로부터, 세정액을 취출한다.
도 2에 도시된 제조 장치(10)로부터 세정액을 취출하는 방법으로는, 발출 밸브(V2)의 해방에 의한 세정액의 취출이나, 조제 탱크(1)의 공급구(6)로부터의 세정액의 채취에 의한 방법을 예시할 수 있다.
다음에, 공정 (d)에 있어서, 취출한 세정액을 분석하고, 금속 성분의 농도를 산출한다.
이 금속 성분은, 레지스트 조성물의 제조 장치를 세정한 세정액 중에 포함되는 것으로서, 제조 장치의 각 기기에서 유래되는 것이나, 전회의 제조로써 장치 내에 유입된 장치 밖의 환경에서 유래되는 것을 들 수 있다. 구체적인 것으로는, 철, 크롬, 니켈, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 칼륨, 칼슘, 구리, 아연을 들 수 있다.
이 때, 제조 장치를 세정한 세정액 중의 금속 성분의 농도가 적으면 적을수록 청정도가 높은 것을 나타내지만, 실제로는 0으로 하는 것은 매우 곤란하며, 실질적으로는 5 ppb 이하, 특히, 에칭 프로세스에 있어서의 결함의 발생에 영향을 미치기 쉬운 것인 철, 크롬, 니켈의 합계가 2 ppb 이하인 것이 바람직하다. 금속 성분의 농도가 5 ppb 이하이면, 종래보다도 도포 결함이 저감된 레지스트 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 세정액의 분석에 있어서, 유도 결합 플라즈마 질량 분석기(ICP-MS), 유도 결합 플라즈마 발광 분석기(ICP-AES), 원자 흡광 분석기(AAS) 중 어느 하나를 분석기로서 이용하여 금속 성분의 농도를 산출하는 것이 바람직하다. 이 ICP-MS, ICP-AES, AAS를 분석기로서 이용한 경우의 검출 정밀도는, 0.01 ppb까지는 정확히 양을 산출할 수 있고, 본 발명에서의 세정액의 분석에 있어서, 청정도를 확인하는 방법으로서 적합하게 이용할 수 있다.
이 공정 (d)에 있어서 산출된 금속 성분의 농도가 5 ppb보다도 큰 경우(＞5 ppb)는, 공정 (b)의 세정액에 의한 세정, 공정 (c)의 세정액의 취출, 공정 (d)의 세정액의 분석(금속 성분의 농도의 산출)을 재차 행한다. 금속 성분의 농도가 5 ppb 이하가 될 때까지, 상기 공정을 반복한다. 금속 성분의 농도가 5 ppb 이하(≤5 ppb)가 되면, 다음 공정 (e)로 진행할 수 있다.
공정 (e)에 있어서, 전술한 세정을 행한 제조 장치에서 레지스트 조성물의 제조를 행한다. 공급구(6)로부터 레지스트 조성물의 원료를 조제 탱크(1)에 공급하고, 혼합, 균일화하여, 조제한다.
본 발명의 레지스트 조성물의 제조 방법은, 리소그래피에 이용하는 레지스트 조성물의 어느 것에도 적용할 수 있지만, 특히, 유기 하층막을 형성하기 위한 유기 레지스트 조성물이나 규소 함유 레지스트 하층막을 형성하기 위한 규소 함유 레지스트 조성물의 제조에 적합하게 이용할 수 있다.
이 중의 유기 레지스트 조성물로는, 페놀 유도체, 나프탈렌 유도체, 나프톨 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체 중 어느 하나 이상을 포함하는 방향족 화합물을 반복 단위로서 갖는 것이 바람직하고, 페놀 유도체 또는 나프톨 유도체 혹은 그 둘다와 알데히드 유도체를 반응시켜 얻어지는 화합물 및 용제를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 유기 레지스트 조성물로서, 구체적으로는, 일본 특허 공개 제2012-145897호 공보나 일본 특허 공개 제2013-253227호 공보 등에 기재되어 있는 것을 들 수 있다.
