抗蚀剂下层膜形成用组合物的制作方法

本发明涉及抗蚀剂下层膜形成用组合物、作为由该组合物形成的涂布膜的烧成物的抗蚀剂下层膜、使用了该组合物的半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、在半导体装置的制造中，进行采用光刻工艺的微细加工。在该光刻工艺中，已知有下述问题：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进行曝光时，因为由起因于该紫外线激光在基板表面反射而产生的驻波造成的影响，不形成具有所希望的形状的抗蚀剂图案。为了解决该问题，采用了在基板与抗蚀剂层之间设置抗蚀剂下层膜(防反射膜)。进而已知，作为用于形成抗蚀剂下层膜的组合物，使用酚醛清漆树脂。

2、此外也已知，为了随着抗蚀剂图案的微细化而要求的抗蚀剂层的薄膜化，而形成至少2层抗蚀剂下层膜，使用该抗蚀剂下层膜作为掩模材料的光刻工艺。作为形成上述至少2层的材料，可举出有机树脂(例如，丙烯酸系树脂、酚醛清漆树脂)、硅树脂(例如，有机聚硅氧烷)、无机硅化合物(例如，sion、sio2)。在以由上述有机树脂层形成的图案作为掩模进行干蚀刻时，需要该图案对蚀刻气体(例如碳氟化合物)具有耐蚀刻性。

3、作为用于形成这样的抗蚀剂下层膜的组合物，例如，在专利文献1中，公开了包含具有下述式(1)所示的结构单元的聚合物和溶剂的抗蚀剂下层膜形成用组合物。

4、

5、(式中，x1表示具有至少1个可以被卤代基、硝基、氨基或羟基取代的芳香环的碳原子数6～20的二价有机基，x2表示具有至少1个可以被卤代基、硝基、氨基或羟基取代的芳香环的碳原子数6～20的有机基、或甲氧基。)

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：wo2014/171326a1

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，在以往的抗蚀剂下层膜形成用组合物中，对于污染装置的升华物量的减少、基板加工中的蚀刻耐性、特别是高硬度化这样的要求，仍然有不令人满意的点。

3、用于解决课题的方法

4、本发明解决上述课题。即，本发明包含以下方案。

5、[1]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含聚合物(x)、以及溶剂，所述聚合物(x)包含具有羟基甲基和roch2-基(r为一价有机基、或它们的混合)的相同或不同的多个结构单元、和将上述多个结构单元连接的连接基。

6、优选r为一价有机基，并且在单一的结构单元内存在多个r的情况下，各自可以相同也可以不同。

7、[2]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，r为可以被苯基、萘基或蒽基取代、可以被氧原子或羰基中断的、饱和或不饱和的直链或支链的c2-c20脂肪族烃基、c3-c20脂环式烃基、氢原子或它们的混合。

8、优选r为

9、可以被苯基、萘基或蒽基取代、可以被氧原子或羰基中断的、饱和或不饱和的直链或支链的c2-c20脂肪族烃基、或

10、饱和或不饱和的、可以分支的c3-c20脂环式烃基，

11、并且在单一结构单元中存在多个r的情况下，各自可以相同也可以不同。

12、[3]根据[1]或[2]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，连接基包含亚烷基、或醚基。

13、[4]根据[1]～[3]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，结构单元包含可以具有酚性羟基、可以具有取代或未取代氨基的芳香族环、杂环、或稠环。

14、[5]根据[1]～[4]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含能够与聚合物(x)交联反应的膜材料(y)。

15、[6]根据[1]～[5]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。

16、[7]根据[1]～[6]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含酸和/或产酸剂。

17、[8]根据[1]～[7]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。

18、[9]根据[1]～[8]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述溶剂包含具有160℃以上的沸点的溶剂。

19、[10]一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，是由[1]～[9]中任一项所述的组合物形成的涂布膜的烧成物。

20、[11]一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

21、在半导体基板上使用[1]～[9]中任一项所述的组合物而形成抗蚀剂下层膜的工序；

22、在所形成的抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；

23、通过对所形成的抗蚀剂膜的光或电子射线的照射与显影而形成抗蚀剂图案的工序；

24、经由所形成的抗蚀剂图案对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻，进行图案化的工序；以及

25、经由被图案化了的抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序。

26、[12]一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

27、在半导体基板上使用[1]～[9]中任一项所述的组合物而形成抗蚀剂下层膜的工序；

28、在所形成的抗蚀剂下层膜上形成硬掩模的工序；

29、在所形成的硬掩模上形成抗蚀剂膜的工序；

30、通过对所形成的抗蚀剂膜的光或电子射线的照射与显影而形成抗蚀剂图案的工序；

31、经由所形成的抗蚀剂图案对上述硬掩模进行蚀刻，进行图案化的工序；

32、经由被图案化了的硬掩模对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻，进行图案化的工序；以及

33、经由被图案化了的抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序。

34、发明的效果

35、根据本发明，提供响应污染装置的升华物量的减少、基板加工中的蚀刻耐性、特别是高硬度化这样的要求，并且，保持了其它良好的特性的新的抗蚀剂下层膜形成用组合物。

技术特征：

1.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含聚合物(x)以及溶剂，所述聚合物(x)包含具有羟基甲基和roch2-基的相同或不同的多个结构单元、和将所述多个结构单元连接的连接基，所述r为一价有机基、或它们的混合。

2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，r为可以被苯基、萘基或蒽基取代、且可以被氧原子或羰基中断的、饱和或不饱和的直链或支链的c2-c20脂肪族烃基、c3-c20脂环式烃基、氢原子或它们的混合。

3.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，连接基包含亚烷基、或醚基。

4.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，结构单元包含可以具有酚性羟基、且可以具有取代或未取代氨基的芳香族环、杂环、或稠环。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含能够与聚合物(x)发生交联反应的膜材料(y)。

6.根据权利要求1～4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。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含酸和/或产酸剂。

8.根据权利要求1～4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。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述溶剂包含具有160℃以上的沸点的溶剂。

10.一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，是由权利要求1～4中任一项所述的组合物形成的涂布膜的烧成物。

11.一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

12.一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

技术总结
提供新的抗蚀剂下层膜形成用组合物。一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含聚合物(X)、以及溶剂，所述聚合物(X)包含具有羟基甲基和ROCH2‑基(R为一价有机基、或它们的混合)的相同或不同的多个结构单元、和将上述多个结构单元连接的连接基。

技术研发人员：远藤雅久,服部隼人,德永光
受保护的技术使用者：日产化学株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15