CN112313226A - 包含与缩水甘油基酯化合物的反应生成物的抗蚀剂下层膜形成用组合物 - Google Patents

包含与缩水甘油基酯化合物的反应生成物的抗蚀剂下层膜形成用组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN112313226A
CN112313226A CN201980042837.3A CN201980042837A CN112313226A CN 112313226 A CN112313226 A CN 112313226A CN 201980042837 A CN201980042837 A CN 201980042837A CN 112313226 A CN112313226 A CN 112313226A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
underlayer film
resist underlayer
compound
resist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980042837.3A
Other languages
English (en)
Inventor
远藤贵文
后藤裕一
远藤雅久
上林哲
远藤勇树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Publication of CN112313226A publication Critical patent/CN112313226A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/14—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C08G59/26—Di-epoxy compounds heterocyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C08G59/28—Di-epoxy compounds containing acyclic nitrogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
    • C08G59/3236—Heterocylic compounds
    • C08G59/3245—Heterocylic compounds containing only nitrogen as a heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/4007—Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
    • C08G59/4064—Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66 sulfur containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3081—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Details Of Resistors (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

提供具有特别高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜、该抗蚀剂下层膜形成用组合物、抗蚀剂图案形成方法以及半导体装置的制造方法。一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：通过下述式(1)所示的化合物、与环氧加成物形成用化合物的反应而获得的环氧加成生成物；以及溶剂。上述环氧加成物形成用化合物为选自含有羧酸的化合物、含有羧酸酐的化合物、含有羟基的化合物、含有硫醇基的化合物、含有氨基的化合物和含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。

Description

包含与缩水甘油基酯化合物的反应生成物的抗蚀剂下层膜形 成用组合物
技术领域
本发明涉及具有特别高的干蚀刻速度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及其制造方法、抗蚀剂图案的形成方法、以及半导体装置的制造方法。
背景技术
在将抗蚀剂膜曝光时，有时反射波对该抗蚀剂膜带来不良影响。在抑制该不良影响的目的下形成的抗蚀剂下层膜也被称为防反射膜。
要求抗蚀剂下层膜可以通过涂布溶液状的抗蚀剂下层膜形成用组合物，使其固化而容易成膜。因此，该组合物需要包含通过加热等而容易固化，并且在规定的溶剂中的溶解性高的化合物(聚合物)。
期望在抗蚀剂下层膜上形成的抗蚀剂图案为与基板垂直的方向的截面形状为矩形(没有所谓底切、底部拖尾等的直的底部形状)。例如，如果抗蚀剂图案变为底切形状或底部拖尾形状，则产生抗蚀剂图案的坍塌、在光刻工序时不能将被加工物(基板、绝缘膜等)加工为所希望的形状或尺寸这样的问题。
此外，对抗蚀剂下层膜要求与上层的抗蚀剂膜相比干蚀刻速度大、即干蚀刻速度的选择比大。
在专利文献1中公开了使用了主链具有二硫键的聚合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物。在专利文献2中公开了具有缩水甘油基酯基的环氧化合物。在专利文献3中公开了一种防反射膜形成用组合物，其特征在于，包含具有羟基烷基结构作为氮原子上的取代基的三嗪三酮化合物、低聚物化合物或高分子化合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本再表2009-096340号公报
专利文献2：日本特开平8-81461号公报
专利文献3：日本再表2004-034148号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在半导体元件的制造中，依然要求具有高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜。已知为了制成具有高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜，而在组合物的聚合物中应用包含杂原子的物质。
本申请的发明人进行了深入研究，结果，为了使抗蚀剂下层膜中更高浓度地含有杂原子，研究了各种化合物及其反应生成物(低聚物和聚合物)，结果发现，如果特别是将使具有缩水甘油基酯基的含氮杂环化合物(异氰脲酸等)与羧酸等环氧加成物形成用化合物反应而得的环氧加成生成物应用于抗蚀剂下层膜形成用组合物，则与现有技术相比可以实现高的蚀刻速率化。
本发明鉴于解决这样的课题，特别地，其目的在于提供具有高干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外本发明的目的还在于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及其制造方法、抗蚀剂图案的形成方法、以及半导体装置的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明包含以下内容。
[1]下述式(1)所示的化合物，
Figure BDA0002857117690000021
(在式(1)中，X为下述式(2)、式(3)或式(4)所示的2价有机基，n1、n2各自独立地表示1～10的整数。)
Figure BDA0002857117690000031
(在式(2)、式(3)和式(4)中，
R1和R2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个1价官能团取代。
R3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的烷硫基和下述式(5)所示的有机基中的至少1个1价官能团取代。)
Figure BDA0002857117690000032
(在式(5)中，n3表示1～10的整数。)
[2]根据[1]所述的化合物，在上述式(1)中，X由式(4)表示。
[3]根据[2]所述的化合物，在上述式(1)中，n1和n2为1，R3由可以被氧原子中断的碳原子数1～5的烷基或式(5)表示。
[4]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：通过[1]～[3]中任一项所述的化合物、与环氧加成物形成用化合物(环氧加成物形成性化合物)的反应而获得的环氧加成生成物；以及溶剂。