또한, 규소 함유 레지스트 조성물로는, 폴리실록산을 포함하는 것이 바람직하고, 규소분을 10% 이상 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 규소 함유 레지스트 조성물로서, 구체적으로는, 일본 특허 제4716037호 공보 등에 기재되어 있는 것을 들 수 있다.
조제된 레지스트 조성물을 필터가 설치되어 있는 여과기(4)에 통과시키고, 필터를 통과시킴으로써 이물을 제거할 수 있다.
이 제조용 필터의 구멍 직경은, 제품(레지스트 조성물)에 요구되는 청정도에 맞추어 적절하게 선택할 수 있다. 예컨대, 도포 결함을 줄일 필요가 있다면, 구멍 직경이 20 ㎚ 이하인 것을 이용하여도 좋고, 또한 높은 청정도가 요구되고 있는 경우는 구멍 직경이 10 ㎚ 이하인 것을 이용할 수 있다.
또한, 제조용 필터의 재질로는, 플루오로카본계, 셀룰로오스계, 나일론계, 폴리에스테르계, 탄화수소계 등의 재질을 예시할 수 있지만, 레지스트 조성물의 여과 공정에서는, 소위 테플론(등록상표)이라 불리는 플루오로카본계나 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 탄화수소계 및 나일론으로 형성되어 있는 필터가 바람직하게 이용되고 있다.
그 후, 발출 밸브(V2)를 해방하고, 제품 용기(5)에, 조제·여과된 레지스트 조성물을 공급하고, 레지스트 조성물의 제조 공정을 종료한다. 또한, 필요에 따라, 제품 용기(5)에 공급하기 전에 레지스트 조성물의 청정도를 검사하여도 좋다.
이러한 레지스트 조성물의 제조 방법이라면, 종래의 방법보다도 제조 장치 내의 청정도를 정확하게 측정할 수 있고, 세정액 중의 금속 성분을 일정량 이하가 될 때까지 세정함으로써, 제조 장치 내의 금속 성분을 확실하게 세정 제거할 수 있기 때문에, 도포 결함이 저감된 레지스트 조성물을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은,
전술한 레지스트 조성물의 제조 방법에 의해 제조된 레지스트 조성물을 이용하여 피가공체에 패턴을 형성하는 방법으로서,
피가공체 상에 상기 제조 방법으로 제조한 유기 레지스트 조성물을 이용하여 유기 하층막을 형성하고, 이 유기 하층막 상에 상기 제조 방법으로 제조한 규소 함유 레지스트 조성물을 이용하여 규소 함유 레지스트 하층막을 형성하고, 이 규소 함유 레지스트 하층막 상에 레지스트 상층막을 형성하고, 이 레지스트 상층막에 패턴을 형성하고, 이 패턴이 형성된 레지스트 상층막을 마스크로 하여 상기 규소 함유 레지스트 하층막에 패턴 전사하고, 이 패턴이 전사된 규소 함유 레지스트 하층막을 마스크로 하여 상기 유기 하층막에 패턴을 전사하고, 또한, 이 패턴이 전사된 유기 하층막을 마스크로 하여 상기 피가공체에 패턴을 전사하는 패턴 형성 방법을 제공한다.
피가공체로는, 반도체 기판, 반도체 기판 상에 피가공층(피가공 부분)으로서, 금속막, 금속 탄화막, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 산화탄화막, 또는 금속 산화질화막 중 어느 하나가 성막된 것 등을 이용할 수 있다.
반도체 기판으로는, 실리콘 기판이 일반적으로 이용되지만, 특별히 한정되지 않고, Si, 비정질 실리콘(α-Si), p-Si, SiO2, SiN, SiON, W, TiN, Al 등으로 피가공층과 상이한 재질의 것이 이용되어도 좋다.
