光刻用组合物和图案形成方法技术

本发明专利技术的目的在于提供：能形成曝光灵敏度优异的图案、且可以得到与抗蚀层接触的膜、下层膜的光刻用组合物等。前述目的可以通过前述光刻用组合物而实现，所述光刻用组合物包含具有选自由碘、碲和氟组成的组中的至少1种元素的化合物、或包含具有源自前述化合物的结构单元的树脂，前述化合物中的前述原子的总质量为15质量％以上且75质量％以下。15质量％以上且75质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光刻用组合物和图案形成方法


[0001]本专利技术涉及光刻用组合物、和图案形成方法。

技术介绍

[0002]近些年，在半导体元件、液晶显示元件的制造中，随着光刻技术的进步，半导体(图案)、像素的微细化正迅速发展。作为像素的微细化的方法，通常进行了曝光光源的短波长化。具体而言，以往使用以g射线、i射线为代表的紫外线，但目前KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激光(193nm)等远紫外线曝光成为量产的中心，进而，超紫外线(EUV：Extreme Ultraviolet)光刻(13.5nm)的导入正得以进展。另外，电子射线(EB：Electron Beam)也用于形成微细图案。
[0003]其中，特别是基于超紫外线的光刻由于近些年的技术进展，导入例增在增加。
[0004]迄今为止，通常的抗蚀材料是能形成非晶膜的高分子系抗蚀材料。例如可列举出聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解离性基团的聚羟基苯乙烯或聚甲基丙烯酸烷基酯等高分子系抗蚀材料(例如，参照非专利文献1)。
[0005]以往，通过对将这些抗蚀材料的溶液涂布于基板上而制作的抗蚀薄膜照射紫外线、远紫外线、电子射线、超紫外线等，从而形成了10～100nm左右的线条图案。
[0006]另外，基于电子射线或超紫外线的光刻的反应机理与普通的光刻不同(非专利文献2、非专利文献3)。进而，基于电子射线或超紫外线的光刻中，以数nm～十数nm的微细的图案形成为目标。如此若抗蚀图案的尺寸变小，则需要对曝光光源具有更高灵敏度的抗蚀剂组合物。特别是基于超紫外线的光刻中，在吞吐量方面需要实现更高灵敏度化。
[0007]作为改善上述那样的问题的抗蚀材料，提出了具有钛、锡、铪、锆等金属元素的无机抗蚀材料(例如，参照专利文献1)。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2015
‑
108781号公报
[0011]非专利文献
[0012]非专利文献1：岗崎信次、其他8名
“リソグラフィ
技術
その
40年”S&T出版、2016年12月9日
[0013]非专利文献2：H.Yamamoto,et al.,Jpn.J.Appl.Phys.46,L142(2007)
[0014]非专利文献3：H.Yamamoto,et al.,J.Vac.Sci.Technol.b 23,2728(2005)

