하드 마스크용 도포형 질화막 형성 조성물 document_id A220623030825

종래부터 반도체 장치의 제조에 있어서, 포토레지스트를 사용한 리소그라피에 의한 미세가공이 행해지고 있다. 상기 미세가공은 실리콘 웨이퍼 기판 등의 반도체 기판상에 포토레지스트 막을 형성하고, 그 위에 반도체 디바이스 패턴이 묘사된 마스크 패턴을 사이에 두고 자외선 등의 활성광선을 조사하고, 현상하여 얻어진 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 기판을 에칭 처리하는 것에 의해 기판 표면에 상기 패턴에 대응하는 미세 요철을 형성하는 가공법이다. 그리고, 이와 같은 가공법에 있어서, 반도체 기판과 포토레지스트와의 사이에 반사 방지막이나 평탄화막 등의 유기물질에 의한 하층막, 유기 하층막이 형성되는 것이다. 이 경우, 포토레지스트 패턴을 보호막으로서, 먼저, 유기 하층막을 에칭에 의해 제거하고, 그 후, 반도체 기판의 가공이 행해진다. 유기 하층막의 에칭은 일반적으로 드라이 에칭에 의해 행해지지만, 이 경우, 유기 하층막뿐만 아니라 포토레지스트도 에칭되어, 그 막 두께가 감소하는 문제가 있다. 이 때문에, 유기 하층막으로는 드라이 에칭에 의한 제거 속도가 큰 것이 사용되는 경향이다. 그러나 포토레지스트도 유기 하층막과 동일하게 유기물질로 구성되어 있기 때문에, 포토레지스트의 막 두께 감소를 억제하는 것은 곤란하다. 최근 가공 치수의 미세화 진행에 수반하여, 박막의 포토레지스트의 사용이 검토되고 있다. 이는 막 두께를 변경하지 않고 포토레지스트 패턴의 치수를 작게 한 경우, 포토레지스트 패턴의 어스팩트 비(높이/폭)가 크게 되고, 포토레지스트 패턴의 도괴(倒壞) 등의 발생이 고려될 수 있기 때문이다. 또한, 포토레지스트는 그 막 두께가 얇을수록 해상성이 향상한다. 이와 같은 이유로, 포토레지스트를 박막으로 사용하는 것이 요구된다. 그러나, 포토레지스트와 유기 하층막을 사용한 경우, 상술한 바와 같이 유기 하층막 제거시의 포토레지스트 막 두께의 감소라는 문제가 있다. 이 때문에 포토레지스트를 박막으로 한 경우, 반도체 기판 가공을 위한 보호막(포토레지스트와 유기 하층막으로 되는)으로서의 충분한 막 두께를 확보할 수 없게 된다는 문제가 발생한다. 한편, 반도체 기판과 포토레지스트 사이의 하층막으로서, 하드 마스크로 알려진 무기물질로 된 막을 사용하는 것이 행해지고 있다. 이 경우, 포토레지스트(유기물질)와 하드 마스크(무기물질)에서는, 그 구성성분에 큰 차이가 있기 때문에, 이들의 드라이 에칭에 의해 제거되는 속도는 드라이 에칭에 사용되는 가스 종류에 크게 의존한다. 그리고, 가스 종류를 적절하게 선택함으로써, 포토레지스트 막 두께의 큰 감소를 수반하지 않고, 하드 마스크(하층막)를 드라이 에칭에 의해 제거할 수 있게 된다. 이 때문에 포토레지스트와 하드 마스크를 사용하는 경우에는 포토레지스트가 박막이어도, 반도체 기판 가공을 위한 보호막(포토레지스트와 하드 마스크로 되는)으로서의 충분한 막 두께를 확보할 수 있는 것으로 생각된다. 종래, 하드 마스크는 CVD 장치, 진공증착장치, 및 스팻터링 장치 등을 사용하여 증착법에 의해 형성되었다. 이에 반해, 포토레지스트나 유기 하층막은 반도체 기판상으로의 스핀코팅 장치 등에 의한 도포 및 이에 연속적으로 소성(이하, 스핀 코팅법이라 한다)에 의해 형성된다. 스핀코팅법은 증착법에 비하여 장치 등이 간편하다. 이 때문에, 증착법이 아닌, 스핀 코팅법에 의해 형성할 수 있는 하드 마스크가 요구된다. 한편, 무기물질을 포함하는 종류의 하층막이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 참조). 특허문헌 1: 일본 특개 2001-53068호 공보 특허문헌 2: 일본 특개 2001-242630호 공보 특허문헌 3: 일본 특개 2003-177206호 공보