또한, 피가공체(반도체 기판을 포함함)를 구성하는 금속으로는, 규소, 티탄, 텅스텐, 하프늄, 지르코늄, 크롬, 게르마늄, 구리, 알루미늄, 인듐, 갈륨, 비소, 팔라듐, 철, 탄탈, 이리듐, 또는 몰리브덴 중 어느 하나, 혹은 이들의 합금을 이용할 수 있고, 이러한 금속을 포함하는 피가공층으로는, 예컨대, Si, SiO2, SiN, SiON, SiOC, p-Si, α-Si, TiN, WSi, BPSG, SOG, Cr, CrO, CrON, MoSi, W, W-Si, Al, Cu, Al-Si 등 및 여러 가지 저유전막 및 그 에칭 스토퍼막이 이용되고, 통상, 50∼10,000 ㎚, 특히 100∼5,000 ㎚ 두께로 형성할 수 있다.
유기 레지스트 조성물은, 전술한 제조 방법으로 제조된 것으로서, 페놀 유도체, 나프탈렌 유도체, 나프톨 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체 중 어느 하나 이상을 포함하는 방향족 화합물을 반복 단위로서 갖는 것이 바람직하고, 페놀 유도체 또는 나프톨 유도체 혹은 그 둘다와 알데히드 유도체를 반응시켜 얻어지는 화합물 및 용제를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
이러한 유기 레지스트 조성물은, 스핀 코트법 등을 이용함으로써, 피가공체 상에 유기 하층막으로서 성막할 수 있다. 또한, 레지스트 상층막이 노광에 의해 패턴 형성을 행하는 경우, 유기 하층막으로서 충분한 반사 방지막 기능을 발현하는 것이 바람직하다. 이러한 유기 하층막을 형성함으로써, 사이즈 변환차를 일으키지 않고 레지스트 상층막으로 형성된 패턴을 피가공체 상에 전사할 수 있다.
규소 함유 레지스트 조성물은, 전술한 제조 방법으로 제조된 것으로서, 폴리실록산을 포함하는 것이 바람직하고, 규소분을 10% 이상 포함하는 것이 특히 바람직하다.
이러한 규소 함유 레지스트 조성물은, 스핀 코트법 등을 이용함으로써, 유기 하층막 상에 성막할 수 있다. 스핀 코트법으로 형성하는 경우, 스핀 코트 후, 용제를 증발시키고, 레지스트 상층막과의 믹싱 방지를 목적으로 하여, 가교 반응을 촉진시키기 위해서 베이크를 하는 것이 바람직하다. 베이크 온도는 50℃∼500℃의 범위 내가 바람직하고, 베이크 시간은 10∼300초의 범위 내가 바람직하게 이용된다. 이 때, 제조되는 디바이스의 구조에 따라 다르지만, 디바이스에 대한 열손상을 적게 하기 위해, 400℃ 이하가 특히 바람직하다.
또한, 본 발명의 패턴 형성 방법에서는, 레지스트 상층막에 패턴을 형성하는 방법으로서, 파장이 300 ㎚ 이하인 광 또는 EUV광을 이용한 리소그래피법, 전자선 직접 묘화법, 유도 자기 조직화법(소위, DSA법) 및 나노임프린팅 리소그래피법 중 어느 하나의 방법을 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 방법을 이용함으로써, 레지스트 상층막 상에 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 필요에 따라, 레지스트 상층막의 조성물에 대해서도 전술한 제조 방법을 적용하여도 좋다. 레지스트 상층막 조성물로는, 상기한 레지스트 상층막에 패턴을 형성하는 방법에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예컨대, 300 ㎚ 이하의 광 또는 EUV광을 이용한 리소그래피를 행하는 경우, 레지스트 상층막 조성물로는, 화학 증폭형의 포토레지스트막 재료를 이용할 수 있다. 이러한 포토레지스트막 재료로는, 포토레지스트막을 형성하여 노광을 행한 후에, 알칼리 현상액을 이용하여 노광부를 용해함으로써 포지티브형 패턴을 형성하는 것이나, 유기 용매로 이루어진 현상액을 이용하여 미노광부를 용해함으로써 네거티브형 패턴을 형성하는 것을 예시할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 있어서의 노광 공정을, ArF 엑시머 레이저광에 의한 노광 프로세스로 하는 경우, 상층의 포토레지스트막으로는, 통상의 ArF 엑시머 레이저광용 레지스트 조성물은 모두 사용 가능하다. 이러한 ArF 엑시머 레이저광용 레지스트 조성물은 다수의 후보가 이미 공지이며, 이미 공지된 수지를 대별하면, 폴리(메트)아크릴계, COMA(Cyclo Olefin Maleic Anhydride)계, COMA-(메트)아크릴하이브리드계, ROMP(Ring Opening Methathesis Polymerization)계, 폴리노르보넨계 등이 있지만, 이 중, 폴리(메트)아크릴계 수지를 사용한 레지스트 조성물은, 측쇄에 지환식 골격을 도입함으로써 에칭 내성을 확보하고 있기 때문에, 해상 성능은, 다른 수지계에 비하여 우수하여, 바람직하게 이용할 수 있다.
