包含含有三芳基二胺的酚醛清漆树脂的抗蚀剂下层膜形成用组合物制造技术

本发明专利技术的课题是提供用于形成兼具耐热性、平坦化性、和耐蚀刻性的光刻工序所使用的抗蚀剂下层膜的材料。解决手段是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：包含下述式(1)(在式(1)中，R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含含有三芳基二胺的酚醛清漆树脂的抗蚀剂下层膜形成用组合物
本专利技术涉及用于在具有高低差的基板上形成平坦化膜的抗蚀剂下层膜形成用组合物和使用了该抗蚀剂下层膜的被平坦化了的叠层基板的制造方法。
技术介绍
一直以来在半导体器件的制造中，通过使用了光致抗蚀剂组合物的光刻进行微细加工。上述微细加工是在硅晶片等被加工基板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，在其上隔着描绘有半导体器件图案的掩模图案而照射紫外线等活性光线，进行显影，以所得的光致抗蚀剂图案作为保护膜对硅晶片等被加工基板进行蚀刻处理的加工法。然而，近年来，半导体器件的高集成度化进展，所使用的活性光线也从KrF受激准分子激光(248nm)向ArF受激准分子激光(193nm)短波长化。与此相伴，活性光线从基板的漫反射、驻波的影响成为大问题，广泛应用在光致抗蚀剂与被加工基板之间设置防反射膜的方法。此外，以进一步的微细加工作为目的，也进行了活性光线使用了超紫外线(EUV，13.5nm)、电子射线(EB)的光刻技术的开发。对于EUV光刻、EB光刻，一般而言由于不发生从基板的漫反射、驻波，因此不需要特定的防反射膜，但作为以抗蚀剂图案的分辨率、密合性的改善作为目标的辅助膜，开始广泛研究抗蚀剂下层膜。然而，随着曝光波长的短波长化而焦深降低，从而为了精度好地形成所希望的抗蚀剂图案，使形成在基板上的被膜的平坦化性提高变得重要。即，为了制造具有微细的设计规则的半导体装置，在基板上能够无高低差地平坦地形成涂膜的抗蚀剂下层膜变得必不可少。公开了例如，包含具有碳原子数2～10的烷氧基甲基、碳原子数1～10的烷基的交联性化合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物(参照专利文献1)。通过该组合物的使用，显示出在涂布于具有孔穴图案的基板时埋入性良好。此外，使用了苯基萘胺的酚醛清漆树脂被应用。(参照专利文献2。)现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开WO2014/208542号小册子专利文献2：国际公开WO2013/047516号小册子
技术实现思路
专利技术所要解决的课题为了使光致抗蚀剂组合物、不同的抗蚀剂下层膜在叠层时不发生混合，在抗蚀剂下层膜形成用组合物中，对作为主要成分的聚合物树脂导入自交联性部位或适当添加交联剂、交联催化剂等，通过在高温下烧成(烘烤)而使涂布膜热固化。由此，能够将光致抗蚀剂组合物、不同的抗蚀剂下层膜叠层而不混合。然而，这样的热固性抗蚀剂下层膜形成用组合物由于包含具有羟基等热交联形成官能团的聚合物、交联剂和酸催化剂(产酸剂)，因此在填充于形成在基板上的图案(例如，孔穴、沟槽结构)时，通过烧成而进行交联反应，从而发生粘度上升，对图案的填充性恶化，从而成膜后的平坦化性容易降低。本专利技术中，以通过提高聚合物的热回流性而改善烧成时对图案的填充性作为目的。即提供下述抗蚀剂下层膜形成用组合物：为了使聚合物的热回流性提高，通过导入可以使聚合物的玻璃化转变温度降低的烷基等取代基，从而在烧成时的交联反应开始以前使粘度降低充分表现，用于在基板上形成平坦化性高的涂膜。而且，提供用于形成也兼具耐热性的抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜形成用组合物。用于解决课题的方法本专利技术中，作为第1观点，是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：包含下述式(1)所示的单元结构的聚合物，(在式(1)中，R1为包含至少2个胺和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的有机基，R2和R3分别为氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～40的芳基、杂环基、或它们的组合，并且，该烷基、该芳基、该杂环基可以被卤基、硝基、氨基、甲酰基、烷氧基、或羟基取代，或者R2和R3可以一起形成环。)，作为第2观点，是第1观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R1为由式(2)所示的化合物衍生的2价有机基，(在式(2)中，Ar1、Ar2、和Ar3分别表示苯环、或萘环，R6、R7、和R8分别为取代基，选自卤基、硝基、氨基、羟基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数6～40的芳基、和它们的组合，并且，该烷基、该烯基、该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，R4和R5分别选自氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数6～40的芳基、和它们的组合，并且，该烷基、该烯基、该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，n1、n2、n3分别为0，或者为Ar1、Ar2、和Ar3各自的环上的取代基R6、R7、和R8分别可取代的最大数以下的整数。)