JP6951297B2 - Composition for forming an organic film and an organic film - Google Patents

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本発明は、半導体装置製造用基板に配線パターンを形成する時に使用される多層レジスト膜材料に関するものであり、特に有機膜形成用組成物に関するものである。 The present invention relates to a multilayer resist film material used when forming a wiring pattern on a substrate for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a composition for forming an organic film.

従来、半導体装置の処理能力の高性能化は、リソグラフィー技術における光源の短波長化によるパターン寸法の微細化がけん引していた。しかし、近年、ArF光源以降の短波長化の速度が鈍化しているため、微細化に代わる半導体装置の処理能力の高性能化が求められていた。その方法の一つとして、平面型トランジスタより高速で動作可能な3次元トランジスタを高密度に配置した、処理能力の高い半導体装置が提案されている。このような半導体装置を製造するための基板(以下、基板とする)は、従来の基板に比べて複雑な段差加工を経た3次元構造となっている。そのため、従来の平面型トランジスタを形成する際に適用されていた単層フォトレジストによるパターン形成方法でパターン形成を行おうとすると、基板加工途中で形成される段差に対してフォトレジスト膜が追従してしまい、フォトレジスト膜表面に段差が発生し、結果として平坦なレジスト膜を得ることができなくなる。それによりフォトレジストを露光してパターン形成する時に、フォトレジストに焦点を正確に合わせることができなくなり、結果として基板加工の歩留まりが低下する。これを防止するための新しい材料や方法が求められている。 Conventionally, the improvement of the processing capacity of semiconductor devices has been driven by the miniaturization of pattern dimensions by shortening the wavelength of the light source in the lithography technology. However, in recent years, since the speed of shortening the wavelength after the ArF light source has slowed down, there has been a demand for higher performance of the processing capacity of the semiconductor device instead of miniaturization. As one of the methods, a semiconductor device having high processing capacity, in which three-dimensional transistors capable of operating at a higher speed than a planar transistor are arranged at a high density, has been proposed. A substrate for manufacturing such a semiconductor device (hereinafter referred to as a substrate) has a three-dimensional structure that has undergone complicated step processing as compared with a conventional substrate. Therefore, when attempting to form a pattern by the pattern forming method using a single-layer photoresist that was applied when forming a conventional planar transistor, the photoresist film follows the step formed during substrate processing. As a result, a step is generated on the surface of the photoresist film, and as a result, a flat resist film cannot be obtained. As a result, when the photoresist is exposed and a pattern is formed, it becomes impossible to accurately focus on the photoresist, and as a result, the yield of substrate processing decreases. There is a need for new materials and methods to prevent this.

このような問題点を解決する方法の一つとして、多層レジスト法がある。この方法は、平坦化性能の高い下層膜で段差のある基板を平坦化し、この平坦膜上でフォトレジスト膜を形成することで、露光時の焦点裕度が広くなり基板加工における歩留まりの低下を防ぐことができる。さらに、この方法では、上層フォトレジスト膜と基板に対してそれぞれエッチング選択性が異なる下層膜を選択すると、レジスト上層膜にパターンを形成した後、レジスト上層膜パターンをドライエッチングマスクとしてドライエッチングで中間膜にパターンを転写し、さらに下層膜をドライエッチングマスクとして、ドライエッチングで被加工基板にパターンを転写することが可能になる。 As one of the methods for solving such a problem, there is a multilayer resist method. In this method, a substrate with a step is flattened with a lower layer film having high flattening performance, and a photoresist film is formed on the flat film, thereby widening the focal margin at the time of exposure and reducing the yield in substrate processing. Can be prevented. Further, in this method, when a lower layer film having different etching selectivity for the upper photoresist film and the substrate is selected, a pattern is formed on the resist upper layer film, and then the resist upper layer film pattern is used as a dry etching mask and intermediate by dry etching. The pattern can be transferred to the film, and the pattern can be transferred to the substrate to be processed by dry etching using the lower layer film as a dry etching mask.

この多層レジスト法としては、単層レジスト法で使用されている一般的なレジスト組成物を用いて行うことができる3層レジスト法が一般的である。例えば、被加工基板上に平坦性が高く基板加工に十分なドライエッチング耐性を持つ有機レジスト下層膜を成膜し、その上にケイ素含有レジスト下層膜を中間膜として成膜し(以下、ケイ素含有レジスト中間膜と言う)、その上にフォトレジスト膜をレジスト上層膜として形成する。フッ素系ガスプラズマによるドライエッチングに対しては、有機系のレジスト上層膜は、ケイ素含有レジスト中間膜に対して良好なエッチング選択比が取れるため、レジストパターンはフッ素系ガスプラズマによるドライエッチングを用いることでケイ素含有レジスト中間膜に転写できる。さらに酸素系ガスプラズマによるドライエッチングに対しては、ケイ素系のレジスト中間膜は、有機レジスト下層膜に対して良好なエッチング選択比が取れるため、ケイ素含有レジスト中間膜パターンは酸素系ガスプラズマによるドライエッチングを用いることで有機レジスト下層膜に転写できる。この方法によれば、直接被加工基板を加工するための十分な膜厚を持ったパターンは形成することが難しいレジスト上層膜形成用組成物や、基板を加工するためにはドライエッチング耐性が十分でないレジスト上層膜形成用組成物を用いても、ケイ素含有膜にだけパターンを転写することができれば、加工に十分なドライエッチング耐性を持つ有機レジスト下層膜のパターンを得ることができる。このようなドライエッチングによるパターン転写は、レジスト現像時の現像液による摩擦等を原因としたパターン倒れのような問題が発生することは無いため、高いアスペクト比であってもドライエッチングマスクとして十分機能する厚さの有機膜のパターンが得られるようになる。そして、このように形成された有機レジスト下層膜のパターンをドライエッチングマスクとして用いることで、複雑な段差を有する3次元トランジスタ構造を持つ基板にパターンを転写することが可能となる。上述のような有機レジスト下層膜としては、例えば特許文献1に記載のもの等、すでに多くのものが公知となっている。 As this multilayer resist method, a three-layer resist method that can be performed using a general resist composition used in the single-layer resist method is generally used. For example, an organic resist underlayer film having high flatness and sufficient dry etching resistance for substrate processing is formed on a substrate to be processed, and a silicon-containing resist underlayer film is formed as an intermediate film on the organic resist underlayer film (hereinafter, silicon-containing). A resist interlayer film), and a photoresist film is formed on the resist interlayer film as a resist upper layer film. For dry etching with a fluorine-based gas plasma, the organic resist upper layer film has a good etching selectivity with respect to the silicon-containing resist interlayer film, so dry etching with a fluorine-based gas plasma should be used for the resist pattern. Can be transferred to a silicon-containing resist interlayer film. Furthermore, for dry etching with oxygen-based gas plasma, the silicon-based resist interlayer film has a good etching selectivity with respect to the organic resist underlayer film, so the silicon-containing resist interlayer film pattern is dry with oxygen-based gas plasma. It can be transferred to the organic resist underlayer film by using etching. According to this method, it is difficult to form a pattern having a sufficient film thickness for directly processing the substrate to be processed, or a composition for forming a resist upper layer film, or dry etching resistance is sufficient for processing the substrate. Even if a composition for forming a resist upper layer film is used, if the pattern can be transferred only to the silicon-containing film, a pattern of an organic resist lower layer film having sufficient dry etching resistance for processing can be obtained. Such pattern transfer by dry etching does not cause problems such as pattern collapse due to friction caused by a developer during resist development, and therefore functions sufficiently as a dry etching mask even at a high aspect ratio. A pattern of an organic film having a thickness of the same thickness can be obtained. Then, by using the pattern of the organic resist underlayer film thus formed as a dry etching mask, it becomes possible to transfer the pattern to a substrate having a three-dimensional transistor structure having a complicated step. As the organic resist underlayer film as described above, many are already known, such as those described in Patent Document 1.

一般に3層レジスト法では、加工寸法を安定化させるため有機レジスト下層膜へのドライエッチングによるパターン転写では、有機レジスト下層膜パターンの上に数nmの厚さのケイ素含有レジスト中間膜を残す必要がある。この残ったケイ素分は、有機レジスト下層膜パターンをマスクとして基板にパターンを転写している最中に、基板を加工するドライエッチングガスによりエッチング除去されるため、基板加工後には有機レジスト下層膜パターン上に残らない。そのため、基板加工後に残った有機レジスト下層膜パターンをドライエッチング(アッシング)又は湿式除去しても、基板上にそのケイ素分が残渣として残ることは無い。 Generally, in the three-layer resist method, in order to stabilize the processing dimensions, it is necessary to leave a silicon-containing resist interlayer film having a thickness of several nm on the organic resist underlayer film pattern in the pattern transfer by dry etching to the organic resist underlayer film. be. This remaining silicon is removed by etching with a dry etching gas that processes the substrate while the pattern is being transferred to the substrate using the organic resist underlayer film pattern as a mask. Therefore, the organic resist underlayer film pattern is removed after the substrate is processed. Does not remain on top. Therefore, even if the organic resist underlayer film pattern remaining after substrate processing is dry-etched (ashed) or wet-removed, the silicon content does not remain on the substrate as a residue.

このように多層レジスト法は、基板加工方法として大きな段差が形成されている基板に対しても適用できることから、広範な基板加工に利用されている。そこで、この特徴を利用して、3次元トランジスタ形成工程の一部であるイオン打込み工程のイオン打込み遮蔽マスクとしての利用が期待されている。しかしながら、3層レジスト法で形成されたイオン打込み用の有機レジスト下層膜パターンでは、当該有機レジスト下層膜パターンをマスクとして基板加工をしていないため、実際には、上記のように有機レジスト下層膜パターン上にケイ素分が残留している。そのため、このような有機レジスト下層膜パターンを遮蔽マスクとしてイオンを打込むと、有機レジスト下層膜上に残っているケイ素分が打込まれるイオンにより変性し、打込み工程終了後の洗浄工程では有機レジスト下層膜パターンと同時に除去することができず、除去できなかったものは基板上に異物として残留してしまい、イオン打込み工程の歩留まり低下を引き起こす。これを防ぐためには、イオン打込み前に有機レジスト下層膜パターン上に残っているケイ素分を有機レジスト下層膜パターンに影響を与えることなく選択的に洗浄除去しなくてはいけない。しかし、このケイ素分は有機レジスト下層膜にパターン転写する際のドライエッチングガスにより変性しており、基板に損傷を与えない洗浄液として半導体製造工程で一般的に適用されている過酸化水素含有アンモニア水溶液(以下、アンモニア過水とも言う)では洗浄除去できない。この変性したケイ素分を完全に洗浄除去するためにはフッ酸系洗浄液の適用が必要であるが、この洗浄液では半導体基板表面にも損傷を与えてしまい当該加工工程における歩留まりが低下する。そこで、ドライエッチングによる有機レジスト下層膜へのパターン転写が終了した後、有機レジスト下層膜パターン上に残ったケイ素分を基板に損傷を与えないで除去できる方法ならびにそれに適した材料が求められている。 As described above, the multilayer resist method is used for a wide range of substrate processing because it can be applied to a substrate on which a large step is formed as a substrate processing method. Therefore, by utilizing this feature, it is expected to be used as an ion implantation shielding mask in the ion implantation process, which is a part of the three-dimensional transistor forming process. However, in the organic resist underlayer film pattern for ion implantation formed by the three-layer resist method, the substrate is not processed using the organic resist underlayer film pattern as a mask, so that the organic resist underlayer film is actually as described above. Silicon remains on the pattern. Therefore, when ions are implanted using such an organic resist underlayer film pattern as a shielding mask, the silicon content remaining on the organic resist underlayer film is denatured by the implanted ions, and the organic resist is used in the cleaning step after the casting step is completed. It cannot be removed at the same time as the underlayer film pattern, and what cannot be removed remains as foreign matter on the substrate, causing a decrease in the yield of the ion implantation process. In order to prevent this, the silicon content remaining on the organic resist underlayer film pattern must be selectively washed and removed without affecting the organic resist underlayer film pattern before ion implantation. However, this silicon content is modified by dry etching gas when the pattern is transferred to the organic resist underlayer film, and is a hydrogen peroxide-containing ammonia aqueous solution that is generally applied in the semiconductor manufacturing process as a cleaning liquid that does not damage the substrate. (Hereinafter, also referred to as ammonia peroxide) cannot be washed and removed. In order to completely clean and remove the modified silicon content, it is necessary to apply a hydrofluoric acid-based cleaning liquid, but this cleaning liquid also damages the surface of the semiconductor substrate and reduces the yield in the processing process. Therefore, there is a demand for a method capable of removing silicon remaining on the organic resist underlayer film pattern without damaging the substrate after the pattern transfer to the organic resist underlayer film by dry etching is completed, and a material suitable for the method. ..

特開2016−094612号公報(米国特許出願公開第2013/0337649(A1)号明細書)JP-A-2016-094612 (US Patent Application Publication No. 2013/0337649 (A1))

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、半導体装置基板やパターニング工程で必要な有機レジスト下層膜に対してダメージを与えない剥離液、例えば半導体製造プロセスで一般的に使用されているSC1(Standard Cleaner 1)と呼ばれる過酸化水素含有アンモニア水溶液を用い、ドライエッチングで変性したケイ素分残渣と共に容易に湿式除去可能な有機膜を形成できる有機膜形成用組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is generally used in a stripping solution that does not damage the semiconductor device substrate or the organic resist underlayer film required in the patterning process, for example, in a semiconductor manufacturing process. To provide an organic film forming composition capable of forming an organic film that can be easily wet-removed together with a silicon residue modified by dry etching using a hydrogen peroxide-containing aqueous ammonia solution called SC1 (Standard Cleaner 1). The purpose.

上記課題を解決するため、本発明では、有機膜形成用組成物であって、該有機膜形成用組成物が、下記一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位のいずれか1種以上を有する高分子化合物と有機溶媒とを含み、該有機溶媒において、プロピレングリコールエステル、ケトン、及びラクトンから選ばれる1種以上の合計が全有機溶媒中の30wt%を超える量を占める有機膜形成用組成物を提供する。

Figure 0006951297
(式中、Rは炭素数1〜19の炭化水素基、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基、メトキシカルボニル基、ヒドロキシフェニル基、又はアミノ基であり、Rは水素原子又はALである。ALは加熱又は酸の作用により酸性の官能基を生じる基である。Rは水素原子、フラニル基、又は塩素原子もしくはニトロ基を有していてもよい炭素数1〜16の炭化水素基である。k、k、及びkは1〜2であり、lは1〜3であり、mは0〜3であり、nは0又は1である。) In order to solve the above problems, in the present invention, the composition for forming an organic film is one of the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4). Organic film formation containing the above-mentioned polymer compound and an organic solvent, in which the total of one or more selected from propylene glycol esters, ketones, and lactones accounts for more than 30 wt% of the total organic solvent. The composition for use is provided.
Figure 0006951297
(In the formula, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms, a halogen atom, an alkoxy group, a carboxy group, a sulfo group, a methoxycarbonyl group, a hydroxyphenyl group, or an amino group, and R 2 is a hydrogen atom or AL. AL is a group that produces an acidic functional group by heating or the action of an acid. R 3 is a hydrocarbon having 1 to 16 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a phenylyl group, or a chlorine atom or a nitro group. Hydrogen groups. K 1 , k 2 , and k 3 are 1-2, l is 1-3, m is 0-3, and n is 0 or 1.)

このような有機膜形成用組成物であれば、半導体装置基板やパターニング工程で必要な有機レジスト下層膜に対してダメージを与えない剥離液、例えば半導体製造プロセスで一般的に使用されているSC1と呼ばれる過酸化水素含有アンモニア水溶液を用い、ドライエッチングで変性したケイ素分残渣と共に容易に湿式除去可能な有機膜を形成できる有機膜形成用組成物となる。また、このような有機膜形成用組成物であれば、3次元トランジスタ形成時のイオン打込み遮蔽マスク用材料として適用することが可能となる。 Such an organic film forming composition can be used with a stripping solution that does not damage the semiconductor device substrate or the organic resist underlayer film required in the patterning process, for example, SC1 generally used in the semiconductor manufacturing process. A composition for forming an organic film capable of forming an organic film that can be easily wet-removed together with a silicon residue modified by dry etching using a so-called hydrogen peroxide-containing aqueous ammonia solution. Further, such an organic film forming composition can be applied as a material for an ion implantation shielding mask at the time of forming a three-dimensional transistor.

このとき、前記有機膜形成用組成物が、アンモニア過水に可溶であるケイ素含有レジスト中間膜の直下、かつ、アンモニア過水に難溶である有機レジスト下層膜の直上に導入する有機膜を形成するためのものであることが好ましい。 At this time, the organic film to be introduced into the composition for forming an organic film is directly below the silicon-containing resist intermediate film that is soluble in ammonia superwater and directly above the organic resist underlayer film that is sparingly soluble in ammonia superwater. It is preferably for forming.

本発明の有機膜形成用組成物は、基板上に形成された3層レジスト法において、有機レジスト下層膜とフォトレジスト直下に形成されたケイ素含有レジスト中間膜の間に形成される有機膜(以後、本有機膜とも言う)を形成できる組成物(以後、本組成物とも言う)であり、実質4層レジストを形成できる有機膜形成用組成物である。基板上に有機レジスト下層膜を形成し、本有機膜を有機レジスト下層膜とケイ素含有レジスト中間膜の間に形成し、次にケイ素含有レジスト中間膜を形成し、さらに上層レジストを形成した後、上層レジストでパターンを形成し、このパターンをドライエッチングでケイ素含有レジスト中間膜に転写し、その転写されたパターンをマスクとして、一気に本有機膜と有機レジスト下層膜をドライエッチングしてパターン転写することができる。ここで、ケイ素含有レジスト中間膜がアンモニア過水に可溶なものであり、かつ、有機レジスト下層膜がアンモニア過水に難溶なものであれば、上記のように転写されたパターン上に残るケイ素分を本有機膜と共にアンモニア過水で除去することができ、これにより、ケイ素分残渣の無い有機レジスト下層膜パターンを得ることができる。この有機レジスト下層膜パターンをイオン打込み遮蔽マスクとして適用すると、段差の大きな3次元トランジスタにおいても正確なイオン打込みが可能となり、高い歩留まりで3次元トランジスタ加工が可能となる。 The composition for forming an organic film of the present invention is an organic film formed between an organic resist underlayer film and a silicon-containing resist intermediate film formed directly under a photoresist in a three-layer resist method formed on a substrate (hereinafter referred to as an organic film). , Also referred to as the present organic film) (hereinafter, also referred to as the present composition), and is a composition for forming an organic film capable of forming a substantially four-layer resist. An organic resist underlayer film is formed on the substrate, this organic film is formed between the organic resist underlayer film and the silicon-containing resist interlayer film, then a silicon-containing resist interlayer film is formed, and then an upper layer resist is formed. A pattern is formed with the upper layer resist, this pattern is transferred to the silicon-containing resist intermediate film by dry etching, and the transferred pattern is used as a mask to dry-etch the main organic film and the organic resist lower layer film at once to transfer the pattern. Can be done. Here, if the silicon-containing resist interlayer film is soluble in ammonia superwater and the organic resist underlayer film is sparingly soluble in ammonia superwater, it remains on the pattern transferred as described above. The silicon component can be removed together with the present organic film by ammonia superwater, whereby an organic resist underlayer film pattern without a silicon content residue can be obtained. When this organic resist underlayer film pattern is applied as an ion implantation shielding mask, accurate ion implantation is possible even in a three-dimensional transistor having a large step, and three-dimensional transistor processing is possible with a high yield.

またこのとき、前記ケイ素含有レジスト中間膜が、ホウ素及びリンのいずれかもしくは両方を含むものであることが好ましい。 At this time, it is preferable that the silicon-containing resist interlayer film contains either or both of boron and phosphorus.

パターン形成されたケイ素含有レジスト中間膜をマスクとして、ドライエッチングで本有機膜と有機レジスト下層膜に一気にパターン転写すると、ケイ素含有レジスト中間膜パターンはドライエッチング中のガスやプラズマの作用により構造変化が発生し、アンモニア過水に対する溶解性が低下する場合がある。しかしながら、ケイ素含有レジスト中間膜がホウ素及びリンのいずれかもしくは両方を含むことにより、ドライエッチングのガスや条件に依らず、ドライエッチング後においてもアンモニア過水に可溶なケイ素含有レジスト中間膜及び/又はケイ素分残渣とすることができる。 When the pattern is transferred to the organic film and the organic resist underlayer film at once by dry etching using the patterned silicon-containing resist interlayer film as a mask, the structure of the silicon-containing resist interlayer film pattern changes due to the action of gas and plasma during dry etching. It may occur and the solubility in ammonia overwater may decrease. However, since the silicon-containing resist interlayer film contains either or both of boron and phosphorus, the silicon-containing resist interlayer film and / / which are soluble in ammonia excess water even after dry etching, regardless of the gas and conditions of dry etching. Alternatively, it can be a silicon residue.

またこのとき、前記有機膜形成用組成物が、さらに、熱酸発生剤及び架橋剤のいずれかもしくは両方を含有するものであることが好ましい。 At this time, it is preferable that the composition for forming an organic film further contains either or both of a thermoacid generator and a cross-linking agent.

本発明の有機膜形成用組成物が熱酸発生剤及び架橋剤のいずれかもしくは両方を含有するものであれば、有機レジスト下層膜上に均一な膜厚で均一組成の本有機膜を形成することができるだけでなく、当該有機膜上にケイ素含有レジスト中間膜を形成する際にインターミキシングが発生することを抑制できる。 If the composition for forming an organic film of the present invention contains either or both of a thermoacid generator and a cross-linking agent, the organic film having a uniform composition is formed on the underlayer film of the organic resist. Not only that, it is possible to suppress the occurrence of intermixing when forming a silicon-containing resist intermediate film on the organic film.

またこのとき、前記有機膜形成用組成物が、基板上にスピンコートし、次いで加熱することにより、29%アンモニア水/35%過酸化水素水/水=1/1/8で混合した65℃の溶液による処理によって、5nm/分以上の溶解速度を有する有機膜を与えるものであることが好ましい。 At this time, the organic film-forming composition was spin-coated on the substrate and then heated to mix at 65 ° C. with 29% ammonia water / 35% hydrogen peroxide solution / water = 1/1/8. It is preferable that an organic film having a dissolution rate of 5 nm / min or more is provided by treatment with the solution of.

このような性能をもつ有機膜を与える有機膜形成用組成物であれば、半導体装置製造用基板に損傷を与えずに、アンモニア過水で本有機膜及び本有機膜上のケイ素分残渣を十分に取り除くことができる。 If it is a composition for forming an organic film that gives an organic film having such performance, the organic film and the silicon residue on the organic film can be sufficiently removed by ammonia superwater without damaging the substrate for manufacturing a semiconductor device. Can be removed.

さらに、前記有機膜形成用組成物が、膜厚が10nm以上100nm未満である有機膜を与えるものであることが好ましい。 Further, it is preferable that the composition for forming an organic film gives an organic film having a film thickness of 10 nm or more and less than 100 nm.

このような膜厚を有する有機膜を与える有機膜形成用組成物であれば、ケイ素含有レジスト中間膜をドライエッチングマスクとして一気に本有機膜と有機レジスト下層膜にパターン転写しても、上層レジストで形成されたパターンの精度を保持した状態でパターン転写することが可能になる。 In the case of an organic film forming composition that gives an organic film having such a film thickness, even if the silicon-containing resist intermediate film is used as a dry etching mask and the pattern is transferred to the main organic film and the organic resist lower layer film at once, the upper layer resist can be used. It becomes possible to transfer the pattern while maintaining the accuracy of the formed pattern.

このような有機膜形成用組成物であれば、半導体装置基板やパターニング工程で必要な有機レジスト下層膜に対してダメージを与えない剥離液、例えば半導体製造プロセスで一般的に使用されているSC1と呼ばれるアンモニア過水を用い、ドライエッチングで変性したケイ素分残渣と共に容易に湿式除去可能な有機膜を形成できる有機膜形成用組成物となる。また、本発明の有機膜形成用組成物を有機レジスト下層膜とケイ素含有レジスト中間膜の間に適用することにより、イオン打込み用遮蔽マスク形成時に、ケイ素分がパターン上に残留していないイオン打込みマスクを形成することが可能となる。これにより、3次元トランジスタの製造工程における歩留まり低下を防止することが可能になり、より高性能の半導体装置を経済的に製造することが可能となる。 Such an organic film forming composition can be used with a stripping solution that does not damage the semiconductor device substrate or the organic resist underlayer film required in the patterning process, for example, SC1 generally used in the semiconductor manufacturing process. A composition for forming an organic film capable of forming an organic film that can be easily wet-removed together with a silicon residue modified by dry etching using so-called ammonia superwater. Further, by applying the composition for forming an organic film of the present invention between the organic resist underlayer film and the silicon-containing resist intermediate film, ion implantation in which silicon content does not remain on the pattern when forming a shielding mask for ion implantation is formed. It becomes possible to form a mask. As a result, it becomes possible to prevent a decrease in yield in the manufacturing process of the three-dimensional transistor, and it becomes possible to economically manufacture a higher-performance semiconductor device.

上述のように、半導体装置基板やパターニング工程で必要な有機レジスト下層膜に対してダメージを与えない剥離液、例えば半導体製造プロセスで一般的に使用されているSC1と呼ばれるアンモニア過水を用い、ドライエッチングで変性したケイ素分残渣と共に容易に湿式除去可能な有機膜を形成できる有機膜形成用組成物が求められていた。 As described above, dry using a stripping solution that does not damage the semiconductor device substrate or the organic resist underlayer film required in the patterning process, for example, ammonia superwater called SC1 generally used in the semiconductor manufacturing process. There has been a demand for an organic film forming composition capable of forming an organic film that can be easily wet-removed together with a silicon residue modified by etching.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、下記の一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位のいずれか1種以上を有する高分子化合物と有機溶媒とを含み、該有機溶媒において、プロピレングリコールエステル、ケトン、及びラクトンから選ばれる1種以上の合計が全有機溶媒中の30wt%を超える量を占める有機膜形成用組成物であれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors include a polymer compound having at least one of the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) and an organic solvent. The above problem can be solved if the composition for forming an organic film in which the total of one or more selected from propylene glycol esters, ketones, and lactones accounts for more than 30 wt% of the total organic solvent in the organic solvent. Find out and complete the present invention.

即ち、本発明は、有機膜形成用組成物であって、該有機膜形成用組成物が、下記一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位のいずれか1種以上を有する高分子化合物と有機溶媒とを含み、該有機溶媒において、プロピレングリコールエステル、ケトン、及びラクトンから選ばれる1種以上の合計が全有機溶媒中の30wt%を超える量を占める有機膜形成用組成物である。

Figure 0006951297
(式中、Rは炭素数1〜19の炭化水素基、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基、メトキシカルボニル基、ヒドロキシフェニル基、又はアミノ基であり、Rは水素原子又はALである。ALは加熱又は酸の作用により酸性の官能基を生じる基である。Rは水素原子、フラニル基、又は塩素原子もしくはニトロ基を有していてもよい炭素数1〜16の炭化水素基である。k、k、及びkは1〜2であり、lは1〜3であり、mは0〜3であり、nは0又は1である。) That is, the present invention is a composition for forming an organic film, and the composition for forming an organic film is a polymer having any one or more of the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4). A composition for forming an organic film containing a compound and an organic solvent, in which the total of one or more selected from propylene glycol esters, ketones, and lactones accounts for more than 30 wt% of the total organic solvent. ..
Figure 0006951297
(In the formula, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms, a halogen atom, an alkoxy group, a carboxy group, a sulfo group, a methoxycarbonyl group, a hydroxyphenyl group, or an amino group, and R 2 is a hydrogen atom or AL. AL is a group that produces an acidic functional group by heating or the action of an acid. R 3 is a hydrocarbon having 1 to 16 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a phenylyl group, or a chlorine atom or a nitro group. Hydrogen groups. K 1 , k 2 , and k 3 are 1-2, l is 1-3, m is 0-3, and n is 0 or 1.)

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

[有機膜形成用組成物]
本発明の有機膜形成用組成物は、高分子化合物と有機溶媒とを含むものである。以下、各成分について、さらに詳細に説明する。
[Composition for forming an organic film]
The composition for forming an organic film of the present invention contains a polymer compound and an organic solvent. Hereinafter, each component will be described in more detail.

<高分子化合物>
本発明の有機膜形成用組成物における高分子化合物は、下記一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位のいずれか1種以上を有するものである。

Figure 0006951297
(式中、Rは炭素数1〜19の炭化水素基、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基、メトキシカルボニル基、ヒドロキシフェニル基、又はアミノ基であり、Rは水素原子又はALである。ALは加熱又は酸の作用により酸性の官能基を生じる基である。Rは水素原子、フラニル基、又は塩素原子もしくはニトロ基を有していてもよい炭素数1〜16の炭化水素基である。k、k、及びkは1〜2であり、lは1〜3であり、mは0〜3であり、nは0又は1である。) <Polymer compound>
The polymer compound in the composition for forming an organic film of the present invention has one or more of the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4).
Figure 0006951297
(In the formula, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms, a halogen atom, an alkoxy group, a carboxy group, a sulfo group, a methoxycarbonyl group, a hydroxyphenyl group, or an amino group, and R 2 is a hydrogen atom or AL. AL is a group that produces an acidic functional group by heating or the action of an acid. R 3 is a hydrocarbon having 1 to 16 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a phenylyl group, or a chlorine atom or a nitro group. Hydrogen groups. K 1 , k 2 , and k 3 are 1-2, l is 1-3, m is 0-3, and n is 0 or 1.)

ここで、一般式(1)で示される繰り返し単位としては、以下の構造のものを例示することができる。

Figure 0006951297
Here, as the repeating unit represented by the general formula (1), those having the following structure can be exemplified.
Figure 0006951297

一般式(2)で示される繰り返し単位としては、以下の構造のものを例示することができる。

Figure 0006951297
Examples of the repeating unit represented by the general formula (2) include those having the following structure.
Figure 0006951297

一般式(3)で示される繰り返し単位としては、以下の構造のものを例示することができる。

Figure 0006951297
Examples of the repeating unit represented by the general formula (3) include those having the following structure.
Figure 0006951297

一般式(4)で示される繰り返し単位としては、以下の構造のものを例示することができる。

Figure 0006951297
Examples of the repeating unit represented by the general formula (4) include those having the following structure.
Figure 0006951297

このうち、好ましい繰り返し単位としては、上記一般式(2)又は(3)で示されるものを例示できる。このような繰り返し単位を有する高分子化合物を含む有機膜形成用組成物であれば、極性の高いカルボキシ基が効果的に位置することにより、アンモニア過水による湿式除去性に優れた有機膜を形成できる。 Among these, as the preferable repeating unit, those represented by the above general formula (2) or (3) can be exemplified. In a composition for forming an organic film containing a polymer compound having such a repeating unit, an organic film having excellent wet removal property due to ammonia superwater is formed by effectively locating a highly polar carboxy group. can.

ここで、上記一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位として、n=0のものを得るためのモノマーとしては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、カテコール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、4−フェニルフェノール、トリチルフェノール、ピロガロール、チモール、ヒドロキシフェニルグリシジルエーテル、4−フルオロフェノール、3,4−ジフルオロフェノール、4−トリフルオロメチルフェノール、4−クロロフェノール、4−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、4−ビニルフェノール、1−(4−ヒドロキシフェニル)ナフタレン等を挙げることができる。 Here, as the monomer for obtaining n = 0 as the repeating unit represented by the above general formulas (1) to (4), phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2, 3 -Dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3, 4,5-trimethylphenol, 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 4-t-butylphenol, resorcinol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 5-methylresorcinol, catechol, 4-t-butylcatechol , 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropylphenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-t-Butyl-5-methylphenol, 4-phenylphenol, tritylphenol, pyrogallol, timol, hydroxyphenylglycidyl ether, 4-fluorophenol, 3,4-difluorophenol, 4-trifluoromethylphenol, 4-chloro Examples thereof include phenol, 4-hydroxybenzene sulfonic acid, 4-vinyl phenol, 1- (4-hydroxyphenyl) naphthalene and the like.

n=1のものを得るためのモノマーとしては、1−ナフトール、2−ナフトール、2−メチル−1−ナフトール、4−メトキシ−1−ナフトール、7−メトキシ−2−ナフトール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,8−ジヒドロキシナフタレン、5−アミノ−1−ナフトール、2−メトキシカルボニル−1−ナフトール、6−(4−ヒドロキシフェニル)−2−ナフトール、6−(シクロヘキシル)−2−ナフトール、1,1’−ビ−2,2’−ナフトール、6,6’−ビ−2,2’−ナフトール、9,9−ビス(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)フルオレン、6−ヒドロキシ−2−ビニルナフタレン、1−ヒドロキシメチルナフタレン、2−ヒドロキシメチルナフタレン、8−ヒドロキシナフタレン−1−スルホン酸、2−ヒドロキシナフタレン−7−スルホン酸、2,3−ジヒドロキシナフタレン−7−スルホン酸、1,7−ジヒドロキシナフタレン−3−スルホン酸等を挙げることができる。 Examples of the monomer for obtaining n = 1 include 1-naphthol, 2-naphthol, 2-methyl-1-naphthol, 4-methoxy-1-naphthol, 7-methoxy-2-naphthol, 1,2-dihydroxyl. Naphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene. , 2,7-Dihydroxynaphthalene, 1,8-dihydroxynaphthalene, 5-amino-1-naphthol, 2-methoxycarbonyl-1-naphthol, 6- (4-hydroxyphenyl) -2-naphthol, 6- (cyclohexyl) -2-naphthol, 1,1'-bi-2,2'-naphthol, 6,6'-bi-2,2'-naphthol, 9,9-bis (6-hydroxy-2-naphthyl) fluorene, 6 -Hyhydroxy-2-vinylnaphthalene, 1-hydroxymethylnaphthalene, 2-hydroxymethylnaphthalene, 8-hydroxynaphthalene-1-sulfonic acid, 2-hydroxynaphthalene-7-sulfonic acid, 2,3-dihydroxynaphthalene-7-sulfon Acids, 1,7-dihydroxynaphthalene-3-sulfonic acid and the like can be mentioned.

これらはそれぞれ単独で使用してもよいし、n値、k値、及びエッチング耐性を制御するため、2種類以上を組み合わせてもよい。 Each of these may be used alone, or two or more types may be combined in order to control the n value, k value, and etching resistance.

これらのモノマーと縮合反応させる縮合剤としては、以下のアルデヒド化合物を例示できる。例えば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、シクロペンタンカルボキシアルデヒド、シクロペンテンカルボキシアルデヒド、シクロヘキサンカルボキシアルデヒド、シクロヘキセンカルボキシアルデヒド、ノルボルナンカルボキシアルデヒド、ノルボルネンカルボキシアルデヒド、アダマンタンカルボアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、2−ヒドロキシベンズアルデヒド、3−ヒドロキシベンズアルデヒド、4−ヒドロキシベンズアルデヒド、2、3−ジヒドロキシベンズアルデヒド、2,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド、3、4−ジヒドロキシベンズアルデヒド、2−クロロベンズアルデヒド、3−クロロベンズアルデヒド、4−クロロベンズアルデヒド、2−ニトロベンズアルデヒド、3−ニトロベンズアルデヒド、4−ニトロベンズアルデヒド、2−メチルベンズアルデヒド、3−メチルベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、2−エチルベンズアルデヒド、3−エチルベンズアルデヒド、4−エチルベンズアルデヒド、2−メトキシベンズアルデヒド、3−メトキシベンズアルデヒド、4−メトキシベンズアルデヒド、アントラセンカルボアルデヒド、ピレンカルボアルデヒド、フルフラール等を挙げることができる。 Examples of the condensing agent for the condensation reaction with these monomers include the following aldehyde compounds. For example, formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, butylaldehyde, cyclopentanecarboxyaldehyde, cyclopentenecarboxyaldehyde, cyclohexanecarboxyaldehyde, cyclohexenecarboxyaldehyde, norbornancarboxyaldehyde, norbornenecarboxyaldehyde, adamantancarbaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde. , Α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, 2-hydroxybenzaldehyde, 3-hydroxybenzaldehyde, 4-hydroxybenzaldehyde, 2,3-dihydroxybenzaldehyde, 2,4-dihydroxybenzaldehyde, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, 2 -Chlorobenzaldehyde, 3-chlorobenzaldehyde, 4-chlorobenzaldehyde, 2-nitrobenzaldehyde, 3-nitrobenzaldehyde, 4-nitrobenzaldehyde, 2-methylbenzaldehyde, 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, 2-ethylbenzaldehyde, 3 -Ethylbenzaldehyde, 4-ethylbenzaldehyde, 2-methoxybenzaldehyde, 3-methoxybenzaldehyde, 4-methoxybenzaldehyde, anthracenecarbaldehyde, pyrenecarbaldehyde, furfural and the like can be mentioned.

その他にも、以下の式で表すことができる化合物を例示できる。

Figure 0006951297
In addition, compounds that can be represented by the following formulas can be exemplified.
Figure 0006951297

モノマーと縮合剤であるアルデヒド化合物の比率は、モノマーのモル量の合計量1モルに対して好ましくは0.01〜5モルであり、より好ましくは0.05〜2モルである。 The ratio of the monomer to the aldehyde compound which is a condensing agent is preferably 0.01 to 5 mol, more preferably 0.05 to 2 mol, based on 1 mol of the total molar amount of the monomer.

上記一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位が占める全繰り返し単位中の比率としては、全体を100%として、10%以上が好ましく、より好ましくは30%以上である。 The ratio of the repeating units represented by the general formulas (1) to (4) to all the repeating units is preferably 10% or more, more preferably 30% or more, assuming that the whole is 100%.

上記のような原料を使用して重縮合反応を行う場合、通常、無溶媒又は溶媒中で酸又は塩基を触媒として用いて、室温又は必要に応じて冷却もしくは加熱下にて行うことができ、これにより高分子化合物(ポリマー)を得ることができる。用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類、塩化メチレン、クロロフォルム、ジクロロエタン、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、アセトニトリル等のニトリル類、アセトン、エチルメチルケトン、イソブチルメチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエステル類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒類が例示でき、これらを単独あるいは2種類以上を混合して用いることができる。これらの溶媒は、反応原料100質量部に対して0〜2,000質量部の範囲で使用できる。 When the polycondensation reaction is carried out using the above-mentioned raw materials, it can be carried out at room temperature or, if necessary, under cooling or heating, usually using an acid or a base as a catalyst in a solvent-free or solvent-free manner. Thereby, a polymer compound (polymer) can be obtained. As the solvent used, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, diethyl ether, dibutyl ether, diethylene glycol diethyl Ethers, diethylene glycol dimethyl ether, ethers such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane, chlorine-based solvents such as methylene chloride, chloroform, dichloroethane and trichloroethylene, hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene, acetonitrile. Nitriles such as acetone, ethyl methyl ketone, ketones such as isobutyl methyl ketone, esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol methyl ether acetate, lactones such as γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, N, Aprotonic polar solvents such as N-dimethylformamide and hexamethylphosphoric triamide can be exemplified, and these can be used alone or in combination of two or more. These solvents can be used in the range of 0 to 2,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material.

酸触媒としては、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、ヘテロポリ酸等の無機酸類、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸類、三塩化アルミニウム、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、四塩化錫、四臭化錫、二塩化ジブチル錫、ジブチル錫ジメトキシド、ジブチル錫オキシド、四塩化チタン、四臭化チタン、チタン(IV)メトキシド、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)イソプロポキシド、酸化チタン(IV)等のルイス酸類を用いることができる。塩基触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等の無機塩基類、メチルリチウム、n−ブチルリチウム、塩化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム等のアルキル金属類、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシド等のアルコキシド類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N、N−ジメチルアニリン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン等の有機塩基類を用いることができる。その使用量は、原料に対して好ましくは0.001〜100重量%、より好ましくは0.005〜50重量%の範囲である。反応温度は−50℃から溶媒の沸点程度が好ましく、室温から100℃がさらに好ましい。 Acid catalysts include inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitrate, phosphoric acid, and heteropolyacid, oxalic acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoromethanesulfone. Organic acids such as acids, aluminum trichloride, aluminum ethoxydo, aluminum isopropoxide, boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide, tin tetrachloride, tin tetrabromide, dibutyl tin dichloride, dibutyl tin dimethoxydo , Dibutyltin oxide, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, titanium (IV) methoxydo, titanium (IV) ethoxydo, titanium (IV) isopropoxide, titanium oxide (IV) and other Lewis acids can be used. Base catalysts include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium carbonate, lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, calcium hydride, and methyllithium. , N-butyllithium, methylmagnesium chloride, alkylmetals such as ethylmagnesium bromide, alkoxides such as sodium methoxydo, sodium ethoxydo, potassium t-butoxide, triethylamine, diisopropylethylamine, N, N-dimethylaniline, pyridine , 4-Dimethylaminopyridine and other organic bases can be used. The amount used is preferably in the range of 0.001 to 100% by weight, more preferably 0.005 to 50% by weight, based on the raw material. The reaction temperature is preferably from −50 ° C. to about the boiling point of the solvent, and more preferably from room temperature to 100 ° C.

重縮合反応の方法としては、モノマー、縮合剤、触媒を一括で仕込む方法や、触媒存在下でモノマー、縮合剤を滴下していく方法が挙げられる。 Examples of the polycondensation reaction method include a method in which the monomer, the condensing agent, and the catalyst are charged all at once, and a method in which the monomer and the condensing agent are dropped in the presence of the catalyst.

また、重縮合反応終了後、系内に存在する未反応原料、触媒等を除去するために、反応釜の温度を130〜230℃にまで上昇させ、1〜50mmHg程度で揮発分を除去する方法や、適切な溶媒や水を加えてポリマーを分画する方法、ポリマーを良溶媒に溶解後、貧溶媒中で再沈する方法等を、得られた反応生成物の性質により使い分けることができる。 Further, after the completion of the polycondensation reaction, in order to remove the unreacted raw materials, the catalyst, etc. existing in the system, the temperature of the reaction kettle is raised to 130 to 230 ° C., and the volatile matter is removed at about 1 to 50 mmHg. Alternatively, a method of fractionating the polymer by adding an appropriate solvent or water, a method of dissolving the polymer in a good solvent and then reprecipitating in a poor solvent, or the like can be used depending on the properties of the obtained reaction product.

このようにして得られたポリマーのポリスチレン換算の分子量としては、重量平均分子量(Mw)が500〜500,000であることが好ましく、特に1,000〜100,000であることが好ましい。また、分子量の分散度は1.2〜20の範囲内が好ましく用いられる。モノマー成分、オリゴマー成分、又は分子量(Mw)1,000以下の低分子量体をカットすることでベーク中の揮発成分を抑えられ、ベークカップ周辺の汚染、あるいは堆積した揮発成分がウエハ上に落下することによる表面欠陥を防ぐことができる。 The polystyrene-equivalent molecular weight of the polymer thus obtained is preferably a weight average molecular weight (Mw) of 500 to 500,000, and particularly preferably 1,000 to 100,000. The degree of molecular weight dispersion is preferably in the range of 1.2 to 20. By cutting the monomer component, oligomer component, or low molecular weight substance with a molecular weight (Mw) of 1,000 or less, the volatile components in the bake can be suppressed, and the contaminated or accumulated volatile components around the bake cup fall onto the wafer. It is possible to prevent surface defects due to this.

<有機溶媒>
本発明の有機膜形成用組成物は有機溶媒を含む。有機溶媒の具体例としては、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチル−2−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル,プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ−ブチロラクトン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を混合使用できるが、これらに限定されるものではない。
<Organic solvent>
The composition for forming an organic film of the present invention contains an organic solvent. Specific examples of the organic solvent include ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone and methyl-2-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol and 1-ethoxy-. Alcohols such as 2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethers such as propylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol mono Esters such as ethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert-butyl ether acetate, etc. , Gamma-butylollactone and the like, and one or more of these can be mixed and used, but the present invention is not limited thereto.

ここで、有機溶媒において、プロピレングリコールエステル、ケトン、ラクトンから選ばれる1種以上(例えば、上記例示した有機溶媒のうち、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチル−2−アミルケトン、γ−ブチロラクトンから選ばれる1種以上)の合計が全有機溶媒中の30wt%を超える量を占めていなくてはならない。有機溶媒がこの条件を満たさない場合、有機レジスト下層膜の直上に均質な有機膜を形成することができない。 Here, in the organic solvent, one or more selected from propylene glycol ester, ketone, and lactone (for example, among the above-exemplified organic solvents, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl-2-amyl ketone, γ). -The total of one or more selected from butyrolactone) must account for more than 30 wt% of the total organic solvent. If the organic solvent does not satisfy this condition, a homogeneous organic film cannot be formed directly above the organic resist underlayer film.

また、本発明の有機膜形成用組成物には、架橋反応をさらに促進させるための酸発生剤や架橋剤を添加することができる。酸発生剤としては、熱分解によって酸を発生するもの(熱酸発生剤)や、光照射によって酸を発生するものがあるが、いずれのものも添加することができる。 Further, an acid generator or a cross-linking agent for further promoting the cross-linking reaction can be added to the composition for forming an organic film of the present invention. As the acid generator, there are those that generate acid by thermal decomposition (thermal acid generator) and those that generate acid by light irradiation, but any of them can be added.

酸発生剤としては、オニウム塩、ジアゾメタン誘導体、グリオキシム誘導体、ビススルホン誘導体、N−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、β−ケトスルホン酸誘導体、ジスルホン誘導体、ニトロベンジルスルホネート誘導体、スルホン酸塩、スルホン酸エステル誘導体等を挙げることができる。具体的には、特開2008−65303号公報(米国特許出願公開第2008/0038662(A1)号明細書)の(0081)〜(0111)段落に記載のものを挙げることができる。 Acid generators include onium salts, diazomethane derivatives, glyoxime derivatives, bissulfon derivatives, sulfonic acid esters of N-hydroxyimide compounds, β-ketosulfonic acid derivatives, disulfone derivatives, nitrobenzylsulfonate derivatives, sulfonates, sulfonic acid ester derivatives. And so on. Specifically, those described in paragraphs (0081) to (0111) of JP-A-2008-65303 (US Patent Application Publication No. 2008/0038662 (A1)) can be mentioned.

架橋剤としては、メチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、エポキシ化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基等の二重結合を含む化合物等を挙げることができる。具体的には、特開2008−65303号公報(米国特許出願公開第2008/0038662(A1)号明細書)の(0074)〜(0080)段落に記載のものを挙げることができる。 Examples of the cross-linking agent include a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound or a urea compound, an epoxy compound, a thioepoxy compound, an isocyanate compound, and an azide substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. Examples thereof include compounds, compounds containing a double bond such as an alkenyl ether group, and the like. Specific examples thereof include those described in paragraphs (0074) to (0080) of JP-A-2008-65303 (US Patent Application Publication No. 2008/0038662 (A1)).

また、本発明の有機膜形成用組成物には、スピンコーティングにおける塗布性を向上させるために界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、部分フッ素化オキセタン開環重合物系の界面活性剤等を挙げることができる。具体的には、特開2009−269953号公報(米国特許出願公開第2009/0274978(A1)号明細書)の(0142)〜(0147)段落に記載のものを挙げることができる。 Further, a surfactant can be added to the composition for forming an organic film of the present invention in order to improve the coatability in spin coating. Surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, sorbitan fatty acid esters, nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and fluorine. Examples thereof include based surfactants, partially fluorinated oxetane ring-opening polymer-based surfactants, and the like. Specific examples thereof include those described in paragraphs (0142) to (0147) of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-269953 (US Patent Application Publication No. 2009/0274978 (A1)).

さらに、本発明の有機膜形成用組成物には、保存安定性を向上させるための塩基性化合物を添加することができる。塩基性化合物は、酸発生剤より微量に発生した酸が架橋反応を進行させるのを防ぐための、酸に対するクエンチャーの役割を果たす。このような塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等を挙げることができる。具体的には、特開2008−65303号公報(米国特許出願公開第2008/0038662(A1)号明細書)の(0112)〜(0119)段落に記載のものを挙げることができる。 Further, a basic compound for improving storage stability can be added to the composition for forming an organic film of the present invention. The basic compound acts as a quencher for the acid to prevent the acid generated in a smaller amount than the acid generator from advancing the cross-linking reaction. Examples of such basic compounds include primary, secondary and tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, and sulfonyl groups. Examples thereof include a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, and an imide derivative. Specifically, those described in paragraphs (0112) to (0119) of JP-A-2008-65303 (US Patent Application Publication No. 2008/0038662 (A1)) can be mentioned.

以上説明したような本発明の有機膜形成用組成物は、アンモニア過水に可溶であるケイ素含有レジスト中間膜の直下、かつ、アンモニア過水に難溶である有機レジスト下層膜の直上に導入する有機膜の形成に好適に用いることができる。 The composition for forming an organic film of the present invention as described above is introduced directly below the silicon-containing resist interlayer film that is soluble in ammonia superwater and directly above the organic resist underlayer film that is sparingly soluble in ammonia superwater. It can be suitably used for forming an organic film.

また、本発明の有機膜形成用組成物は、膜厚が10nm以上100nm未満である有機膜を与えるものであることが好ましく、膜厚が20nm以上80nm以下であることがさらに好ましい。有機膜の膜厚が10nm以上であれば湿式処理によるケイ素分の除去効果を十分に得ることができ、また、100nm未満であればドライエッチング加工時のサイドエッチングを抑制することができ、加工に不具合が生じる恐れがなくなる。 Further, the composition for forming an organic film of the present invention preferably gives an organic film having a film thickness of 10 nm or more and less than 100 nm, and more preferably 20 nm or more and 80 nm or less. If the film thickness of the organic film is 10 nm or more, the effect of removing silicon by wet treatment can be sufficiently obtained, and if it is less than 100 nm, side etching during dry etching can be suppressed, which makes it suitable for processing. There is no risk of malfunction.

[有機膜]
本発明の有機膜形成用組成物により、有機膜を形成することができる。本発明の有機膜形成用組成物を用いて有機膜を形成する方法としては、上記の本発明の有機膜形成用組成物をスピンコート法等で被加工基板上にコーティングする方法が挙げられる。スピンコート後、溶媒を蒸発させ、レジスト上層膜やレジスト中間層膜とのミキシング防止のため、架橋反応を促進させるためにベークを行う。ベークは100℃以上、400℃以下の範囲内で行い、10〜600秒、好ましくは10〜300秒の範囲内で行う。ベーク温度は、より好ましくは150℃以上350℃以下である。
[Organic film]
An organic film can be formed by the composition for forming an organic film of the present invention. Examples of the method for forming an organic film using the composition for forming an organic film of the present invention include a method of coating the above-mentioned composition for forming an organic film of the present invention on a substrate to be processed by a spin coating method or the like. After spin coating, the solvent is evaporated and baking is performed to promote the cross-linking reaction in order to prevent mixing with the resist upper layer film and the resist intermediate layer film. Baking is carried out within the range of 100 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and is carried out within the range of 10 to 600 seconds, preferably 10 to 300 seconds. The bake temperature is more preferably 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.

上記したように、本発明の有機膜形成用組成物により形成された有機膜は、ケイ素含有レジスト中間膜の直下、かつ、有機レジスト下層膜の直上に好適に導入することができる。 As described above, the organic film formed by the composition for forming an organic film of the present invention can be suitably introduced directly below the silicon-containing resist intermediate film and directly above the organic resist underlayer film.

このようなケイ素含有レジスト中間膜としては、アンモニア過水に可溶であり、アンモニア過水で溶解又は剥離可能なものが好ましい。例えば、特開2010−085912号公報(米国特許出願公開第2010/0086870(A1)号明細書)、特開2010−085893号公報(米国特許出願公開第2010/0086872(A1)号明細書)、特開2015−028145号公報(米国特許出願公開第2015/0004791(A1)号明細書)、国際公開第2010/068336号(米国特許出願公開第2011/0233489(A1)号明細書)、特開2016−074772号公報(米国特許出願公開第2016/0096977(A1)号明細書)、特開2016−074774号公報(米国特許出願公開第2016/0096978(A1)号明細書)に記載のケイ素含有レジスト下層膜を、本発明におけるケイ素含有レジスト中間膜として用いることが好ましい。これらの中でも、ホウ素及びリンのいずれかもしくは両方を含むものはアンモニア過水での湿式除去性に優れるため、特に好ましい。 As such a silicon-containing resist interlayer film, one that is soluble in ammonia hydrogen peroxide and can be dissolved or peeled off by ammonia hydrogen peroxide is preferable. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-085912 (US Patent Application Publication No. 2010/088687 (A1)), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-085893 (US Patent Application Publication No. 2010/0086872 (A1)), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-028145 (US Patent Application Publication No. 2015/0004791 (A1)), International Publication No. 2010/068336 (US Patent Application Publication No. 2011/02333489 (A1)), JP-A. The silicon content described in Japanese Patent Application Publication No. 2016/074772 (US Patent Application Publication No. 2016/0996977 (A1)) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-074774 (US Patent Application Publication No. 2016/0996978 (A1)). It is preferable to use the resist underlayer film as the silicon-containing resist intermediate film in the present invention. Among these, those containing either or both of boron and phosphorus are particularly preferable because they are excellent in wet removal property with aqueous ammonia.

また、本発明で適用できる有機レジスト下層膜としては、アンモニア過水に対して耐性のあるもの(即ち、アンモニア過水に難溶であるもの)が好ましい。例えば、特開2004−205685号公報(米国特許第7,427,464(B2)号明細書)、特開2010−122656号公報(米国特許出願公開第2010/0099044(A1)号明細書及び米国特許出願公開第2013/0184404(A1)号明細書)、特開2012−214720号公報(米国特許出願公開第2012/0252218(A1)号明細書)、特開2016−094612号公報(米国特許出願公開第2013/0337649(A1)号明細書)にて開示されている有機レジスト下層膜を使用することができる。 Further, as the organic resist underlayer film applicable in the present invention, one that is resistant to ammonia hydrogen peroxide (that is, one that is sparingly soluble in ammonia hydrogen peroxide) is preferable. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-205685 (US Patent No. 7,427,464 (B2)), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-122656 (US Patent Application Publication No. 2010/090944 (A1)) and the United States. Japanese Patent Application Publication No. 2013/01/84404 (A1)), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-214720 (US Patent Application Publication No. 2012/0252218 (A1)), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-094612 (US Patent Application) The organic resist underlayer film disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013/0337649 (A1)) can be used.

上記の有機レジスト下層膜は、スピンコート法等で有機レジスト下層膜組成物を被加工基板上にコーティングすることで形成される。スピンコート法等を用いることで、良好な埋め込み特性を得ることができる。スピンコート後、溶媒を蒸発し、レジスト上層膜やレジスト中間膜とのミキシング防止のため、架橋反応を促進させるためにベークを行う。ベークは100℃以上、600℃以下の範囲内で行い、10〜600秒、好ましくは10〜300秒の範囲内で行う。ベーク温度は、より好ましくは200℃以上500℃以下である。デバイスダメージやウエハの変形への影響を考えると、リソグラフィーのウエハプロセスでの加熱温度の上限は、600℃以下とすることが好ましく、より好ましくは500℃以下である。 The organic resist underlayer film is formed by coating an organic resist underlayer film composition on a substrate to be processed by a spin coating method or the like. Good embedding characteristics can be obtained by using a spin coating method or the like. After spin coating, the solvent is evaporated and baking is performed to promote the cross-linking reaction in order to prevent mixing with the resist upper layer film and the resist intermediate film. Baking is carried out within the range of 100 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, and is carried out within the range of 10 to 600 seconds, preferably 10 to 300 seconds. The bake temperature is more preferably 200 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. Considering the influence on device damage and wafer deformation, the upper limit of the heating temperature in the lithographic wafer process is preferably 600 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or lower.

上記のように有機レジスト下層膜を形成する方法においては、被加工基板上に有機レジスト下層膜組成物を、スピンコート法等でコーティングし、この組成物を空気、N、Ar、He等の雰囲気中で焼成して硬化させることにより有機レジスト下層膜を形成することができる。この有機レジスト下層膜組成物を、酸素を含む雰囲気中で焼成することにより、アンモニア過水に対して耐性のある硬化膜を得ることができる。 In the method of forming an organic resist underlayer film as described above, the organic resist underlayer film composition on a substrate to be processed, was coated by spin coating or the like, the composition air, N 2, Ar, and He, etc. An organic resist underlayer film can be formed by firing and curing in an atmosphere. By firing this organic resist underlayer film composition in an atmosphere containing oxygen, a cured film resistant to ammonia hydrogen peroxide can be obtained.

このようにして有機レジスト下層膜を形成することにより、その優れた埋め込み/平坦化特性により、被加工基板の凹凸に係らず平坦な硬化膜を得ることができるため、高さ30nm以上の構造体又は段差を有する基板上に平坦な硬化膜を形成する場合に極めて有用である。 By forming the organic resist underlayer film in this way, a flat cured film can be obtained regardless of the unevenness of the substrate to be processed due to its excellent embedding / flattening property. Therefore, a structure having a height of 30 nm or more. Alternatively, it is extremely useful when forming a flat cured film on a substrate having a step.

なお、この半導体装置製造用・平坦化用の有機レジスト下層膜の厚さは適宜選定されるが、5〜500nm、特に10〜400nmとすることが好ましい。 The thickness of the organic resist underlayer film for manufacturing and flattening the semiconductor device is appropriately selected, but is preferably 5 to 500 nm, particularly preferably 10 to 400 nm.

本発明の有機膜形成用組成物をケイ素含有レジスト中間膜の直下、かつ、有機レジスト下層膜の直上に導入する有機膜の形成に適用し、イオン打込み用遮蔽マスクを形成する際、上記の有機膜及びケイ素含有レジスト中間膜を湿式除去するには、過酸化水素を含有した剥離液が好ましい。このとき、剥離を促進するため、剥離液に酸又はアルカリを加えてpH調整するとさらに好ましい。このようなpH調整剤(酸又はアルカリ)としては、塩酸や硫酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸等の有機酸、アンモニア、エタノールアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム等の窒素を含むアルカリ、EDTA(エチレンジアミン4酢酸)等の窒素を含む有機酸化合物等を例示できる。特にアンモニアが好ましい。即ち、上記剥離液としてはアンモニア過水が好ましい。 When the composition for forming an organic film of the present invention is applied to the formation of an organic film to be introduced directly under a silicon-containing resist intermediate film and directly above an organic resist underlayer film to form a shielding mask for ion implantation, the above-mentioned organic film is formed. In order to wet-remove the membrane and the silicon-containing resist interlayer film, a stripping solution containing hydrogen peroxide is preferable. At this time, in order to promote the peeling, it is more preferable to add an acid or an alkali to the stripping liquid to adjust the pH. Examples of such pH adjusters (acids or alkalis) include inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, organic acids such as acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, citric acid and lactic acid, ammonia, ethanolamine and tetramethylammonium hydroxide. Examples thereof include an alkali containing nitrogen, an organic acid compound containing nitrogen such as EDTA (ethylenediamine tetraacetic acid), and the like. Ammonia is particularly preferable. That is, ammonia peroxide is preferable as the stripping solution.

剥離液としてアンモニア過水を用いる場合、アンモニアと過酸化水素と希釈用脱イオン水の比率としては、脱イオン水100質量部に対して、アンモニアは0.01〜20質量部、好ましくは0.05〜15質量部、より好ましくは0.1〜10質量部であり、過酸化水素は0.01〜20質量部、好ましくは0.05〜15質量部、より好ましくは0.1〜10質量部である。 When ammonia superwater is used as the stripping solution, the ratio of ammonia, hydrogen peroxide, and deionized water for dilution is 0.01 to 20 parts by mass, preferably 0, with respect to 100 parts by mass of deionized water. 05 to 15 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, hydrogen hydrogen is 0.01 to 20 parts by mass, preferably 0.05 to 15 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass. It is a department.

湿式除去は、0℃〜80℃、好ましくは5℃〜70℃の剥離液を用意し、これに処理したい被加工基板が形成されているシリコンウエハを浸漬するだけでよい。さらに必要であれば、表面に剥離液をスプレーしたり、ウエハを回転させながら剥離液を塗布する等、定法の手順により容易にケイ素含有レジスト中間膜、ならびに本発明の有機膜形成用組成物により形成された有機膜を除去することが可能である。 For wet removal, it is only necessary to prepare a stripping solution at 0 ° C. to 80 ° C., preferably 5 ° C. to 70 ° C., and immerse the silicon wafer on which the substrate to be processed is formed. Further, if necessary, the silicon-containing resist interlayer film and the composition for forming an organic film of the present invention can be easily applied by a conventional procedure such as spraying a release liquid on the surface or applying the release liquid while rotating the wafer. It is possible to remove the formed organic film.

特に、本発明の有機膜形成用組成物は、基板上にスピンコートし、次いで加熱することにより、29%アンモニア水/35%過酸化水素水/水=1/1/8で混合した65℃の溶液による処理によって、5nm/分以上の溶解速度を有する有機膜を与えるものであることが好ましい。 In particular, the composition for forming an organic film of the present invention was spin-coated on a substrate and then heated to mix at 65 ° C. with 29% aqueous ammonia / 35% aqueous hydrogen peroxide / water = 1/1/8. It is preferable that an organic film having a dissolution rate of 5 nm / min or more is provided by treatment with the solution of.

なお、アンモニア過水の処理の後、有機レジスト下層膜の表面に残るケイ素を定量してケイ素分の除去程度を確認することが好ましい。例えば、特開2016−177262号公報(米国特許出願公開第2016/0276152(A1)号明細書)に記載されている方法により分析が可能である。 After the treatment with ammonia peroxide, it is preferable to quantify the silicon remaining on the surface of the organic resist underlayer film and confirm the degree of removal of the silicon content. For example, the analysis can be performed by the method described in JP-A-2016-177262 (US Patent Application Publication No. 2016/0276152 (A1)).

以上のように、本発明の有機膜形成用組成物であれば、半導体装置基板やパターニング工程で必要な有機レジスト下層膜に対してダメージを与えない剥離液、例えば半導体製造プロセスで一般的に使用されているSC1と呼ばれるアンモニア過水を用い、ドライエッチングで変性したケイ素分残渣と共に容易に湿式除去可能な有機膜を形成できる有機膜形成用組成物となる。また、本発明の有機膜形成用組成物を有機レジスト下層膜とケイ素含有レジスト中間膜の間に適用することにより、イオン打込み用遮蔽マスク形成時に、ケイ素分がパターン上に残留していないイオン打込みマスクを形成することが可能となる。これにより、3次元トランジスタの製造工程における歩留まり低下を防止することが可能になり、より高性能の半導体装置を経済的に製造することが可能となる。 As described above, the composition for forming an organic film of the present invention is generally used in a stripping solution that does not damage the semiconductor device substrate or the organic resist underlayer film required in the patterning process, for example, in a semiconductor manufacturing process. A composition for forming an organic film capable of forming an organic film that can be easily wet-removed together with a silicon residue modified by dry etching using an aqueous ammonia called SC1. Further, by applying the composition for forming an organic film of the present invention between the organic resist underlayer film and the silicon-containing resist intermediate film, ion implantation in which silicon content does not remain on the pattern when forming a shielding mask for ion implantation is formed. It becomes possible to form a mask. As a result, it becomes possible to prevent a decrease in yield in the manufacturing process of the three-dimensional transistor, and it becomes possible to economically manufacture a higher-performance semiconductor device.

以下、合成例、実施例、及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの記載によって限定されるものではない。なお、下記例において、%は質量%を示し、分子量測定はGPCによって行った。GPC測定において、検出はRIで行い、溶離溶剤はテトラヒドロフランとして、ポリスチレン換算の分子量を求めた。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these descriptions. In the following example,% represents mass%, and the molecular weight measurement was performed by GPC. In the GPC measurement, the detection was performed by RI, the elution solvent was tetrahydrofuran, and the molecular weight in terms of polystyrene was determined.

[高分子化合物の合成]
[合成例(A1)]
500mlの3口フラスコにレゾルシノール40.00g(0.36mol)、p−トルエンスルホン酸一水和物の20質量%PGME溶液10.00g、及び2−メトキシ−1−プロパノール72.00gを採り、攪拌しながら80℃まで加熱した。そこへ37%ホルマリン23.59g(ホルムアルデヒド0.29mol)を加え、11時間攪拌した。反応液に超純水160gと酢酸エチル200gを加えて分液ロートに移し、酸触媒と金属不純物を除去するために超純水150gで10回洗浄した。得られた有機層を76gまで減圧濃縮した後、酢酸エチルを加えて150gの溶液とし、n−ヘキサン217gを加えた。n−ヘキサン層が上層、高濃度ポリマー溶液が下層となって分離し、この上層を除いた。同様の操作を2度繰り返し、得られたポリマー溶液を濃縮、さらに80℃で13時間減圧乾燥して高分子化合物A1を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=800、Mw/Mn=1.3であった。この高分子化合物A1は、一般式(4)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis of polymer compounds]
[Synthesis example (A1)]
Take 40.00 g (0.36 mol) of resorcinol, 10.00 g of a 20 mass% PGME solution of p-toluenesulfonic acid monohydrate, and 72.00 g of 2-methoxy-1-propanol in a 500 ml three-necked flask and stir. While heating to 80 ° C. 23.59 g of 37% formalin (0.29 mol of formaldehyde) was added thereto, and the mixture was stirred for 11 hours. 160 g of ultrapure water and 200 g of ethyl acetate were added to the reaction solution, transferred to a liquid separation funnel, and washed 10 times with 150 g of ultrapure water to remove the acid catalyst and metal impurities. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to 76 g, ethyl acetate was added to make a 150 g solution, and 217 g of n-hexane was added. The n-hexane layer became the upper layer and the high-concentration polymer solution became the lower layer, and the upper layer was removed. The same operation was repeated twice, the obtained polymer solution was concentrated, and the mixture was further dried under reduced pressure at 80 ° C. for 13 hours to obtain the polymer compound A1. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 800 and Mw / Mn = 1.3. This polymer compound A1 has a repeating unit represented by the general formula (4).

[合成例(A2)]
1,000mlの3口フラスコに1,5−ジヒドロキシナフタレン80.1g(0.50mol)、37%ホルマリン溶液26.4g(0.24mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール250gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、20%パラトルエンスルホン酸2−メトキシ−1−プロパノール溶液18gをゆっくり加え、液温110℃で12時間撹拌した。室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン500gを加え、有機層を純水200gで5回洗浄後、有機層を減圧乾固した。残渣にTHF300mLを加え、ヘキサン2,000mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A2を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=3,000、Mw/Mn=2.7であった。この高分子化合物A2は、一般式(4)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A2)]
In a 1,000 ml three-necked flask, 80.1 g (0.50 mol) of 1,5-dihydroxynaphthalene, 26.4 g (0.24 mol) of a 37% formalin solution, and 250 g of 2-methoxy-1-propanol were placed in a nitrogen atmosphere. After making a uniform solution at a liquid temperature of 80 ° C., 18 g of a 20% 2-methoxy-1-propanol solution of paratoluenesulfonic acid was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 12 hours. After cooling to room temperature, 500 g of methyl isobutyl ketone was added, the organic layer was washed 5 times with 200 g of pure water, and the organic layer was dried under reduced pressure. 300 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 2,000 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A2. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 3,000 and Mw / Mn = 2.7. This polymer compound A2 has a repeating unit represented by the general formula (4).

[合成例(A3)]
2,000mlの3口フラスコに1,5−ジヒドロキシナフタレン80.1g(0.50mol)、3,4−ジ−t−ブトキシベンズアルデヒド100.1g(0.40mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール600gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、25%水酸化ナトリウム水溶液6.4gをゆっくり加え、液温110℃で24時間撹拌した。室温まで冷却後、酢酸エチル1,500gを加え、有機層を3%硝酸水溶液300gで洗浄後、さらに純水300gで5回洗浄を行い減圧乾固した。残渣にTHF400mLを加え、ヘキサン3,000mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A3を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=2,900、Mw/Mn=2.9であった。この高分子化合物A3は、一般式(1)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A3)]
80.1 g (0.50 mol) of 1,5-dihydroxynaphthalene, 100.1 g (0.40 mol) of 3,4-di-t-butoxybenzaldehyde, and 2-methoxy-1-propanol in a 2,000 ml three-necked flask. After 600 g was prepared as a uniform solution at a liquid temperature of 80 ° C. under a nitrogen atmosphere, 6.4 g of a 25% sodium hydroxide aqueous solution was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 1,500 g of ethyl acetate was added, and the organic layer was washed with 300 g of a 3% aqueous nitric acid solution, further washed with 300 g of pure water 5 times, and dried under reduced pressure. 400 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 3,000 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A3. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 2,900 and Mw / Mn = 2.9. This polymer compound A3 has a repeating unit represented by the general formula (1).

[合成例(A4)]
1,000mLのフラスコに1,5−ジヒドロキシナフタレン80g(0.50mol)、4−ヒドロキシベンズアルデヒド36.6g(0.30mol)、及びメチルセロソルブ145gを加え、70℃で撹拌しながらp−トルエンスルホン酸の20質量%メチルセロソルブ溶液20gを添加した。温度を85℃に上げ6時間撹拌後、室温に冷却し、酢酸エチル800mLで希釈した。分液ロートに移し変え、脱イオン水200mLで洗浄を繰り返し、反応触媒と金属不純物を除去した。得られた溶液を減圧濃縮した後、残渣に酢酸エチル600mLを加え、ヘキサン2,400mLでポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ別、回収後、減圧乾燥して高分子化合物A4を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=3,800、Mw/Mn=2.4であった。この高分子化合物A4は、一般式(1)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A4)]
To a 1,000 mL flask, add 80 g (0.50 mol) of 1,5-dihydroxynaphthalene, 36.6 g (0.30 mol) of 4-hydroxybenzaldehyde, and 145 g of methyl cellosolve, and p-toluenesulfonic acid with stirring at 70 ° C. 20 g of a 20 mass% methylcellosolve solution was added. The temperature was raised to 85 ° C., the mixture was stirred for 6 hours, cooled to room temperature, and diluted with 800 mL of ethyl acetate. The mixture was transferred to a separating funnel and washed repeatedly with 200 mL of deionized water to remove the reaction catalyst and metal impurities. After concentrating the obtained solution under reduced pressure, 600 mL of ethyl acetate was added to the residue, and the polymer was precipitated with 2,400 mL of hexane. The precipitated polymer was filtered off, recovered, and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A4. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 3,800 and Mw / Mn = 2.4. This polymer compound A4 has a repeating unit represented by the general formula (1).

[合成例(A5)]
2,000mlの3口フラスコに2,7−ジヒドロキシナフタレン80.1g(0.50mol)、テレフタルアルデヒド酸=t−ブチル100.1g(0.40mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール600gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、25%水酸化ナトリウム水溶液6.4gをゆっくり加え、液温110℃で24時間撹拌した。室温まで冷却後、酢酸エチル1,500gを加え、有機層を3%硝酸水溶液300gで洗浄後、さらに純水300gで5回洗浄を行い減圧乾固した。残渣にTHF400mLを加え、ヘキサン3,000mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A5を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=2,900、Mw/Mn=2.9であった。この高分子化合物A5は、一般式(2)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A5)]
Nitrogen 2,7-dihydroxynaphthalene 80.1 g (0.50 mol), terephthalaldehyde acid = t-butyl 100.1 g (0.40 mol), and 2-methoxy-1-propanol 600 g in a 2,000 ml three-necked flask. After making a uniform solution at a liquid temperature of 80 ° C. under an atmosphere, 6.4 g of a 25% sodium hydroxide aqueous solution was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 1,500 g of ethyl acetate was added, and the organic layer was washed with 300 g of a 3% aqueous nitric acid solution, further washed with 300 g of pure water 5 times, and dried under reduced pressure. 400 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 3,000 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A5. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 2,900 and Mw / Mn = 2.9. This polymer compound A5 has a repeating unit represented by the general formula (2).

[合成例(A6)]
2,000mlの3口フラスコに6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸94.4g(0.50mol)、テレフタルアルデヒド酸=t−ブチル100.1g(0.40mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール600gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、25%水酸化ナトリウム水溶液6.4gをゆっくり加え、液温110℃で24時間撹拌した。室温まで冷却後、酢酸エチル1,500gを加え、有機層を3%硝酸水溶液300gで洗浄後、さらに純水300gで5回洗浄を行い減圧乾固した。残渣にTHF400mLを加え、ヘキサン3,000mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A6を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=3,500、Mw/Mn=2.8であった。この高分子化合物A6は、一般式(2)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A6)]
94.4 g (0.50 mol) of 6-hydroxy-2-naphthoic acid, 100.1 g (0.40 mol) of terephthalaldehyde acid = t-butyl, and 600 g of 2-methoxy-1-propanol in a 2,000 ml three-necked flask. Was made into a uniform solution at a liquid temperature of 80 ° C. under a nitrogen atmosphere, 6.4 g of a 25% aqueous sodium hydroxide solution was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 1,500 g of ethyl acetate was added, and the organic layer was washed with 300 g of a 3% aqueous nitric acid solution, further washed with 300 g of pure water 5 times, and dried under reduced pressure. 400 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 3,000 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A6. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 3,500 and Mw / Mn = 2.8. This polymer compound A6 has a repeating unit represented by the general formula (2).

[合成例(A7)]
2,000mlの3口フラスコに1,5−ジヒドロキシナフタレン80.1g(0.50mol)、テレフタルアルデヒド酸60.1g(0.40mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール600gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、25%水酸化ナトリウム水溶液6.4gをゆっくり加え、液温110℃で24時間撹拌した。室温まで冷却後、酢酸エチル1,500gを加え、有機層を3%硝酸水溶液300gで洗浄後、さらに純水300gで5回洗浄を行い減圧乾固した。残渣にTHF400mLを加え、ヘキサン3,000mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A7を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=2,200、Mw/Mn=2.9であった。この高分子化合物A7は、一般式(2)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A7)]
Liquid 1,5-dihydroxynaphthalene 80.1 g (0.50 mol), terephthalaldehyde acid 60.1 g (0.40 mol), and 2-methoxy-1-propanol 600 g in a 2,000 ml three-necked flask under a nitrogen atmosphere. After making a uniform solution at a temperature of 80 ° C., 6.4 g of a 25% aqueous sodium hydroxide solution was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 1,500 g of ethyl acetate was added, and the organic layer was washed with 300 g of a 3% aqueous nitric acid solution, further washed with 300 g of pure water 5 times, and dried under reduced pressure. 400 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 3,000 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A7. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 2,200 and Mw / Mn = 2.9. This polymer compound A7 has a repeating unit represented by the general formula (2).

[合成例(A8)]
200mlの3口フラスコに6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸9.4g(0.05mol)、テレフタルアルデヒド酸5.3g(0.05mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール60gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、25%水酸化ナトリウム水溶液0.6gをゆっくり加え、液温110℃で24時間撹拌した。室温まで冷却後、酢酸エチル150gを加え、有機層を3%硝酸水溶液30gで洗浄後、さらに純水30gで5回洗浄を行い減圧乾固した。残渣にTHF40mLを加え、ヘキサン300mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A8を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=2,000、Mw/Mn=2.6であった。この高分子化合物A8は、一般式(2)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A8)]
A solution containing 9.4 g (0.05 mol) of 6-hydroxy-2-naphthoic acid, 5.3 g (0.05 mol) of terephthalaldehyde acid, and 60 g of 2-methoxy-1-propanol in a 200 ml three-necked flask under a nitrogen atmosphere. After making a uniform solution at a temperature of 80 ° C., 0.6 g of a 25% aqueous sodium hydroxide solution was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 150 g of ethyl acetate was added, and the organic layer was washed with 30 g of a 3% aqueous nitric acid solution, further washed with 30 g of pure water 5 times, and dried under reduced pressure. 40 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 300 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A8. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 2,000 and Mw / Mn = 2.6. This polymer compound A8 has a repeating unit represented by the general formula (2).

[合成例(A9)]
2,000mlの3口フラスコにo−クレゾール54.1g(0.50mol)、3,4−ビス(t−ブトキシカルボニルメトキシ)ベンズアルデヒド140.2g(0.40mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール600gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、25%水酸化ナトリウム水溶液6.4gをゆっくり加え、液温110℃で24時間撹拌した。室温まで冷却後、酢酸エチル1,500gを加え、有機層を3%硝酸水溶液300gで洗浄後、さらに純水300gで5回洗浄を行い減圧乾固した。残渣にTHF400mLを加え、ヘキサン3,000mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A9を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=3,200、Mw/Mn=3.0であった。この高分子化合物A9は、一般式(3)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A9)]
54.1 g (0.50 mol) of o-cresol, 140.2 g (0.40 mol) of 3,4-bis (t-butoxycarbonylmethoxy) benzaldehyde, and 2-methoxy-1-propanol in a 2,000 ml three-necked flask. After 600 g was prepared as a uniform solution at a liquid temperature of 80 ° C. under a nitrogen atmosphere, 6.4 g of a 25% sodium hydroxide aqueous solution was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 1,500 g of ethyl acetate was added, and the organic layer was washed with 300 g of a 3% aqueous nitric acid solution, further washed with 300 g of pure water 5 times, and dried under reduced pressure. 400 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 3,000 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A9. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 3,200 and Mw / Mn = 3.0. This polymer compound A9 has a repeating unit represented by the general formula (3).

[合成例(A10)]
2,000mlの3口フラスコに1,6−ジヒドロキシナフタレン80.1g(0.50mol)、4−t−ブトキシカルボニルメトキシベンズアルデヒド94.5g(0.40mol)、及び2−メトキシ−1−プロパノール600gを窒素雰囲気下、液温80℃で均一溶液とした後、25%水酸化ナトリウム水溶液6.4gをゆっくり加え、液温110℃で24時間撹拌した。室温まで冷却後、酢酸エチル1,500gを加え、有機層を3%硝酸水溶液300gで洗浄後、さらに純水300gで5回洗浄を行い減圧乾固した。残渣にTHF400mLを加え、ヘキサン3,000mLでポリマーを再沈させた。沈降したポリマーをろ過で分別し減圧乾燥して高分子化合物A10を得た。GPCにより重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求めたところ、Mw=2,700、Mw/Mn=2.7であった。この高分子化合物A10は、一般式(3)で示される繰り返し単位を有するものである。
[Synthesis example (A10)]
80.1 g (0.50 mol) of 1,6-dihydroxynaphthalene, 94.5 g (0.40 mol) of 4-t-butoxycarbonylmethoxybenzaldehyde, and 600 g of 2-methoxy-1-propanol were placed in a 2,000 ml three-necked flask. After making a uniform solution at a liquid temperature of 80 ° C. under a nitrogen atmosphere, 6.4 g of a 25% sodium hydroxide aqueous solution was slowly added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 110 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 1,500 g of ethyl acetate was added, and the organic layer was washed with 300 g of a 3% aqueous nitric acid solution, further washed with 300 g of pure water 5 times, and dried under reduced pressure. 400 mL of THF was added to the residue and the polymer was reprecipitated with 3,000 mL of hexane. The precipitated polymer was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polymer compound A10. When the weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, they were Mw = 2,700 and Mw / Mn = 2.7. This polymer compound A10 has a repeating unit represented by the general formula (3).

[実施例及び比較例]
上記の高分子化合物A1〜A10、添加剤として架橋剤XL1〜3、熱酸発生剤AG1、界面活性剤としてFC−4430(住友スリーエム(株)製)0.1質量%を含む有機溶媒を表1に示す割合で混合し、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによって有機膜形成用組成物(Sol.1〜22)をそれぞれ調製した。なお、Sol.1〜10、15〜16、20〜22が本発明の有機膜形成用組成物であり、Sol.11〜14、17〜19は比較用の有機膜形成用組成物である。また、調製した有機膜形成用組成物中、プロピレングリコールエステル、ケトン、及びラクトンから選ばれる1種以上の合計が全有機溶媒を占める量を表1に併せて示す。
[Examples and Comparative Examples]
Tables show organic solvents containing the above polymer compounds A1 to A10, cross-linking agents XL1 to 3 as additives, thermal acid generator AG1, and FC-4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) as a surfactant in an amount of 0.1% by mass. Compositions for forming an organic film (Sol.1 to 22) were prepared by mixing at the ratio shown in 1 and filtering through a filter made of a fluororesin of 0.1 μm. In addition, Sol. 1 to 10, 15 to 16, 20 to 22 are the compositions for forming an organic film of the present invention, and Sol. 11 to 14 and 17 to 19 are compositions for forming an organic film for comparison. Table 1 also shows the amount of the total of one or more selected from propylene glycol ester, ketone, and lactone in the prepared composition for forming an organic film, which occupies the total organic solvent.

Figure 0006951297
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以下に、熱酸発生剤AG1、架橋剤XL1〜3を示す。

Figure 0006951297
The thermal acid generator AG1 and the cross-linking agents XL1 to XL3 are shown below.
Figure 0006951297

また、表1中の有機溶媒は以下を意味する。
PGMEA:プロピレングリコ−ルメチルエーテルアセテート
Cyho:シクロヘキサノン
PGEE:プロピレングリコールエチルエーテル
GBL:γ−ブチロラクトン
4M2P:4−メチル−2−ペンタノール
The organic solvent in Table 1 means the following.
PGMEA: Propylene Glycol Methyl Ether Acetate Cyho: Cyclohexanone PGEE: Propylene Glycol Ethyl Ether GBL: γ-Butyrolactone 4M2P: 4-Methyl-2-pentanol

[溶剤耐性評価:実施例1−1〜15、比較例1−1〜7]
本発明の有機膜形成用組成物により形成される有機膜は、直上にケイ素含有レジスト中間膜がスピンコートされることから、形成される有機膜がインターミキシングが起こらない有機膜であるかを調べるために有機溶剤への耐性を評価した。上記の有機膜形成用組成物(Sol.1〜22)をそれぞれシリコン基板上に塗布し、285℃で60秒間焼成して有機膜を形成して膜厚T1を測定した。得られた有機膜上にPGMEA/PGME=30/70(質量比)をスピンコートした後、100℃で30秒間加熱処理して膜厚T2を測定した。これらの測定結果から、T1−T2で示される膜厚減を算出した。結果を表2に示す。
[Solvent resistance evaluation: Examples 1-1 to 15, Comparative Examples 1-1 to 7]
Since the silicon-containing resist intermediate film is spin-coated directly above the organic film formed by the composition for forming an organic film of the present invention, it is investigated whether the formed organic film is an organic film in which intermixing does not occur. Therefore, the resistance to organic solvents was evaluated. The above organic film forming compositions (Sol. 1 to 22) were each applied onto a silicon substrate and fired at 285 ° C. for 60 seconds to form an organic film, and the film thickness T1 was measured. PGMEA / PGME = 30/70 (mass ratio) was spin-coated on the obtained organic film, and then heat-treated at 100 ° C. for 30 seconds to measure the film thickness T2. From these measurement results, the film thickness reduction indicated by T1-T2 was calculated. The results are shown in Table 2.

Figure 0006951297
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表2の実施例1−1〜15に示されるように、Sol.1〜10、15〜16、20〜22から形成される有機膜は十分な有機溶剤耐性を有する。従って、これらの有機膜の直上にケイ素含有レジスト中間膜をスピンコートしても、インターミキシングすることなく積層膜を形成できることが明らかとなった。 As shown in Examples 1-1 to 15 of Table 2, Sol. The organic film formed from 1 to 10, 15 to 16 and 20 to 22 has sufficient organic solvent resistance. Therefore, it was clarified that even if a silicon-containing resist intermediate film is spin-coated directly above these organic films, a laminated film can be formed without intermixing.

[有機レジスト下層膜上の成膜性評価:実施例2−1〜15、比較例2−1〜7]
本発明の有機膜形成用組成物により形成される有機膜は有機レジスト下層膜上に積層されることから、有機レジスト下層膜上での成膜性を確認した。シリコンウエハ上に、有機レジスト下層膜として信越化学工業(株)製スピンオンカーボン膜ODL−102を塗布し、膜厚200nmの有機レジスト下層膜を形成した。この上に有機膜形成用組成物(Sol.1〜22)を塗布し、285℃で60秒間焼成して有機膜を形成し、有機膜の成膜状態を確認した。結果を表3に示す。
[Evaluation of film formation property on organic resist underlayer film: Examples 2-1 to 15, Comparative Examples 2-1 to 7]
Since the organic film formed by the composition for forming an organic film of the present invention is laminated on the organic resist underlayer film, the film forming property on the organic resist underlayer film was confirmed. A spin-on carbon film ODL-102 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was applied as an organic resist underlayer film on a silicon wafer to form an organic resist underlayer film having a film thickness of 200 nm. The composition for forming an organic film (Sol. 1 to 22) was applied onto this and fired at 285 ° C. for 60 seconds to form an organic film, and the film formation state of the organic film was confirmed. The results are shown in Table 3.

Figure 0006951297
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表3の実施例2−1〜15に示される通り、Sol.1〜10、15〜16、20〜22はスピンコートによって有機レジスト下層膜上に成膜不良なく膜形成することができた。一方で、比較例2−1〜7に示されるように、アルコール系有機溶媒を70wt%以上含むSol.11〜14、17〜19は有機レジスト下層膜上ではじきを生じ、膜を積層することができなかった。 As shown in Examples 2-1 to 15 in Table 3, Sol. 1-10, 15-16, 20-22 could be formed on the organic resist underlayer film by spin coating without any film formation defect. On the other hand, as shown in Comparative Examples 2-1 to 7, Sol. In 11-14 and 17-19, repelling occurred on the organic resist underlayer film, and the film could not be laminated.

[有機膜のアンモニア過水による湿式除去性:実施例3−1〜12]
上記の有機膜形成用組成物(Sol.1〜10、15〜16)をそれぞれシリコン基板上に塗布し、285℃で60秒間焼成して25nmになるように有機膜を形成して膜厚T1を測定した。この膜を29%アンモニア水/35%過酸化水素水/水=1/1/8で混合し65℃に保ったアンモニア過水中に5分間浸漬し、純水で洗浄した後に100℃で60秒間加熱乾燥させ、膜厚T3を測定した。また、このときの膜除去速度を求めた。これらの結果を表4に示す。
[Wet removal property of organic membrane by ammonia hydrogen peroxide: Examples 3-1 to 12]
The above composition for forming an organic film (Sol. 1-10, 15-16) is applied onto a silicon substrate, respectively, and fired at 285 ° C. for 60 seconds to form an organic film so as to have a film thickness of T1. Was measured. This film was mixed with 29% ammonia water / 35% hydrogen peroxide water / water = 1/1/8, immersed in ammonia superwater kept at 65 ° C. for 5 minutes, washed with pure water, and then washed at 100 ° C. for 60 seconds. It was dried by heating and the film thickness T3 was measured. In addition, the film removal rate at this time was determined. These results are shown in Table 4.

Figure 0006951297
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表4に示される通り、Sol.1〜10、15〜16から形成される有機膜は、アンモニア過水にて5nm/分以上の速度で除去可能であることが分かった。 As shown in Table 4, Sol. It was found that the organic film formed from 1 to 10 and 15 to 16 can be removed with aqueous ammonia at a rate of 5 nm / min or more.

[有機レジスト下層膜アッシング後の残渣評価:実施例4−1〜15、比較例4−1]
シリコンウエハ上に、有機レジスト下層膜として信越化学工業(株)製スピンオンカーボン膜ODL−102を膜厚200nmで形成した。その上に本発明の有機膜形成用組成物(Sol.1〜10、15〜16、20〜22)をそれぞれ塗布し、285℃で60秒間加熱して有機膜を積層した。一方、比較例4−1では、有機膜を導入しなかった。
[Residual evaluation after ashing of organic resist underlayer film: Examples 4-1 to 15, Comparative Example 4-1]
A spin-on carbon film ODL-102 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was formed on a silicon wafer as an organic resist underlayer film with a film thickness of 200 nm. The composition for forming an organic film (Sol. 1-10, 15-16, 20-22) of the present invention was applied thereto, and the mixture was heated at 285 ° C. for 60 seconds to laminate the organic film. On the other hand, in Comparative Example 4-1 no organic film was introduced.

次に、下記の表5に示すケイ素含有レジスト中間膜形成用組成物(SiARC−1)を塗布し、220℃で60秒間加熱して膜厚35nmのケイ素含有レジスト中間膜を積層した。その上に下記の表6に示すポジ型現像用ArFレジスト溶液(PR−1)を塗布し、110℃で60秒間加熱して膜厚100nmのフォトレジスト膜を形成した。さらに、このフォトレジスト膜上に下記の表7に示す液浸保護膜組成物(TC−1)を塗布し、90℃で60秒間加熱して膜厚50nmの保護膜を形成した。 Next, the composition for forming a silicon-containing resist interlayer film (SiARC-1) shown in Table 5 below was applied and heated at 220 ° C. for 60 seconds to laminate a silicon-containing resist interlayer film having a film thickness of 35 nm. An ArF resist solution for positive development (PR-1) shown in Table 6 below was applied thereto and heated at 110 ° C. for 60 seconds to form a photoresist film having a film thickness of 100 nm. Further, the immersion protective film composition (TC-1) shown in Table 7 below was applied onto the photoresist film and heated at 90 ° C. for 60 seconds to form a protective film having a film thickness of 50 nm.

続いて、これらのウエハをArF液浸露光装置((株)ニコン製NSR−S610C、NA1.30、σ0.98/0.65、35度ダイポール偏光照明、6%ハーフトーン位相シフトマスク)で露光し、100℃で60秒間ベーク(PEB)し、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で30秒間現像し、160nm1:1のポジ型のラインアンドスペースパターンを得た。このようにして得られたウエハに対し、(株)日立製作所製電子顕微鏡(S−4800)でパターンの断面形状を、また、(株)日立ハイテクノロジーズ製電子顕微鏡(CG4000)でパターンの倒れを観察した。 Subsequently, these wafers are exposed with an ArF immersion exposure apparatus (NSR-S610C, NA1.30, σ0.98 / 0.65, 35 degree dipole polarized illumination, 6% halftone phase shift mask manufactured by Nikon Corporation). Then, it was baked (PEB) at 100 ° C. for 60 seconds and developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution for 30 seconds to obtain a positive line-and-space pattern of 160 nm 1: 1. For the wafer obtained in this way, the cross-sectional shape of the pattern was obtained with an electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi, Ltd., and the pattern collapsed with an electron microscope (CG4000) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. Observed.

フォトレジストパターンが得られたこれらのウエハに対し、東京エレクトロン製エッチング装置Teliusを用いて、表8、表9に示す処理条件でドライエッチングを行い、それぞれケイ素含有レジスト中間膜と有機レジスト下層膜を加工した。また、得られたウエハにおいて、(株)日立製作所製電子顕微鏡(S−9380)でパターンの断面形状を観察した。 These wafers from which the photoresist pattern was obtained were dry-etched using the etching apparatus Telius manufactured by Tokyo Electron under the processing conditions shown in Tables 8 and 9, respectively, to form a silicon-containing resist interlayer film and an organic resist underlayer film, respectively. processed. Further, in the obtained wafer, the cross-sectional shape of the pattern was observed with an electron microscope (S-9380) manufactured by Hitachi, Ltd.

次に、有機レジスト下層膜加工後に残存したケイ素含有レジスト中間膜を湿式除去するため、上記ウエハを29%アンモニア水/35%過酸化水素水/水=1/1/8で混合して65℃に保ったアンモニア過水で5分間処理した。処理後に純水で洗浄し、100℃で60秒間加熱乾燥させた。また、アンモニア過水処理でケイ素分を除去できているか確認するため、有機レジスト下層膜表面をサーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製のK−ALPHAでXPS分析し、有機レジスト下層膜上のケイ素を定量した。 Next, in order to wet-remove the silicon-containing resist interlayer film remaining after the organic resist underlayer film processing, the wafer was mixed with 29% ammonia water / 35% hydrogen peroxide solution / water = 1/1/8 and 65 ° C. It was treated with ammonia peroxide kept in 1 for 5 minutes. After the treatment, it was washed with pure water and dried by heating at 100 ° C. for 60 seconds. In addition, in order to confirm whether the silicon content can be removed by the ammonia superwater treatment, the surface of the organic resist underlayer film is analyzed by XPS with K-ALPHA manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., and the silicon on the organic resist underlayer film is quantified. bottom.

以上の工程で得られた有機レジスト下層膜パターンを、東京エレクトロン製エッチング装置Teliusを用いて表10に示す処理条件で処理し、残存した有機レジスト下層膜をアッシング除去した。アッシング処理後のウエハを(株)日立ハイテクノロジーズ製電子顕微鏡(CG4000)で観察し、残渣の有無を確認した。結果を表11に示す。 The organic resist underlayer film pattern obtained in the above steps was treated with an etching apparatus Telius manufactured by Tokyo Electron under the treatment conditions shown in Table 10, and the remaining organic resist underlayer film was ashed and removed. The wafer after the ashing treatment was observed with an electron microscope (CG4000) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and the presence or absence of residue was confirmed. The results are shown in Table 11.

上記のケイ素含有レジスト中間膜形成用組成物(SiARC−1)の組成を以下の表5に示す。 The composition of the above-mentioned composition for forming a silicon-containing resist interlayer film (SiARC-1) is shown in Table 5 below.

Figure 0006951297
TPSNO:硝酸トリフェニルスルホニウム
Figure 0006951297
TPSNO 3 : Triphenylsulfosphine nitrate

表5に示されるSiARCポリマー1の分子量、及び構造式を以下に示す。
SiARCポリマー1:分子量(Mw)=2,800

Figure 0006951297
The molecular weight and structural formula of SiARC polymer 1 shown in Table 5 are shown below.
SiARC Polymer 1: Molecular Weight (Mw) = 2,800
Figure 0006951297

表5に示されるSiARCポリマー2の分子量、及び構造式を以下に示す。
SiARCポリマー2:分子量(Mw)=2,800

Figure 0006951297
The molecular weight and structural formula of SiARC polymer 2 shown in Table 5 are shown below.
SiARC Polymer 2: Molecular Weight (Mw) = 2,800
Figure 0006951297

上記のポジ型現像用ArFレジスト溶液(PR−1)の組成を以下の表6に示す。

Figure 0006951297
The composition of the above ArF resist solution for positive development (PR-1) is shown in Table 6 below.
Figure 0006951297

表6に示されるArFレジストポリマー1の分子量、分散度、及び構造式を以下に示す。
ArFレジストポリマー1:分子量(Mw)=7,800
分散度(Mw/Mn)=1.78

Figure 0006951297
The molecular weight, dispersity, and structural formula of ArF resist polymer 1 shown in Table 6 are shown below.
ArF resist polymer 1: Molecular weight (Mw) = 7,800
Dispersity (Mw / Mn) = 1.78
Figure 0006951297

表6に示される酸発生剤:PAG1の構造式を以下に示す。

Figure 0006951297
The structural formula of the acid generator shown in Table 6: PAG1 is shown below.
Figure 0006951297

表6に示される塩基:Quencherの構造式を以下に示す。

Figure 0006951297
The structural formulas of the bases: Quencher shown in Table 6 are shown below.
Figure 0006951297

上記のポジ型現像によるパターニング試験に用いる液浸保護膜組成物(TC−1)の組成を以下の表7に示す。

Figure 0006951297
The composition of the immersion protective film composition (TC-1) used in the patterning test by the above positive development is shown in Table 7 below.
Figure 0006951297

上記の表7に示される保護膜ポリマーの分子量、分散度、及び構造式を以下に示す。
保護膜ポリマー:分子量(Mw)=8,800
分散度(Mw/Mn)=1.69

Figure 0006951297
The molecular weight, dispersity, and structural formula of the protective film polymer shown in Table 7 above are shown below.
Protective membrane polymer: Molecular weight (Mw) = 8,800
Dispersity (Mw / Mn) = 1.69
Figure 0006951297

ケイ素含有レジスト中間膜のドライエッチング加工条件を、以下の表8に示す。

Figure 0006951297
The dry etching processing conditions for the silicon-containing resist interlayer film are shown in Table 8 below.
Figure 0006951297

有機レジスト下層膜のドライエッチング加工条件を、以下の表9に示す。

Figure 0006951297
The dry etching processing conditions for the organic resist underlayer film are shown in Table 9 below.
Figure 0006951297

有機レジスト下層膜のアッシング除去条件を、以下の表10に示す。

Figure 0006951297
The ashing removal conditions for the organic resist underlayer film are shown in Table 10 below.
Figure 0006951297

上記の有機レジスト下層膜アッシング後の残渣評価において得られた、フォトレジストパターンの断面形状及びパターンの倒れの観察結果、ドライエッチング加工後のパターン断面形状の観察結果、アンモニア過水処理後の有機レジスト下層膜表面のケイ素残量、そして有機レジスト下層膜パターンをアッシングした後の残渣の有無について、以下の表11に示す。 Observation results of the cross-sectional shape of the photoresist pattern and pattern collapse obtained in the residue evaluation after the above-mentioned organic resist underlayer film ashing, observation results of the pattern cross-sectional shape after dry etching, and organic resist after ammonia superwater treatment. The remaining amount of silicon on the surface of the underlayer film and the presence or absence of the residue after ashing the organic resist underlayer film pattern are shown in Table 11 below.

Figure 0006951297
Figure 0006951297

表11に示される通り、アンモニア過水で除去可能なSol.1〜10、15〜16から形成される有機膜を導入すると、アンモニア過水処理後に有機レジスト下層膜上にケイ素が残らず、有機レジスト下層膜パターンをアッシングした後に残渣が発生しなくなった。また、実施例4−13〜15、比較例4−1にて有機膜の膜厚の影響を確認したところ、実施例4−13に示されるように、有機膜が薄い場合には、アンモニア過水処理後の有機レジスト下層膜表面にケイ素分残渣は見られず、有機レジスト下層膜パターンをアッシングした後に残渣は発生しなかった。また、実施例4−15に示されるように、膜が厚い場合には、ドライエッチング加工時に有機膜部分にサイドエッチングが入ったものの、有機レジスト下層膜パターンをアッシングした後に残渣は発生しなかった。一方で、比較例4−1が示す通り、有機膜が無い場合にはケイ素分残渣の除去効果が得られず、有機レジスト下層膜パターンをアッシングした後に残渣が発生した。 As shown in Table 11, Sol. When the organic film formed from 1 to 10 and 15 to 16 was introduced, silicon did not remain on the organic resist underlayer film after the ammonia superwater treatment, and no residue was generated after ashing the organic resist underlayer film pattern. Further, when the influence of the film thickness of the organic film was confirmed in Examples 4-13 to 15 and Comparative Example 4-1. As shown in Example 4-13, when the organic film was thin, the amount of ammonia was excessive. No silicon residue was found on the surface of the organic resist underlayer film after water treatment, and no residue was generated after ashing the organic resist underlayer film pattern. Further, as shown in Example 4-15, when the film was thick, the organic film portion was side-etched during the dry etching process, but no residue was generated after ashing the organic resist underlayer film pattern. .. On the other hand, as shown in Comparative Example 4-1, in the absence of the organic film, the effect of removing the silicon residue was not obtained, and the residue was generated after ashing the organic resist underlayer film pattern.

以上より、本発明の有機膜形成用組成物であれば、半導体装置基板やパターニング工程で必要な有機レジスト下層膜に対してダメージを与えない剥離液を用い、ドライエッチングで変性したケイ素分残渣と共に容易に湿式除去可能な有機膜を形成できる有機膜形成用組成物となり、3次元トランジスタ形成時のイオン打込み遮蔽マスク用材料として適用することが可能なものとなることが明らかとなった。特に有機膜を10nm以上100nm未満の膜厚で導入することにより、残渣の発生しない加工プロセスをより確実に構築することができることが明らかとなった。これにより、3次元トランジスタの製造工程における歩留まり低下を防止することが可能になり、より高性能の半導体装置を経済的に製造することが可能となる。 From the above, in the composition for forming an organic film of the present invention, a stripping solution that does not damage the semiconductor device substrate or the organic resist underlayer film required in the patterning process is used, together with the silicon residue modified by dry etching. It has been clarified that the composition for forming an organic film capable of forming an organic film that can be easily wet-removed can be applied as a material for an ion-embedded shielding mask at the time of forming a three-dimensional transistor. In particular, it has been clarified that by introducing an organic film with a film thickness of 10 nm or more and less than 100 nm, a processing process in which no residue is generated can be constructed more reliably. As a result, it becomes possible to prevent a decrease in yield in the manufacturing process of the three-dimensional transistor, and it becomes possible to economically manufacture a higher-performance semiconductor device.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and any object having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect and effect is the present invention. Is included in the technical scope of.

Claims (6)

有機膜形成用組成物であって、
該有機膜形成用組成物が、下記一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位のいずれか1種以上を有する高分子化合物と有機溶媒とを含み、該有機溶媒において、プロピレングリコールエステル、ケトン、及びラクトンから選ばれる1種以上の合計が全有機溶媒中の30wt%を超える量を占めるものであり、かつ、
前記有機膜形成用組成物が、アンモニア過水に可溶であるケイ素含有レジスト中間膜の直下、かつ、アンモニア過水に難溶である有機レジスト下層膜の直上に導入する有機膜を形成するためのものであることを特徴とする有機膜形成用組成物。
Figure 0006951297
(式中、Rは炭素数1〜19の炭化水素基、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボキシ基、スルホ基、メトキシカルボニル基、ヒドロキシフェニル基、又はアミノ基であり、Rは水素原子又はALである。ALは下記式(G)で示される基のうちのいずれかである。Rは水素原子、フラニル基、又は塩素原子もしくはニトロ基を有していてもよい炭素数1〜16の炭化水素基である。k、k、及びkは1〜2であり、lは1〜3であり、mは0〜3であり、nは0又は1である。)
Figure 0006951297
(式中、*は結合位置を示す。)
A composition for forming an organic film
The composition for forming an organic film contains a polymer compound having at least one of the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) and an organic solvent, and the propylene glycol ester in the organic solvent. , ketones, and all SANYO least one total selected from a lactone account for an amount greater than 30 wt% of the total organic solvent, and,
To form an organic film to be introduced by the composition for forming an organic film directly below a silicon-containing resist intermediate film that is soluble in ammonia superwater and directly above an organic resist underlayer film that is sparingly soluble in ammonia superwater. the organic film-forming composition, characterized in der Rukoto ones.
Figure 0006951297
(In the formula, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms, a halogen atom, an alkoxy group, a carboxy group, a sulfo group, a methoxycarbonyl group, a hydroxyphenyl group, or an amino group, and R 2 is a hydrogen atom or AL. AL is any of the groups represented by the following formula (G). R 3 has 1 to 16 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a phenylyl group, or a chlorine atom or a nitro group. It is a hydrocarbon group. K 1 , k 2 , and k 3 are 1-2, l is 1-3, m is 0-3, and n is 0 or 1.)
Figure 0006951297
(In the formula, * indicates the bond position.)
前記ケイ素含有レジスト中間膜が、ホウ素及びリンのいずれかもしくは両方を含むものであることを特徴とする請求項に記載の有機膜形成用組成物。 The composition for forming an organic film according to claim 1 , wherein the silicon-containing resist interlayer film contains either or both of boron and phosphorus. 前記有機膜形成用組成物が、さらに、熱酸発生剤及び架橋剤のいずれかもしくは両方を含有するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機膜形成用組成物。 The composition for forming an organic film according to claim 1 or 2, wherein the composition for forming an organic film further contains either or both of a thermoacid generator and a cross-linking agent. .. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の有機膜形成用組成物から形成されたものであり、かつ、29%アンモニア水/35%過酸化水素水/水=1/1/8で混合した65℃の溶液による処理によって、5nm/分以上の溶解速度を有するものであることを特徴とする有機膜。It is formed from the composition for forming an organic film according to any one of claims 1 to 3, and is 29% ammonia water / 35% hydrogen peroxide solution / water = 1/1/8. An organic membrane having a dissolution rate of 5 nm / min or more by treatment with a solution of 65 ° C. mixed in. 前記有機膜形成用組成物が、膜厚が10nm以上100nm未満である有機膜を与えるものであることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか一項に記載の有機膜形成用組成物。 The composition for forming an organic film according to any one of claims 1 to 3 , wherein the composition for forming an organic film gives an organic film having a film thickness of 10 nm or more and less than 100 nm. thing. 前記有機膜が、膜厚が10nm以上100nm未満である有機膜であることを特徴とする請求項4に記載の有機膜。The organic film according to claim 4, wherein the organic film is an organic film having a film thickness of 10 nm or more and less than 100 nm.
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