이러한 패턴 형성 방법이라면, 유기 하층막 및 규소 함유 레지스트 하층막의 도포 결함이 매우 적기 때문에, 에칭 프로세스에 있어서의 패턴 전사시의 에칭 결함을 저감할 수 있고, 반도체 장치로 했을 때에 회로에서 오픈 이상, 쇼트 이상 등의 전기적인 이상을 저감할 수 있다. 또한, 이러한 패턴 형성 방법이라면, 액침 노광, 더블 패터닝, 유기 용제 현상 등에 적합하게 사용할 수 있고, 최종적으로는, 반도체 장치의 제조의 수율을 개선할 수 있다.
[실시예]
이하, 세정예, 비교 세정예, 실시예, 비교예를 나타내어 더욱 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이들의 기재에 의해 한정되는 것은 아니다.
[세정예 1]
도 2에 도시된 제조 장치(10)를 이하의 절차에 의해 세정하였다. 여과기(4)에 구멍 직경이 20 ㎚인 폴리에틸렌으로 제조된 필터 카트리지를 세팅하고, 다음에 100 ℓ의 조정 탱크(1)의 공급구(6)로부터 세정액으로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(이하, PGMEA)를 20 ℓ 공급하였다. 교반기(2)로 1시 동안 교반한 후, 교반기(2)를 정지시켜 탱크 밸브(V1)와 순환 밸브(V3)를 개방, 발출 밸브(V2)를 폐쇄로 하여 송액 펌프(3)를 기동하고, PGMEA를 24시간 동안 순환시켰다. 이 PGMEA를, 발출 밸브(V2)를 개방으로 하여, 장치 밖으로 배출하였다. 이것과 동일한 조작을 한번 더 반복하고, 장치 밖으로 PGMEA를 배출할 때에, 청정한 유리병으로 포집하였다. 애질런트·테크놀로지사에서 제조한 7700s(ICP-MS)를 이용하여 포집한 PGMEA 중의 금속 성분의 농도를 측정, 산출하였다.
[세정예 2]
여과기(4)에 세트하는 폴리에틸렌으로 제조된 필터 카트리지의 구멍 직경을 10 ㎚로 한 것 이외에는 세정예 1과 완전히 동일한 구성의 장치를 이용하여, 세정예 1과 동일한 방법으로 세정한 후에 금속 성분의 농도를 측정, 산출하였다.
[세정예 3]
여과기(4)에 세트하는 폴리에틸렌으로 제조된 필터 카트리지의 구멍 직경을 3 ㎚로 한 것 이외에는 세정예 1과 완전히 동일한 구성의 장치를 이용하여, 세정예 1과 동일한 방법으로 세정한 후에 금속 성분의 농도를 측정, 산출하였다.
