含有添加剂的含硅极紫外抗蚀剂下层膜形成用组合物制造技术

本发明专利技术的目的在于提供抗蚀剂形状良好的极紫外抗蚀剂下层膜形成用组合物。于是，提供了一种极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有聚硅氧烷A和水解性硅烷化合物b，所述聚硅氧烷A含有水解性硅烷a的水解缩合物，所述水解性硅烷化合物b具有磺酰胺结构、羧酰胺结构、脲结构、或异氰脲酸结构。还提供了一种极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有聚硅氧烷B，所述聚硅氧烷B含有水解性硅烷a与水解性硅烷化合物b的水解缩合物，所述水解性硅烷化合物b具有磺酰胺结构、羧酰胺结构、脲结构、或异氰脲酸结构。聚硅氧烷(A)是四烷氧基硅烷和烷基三烷氧基硅烷和芳基三烷氧基硅烷的共水解缩合物。

【技术实现步骤摘要】
含有添加剂的含硅极紫外抗蚀剂下层膜形成用组合物本专利技术是基于申请日为2013年2月22日、申请号为201380021388.7、专利技术名称为“含有添加剂的含硅极紫外抗蚀剂下层膜形成用组合物”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于在制造半导体装置时使用的基板和抗蚀剂(例如、极紫外(下文中也称作“EUV”)抗蚀剂)之间形成下层膜的组合物。更具体地说，涉及用于形成在半导体装置制造的光刻工序中作为抗蚀剂的下层使用的下层膜的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外，涉及使用该下层膜形成用组合物形成抗蚀剂图案的形成方法。
技术介绍
一直以来，在半导体装置的制造中，使用光致抗蚀剂通过光刻进行微细加工。上述微细加工为在硅晶片等半导体基板上形成光致抗蚀剂的薄膜，在其上介由描绘有半导体器件图案的掩模图案来照射紫外线等活性光线，进行显影，将所得的光致抗蚀剂图案作为保护膜对基板进行蚀刻处理，从而在基板表面形成与上述图案对应的微细凹凸的加工法。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有从KrF准分子激光(248nm)向ArF准分子激光(193nm)、极紫外光(EUV光，13.5nm)短波长化发展的倾向。需要比以往更好地控制图形(抗蚀剂形状)、提高与基板的密合性。此外，作为半导体基板与光致抗蚀剂之间的下层膜，使用了作为包含硅等金属元素的硬掩模而已知的膜。在该情况下，对于抗蚀剂和硬掩模，由于其构成成分有大的差异，因此它们的通过干蚀刻而被除去的速度很大程度依赖于干蚀刻中使用的气体种类。而且，通过适当地选择气体种类，不会导致光致抗蚀剂的膜厚的大幅减少，能够通过干蚀刻除去硬掩模。这样，在近年来的半导体装置的制造中，为了实现各种效果，渐渐在半导体基板与光致抗蚀剂之间配置抗蚀剂下层膜(参照专利文献1、2)。而且，迄今为止也进行了抗蚀剂下层膜用组合物的研究，但从其要求特性的多样性等出发，期望开发出抗蚀剂下层膜用的新材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-076889专利文献2：日本特开2010-237667
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的是提供能够利用矩形抗蚀剂图案进行微细的基板加工，可以用于制造半导体装置的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物。本专利技术的目的，详细地说，是提供用于形成可作为硬掩模使用的抗蚀剂下层膜的、形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物。此外，本专利技术的目的是提供EUV抗蚀剂的曝光灵敏度提高，不发生与抗蚀剂的混合，与抗蚀剂相比具有大的干蚀刻速度，用EUV光曝光时释气发生少的光刻用抗蚀剂下层膜和用于形成该下层膜的形成抗蚀剂下层膜的组合物。用于解决课题的方法本专利技术中，作为方案1，是一种极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有聚硅氧烷A和水解性硅烷化合物b，所述聚硅氧烷A含有水解性硅烷a的水解缩合物，所述水解性硅烷化合物b具有磺酰胺结构、羧酰胺结构、脲结构、或异氰脲酸结构。作为方案2，是一种极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有聚硅氧烷B，所述聚硅氧烷B含有水解性硅烷a与水解性硅烷化合物b的水解缩合物，所述水解性硅烷化合物b具有磺酰胺结构、羧酰胺结构、脲结构、或异氰脲酸结构。作为方案3，是如方案1或2所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，水解性硅烷a是选自四烷氧基硅烷、烷基三烷氧基硅烷和芳基三烷氧基硅烷中的至少1种水解性硅烷。作为方案4，是如方案3所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述烷基三烷氧基硅烷是甲基三烷氧基硅烷。。作为方案5，是如方案3或4所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述芳基三烷氧基硅烷是苯基三烷氧基硅烷。作为方案6，是如方案1～5的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述水解性硅烷化合物b是下述通式(b-1)所表示的硅烷化合物，R3-R2-R1-Si(R4)3式(b-1)上述式(b-1)中，R4表示碳原子数1～10的烷氧基，R1表示碳原子数1～10的亚烷基，R2是下述磺酰胺结构、羧酰胺结构、脲结构、或异氰脲酸结构R3表示氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的氟烷基、碳原子数2～10的烯基、或碳原子数6～20的芳基。作为方案7，是如方案1和方案3～6的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚硅氧烷A是以相对于四烷氧基硅烷70摩尔，烷基三烷氧基硅烷为10～35摩尔、芳基三烷氧基硅烷为2～25摩尔的比例使它们共水解、缩合而成的，作为方案8，是如方案1～7的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有酸化合物。作为方案9，是如方案1～8的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有水。作为方案10，是如方案1～9的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有铵化合物、环状铵化合物、环状胺化合物、或锍化合物。作为方案11，是一种抗蚀剂下层膜，是通过将方案1～10的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布到半导体基板上并烘烤而得到。作为方案12，是一种半导体装置的制造方法，包含以下工序：将方案1～10的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布到半导体基板上、并烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序，在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂用组合物而形成抗蚀剂膜的工序，使所述抗蚀剂膜曝光的工序，在曝光后使抗蚀剂膜显影而得到图案化了的抗蚀剂膜的工序，通过图案化了的抗蚀剂膜对抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序，以及通过图案化了的抗蚀剂膜和抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序。作为方案13，是一种半导体装置的制造方法，包含以下工序：在半导体基板上形成有机下层膜的工序，在有机下层膜上涂布方案1～10的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物、并烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序，在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂用组合物而形成抗蚀剂膜的工序，使所述抗蚀剂膜曝光的工序，在曝光后使抗蚀剂膜显影而得到图案化了的抗蚀剂膜的工序，通过图案化了的抗蚀剂膜对抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序，通过图案化了的抗蚀剂下层膜对有机下层膜进行蚀刻的工序，以及通过图案化了的有机下层膜对半导体基板进行加工的工序。作为方案14，是如方案12或13所述的制造方法，显影通过碱性水溶液或有机溶剂进行。专利技术效果本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物，由于含有水解性硅烷的水解缩合物，即含有聚有机硅氧烷结构，所以由该组合物形成的抗蚀剂下层膜，相对于在基板和基板上形成的有机下层膜的蚀刻时使用的氧系干蚀刻气体具有充分的耐蚀性，因而，在半导体装置的制造中能够发挥硬掩模和防反射膜的功能。此外，本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物，由于具有所述特定结构的水解性硅烷化合物能够调整在极紫外抗蚀剂膜和下层膜之间的界面存在的光产酸剂所产生的酸的量的平衡，所以能够抑制该酸造成的抗蚀剂图案的形状不良。此外，本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物，通过含有该水解性硅烷化合物，能够提高由该组合物形成的抗蚀剂下层膜和抗蚀剂膜之间的贴附性，并且由于该水解性硅烷化合物通过具有水解性的基团，能够导入聚有机硅氧烷结构，所以能够发挥抑制释气发生的效果。具体实施方式在本专利技术中，通过涂布法在基板上形成抗蚀剂下层膜，或者介由基板上的有机下层膜通过涂布法在其上形成抗蚀剂下层膜，在该抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜(例如，EUV抗蚀剂)。然后，通过曝光和显影来形成抗蚀剂图案，使用该抗蚀剂图案对抗蚀剂下层膜进行干蚀刻来进行图案的转印，按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，包含以下工序：将极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布到半导体基板上、并烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序，在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂用组合物而形成抗蚀剂膜的工序，使用极紫外光使所述抗蚀剂膜曝光的工序，在极紫外光曝光后使抗蚀剂膜显影而得到图案化了的抗蚀剂膜的工序，通过图案化了的抗蚀剂膜对抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序，以及通过图案化了的抗蚀剂膜和抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序，所述极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物中含有聚硅氧烷B，所述聚硅氧烷B含有水解性硅烷a与水解性硅烷化合物b的水解缩合物，所述水解性硅烷化合物b具有磺酰胺结构、羧酰胺结构、脲结构、或异氰脲酸结构。

【技术特征摘要】
2012.04.23 JP 2012-0974361.一种半导体装置的制造方法，包含以下工序：将极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布到半导体基板上、并烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序，在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂用组合物而形成抗蚀剂膜的工序，使用极紫外光使所述抗蚀剂膜曝光的工序，在极紫外光曝光后使抗蚀剂膜显影而得到图案化了的抗蚀剂膜的工序，通过图案化了的抗蚀剂膜对抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序，以及通过图案化了的抗蚀剂膜和抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序，所述极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物中含有聚硅氧烷B，所述聚硅氧烷B含有水解性硅烷a与水解性硅烷化合物b的水解缩合物，所述水解性硅烷化合物b具有磺酰胺结构、羧酰胺结构、脲结构、或异氰脲酸结构。2.一种半导体装置的制造方法，包含以下工序：在半导体基板上形成有机下层膜的工序，在有机下层膜上涂布极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物、并烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序，在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂用组合物而形成抗蚀剂膜的工序，使用极紫外光使所述抗蚀剂膜曝光的工序，在极紫外光曝光后使抗蚀剂膜显影而得到图案化了的抗蚀剂膜的工序，通过图案化了的抗蚀剂膜对抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序，通过图案化了的抗蚀剂下层膜对有机下层膜进行蚀刻的工序，以及通过图案化了的有机下层膜对半导体基板进行加工的工序，所述极紫外光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物中含有聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：志垣修平，谷口博昭，柴山亘，坂本力丸，何邦庆，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP