【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于抗蚀剂下层膜形成用组成物、抗蚀剂下层膜、抗蚀剂下层膜的制造方法、图案形成方法、及半导体装置的制造方法。尤其，本专利技术是关于可使用在半导体装置制造步骤中的光纳米压印法所为的微细图案化中的纳米压印用抗蚀剂下层膜形成用组成物。
技术介绍
1、在要求微细化的半导体装置、mems等的制造中，可在基板上形成数纳米数量级的微细结构体的光纳米压印技术受注目。一般的光纳米压印技术中，首先，在基板上的图案形成区域使用喷墨法等将液状的抗蚀剂组成物滴加，并将抗蚀剂组成物的液滴在基板上展开(预涂抹)。接着，使用对照射光透明且经图案形成后的模具(型)将此抗蚀剂组成物成形。此时，抗蚀剂组成物的液滴会因为毛细管现象而展开于基板与模具的间隙的全部范围(涂抹)。抗蚀剂组成物，又，亦会因为毛细管现象而填充(充填)于模具上的凹部的内部。直到涂抹及充填结束的时间为填充时间。抗蚀剂组成物的填充结束后，照射光以使抗蚀剂组成物硬化，接着将两者分离。借由实施这些步骤，具有预定的形状的抗蚀剂的图案会在基板上形成。
2、在光纳米压印技术的脱模步骤中，抗蚀剂组成物与基材之间的密接性是重要的。若抗蚀剂组成物与基材之间的密接性低，则在脱模步骤将模具分离时，使抗蚀剂组成物硬化而获得的光硬化物的一部分会以附着于模具的状态而剥离，会有图案剥离缺陷发生的情形。在这样的背景之下，就使抗蚀剂组成物与基材之间的密接性改善的技术而言，有人提出在抗蚀剂组成物与基材之间形成作为用于使抗蚀剂组成物与基材密接的层的密接层的技术(专利文献1)。
3、又，专利文献2中揭示了
4、就气体的穿透性而言，若为疏水性的气体的话则在疏水性的膜、若为亲水性高的气体的话则是在亲水性的膜，会有穿透性提高的倾向。就将模具抵紧时的步骤的气体环境而言，选择he、h2、n2、空气等比较疏水性的气体，所以专利文献4、专利文献5中提出水接触角高的疏水性高的膜作为下层膜材料。然而，这些文献中，并未针对实际的气体穿透性进行讨论。且实际上亦有选择co2等亲水性较高的气体的可能性。另一方面，就透气性而言，已知除了亲疏水性以外，亦会受到膜密度、掺合剂很大程度地影响。
5、现有技术文献
6、专利文献
7、[专利文献1]日本特开2013-202982
8、[专利文献2]日本特表2006-524919号公报
9、[专利文献3]日本专利第6703253号说明书
10、[专利文献4]国际公开第2021-125036号公报
11、[专利文献5]国际公开第2023-145923号公报
12、非专利文献
13、[非专利文献1]proc.spie 10958,novel patterning technologies forsemiconductors,mems/nems,and moems2019,109580h
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所作，目的为提供能形成会表现优异的加工耐性及优异的气体穿透性的抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜形成用组成物、作为由该组成物构成的涂布膜的硬化物的抗蚀剂下层膜、使用该组成物的抗蚀剂下层膜的制造方法、图案形成方法、及半导体装置的制造方法。
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抗蚀剂下层膜形成用组成物，其特征为，包含：
5、(a)具有下列通式(i)及/或(ii)表示的重复单元结构的酚醛清漆树脂、及
6、(b)有机溶剂；
7、[化1]
8、
9、该通式(i)及(ii)中，ar1及ar2互相独立地为取代或非取代的碳数6～30的芳基、取代或非取代的碳数6～30的杂芳基、与脂肪族环或醚环发生缩环或键结而成的取代或非取代的碳数6～30的芳基、或间隔着直链状、分支状或环状的烃基、醚基或羰基而互相键结的取代或非取代的碳数6～30的多个芳基，ar1在同一树脂中可为1种，亦可为多种的组合，ar2在同一树脂中可为1种，亦可为多种的组合；r1在同一树脂中，为至少2种以上的组合，为氢原子、取代或非取代的碳数1～20的直链状或分支状或环状的烷基、取代或非取代的碳数2～20的直链状或分支状或环状的烯基、或取代或非取代的碳数2～20的直链状或分支状或环状的炔基；r2为取代或非取代的碳数1～20的直链状或分支状或环状的饱和或不饱和的烃基、取代或非取代的碳数1～20的杂烷基、氨基、硫醇基、或卤素原子中的任一者；n1为1以上的整数，n2、n3及n4为0以上的整数。
10、上述(a)成分是酚醛清漆树脂，所以主骨架含有芳香环，用于耐受加工的机械强度(亦称作加工耐性)优异。然后，借由将r1设定成至少2种以上的组合，会变成在同一树脂中存在or1互相相异的至少2种重复单元、及/或存在包含2种以上的or1基的重复单元。像这样借由间隔醚结构而导入的取代基的空间位阻，可抑制芳香环彼此之间的紧密堆积、致密的交联反应，可抑制借由组成物的硬化所得的膜的高密度化。借由抑制高密度化，借由组成物的硬化所得的膜可发挥优异的透气性。像这样借由适切地选择主骨架结构及取代基结构，则可兼顾加工耐性与透气性这般相反的性能。又，借由将r1设定为至少2种以上的组合，可抑制树脂的结晶性，在抑制膜的高密度化的同时亦可赋予热流动性。因此，借由本专利技术的抗蚀剂下层膜形成用组成物，可提供能期待煅烧后的填埋性、平坦性优异，膜的硬度良好且会表现能耐受加工的机械强度(加工耐性良好)；且膜密度低，会表现良好的气体穿透性的抗蚀剂下层膜。
11、上述式(i)及(ii)中，r1内的至少1种是选自由下式(iii-1)中所示的基团构成的群组中的结构r1-1较为理想。
12、[化2]
13、
14、式(iii-1)中，＊表示与氧原子的键结部位。
15、上述通式(i)及(ii)中，r1内的至少1种若为选自由上述通式(iii-1)中所示的基团构成的群组中的结构r1-1，则具有环状结构者多，不易损及加工耐性，另一方面，环状结构本身密度低，且空间位阻大，所以防止芳香环彼此之间紧密邻接的效果大，可提供膜密度低的膜。亦即，借由此较佳态样的抗蚀剂下层膜形成用组成物，可提供加工耐性优异，同时能表现更良好的透气性的抗蚀剂下层膜。
16、然后，上述式(i)及(ii)中，r1是选自由下式(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗蚀剂下层膜形成用组成物，其特征为，包含：
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该式(I)及(II)中，R1内的至少1种是选自由下式(III-1)中所示的基团构成的群组中的结构R1-1；
3.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该式(I)及(II)中，R1是选自由下式(III-1)中所示的基团构成的群组中的结构R1-1与选自由下式(III-2)中所示的基团构成的群组中的结构R1-2的组合，且在将结构R1-1的比例设为a，并将结构R1-2的比例设为b时，比例a及b满足1≤a≤99、1≤b≤99、及a+b＝100的关系；
4.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该通式(II)中，Ar2为苯环。
5.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该通式(I)及(II)中，Ar1选自由下式(Ar-1)中所示的结构构成的群组；
6.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该通式(II)中，n3+n4为2以上的整数。
7.根据权利要求1所述的抗
8.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，在把将该抗蚀剂下层膜形成用组成物涂布于基材而获得涂布膜，并将该涂布膜供至180℃且60秒的煅烧，之后再供至350℃且60秒的追加煅烧后的该涂布膜的膜厚定义为FT-1，且
9.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，更包含(C)表面活性剂。
10.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，更包含(D)交联剂，
11.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，更包含(E)热分解性树脂，
12.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，更包含(D)交联剂及(E)热分解性树脂两者，
13.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，更包含(F)酸产生剂。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该抗蚀剂下层膜形成用组成物为纳米压印用。
15.一种抗蚀剂下层膜，其特征为：是由根据权利要求1至13中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物构成的涂布膜的硬化物。
16.一种抗蚀剂下层膜的制造方法，其特征为，包括下列步骤：
17.一种图案形成方法，其特征为，包括下列步骤：
18.根据权利要求17所述的图案形成方法，其中，在该抗蚀剂下层膜上形成硬化性组成物膜的步骤，包括：
19.一种半导体装置的制造方法，其特征为，包括下列步骤：
20.一种半导体装置的制造方法，其特征为，包括下列步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种抗蚀剂下层膜形成用组成物，其特征为，包含：
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该式(i)及(ii)中，r1内的至少1种是选自由下式(iii-1)中所示的基团构成的群组中的结构r1-1；
3.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该式(i)及(ii)中，r1是选自由下式(iii-1)中所示的基团构成的群组中的结构r1-1与选自由下式(iii-2)中所示的基团构成的群组中的结构r1-2的组合，且在将结构r1-1的比例设为a，并将结构r1-2的比例设为b时，比例a及b满足1≤a≤99、1≤b≤99、及a+b＝100的关系；
4.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该通式(ii)中，ar2为苯环。
5.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该通式(i)及(ii)中，ar1选自由下式(ar-1)中所示的结构构成的群组；
6.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该通式(ii)中，n3+n4为2以上的整数。
7.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，该(a)酚醛清漆树脂的利用凝胶渗透层析法所为的聚苯乙烯换算的重均分子量mw为2000～8000。
8.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组成物，其中，在把将该抗蚀剂下层膜形成用组成物涂布于基材而...
【专利技术属性】
技术研发人员：岩森颂平，佐藤裕典，郡大佑，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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