[세정예 4]
여과기(4)에 세트하는 필터 카트리지를 구멍 직경이 10 ㎚인 나일론으로 제조된 필터 카트리지로 한 것 이외에는 세정예 1과 완전히 동일한 구성의 장치를 이용하여, 세정예 1과 동일한 방법으로 세정한 후에 금속 성분의 농도를 측정, 산출하였다.
[세정예 5]
여과기(4)에 세트하는 필터 카트리지를 구멍 직경이 20 ㎚인 테플론(등록상표)으로 제조된 필터 카트리지로 한 것 이외에는 세정예 1과 완전히 동일한 구성의 장치를 이용하여, 세정예 1과 동일한 방법으로 세정한 후에 금속 성분의 농도를 측정, 산출하였다.
[세정예 6]
세정액을 프로필렌글리콜메틸에테르(이하, PGME)로 한 것 이외에는 세정예 1과 완전히 동일한 구성의 장치를 이용하여, 세정예 1과 동일한 방법으로 세정한 후에 금속 성분의 농도를 측정, 산출하였다.
[비교 세정예 1]
세정예 1과 동일한 구성의 제조 장치(10)를 이용하여, PGMEA에 의한 세정을 1번만(반복하지 않고) 행하고, 배출된 PGMEA를 이용하여 세정예 1과 동일하게 금속 성분의 농도를 측정, 산출하였다.
세정예 1∼6 및 비교 세정예 1에서 포집한 세정액의 금속 성분의 농도의 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112015028989972-pat00001
그 밖의 금속 성분은, Na, Mg, Al, K, Ca, Cu, Zn이다.
다음에, 세정예 1∼6 및 비교 세정예 1에서 각각 준비한 제조 장치(10)에, 하기에 나타내는 조성의 10 중량% 폴리실록산의 PGEE 용액 16 ㎏, PGEE 64 ㎏ 및 탈이온수 8 ㎏을 첨가하여, 1시간 동안 교반한 후, 교반기(2)를 정지시켜 탱크 밸브(V1)와 순환 밸브(V3)를 개방, 발출 밸브(V2)를 폐쇄로 하고 나서 송액 펌프(3)를 기동하고, 매시 10 ㎏의 유속으로 176시간 동안 순환 여과하였다. 완성된 규소 함유 레지스트 조성물을 발출 밸브(V2)를 개방으로 하여, 각각 조성물 S1-1∼6 및 S1-7로서 청정한 유리병에 충전하였다.
Figure 112015028989972-pat00002
또한, 세정예 1∼6 및 비교 세정예 1에서 각각 준비한 제조 장치(10)에, 하기에 나타내는 조성의 20 중량% 페놀 화합물의 PGMEA 용액 36 ㎏, PGMEA 44 ㎏ 및 산발생제(AG)를 첨가하여, 1시간 동안 교반한 후, 교반기(2)를 정지시켜 탱크 밸브(V1)와 순환 밸브(V3)를 개방, 발출 밸브(V2)를 폐쇄로 하고 나서 송액 펌프(3)를 기동하고, 매시 10 ㎏의 유속으로 144시간 동안 순환 여과하였다. 완성된 유기 레지스트 조성물을 발출 밸브(V2)를 개방으로 하여, 각각 조성물 S2-1∼6 및 S2-7로서 청정한 유리병에 충전하였다.
Figure 112015028989972-pat00003
또한, 세정예 1∼6 및 비교 세정예 1에서 각각 준비한 제조 장치(10)에, 하기에 나타내는 조성의 20 중량% 나프톨 화합물의 PGMEA 용액 36 ㎏, PGMEA 44 ㎏ 및 산발생제(AG)를 첨가하여, 1시간 동안 교반한 후, 교반기(2)를 정지시켜 탱크 밸브(V1)와 순환 밸브(V3)를 개방, 발출 밸브(V2)를 폐쇄로 하고 나서 송액 펌프(3)를 기동하고, 매시 10 ㎏의 유속으로 144시간 동안 순환 여과하였다. 완성된 유기 레지스트 조성물을 발출 밸브(V2)를 개방으로 하고, 각각 조성물 S3-1∼6 및 S3-7로서 청정한 유리병에 충전하였다.
