술폰산 에스테르를 함유하는 리소그라피용 반사방지막형성 조성물 document_id A220623038059

종래부터 반도체 소자의 제조에서, 포토레지스트를 이용한 리소그라피에 의한 미세가공이 행해지고 있다. 상기 미세가공은 실리콘 웨이퍼 기판 등의 반도체기판 위에 포토레지스트의 박막를 형성하고, 그 위에 디바이스의 패턴이 그려진 마스크 패턴을 사이에 두어 자외선 등의 활성 광선을 조사하고, 현상하여, 얻어진 포토레지스트 패턴을 보호막으로서 반도체기판을 에칭 처리하는 가공법이다. 그런데, 최근, 디바이스의 고집적도 화가 진행되고, 사용되는 활성 광선도 i선(파장 365㎚), KrF 엑시머레이저(파장 248㎚)로 ArF 엑시머레이저(파장 193㎚)로 단파장 화되는 경향에 있다. 이에 수반하여 기판으로부터의 조사 광의 반사가 문제로 되고 있었다. 이에 포토레지스트와 기판 사이에 반사방지막(bottom anti-reflective coating)을 설치할 방법이 넓게 검토되게 되었다. 반사방지막으로서는 이산화티탄, 질화티탄, 및 카르본 등의 무기계 반사방지막과 흡광성물질 및 고분자 화합물 등으로 되는 유기계 반사방지막이 알려져 있다. 전자는 막형성에 진공흡착장치, CVD 장치, 스패터링 장치 등의 설비를 필요로 함에 대하여, 후자는 특별한 설비를 필요로 하지 않는 점에서 유리하여, 수많은 검토가 행해지고 있다. 유기계 반사방지막으로서, 요구되는 것으로는, 노광에 사용되는 광에 대하여 큰 흡광도를 가질 것, 포토레지스트와의 인터믹싱을 일으키지 않을 것(포토레지스트 용제에 불용일 것), 도포시 또는 가열 건조시에 반사방지막으로부터 상층 포토레지스트로의 저분자 확산물이 없을 것, 및 포토레지스트에 비하여 큰 드라이에칭 속도를 가질 것 등이 있다. 반사방지막에는, 양호한 형상의 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있을 것이 요구된다. 특히, 그 하부에 옷자락 당김 형상(풋팅:footing)을 갖지 않는, 구형의 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있을 것이 요구된다. 이것은, 포토레지스트 패턴이 옷자락 당겨 형상을 가지면, 그 후의 가공 공정에 악영향을 미치기 때문이다. 또, 최근, KrF 엑시머레이저, ArF 엑시머레이저를 사용한 리소그라피 프로세스에서 가공 치수의 미세화, 즉, 형성되는 포토레지스트 패턴 사이즈의 미세화가 진행되어 오고 있다. 포토레지스트 패턴의 미세화가 진행하면서, 거기에 따라, 포토레지스트 패턴의 도괴 등을 방지하기 위해서 포토레지스트의 박막화가 요구되고 있다. 그리고, 포토레지스트를 박막으로 사용하는 경우에 있어서는, 함께 사용되는 반사방지막의 에칭에 의한 제거공정에 있어서의 포토레지스트 층의 막 두께의 감소를 억제하기 위해서, 보다 단시간에 에칭에 의한 제거가 가능한 반사방지막이 요구되고 있다. 즉, 에칭 제거공정을 단시간화하기 위해서, 지금까지 보다도 박막으로 사용가능한 반사방지막, 또는, 포토레지스트와의 비교에서, 지금까지 보다도 큰 에칭속도의 선택비를 갖는 반사방지막이 요구되고 있다. 또, 리소그라피 기술의 진전에 수반해, 사용되는 포토레지스트의 종류도 증가하고 있다. 그 때문에, 다양한 포토레지스트의 사용에 대응하기 위해서, 새로운 반사방지막의 개발이 항상 요구되고 있다. 그런데, 수지 바인더, 가교제 화합물 및 산 등을 포함하는 할레이션 방지 조성물이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조). 또, 고분자, 열가교제 및 분해하여 산을 발생하기 시작하는 온도가 150~200℃인 술폰산 에스테르 화합물을 포함한 반사방지막 재료 조성물이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조). 또, 에폭시 화합물로부터의 반응 생성물을 이용한 반사방지막용 조성물이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 4, 특허 문헌 5 참조). 또, 트리아진트리온환 구조를 갖는 화합물을 포함한 반사방지막용의 조성물이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 6 참조). 특허 문헌 1: 특개평 6-118631호 공보 특허 문헌 2: 특개평 11-133618호 공보 특허 문헌 3: 특개 2000-98595호 공보 특허 문헌 4: 미국 특허 제 6670425호 명세서 특허 문헌 5: 특개 2004-212907호 공보 특허 문헌 6: 국제 공개 제 04/034148호 팜플렛