含有环氧化合物和羧酸化合物的光刻用形成下层膜的组合物制造技术

本发明专利技术提供一种可以在半导体器件制造的光刻工艺中使用的光刻用形成下层膜的组合物、以及与光致抗蚀剂相比具有较大的干蚀刻速度的下层膜。具体来说，提供一种形成下层膜的组合物，其特征在于，含有具有至少两个环氧基的分子量为２０００或其以下的化合物和具有酚性羟基、羧基、被保护的羧基或酸酐结构的高分子化合物。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新型的光刻用形成下层膜组合物、由该组合物形成的下层 膜、以及使用了该下层膜的光致抗蚀剂图形的形成方法。此外，本专利技术还 涉及光刻用下层膜、用于形成该下层膜的形成下层膜的组合物以及该下层 膜的形成方法，所述光刻用下层膜可用作在半导体器件制造的光蚀刻工序 中减少曝光照射光从半导体基fel向涂布在半导体基仗上的光致抗蚀剂层的 反射的下层防反射膜、用于将具有凹凸的半导体基敗平坦化的平坦化膜、 能够在加热烘烤等中用作防止由于产生于半导体基板的物质所导致的光致 抗蚀剂层的污染的膜等。此外，本专利技术还涉及能够用于掩埋形成于半导体 !41上的孔的光刻用形成下层膜的组合物。
技术介绍
一直以来，在半导体器件的制造中，人们都是利用使用了光致抗蚀剂 组合物的光刻进行微细加工的。上述微细加工为，在硅晶片等半导体M 上形成光致抗蚀剂的薄膜，在该薄膜上透过描绘有半导体器件的图形的掩 模图形照射紫外线等的活性光线，进行显影，以所获得的光致抗蚀剂图形 作为保护膜来对a进行蚀刻处理，由此在J41^面形成对应于上述图案 的微细凹凸的加工方法。但是，近年，半导体器件的高集成化不断发展， ^使用的活性光线也有从KrF准分子激光器(248nm)向ArF准分子激光器 (193nm)转换的短波长化的倾向。与此相伴，活性光线vMv^L的漫反射、驻波的影响逐渐成为大问题。因此，为了解决该问題，在光致抗蚀剂与基板之间i殳置防^Jt膜(底部防>^射涂层Bottom Anti-reflective Coating: BARC)的方法日益被广泛研究。作为该防反射膜，从其^f吏用的方便性等 考虑，对由吸光性物质与高分子化合物等构成的有机防反射膜进行了大量 的研究，可以列举出例如，在同一分子内具有作为交^i^应基的羟基和吸 光基团的丙烯酸树脂型防反射膜、在同一分子内具有作为交M应基的羟 基和吸光基团的线型酚醛清漆树脂型防反射膜等(例如，参照专利文献l、 专利文献2)。作为有机防^^射膜所要求的特性，包括对光或放射线具有很大的吸 光度，不产生与光致抗蚀剂层的混合(不溶于光致抗蚀剂溶剂)、加热烘 烤时没有发生低分子扩散物从防反射膜向上层的抗蚀剂中的扩散、与光致 抗蚀剂相比具有较大的干蚀刻速度等(参照例如非专利文献1、非专利文 献2、非专利文献3)。此外，近年，为了解决伴随半导体器件的图形的微细化的t艮而日益 明显的布线延迟的问题，进行了使用铜作为布线材料的研究。并且，与之 相伴，对作为向半导体基昧上形成布线的方法的双镶嵌工艺进行了研究。 而且，在双镶嵌工艺中要形成过孔，并要形成对具有很大纵横比的基板的 防反射膜。因此，对于在该工艺中使用的防反射膜，要求具有能够无间隙 地填充孔的掩埋特性、可在^J^面形成平坦的膜那样的平坦化特性等。但是，很难将有机类防反射膜用材料用于具有很大纵横比的基板，近 年，开发了以掩埋特性和平坦化特性为重点的材料(参照例如专利文献3、 专利文献4、专利文献5、专利文献6)。此外，在半导体等器件的制造中，公开了为了减少电介质层所导致的 光致抗蚀剂层的中毒效果，在电介质层与光致抗蚀剂层之间设置由含有能 够交联的聚合物等的组合物所形成的阻挡层的方法(参照例如专利文献 7)。这样，在近年来的半导体器件的制造中，为了实现以防>^射效果为首 的各种各样的效果，在半导体141与光致抗蚀剂层之间，即作为光致抗蚀剂层的下层，配置由包含有机化合物的组合物所形成的有机系的下层膜。由于要求在下层膜中不引起混合，所以在下层膜的形成中经常利用交 M应。并且，作为用于形成这样的交联性下层膜的组合物，使用由聚合 物、交联剂和作为交联催化剂的磺酸化合物所形成的组合物(参照例如专利文献l、专利文献3、专利文献4、专利文献6)。但是，由于含有磺酸 化合物这种强酸，所以可以i^为在这些组合物中存在保存稳定性方面的问 题。因此，期待利用无需使用强酸催化剂的交^i^应而形成的下层膜，以 及用于形成该下层膜的组合物。已知在广域紫外线吸收剂中使用被芳族化合物乃至脂环式化合物取代 了的三(羟基烷基)三聚异氰酸酯的技术(参照例如专利文献8)，此夕卜， 还已知含有三聚氰酸化合物的形成防反射膜的组合物(参照专利文献9)。专利文献l:美国专利第5919599号说明书专利文献2:美国专利第5693691号"^兌明书专利文献3:特开2000-294504号>^净艮专利文献4:特开2002-47430号^S^艮专利文献5:特开2002-1卯519号公才艮专利文献6:国际公开第02/05035号小册子专利文献7:特开2002-128847号公报专利文献8:特开平11-279523号7>才艮专利文献9:国际爿>开第02/86624号小册子非专利文献1: Tom Lynch及另夕卜三人，"Properties and Performance of Near UV Reflectivity Control Layers"、 美国、"in Advances in Resist Technology and Processing XI " ， Omkaram Nalamasu编、SPIE学报、1994 年、第2195巻、p.225-229非专利文献2: Ci Taylor及另夕卜13人，"Methacrylate Resist and Antireflective Coatings for 193nm Lithography ，，、 美国 、 "in Microlithography 1999:Advance in Resist Technology and ProcessingXVI，，、 WillConley编、SPIE学报、1999年、第3678巻、p.174-185非专利文献3: Jim D. Meador及另夕卜6人，"Recent Progress in 193nm Antireflective Coatings"、美国、"in Microlithography 1999:Advances in Resist Technology and Processing XVI" 、 Will Conley编、SPIE学报、1999 年、第3678巻、p.800-809鉴于这种现状，本专利技术者们进行了深入研究，结果发现通过使用具 有环氧基的化合物(高分子化合物)以及具有酚性羟基、羧基、被保护的 氛基或酸酐结构的化合物(高分子化合物)，可以利用无需使用磺酸化合 物等强酸催化剂的交^应而形成下层膜，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的目的在于提供一种可以用于半导体器件的制造的形成下 层膜的组合物。而且，还提供一种不发生与作为上层而涂布、形成的光致 抗蚀剂层之间的混合，并且与光致抗蚀剂层相比、具有较大的干蚀刻速度 的光刻用下层膜，以及用于形成该下层膜的形成下层膜的组合物。此外，层膜的形成方法以及用于形成该下层膜的形成下层膜的组合物。进而，本专利技术提供在半导体器件的光刻工序中可以作为减少啄光照射射膜、用于将具有凹凸的半导体141平坦化的平坦化膜、能够在加热烘烤 等时防止由半导体U1产生的物质所导致的光致抗蚀剂层的污染的膜等使 用的光刻用下层膜，以及用于形成该下层膜的形成下层膜的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成下层膜的组合物，其特征在于，含有具有至少两个环氧基的分子量为２０００或其以下的化合物和具有酚性羟基、羧基、被保护的羧基或酸酐结构的高分子化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岸冈高广，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]