膜形成用组合物制造技术

本发明专利技术提供用于形成溶剂显影型抗蚀剂的抗蚀剂下层膜的膜形成用组合物，所述抗蚀剂下层膜能够形成良好的抗蚀剂图案。该膜形成用组合物的特征在于包含水解性硅烷化合物的水解缩合物、选自由氨基塑料交联剂及酚醛塑料交联剂组成的组中的至少1种交联剂和溶剂，且上述水解性硅烷化合物包含下述式(1)表示的水解性硅烷。R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】膜形成用组合物


[0001]本专利技术涉及膜形成用组合物、由该膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜、及使用了该膜形成用组合物的半导体装置的制造方法。详细来说，涉及在半导体装置制造的光刻工序中，用于形成作为负型光致抗蚀剂的下层所使用的硬掩模的抗蚀剂下层膜的膜形成用组合物。

技术介绍

[0002]一直以来，在半导体装置的制造中，通过使用光致抗蚀剂的光刻进行微细加工。上述微细加工是如下的加工法，即在硅晶片等半导体基板上形成光致抗蚀剂的薄膜，在其上隔着描绘有半导体器件图案的掩模图案照射紫外线等活性光线，并进行显影，将得到的光致抗蚀剂图案作为保护膜对基板进行蚀刻处理，从而在基板表面形成与上述图案对应的微细凹凸。
[0003]近年来，半导体器件的高集成度化在发展，所使用的活性光线也有从KrF准分子激光(248nm)、ArF准分子激光(193nm)向EUV光(13.5nm)的短波长化趋势。与此相伴，抗蚀剂的薄膜化显著。特别是在由抗蚀剂层、含硅抗蚀剂下层膜、有机下层膜构成的3层工艺中，对于含硅抗蚀剂下层膜而言，在再现性良好地制造可靠性高的半导体器件方面，需要能够抑制抗蚀剂的图案倒塌。
[0004]在这种情况下，作为抑制图案倒塌的技术，例如已报导了包含具有鎓基的硅烷化合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物(专利文献1)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开第2010/021290号

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的问题
[0009]随着近年来半导体器件领域的进展，对包括抑制图案倒塌的技术在内的改良技术的要求在进一步增强。
[0010]本专利技术就是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种膜形成用组合物，其在光刻工序中，与抗蚀剂膜一起、或与抗蚀剂下层有机下层膜及抗蚀剂膜一起用作抗蚀剂下层膜时，可提供能够抑制图案倒塌、实现良好图案的薄膜。
[0011]解决问题的手段
[0012]为了实现上述目的，本专利技术人等反复进行了深入研究，结果发现，将由包含水解性硅烷化合物的水解缩合物和选自氨基塑料交联剂和酚醛塑料交联剂中的至少1种交联剂的组合物得到的膜作为抗蚀剂下层膜，在EB光刻、EUV光刻等光刻工序中，与抗蚀剂膜一起、或与有机下层膜和抗蚀剂膜一起使用时，可以抑制图案倒塌，能够实现良好的图案，从而完成了本专利技术，所述水解性硅烷化合物包含具有特定官能团的水解性硅烷。
[0013]即，作为第1方面，本专利技术涉及一种膜形成用组合物，其特征在于，包含水解性硅烷化合物的水解缩合物、选自由氨基塑料交联剂及酚醛塑料交联剂组成的组中的至少1种交联剂、和溶剂，且所述水解性硅烷化合物包含下述式(1)表示的水解性硅烷：
[0014]R
1a
R
2b
Si(R3)4‑
(a+b)
ꢀꢀ
(1)
[0015]式(1)中，R1是通过Si
‑
C键与硅原子键合的基团，表示包含选自烷氧基甲基苯结构、苯氧基结构及环氧基结构中的至少1种结构的有机基团；R2是通过Si
‑
C键与硅原子键合的基团，且相互独立地表示可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的芳烷基、可被取代的卤代烷基、可被取代的卤代芳基、可被取代的卤代芳烷基、可被取代的烷氧基烷基、可被取代的烷氧基芳基、可被取代的烷氧基芳烷基、或可被取代的烯基，或者表示包含环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基、酰胺基、烷氧基、或磺酰基的有机基团、或它们的组合；R3是与硅原子键合的基团或原子，且相互独立地表示羟基、烷氧基、芳烷氧基、酰氧基或卤素原子；a表示整数1，b表示0～2的整数，a+b表示1～3的整数。
[0016]作为第2方面，涉及第1方面所述的膜形成化合物，所述包含苯氧基结构的有机基团为包含苯酚结构、烷氧基烷氧基苯结构或烷氧基苯结构的有机基团。
[0017]作为第3方面，涉及第1方面所述的膜形成化合物，所述包含烷氧基甲基苯结构的有机基团为包含(烷氧基)(烷氧基甲基)苯结构的有机基团。
[0018]作为第4方面，涉及第1方面～第3方面中任一项所述的膜形成用组合物，所述水解性硅烷化合物还包含下述式(2)表示的水解性硅烷：
[0019]si(R
11
)4ꢀꢀ
(2)
[0020]式(2)中，R
11
是与硅原子键合的基团或原子，且相互独立地表示羟基、烷氧基、芳烷氧基、酰氧基或卤素原子。
[0021]作为第5方面，涉及第1方面～第4方面中任一项所述的膜形成用组合物，所述水解性硅烷化合物还包含下述式(3)表示的水解性硅烷：
[0022]R
12
Si(R
13
)3ꢀꢀ
(3)
[0023]式(3)中，R
12
是通过Si
‑
C键与硅原子键合的基团，且相互独立地表示可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的芳烷基、可被取代的卤代烷基、可被取代的卤代芳基、可被取代的卤代芳烷基、可被取代的烷氧基烷基、可被取代的烷氧基芳基、可被取代的烷氧基芳烷基、或可被取代的烯基，或者表示包含环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基、酰胺基、烷氧基、或磺酰基的有机基团、或它们的组合；R
13
是与硅原子键合的基团或原子，且相互独立地表示羟基、烷氧基、芳烷氧基、酰氧基或卤素原子。
[0024]作为第6方面，涉及第1方面～第5方面中任一项所述的膜形成用组合物，所述水解缩合物以0.1摩尔％～15摩尔％的比例含有所述式(1)表示的水解性硅烷的单体单元。
[0025]作为第7方面，涉及第1方面～第6方面中任一项所述的膜形成用组合物，其中还包含酸催化剂。
[0026]作为第8方面，涉及第7方面所述的膜形成用组合物，所述酸催化剂包含选自由三苯基锍三氟甲磺酸盐及三(羟基苯基)锍三氟甲磺酸盐组成的组中的至少1种。
[0027]作为第9方面，涉及第1方面～第8方面中任一项所述的膜形成用组合物，其中还包含固化催化剂。
[0028]作为第10方面，涉及第9方面所述的膜形成用组合物，所述固化催化剂包含选自由
铵盐、膦类、鏻盐及锍盐组成的组中的至少1种。
[0029]作为第11方面，涉及第1方面～第10方面中任一项所述的膜形成用组合物，所述式(1)表示的水解性硅烷为(4
‑
(1
‑
乙氧基乙氧基)苯基)三甲氧基硅烷、三甲氧基(3
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲氧基)丙基)硅烷或三乙氧基((4
‑
乙氧基
‑2‑
甲氧基苯氧基)甲基)硅烷。
[0030]作为第12方面，涉及第1方面～第11方面中任一项所述的膜形成用组合物，其为光刻工序中使用的抗蚀剂下层膜形成用组合物。
[0031]作为第13方面，涉及第12方面所述的膜形成用组合物，所述光刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种膜形成用组合物，其特征在于，包含：水解性硅烷化合物的水解缩合物、选自由氨基塑料交联剂及酚醛塑料交联剂组成的组中的至少1种、和溶剂，所述水解性硅烷化合物包含下述式(1)表示的水解性硅烷：R
1a
R
2b
Si(R3)4‑
(a+b)
ꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，R1是通过Si
‑
C键与硅原子键合的基团，表示包含选自烷氧基甲基苯结构、苯氧基结构及环氧基结构中的至少1种结构的有机基团；R2是通过Si
‑
C键与硅原子键合的基团，且相互独立地表示可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的芳烷基、可被取代的卤代烷基、可被取代的卤代芳基、可被取代的卤代芳烷基、可被取代的烷氧基烷基、可被取代的烷氧基芳基、可被取代的烷氧基芳烷基、或可被取代的烯基，或者表示包含环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基、酰胺基、烷氧基、或磺酰基的有机基团、或它们的组合；R3是与硅原子键合的基团或原子，且相互独立地表示羟基、烷氧基、芳烷氧基、酰氧基或卤素原子；a表示整数1，b表示0～2的整数，a+b表示1～3的整数。2.根据权利要求1所述的膜形成用组合物，所述包含苯氧基结构的有机基团为包含苯酚结构、烷氧基烷氧基苯结构或烷氧基苯结构的有机基团。3.根据权利要求1所述的膜形成用组合物，所述包含烷氧基甲基苯结构的有机基团为包含(烷氧基)(烷氧基甲基)苯结构的有机基团。4.根据权利要求1～3中任一项所述的膜形成用组合物，所述水解性硅烷化合物还包含下述式(2)所示的水解性硅烷：Si(R
11
)4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式(2)中，R
11
是与硅原子键合的基团或原子，且相互独立地表示羟基、烷氧基、芳烷氧基、酰氧基或卤素原子。5.根据权利要求1～4中任一项所述的膜形成用组合物，所述水解性硅烷化合物还包含下述式(3)所示的水解性硅烷：R
12
Si(R
13
)3ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式(3)中，R
12
是通过Si
‑
C键与硅原子键合的基团，且相互独立地表示可被取代的烷基、可被取代的芳基、可被取代的芳烷基、可被取代的卤代烷基、可被取代的卤代芳基、可被取代的卤代芳烷基、可被取代的烷氧基烷基、可被取代的烷氧基芳基、可被取代的烷氧基芳烷基、或可被取代的烯基，或者表示包含环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基、酰胺基、烷氧基、或磺酰基的有机基团、或它们的组合；R
13
是与硅原子键合的基团或原子，且相互独立地表示羟基、烷氧基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤宏大，武田谕，志垣修平，柴山亘，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：