包含与缩水甘油基酯化合物的反应生成物的抗蚀剂下层膜形成用组合物制造技术

提供具有特别高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜、该抗蚀剂下层膜形成用组合物、抗蚀剂图案形成方法以及半导体装置的制造方法。一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：通过下述式(1)所示的化合物、与环氧加成物形成用化合物的反应而获得的环氧加成生成物；以及溶剂。上述环氧加成物形成用化合物为选自含有羧酸的化合物、含有羧酸酐的化合物、含有羟基的化合物、含有硫醇基的化合物、含有氨基的化合物和含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含与缩水甘油基酯化合物的反应生成物的抗蚀剂下层膜形成用组合物


[0001]本专利技术涉及具有特别高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜形成用组合物、使用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂下层膜及其制造方法、抗蚀剂图案的形成方法、以及半导体装置的制造方法。

技术介绍

[0002]在将抗蚀剂膜曝光时，有时反射波对该抗蚀剂膜带来不良影响。在抑制该不良影响的目的下形成的抗蚀剂下层膜也被称为防反射膜。
[0003]要求抗蚀剂下层膜可以通过涂布溶液状的抗蚀剂下层膜形成用组合物，使其固化而容易成膜。因此，该组合物需要包含通过加热等而容易固化，并且在规定的溶剂中的溶解性高的化合物(聚合物)。
[0004]期望在抗蚀剂下层膜上形成的抗蚀剂图案为与基板垂直的方向的截面形状为矩形(没有所谓底切、底部拖尾等的直的底部形状)。例如，如果抗蚀剂图案变为底切形状或底部拖尾形状，则产生抗蚀剂图案的坍塌、在光刻工序时不能将被加工物(基板、绝缘膜等)加工为所希望的形状或尺寸这样的问题。
[0005]此外，对抗蚀剂下层膜要求与上层的抗蚀剂膜相比干蚀刻速度大、即干蚀刻速度的选择比大。
[0006]在专利文献1中公开了使用了主链具有二硫键的聚合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物。在专利文献2中公开了具有缩水甘油基酯基的环氧化合物。在专利文献3中公开了一种防反射膜形成用组合物，其特征在于，包含具有羟基烷基结构作为氮原子上的取代基的三嗪三酮化合物、低聚物化合物或高分子化合物。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献r/>[0009]专利文献1：日本再表2009-096340号公报
[0010]专利文献2：日本特开平8-81461号公报
[0011]专利文献3：日本再表2004-034148号公报

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]在半导体元件的制造中，依然要求具有高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜。已知为了制成具有高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜，而在组合物的聚合物中应用包含杂原子的物质。
[0014]本申请的专利技术人进行了深入研究，结果，为了使抗蚀剂下层膜中更高浓度地含有杂原子，研究了各种化合物及其反应生成物(低聚物和聚合物)，结果发现，如果特别是将使具有缩水甘油基酯基的含氮杂环化合物(异氰脲酸等)与羧酸等环氧加成物形成用化合物
反应而得的环氧加成生成物应用于抗蚀剂下层膜形成用组合物，则与现有技术相比可以实现高的蚀刻速率化。
[0015]本专利技术鉴于解决这样的课题，特别地，其目的在于提供具有高干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外本专利技术的目的还在于提供使用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂下层膜及其制造方法、抗蚀剂图案的形成方法、以及半导体装置的制造方法。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本专利技术包含以下内容。
[0018][1]下述式(1)所示的化合物，
[0019][0020](在式(1)中，X为下述式(2)、式(3)或式(4)所示的2价有机基，n1、n2各自独立地表示1～10的整数。)
[0021][0022](在式(2)、式(3)和式(4)中，
[0023]R1和R2各自独立地表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的炔基、苄基或苯基，上述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基和碳原子数1～6的烷硫基中的至少1个1价官能团取代。
[0024]R3表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的炔基、苄基或苯基，上述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、碳原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基、碳原子数1～6的烷硫基和下述式(5)所示的有机基中的至少1个1价官能团取代。)
[0025][0026](在式(5)中，n3表示1～10的整数。)
[0027][2]根据[1]所述的化合物，在上述式(1)中，X由式(4)表示。
[0028][3]根据[2]所述的化合物，在上述式(1)中，n1和n2为1，R3由可以被氧原子中断的碳原子数1～5的烷基或式(5)表示。
[0029][4]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：通过[1]～[3]中任一项所述的化合物、与环氧加成物形成用化合物(环氧加成物形成性化合物)的反应而获得的环氧加成生成
物；以及溶剂。
[0030][5]根据[4]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述环氧加成物形成用化合物为选自含有羧酸的化合物、含有羧酸酐的化合物、含有羟基的化合物、含有硫醇基的化合物、含有氨基的化合物和含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。
[0031][6]根据[4]或[5]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述环氧加成物形成用化合物为含有羧酸的化合物或含有硫醇基的化合物。
[0032][7]根据[6]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述含有羧酸的化合物为包含至少1个以上硫原子的二羧酸。
[0033][8]根据[7]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述包含至少1个以上硫原子的二羧酸为脂肪族二羧酸。
[0034][9]根据[4]～[8]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含交联催化剂。
[0035][10]根据[4]～[9]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。
[0036][11]根据[4]～[10]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含表面活性剂。
[0037][12]一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，为由[4]～[11]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的涂布膜的烧成物。
[0038][13]一种进行了图案形成的基板的制造方法，其包含下述工序：在半导体基板上涂布[4]～[11]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物进行烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序；在上述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂进行烘烤而形成抗蚀剂膜的工序；将被上述抗蚀剂下层膜和上述抗蚀剂被覆了的半导体基板曝光的工序；将曝光后的上述抗蚀剂膜显影，进行图案形成的工序。
[0039][14]一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包含下述工序：
[0040]在半导体基板上形成由[4]～[11]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜的工序；
[0041]在上述抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；
[0042]通过对抗蚀剂膜的光或电子射线的照射与然后的显影而形成抗蚀剂图案的工序；
[0043]通过经由所形成的上述抗蚀剂图案对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻而形成被图案化了的抗蚀剂下层膜的工序；以及
[0044]通过被图案化了的上述抗蚀剂下层膜对半导体基板进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.下述式(1)所示的化合物，在式(1)中，X为下述式(2)、式(3)或式(4)所示的2价有机基，n1、n2各自独立地表示1～10的整数；在式(2)、式(3)和式(4)中，R1和R2各自独立地表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的炔基、苄基或苯基，所述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基和碳原子数1～6的烷硫基中的至少1个1价官能团取代；R3表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的炔基、苄基或苯基，所述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、碳原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基、碳原子数1～6的烷硫基和下述式(5)所示的有机基中的至少1个1价官能团取代；在式(5)中，n3表示1～10的整数。2.根据权利要求1所述的化合物，在所述式(1)中，X由式(4)表示。3.根据权利要求2所述的化合物，在所述式(1)中，n1和n2为1，R3由可以被氧原子中断的碳原子数1～5的烷基或式(5)表示。4.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：通过权利要求1～3中任一项所述的化合物、与环氧加成物形成用化合物的反应而获得的环氧加成生成物；以及溶剂。5.根据权利要求4所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述环氧加成物形成用化合物为选自含有羧酸的化合物、含有羧酸酐的化合物、含有羟基的化合物、含有硫醇基的化合物、含有氨基的化合物和含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。6.根据权利要求4或5...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤贵文，后藤裕一，远藤雅久，上林哲，远藤勇树，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：