测定硬化催化剂的扩散距离的方法技术

本发明专利技术涉及测定硬化催化剂的扩散距离的方法。本发明专利技术课题为提供测定硬化催化剂从含硅膜往形成在含硅膜上的抗蚀剂上层膜扩散距离的方法。解决该课题手段为测定热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法，包括下列步骤：由含有热硬化性含硅材料、硬化催化剂及溶剂(a)的组成物形成含硅膜(Sf)；将含有于碱显影液的溶解度会因酸的作用而增大的树脂(A)、酸产生剂及溶剂(b)的感光性树脂组成物涂布于含硅膜上，然后予以加热，制得形成含硅膜及树脂膜的基板；对基板照射高能射线或电子束使酸产生，将基板进行热处理并通过树脂膜中酸的作用来提高树脂于碱显影液的溶解度；用碱显影液将树脂膜溶解；测定残留的树脂的膜厚。

【技术实现步骤摘要】
测定硬化催化剂的扩散距离的方法
本专利技术是关于测定在使热硬化性含硅材料(Sx)硬化而形成含硅膜(Sf)时使用的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法。
技术介绍
伴随LSI的高整合化及高速化，图案规则的微细化急速进展。尤其智能手机等中使用的逻辑器件引领着微细化，已有人使用以ArF光刻所为的多重曝光(多重图案化光刻)处理来量产10nm节点的逻辑器件。之后的7nm节点、5nm节点的光刻已浮现因多重曝光所致的高成本、多重曝光的重叠精度的问题，期待能减少曝光次数的极端紫外线光刻到来。波长13.5nm的极端紫外线(EUV)和波长193nm的ArF准分子激光相比，前者的波长为后者的1/10以下之短，故EUV光刻的光对比度高，期待有高解像。另一方面，EUV因短波长而能量密度高，少量的光子即会使酸产生剂感光。EUV曝光时的光子数目据说为ArF曝光的1/14，因此光子的变异导致线边缘粗糙度(LWR)、孔洞的尺寸均一性(CDU)劣化的现象被视为问题(非专利文献1)。此外，也有人指摘可能对基础聚合物、酸产生剂的集中、凝聚、从酸产生剂产生的酸的扩散造成影响。关于在如此的曝光时发生的抗蚀剂中的酸扩散状况，例如有人提案利用抗蚀剂中的有pH依存性的荧光体来进行观察的方法(专利文献1)。另一方面，关于利用ArF光刻所形成的图案，为了防止显影时的图案崩塌，其抗蚀剂膜厚越来越薄。因此，若为此膜厚的抗蚀剂图案的话，则由于会利用干蚀刻来对基板进行图案转印，从而会有无法确保干蚀刻选择性的问题。故一般会采用使用了以含硅膜作为抗蚀剂下层膜的多层抗蚀剂法的图案转印处理。此处所使用的含硅膜已知是由含有硬化催化剂的含硅抗蚀剂下层膜形成用组成物形成的(专利文献2)。在可形成更微细的图案的EUV光刻中也有采用ArF光刻及多层抗蚀剂法，有人提案针对EUV光刻所使用的含硅抗蚀剂下层膜形成用组成物也采用硬化催化剂(专利文献3)。此硬化催化剂有对于经由硅醇的缩合来形成硅氧烷键为合适的结构，但具有类似抗蚀剂上层膜中的感度调整剂的结构。因此，于曝光时或曝光后硬化催化剂往抗蚀剂上层膜扩散的话，则有可能对于在抗蚀剂上层膜与含硅下层膜界面的图案形成能力造成影响。在和ArF光刻相比所形成的图案线宽更细的EUV光刻中，尤其对LWR、CDU的性能造成影响的可能性很高。因此，为了评估实际的影响，必须对如此的低分子成分的动向进行观察。作为其中的一个方法，有人提案针对硬化膜中的低分子成分的扩散，利用会产生荧光的化合物来进行观察的方法(专利文献4)。[专利文献1]日本特表2003-531401号公报[专利文献2]日本特开2007-302873号公报[专利文献3]国际公开第2013/161372号小册[专利文献4]国际公开第2009/110603号小册[非专利文献1]SPIE,Vol.3331,p531(1998)
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于上述问题点而成，目的为提供测定硬化催化剂本身从含硅膜往形成在该含硅膜上的抗蚀剂上层膜扩散的距离的方法，以找出具有充分的含硅膜的形成能力且不会对抗蚀剂上层膜的图案形状造成影响的硬化催化剂。用于解决问题的方案为了达成上述课题，本专利技术提供一种测定热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法，其包括下列步骤：(1)将含有该热硬化性含硅材料(Sx)、该硬化催化剂(Xc)及溶剂(a)的含硅膜形成用组成物涂布于基板上，然后予以加热而形成含硅膜(Sf)；(2)将含有于碱显影液的溶解度会因酸的作用而增大的树脂(A)、会因300nm以下的波长的高能射线或电子束而产生酸的酸产生剂、及溶剂(b)的感光性树脂组成物涂布于该含硅膜(Sf)上，然后予以加热而除去溶剂(b)，制得形成有该含硅膜(Sf)及树脂膜的基板；(3)对该基板照射该高能射线或电子束而将该酸产生剂分解，并使酸产生；(4)将该基板进行热处理并通过该树脂膜中的酸的作用来提高该树脂(A)于该碱显影液的溶解度；(5)用该碱显影液将于该碱显影液的溶解度已提高的该树脂膜溶解；(6)测定未溶于该碱显影液而残留在该含硅膜(Sf)上的该树脂(A)的膜厚。前述测定热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法中，含硅膜(Sf)中的硬化催化剂(Xc)会扩散到树脂(A)，从而因照光而产生的树脂(A)中的酸会在含硅膜(Sf)附近被中和。因此，在含硅膜(Sf)附近，树脂(A)于碱显影液的溶解度不会发生变化，树脂(A)会残留在含硅膜(Sf)上。此为模拟再现光光刻时在抗蚀剂图案与含硅膜(Sf)附近发生的状态，即便不使用昂贵的曝光装置而以价格相对低廉的KrF曝光装置、高压水银灯等来替代，仍可选出尤其在EUV光刻时不会对LWR、CDU造成影响的硬化催化剂。较佳为该热硬化性含硅材料(Sx)利用该硬化催化剂(Xc)而新形成硅氧烷键从而形成该含硅膜(Sf)。若使用会新形成硅氧烷键的物质作为该硬化催化剂(Xc)，则可提供测定对于硅醇基或烷氧基硅基经脱水缩合或脱醇缩合而新形成硅氧烷键的硬化反应是有效的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法。宜使用含有氮、硫、磷或碘的物质作为该硬化催化剂(Xc)。若使用该特定的物质作为该硬化催化剂(Xc)，则可提供测定含有氮、硫、磷或碘的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法。宜使用鎓化合物作为该硬化催化剂(Xc)。若使用鎓化合物作为该硬化催化剂(Xc)，则可提供测定作为该硬化催化剂(Xc)的铵化合物、环状铵化合物、环状胺化合物、锍化合物、鏻化合物及錪化合物的扩散距离的方法。专利技术的效果如上所述，若为本专利技术的热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的测定方法，则不使用昂贵的EUV曝光装置，仍可再现因硬化催化剂(Xc)从含硅膜(Sf)扩散所造成的抗蚀剂上层膜与含硅膜(Sf)附近的状况，借此能选出在EUV光刻时不会对LWR、CDU造成影响的硬化催化剂(Xc)。附图说明[图1]为显示本专利技术的测定热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法的一例的概略图。具体实施方式如上述，需要开发硬化催化剂(Xc)从含硅膜(Sf)往形成在该含硅膜(Sf)上的抗蚀剂上层膜的扩散距离的测定方法。本案专利技术人等针对上述课题努力探讨，结果发现无需使用昂贵的EUV曝光装置而简便地测定有可能对EUV光刻时的LWR、CDU造成影响的含硅抗蚀剂下层膜即含硅膜(Sf)中的硬化催化剂(Xc)往形成在该含硅膜(Sf)上的抗蚀剂上层膜的扩散距离的方法，乃完成本专利技术。亦即，本专利技术为一种测定热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法，包括下列步骤：(1)将含有该热硬化性含硅材料(Sx)、该硬化催化剂(Xc)及溶剂(a)的含硅膜形成用组成物涂布于基板上，然后予以加热而形成含硅膜(Sf)；(2)将含有于碱显影液的溶解度会因酸的作用而增大的树脂(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法，其特征为包括下列步骤：/n(1)将含有所述热硬化性含硅材料(Sx)、所述硬化催化剂(Xc)及溶剂(a)的含硅膜形成用组成物涂布于基板上，然后予以加热而形成含硅膜(Sf)；/n(2)将含有于碱显影液的溶解度会因酸的作用而增大的树脂(A)、会因300nm以下的波长的高能射线或电子束而产生酸的酸产生剂、及溶剂(b)的感光性树脂组成物涂布于所述含硅膜(Sf)上，然后予以加热而除去溶剂(b)，制得形成有所述含硅膜(Sf)及树脂膜的基板；/n(3)对所述基板照射所述高能射线或电子束而将所述酸产生剂分解，并使酸产生；/n(4)将所述基板进行热处理并通过所述树脂膜中的酸的作用来提高所述树脂(A)于所述碱显影液的溶解度；/n(5)用所述碱显影液将于所述碱显影液的溶解度已提高的所述树脂膜溶解；/n(6)测定未溶于所述碱显影液而残留在所述含硅膜(Sf)上的所述树脂(A)的膜厚。/n

【技术特征摘要】
20190426 JP 2019-0865051.一种测定热硬化性含硅材料(Sx)的硬化催化剂(Xc)的扩散距离的方法，其特征为包括下列步骤：
(1)将含有所述热硬化性含硅材料(Sx)、所述硬化催化剂(Xc)及溶剂(a)的含硅膜形成用组成物涂布于基板上，然后予以加热而形成含硅膜(Sf)；
(2)将含有于碱显影液的溶解度会因酸的作用而增大的树脂(A)、会因300nm以下的波长的高能射线或电子束而产生酸的酸产生剂、及溶剂(b)的感光性树脂组成物涂布于所述含硅膜(Sf)上，然后予以加热而除去溶剂(b)，制得形成有所述含硅膜(Sf)及树脂膜的基板；
(3)对所述基板照射所述高能射线或电子束而将所述酸产生剂分解，并使酸产生；
(4)将所述基板进行热处理并通过所述树脂膜中的酸的作用来提高所述树...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻原勤，渡边司，河合义夫，小林知洋，美谷岛祐介，金山昌广，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP