形成防反射膜的组合物制造技术

本发明专利技术提供一种包含由羟基烷基和烷氧基烷基取代的尿素化合物以及优选含有吸光性化合物和／或吸光性树脂的形成防反射膜的组合物、采用该组合物的半导体装置防反射膜的形成方法，以及采用该组合物的半导体装置的制造方法。本发明专利技术的组合物相对半导体装置制造中使用的波长的光具有良好的光吸收性，因此，具有较高的防反射光效果，此外具有比光致抗蚀剂层更大的干蚀刻速度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有效降低在对光致抗蚀剂进行曝光时，由衬底基板反射造成的不利影响的形成防反射膜的组合物，采用该组合物的防反射膜的形成方法，以及采用该组合物的半导体装置的形成方法。
技术介绍
在现有的半导体器件的制造中，由采用光致抗蚀剂组合物的平版印刷法进行微细加工。所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，通过描绘有半导体器件图案的掩模图案向其上照射紫外线等的活性光线，显影，将所得光致抗蚀剂图案作为保护膜，对硅晶片等的被加工基板进行蚀刻处理的加工方法。但是，近年来，随着半导体器件的高密集化，使用的活性光线也从KrF准分子激光(波长为248nm)向ArF准分子激光(波长为193nm)，甚至是F2准分子激光(波长为157nm)的短波长方向发展。随之而来的，来自基板的活性光线的漫反射或驻波的影响成为较大的问题。因此，对光致抗蚀剂和被加工基板之间设置(BottomAnti-Refliecttive Coating、BARC)的方法进行着广泛地研究。作为防反射膜，已知有钛、二氧化钛、氮化钛、氧化铬、碳、α-硅等的无机防反射膜，以及由吸光性物质和高分子化合物形成的有机防反射膜。前者在形成膜时需要真空蒸镀装置、CVD装置、溅射装置等的设备，与此相对，后者无需特别的设备，在该方面是有利的，因此对其进行了较多的研究。例如，作为有机防反射膜的例子，可举出在同一分子内具有作为交联反应基的羟基和吸光基的丙烯酸树脂型防反射膜，和在同一分子内具有作为交联反应基的羟基和吸光基的酚醛树脂型防反射膜等(例如参照美国专利第5919599号说明书、美国专利第5693691号说明书)。对有机防反射膜所期望的物性，包括例如对光或放射线具有较大吸光度、不与光致抗蚀剂层发生掺合(不溶于光致抗蚀剂溶剂)、涂布时或加热干燥时没有从防反射膜材料向其上涂布的抗蚀剂中的低分子扩散物、具有比光致抗蚀剂更大的干蚀刻速度等(例如参照TomLynch等4名在Advances in Resisit Technology and Processing XI中发表的“Propertiesand Performance of Near UV Refliectivity Control Layers”、美国、Omkaram，Nalamasu编写、Proceedings of SPIE、1994年、第2195卷、第225-229页；G.Tarlor等14名在Microlithography 1999Advances inResisit Technology and Processing XVI发表的“Methacrylate Resist andAntireflective Coatings for 193nm Lithography”、美国、Will Conley编写、Proceedings of SPIE、1999年、第3678卷、第174-185页；Jim.D.Meador等7名在Microlithography 1999Advances in Resisit Technology andProcessing XVI发表的“Recent Progress in 193nm AntireflectiveCoatings”、美国、Will Conley编写、Proceedings of SPIE、1999年、第3678卷、第800-809页。此外，已知包含含氮化合物的平板印刷用衬底材料，且该含氮化合物具有被羟基烷基或烷氧基烷基取代的氨基(例如参照特开2000-221689号公报和特开2000-284491号公报)。专利技术的公开本专利技术用于解决上述现有技术中存在的问题。本专利技术的第1目的是提供在半导体装置制造的光刻过程中采用的形成防反射膜的组合物。本专利技术的第2目的是提供平板印刷用防反射膜的形成方法，所说的光刻用防反射膜在微细加工过程中使用248nm、193nm、157nm等的波长照射光时，可有效吸收从基板的反射光，不与光致抗蚀剂层发生混合，可获得优异的光致抗蚀剂图案，具有比光致抗蚀剂更大的干蚀刻速度。本专利技术的第3目的提供半导体装置的制造方法，其使用该形成防反射膜的组合物，形成光致抗蚀剂图案。本权利要求1的专利技术为一种形成防反射膜的组合物，其特征在于包含以下式(1)所示的化合物， 式(1)(式中，R1和R2分别独立地表示氢原子或烷基，R3和R4分别独立地表示氢原子、甲基、乙基、羟基甲基或烷氧基甲基)。本权利要求2的专利技术为一种形成防反射膜的组合物，其特征在于包含由权利要求1所记载的式(1)所示化合物制造的树脂。本权利要求3的专利技术为权利要求2所述的形成防反射膜的组合物，其特征在于所述树脂为式(1)所示化合物的缩合物。本权利要求4的专利技术为权利要求1-3任一项所述的形成防反射膜的组合物，其特征为进一步含有吸光性化合物和/或吸光性树脂。本权利要求5的专利技术为权利要求4所述的形成防反射膜的组合物，其特征为所述吸光性化合物为选自萘化合物和蒽化合物中的至少1种。本权利要求6的专利技术为权利要求4所述的形成防反射膜的组合物，其特征为所述吸光性化合物为选自三嗪化合物和三嗪三酮化合物中的至少1种。本权利要求7的专利技术为权利要求4所述的形成防反射膜的组合物，其特征在于所述吸光性树脂为在其结构内具有至少一个选自苯环、萘环和蒽环的芳香环结构的物质。本权利要求8的专利技术为权利要求1-3任一项所述的形成防反射膜的组合物，其特征在于进一步含有具有至少1个选自羟基、羧基、氨基和巯基的交联形成取代基的树脂。本权利要求9的专利技术为权利要求1-3任一项所述的形成防反射膜的组合物，其特征在于进一步含有酸和/或酸发生剂。本权利要求10的专利技术为在半导体装置的制造中所用防反射膜的形成方法，其特征在于通过在基板上涂布权利要求1-3任一项所述的形成防反射膜的组合物，并烘烤形成。本权利要求11的专利技术为半导体装置的制造方法，其特征在于通过在基板上涂布权利要求1-3任一项所述的形成防反射膜的组合物，并烘烤形成防反射膜，在其上覆盖光致抗蚀剂，通过对覆盖该防反射膜和光致抗蚀剂的基板进行曝光，显影，蚀刻在基板上转印图像，形成集成电路元件。实施专利技术的最佳形式本专利技术的形成防反射膜的组合物基本上为由式(1)表示的化合物和溶剂形成的组合物，或者为由式(1)所示化合物制造的树脂和溶剂形成的组合物，作为任意成分可含有表面活性剂等。本专利技术的形成防反射膜的组合物中的固体成分的含有率优选为0.1-50质量％，更优选为0.5-30％质量。在此，所谓的固体成分，为形成防反射膜的组合物全部成分中除去溶剂成分后的成分。在本专利技术的形成防反射膜的组合物中，作为有效成分，采用上述式(1)表示的化合物。在式(1)中，R1和R2分别独立地表示氢原子或烷基，R3和R4分别独立地表示氢原子、甲基、乙基、羟基甲基或烷氧基甲基。作为所述烷基，可例举出甲基、乙基、异丙基、正丁基、正己基等。此外，作为上述烷氧基甲基，可例举出甲氧基甲基、乙氧基甲基、丁氧基甲基等。在本专利技术中，可只用式(1)的化合物中的1种，或者也可以组合使用2种或以上的式(1)的化合物。在本专利技术的形成防反射膜的组合物中，式(1)所示化合物的配合量对每100质量％的全部固体成分，优选为10质量％的以上，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成防反射膜的组合物，其包含以下式（１）所示的化合物，Ｒ↓［２］ＯＨ↓［２］Ｃ＊ＣＨ↓［２］ＯＲ↓［１］式（１）（式中，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］分别独立地表示氢原子或烷基，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］分别独立地表示氢原子、甲 基、乙基、羟基甲基或烷氧基甲基）。

【技术特征摘要】
JP 2002-7-17 208045/2002;JP 2002-10-17 302535/20021.一种形成防反射膜的组合物，其包含以下式(1)所示的化合物， 式(1)(式中，R1和R2分别独立地表示氢原子或烷基，R3和R4分别独立地表示氢原子、甲基、乙基、羟基甲基或烷氧基甲基)。2.如权利要求1所述的形成防反射膜的组合物，其特征为包含由权利要求1所述的式(1)所示化合物制造的树脂。3.如权利要求2所述的形成防反射膜的组合物，其特征为所述树脂为式(1)所示化合物的缩合物。4.如权利要求1-3任一项所述的形成防反射膜的组合物，其特征为进一步含有吸光性化合物和/或吸光性树脂。5.如权利要求4所述的形成防反射膜的组合物，其特征为所述吸光性化合物为选自萘化合物和蒽化合物中的至少1种。6.如权利要求4所述的形成防反...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸冈高广，荒濑慎哉，水沢贤一，中山圭介，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]