[5]根据[4]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述环氧加成物形成用化合物为选自含有羧酸的化合物、含有羧酸酐的化合物、含有羟基的化合物、含有硫醇基的化合物、含有氨基的化合物和含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。
[6]根据[4]或[5]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述环氧加成物形成用化合物为含有羧酸的化合物或含有硫醇基的化合物。
[7]根据[6]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述含有羧酸的化合物为包含至少1个以上硫原子的二羧酸。
[8]根据[7]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述包含至少1个以上硫原子的二羧酸为脂肪族二羧酸。
[9]根据[4]～[8]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含交联催化剂。
[10]根据[4]～[9]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。
[11]根据[4]～[10]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。
[12]一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，为由[4]～[11]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。
[13]一种进行了图案形成的基板的制造方法，其包含下述工序：在半导体基板上涂布[4]～[11]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物进行烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序；在上述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂进行烘烤而形成抗蚀剂膜的工序；将被上述抗蚀剂下层膜和上述抗蚀剂被覆了的半导体基板曝光的工序；将曝光后的上述抗蚀剂膜显影，进行图案形成的工序。
[14]一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包含下述工序：
在半导体基板上形成由[4]～[11]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜的工序；
在上述抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；
通过对抗蚀剂膜的光或电子射线的照射与然后的显影而形成抗蚀剂图案的工序；
通过经由所形成的上述抗蚀剂图案对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻而形成被图案化了的抗蚀剂下层膜的工序；以及
通过被图案化了的上述抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序。
发明的效果
本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物具有高的干蚀刻速度，可以解决由抗蚀剂膜厚的薄膜化引起的各种问题，实现更微细的半导体基板的微细加工。
具体实施方式
＜化合物＞
在本申请中使用的化合物、优选为用于形成抗蚀剂下层膜形成用组合物中所包含的环氧加成生成物的环氧化合物为下述式(1)所示的化合物。
Figure BDA0002857117690000051
(在式(1)中，X为下述式(2)、式(3)或式(4)所示的2价有机基，n1、n2各自独立地表示1～10的整数。)
Figure BDA0002857117690000052
(在式(2)、式(3)和式(4)中，
R1和R2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、碳原子数1～6的烷氧基、硝基、氰基和碳原子数1～6的烷硫基中的至少1个1价官能团取代。
R3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、碳原子数1～6的烷氧基、硝基、氰基、碳原子数1～6的烷硫基和下述式(5)所示的有机基中的至少1个1价官能团取代。)
Figure BDA0002857117690000061
(在式(5)中，n3表示1～10的整数。)
作为碳原子数1～10的烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、1-甲基-环丙基、2-甲基-环丙基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、环戊基、1-甲基-环丁基、2-甲基-环丁基、3-甲基-环丁基、1,2-二甲基-环丙基、2,3-二甲基-环丙基、1-乙基-环丙基、2-乙基-环丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、环己基、1-甲基-环戊基、2-甲基-环戊基、3-甲基-环戊基、1-乙基-环丁基、2-乙基-环丁基、3-乙基-环丁基、1,2-二甲基-环丁基、1,3-二甲基-环丁基、2,2-二甲基-环丁基、2,3-二甲基-环丁基、2,4-二甲基-环丁基、3,3-二甲基-环丁基、1-正丙基-环丙基、2-正丙基-环丙基、1-异丙基-环丙基、2-异丙基-环丙基、1,2,2-三甲基-环丙基、1,2,3-三甲基-环丙基、2,2,3-三甲基-环丙基、1-乙基-2-甲基-环丙基、2-乙基-1-甲基-环丙基、2-乙基-2-甲基-环丙基和2-乙基-3-甲基-环丙基等。
作为碳原子数2～10的烯基，可举出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基-1-乙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-正丙基乙烯基、1-甲基-1-丁烯基、1-甲基-2-丁烯基、1-甲基-3-丁烯基、2-乙基-2-丙烯基、2-甲基-1-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、2-甲基-3-丁烯基、3-甲基-1-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、3-甲基-3-丁烯基、1,1-二甲基-2-丙烯基、1-异丙基乙烯基、1,2-二甲基-1-丙烯基、1,2-二甲基-2-丙烯基、1-环戊烯基、2-环戊烯基、3-环戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、1-甲基-1-戊烯基、1-甲基-2-戊烯基、1-甲基-3-戊烯基、1-甲基-4-戊烯基、1-正丁基乙烯基、2-甲基-1-戊烯基、2-甲基-2-戊烯基、2-甲基-3-戊烯基、2-甲基-4-戊烯基、2-正丙基-2-丙烯基、3-甲基-1-戊烯基、3-甲基-2-戊烯基、3-甲基-3-戊烯基、3-甲基-4-戊烯基、3-乙基-3-丁烯基、4-甲基-1-戊烯基、4-甲基-2-戊烯基、4-甲基-3-戊烯基、4-甲基-4-戊烯基、1,1-二甲基-2-丁烯基、1,1-二甲基-3-丁烯基、1,2-二甲基-1-丁烯基、1,2-二甲基-2-丁烯基、1,2-二甲基-3-丁烯基、1-甲基-2-乙基-2-丙烯基、1-仲丁基乙烯基、1,3-二甲基-1-丁烯基、1,3-二甲基-2-丁烯基、1,3-二甲基-3-丁烯基、1-异丁基乙烯基、2,2-二甲基-3-丁烯基、2,3-二甲基-1-丁烯基、2,3-二甲基-2-丁烯基、2,3-二甲基-3-丁烯基、2-异丙基-2-丙烯基、3,3-二甲基-1-丁烯基、1-乙基-1-丁烯基、1-乙基-2-丁烯基、1-乙基-3-丁烯基、1-正丙基-1-丙烯基、1-正丙基-2-丙烯基、2-乙基-1-丁烯基、2-乙基-2-丁烯基、2-乙基-3-丁烯基、1,1,2-三甲基-2-丙烯基、1-叔丁基乙烯基、1-甲基-1-乙基-2-丙烯基、1-乙基-2-甲基-1-丙烯基、1-乙基-2-甲基-2-丙烯基、1-异丙基-1-丙烯基、1-异丙基-2-丙烯基、1-甲基-2-环戊烯基、1-甲基-3-环戊烯基、2-甲基-1-环戊烯基、2-甲基-2-环戊烯基、2-甲基-3-环戊烯基、2-甲基-4-环戊烯基、2-甲基-5-环戊烯基、2-亚甲基-环戊基、3-甲基-1-环戊烯基、3-甲基-2-环戊烯基、3-甲基-3-环戊烯基、3-甲基-4-环戊烯基、3-甲基-5-环戊烯基、3-亚甲基-环戊基、1-环己烯基、2-环己烯基和3-环己烯基等。