作为第3观点，是第1观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R1为由N,N’-二苯基-1,4-苯二胺衍生的2价有机基，作为第4观点，是第1观点～第3观点中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R3为氢原子，R2为选自苯基、萘基、蒽基、和芘基中的芳基，该芳基可以被卤基、硝基、氨基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数6～40的芳基、甲酰基、羧基、或羟基取代，作为第5观点，是第1观点～第3观点中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R3为氢原子，R2为苯基，该苯基可以被卤基、硝基、氨基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数6～40的芳基、甲酰基、羧基、或羟基取代，作为第6观点，是第1观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，式(1)所示的单元结构为式(1-1)所示的单元结构，(在式(1-1)中，R2和R3分别为氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～40的芳基、杂环基、或它们的组合，并且，该烷基、该芳基、该杂环基可以被卤基、硝基、氨基、甲酰基、烷氧基、或羟基取代，或R2和R3可以一起形成环。)，作为第7观点，是第1观点～第6观点中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含交联剂，作为第8观点，是第1观点～第7观点中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含酸和/或产酸剂，作为第9观点，是一种抗蚀剂下层膜，其由第1观点～第8观点中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物的固化膜构成，作为第10观点，是一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：在半导体基板上由第1观点～第8观点中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成下层膜的工序；在上述下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；通过光或电子射线的照射与显影来形成抗蚀剂图案的工序；通过所形成的抗蚀剂图案对该下层膜进行蚀刻的工序；以及通过被图案化了的下层膜对半导体基板进行加工的工序，以及作为第11观点，是一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：在半导体基板上由第1观点～第8观点中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成下层膜的工序；在上述下层膜上形成硬掩模的工序；进一步在上述硬掩模上形成抗蚀剂膜的工序；通过光或电子射线的照射与显影来形成抗蚀剂图案的工序；通过所形成的抗蚀剂图案对硬掩模进行蚀刻的工序；通过被图案化了的硬掩模对该下层膜进行蚀刻的工序；和通过被图案化了的下层膜对半导体基板进行加工的工序。专利技术的效果本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物在涂布在基板上，进行烧成的情况下通过聚合物的热回流而被填充于形成在基板上的图案，例如一般而言通过对该抗蚀剂下层膜形成用组合物中的主树脂骨架赋予使聚合物的玻璃化转变温度(Tg)降低的烷基，可以提高热回流性，使对图案的填充性提高。本专利技术中发现将包含至少2个胺和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的化合物、与醛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：包含下述式(1)所示的单元结构的聚合物，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.01 JP 2016-1709151.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：包含下述式(1)所示的单元结构的聚合物，在式(1)中，R1为包含至少2个胺和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的有机基，R2和R3分别为氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～40的芳基、杂环基、或它们的组合，并且，该烷基、该芳基、该杂环基可以被卤基、硝基、氨基、甲酰基、烷氧基、或羟基取代，或者R2和R3可以一起形成环。2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R1为由式(2)所示的化合物衍生的2价有机基，在式(2)中，Ar1、Ar2、和Ar3分别表示苯环、或萘环，R6、R7、和R8分别为取代基，选自卤基、硝基、氨基、羟基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数6～40的芳基、和它们的组合，并且，该烷基、该烯基、该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，R4和R5分别选自氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数6～40的芳基、和它们的组合，并且，该烷基、该烯基、该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，n1、n2、n3分别为0，或者为Ar1、Ar2、和Ar3各自的环上的取代基R6、R7、和R8分别可取代的最大数以下的整数。3.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R1为由N,N’-二苯基-1,4-苯二胺衍生的2价有机基。4.根据权利要求1～3中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R3为氢原子，R2为选自苯基、萘基、蒽基、和芘基中的芳基，该芳基可以被卤基、硝基、氨基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数6～40的芳基、甲酰基、羧基、或羟基取代。5.根据权利要求1～3中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤大悟，桥本圭祐，坂本力丸，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP