抗蚀剂下层膜形成用组合物的制作方法

本发明涉及埋入特性优异，显示良好的干蚀刻速度比和光学常数，能够形成对所谓高低差基板也被覆性良好，平坦且进一步具有优异的硬度的抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜形成用组合物、使用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂下层膜、以及半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、近年来，对于多层抗蚀剂工艺用的抗蚀剂下层膜材料，要求特别是对短波长的曝光作为防反射膜起作用，具有适当的光学常数，并且也兼具基板加工中的蚀刻耐性，提出了具有包含苯环的重复单元的聚合物的利用(专利文献1)。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2004-354554

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、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，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。其是在半导体基板上设置至少一层有机膜(下层有机膜)、和至少一层无机下层膜，以形成于上层抗蚀剂膜的抗蚀剂图案作为掩模而将无机下层膜进行图案形成，以该图案作为掩模而进行下层有机膜的图案形成的方法，一般认为可以形成高长宽比的图案。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)、与无机系材料(硅树脂(例如，有机聚硅氧烷)、无机硅化合物(例如，sion、sio2)等)的组合。进一步近年来，为了获得1个图案，广泛应用了进行2次光刻和2次蚀刻的双重图案形成技术，在各自的工序中使用了上述多层工艺。此时，对于在形成了最初的图案后成膜的有机膜，一般认为需要将高低差平坦化的特性。

3、然而，对于被形成在被加工基板上的抗蚀剂图案具有高低差、疏密的所谓高低差基板，也具有由抗蚀剂下层膜形成用组合物得到的被覆性低，埋入后的膜厚差变大，不易形成平坦的膜这样的问题。

4、本发明是基于这样的课题解决而提出的，提供显示高蚀刻耐性、良好的干蚀刻速度比和光学常数，能够形成对所谓高低差基板也被覆性良好，埋入后的膜厚差小，平坦且进一步具有优异的硬度的膜的抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外本发明的目的是提供使用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂下层膜、以及半导体装置的制造方法。

5、用于解决课题的手段

6、本发明包含以下方案。

7、[1]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含下述式(1)或式(2)所示的化合物与下述式(3)所示的化合物的反应生成物、和溶剂。

8、

9、(在式(1)或式(2)中，ar1、ar2各自独立地为可以被r1、r2取代的苯环或萘环，r1和r2各自为氢原子、卤原子、硝基、氨基、羟基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数6～40的芳基、或可以包含醚键、酮键、或酯键的它们的组合。r3为氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、碳原子数6～40的芳基、或可以包含醚键、酮键、或酯键的它们的组合。n1和n2各自在ar1、ar2为苯环时为1～3的整数，在ar1、ar2为萘环时为1～5的整数。

10、在式(3)中，x为单键、碳原子数1～30的可以包含氮原子、氧原子、硫原子的饱和或不饱和的直链或环状的有机基、或碳原子数6～30的亚芳基。)

11、[2]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在式(1)或式(2)中，ar1和ar2为苯环。

12、[3]根据[1]或[2]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在式(1)中，r1、r2各自为氢原子。

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，在式(3)中，x为单键、或碳原子数1～30的可以包含氮原子的饱和或不饱和的直链或环状的有机基。

14、[5]根据[1]～[3]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在式(3)中，x为单键。

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，其包含2种以上上述式(1)或式(2)所示的化合物与上述式(3)所示的化合物的反应生成物。

16、[7]根据[1]～[5]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含上述式(1)或式(2)所示的化合物以及除上述式(1)和式(2)所示的化合物以外的其它芳香族化合物与上述式(3)所示的化合物的反应生成物。

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，其进一步包含交联剂。

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，其进一步包含酸和/或产酸剂。

19、[10]根据[1]～[9]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述溶剂的沸点为160℃以上。

20、[11]一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，是由[1]～[10]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的涂布膜的烧成物。

21、[12]一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

22、在半导体基板上使用[1]～[10]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物而形成抗蚀剂下层膜的工序；

23、在所形成的抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；

24、对所形成的抗蚀剂膜进行光或电子射线的照射以及显影而形成抗蚀剂图案的工序；

25、经由所形成的抗蚀剂图案对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻、图案化的工序；以及

26、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。

27、发明的效果

28、本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物不仅具有高蚀刻耐性、良好的干蚀刻速度比和光学常数，而且所得的抗蚀剂下层膜形成对所谓高低差基板也被覆性良好，埋入后的膜厚差小，平坦且进一步具有优异的硬度的膜，能够实现更微细的基板加工。

29、特别是，本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物对于以抗蚀剂膜厚的薄膜化作为目的的形成至少2层抗蚀剂下层膜，使用该抗蚀剂下层膜作为蚀刻掩模的光刻工艺是有效的。

技术特征：

1.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在式(1)或式(2)中，ar1和ar2为苯环。

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，在式(1)中，r1、r2各自为氢原子。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在式(3)中，x为单键、或碳原子数1～30的可以包含氮原子的饱和或不饱和的直链或环状的有机基。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在式(3)中，x为单键。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含2种以上所述式(1)或式(2)所示的化合物与所述式(3)所示的化合物的反应生成物。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：

8.根据权利要求1～7中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含交联剂。

9.根据权利要求1～8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。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述溶剂的沸点为160℃以上。

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

12.一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

技术总结
本发明的课题是提供显示高蚀刻耐性、良好的干蚀刻速度比和光学常数，能够形成对所谓高低差基板也被覆性良好，埋入后的膜厚差小，平坦且进一步具有优异的硬度的膜的抗蚀剂下层膜形成用组合物、使用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂下层膜、以及半导体装置的制造方法。解决手段是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含下述式(1)或式(2)所示的化合物与下述式(3)所示的化合物的反应生成物、和溶剂。

技术研发人员：远藤雅久,服部隼人,光武祐希,西卷裕和
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：2024/1/14