【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物、及图案形成方法。
技术介绍
1、随着iot市场的扩大，lsi的高集成化、高速化及低消费电力化进一步被要求，图案规则的微细化也在急速进展。尤其，逻辑器件引领着微细化。就最先进的微细化技术而言，arf浸润式光刻的双重图案化、三重图案化及四重图案化所为的10nm节点的器件的量产已在实施，下个一代的波长13.5nm的极紫外线(euv)光刻所为的7nm节点器件的探讨已在进行。
2、euv光刻中可使用化学增幅抗蚀剂组成物，线图案可形成尺寸20nm以下的线宽。但是，将arf光刻所使用的高分子抗蚀剂组成物使用于euv光刻的话，其所含的基础聚合物的分子尺寸较大，故在图案表面会产生粗糙，并使图案控制变困难。于是有人提倡各种低分子材料。
3、分子抗蚀剂组成物以低分子化合物作为主成分，且不含高分子抗蚀剂组成物所使用的基础聚合物的抗蚀剂组成物。分子抗蚀剂组成物作为用以形成微细图案的有效对策之一而受到期待。例如，含有锍盐的分子抗蚀剂组成物高感度，且可提供展现优良的分辨度及lwr的抗蚀剂膜，于精密的微细加工中极为有效(专利文献1)。前述分子抗蚀剂组成物和高分子材料相比，由于分子尺寸较小，故可期待粗糙度的改善，但前述使用化学增幅机制的分子抗蚀剂组成物，由于反应活性物种的扩散的控制困难，故迄今仍无法获得令人满意的性能。此外，euv抗蚀剂组成物中，不仅粗糙度，还必须同时达成高感度化及高分辨度，并寻求进一步的改善。
4、另一方面，使euv光刻取向的材料开发困难的要因，可列举微细化加工进
5、就解决如此的问题点的方法之一而言，可列举于基板与光致抗蚀剂膜之间形成和光致抗蚀剂膜的密合性优良的含硅的抗蚀剂下层膜的方法(专利文献2)。专利文献2针对使用了上述含硅的抗蚀剂下层膜的多层抗蚀剂法有所记载，但针对分子抗蚀剂则并未有任何提及。
6、又，利用可交联的有机基团来使膜硬化是公知的技术(专利文献3、4)，但利用加热等充分使膜硬化的结果，可交联的有机基团并无法维持状态而残留。
7、现有技术文献
8、专利文献
9、[专利文献1]日本特开2022-055315号公报
10、[专利文献2]日本特开2012-237975号公报
11、[专利文献3]日本特开2017-97240号公报
12、[专利文献4]国际公开第2019/124514号
技术实现思路
1、[专利技术所欲解决的课题]
2、本专利技术是鉴于上述情况而成的，目的为提供含有在使用高能射线的光学光刻中，使上层抗蚀剂的感度、lwr、分辨度改善，此外对图案崩塌防止有贡献的热硬化性含硅的材料的抗蚀剂下层膜形成用组成物、以及使用该抗蚀剂下层膜形成用组成物的图案形成方法。
3、[解决课题的手段]
4、为了解决上述课题，本专利技术提供一种含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，含有为聚硅氧烷树脂的缩合反应型热硬化性含硅的材料(sx)，其特征为：前述材料(sx)具有会和因高能射线的照射而产生的自由基化学物种进行反应的非缩合反应性有机基团，前述树脂中含有超过0且为70mol％以下的下述通式(sx-4)表示的重复单元或下述通式(sx-5)表示的重复单元中任一者以上，且前述有机基团在聚硅氧烷树脂的热硬化反应后，仍为未反应的状态而残留。
5、[化1]
6、
7、式中，r4为氢原子、羟基或碳数1～30的1价的也可含有杂元素的非芳香族取代基。
8、若为如此的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，则可使上层抗蚀剂的感度、lwr、分辨度改善，且可进一步防止线图案等的图案崩塌。
9、本专利技术中，前述材料(sx)的聚硅氧烷树脂含有下述通式(sx-1)表示的重复单元、下述通式(sx-2)表示的重复单元、及下述通式(sx-3)表示的部分结构中任一者以上，并于前述树脂中含有30～99mol％的所述重复单元，且于前述树脂中含有1～70mol％的上述通式(sx-4)表示的重复单元或上述通式(sx-5)表示的重复单元中任一者以上，并且更含有硅氧烷聚合用交联催化剂(xc)、醇系有机溶剂、及水较理想。
10、[化2]
11、
12、式中，r1为具有1个以上的聚合性双键的非缩合反应性有机基团、或会和因高能射线的照射而产生的自由基化学物种进行反应的非缩合反应性有机基团，r2、r3为独立地和r1相同、或为氢原子、羟基或碳数1～30的1价的也可含有杂元素的非芳香族取代基。r4如上所述。
13、若为如此的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，则上层抗蚀剂的感度、lwr、分辨度会更良好，且可防止图案崩塌。
14、又，前述有机基团r1、r2及r3可为下述通式r5或r6表示的有机基团。
15、[化3]
16、
17、式中，l1为也可含有氧原子的碳数1～15的2价有机基团，ar为碳数6～14的芳香环，*表示和硅原子的连接部分。r7为氢原子或碳数1～5的1价有机基团。r1、r2及r3可互为相同也可相异。