技术实现思路

[0015]专利技术要解决的问题
[0016]然而，以往开发的具有高灵敏度的特征的抗蚀剂组合物存在图案缺陷、粗糙度大等图案品质不充分、或灵敏度未充分改善、耐蚀刻性不足之类的课题。鉴于这些情况，需求兼顾高分辨率与高灵敏度的光刻技术。
[0017]另外，基于超紫外线的光刻中，由于使用13.5nm的短波长，因此与现有的曝光技术相比，由于光子的透过性高、相同曝光强度下的光子数也少，因此需要有效地将超紫外线转化为曝光所需的质子。进而，需要从与抗蚀层邻接的层供给质子。
[0018]鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供：能形成曝光灵敏度优异的图案、且可以得到与抗蚀层接触的膜(以下称为“抗蚀层接触膜”)、下层膜的光刻用组合物、和图案形成方法。
[0019]用于解决问题的方案
[0020]本专利技术人等为了解决上述的课题而进行了深入研究，结果发现：通过将具有特定的元素组成的化合物、或包含该化合物作为结构单元的树脂用于抗蚀层接触膜、下层膜，从而能够提高光刻工序的曝光灵敏度，以至完成了本专利技术。
[0021]即，本专利技术如下。
[0022][1][0023]一种光刻用组合物，其包含具有选自由碘、碲和氟组成的组中的至少1种元素的化合物、或包含具有源自前述化合物的结构单元的树脂，
[0024]前述化合物中的前述原子的总质量为15质量％以上且75质量％以下。
[0025][2][0026]根据[1]所述的光刻用组合物，其中，前述至少1种元素为选自由碘和碲组成的组中的至少1种元素。
[0027][3][0028]根据[1]或[2]所述的光刻用组合物，其中，前述至少1种元素为碘，前述化合物中的前述碘的质量为15质量％以上且75质量％以下。
[0029][4][0030]根据[1]～[3]中任一项所述的光刻用组合物，其中，前述化合物由式(A
‑
4a)表示。
[0031][0032](式(A
‑
4a)中，
[0033]X表示氧原子、硫原子、单键或无桥连，
[0034]Y为碳数1～60的2n价基团或单键，
[0035]此处，X为无桥连时，Y为前述2n价基团，
[0036]R0各自独立地为任选具有取代基的碳数1～40的烷基、任选具有取代基的碳数6～
40的芳基、任选具有取代基的碳数2～40的烯基、任选具有取代基的碳数2～40的炔基、任选具有取代基的碳数1～40的烷氧基、卤素原子、硫醇基或羟基，
[0037]此处，R0中的至少1个为羟基，
[0038]m各自独立地为1～9的整数，
[0039]Q表示碘、碲、氟、或至少包含碘或碲或氟的碳数1～30的烷基、或至少包含碘或碲或氟的碳数6～40的芳基，
[0040]n为1～4的整数，
[0041]p各自独立地为0～3的整数，
[0042]Q、R0、Y中的至少一个包含碘、碲、氟中的至少1种元素，
[0043]q各自独立地为0～(4+2
×
p
‑
m)的整数。)
[0044][4
‑
1][0045]根据[4]所述的光刻用组合物，其中，X为氧原子或无桥连。
[0046][4
‑
2][0047]根据[4]或[4
‑
1]所述的光刻用组合物，其中，Q为碘。
[0048][4
‑
3][0049]根据[4]～[4
‑
2]中任一项所述的光刻用组合物，其中，Q、R0、Y中的至少一个包含碘。
[0050][4
‑
4][0051]根据[4]～[4
‑
3]中任一项所述的光刻用组合物，其中，q各自独立地为1～(4+2
×
p
‑
m)的整数。
[0052][5][0053]根据[4]～[4
‑
4]中任一项所述的光刻用组合物，其中，Y为任选具有取代基的具有碳数6～60的芳基的2n价烃基。
[0054][5
‑
1][0055]根据[5]所述的光刻用组合物，其中，前述2n价烃基为亚甲基。
[0056][5
‑
2][0057]根据[5]或[5
‑
1]所述的光刻用组合物，其中，前述碳数6～60的芳基为苯基或联苯基。
[0058][5<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】1.一种光刻用组合物，其包含具有选自由碘、碲和氟组成的组中的至少1种元素的化合物、或包含具有源自所述化合物的结构单元的树脂，所述化合物中的所述原子的总质量为15质量％以上且75质量％以下。2.根据权利要求1所述的光刻用组合物，其中，所述至少1种元素为选自由碘和碲组成的组中的至少1种元素。3.根据权利要求1或2所述的光刻用组合物，其中，所述至少1种元素为碘，所述化合物中的所述碘的质量为15质量％以上且75质量％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的光刻用组合物，其中，所述化合物由式(A
‑
4a)表示，式(A
‑
4a)中，X表示氧原子、硫原子、单键或无桥连，Y为碳数1～60的2n价基团或单键，此处，X为无桥连时，Y为所述2n价基团，R0各自独立地为任选具有取代基的碳数1～40的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～40的烯基、任选具有取代基的碳数2～40的炔基、任选具有取代基的碳数1～40的烷氧基、卤素原子、硫醇基或羟基，此处，R0中的至少1个为羟基，m各自独立地为1～9的整数，Q表示碘、碲、氟、或至少包含碘或碲或氟的碳数1～30的烷基、或至少包含碘或碲或氟的碳数6～40的芳基，n为1～4的整数，p各自独立地为0～3的整数，Q、R0、Y中的至少一个包含碘、碲、氟中的至少1种元素，q各自独立地为0～(4+2
×
p
‑
m)的整数。5.根据权利要求4所述的光刻用组合物，其中，Y为任选具有取代基的、具有碳数6～60的芳基的2n价烃基。6.根据权利要求1～3中任一项所述的光刻用组合物，其中，所述化合物由式(A
‑
4c)表示，
式(A
‑
4c)中，X表示氧原子、硫原子、单键或无桥连，Y为碳数1～60的2n价基团或单键，此处，X为无桥连时，Y为所述2n价基团，R0各自独立地为任选具有取代基的碳数1～40的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～40的烯基、任选具有取代基的碳数2～40的炔基、任选具有取代基的碳数1～40的烷氧基、卤素原子、硫醇基或羟基，此处，R0中的至少1个为羟基，R0中的至少1个为碘、或含有碘的基团，m各自独立地为1～9的整数，n为1～4的整数，p各自独立地为0～3的整数。7.根据权利要求6所述的光刻用组合物，其中，Y为任选具有取代基的、具有碳数6～60的芳基的2n价烃基。8.根据权利要求1～3中任一项所述的光刻用组合物，其中，所述化合物由通式(AM1)表示，式(AM1)中，R1表示氢原子、甲基、或卤素基团，R2各自独立地表示氢原子、碳数1～20的直链状的有机基团、碳数3～20的支链状的有机
基团、或碳数3～20的环状的有机基团，A表示碳数1～30的有机基团，n1表示0或1，n2表示1～20的整数。9.根据权利要求1～3中任一项所述的光刻用组合物，其中，所述化合物由通式(A
‑
7)表示，式(A
‑
7)中，X各自独立地表示碲、I、F、或具有1个以上且5个以下的选自由碲、I、和F组成的组中的取代基的碳数1～30的有机基团，且至少1个X为碲或I，L1表示单键、醚基、酯基、硫醚基、氨基、硫酯基、缩醛基、膦基、亚磷基、氨基甲酸酯基、脲基、酰胺基、酰亚胺基、或磷酸基，m为1以上的整数，Y各自独立地表示羟基、烷氧基、酯基、缩醛基、碳酸酯基、硝基、氨基、羧基、硫醇基、醚基、硫醚基、膦基、亚磷基、氨基甲酸酯基、脲基、酰胺基、酰亚胺基、或磷酸基，n为0以上的整数，Z各自独立地为烷氧基、酯基、缩醛基、或碳酸酯基，r为0以上的整数，A为碳数1～30的有机基团，R
a
、R
b
、和...

【专利技术属性】
技术研发人员：大松祯，松本正裕，佐藤隆，越后雅敏，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：