包含二醇结构的抗蚀剂下层膜形成用组合物制造技术

提供能够没有孔隙(空隙)地埋入微细化发展的半导体基板上的微细孔，在膜形成时的膜烧成时产生的升华物少的抗蚀剂下层膜形成用组合物、和兼具在半导体基板加工中作为对湿蚀刻药液的保护膜的功能的药液耐性保护膜组合物。一种抗蚀剂下层膜形成用组合物或保护膜形成用组合物，其包含：下述式(1)所示的、理论分子量为999以下的化合物；以及有机溶剂。[在式(1)中，Z1包含含氮杂环，U为下述式(2)所示的一价有机基，p表示2～4的整数。][在式(2)中，R1表示碳原子数1～4的亚烷基，A1～A3各自独立地表示氢原子、甲基或乙基，X表示

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含二醇结构的抗蚀剂下层膜形成用组合物


[0001]本专利技术涉及在半导体制造中的光刻工艺中，对微细结构基板的埋入性优异，并且膜形成时的升华物少的抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外，涉及应用了上述抗蚀剂下层膜的带有抗蚀剂图案的基板的制造方法、和半导体装置的制造方法。此外，也涉及用于用湿蚀刻药液进行半导体制造时的基板加工的保护膜。

技术介绍

[0002]在半导体制造中，在基板与形成在其上的抗蚀剂膜之间设置抗蚀剂下层膜，形成所希望的形状的抗蚀剂图案的光刻工艺是众所周知的。在专利文献1中，公开了含有具有3个环氧基的包含三嗪骨架的化合物、与包含二硫键的二羧酸化合物等的反应生成物的抗蚀剂下层膜形成用组合物。
[0003]此外，在半导体制造的光刻工艺中，在使用上述抗蚀剂下层膜形成用组合物而形成抗蚀剂下层膜时，在烧成时来源于上述聚合物树脂、交联剂、交联催化剂等低分子化合物的升华成分(升华物)产生成为新的问题。这样的升华物在半导体器件制造工序中被附着、蓄积在成膜装置内，从而将装置内污染，其在晶片上作为异物而附着从而担心成为缺陷(defect)等的产生因素。因此，要求提出尽可能抑制这样的由抗蚀剂下层膜产生的升华物那样的新的下层膜组合物，专利文献2等也进行了显示这样的低升华物性的抗蚀剂下层膜的研究。
[0004]另外，在专利文献3中，公开了一种针对半导体用湿蚀刻液的保护膜形成用组合物，其包含：分子内包含至少1组彼此相邻的2个羟基的化合物、或其聚合物、以及溶剂。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献<br/>[0007]专利文献1：国际公开第2019/151471号公报
[0008]专利文献2：日本特开2010
‑
237491号公报
[0009]专利文献3：国际公开第2019/124474号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]以往的抗蚀剂下层膜形成用组合物为了解决作为抗蚀剂下层膜而要求的抗蚀剂图案形成时的问题(形状不良等)，也要求适当控制膜本身的光学常数，同时没有孔隙(空隙，void)地埋入微细化越来越推进的半导体基板上的微细图案(例如宽度10nm以下)，难以使这些性能兼立。
[0012]进一步在抗蚀剂下层膜形成时的膜烧成时产生的升华物也由于也成为装置污染、孔隙的原因，因此要求进一步减少。进一步，对于上述抗蚀剂下层膜，在半导体制造工序中，有时用湿蚀刻药液(例如SC
‑
1(氨
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过氧化氢溶液)等)进行基板加工，有时也要求作为非加工部分的保护膜的功能。
[0013]本专利技术的目的是解决上述课题。
[0014]用于解决课题的方法
[0015]本专利技术包含以下方案。
[0016][1]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：下述式(1)所示的、理论分子量为999以下的化合物；以及有机溶剂。
[0017][0018][在式(1)中，Z1包含含氮杂环，U为下述式(2)所示的一价有机基，p表示2～4的整数。][0019][0020][在式(2)中，R1表示碳原子数1～4的亚烷基，A1～A3各自独立地表示氢原子、甲基或乙基，X表示
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COO
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、
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OCO
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、
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O
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、
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S
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和
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NR
a
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中的任一者，R
a
表示氢原子或甲基。Y表示直接键合或可以被取代的碳原子数1～4的亚烷基，R2、R3和R4各自为氢原子、或者可以被取代的碳原子数1～10的烷基或碳原子数6～40的芳基，R5为氢原子或羟基，n表示整数0或1，m1和m2各自独立地表示整数0或1，＊表示向Z1结合的部分][0021][2]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述Z1由下述式(3)表示。
[0022][0023][在式(3)中，Q3表示下述式(4)、式(5)或式(6)。][0024][0025][在式(4)、式(5)和式(6)中，
[0026]R
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、R
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、R
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和R
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各自独立地表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的炔基、苄基或苯基，上述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基和碳原子数1～6的烷硫基中的至少1种1价官能团取代。
[0027]R
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表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断且可以被羟基取代的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的炔基、苄基或苯基，上述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、碳原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基、碳原子数1～6的烷硫基、和式(1)中的上述U所示的1
价有机基中的至少1种1价官能团取代。＊表示向U结合的部分。][0028][3]根据[2]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述R
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为碳原子数1～10的烷基或式(1)中的上述U所示的1价有机基。