Figure 112015028989972-pat00004
또한, 세정예 1∼6 및 비교 세정예 1에서 각각 준비한 제조 장치(10)에, 하기에 나타내는 조성의 20 중량% 페놀 화합물의 PGMEA 용액 36 ㎏, PGMEA 44 ㎏ 및 산발생제(AG)를 첨가하여, 1시간 동안 교반한 후, 교반기(2)를 정지시켜 탱크 밸브(V1)와 순환 밸브(V3)를 개방, 발출 밸브(V2)를 폐쇄로 하고 나서 송액 펌프(3)를 기동하고, 매시 10 ㎏의 유속으로 144시간 동안 순환 여과하였다. 완성된 유기 레지스트 조성물을 발출 밸브(V2)를 개방으로 하여, 각각 조성물 S4-1∼6 및 S4-7로서 청정한 유리병에 충전하였다.
Figure 112015028989972-pat00005
또한, 세정예 1∼6 및 비교 세정예 1에서 각각 준비한 제조 장치(10)에, 하기에 나타내는 조성의 20 중량% 나프톨 화합물의 PGMEA 용액 36 ㎏, PGMEA 44 ㎏ 및 산발생제(AG)를 첨가하여, 1시간 동안 교반한 후, 교반기(2)를 정지시켜 탱크 밸브(V1)와 순환 밸브(V3)를 개방, 발출 밸브(V2)를 폐쇄로 하고 나서 송액 펌프(3)를 기동하고, 매시 10 ㎏의 유속으로 144시간 동안 순환 여과하였다. 완성된 유기 레지스트 조성물을 발출 밸브(V2)를 개방으로 하여, 각각 조성물 S5-1∼6 및 S5-7로서 청정한 유리병에 충전하였다.
Figure 112015028989972-pat00006
패터닝 시험
100 ㎚ 막두께의 질화규소막이 형성되어 있는 실리콘 웨이퍼 상에, S2-1∼7, S3-1∼7, S4-1∼7, S5-1∼7을 도포하여 350℃에서 60초간 가열하고, 막두께 200 ㎚의 유기 하층막을 작성하였다. 다음에, 그 위에 S1-1∼7을 도포하여 240℃에서 60초간 가열하고, 막두께 35 ㎚의 규소 함유 레지스트 하층막을 작성하였다. 계속해서, 표 2에 기재된 포지티브 현상용 ArF 레지스트 용액(PR-1)을 도포하고, 110℃에서 60초간 베이크하여 막두께 100 ㎚의 포토레지스트막을 형성하였다. 또한 포토레지스트막 상에 표 3에 기재된 액침 보호막(TC-1)을 도포하여 90℃에서 60초간 베이크하여 막두께 50 ㎚의 보호막을 형성하였다.
계속해서, 이들을 ArF 액침 노광 장치[(주)니콘 제조; NSR-S610C, NA 1.30, σ0.98/0.65, 35도 다이폴 편광 조명, 6% 하프톤 위상 시프트 마스크]로 노광하고, 100℃에서 60초간 베이크(PEB)하고, 2.38 질량% 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH) 수용액으로 30초간 현상하고, 43 ㎚ 1:1의 포지티브형 라인 앤드 스페이스 패턴을 얻었다.
(주)히타치하이테크놀로지에서 제조한 전자현미경(CG4000)으로 패턴 붕괴를 측정하고, 단면 형상을 (주)히타치세이사쿠쇼에서 제조한 전자현미경(S-4700)으로 측정하였다(표 4).