18、如此的交联基团借由和本专利技术的热硬化性含硅的材料组合，可获得对于上层抗蚀剂的图案崩塌防止更有贡献的抗蚀剂下层膜。
19、此外，前述有机基团r5可为下述通式r8表示的有机基团，且前述有机基团r6可为下述通式r9表示的有机基团。
20、[化4]
21、
22、式中，l2为也可含有氧原子的碳数1～10的2价有机基团，r10为氢原子或碳数1～5的1价有机基团。*表示和硅原子的连接部分。
23、若为如此的交联基团，则可更发挥本专利技术的效果。
24、又，前述硅氧烷聚合用交联催化剂可为锍盐、錪盐、鏻盐、铵盐、或具有它们作为结构的一部分的聚硅氧烷或碱金属盐。
25、如此的交联催化剂借由和本专利技术的热硬化性含硅的材料组合，由于在缩合反应型热硬化性聚硅氧烷硬化时交联催化剂可促进硅氧烷键的形成，故可形成高密度地交联而成的含硅的抗蚀剂下层膜。
26、又，本专利技术的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物宜使用于具有下列步骤的图案形成方法：
27、使用前述含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物来形成抗蚀剂下层膜，及
28、于前述抗蚀剂下层膜上使用含有具有聚合性官能团的化合物的抗蚀剂上层膜用组成物来形成抗蚀剂上层膜。
29、前述含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物借由和含有具有聚合性官能团的化合物的抗蚀剂上层膜用组成物一起使用，可良好地展现抑制图案崩塌的效果。
30、又，本专利技术提供一种图案形成方法，包含下列步骤：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，含有为聚硅氧烷树脂的缩合反应型热硬化性含硅的材料(Sx)，其特征为：该材料(Sx)具有会和因高能射线的照射而产生的自由基化学物种进行反应的非缩合反应性有机基团，该树脂中含有超过0且为70mol％以下的下述通式(Sx-4)表示的重复单元或下述通式(Sx-5)表示的重复单元中任一者以上，且该有机基团在聚硅氧烷树脂的热硬化反应后，仍为未反应的状态而残留；
2.根据权利要求1所述的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该材料(Sx)的聚硅氧烷树脂含有下述通式(Sx-1)表示的重复单元、下述通式(Sx-2)表示的重复单元、及下述通式(Sx-3)表示的部分结构中任一者以上，并于该树脂中含有30～99mol％的所述重复单元，且于该树脂中含有1～70mol％的该通式(Sx-4)表示的重复单元或该通式(Sx-5)表示的重复单元中任一者以上，并且更含有硅氧烷聚合用交联催化剂(Xc)、醇系有机溶剂、及水；
3.根据权利要求2所述的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该有机基团R1、R2及R3为下述通式R5或R6表示的有机基团；
<...【技术特征摘要】
1.一种含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，含有为聚硅氧烷树脂的缩合反应型热硬化性含硅的材料(sx)，其特征为：该材料(sx)具有会和因高能射线的照射而产生的自由基化学物种进行反应的非缩合反应性有机基团，该树脂中含有超过0且为70mol％以下的下述通式(sx-4)表示的重复单元或下述通式(sx-5)表示的重复单元中任一者以上，且该有机基团在聚硅氧烷树脂的热硬化反应后，仍为未反应的状态而残留；
2.根据权利要求1所述的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该材料(sx)的聚硅氧烷树脂含有下述通式(sx-1)表示的重复单元、下述通式(sx-2)表示的重复单元、及下述通式(sx-3)表示的部分结构中任一者以上，并于该树脂中含有30～99mol％的所述重复单元，且于该树脂中含有1～70mol％的该通式(sx-4)表示的重复单元或该通式(sx-5)表示的重复单元中任一者以上，并且更含有硅氧烷聚合用交联催化剂(xc)、醇系有机溶剂、及水；
3.根据权利要求2所述的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该有机基团r1、r2及r3为下述通式r5或r6表示的有机基团；
4.根据权利要求3所述的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该有机基团r5为下述通式r8表示的有机基团，该有机基团r6为下述通式r9表示...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤健裕，菊地骏，三井亮，橘诚一郎，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。