作为碳原子数2～10的炔基，可举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、4-甲基-1-戊炔基、3-甲基-1-戊炔基。
所谓可以被氧原子或硫原子中断，是指例如上述烷基、烯基和炔基所包含的碳原子被氧原子或硫原子置换。例如在烷基中、烯基中和炔基中的某碳原子被氧原子置换的情况下，包含醚键，例如在烷基中、烯基中和炔基中的某碳原子被硫原子置换的情况下，包含硫醚键。
作为碳原子数1～6的烷基，为上述碳原子数1～10的烷基之中的碳原子数为1～6的烷基。
作为卤原子，可举出氟、氯、溴、和碘。
作为碳原子数1～10的烷氧基，可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、1-甲基-正丁氧基、2-甲基-正丁氧基、3-甲基-正丁氧基、1,1-二甲基-正丙氧基、1,2-二甲基-正丙氧基、2,2-二甲基-正丙氧基、1-乙基-正丙氧基、正己氧基、1-甲基-正戊氧基、2-甲基-正戊氧基、3-甲基-正戊氧基、4-甲基-正戊氧基、1,1-二甲基-正丁氧基、1,2-二甲基-正丁氧基、1,3-二甲基-正丁氧基、2,2-二甲基-正丁氧基、2,3-二甲基-正丁氧基、3,3-二甲基-正丁氧基、1-乙基-正丁氧基、2-乙基-正丁氧基、1,1,2-三甲基-正丙氧基、1,2,2,-三甲基-正丙氧基、1-乙基-1-甲基-正丙氧基、和1-乙基-2-甲基-正丙氧基等。
作为碳原子数1～6的烷硫基，可举出乙硫基、丁硫基、己硫基等。
优选在上述式(1)中，X由式(4)表示。
优选在上述式(1)中，X由式(4)表示，n1和n2为1，R3为可以被氧原子中断的碳原子数1～5的烷基。在该情况下，作为碳原子数1～5的烷基的具体例，为上述碳原子数1～10的烷基之中的碳原子数1～5的烷基。
优选为在上述式(1)中，X由式(4)表示，n1和n2为1，R3由甲基、甲氧基甲基或式(5)表示，n3为1的以下式(A-1)、式(A-7)或式(A-19)所示的化合物。
Figure BDA0002857117690000081
Figure BDA0002857117690000091
本申请的式(1)所示的化合物可以例示例如下述式(A-1)～(A-21)，但不限定于此。
Figure BDA0002857117690000092
Figure BDA0002857117690000101
＜环氧加成生成物、环氧加成物形成用化合物＞
本申请的环氧加成生成物是对上述式(1)所示的环氧化合物通过本身公知的方法加成含有羧酸的化合物、含有羧酸酐的化合物、含有羟基的化合物、含有硫醇基的化合物、含有氨基的化合物和含有酰亚胺基的化合物等环氧加成物形成用化合物而形成的。
本申请的环氧加成物形成用化合物可以例示例如下述式(B-1)～(B-53)，但不限定于此。
Figure BDA0002857117690000111
Figure BDA0002857117690000121
优选为这些环氧加成物形成用化合物之中的、含有羧酸的化合物(例如上述式(B-1)～(B-25))或含有硫醇基的化合物(例如上述式(B-7)、(B-10)、(B-34)～(B-41))。
上述含有羧酸的化合物优选为包含至少1个以上硫原子的二羧酸(例如上述式(B-7)、(B-11)～(B-17))。
上述包含至少1个以上硫原子的二羧酸优选为脂肪族二羧酸，特别优选为二硫代乙醇酸(Dithioglycollic acid)(式(B-15))。
上述式(1)所示的化合物与环氧加成物形成用化合物的反应时的摩尔数的比例例如为1：0.1～10。优选为1：1～5，进一步优选为1：1～3。
本申请的环氧加成物的重均分子量例如为1,000～100,000，或为1,100～50,000，或为1,200～30,000，或为1,300～20,000。
[溶剂]
本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物可以通过使上述各成分溶解于有机溶剂来制造，在均匀的溶液状态下使用。
作为本发明涉及的抗蚀剂下层膜形成用组合物的溶剂，只要是可以溶解上述化合物、或其反应生成物的溶剂，就可以没有特别限制地使用。特别是，由于本发明涉及的抗蚀剂下层膜形成用组合物在均匀的溶液状态下使用，因此如果考虑其涂布性能，则推荐并用一般使用于光刻工序的溶剂。
作为上述有机溶剂，可举出例如，乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、丙二醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮、环庚酮、4-甲基-2-戊醇、2-羟基异丁酸甲酯、2-羟基异丁酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、乙酸2-羟基乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-庚酮、甲氧基环戊烷、茴香醚、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、和N,N-二甲基乙酰胺。这些溶剂可以单独使用或组合使用2种以上。
在这些溶剂中优选为丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、和环己酮等。特别优选为丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯。
[交联催化剂]
本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物中，作为任意成分，为了使交联反应促进，可以含有交联催化剂。作为该交联催化剂，除了酸性化合物、碱性化合物以外，还可以使用通过热而产生酸或碱的化合物。作为酸性化合物，可以使用磺酸化合物或羧酸化合物，作为通过热而产生酸的化合物，可以使用热产酸剂。
作为磺酸化合物或羧酸化合物，可举出例如，对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、吡啶
Figure BDA0002857117690000141
三氟甲烷磺酸盐、吡啶
Figure BDA0002857117690000142
-对甲苯磺酸盐、水杨酸、樟脑磺酸、5-磺基水杨酸、4-氯苯磺酸、4-羟基苯磺酸、吡啶
Figure BDA0002857117690000143
-4-羟基苯磺酸、苯二磺酸、1-萘磺酸、4-硝基苯磺酸、柠檬酸、苯甲酸、羟基苯甲酸。
作为热产酸剂，可举出例如，K-PURE〔注册商标〕CXC-1612、K-PURE CXC-1614、K-PURE TAG-2172、K-PURE TAG-2179、K-PURE TAG-2678、K-PURE TAG2689(以上，KingIndustries社制)、和SI-45、SI-60、SI-80、SI-100、SI-110、SI-150(以上，三新化学工业株式会社制)。
这些交联催化剂可以使用1种或组合使用2种以上。此外，作为碱性化合物，可以使用胺化合物或氢氧化铵化合物，作为通过热而产生碱的化合物，可以使用脲。
作为胺化合物，可举出例如，三乙醇胺、三丁醇胺、三甲基胺、三乙基胺、三正丙基胺、三异丙基胺、三正丁基胺、三-叔丁基胺、三正辛基胺、三异丙醇胺、苯基二乙醇胺、硬脂基二乙醇胺、和二氮杂二环辛烷等叔胺、吡啶和4-二甲基氨基吡啶等芳香族胺。此外，也可举出苄基胺和正丁基胺等伯胺、二乙基胺和二正丁基胺等仲胺作为胺化合物。这些胺化合物可以单独使用或组合使用二种以上。
作为氢氧化铵化合物，可举出例如，氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丙基铵、氢氧化四丁基铵、氢氧化苄基三甲基铵、氢氧化苄基三乙基铵、氢氧化鲸蜡基三甲基铵、氢氧化苯基三甲基铵、氢氧化苯基三乙基铵。
此外，作为通过热而产生碱的化合物，可以使用例如，具有酰胺基、氨基甲酸酯基或氮丙啶基那样的热不稳定性基，通过加热而生成胺的化合物。此外，也可举出脲、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基二甲基苯基氯化铵、苄基十二烷基二甲基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、氯化胆碱作为通过热而产生碱的化合物。
在上述抗蚀剂下层膜形成用组合物包含交联催化剂的情况下，其含量相对于抗蚀剂下层膜形成用组合物的全部固体成分为0.0001～20质量％，优选为0.01～15质量％，进一步优选为0.1～10质量％。
在上述中，优选为酸性化合物和/或通过热而产生酸的化合物(交联酸催化剂)。
[交联剂]
本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物可以包含交联剂成分。作为该交联剂，可举出三聚氰胺系、取代脲系、或它们的聚合物系等。优选为至少具有2个交联形成取代基的交联剂，为甲氧基甲基化甘脲、丁氧基甲基化甘脲、甲氧基甲基化三聚氰胺、丁氧基甲基化三聚氰胺、甲氧基甲基化苯胍胺、丁氧基甲基化苯胍胺、甲氧基甲基化脲、丁氧基甲基化脲、甲氧基甲基化硫脲、或甲氧基甲基化硫脲等化合物。此外，也可以使用这些化合物的缩合物。
此外，作为上述交联剂，可以使用耐热性高的交联剂。作为耐热性高的交联剂，可以使用分子内含有具有芳香族环(例如，苯环、萘环)的交联形成取代基的化合物。
该化合物可举出具有下述式(5-1)的部分结构的化合物、具有下述式(5-2)的重复单元的聚合物或低聚物。
Figure BDA0002857117690000151
上述R11、R12、R13、和R14为氢原子或碳原子数1～10的烷基。m1、m2、m3和m4各自表示0～3的整数。作为碳原子数1～10的烷基，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、1-甲基-环丙基、2-甲基-环丙基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、环戊基、1-甲基-环丁基、2-甲基-环丁基、3-甲基-环丁基、1,2-二甲基-环丙基、2,3-二甲基-环丙基、1-乙基-环丙基、2-乙基-环丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、环己基、1-甲基-环戊基、2-甲基-环戊基、3-甲基-环戊基、1-乙基-环丁基、2-乙基-环丁基、3-乙基-环丁基、1,2-二甲基-环丁基、1,3-二甲基-环丁基、2,2-二甲基-环丁基、2,3-二甲基-环丁基、2,4-二甲基-环丁基、3,3-二甲基-环丁基、1-正丙基-环丙基、2-正丙基-环丙基、1-异丙基-环丙基、2-异丙基-环丙基、1,2,2-三甲基-环丙基、1,2,3-三甲基-环丙基、2,2,3-三甲基-环丙基、1-乙基-2-甲基-环丙基、2-乙基-1-甲基-环丙基、2-乙基-2-甲基-环丙基和2-乙基-3-甲基-环丙基等。
m1为1≤m1≤6-m2，m2为1≤m2≤5，m3为1≤m3≤4-m2，m4为1≤m4≤3。
式(5-1)和式(5-2)的化合物、聚合物、低聚物例示于以下。
Figure BDA0002857117690000171
Figure BDA0002857117690000181
上述化合物可以作为旭有机材工业(株)、本州化学工业(株)的制品而获得。例如在上述交联剂中式(6-22)的化合物可以作为旭有机材工业(株)，商品名TMOM-BP而获得。
交联剂的添加量根据所使用的涂布溶剂、所使用的基底基板、所要求的溶液粘度、所要求的膜形状等而变动，但相对于抗蚀剂下层膜形成用组合物的全部固体成分为0.001～80重量％，优选为0.01～50重量％，进一步优选为0.1～40重量％。这些交联剂也有时发生由自缩合引起的交联反应，但在本发明的上述聚合物中存在交联性取代基的情况下，可以与这些交联性取代基发生交联反应。
[表面活性剂]
本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物中，作为任意成分，为了使对半导体基板的涂布性提高，可以含有表面活性剂。作为上述表面活性剂，可以举出例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等聚氧乙烯烷基芳基醚类、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物类、失水山梨糖醇单月桂酸酯、失水山梨糖醇单棕榈酸酯、失水山梨糖醇单硬脂酸酯、失水山梨糖醇单油酸酯、失水山梨糖醇三油酸酯、失水山梨糖醇三硬脂酸酯等失水山梨糖醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯失水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇三硬脂酸酯等聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯类等非离子系表面活性剂、エフトップ〔注册商标〕EF301、エフトップEF303、エフトップEF352(三菱マテリアル電子化成株式会社制)、メガファック〔注册商标〕F171、メガファックF173、メガファックR-30、メガファックR-30N、メガファックR-40、メガファックR-40-LM(DIC株式会社制)、フロラードFC430、フロラードFC431(住友スリーエム株式会社制)、アサヒガード〔注册商标〕AG710、サーフロン〔注册商标〕S-382、サーフロンSC101、サーフロンSC102、サーフロンSC103、サーフロンSC104、サーフロンSC105、サーフロンSC106(旭硝子株式会社制)等氟系表面活性剂、有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学工业株式会社制)。这些表面活性剂可以单独使用或组合使用二种以上。在上述抗蚀剂下层膜形成用组合物包含表面活性剂的情况下，其含量相对于抗蚀剂下层膜形成用组合物的全部固体成分为0.0001～10重量％，优选为0.01～5重量％。
本发明涉及的抗蚀剂下层膜形成用组合物的固体成分通常为0.1～70质量％，优选为0.1～60质量％。固体成分为从抗蚀剂下层膜形成用组合物除去溶剂后的全部成分的含有比例。固体成分中的本申请的化合物或反应生成物的比例按照1～100质量％、1～99.9质量％、50～99.9质量％、50～95质量％、50～90质量％的顺序优选。
[其它成分]
在本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物中，可以添加吸光剂、流变调节剂、粘接助剂等。流变调节剂对于使抗蚀剂下层膜形成用组合物的流动性提高而言是有效的。粘接助剂对于使半导体基板或抗蚀剂与下层膜的密合性提高而言是有效的。
作为吸光剂，可以适合使用例如，“工業用色素の技術と市場”(CMC出版)、“染料便覧”(有机合成化学协会编)所记载的市售的吸光剂，例如，C.I.分散黄1、3、4、5、7、8、13、23、31、49、50、51、54、60、64、66、68、79、82、88、90、93、102、114和124；C.I.分散橙1、5、13、25、29、30、31、44、57、72和73；C.I.分散红1、5、7、13、17、19、43、50、54、58、65、72、73、88、117、137、143、199和210；C.I.分散紫43；C.I.分散蓝96；C.I.荧光增白剂112、135和163；C.I.溶剂橙2和45；C.I.溶剂红1、3、8、23、24、25、27和49；C.I.颜料绿10；C.I.颜料棕2等。上述吸光剂通常相对于抗蚀剂下层膜形成用组合物的全部固体成分以10质量％以下，优选以5质量％以下的比例配合。
流变调节剂的添加目的主要是使抗蚀剂下层膜形成用组合物的流动性提高，特别是在烘烤工序中，提高抗蚀剂下层膜的膜厚均匀性、提高抗蚀剂下层膜形成用组合物对孔穴内部的填充性。作为具体例，可以举出邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二己酯、丁基异癸基邻苯二甲酸酯等邻苯二甲酸衍生物、己二酸二正丁酯、己二酸二异丁酯、己二酸二异辛酯、辛基癸基己二酸酯等己二酸衍生物、马来酸二正丁酯、马来酸二乙酯、马来酸二壬酯等马来酸衍生物、油酸甲酯、油酸丁酯、油酸四氢糠基酯等油酸衍生物、或硬脂酸正丁酯、硬脂酸甘油酯等硬脂酸衍生物。这些流变调节剂相对于抗蚀剂下层膜形成用组合物的全部固体成分通常以小于30质量％的比例配合。
粘接助剂的添加目的主要是使基板或抗蚀剂与抗蚀剂下层膜形成用组合物的密合性提高，特别是在显影中抗蚀剂不剥离。作为具体例，可以举出三甲基氯硅烷、二甲基羟甲基氯硅烷、甲基二苯基氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷等氯硅烷类、三甲基甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、二甲基羟甲基乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等烷氧基硅烷类、六甲基二硅氮烷、N,N’-双(三甲基甲硅烷基)脲、二甲基三甲基甲硅烷基胺、三甲基甲硅烷基咪唑等硅氮烷类、羟甲基三氯硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等硅烷类、苯并三唑、苯并咪唑、吲唑、咪唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并
Figure BDA0002857117690000211
唑、尿唑、硫尿嘧啶、巯基咪唑、巯基嘧啶等杂环式化合物、1,1-二甲基脲、1,3-二甲基脲等脲、或硫脲化合物。这些粘接助剂相对于抗蚀剂下层膜形成用组合物的全部固体成分通常以小于5质量％、优选以小于2质量％的比例配合。
[抗蚀剂下层膜、进行了图案形成的基板的制造方法和半导体装置的制造方法]
以下，对使用本发明涉及的抗蚀剂下层膜形成用组合物而制造的抗蚀剂下层膜、进行了图案形成的基板的制造方法和半导体装置的制造方法进行说明。
(抗蚀剂下层膜)
本发明涉及的抗蚀剂下层膜可以通过将上述抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布在半导体基板上进行烧成来制造。
作为涂布本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物的半导体基板，可举出例如，硅晶片、锗晶片、和砷化镓、磷化铟、氮化镓、氮化铟、氮化铝等化合物半导体晶片。
在使用表面形成了无机膜的半导体基板的情况下，该无机膜例如通过ALD(原子层堆积)法、CVD(化学气相堆积)法、反应性溅射法、离子镀法、真空蒸镀法、旋转涂布法(旋涂玻璃：SOG)而形成。作为上述无机膜，可举出例如，多晶硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜、氮化钛膜、氮化氧化钛膜、钨膜、氮化镓膜、和砷化镓膜。
在这样的半导体基板上通过旋涂器、涂布机等适当的涂布方法涂布本发明的抗蚀剂下层膜形成用组合物。然后，通过使用电热板等加热手段进行烘烤而形成抗蚀剂下层膜。作为烘烤条件，从烘烤温度100℃～400℃、烘烤时间0.3分钟～60分钟中适当选择。优选为烘烤温度120℃～350℃，烘烤时间0.5分钟～30分钟，更优选为烘烤温度150℃～300℃，烘烤时间0.8分钟～10分钟。
作为所形成的抗蚀剂下层膜的膜厚，例如为0.001μm(1nm)～10μm，优选为0.002μm(2nm)～1μm，更优选为0.005μm(5nm)～0.5μm(500nm)。在烘烤时的温度低于上述范围的情况下交联变得不充分。另一方面，在烘烤时的温度高于上述范围的情况下，有时抗蚀剂下层膜通过热而分解。
(进行了图案形成的基板的制造方法)
进行了图案形成的基板的制造方法经过以下工序。通常，在抗蚀剂下层膜上形成光致抗蚀剂层而制造。作为在抗蚀剂下层膜上通过本身公知的方法涂布、烧成而形成的光致抗蚀剂，只要是对曝光所使用的光感光的光致抗蚀剂，就没有特别限定。负型光致抗蚀剂和正型光致抗蚀剂都可以使用。有：由酚醛清漆树脂与1,2-萘醌重氮基磺酸酯构成的正型光致抗蚀剂、由具有通过酸进行分解而使碱溶解速度上升的基团的粘合剂与光产酸剂构成的化学放大型光致抗蚀剂、由通过酸进行分解而使光致抗蚀剂的碱溶解速度上升的低分子化合物与碱溶性粘合剂与光产酸剂构成的化学放大型光致抗蚀剂、和由具有通过酸进行分解而使碱溶解速度上升的基团的粘合剂与通过酸进行分解而使光致抗蚀剂的碱溶解速度上升的低分子化合物与光产酸剂构成的化学放大型光致抗蚀剂等。可举出例如，JSR(株)制商品名V146G、シプレー社制商品名APEX-E、住友化学工业(株)制商品名PAR710、和信越化学工业(株)制商品名AR2772、SEPR430等。此外，可以举出例如，Proc.SPIE，Vol.3999，330-334(2000)、Proc.SPIE，Vol.3999，357-364(2000)、Proc.SPIE，Vol.3999，365-374(2000)所记载那样的、含氟原子聚合物系光致抗蚀剂。
曝光通过用于形成规定图案的掩模(中间掩模)进行，使用例如，i射线、KrF准分子激光、ArF准分子激光、EUV(超紫外线)或EB(电子射线)。显影使用碱性显影液，从显影温度5℃～50℃、显影时间10秒～300秒适当选择。作为碱性显影液，可以使用例如，氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水等无机碱类、乙基胺、正丙基胺等伯胺类、二乙基胺、二-正丁基胺等仲胺类、三乙胺、甲基二乙基胺等叔胺类、二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺类、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、胆碱等季铵盐、吡咯、哌啶等环状胺类等碱类的水溶液。进一步，也可以在上述碱类的水溶液中添加适当量的异丙醇等醇类、非离子系等的表面活性剂而使用。它们之中优选的显影液为季铵盐，进一步优选为四甲基氢氧化铵和胆碱。进一步，也可以在这些显影液中加入表面活性剂等。也可以使用下述方法，即，代替碱性显影液，而用乙酸丁酯等有机溶剂进行显影，将光致抗蚀剂的碱溶解速度未提高的部分显影的方法。经过上述工序，可以制造上述抗蚀剂进行了图案形成的基板。
接着，以所形成的抗蚀剂图案作为掩模，对上述抗蚀剂下层膜进行干蚀刻。此时，在所使用的半导体基板的表面形成有上述无机膜的情况下，使该无机膜的表面露出，在所使用的半导体基板的表面未形成上述无机膜的情况下，使该半导体基板的表面露出。然后经过将基板通过本身公知的方法(干蚀刻法等)对基板进行加工的工序，可以制造半导体装置。
实施例
接下来举出实施例具体地说明本发明的内容，但本发明不限定于此。
显示在下述合成例中获得的聚合物的重均分子量的测定所使用的装置等。
装置：東ソー株式会社制HLC-8320GPC
GPC柱：Shodex〔注册商标〕·Asahipak〔注册商标〕(昭和电工(株))
柱温度：40℃
流量：0.35mL/分钟
洗脱液：四氢呋喃(THF)
标准试样：聚苯乙烯(東ソー株式会社)
＜合成例1＞
加入按照专利公报(WO2017/208910)记载的方法合成的甲基异氰脲酸(Me-ICA)10.00g、碳酸钾(关东化学(株)制)14.49g、烯丙基氯乙酸酯(アルドリッチ制)20.48g、N,N-二甲基甲酰胺(关东化学(株)制)40.00g在60℃下搅拌25小时。加入甲苯(关东化学(株)制)100.00g，进行了过滤。向其中追加水100.00g，在50℃下分液。向所得的有机层进一步追加水100.00g，在50℃下分液。将所得的有机层进行浓缩，从而以收率86.5％获得了式(М-1)所示的目标的生成物(甲基二烯丙基乙酸酯异氰脲酸：Me-DAAICA)20.51g。测定了该化合物的1H NMR(500MHz，DMSO-d6)，结果为δ5.92(m，2H)，5.32(dd，2H)，5.23(dd，2H)，4.62(d，4H)，4.66(s，4H)，3.23(s，3H)。
Figure BDA0002857117690000241
＜合成例2＞
加入在合成例1中获得的Me-DAAICA 20.51g、氯仿(关东化学(株)制)153.83g，向其中添加间氯过苯甲酸(东京化成工业(株)制)38.52g。进行71小时反应，确认了反应变为恒量。在反应结束后，追加氯仿(关东化学(株)制)205.10g、5重量％碳酸氢钠(关东化学(株)制)410.20g。进行分液，向所得的有机层加入10重量％亚硫酸钠(关东化学(株)制)205.10g。再次进行分液，向所得的有机层加入5重量％碳酸氢钠(关东化学(株)制)410.20g。然后，进行分液，向所得的有机层加入水205.10g进行2次洗涤。在将有机层进行了浓缩干燥后进行柱精制，以收率46.6％获得了式(A-1)所示的目标的生成物(甲基二缩水甘油基乙酸酯异氰脲酸：Me-DAGICA)10.46g。测定了该化合物的1H NMR(500MHz，DMSO-d6)，结果为δ4.63(s，4H)，4.49(dd，2H)，3.94(dd，2H)，3.23(m，2H)，3.23(s，3H)，2.79(m，2H)，2.65(m，2H)。
Figure BDA0002857117690000242
＜实施例1＞
将在合成例2中获得的Me-DAGIA4.00g、二硫代二甘醇酸(DithiodiglycolicAcid)2.40g、乙基三苯基溴化
Figure BDA0002857117690000252
0.20g中加入了丙二醇单甲基醚26.42g的反应烧瓶中在氮气气氛下，在100℃下加热搅拌24小时，获得了相当于式(C-1)的反应生成物。由GPC得到的以聚苯乙烯换算测定的重均分子量Mw为1800。另外，在式(C-1)中，a：b＝100：120(摩尔比)。
加入上述相当于式(C-1)的反应生成物的溶液(固体成分为17.2重量％)5.59g、作为交联酸催化剂的吡啶
Figure BDA0002857117690000253
三氟甲烷磺酸盐0.04g、表面活性剂(DIC(株)制，品名：メガファック〔商品名〕R-40，氟系表面活性剂)0.001g、丙二醇单甲基醚12.47g、丙二醇单甲基醚乙酸酯1.90g，调制出光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物的溶液。
Figure BDA0002857117690000251
＜合成例3＞
加入按照专利公报(WO2018/034323)记载的方法合成的甲氧基甲基异氰脲酸(MOM-ICA)27.50g、碳酸钾(关东化学(株)制)32.93g、烯丙基氯乙酸酯(アルドリッチ制)46.55g、N,N-二甲基甲酰胺(关东化学(株)制)110.00g在60℃下搅拌4小时。为了使反应变为恒量而加入甲苯(关东化学(株)制)257.00g，进行了过滤。向其中追加水257.00g，在50℃下分液，将所得的有机层进行浓缩，从而以收率90.5％获得了式(М-2)所示的目标的生成物(甲氧基甲基二烯丙基乙酸酯异氰脲酸：MOM-DAAICA)53.11g。测定了该化合物的1H NMR(500MHz，DMSO-d6)，结果为δ5.91(m，2H)，5.33(dd，2H)，5.24(dd，2H)，5.20(s，2H)，4.65(d，4H)，4.64(s，4H)，3.30(s，3H)。
Figure BDA0002857117690000261
＜合成例4＞
加入在合成例3中获得的MOM-DAAICA53.11g、氯仿(关东化学(株)制)398.33g，向其中添加间氯过苯甲酸(东京化成工业(株)制)91.63g。进行76小时反应，确认了反应变为恒量。在反应结束后，追加氯仿(关东化学(株)制)531.10g、5重量％碳酸氢钠(关东化学(株)制)1062.20g。进行分液，向所得的有机层加入10重量％亚硫酸钠(关东化学(株)制)531.10g。再次进行分液，向所得的有机层加入5重量％碳酸氢钠(关东化学(株)制)1062.20g。然后，进行分液，向所得的有机层加入水531.11g进行2次洗涤。在将有机层进行了浓缩干燥后进行柱精制，以收率72.2％获得了式(A-7)所示的目标的生成物(甲氧基甲基二缩水甘油基乙酸酯异氰脲酸：MOM-DAGICA)41.66g。测定了该化合物的1H NMR(500MHz，DMSO-d6)，结果为δ5.20(s，2H)，4.65(s，4H)，4.49(dd，2H)，3.95(dd，2H)，3.31(s，3H)，3.22(m，2H)，2.80(m，2H)，2.66(m，2H)。
Figure BDA0002857117690000262
＜实施例2＞
将在合成例4中获得的MOM-DAGICA5.50g、二硫代二甘醇酸2.90g、乙基三苯基溴化
Figure BDA0002857117690000263
0.25g中加入了丙二醇单甲基醚8.69g的反应烧瓶中在氮气气氛下，在70℃下加热搅拌24小时，获得了相当于式(C-2)的反应生成物。由GPC得到的以聚苯乙烯换算测定的重均分子量Mw为2300。另外，在式(C-2)中，a：b＝100：120(摩尔比)。
加入上述相当于式(C-2)的反应生成物的溶液(固体成分为18.7重量％)5.13g、作为交联酸催化剂的吡啶
Figure BDA0002857117690000272
三氟甲烷磺酸盐0.04g、表面活性剂(DIC(株)制，品名：メガファック〔商品名〕R-40，氟系表面活性剂)0.001g、丙二醇单甲基醚12.93g、丙二醇单甲基醚乙酸酯1.90g，调制出光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物的溶液。
Figure BDA0002857117690000271
＜合成例5＞
加入按照美国专利第3230220号说明书所记载的方法合成的三羧基甲基异氰脲酸(TAICA)38.70g、N-甲基-2-吡咯烷酮(关东化学(株)制)300.00g、烯丙基溴(东京化成工业(株)制)70.91g、碳酸钾(关东化学(株)制)79.38g，升温直到80-90℃。然后，进行2小时反应，确认了反应变为恒量。在反应结束后，追加甲苯(关东化学(株)制)580.50g。进行过滤，用水580.50g进行了3次水洗。在将有机层进行了浓缩干燥后加入乙醇(关东化学(株)制)387.00g，在20-30℃下搅拌30分钟。在搅拌结束后，进行过滤，将所得的结晶进行干燥，结果以收率85.2％获得了式(М-3)所示的目标的生成物(三烯丙基乙酸酯异氰脲酸：TAAICA)44.32g。
Figure BDA0002857117690000281
＜合成例6＞
加入在合成例5中合成的TAAICA44.32g、氯仿(关东化学(株)制)443.20g，向其中加入间氯过苯甲酸(东京化成工业(株)制)125.06g。进行47小时反应。在反应结束后，追加氯仿(关东化学(株)制)88.64g。进一步，用5％碳酸氢钠(关东化学(株)制)886.40g洗涤。接着，用10％亚硫酸钠(关东化学(株)制)443.20g、5％碳酸氢钠(关东化学(株)制)886.40g洗涤，进一步用水443.20g进行2次洗涤。在浓缩后，进行了柱精制。在柱精制后，以收率83.7％获得了式(М-2)所示的目标的生成物(三缩水甘油基乙酸酯异氰脲酸：TAGICA)41.31g。
Figure BDA0002857117690000282
＜实施例3＞
将在合成例6中获得的TAGICA9.00g、二硫代二甘醇酸6.99g、乙基三苯基溴化
Figure BDA0002857117690000283
0.53g中加入了丙二醇单甲基醚66.11g的反应烧瓶中在氮气气氛下，在70℃下加热搅拌23小时，获得了相当于式(C-3)的反应生成物。由GPC得到的以聚苯乙烯换算测定的重均分子量Mw为3000。另外，式(C-3)中，a：b＝100：200(摩尔比)。
加入上述相当于式(C-3)的反应生成物的溶液(固体成分为11.56重量％)8.31g、作为交联酸催化剂的吡啶
Figure BDA0002857117690000292
三氟甲烷磺酸盐0.04g、表面活性剂(DIC(株)制，品名：メガファック〔商品名〕R-40，氟系表面活性剂)0.001g、丙二醇单甲基醚9.75g、丙二醇单甲基醚乙酸酯1.90g，调制出光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物的溶液。
Figure BDA0002857117690000291
＜比较例1＞
将在单甲基二缩水甘油基异氰脲酸(制品名：Me-DGIC，四国化成工业(株)制，50重量％丙二醇单甲基醚溶液)12.00g、二硫代二甘醇酸5.26g、乙基三苯基溴化
Figure BDA0002857117690000293
0.45g中加入了丙二醇单甲基醚1.80g的反应烧瓶中在氮气气氛下，在70℃下加热搅拌21小时。在所得的反应生成物的溶液中加入丙二醇单甲基醚39.01g进行稀释，获得了相当于式(D-1)的反应生成物。由GPC得到的以聚苯乙烯换算测定的重均分子量Mw为1700。另外，式(D-1)中，a：b＝100：120(摩尔比)。
加入上述相当于式(D-1)的反应生成物的溶液(固体成分为17.8重量％)5.41g、作为交联酸催化剂的吡啶
Figure BDA0002857117690000294
三氟甲烷磺酸盐0.04g、表面活性剂(DIC(株)制，品名：メガファック〔商品名〕R-40，氟系表面活性剂)0.001g、丙二醇单甲基醚12.65g、丙二醇单甲基醚乙酸酯1.90g，调制出光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物的溶液。
Figure BDA0002857117690000301
＜比较例2＞
将1,3,5-三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸(制品名：TEPIC-SS，日产化学工业(株)制)4.00g、二硫代二甘醇酸6.09g、乙基三苯基溴化
Figure BDA0002857117690000303
0.37g中加入了丙二醇单甲基醚10.46g的反应烧瓶中在氮气气氛下，在65℃下加热搅拌22小时。在所得的反应生成物的溶液中加入丙二醇单甲基醚31.39g进行稀释，获得了相当于式(D-2)的反应生成物。由GPC得到的以聚苯乙烯换算测定的重均分子量Mw为2800。另外，式(D-2)中，a：b＝100：250(摩尔比)。
加入上述相当于式(D-2)的反应生成物的溶液(固体成分为13.0重量％)7.40g、作为交联酸催化剂的吡啶
Figure BDA0002857117690000304
三氟甲烷磺酸盐0.04g、表面活性剂(DIC(株)制，品名：メガファック〔商品名〕R-40，氟系表面活性剂)0.001g、丙二醇单甲基醚10.66g、丙二醇单甲基醚乙酸酯1.90g，调制出光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物的溶液。
Figure BDA0002857117690000302
〔抗蚀剂耐溶剂性的评价〕
将在实施例1～实施例3和比较例1～比较例2中调制的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物以成为膜厚100nm左右的方式，使用コーターデベロッパ(CLEAN TRACK ACT-8，東京エレクトロン(株)制)涂布(旋转涂布)在硅晶片上，在烘烤单元中在215℃或250℃下烘烤(烧成)60秒。接下来，为了确认在晶片上制膜的抗蚀剂下层膜的抗蚀剂耐溶剂性，利用コーターデベロッパ将OK73稀释剂(thinner)(东京应化工业(株)制，丙二醇单甲基醚/丙二醇单甲基醚乙酸酯＝70/30混合溶剂)在成膜的抗蚀剂下层膜上浸渍1分钟，在旋转干燥后在100℃下烘烤30秒。使用光干涉式膜厚计(Lamda Ace VM-3210，(株)SCREEN制)测定了浸渍混合溶剂前后的抗蚀剂下层膜的膜厚。
抗蚀剂耐溶剂性的评价由((溶剂浸渍前的膜厚)-(溶剂浸渍后的膜厚))÷(溶剂浸渍前的膜厚)×100的计算式，评价了通过溶剂浸渍被除去了的抗蚀剂下层膜的膜厚减少率(％)。另外，如果膜厚减少率为约1％以下则可以说具有充分的抗蚀剂耐溶剂性。将该抗蚀剂下层膜的膜厚减少率(％)示于〔表1〕中。
[表1]
表1
Figure BDA0002857117690000311
根据上述结果，实施例1～实施例3相对于抗蚀剂溶剂表现充分的耐溶剂性，因此作为抗蚀剂下层膜是适合的。
〔光学常数的评价〕
将在实施例1～实施例3和比较例1～比较例2中调制的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物以成为膜厚50nm左右的方式，利用旋转涂布机涂布在硅晶片上，在电热板上在215℃或250℃下烘烤(烧成)60秒。将所得的抗蚀剂下层膜使用光谱椭偏仪(VUV-VASE，J.A.Woolam制)，测定了波长193nm下的n值(折射率)和k值(衰减系数)。将其结果示于表2中。
[蚀刻选择比的评价]
将在实施例1～实施例3和比较例1～比较例2中调制的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物以成为膜厚130nm左右的方式涂布在硅晶片上，在电热板上在215℃或250℃下烘烤(烧成)60秒。将所得的抗蚀剂下层膜使用干蚀刻装置(RIE-10NR，サムコ(株)制)，通过氮气进行60秒干蚀刻，从而测定了抗蚀剂下层膜的干蚀刻速度。
将半导体光刻用防反射涂布剂(制品名：DUV30J，日产化学工业(株)制)以成为膜厚150nm左右的方式涂布在硅晶片上，在电热板上在215℃下烘烤(烧成)60秒。将所得的被膜使用干蚀刻装置(RIE-10NR，サムコ(株)制)，通过氮气进行60秒干蚀刻，测定了抗蚀剂下层膜的干蚀刻速度。
将半导体光刻用防反射涂布剂(DUV30J)的干蚀刻速度设为1.00，将由在实施例1～实施例3和比较例1～比较例2中调制的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物获得的抗蚀剂下层膜的干蚀刻速度的比(蚀刻选择比)示于〔表2〕中。
[表2]
表2
Figure BDA0002857117690000321
根据上述结果，实施例1～实施例3由于具有相对于波长193nm的适度的n/k值，因此作为光刻用抗蚀剂下层膜而具有作为抑制从基底基板的反射的防反射涂布剂的功能。此外，实施例1～实施例3与比较例1～比较例2相比具有充分高的蚀刻选择比，因此本申请发明获得的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物能够缩短抗蚀剂下层膜的干蚀刻时的蚀刻时间，在将抗蚀剂下层膜通过干蚀刻而除去时，可以抑制抗蚀剂膜厚减少的不期望的现象。进一步，干蚀刻时间的缩短可以减少对抗蚀剂下层膜的基底基板的不期望的蚀刻破坏，因此作为抗蚀剂下层膜是特别有用的。
产业可利用性
本发明涉及的抗蚀剂下层膜形成用组合物提供具有特别高的干蚀刻速度的抗蚀剂下层膜。

Claims (14)

1.下述式(1)所示的化合物，
Figure FDA0002857117680000011
在式(1)中，X为下述式(2)、式(3)或式(4)所示的2价有机基，n1、n2各自独立地表示1～10的整数；
Figure FDA0002857117680000012
在式(2)、式(3)和式(4)中，
R1和R2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个1价官能团取代；
R3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的烷硫基和下述式(5)所示的有机基中的至少1个1价官能团取代；
Figure FDA0002857117680000013
在式(5)中，n3表示1～10的整数。
2.根据权利要求1所述的化合物，在所述式(1)中，X由式(4)表示。
3.根据权利要求2所述的化合物，在所述式(1)中，n1和n2为1，R3由可以被氧原子中断的碳原子数1～5的烷基或式(5)表示。
4.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：
通过权利要求1～3中任一项所述的化合物、与环氧加成物形成用化合物的反应而获得的环氧加成生成物；以及
溶剂。
5.根据权利要求4所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述环氧加成物形成用化合物为选自含有羧酸的化合物、含有羧酸酐的化合物、含有羟基的化合物、含有硫醇基的化合物、含有氨基的化合物和含有酰亚胺基的化合物中的至少1种化合物。
6.根据权利要求4或5所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述环氧加成物形成用化合物为含有羧酸的化合物或含有硫醇基的化合物。
7.根据权利要求6所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述含有羧酸的化合物为包含至少1个以上硫原子的二羧酸。
8.根据权利要求7所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述包含至少1个以上硫原子的二羧酸为脂肪族二羧酸。
9.根据权利要求4～8中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含交联催化剂。
10.根据权利要求4～9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。
11.根据权利要求4～10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。
12.一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，为由权利要求4～11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。
13.一种进行了图案形成的基板的制造方法，其包含下述工序：在半导体基板上涂布权利要求4～11中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物进行烘烤而形成抗蚀剂下层膜的工序；在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂进行烘烤而形成抗蚀剂膜的工序；将被所述抗蚀剂下层膜和所述抗蚀剂被覆了的半导体基板曝光的工序；将曝光后的所述抗蚀剂膜显影，进行图案形成的工序。
14.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包含下述工序：
在半导体基板上形成由权利要求4～11中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜的工序；
在所述抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；
通过对抗蚀剂膜照射光或电子射线然后显影而形成抗蚀剂图案的工序；
通过经由所形成的所述抗蚀剂图案对所述抗蚀剂下层膜进行蚀刻而形成被图案化了的抗蚀剂下层膜的工序；以及
通过被图案化了的所述抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序。
CN201980042837.3A 2018-06-26 2019-06-18 包含与缩水甘油基酯化合物的反应生成物的抗蚀剂下层膜形成用组合物 Pending CN112313226A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018121281 2018-06-26