Figure 112015028989972-pat00007
ArF 레지스트 폴리머 1:
분자량(Mw)=7,800
분산도(Mw/Mn)=1.78
Figure 112015028989972-pat00008
산발생제: PAG1
Figure 112015028989972-pat00009
염기: 켄처
Figure 112015028989972-pat00010
Figure 112015028989972-pat00011
보호막 폴리머
분자량(Mw)=8,800
분산도(Mw/Mn)=1.69
Figure 112015028989972-pat00012
Figure 112015028989972-pat00013
모든 세정 조건으로 제조한 레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트막을 패터닝한 결과에서는, 문제는 없었다.
패턴 에칭 시험
상기, 패터닝 시험으로 작성한 레지스트 패턴을 마스크로 하여 규소 함유 레지스트 하층막의 가공을 조건 (1)로 드라이 에칭하고, 계속해서 조건 (2)로 드라이 에칭하여 유기 하층막에 패턴을 전사하고, 또한, 조건 (3)으로 드라이 에칭하여 질화규소막에 패턴 전사하였다. 얻어진 패턴의 단면 형상을 (주)히타치세이사쿠쇼에서 제조한 전자현미경(S-9380)으로, KLA-Tencor사에서 제조한 명시야 결함 검사 장치 KLA2800으로 패턴 결함을 관측하고, 그 결과를 표 5에 정리하였다.
(1) CHF3/CF4계 가스에서의 에칭 조건
장치: 도쿄일렉트론(주)에서 제조한 드라이 에칭 장치 Telius SP
에칭 조건 (1):
챔버 압력 15 Pa
고/저 RF 파워 500 W/300 W
CHF3 가스 유량 50 ㎖/분
CF4 가스 유량 150 ㎖/분
처리 시간 40 초
에칭 조건 (2):
챔버 압력 2 Pa
고/저 RF 파워 1000 W/300 W
CO2 가스 유량 320 ㎖/분
N2 가스 유량 80 ㎖/분
처리 시간 30 초
에칭 조건 (3):
챔버 압력 20 Pa
고/저 RF 파워 500 W/300 W
CHF3 가스 유량 30 ㎖/분
CF4 가스 유량 170 ㎖/분
처리 시간 40 초
Figure 112015028989972-pat00014
이상의 결과로부터, 세정액 중의 금속 성분 농도가 5 ppb 이하가 될 때까지 세정한 제조 장치로 제조된 규소 함유 레지스트 조성물 및 유기 레지스트 조성물을 이용한 실시예 1∼24는, 결함수가 20 미만이 되었다. 한편, 종래의 방법으로 제조된 규소 함유 레지스트 조성물 및 유기 레지스트 조성물 둘다를 이용한 비교예 5, 6은, 결함수가 60 이상이 되었다. 또한, 본 발명의 제조 방법으로 제조된 규소 함유 레지스트 조성물과 종래의 방법으로 제조된 유기 레지스트 조성물을 이용한 비교예 1, 2, 및 종래의 방법으로 제조된 규소 함유 레지스트 조성물과 본 발명의 제조 방법으로 제조된 유기 레지스트 조성물을 이용한 비교예 3, 4는, 결함수가 40 전후가 되고, 종래의 방법으로 제조된 것만 이용한 비교예 5, 6보다도 적은 결함수가 되었지만, 본 발명의 제조 방법으로 제조된 것만을 이용한 실시예 1∼24보다도 많은 결함수가 되었다.
이들로부터, 본 발명의 레지스트 조성물의 제조 방법으로 제조된 레지스트 조성물을 이용하면, 종래의 것보다도 에칭 결함을 저감할 수 있지만, 다층 레지스트법에 있어서, 종래의 것과 조합하여 이용한 경우는, 에칭 결함의 저감 효과가 약간 떨어져 버리는 것이 분명해졌다. 또한, 다층 레지스트법에 있어서, 이용하는 레지스트 조성물을 전부 본 발명의 제조 방법으로 제조한 것으로 한 경우, 에칭 결함을 대폭 저감할 수 있는 것이 분명해졌다.
따라서, 본 발명의 레지스트 조성물의 제조 방법에 의해 제조된 레지스트 조성물을 이용한 패턴 형성 방법이라면, 패턴 전사했을 때의 에칭 결함을 저감할 수 있는 것이 밝혀져, 반도체 장치의 제조 상의 수율을 개선할 수 있는 것이 시사되었다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시로서, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이더라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (15)

  1. 반도체 장치 제조 공정에서 사용되는 레지스트 조성물의 제조 방법으로서,
    조제 탱크, 배관, 펌프, 여과기 및 밸브를 포함하는 레지스트 조성물의 제조 장치의 상기 조제 탱크, 배관, 펌프, 여과기 및 밸브를 세정액으로 순환시켜 세정하고, 이 세정액을 상기 제조 장치로부터 취출하여 분석하고, 상기 세정액 중에 포함되는 금속 성분의 농도가 5 ppb 이하가 될 때까지 세정액을 순환시켜 세정한 후에, 상기 세정액을 상기 레지스트 조성물의 제조 장치로부터 배출하고, 그 후, 상기 제조 장치로 상기 레지스트 조성물을 제조하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정액의 분석에 있어서, 유도 결합 플라즈마 질량 분석기, 유도 결합 플라즈마 발광 분석기, 및 원자 흡광 분석기 중 어느 하나를 이용하여 상기 금속 성분의 농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세정액 중에 포함되는 금속 성분 중, 철, 크롬, 니켈의 농도의 합계가 2 ppb 이하가 될 때까지 세정하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 세정액 중에 포함되는 금속 성분 중, 철, 크롬, 니켈의 농도의 합계가 2 ppb 이하가 될 때까지 세정하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레지스트 조성물로서, 방향족 화합물을 반복 단위로서 갖는 유기 레지스트 조성물을 이용하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 방향족 화합물이, 페놀 유도체, 나프탈렌 유도체, 나프톨 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 유기 레지스트 조성물이, 페놀 유도체 또는 나프톨 유도체 혹은 그 둘다와 알데히드 유도체를 반응시켜 얻어지는 화합물 및 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레지스트 조성물로서, 규소 함유 레지스트 조성물을 이용하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 규소 함유 레지스트 조성물이, 폴리실록산을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 규소 함유 레지스트 조성물 중의 규소분이 10 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 레지스트 조성물의 제조 방법에 의해 제조된 레지스트 조성물을 이용하여 피가공체에 패턴을 형성하는 방법으로서,
    피가공체 상에 상기 제조 방법으로 제조한 유기 레지스트 조성물을 이용하여 유기 하층막을 형성하고, 이 유기 하층막 상에 상기 제조 방법으로 제조한 규소 함유 레지스트 조성물을 이용하여 규소 함유 레지스트 하층막을 형성하며, 이 규소 함유 레지스트 하층막 상에 레지스트 상층막을 형성하고, 이 레지스트 상층막에 패턴을 형성하며, 이 패턴이 형성된 레지스트 상층막을 마스크로 하여 상기 규소 함유 레지스트 하층막에 패턴 전사하고, 이 패턴이 전사된 규소 함유 레지스트 하층막을 마스크로 하여 상기 유기 하층막에 패턴을 전사하며, 이 패턴이 전사된 유기 하층막을 마스크로 하여 상기 피가공체에 패턴을 더 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 유기 레지스트 조성물로서, 방향족 화합물을 반복 단위로서 갖는 유기 레지스트 조성물을 이용하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 규소 함유 레지스트 조성물이, 폴리실록산을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 피가공체가, 반도체 기판, 혹은 이 반도체 기판상에 금속막, 금속 탄화막, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 산화탄화막, 또는 금속 산화질화막 중 어느 하나가 성막된 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 피가공체를 구성하는 금속이, 규소, 티탄, 텅스텐, 하프늄, 지르코늄, 크롬, 게르마늄, 구리, 알루미늄, 인듐, 갈륨, 비소, 팔라듐, 철, 탄탈, 이리듐, 몰리브덴 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
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