[发明专利]有机膜形成用组合物

说明书

本发明提供一种可形成有机膜的有机膜形成用组合物，该有机膜能够通过使用不会对半导体装置基板和图案化工序中所必需的有机抗蚀剂下层膜造成损伤的剥离液、例如半导体制程中通常所使用的被称为SC1的含过氧化氢的氨水溶液，容易地与已因干蚀刻而改性的硅成分残渣一并湿式去除。所述有机膜形成用组合物包含高分子化合物与有机溶剂，该高分子化合物具有由下述通式(1)～(4)表示的重复单元中的任意1种以上，在该有机溶剂中，选自丙二醇酯、酮及内酯中的1种以上的合计占超过全部有机溶剂中的30wt％的量。[化学式1]

技术领域

本发明涉及一种在半导体装置制造用基板上形成线路图案时所使用的多层抗蚀剂膜材料，特别涉及一种有机膜形成用组合物。

背景技术

以往，平版印刷技术中的基于光源的短波长化的图案尺寸的精细化牵引着半导体装置的处理能力的高性能化。然而，近年来，由于ArF光源以后的短波长化的速度迟缓，因此一直在寻求代替精细化的半导体装置的处理能力的高性能化。作为其方法之一，已提出一种处理能力高的半导体装置，其高密度地配置有比起平面型晶体管能够以更高的速度来运作的三维晶体管。用于制造这样的半导体装置的基板(以下，设为基板)，为经过比公知的基板更复杂的段差加工而形成的三维结构。因此，若通过利用形成以往的平面型晶体管时所使用的单层光致抗蚀剂的图案形成方法来形成图案，则光致抗蚀剂膜会追随基板加工过程中所形成的段差，导致在光致抗蚀剂膜表面产生段差，结果无法获得平坦的抗蚀剂膜。由此在对光致抗蚀剂进行曝光从而形成图案时，变得无法使焦点正确地对准在光致抗蚀剂上，其结果，基板加工的成品率会降低。正在寻求用于防止此问题的新材料和方法等。

作为解决这样的问题点的方法之一，有多层抗蚀剂法。此方法通过利用平坦化性能高的下层膜来使具有段差的基板平坦化，并在此平坦膜上形成光致抗蚀剂膜，可使曝光时的焦点裕度变广，防止基板加工的成品率降低。进一步，此方法中，若选择对上层光致抗蚀剂膜与基板的蚀刻选择性分别不同的下层膜，则能够在将图案形成于抗蚀剂上层膜上之后，将抗蚀剂上层膜图案作为干蚀刻掩膜，并利用干蚀刻将图案转印至中间膜，进一步将下层膜作为干蚀刻掩膜，并利用干蚀刻将图案转印至被加工基板。

此多层抗蚀剂法通常为三层抗蚀剂法，该三层抗蚀剂法可使用在单层抗蚀剂法中所使用的通常的抗蚀剂组合物而进行。例如，在被加工基板上使平坦性高且对基板加工具有充分的耐干蚀刻性的有机抗蚀剂下层膜成膜，在其之上使作为中间膜的含硅抗蚀剂下层膜成膜(以下，称为含硅抗蚀剂中间膜)，在其之上形成作为抗蚀剂上层膜的光致抗蚀剂膜。由于对于基于氟系气体等离子体的干蚀刻，有机类的抗蚀剂上层膜能够取得相对于含硅抗蚀剂中间膜的良好的蚀刻选择比，因此可以通过使用基于氟系气体等离子体的干蚀刻而将抗蚀图案转印至含硅抗蚀剂中间膜。此外，由于对于基于氧系气体等离子体的干蚀刻，硅类的抗蚀剂中间膜能够取得相对于有机抗蚀剂下层膜的良好的蚀刻选择比，因此可以通过使用基于氧系气体等离子体的干蚀刻而将含硅抗蚀剂中间膜图案转印至有机抗蚀剂下层膜。根据此方法，即便使用难以形成具有对于直接对被加工基板进行加工而言为充分的膜厚的图案的抗蚀剂上层膜形成用组合物、或对于对基板进行加工而言耐干蚀刻性不充分的抗蚀剂上层膜形成用组合物，只要能够将图案仅转印至含硅膜，则也能够获得具有对于加工而言充分的耐干蚀刻性的有机抗蚀剂下层膜的图案。这样的基于干蚀刻的图案转印，由于不会产生起因于因抗蚀剂显影时的显影液带来的摩擦等的图案倒塌这样的问题，因此即使为高宽比，也能够获得具有充分发挥干蚀刻掩膜的功能的厚度的有机膜的图案。而且，通过将如此形成的有机抗蚀剂下层膜的图案用作干蚀刻掩膜，能够将图案转印至具有存在复杂段差的三维晶体管结构的基板上。作为上述这样的有机抗蚀剂下层膜，已知有例如专利文献1中记载的膜等的多种膜。

通常，在三层抗蚀剂法中，为了使加工尺寸稳定化，对于基于干蚀刻的对有机抗蚀剂下层膜的图案转印，通常需要将数nm厚度的含硅抗蚀剂中间膜残留在有机抗蚀剂下层膜图案上。由于在将有机抗蚀剂下层膜图案作为掩膜并将图案转印至基板的途中，此残留的硅成分会被对基板进行加工的干蚀刻气体蚀刻去除，因此在加工基板之后不会残留在有机抗蚀剂下层膜图案上。因此，即使对加工基板之后残留的有机抗蚀剂下层膜图案进行干蚀刻(灰化)或湿式去除，该硅成分也不会残留在基板上作为残渣。