包含加成了芳香族乙烯基化合物的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形成下述抗蚀剂下层膜的组合物，上述抗蚀剂下层膜在将光致抗蚀剂组合物、不同的抗蚀剂下层膜叠层时不容易发生混合，通过提高聚合物的热回流性从而改善了烧成时对图案的填充性。解决手段是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含含有结构基(C)的酚醛清漆树脂，上述结构基(C)通过包含至少2个氨基和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的芳香族化合物(A)的芳香族环、与芳香族乙烯基化合物(B)的乙烯基反应而形成。上述结构基(C)为下述式(1)，[在式(1)中，R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含加成了芳香族乙烯基化合物的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，但作为以改善抗蚀剂图案的分辨率、密合性作为目标的辅助膜，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，在基板上能够形成无高低差的平坦的涂膜的抗蚀剂下层膜变得必不可少。r>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，公开了包含使用了苯基萘胺的酚醛清漆树脂的抗蚀剂下层膜形成用组合物。(参照专利文献2。)而且，公开了包含使使用了苯基萘胺的酚醛清漆树脂与叔丁氧基苯乙烯反应而得的聚合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物。(参照专利文献3)现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/208542号专利文献2：国际公开第2013/047516号专利文献3：国际公开第2015/151803号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题抗蚀剂下层膜形成用组合物中，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，而通过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，在高温下烧成(烘烤)，从而使涂布膜热固化。由此，能够将光致抗蚀剂组合物、不同的抗蚀剂下层膜在不混合的情况下叠层。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，通过烧成而交联反应进行，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易于降低。此外，抗蚀剂下层膜有时在上层通过蒸镀法形成硅硬掩模层，也要求可以应对蒸镀时的热的耐热性。而且，抗蚀剂下层膜由于通过被转印的图案对下方的基板进行加工，因此也要求耐蚀刻性。在本专利技术中，以通过提高聚合物的热回流(reflow)性从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，其为了使聚合物的热回流性提高，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，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、耐蚀刻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人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过将下述含有结构基(C)的酚醛清漆树脂用于抗蚀剂下层膜形成用组合物，从而可以使对在基板上形成的图案的填充性提高，由此可以形成优异的平坦化膜，上述结构基(C)是使作为使包含至少2个氨基和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的化合物与醛或酮反应而获得的酚醛清漆树脂的芳香族化合物(A)的芳香族环、与芳香族乙烯基化合物(B)的乙烯基反应而形成的。此外发现，通过向上述酚醛清漆树脂导入烷基、其它取代基，从而包含其的抗蚀剂下层膜形成用组合物能够形成兼具平坦化性与耐热性的抗蚀剂下层膜。即，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，其包含含有结构基(C)的酚醛清漆树脂，上述结构基(C)通过包含至少2个氨基和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的芳香族化合物(A)的芳香族环、与芳香族乙烯基化合物(B)的乙烯基反应而形成，作为第2观点，是根据第1观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述结构基(C)为下述式(1)，[在式(1)中，R1为包含至少2个氨基和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的2价基团，R2和R3各自独立地为氢原子、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、该芳基和该杂环基为可以具有卤原子、硝基、氨基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～40的芳基、甲酰基、羧基、烷氧基、或羟基作为取代基的有机基，而且R2与R3可以与它们所结合的碳原子一起形成环，T1为碳原子数6～40的亚芳基，T3表示碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、碳原子数6～40的芳基、羟基、氰基、硝基、氨基、羧基、乙酰基、羟基甲基、卤甲基、-Y-Z基、卤原子、或它们的组合。Y表示氧原子、硫原子、羰基、或酯基，Z表示碳原子数1～10的烷基。T2表示氢原子、甲基、或苯基。m为0～(5+2n)的整数，n表示构成作为T1的定义的亚芳基的芳香环的稠合度，m1为2～3600的整数。]，作为第3观点，是根据第2观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述R1为从下述式(2)所示的化合物的芳香族环中除去2个氢原子后的2价有机基，[在式(2)中，Ar1、Ar2和Ar3各自独立地表示苯环或萘环，R6、R7和R8各自独立地为这些环上的取代基，且R6、R7和R8各自独立地选自卤原子、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、该烯基和该芳基表示可以包含醚键、酮键、或酯键的有机基，R4和R5各自独立地选自氢原子、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、该烯基和该芳基表示可以包含醚键、酮键、或酯键的有机基，n1、n2、n3各自为0以上，并且它们为小于等于R6、R7和R8能够取代的最大数的整数。]，作为第4观点，是根据第2观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R1为从N,N’-二苯基-1,4-苯二胺的芳香族环中除去2个氢原子后的2价有机基，作为第5观点，是根据第2观点～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，其包含含有结构基(C)的酚醛清漆树脂，所述结构基(C)通过包含至少2个氨基和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的芳香族化合物(A)的芳香族环、与芳香族乙烯基化合物(B)的乙烯基反应而形成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180220 JP 2018-0275711.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含含有结构基(C)的酚醛清漆树脂，所述结构基(C)通过包含至少2个氨基和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的芳香族化合物(A)的芳香族环、与芳香族乙烯基化合物(B)的乙烯基反应而形成。


2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述结构基(C)为下述式(1)，



在式(1)中，
R1为包含至少2个氨基和至少3个碳原子数6～40的芳香族环的2价基团，
R2和R3各自独立地为氢原子、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、该芳基和该杂环基为可以具有卤原子、硝基、氨基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～40的芳基、甲酰基、羧基、烷氧基、或羟基作为取代基的有机基，而且R2与R3可以与它们所结合的碳原子一起形成环，
T1为碳原子数6～40的亚芳基，
T3表示碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、碳原子数6～40的芳基、羟基、氰基、硝基、氨基、羧基、乙酰基、羟基甲基、卤甲基、-Y-Z基、卤原子、或它们的组合；Y表示氧原子、硫原子、羰基、或酯基，Z表示碳原子数1～10的烷基；
T2表示氢原子、甲基、或苯基，
m为0～(5+2n)的整数，
n表示构成作为T1的定义的亚芳基的芳香环的稠合度，
m1为2～3600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，所述R1为从下述式(2)所示的化合物的芳香族环中除去2个氢原子后的2价有机基，



在式(2)中，
Ar1、Ar2和Ar3各自独立地表示苯环或萘环，
R6、R7和R8各自独立地为这些环上的取代基，且R6、R7和R8各自独立地选自卤原子、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、该烯基和该芳基表示可以包含醚键、酮键、或酯键的有机基，
R4和R5各自独立地选自氢原子、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、该烯基和该芳基表示可以包含醚键、酮键、或酯键的有机基，
n1、n2、n3各自为0以上，并且它们为小于等于R6、R7和R8能够取代的最大数的整数。


4.根据权利要求2所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，R1为从N,N’-二苯基-1,4-苯二胺的芳香族环除去2个氢原子后的2价有机基。


5.根据权利要求2～4中...

【专利技术属性】
技术研发人员：西卷裕和，齐藤大悟，柄泽凉，桥本圭祐，
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