[0029][4]根据[2]或[3]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述R
11
和R
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各自独立地为碳原子数1～10的烷基。
[0030][5]根据[1]～[4]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述X为
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S
‑
，Y为亚甲基。
[0031][6]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含酸化合物。
[0032][7]根据[1]～[6]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含表面活性剂。
[0033][8]一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，是由[1]～[7]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。
[0034][9]一种针对半导体用湿蚀刻液的保护膜形成用组合物，其包含：下述式(1)所示的、理论分子量为999以下，并且，分子内包含2个以上氮原子和6个以上氧原子的化合物；以及有机溶剂。
[0035][0036][在式(1)中，Z1包含含氮杂环，U为下述式(2)所示的一价有机基，p表示2～4的整数。][0037][0038][在式(2)中，R1表示碳原子数1～4的亚烷基，A1～A3各自独立地表示氢原子、甲基或乙基，X表示
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COO
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OCO
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和
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中的任一者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：下述式(1)所示的、理论分子量为999以下的化合物；以及有机溶剂，在式(1)中，Z1包含含氮杂环，U为下述式(2)所示的一价有机基，p表示2～4的整数；在式(2)中，R1表示碳原子数1～4的亚烷基，A1～A3各自独立地表示氢原子、甲基或乙基，X表示
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COO
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OCO
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、
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、
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S
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和
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NR
a
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中的任一者，R
a
表示氢原子或甲基；Y表示直接键合或可以被取代的碳原子数1～4的亚烷基，R2、R3和R4各自为氢原子、或者可以被取代的碳原子数1～10的烷基或碳原子数6～40的芳基，R5为氢原子或羟基，n表示整数0或1，m1和m2各自独立地表示整数0或1，＊表示向Z1结合的部分。2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述Z1由下述式(3)表示，在式(3)中，Q3表示下述式(4)、式(5)或式(6)；在式(4)、式(5)和式(6)中，R
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、R
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、R
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和R
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各自独立地表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数2～10的炔基、苄基或苯基，所述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基和碳原子数1～6的烷硫基中的至少1种1价官能团取代；R
15
表示氢原子、可以被氧原子或硫原子中断且可以被羟基取代的碳原子数1～10的烷基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的烯基、可以被氧原子或硫原子中断的碳原子数3～10的炔基、苄基或苯基，所述苯基可以被选自碳原子数1～6的烷基、卤原子、碳原子数1～10的烷氧基、硝基、氰基、碳原子数1～6的烷硫基、和式(1)中的所述U所示的1价有机基中的至少1种1价官能团取代；＊表示向U结合的部分。3.根据权利要求2所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述R
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为碳原子数1～10的烷基或式(1)中的所述U所示的1价有机基。4.根据权利要求2或3所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述R
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和R
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各自独立地为碳
原子数1～10的烷基。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，所述X为
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S
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，Y为亚甲基。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，其进一步包含酸化合物和/或交联剂。7.根据权利要求1～6中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含表面活性剂。8.一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，是由权利要求1～7中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的涂布膜的烧成物。9.一种针对半导体用湿蚀刻液的保护膜形成用组合物，其包含：下述式(1)所示的、理论分子量为999以下，并且分子内包含2个以上氮原子和6个以上氧原子的化合物；以及有机溶剂，在式(1)中，Z1包含含氮杂环，U为下述式(2)所示的一价有机基，p表示2～4的整数；在式(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：上林哲，远藤勇树，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：