JP2018-121281 2018-06-26
PCT/JP2019/023991 WO2020004122A1 (ja) 2018-06-26 2019-06-18 グリシジルエステル化合物との反応生成物を含むレジスト下層膜形成組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112313226A true CN112313226A (zh) 2021-02-02

Family

ID=68986524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980042837.3A Pending CN112313226A (zh) 2018-06-26 2019-06-18 包含与缩水甘油基酯化合物的反应生成物的抗蚀剂下层膜形成用组合物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210271168A1 (zh)
JP (1) JP7355012B2 (zh)
KR (1) KR20210024461A (zh)
CN (1) CN112313226A (zh)
TW (1) TWI823950B (zh)
WO (1) WO2020004122A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102487404B1 (ko) * 2017-07-26 2023-01-12 에스케이이노베이션 주식회사 바닥반사 방지막 형성용 중합체 및 이를 포함하는 바닥반사 방지막 형성용 조성물
WO2023181960A1 (ja) * 2022-03-24 2023-09-28 日産化学株式会社 保護膜形成用組成物

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3787405A (en) * 1970-11-18 1974-01-22 Ciba Geigy Ag Diglycidyl compounds containing a n-heterocyclic ring
JPH0881461A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Nissan Chem Ind Ltd 新規エポキシ化合物及びその製造方法
WO2004034148A1 (ja) * 2002-10-09 2004-04-22 Nissan Chemical Industries, Ltd. リソグラフィー用反射防止膜形成組成物
CN102056969A (zh) * 2008-07-08 2011-05-11 Az电子材料美国公司 抗反射涂层组合物
CN104254805A (zh) * 2012-04-27 2014-12-31 富士胶片株式会社 化学增幅型正型感光性树脂组合物、硬化膜的制造方法、硬化膜、有机el显示装置及液晶显示装置
CN104395826A (zh) * 2012-06-27 2015-03-04 富士胶片株式会社 感光性树脂组合物、硬化膜的制造方法、硬化膜、有机el显示装置及液晶显示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004034148A (ja) 2002-07-08 2004-02-05 Kurimoto Ltd 遠心力鋳造法による鉄系形状記憶合金製管継手の品質管理方法
JP5337983B2 (ja) * 2007-09-19 2013-11-06 日産化学工業株式会社 多環式脂肪族環を有するポリマーを含むリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物
JP2009096340A (ja) 2007-10-17 2009-05-07 Toyota Motor Corp ハイブリッド車およびその制御方法
CN101910948B (zh) * 2008-01-30 2012-11-07 日产化学工业株式会社 含有硫原子的抗蚀剂下层膜形成用组合物以及抗蚀剂图案的形成方法
US8329387B2 (en) * 2008-07-08 2012-12-11 Az Electronic Materials Usa Corp. Antireflective coating compositions
KR20190056088A (ko) * 2017-11-16 2019-05-24 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 경화막

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3787405A (en) * 1970-11-18 1974-01-22 Ciba Geigy Ag Diglycidyl compounds containing a n-heterocyclic ring
JPH0881461A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Nissan Chem Ind Ltd 新規エポキシ化合物及びその製造方法
WO2004034148A1 (ja) * 2002-10-09 2004-04-22 Nissan Chemical Industries, Ltd. リソグラフィー用反射防止膜形成組成物
CN102056969A (zh) * 2008-07-08 2011-05-11 Az电子材料美国公司 抗反射涂层组合物
CN104254805A (zh) * 2012-04-27 2014-12-31 富士胶片株式会社 化学增幅型正型感光性树脂组合物、硬化膜的制造方法、硬化膜、有机el显示装置及液晶显示装置
CN104395826A (zh) * 2012-06-27 2015-03-04 富士胶片株式会社 感光性树脂组合物、硬化膜的制造方法、硬化膜、有机el显示装置及液晶显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210024461A (ko) 2021-03-05
WO2020004122A1 (ja) 2020-01-02
JPWO2020004122A1 (ja) 2021-08-05
US20210271168A1 (en) 2021-09-02
JP7355012B2 (ja) 2023-10-03
TWI823950B (zh) 2023-12-01
TW202012398A (zh) 2020-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106662819B (zh) 包含芳香族羟甲基化合物反应而得的酚醛清漆树脂的抗蚀剂下层膜形成用组合物
KR102367638B1 (ko) 방향족 비닐화합물이 부가된 노볼락수지를 포함하는 레지스트 하층막 형성 조성물
JP7396049B2 (ja) ジスルフィド構造を有するレジスト下層膜形成組成物
CN105027005B (zh) 含有具有羟基的芳基磺酸盐的抗蚀剂下层膜形成用组合物
JP7355012B2 (ja) グリシジルエステル化合物との反応生成物を含むレジスト下層膜形成組成物
CN113795532A (zh) 包含脂环式化合物末端的聚合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物
WO2021251482A1 (ja) ジオール構造を含むレジスト下層膜形成用組成物
JP7207417B2 (ja) グリシジル基を有するアリーレン化合物との重合生成物を含む薬液耐性保護膜形成組成物
CN113574085A (zh) 包含末端具有二醇结构的聚合生成物的药液耐性保护膜形成用组合物
CN114424121A (zh) 包含杂环化合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物
TWI840342B (zh) 具有二硫化物結構之阻劑下層膜形成組成物、阻劑下層膜、使用在半導體裝置的製造之阻劑圖型之形成方法、半導體裝置之製造方法，及經圖型化之基板之製造方法
CN113646352A (zh) 包含羟基芳基末端的聚合物的药液耐性保护膜形成用组合物
WO2023149553A1 (ja) 焼成物の硬度の向上方法
CN117043679A (zh) 具有被保护了的碱性的有机基的抗蚀剂下层膜形成用组合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination