包含具有乙内酰脲环的化合物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包含具有乙内酰脲环的化合物的、新的抗蚀剂下层膜形成用组合物。解决手段是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含1分子中具有至少2个下述式(1)所示的取代基的化合物、和溶剂。(式中，R1和R2各自独立地表示氢原子或甲基，X1表示碳原子数1～3的羟基烷基、或主链具有1个或2个醚键的碳原子数2～6的烷基。)

Composition for the formation of a lower layer film of an anticorrosive agent containing a compound having a hydantoin ring

The subject of the present invention is to provide compositions for the formation of a new anticorrosive underlayer film containing compounds having hydantoin rings. The solution is a composition for forming a lower layer film of an anticorrosive agent comprising a compound and a solvent with at least two substituents in a molecule as shown in formula (1). In the formula, R1 and R2 independently represent hydrogen atoms or methyl groups, X1 represents hydroxyl alkyl groups with number of carbon atoms 1-3, or alkyl groups with number of carbon atoms 2-6 with one or two ether bonds in the main chain. )

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含具有乙内酰脲环的化合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物
本专利技术涉及包含具有乙内酰脲环的化合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外，本专利技术涉及应用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的光致抗蚀剂图案的形成方法。
技术介绍
在例如半导体元件的制造中，已知通过包含使用了KrF准分子激光或ArF准分子激光作为光源的曝光工序的光刻技术，在基板上形成微细的抗蚀剂图案。向抗蚀剂图案形成前的抗蚀剂膜入射的KrF准分子激光或ArF准分子激光(入射光)通过在基板表面反射，从而使该抗蚀剂膜中产生驻波。已知因为该驻波，而不能形成所希望形状的抗蚀剂图案。也已知为了抑制该驻波的产生，在抗蚀剂膜与基板之间设置吸收入射光的防反射膜。该防反射膜在设置于上述抗蚀剂膜下层的情况下，要求具有比该抗蚀剂膜高的干蚀刻速度。下述专利文献1和专利文献2中记载了用于形成上述防反射膜的组合物。特别是具有下述特征：专利文献2所记载的组合物中的构成成分的至少95％具有小于5000g/mol的分子量。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2004/034148号专利文献2：国际公开第2004/034435号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在半导体元件的制造中，要求满足下述全部要件的抗蚀剂下层膜：具有高的干蚀刻速度、在曝光时作为防反射膜起作用、能够埋入半导体基板的凹部。然而，以往的包含低分子量化合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物即使能够埋入半导体基板的凹部，也因为热升华性高，因而担心在形成抗蚀剂下层膜时产生升华物，该升华物成为缺陷(defect)的诱因。用于解决课题的方法本专利技术是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含1分子中具有至少2个下述式(1)所示的取代基的化合物、和溶剂。(式中，R1和R2各自独立地表示氢原子或甲基，X1表示碳原子数1～3的羟基烷基、或主链具有1个或2个醚键的碳原子数2～6的烷基。)作为上述碳原子数1～3的羟基烷基，可举出例如，羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、1-羟基-1-甲基乙基和2-羟基-1-甲基乙基。上述主链具有1个或2个醚键的碳原子数2～6的烷基例如由-R4-OR5基表示，式中R4表示碳原子数1～3的亚烷基，R5表示从后述的式(2)中的R3的定义中除去氢原子以外的基团。上述化合物例如为下述式(2)所示的重均分子量300～5,000的化合物。(上述式中，A1表示二价～八价的、脂肪族基、或者具有芳香族环或杂环的基团，Z1表示直接结合、-O-基或-C(＝O)O-基，R1和R2与式(1)中的定义含义相同，R3表示氢原子、碳原子数1～4的直链状或支链状的烷基、或碳原子数2～5的烷氧基烷基，m表示2～8的整数。)作为上述碳原子数1～4的直链状或支链状的烷基，可举出例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。作为上述碳原子数2～5的烷氧基烷基，可举出例如，甲氧基甲基、1-甲氧基乙基、2-甲氧基乙基、1-甲氧基丙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、1-甲氧基-1-甲基乙基、2-甲氧基-1-甲基乙基、乙氧基甲基、1-乙氧基乙基、2-乙氧基乙基、1-乙氧基丙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、1-乙氧基-1-甲基乙基、2-乙氧基-1-甲基乙基、丙氧基甲基、1-丙氧基乙基、2-丙氧基乙基、1-丙氧基-1-甲基乙基、2-丙氧基-1-甲基乙基、异丙氧基甲基、1-异丙氧基乙基、2-异丙氧基乙基、丁氧基甲基、仲丁氧基甲基、异丁氧基甲基和叔丁氧基甲基。在上述式(2)所示的化合物中，例如，m表示2～4的整数，A1表示二价、三价或四价的、脂肪族基、或者具有芳香族环或杂环的基团。作为该二价、三价或四价的、脂肪族基、或者具有芳香族环或杂环的基团，可举出例如，下述式(a)～式(v)所示的基团。上述式(2)所示的化合物例如为下述式(2a)所示的单体化合物。(式中，R1和R2与式(1)中的定义含义相同，R3与式(2)中的定义含义相同。)本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物相对于上述式(2)所示的化合物100质量％，可以进一步含有例如1质量％～1000质量％的下述式(3)所示的化合物。(式中，A2表示二价～八价的、脂肪族基、或者具有芳香族环或杂环的基团，Z2表示直接结合、-O-基或-C(＝O)O-基，Z3和Z4各自独立地表示直接结合或羰基，A3表示至少1个氢原子可以被羟基或卤代基取代的亚芳基、或碳原子数1～3的亚烷基，X2表示羟基、氰基、或主链具有1个或2个氧原子的碳原子数1～6的烷基，n表示2～8的整数。)作为上述脂肪族基、或者具有芳香族环或杂环的基团，可举出例如，上述式(a)～式(v)所示的基团。作为上述卤代基，可举出例如，F基、Cl基、Br基和I基。作为上述亚芳基，可举出例如，亚苯基和亚萘基。上述碳原子数1～6的主链具有1个或2个氧原子的烷基例如由-R6-OR7基表示，式中R6表示直接结合或碳原子数1～3的亚烷基，R7表示从上述的式(2)中的R3的定义中除去氢原子以外的基团。本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物可以进一步含有选自交联催化剂、交联性化合物和表面活性剂中的添加剂。上述交联催化剂例如为热产酸剂。本专利技术的另一方案为用于制造半导体装置的光致抗蚀剂图案的形成方法，其包含下述工序：将上述抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布在形成了孔穴或沟槽的半导体基板上，将该半导体基板在150℃～350℃下加热而形成抗蚀剂下层膜的工序；在上述抗蚀剂下层膜上形成光致抗蚀剂层的工序；将被上述抗蚀剂下层膜和上述光致抗蚀剂层被覆的上述半导体基板曝光的工序；在上述曝光后将光致抗蚀剂层显影的工序。专利技术效果由本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物，可获得满足具有高的干蚀刻速度、在曝光时作为防反射膜起作用、能够埋入半导体基板的凹部、的全部要件，并且在烘烤时产生的升华物量大幅降低了的抗蚀剂下层膜。在本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物所包含的1分子中具有至少2个上述式(1)所示的取代基的化合物具有羟基烷基的情况下，由于该化合物具备自交联性，因此热升华性被抑制。附图说明图1是表示抗蚀剂下层膜的沟槽的埋入性(填充性)试验中使用的、SiO2晶片的截面的示意图。图2是用由实施例1的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜填充了沟槽内部的、SiO2晶片的截面SEM图像。图3是用由实施例2的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜填充了沟槽内部的、SiO2晶片的截面SEM图像。图4是用由实施例3的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜填充了沟槽内部的、SiO2晶片的截面SEM图像。图5是用由实施例4的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜填充了沟槽内部的、SiO2晶片的截面SEM图像。图6是用由比较例1的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜填充了沟槽内部的、SiO2晶片的截面SEM图像。具体实施方式[具有乙内酰脲环的化合物]本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物包含1分子中具有至少2个上述式(1)所示的取代基的化合物。该化合物的重均分子量为例如300～5,000，优选为500～3,000。此外，作为该化合物，优选为单体化合物。作为该单体化合物的具体例，可举出下述式(2a-1)～式(2a-4)所示的化合物。[式(3)所示的化合物]本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组合物可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含1分子中具有至少2个下述式(1)所示的取代基的化合物、和溶剂，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.15 JP 2016-1403151.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含1分子中具有至少2个下述式(1)所示的取代基的化合物、和溶剂，式中，R1和R2各自独立地表示氢原子或甲基，X1表示碳原子数1～3的羟基烷基、或主链具有1个或2个醚键的碳原子数2～6的烷基。2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述化合物为下述式(2)所示的重均分子量300～5,000的化合物，所述式中，A1表示二价～八价的、脂肪族基、或者具有芳香族环或杂环的基团，Z1表示直接结合、-O-基或-C(＝O)O-基，R1和R2与式(1)中的定义含义相同，R3表示氢原子、碳原子数1～4的直链状或支链状的烷基、或碳原子数2～5的烷氧基烷基，m表示2～8的整数。3.根据权利要求2所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在所述式(2)所示的化合物中，m表示2～4的整数，A1表示二价、三价或四价的、脂肪族基、或者具有芳香族环或杂环的基团。4.根据权利要求2或3所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述式(2)所示的化合物为下述式(2a)所示的单体化合物，式中，R1和R2与式(1)中的定义含义相同，R3与式(2)中的定义含义相同。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：绪方裕斗，后藤裕一，远藤雅久，臼井友辉，岸冈高广，
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