[发明专利]聚合物、组合物、牺牲层的形成以及用于具有其的半导体装置的方法

说明书

本发明涉及一种聚合物、组合物、牺牲层的形成和制备半导体装置的方法，其包括通过光刻法使用光致抗蚀剂制作图案的步骤。

技术领域

本发明涉及聚合物、组合物、牺牲层的形成和用于制备半导体装置的方法，包括通过光刻法使用光致抗蚀剂制作图案的步骤。

背景技术

在制造半导体装置时，已经进行了使用光致抗蚀剂的光刻的微处理。微处理是一种处理方法，其包括在诸如硅晶片等的半导体衬底上形成光致抗蚀剂薄层，通过对掩模图案照射诸如紫外线的光化辐射，在掩模图案上蚀刻出用于半导体装置的图案，对其进行显影以获得光致抗蚀剂图案，并使用光致抗蚀剂图案作为保护层蚀刻衬底，从而形成与衬底表面上的图案相对应的精细的凹凸结构。

在微处理方法中，通常将平面衬底用作半导体衬底。当在衬底表面上形成光致抗蚀剂图案时，如果衬底表面具有低的平坦度，则来自衬底表面的反射光进行不规则地折射，并且变得难以高精度地形成图案。

另一方面，存在需要在衬底表面上形成凹凸结构的情况。具体而言，通过使用光刻等在衬底的表面上形成具有凹凸结构的衬底，进一步在表面上形成包含例如二氧化硅的涂层，并通过光刻进一步处理该涂层来形成图案。在这种情况下，当在具有凹凸结构的衬底的表面上直接形成层时，衬底表面上的凹凸结构导致涂层厚度的不均匀性且最终获得的图案具有低精度。

为了解决这些问题，当使用具有凹凸结构的衬底表面时，研究了这样一种方法，其中包括在衬底表面上涂布含有有机聚合物的组合物并将有机聚合物填充在衬底的凹部中以形成平坦表面。填充衬底的凹部以使表面平坦化的该层称为牺牲层(专利文献1、2和3)。

对苊醌(Acenaphthenequinone)聚合物进行了合成研究，但未控制它们的溶解度，也未证实实际半导体制备方法的应用(非专利文献1)。

现有技术文件

专利文件

[专利文献1]JP 2009-275228

[专利文献2]WO2015/182581

[专利文献3]JPH06-61138(A)

[非专利文献1]“Superacid-Catalyzed Polycondensation ofAcenaphthenequinone with Aromatic Hydrocarbons”(超强酸催化的苊醌与芳香烃的缩聚)Zolotukhin等人，Macromolecules(2005)，vol.38,p6005-6014。

发明内容

本发明所需解决的问题

发明人发现，现有技术中的牺牲层材料具有可以改善的问题，例如，间隙填充、溶解性、耐热性或重量损失特性。

本发明提供一种聚合物，即使衬底具有凹凸结构，该聚合物也可用作牺牲层以使衬底表面平坦化。在有选择地消除(omission)牺牲层之后，制成气隙以分离衬底、电子元件等以便成为半导体电路。

发明人发现了一种新的合成方法，以获得具有优选分子量的新型特定聚合物。他们发现了一种具有良好溶解性和粘度的新聚合物。基于粘度值，可以计算出近似的分子量(Kobunshi Ronbunsyu，(1986)，vol.43，No.2，pp.71-75)。

解决问题的手段

本发明的聚合物包含：

由下式(1)表示的单元1，其中聚合物的重均分子量(Mw)满足下式(2)，

500Da≤Mw≤10,000Da式(2)

X是由下式(3)、(4)或(5)表示的结构，