抗蚀剂下层膜形成用组合物制造技术

提供一种组合物，是用于形成不溶于抗蚀剂溶剂、光学常数良好、蚀刻速率高的抗蚀剂下层膜的组合物，其对高低差基板的埋入性和平坦化性优异。包含(A)下述式(I)所示的交联性化合物、和(D)溶剂的抗蚀剂下层膜形成用组合物。[在式(I)中，m为1～30的整数，T为单键、饱和烃基、芳香族基、或不饱和环状烃基，G1、G2、G3、G4、G5和G6各自独立地为(i)或(ii)，n各自独立地为1～8的整数，n个R各自独立地为氢原子、脂肪族烃基、或脂环式烃基，A各自独立地为可以被亚烷基中断的芳基，Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6各自独立地表示烷基、芳基、羟基、环氧基或氢原子。]]]

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗蚀剂下层膜形成用组合物


[0001]本专利技术涉及适于半导体基板加工中的光刻用的抗蚀剂下层膜形成用组合物、由该抗蚀剂下层膜形成用组合物获得的抗蚀剂下层膜、以及使用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的进行了图案形成的基板的制造方法、和半导体装置的制造方法。

技术介绍

[0002]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，在其上经由描绘有半导体器件的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。近年来，半导体器件的高集成度化发展，所使用的活性光线也从KrF准分子激光(248nm)向ArF准分子激光(193nm)短波长化。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超紫外线(EUV，13.5nm)、电子射线(EB)的光刻技术的开发。
[0003]对于光刻工艺，在将基板上的抗蚀剂层用KrF准分子激光、ArF准分子激光等紫外线激光曝光时，由于由起因于该紫外线激光在基板表面反射而产生的驻波带来的影响，已知不形成具有所希望的形状的抗蚀剂图案的问题。为了解决该问题，采用在基板与抗蚀剂层之间设置抗蚀剂下层膜(防反射膜)的方法。
[0004]关于这样在光致抗蚀剂与被加工基板之间形成的抗蚀剂下层膜，为了抑制与叠层在上层的抗蚀剂的混合(mixing)，一般在涂布在被加工基板上后，经过烧成工序而形成为不发生与抗蚀剂的混合的热固性交联膜。
[0005]作为用于形成抗蚀剂下层膜的组合物，已知使用各种树脂。例如，在专利文献1和专利文献2中，公开了含有具有将具有双酚基的化合物进行了酚醛清漆化的重复单元的树脂的光致抗蚀剂下层膜形成材料。此外，在专利文献3中公开了包含在聚合物的主链中具有3个或3个以上稠合的芳香族环的聚合物的、能够旋转涂布的防反射膜组合物。
[0006]但是，在作为基底的被加工基板具有高低差的情况、图案密集部分与没有图案的区域在同一晶片上存在的情况下，需要通过下层膜使膜表面平坦化。提出了适于这样的目的的树脂(专利文献4)。
[0007]另一方面，为了形成这样的热固化膜，在抗蚀剂下层膜形成用组合物中除了成为主要成分的聚合物树脂以外，还混配了交联性化合物(交联剂)、用于促进交联反应的催化剂(交联催化剂)。关于通过下层膜进行的膜表面的平坦化这样的课题，这些成分的研究仍然不充分。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2006
‑
259249号公报
[0011]专利文献2：日本特开2007
‑
316282号公报
[0012]专利文献3：日本特表2010
‑
528334号公报
[0013]专利文献4：WO 2014/024836 A1

技术实现思路

[0014]专利技术所要解决的课题
[0015]本专利技术的目的是提供一种组合物，是用于形成不溶于抗蚀剂溶剂、光学常数良好、蚀刻速率高的抗蚀剂下层膜的组合物，其对高低差基板的埋入性和平坦化性优异。
[0016]用于解决课题的方法
[0017]本专利技术包含以下方案。
[0018][1]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：
[0019](A)下述式(I)所示的交联性化合物；以及
[0020](D)溶剂。
[0021][0022][式中，m为1～30的整数，
[0023]在m＝1时，
[0024]T为单键、可以被芳香族环中断的2～6价饱和烃基、可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以被烷基或烯基取代的2～6价芳香族基、或可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以被烷基或烯基取代的2～6价不饱和环状烃基，
[0025]G1、G2、和随着T的价数增加到3以上而存在的G3、G4、G5、G6各自独立地为
[0026][0027]n各自独立地为1～8的整数，
[0028]n个R各自独立地为氢原子、可以被苯基、萘基或蒽基取代且可以被氧原子、氮原子或羰基中断的、饱和或不饱和的直链或支链的脂肪族烃基、或脂环式烃基，优选n个R各自独立地为氢原子、或可以被氧原子、氮原子或羰基中断的烷基，
[0029]A各自独立地为可以被亚烷基中断的C6‑
C
18
芳基，
[0030]Z1、Z2、和随着T的价数增加到3以上而存在的Z3、Z4、Z5、Z6各自独立地表示可以被氧原子、氮原子或羰基中断的烷基、或可以被氧原子、氮原子或羰基中断且可以被羟基、卤原子、羧基、硝基、氰基、亚甲基二氧基、乙酰氧基、甲硫基、氨基、C1‑
C9烷氧基、烷基、烯基或炔基取代的芳基。
[0031]在m＞1时，
[0032]m个T为单键、可以被芳香族环中断的2价饱和烃基、可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以被烷基或烯基取代的2价芳香族基、或可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以
被烷基或烯基取代的2价不饱和环状烃基，
[0033]G3Z3、G4Z4、G5Z5、G6Z6不存在，
[0034]m个G1和G2各自独立地为
[0035][0036]n、R和A如上文定义的那样，
[0037]Z1和Z2各自独立地表示羟基、环氧基或氢原子。][0038][2]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述A各自独立地为可以被亚烷基中断的C6芳基。
[0039][3]根据[1]或[2]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含(B)与交联性化合物(A)能够进行交联反应的膜材料。
[0040][4]根据[3]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述能够进行交联反应的膜材料(B)包含选自含有脂肪族环的树脂、酚醛清漆树脂、聚醚树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂和与交联性化合物(A)不同的化合物中的至少一种。
[0041][5]根据[4]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述酚醛清漆树脂由下述式(1a)、式(1b)和式(1c)所示的重复结构单元之中的任1种或2种以上表示。
[0042][0043][式中，2个R1各自独立地表示碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～6的烯基、芳香族烃基、卤原子、硝基或氨基，2个R2各自独立地表示氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～6的烯基、缩醛基、酰基或缩水甘油基，R3表示可以具有取代基的芳香族烃基，R4表示氢原子、苯基或萘基，与同一个碳原子结合的R3和R4在各自表示苯基时可以彼此结合而形成芴环，在式(1b)中2个R3所表示的基团及2个R4所表示的原子或基团可以彼此不同，2个k各自独立地表示0或1，m0表示3～500的整数，n0、n1和n2表示2～500的整数，p表示3～500的整数，X
表示单键或杂原子，2个Q各自独立地表示下述式(2)所示的结构单元。
[0044][0045](式中，2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】1.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：(A)下述式(I)所示的交联性化合物；以及(D)溶剂，式中，m为1～30的整数，在m＝1时，T为单键、可以被芳香族环中断的2～6价饱和烃基、可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以被烷基或烯基取代的2～6价芳香族基、或可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以被烷基或烯基取代的2～6价不饱和环状烃基，G1、G2、和随着T的价数增加到3以上而存在的G3、G4、G5、G6各自独立地为或n各自独立地为1～8的整数，n个R各自独立地为氢原子、可以被苯基、萘基或蒽基取代且可以被氧原子、氮原子或羰基中断的、饱和或不饱和的直链或支链的脂肪族烃基、或脂环式烃基，A各自独立地为可以被亚烷基中断的C6‑
C
18
芳基，Z1、Z2、和随着T的价数增加到3以上而存在的Z3、Z4、Z5、Z6各自独立地表示可以被氧原子、氮原子或羰基中断的烷基、或可以被氧原子、氮原子或羰基中断且可以被羟基、卤原子、羧基、硝基、氰基、亚甲基二氧基、乙酰氧基、甲硫基、氨基、C1‑
C9烷氧基、烷基、烯基或炔基取代的芳基；在m＞1时，m个T为单键、可以被芳香族环中断的2价饱和烃基、可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以被烷基或烯基取代的2价芳香族基、或可以被氧原子、羰基或亚烷基中断且可以被烷基或烯基取代的2价不饱和环状烃基，G3Z3、G4Z4、G5Z5、G6Z6不存在，m个G1和G2各自独立地为或n、R和A如上述定义的那样，
Z1和Z2各自独立地表示羟基、环氧基或氢原子。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A各自独立地为可以被亚烷基中断的C6芳基。3.根据权利要求1或2所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含(B)与交联性化合物(A)能够进行交联反应的膜材料。4.根据权利要求3所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述能够进行交联反应的膜材料(B)包含选自含有脂肪族环的树脂、酚醛清漆树脂、聚醚树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂和与交联性化合物(A)不同的化合物中的至少一种。5.根据权利要求4所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述酚醛清漆树脂由下述式(1a)、式(1b)和式(1c)所示的重复结构单元之中的任1种或2种以上表示，式中，2个R1各自独立地表示碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～6的烯基、芳香族烃基、卤原子、硝基或氨基，2个R2各自独立地表示氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～6的烯基、缩醛基、酰基或缩水甘油基，R3表示可以具有取代基的芳香族烃基，R4表示氢原子、苯基或萘基，与同一个碳原子结合的R3和R4在各自表示苯基时可以彼此结合而形成芴环，在式(1b)中2个R3所表示的基团及2个R4所表示的原子或基团可以彼此不同，2个k各自独立地表示0或1，m0表示3～500的整数，n0、n1和n2表示2～500的整数，p表示3～500的整数，X表示单键或杂原子，2个Q各自独立地表示下述式(2)所示的结构单元，
式中，2个R1、2个R2、2个R3、2个R4、2个k、n1、n2和X与式(1b)中的含义相同，2个Q1各自独立地表示所述式(2)所示的结构单元。6.根据权利要求4所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述与交联性化合物(A)不同的化合物由下式表示，Ar
‑
Q
‑
Ar(2)在式(2)中，2个Ar各自表示芳基，该芳基具有至少1个羟基作为取代基，Q表示具有至少1个苯环或萘环的二价...

【专利技术属性】
技术研发人员：德永光，绪方裕斗，广原知忠，中岛诚，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：