TW201833093A - 平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法 - Google Patents

平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201833093A
TW201833093A TW106141651A TW106141651A TW201833093A TW 201833093 A TW201833093 A TW 201833093A TW 106141651 A TW106141651 A TW 106141651A TW 106141651 A TW106141651 A TW 106141651A TW 201833093 A TW201833093 A TW 201833093A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
acetate
substrate
forming composition
group
ether
Prior art date
Application number
TW106141651A
Other languages
English (en)
Inventor
柳田浩志
浜祐介
松浦裕里子
黑澤和則
中杉茂正
關藤高志
能谷剛
Original Assignee
盧森堡商Ａｚ電子材料盧森堡有限公司
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 盧森堡商Ａｚ電子材料盧森堡有限公司 filed Critical 盧森堡商Ａｚ電子材料盧森堡有限公司
Publication of TW201833093A publication Critical patent/TW201833093A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/78—Ring systems having three or more relevant rings
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本發明之課題係在於提供一種有顯現出高蝕刻耐性，且填埋特性及平坦性優異之平坦化膜形成組成物。進而提供使用其之及裝置之製造方法。
其解決手段係包含特定單體與特定丙烯酸酯衍生物而成之平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法。

Description

平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法
本發明係關於在透過使用光阻之微影法來形成圖案時所使用之平坦化膜形成組成物、及使用其之平坦化膜之製造方法。又，本發明也是關於使用此平坦化膜與微影法來製造阻抗圖案及半導體等之裝置的方法。
就半導體之裝置的製造步驟而言，一般是施行使用光阻之微影技術的細微加工。細微加工之步驟係包含：於矽晶圓等半導體基板上形成薄型光阻層，以對應標的物裝置之圖案的遮罩圖案覆蓋該層，隔著遮罩圖案以紫外線等活性光線來曝光該層，藉由將經曝光過之層予以顯影，得到光阻圖案，將所得到之光阻圖案當作保護膜，對基板施行蝕刻處理；並藉此而形成對應上述圖案之細微凹凸。在該等光微影步驟中，會因為來自基板的光反射所導致之常駐波的影響、因基板的階差所導致之曝光的光漫反射之影響，而產生光阻圖案的尺寸精度降低的問題。於此，為了要解決此問題，而已在廣泛檢討設置下層抗反射膜之方法。作為對此類下層抗反射膜所要求的特性，可列舉出：對於在光阻曝光時所使用之放射線有較大吸光度；以曝光及顯影後之光阻剖面相 對於基板表面成為垂直的方式，防止漫反射等；及對於在光阻組成物中所含有之溶媒而言，呈難溶性(不易引起互混)等。
再者，為了要達成與晶圓的密接性、選擇性蝕刻，也有在進行於光阻層與晶圓之間設置阻抗下層膜的嘗試(專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 國際公開WO2013/024779號
本發明者係認為作為微影步驟中之平坦化膜，其蝕刻耐性、可填埋(gap fill)於經複雜地細微加工過之基板(例如，階差基板)是有用的，故而經過反覆仔細研究，發現了後述之組成物。進一步發現到：經塗布在基板上之後會成為膜，且蝕刻耐性高的特定單體在對於特定溶媒的溶解性高。本發明者等發現到：依此所得到之組成物係即便在相對低溫下進行加溫(烘乾)，也可以獲得平坦化膜，而該平坦化膜顯現出高填埋特性與高平坦性。本發明者等係注意到了：實際上的半導體與試驗用晶圓不同，階差並非均等存在，而在高結構存在處有疏密(有偏差)。透過組成物之相互作用、表面張力、膜化時的收縮，而存在此類疏密時，於其上所形成之膜難以變得完全平坦。然而，本發明者所發現到的組成物 係即便在存在此類疏密的晶圓上形成膜，其平坦性仍高，而適合作為平坦化膜。
本發明之平坦化膜形成組成物，其係含有以下述式(I)所示之單體A、以下述式(II)所示之丙烯酸酯衍生物、及1種或複數種之有機溶媒而成者。
式中，Ar1為直接鍵結、C1~6烷基、C6~12環烷基或C6~14芳基，Ar2為C1~6烷基、C6~12環烷基或C6~14芳基，R1及R2係分別獨立，為C1~6烷基、羥基、鹵素或氰基，R3為氫、C1~6烷基或C6~14芳基，當Ar2為C1~6烷基或C6~14芳基、R3為C1~6烷基或C6~14芳基時，Ar2與R3鍵結而形成烴環或者是不形成， r及s係分別獨立，為0、1、2、3、4或5，以虛線所圍起來之C1、C2及C3環之至少一個係與鄰接之芳香族烴環P1進行縮合的芳香族烴環，以虛線所圍起來之C4、C5及C6環之至少一個係與鄰接之芳香族烴環P2進行縮合的芳香族烴環。
式中，X為C2~40之含碳主體骨架，R4為氫或C1~4烷基，n為2、3、4、5、6、7或8。
又，本發明之平坦化膜之製造方法係包含以下而成：將本發明之平坦化膜形成組成物塗布在不平坦基板上，將該平坦化形成組成物硬化。本製造方法中的基板上係意指基板的上方。所謂的基板的上方係指基板與光阻層之間亦可。較佳的是可列舉出依基板、本平坦化膜的順序構成，於其上不形成有機層之態樣。
又，本發明之裝置之製造方法係包含以下而成：製造根據本發明而得之平坦化膜、 將該平坦化膜蝕刻而露出該不平坦基板、將該不平坦基板蝕刻。
由本發明之組成物所形成之平坦化膜係成膜性優異，即便是經加工過的基板也可以填埋，且膜平坦性高。該平坦化膜含有碳量較多的單體與丙烯酸酯衍生物，蝕刻耐性優異。又，本發明之特定的單體與丙烯酸酯衍生物係已確認過可均質溶解於溶媒且呈現安定。
1‧‧‧基板之陸地部分
2‧‧‧基板之海面部分
3‧‧‧基板之緊密部分
4‧‧‧基板之底面
5‧‧‧基板之底部
6‧‧‧基板之頂部
7‧‧‧陸地部分、海面部分間的高度
8‧‧‧緊密部分、海面部分間的高度
9‧‧‧已成膜之平坦化膜
10‧‧‧陸地部分頂部與基板底面之間的高度
11‧‧‧緊密部分頂部與基板底面之間的高度
圖1係說明不平坦基板的示意圖。
圖2係說明將組成物成膜於不平坦基板之態樣的示意圖。
上述概略說明及下述詳細說明係用來說明本發明的，而不是用來限制所請求的發明。
在本說明書中，採用~來表示數值範圍時，在沒有特別限定並說明的前提下，是包含其兩邊端點的，單位是共通的。例如，5~25莫耳%係意指5莫耳%以上25莫耳%以下。
在本說明書中，「Cx~y」「Cx~Cy」及「Cx」等之記載係意指分子或取代基中的碳數。例如，C1~6烷基係意指具有1個以上6個以下之碳的烷基鏈(甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等)。
在本說明書中，在聚合物具有複數種重複單元時，該等重複單元是共聚。在沒有特別限定並說明的前提下，該等共聚係可為交互共聚、無規共聚、嵌段共聚、接枝共聚或其混合之任一者。
在本說明書中，在沒有特別說明的前提下，溫度的單位採用攝氏溫度(Celsius)。例如，20度係意指攝氏20度。
平坦化膜形成組成物
本發明之平坦化膜形成組成物係有利於使用在採用微影法之圖案製造上。此組成物係含有以下述式(I)所示之單體A、式(II)所示之丙烯酸酯衍生物、1種或複數種之有機溶媒而成。在微影法中，為了形成細微圖案，可以使用各種目的之膜(也稱為層)，本組成物是因為其成膜性、填埋特性良好，所以有利於應用在該等膜上。
本發明之平坦化膜係利用本組成物所形成之膜，為構成本組成物之固體成分單體A及丙烯酸酯衍生物已膜化者。作為膜化之態樣，可列舉有在有機溶媒去除之後，固體成分已層化之態樣。作為其他膜化之態樣，可列舉有固體成分已聚合物化之態樣。所謂的固體成分之聚合物化係並非僅限在組成物中全部固體成分之分子已交聯的狀態，亦包含已局部交聯者。
透過使用本發明之平坦化膜形成組成物，可在平坦化膜的上表面(與基板相反側)形成顯示出高平坦性之膜。本發明之基板係因為本組成物之蝕刻耐性的優 異程度、處理的容易度，而可為平坦基板，但因為本組成物之優異填埋特性，故而即便為不平坦基板，仍可充分發揮其功效。
以式(I)所示之單體A
本平坦化膜形成組成物係含有以式(I)所示之單體A而成者。
Ar1為直接鍵結、C1~6烷基、C6~12環烷基或C6~14芳基。較佳的是Ar1為直接鍵結、C1~6烷基或苯基，更佳的是直接鍵結、直鏈C3烷基、直鏈C6烷基、三級丁基或苯基，再更佳的是直接鍵結或苯基。
Ar2為C1~6烷基、C6~12環烷基或C6~14芳基。較佳的是Ar2為異丙基、三級丁基、C6環烷基、苯基、萘基、菲基或聯苯基，更佳的是苯基。
R1及R2係分別獨立，為C1~6烷基、羥基、鹵素或氰基。較佳的是R1及R2係分別獨立而為甲基、乙基、丙基、異丙基、三級丁基、羥基、氟、氯或氰基，更佳的是甲基、羥基、氟或氯。
R3為氫、C1~6烷基或C6~14芳基。較佳的是R3為氫、C1~6烷基或苯基，更佳的是甲基、乙基、直鏈C5烷基、三級丁基或苯基，再更佳的是氫或苯基，特佳的是氫。
當Ar2為C1~6烷基或C6~14芳基、R3為C1~6烷基或C6~14芳基時，Ar2與R3鍵結而形成烴環或者是不形成。
r及s係分別獨立，為0、1、2、3、4或5。以r及s係分別獨立，為0或1為佳，以r及s係分別獨立，為0更佳。
以虛線所圍起來之C1、C2及C3環之至少一個係與鄰接之芳香族烴環P1進行縮合的芳香族烴環，該芳香族烴環之碳數係包含芳香族烴環P1之碳數，以C10~14為佳，以C10更佳。
以虛線所圍起來之C4、C5及C6環之至少一個係與鄰接之芳香族烴環P2進行縮合的芳香族烴環，該芳香族烴環之碳數係包含芳香族烴環P2之碳數，以C10~14為佳，以C10更佳。
式(I)中，R1、R2及OH的鍵結位置不受限定。
例如，下述化合物可採取式(I)中之如下構成。芳香族烴環P1與芳香族烴環C3進行縮合，構成萘環，OH鍵結於芳香族烴環C3。又，Ar1為直接鍵結，Ar2與R3為苯基，A2與R3鍵結而形成烴環(茀)。
式(I)的單體A之具體例如下。
式(III)、(IV)或(V)中，Ar1、Ar2、R1、R2、R3、r及s的定義與上述相同。又，該等之較佳例係分別獨立，與上述相同。式(I)之單體A中，較佳為以式(III)所示之單體A。
在由式(I)表示的前提下，前述單體A不限定於單一化合物，也可為複數個單體的組合。例如，下述兩個化合物均可當作是前述單體A而含於本平坦化膜形成組成物中。
前述組合的情形下，當單體A聚合物化時，該等單體A係可共聚合，也可個別聚合。基於製造處理性的觀點，式(I)所示單體A較佳為單一化合物。
為了要說明，將以式(I)所示單體A之具體例示於下，但並非意圖限定本發明。
以本平坦化膜形成組成物整體為比較基準，式(I)之單體A所佔的量以3~30質量%為佳，5~20質量%更佳，8~15質量%再更佳。
以下述式(II)所示之丙烯酸酯衍生物
本平坦化膜形成組成物係含有以式(II)所示之丙烯酸酯衍生物而成。
X為C2~40之含碳主體骨架。較佳的是X為直鏈或分枝之C2~15伸烷基、直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基、C20~40伸芳基、C6~10飽合烴環、羥基、或該等之結合體。該等結合體之碳數總和為C2~40。作為X的較佳態樣，可列舉有如下群組。
(X-1)直鏈或分枝之C2~15伸烷基/直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基/直鏈或分枝之C2~15伸烷基的結合體。
(X-2)直鏈或分枝之C2~15伸烷基/直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基/直鏈或分枝之C2~15伸烷基/羥基的結合體。
(X-3)直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基/C20~40伸芳基/直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基的結合體。
(X-4)直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基/C20~40伸芳基/直鏈或分枝之C2~15伸烷基/C20~40伸芳基/直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基的結合體。
(X-5)直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基/C6~10飽合烴環/直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基的結合體。
上述X中，直鏈或分枝之C2~15伸烷基宜為分枝C3~5伸烷基。上述X中，直鏈或分枝之C2~15伸烷氧基宜為直鏈C1~3伸烷氧基。上述X中，C20~40伸芳基宜為9,9-二苯基-9H-茀、稠五苯或苝，較佳為9,9-二苯基-9H-茀。上述X中，C6~10飽合烴環宜為C10飽合烴環。
R4為氫或C1~4烷基。較佳的是R4為氫或甲基，更佳的是R4為氫。
n為2、3、4、5、6、7或8。較佳的是n為2、4、5或6。更佳的是n為2、5或6。
例如，下述化合物係X為直鏈C2伸烷氧基(乙氧基)/9,9-二苯基-9H-茀/直鏈C2伸烷氧基(乙氧基)的結合體，R4為氫，n為2。
在由式(II)表示的前提下，前述丙烯酸酯衍生物不限定於單一化合物，也可為複數個衍生物的組合。例如，下述兩個化合物均可當作是前述丙烯酸酯衍生物而含於本平坦化膜形成組成物中。
本組成物所含有之式(II)之丙烯酸酯衍生物的較佳態樣係單一化合物(1種)、2種衍生物的組合或3種衍生物的組合。
在前述組合時之該等衍生物要聚合物化時，該等衍生物可共聚，也可個別聚合。
為了要說明，將以式(II)所示丙烯酸酯衍生物之具體例示於下，但並非意圖限定本發明。
以本平坦化膜形成組成物整體為比較基準，式(II)之丙烯酸酯衍生物所佔的量以1~15質量%為佳，2~10質量%更佳，2~5質量%再更佳。當然，於式(II)之丙烯酸酯衍生物為複數種的組合時，式(II)之丙烯酸酯衍生物所佔的量是從複數種丙烯酸酯衍生物之總和來獲得。式(II)之丙烯酸酯衍生物也可從三菱瓦斯化學股份有限公司或新中村化學工業股份有限公司來取得。
以本平坦化膜形成組成物為比較基準，式(I)之單體A與式(II)之丙烯酸酯衍生物之總和所佔的量以3~30質量%為佳，5~20質量%更佳，8~15質量%再更佳，10~12質量%為特佳。
在本平坦化膜形成組成物中，藉由式(I)之單體A與式(II)之丙烯酸酯衍生物同時存在，而可在更低溫下進行膜形成，可獲得即便是不平坦基板，其填埋特 性仍屬優異之有利效果。例如，於僅低沸點成分為固體成分時，為了要形成膜，會有藉由加熱而固體成分跟溶媒一起被去除掉的情形。又，在僅高熔點成分為固體成分時，固體成分會累積而層化，形成受到基板之凹凸影響的上表面，有不採用迴焊等其他步驟則無法確保平坦性的情形。
除了式(I)之單體A與式(II)之丙烯酸酯衍生物之外的固體成分
本發明之平坦化膜形成組成物係除了式(I)之單體A及式(II)之丙烯酸酯衍生物之外，還可進一步含有膜化之固體成分。此類固體成分係可為不同於式(I)之單體A、式(II)之丙烯酸酯衍生物的單體，也可為聚合物。在膜化時，該等固體成分係可與式(I)之聚合物A及/或式(II)之丙烯酸酯衍生物進行共聚，也可個別聚合，還可以是該等狀態混合存在。
有機溶媒
本平坦化膜形成組成物係含有1種或複數種之有機溶媒而成。前述有機溶媒係可適當地列舉出具有羥基之有機溶媒、具有酯衍生物之有機溶媒或含有該兩者之有機溶媒。
更佳的是本平坦化膜形成組成物所含有之1種或複數種之有機溶媒係含有依莫耳比23：77~77：23而含有羥基及以下述式(VI)所示之酯衍生基而成之1種或複數種的有機溶媒而成。此係相當於含有該兩者之有機溶媒。
其中，R5為有機溶媒分子之與式(VI)以外之部位鍵結之直接鍵結、甲基或與R7鍵結而形成飽合環的碳。較佳的是R5為有機溶媒分子之與式(VI)以外之部位鍵結之直接鍵結或甲基。
R6為氫、甲氧基取代或非取代之C1~3烷基。較佳的是R6為氫或甲氧基取代之甲基。
R7為甲基或與R5鍵結而形成飽合環的碳。較佳的是R7為甲基。
該有機溶媒在1分子中各具有1個羥基與以式(VI)所示之酯衍生基時，該等之莫耳比為50：50。此1分子之碳數宜為C3~10，更佳為C4~6。
例如，下述乳酸乙酯係羥基與以式(VI)所示之酯衍生基存在於同一分子中之有機溶媒(C5)。R5為與式(VI)以外之部位鍵結之直接鍵結(經由羥基與乙基進行鍵結)，R6為氫，R7為甲基。又，羥基與以式(VI)所示之酯衍生基的存在比率為50：50。
例如，下述丙二醇單甲基醚(PGME)係具有羥基之有機溶媒(C4)。
例如，下述γ-丁內酯係具有以式(VI)所示之酯衍生基之有機溶媒(C4)。R5為與R7鍵結而形成飽合環的碳，R6為氫，R7為與R5鍵結而形成飽合環的碳。
作為本平坦化膜形成組成物所含有之有機溶媒的一態樣之具有羥基之有機溶媒，可列舉出丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、二級丁醇、三級丁醇、正戊醇、異戊醇、2-甲基丁醇、二級戊醇、三級戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、二級己醇、2-乙基丁醇、二級庚醇、庚醇-3、正辛醇、2-乙基己醇、二級辛醇、正壬醇、2,6-二甲基庚醇-4、正癸醇、二級十一醇、三甲基壬醇、二級十四醇、二級十七醇、苯酚、環己醇、甲基環己醇、3,3,5-三甲基環己醇、苄醇、苯基甲基甲醇、二丙酮醇、甲酚、乙二醇、 丙二醇、1,3-丁二醇、戊二醇-2,4、2-甲基戊二醇-2,4、己二醇-2,5、庚二醇-2,4、2-乙基己二醇-1,3、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、甘油、或該等之混合物。較佳的是前述有機溶媒為丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、乙醇、正丙醇、異丙醇、或該等之混合物。更佳的是丙二醇單甲基醚或異丙醇，再更佳的是丙二醇單甲基醚。
含有羥基之有機溶媒的碳數宜為C3~10，較佳為C3~5。
作為本平坦化膜形成組成物所含有之有機溶媒的一態樣之具有酯衍生物之有機溶媒，可列舉出丙二醇1-單甲基醚2-醋酸酯(PGMEA)、γ-丁內酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、丙二醇單丙基醚醋酸酯、醋酸甲酯、γ-戊內酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、醋酸二級丁酯、醋酸正戊酯、醋酸二級戊酯、醋酸3-甲氧基丁酯、醋酸甲基戊酯、醋酸2-乙基丁酯、醋酸2-乙基己酯、醋酸苄酯、醋酸環己酯、醋酸甲基環己酯、醋酸正壬酯、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、醋酸乙二醇單甲基醚、醋酸乙二醇單乙基醚、醋酸二乙二醇單甲基醚、醋酸二乙二醇單乙基醚、醋酸二乙二醇單正丁醚、醋酸丙二醇單甲基醚、醋酸丙二醇單乙基醚、醋酸丙二醇單丙基醚、醋酸丙二醇單丁基醚、醋酸二丙二醇單甲基醚、醋酸二丙二醇單乙基醚、二醋酸甘醇、醋酸甲氧基三甘醇、丙酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、丙二酸二乙酯、酞酸 二甲酯、酞酸二乙酯、或該等之混合物。較佳為丙二醇1-單甲基醚2-醋酸酯或γ-丁內酯，更佳為丙二醇1-單甲基醚2-醋酸酯。
含有酯衍生基之有機溶媒分子之碳數宜為C3~10，較佳為C4~7，更佳為C5~7。
例如，依莫耳比1：1含有上述之PGME與PGMEA之2種的有機溶媒係可被列舉為本發明之一較佳態樣。
作為本平坦化膜形成組成物所含有之有機溶媒的一態樣之具有羥基與酯衍生物之有機溶媒，可列舉出乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸異丁酯、乳酸二級丁酯、乳酸正戊酯、乳酸正丙酯、乳酸異丙酯、乳酸正丁酯、乳酸異丁酯、乳酸二級丁酯、乳酸正戊酯或乳酸二級戊酯、或該等之混合物。較佳的是前述有機溶媒為乳酸甲酯、乳酸乙酯或乳酸正丁酯，更佳的是前述有機溶媒為乳酸乙酯。本平坦化膜形成組成物所含有之有機溶媒僅由乳酸甲酯、乳酸乙酯或乳酸正丁酯其中1者所構成係屬本發明之一態樣，僅由乳酸乙酯所構成係屬本發明之較佳態樣。
本平坦化膜形成組成物之1種或複數種之有機溶媒係以依莫耳比23：77~77：23而含有羥基及以式(VI)所示之酯衍生基而成為佳。本案發明者係發現到：透過羥基與前述酯衍生基共同存在於前述有機溶媒中，變得可安定溶解式(I)之單體A及式(II)之丙烯酸酯衍生物，且成膜性優異。例如，可認為是：有機溶媒之羥基 的存在對於式(I)之單體A之羥基的溶解性有所幫助，有機溶媒之酯衍生基的存在對於式(I)之芳香族環的溶解性有所幫助。羥基及以式(VI)所示之酯衍生基在前述有機溶媒中之存在比率以莫耳比計宜為30：70~70：30，以莫耳比計較佳為40：60~60：40，以莫耳比計更佳為45：55~55：45，以莫耳比計特佳為50：50。
以本平坦化膜形成組成物整體為比較基準，1種或複數種之有機溶媒(複數種時，為其總和)所佔的量宜為60~95質量%，較佳為75~95質量%，更佳為82~92質量%，再更佳為88~92質量%。藉由使組成物整體中所佔有之有機溶媒的量有所增減，可控制成膜後之膜厚。本平坦化膜形成組成物中所佔之水的量宜為0.1質量%以下，較佳為0.01質量%以下。依與其他層、膜的關係，較佳的是本組成物不含水，本平坦化膜形成組成物中所佔之水的量為0.00質量%係屬本發明之一態樣。
例如，如環己酮之有機溶媒可能可以將式(I)之單體A與式(II)之丙烯酸酯衍生物溶解，並進行成膜，但從毒性、刺激性的觀點來看，會有問題。
本平坦化膜形成組成物所含有之有機溶媒為複數種時，本有機溶媒由2種所構成，包含羥基的有機溶媒1種，而具有以式(VI)所示之酯衍生基的有機溶媒1種，此為本發明之一較佳態樣。
界面活性劑
該平坦化膜形成組成物還可以進一步含有界面活性劑、交聯劑、酸產生劑、自由基產生劑、基板密接增強劑或該等之混合物。
對於抑制針孔和應變等之產生、使塗布性和溶解性提升方面，界面活性劑是有用的。本組成物中所佔界面活性劑的量係以本組成物整體為比較基準，較佳為0.01~5質量%，更佳為0.05~3質量%。
作為界面活性劑，可列舉有聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醚及聚氧乙烯油醚等之聚氧乙烯烷基醚化合物、聚氧乙烯辛基酚醚及聚氧乙烯壬基酚醚等之聚氧乙烯烷基烯丙基醚化合物、聚氧乙烯‧聚氧丙烯嵌段共聚物化合物、山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單軟脂酸酯、山梨糖醇酐單硬脂酸酯、山梨糖醇酐三油酸酯及山梨糖醇酐三硬脂酸酯等之山梨糖醇酐脂肪酸酯化合物、聚氧乙烯山梨糖醇酐單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐單軟脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯、及聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬脂酸酯等之聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯化合物。又，可列舉出：商品名EFTOP EF301、EF303、EF352(TOHKEM PRODUCTS(股)製)、商品名MEGAFAC F171、F173、R-08、R-30、R-2011(大日本油墨(股)製)、Fluorad FC430、FC431(住友3M(股)製)、商品名AsahiGuard AG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(股)製)等之氟系界面活性劑及有機矽氧烷聚合物KP341(信越化學工業(股)製)等。
交聯劑
交聯劑係可依如下目的來作添加：提升所形成之平坦化膜的成膜性，去除與接觸到此之其他膜(例 如，含矽中間層、阻抗)之相互混合，而去除低分子成分對於前述其他膜之擴散。
列舉本發明所可使用之交聯劑的具體例，可列舉出經以選自羥甲基、烷氧基甲基、醯氧基甲基之至少一個基取代過之三聚氰胺化合物、胍胺化合物、甘脲化合物或脲化合物、環氧化合物、硫環氧化合物、異氰酸酯化合物、疊氮化合物、具有包含烯基醚基等之雙鍵之基的化合物。該等係可當作是添加劑來使用，但也可當作是側基(pendant group)來導入至聚合物側鏈上。又，含有羥基之化合物亦可當作交聯劑而使用。
上述各種化合物中，當要例示環氧化合物時，可例示有叁(2,3-環氧丙基)三聚異氰酸酯、三羥甲基甲烷三縮水甘油基醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油基醚、三羥乙基乙烷三縮水甘油基醚等。當要具體例示三聚氰胺化合物時，可列舉出六羥甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、六羥甲基三聚氰胺之1~6個羥甲基已甲氧基甲基化之化合物及其混合物、六甲氧基乙基三聚氰胺、六醯氧基甲基三聚氰胺、六羥甲基三聚氰胺之1~6個羥甲基已醯氧基甲基化之化合物或其混合物。作為胍胺化合物，可列舉出四羥甲基胍胺、四甲氧基甲基胍胺、四羥甲基胍胺之1~4個羥甲基已甲氧基甲基化之化合物及其混合物、四甲氧基乙基胍胺、四醯氧基胍胺、四羥甲基胍胺之1~4個羥甲基已醯氧基甲基化之化合物及其混合物。作為甘脲化合物，可列舉出四羥甲基甘脲、四甲氧基甘脲、四甲氧基甲基甘脲、四羥甲基甘脲之1~4 個羥甲基已甲氧基甲基化之化合物或其混合物、四羥甲基甘脲之1~4個羥甲基已醯氧基甲基化之化合物或其混合物。作為脲化合物，可列舉出四羥甲基脲、四甲氧基甲基脲、四羥甲基脲之1~4個羥甲基已甲氧基甲基化之化合物或其混合物、四甲氧基乙基脲等。
作為包含烯基醚基之化合物，可列舉出乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、1,2-丙二醇二乙烯基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、四亞甲基二醇二乙烯基醚、新戊二醇二乙烯基醚、三羥甲基丙烷三乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、1,4-環己二醇二乙烯基醚、新戊四醇三乙烯基醚、新戊四醇四乙烯基醚、山梨糖醇酐四乙烯基醚、山梨糖醇酐五乙烯基醚、三羥甲基丙烷三乙烯基醚等。
作為本發明之交聯劑，可列舉出以下述式(VII)所示者。
在式(VII)中，L3為直接鍵結、取代或非取代之C1~3烷基。較佳的是L3為直接鍵結或甲基，更佳為直接鍵結。前述取代基係宜為氫、甲基、C6~10芳基、下述式(VIII)或下述式(IX)，更佳為甲基或下述式(VIII)。於式(VII)中，R11為氫或甲基。
以式(VII)所示之交聯劑的具體例係如下，但本發明之範圍不受限於該等。
本平坦化膜形成組成物所可含有之交聯劑的具體例係如下，但本發明之範圍不受限於該等。
該等交聯劑亦可從三和化學股份有限公司、本州化學工業股份有限公司、旭有機材股份有限公司、日本碳化物工業股份有限公司等來取得。
本發明之交聯劑的摻合量係相較於本平坦化膜形成組成物之式(I)之單體A與式(II)之丙烯酸酯衍生物的質量總和，以3~50質量%為佳，以5~40質量%更佳。
因應於製程、目的，可減少添加於本平坦化膜形成組成物中之交聯劑的量。可依據裝置、製程條件來進行選擇，但在減少交聯劑量時，相較於本平坦化膜形成組成物，交聯劑量宜為0~1,000ppm之濃度，較佳為0~500ppm。從製程管理的觀點來看，不添加交聯劑(相較於本平坦化膜形成組成物，交聯劑量為0ppm)也是本發明的形態之一。
酸產生劑
本發明之平坦化膜形成組成物係可進一步含有酸產生劑。此酸產生劑對於本組成物所含有之量係相較於(I)之單體A與式(II)之丙烯酸酯衍生物的質量總和，宜為0.1~10質量%，更佳為1~7質量%。
酸產生劑係可為因加熱而能產生強酸之熱酸產生劑。本發明所使用之熱酸產生劑(TAG)係可以是能夠利用加熱而使與本發明所存在之式(I)之單體A或式(II)之丙烯酸酯衍生物進行反應，且可傳播該等成分之交聯的酸產生之任1種或複數種，從熱酸產生劑所產生之酸係以磺酸等強酸更佳。較佳的是熱酸產生劑在超過80℃的溫度下進行活性化。熱酸產生劑的例子係不含金屬之 鋶鹽及錪鹽，例如，強非親核酸(strong non-nucleophilic acid)之三芳基鋶、二烷基芳基鋶、及二芳基烷基鋶鹽、強非親核酸之烷基芳基錪、二芳基錪鹽；及強非親核酸之銨、烷基銨、二烷基銨、三烷基銨、四烷基銨鹽。又，共價鍵型(covalent)熱酸產生劑也可認為是有用的添加劑，例如，烷基或芳基磺酸之2-硝基苄基酯、及熱解後會帶來游離磺酸之磺酸的其他酯類。其例為二芳基錪全氟烷基磺酸酯、二芳基錪叁(氟烷基磺醯基)甲基化合物、二芳基錪雙(氟烷基磺醯基)甲基化合物、二芳基錪雙(氟烷基磺醯基)醯亞胺、二芳基錪四級銨全氟烷基磺酸酯。不安定酯之例為對甲苯磺酸2-硝基苄酯、對甲苯磺酸2,4-二硝基苄酯、對甲苯磺酸2,6-二硝基苄酯、對甲苯磺酸4-硝基苄酯；2-三氟甲基-6-硝基苄基4-氯苯磺酸酯、2-三氟甲基-6-硝基苄基4-硝基苯磺酸酯等之苯磺酸酯；苯基4-甲氧基苯磺酸酯等之苯酚系磺酸酯；四級銨叁(氟烷基磺醯基)甲基化合物、及四級烷基銨雙(氟烷基磺醯基)醯亞胺、有機酸之烷基銨鹽、例如10-樟腦磺酸之三乙基銨鹽。各種芳香族(蒽、萘或苯衍生物)磺酸胺鹽亦包含美國專利第3,474,054號(專利文獻2)、第4,200,729號(專利文獻3)、第4,251,665號(專利文獻4)及第5,187,019號(專利文獻5)中所揭示者，可當作是TAG來使用。
本平坦化膜形成組成物所可含有之酸產生劑的具體例係如下，但本發明之範圍不受限於該等。
因應於製程、目的，可減少添加於本平坦化膜形成組成物中之酸產生劑的量。均可依據裝置、製程條件來進行選擇，但在減少酸產生劑量時，相較於本平坦化膜形成組成物，酸產生劑量宜為0~500ppm之濃度。從製程管理的觀點來看，不添加酸產生劑(相較於本平坦化膜形成組成物，酸產生劑量為0ppm)也是本發明的形態之一。
其他成分
本發明之平坦化膜形成組成物係亦可添加自由基產生劑、基板密接增強劑、平滑劑、單體性染料、低級醇(C1~6醇)、表面均平(leveling)劑、消泡劑、防腐劑等其他成分。本組成物所佔有之該等成分的量係相較於式(I)之單體A與式(II)之丙烯酸酯衍生物的質量總和，宜為0.1~10質量%，更佳為0.5~5質量%。本組成物不含有該等成分(0質量%)也是本發明的態樣之一。
平坦化膜之製造方法
關於本發明之平坦化膜之形成方法，說明一個態樣。
如上所述，本發明之平坦化膜形成組成物指的是在基板與光阻膜之間可形成膜的上表面(光阻側)之平坦性高之膜的組成物。所謂的平坦性高係意指平坦化膜之上表面可水平地進行成膜化。又，若平坦性高，則 設定為水平之基板底面(於積層有複數層基板時，為最下層之基板)與平坦化膜之上表面的距離的參差不齊變小。所謂的平坦基板，說的是基板底面與基板上表面之距離實質上相等(在基板內，前述距離的差異為0~3%)。所謂的不平坦基板，說的是廣義上不是平坦基板的基板。
以下，為了方便理解，使用圖式來說明本發明。本發明者等係為了要得到即便是存在疏密的基板仍可適當成膜的組成物，而使用圖1之基板，進行實施例、比較例之檢討。另外，為了方便理解發明，圖1、2的縮小比例並不精確。元件符號1為陸地部分，存在100μm以上的寬度。元件符號2為海面部分，為100μm的寬度。元件符號3為緊密部分，半間距(Half pitch)為0.04μm，線和空間的比為1：2.5，深度100nm的壁狀結構並列存在100μm以上的寬度。前述基板係具有充分的前後方向上的長度之SiO2晶圓。元件符號4為基板的底面，元件符號5為基板的底部。在基板具有複數個海面部分、溝時，本發明之高度、距離係採用與底面之距離最短的海面部分、溝(其中，貫穿基板的孔、與設計理念不同的結構要排除在外)。元件符號6為基板的頂部。在基板具有複數個頂部、溝時，本發明之高度、距離係採用與底面之距離最長的頂部、溝(其中，與設計理念不同的結構要排除在外)。元件符號7為陸地部分與海面部分間之高度，為陸地部分之從頂部到底面之距離與從接觸到陸地部分之底部到底面之距離的差。元件符號8為緊密部分與海面部分間之高度，為緊密部分之從頂部到底面之距 離與從接觸到緊密部分之底部到底面之距離的差。所形成之平坦膜係成為圖2之如元件符號9的狀態，難以完全變成平坦(與底面的距離相等)。元件符號10為基板之底面與在陸地部分上所成膜之平坦化膜之上表面的高度，元件符號11為基板之底面與在緊密部分上所成膜之平坦化膜之上表面的高度。本發明者等所發現到之平坦化膜形成組成物係即便是在不平坦的基板上成膜時，元件符號10與元件符號11之高度的差較小(平坦性高)而適合。在評價本組成物時，將該差稱為平坦性。
在本發明中，所謂的不平坦基板係可舉出有基板之頂部與基板之底部的高度差(亦即，從頂部到底面之距離與從底部到底面之距離的差)為20~10,000nm之含矽基板，較佳為50~1,000nm，更佳為50~500nm。在如元件符號7、8般之頂部與底部鄰接而存在的結構，適合求取該差。再者，作為不平坦基板，可舉出有利用前處理而存在壁、連接孔者，還可舉出有基板頂部及基板底部與基板底面之距離的差與前者相比為30~95%(較佳為30~80%)者。上述之壁、連接孔係可透過微影、蝕刻、DSA等之公知手法而形成，宜為縱橫比3~25(較佳的是5~10)者。例如，壁結構單純串聯著的基板(參照圖1之元件符號3之區域)雖也不是平坦，但於如此結構體聚集之區域(緊密)與結構體不存在之區域(疏離)存在偏差時，可發揮本平坦化膜形成組成物之優勢。進而，本發明之平坦膜形成組成物也可適用於具有階差之基板上(參照圖1之元件符號1與元件符號2之區域)。階差宜為20~10,000nm，較佳為50~1,000nm，更佳為50~500nm。
本發明之平坦化膜係藉由在平坦基板(裸晶圓)上塗布、加熱、膜化，而可得到20~2,000nm(較佳為100~500nm，更佳為200~400nm)之膜厚。
關於基板，可使用如上所述之平坦基板及不平坦基板，而在使用不平坦基板時，能夠更發揮出本發明之優勢。
基板係可使用含金屬之基板、含矽基板。本發明之基板係包含單一基板層的情形及複數個基板積層的兩者。就基板而言，可以使用覆矽基板、覆二氧化矽基板、氮化矽基板、矽晶圓基板(SiO2晶圓等)、玻璃基板、含銦基板(ITO基板)、含鈦基板(氮化鈦、氧化鈦等)等之公知物。
本發明之半導體之製造步驟中，基板的層構成係可配合製程條件而使用公知手法，例如，可舉出如下般之積層構成。在以下積層構成中，左邊意指下面的方向，右邊意指上面的方向。
矽晶圓基板
矽晶圓基板/含鈦基板
矽晶圓基板/含鈦基板/覆矽基板
矽晶圓基板/含鈦基板/覆二氧化矽基板
矽晶圓基板/覆二氧化矽基板/含鈦基板
氮化矽基板
氮化矽基板/含鈦基板
氮化矽基板/含鈦基板/覆矽基板
氮化矽基板/含鈦基板/覆二氧化矽基板
氮化矽基板/覆二氧化矽基板/含鈦基板
在任一基板上所積層之其他基板係可採用CVD法等公知手法來進行積層。該其他基板係可採用公知之微影法、蝕刻法來進行圖案化。於已圖案化之基板上，也可採用CVD法等公知手法將另外的基板予以被膜。
於本發明中，利用旋塗、塗敷等適當的塗布方法來塗布本發明之平坦化膜形成組成物於基板上。本平坦化膜形成組成物之固體成分係在塗布時，本組成物之固體成分對於基板之填埋優異。在平坦化膜形成組成物對基板塗布時，基板上係以基板與平坦化膜形成組成物直接接觸為佳，也可以是隔著其他薄膜(例如，基板改質層)而進行塗布。在本組成物塗布之後，藉由加熱而形成平坦化膜。作為加熱條件，加熱溫度一般可從150~350℃之範圍適當選擇，加熱時間一般可從30~180秒鐘(較佳為30~120秒鐘)之範圍適當選擇。
也可依在150~200℃下一次進行加熱之條件來形成膜，此時，因為是在相對低溫下進行加熱，所以可防止對於其他層的影響，且能得到平坦膜，而為較佳。
又，亦可依在250~300℃下進行加熱之條件，將本組成物中之固體成分予以聚合物化，而為較佳。此時，當加入交聯劑時，可更為提高成膜性。又，此時，可將形成光阻層等其他有機層之組成物塗布於本平坦膜上。使積層在光阻層等平坦膜上方之膜係可分別因應其 目的而組合使用公知層。該等係可藉由公知之微影法(曝光、顯影、蝕刻等)來進行圖案化、去除。
用以形成平坦化膜之平坦化膜形成組成物的加熱係也可分成複數次來進行(階段性烘烤)，例如，分成2次進行加熱，在第一次的加熱中，去除溶媒，且進行對於基板的填埋，於第二次的加熱中，能夠使稍微迴焊，確保平坦性，並進行膜化。例如，較佳的是也可在150~200℃下進行第一次加熱30~120秒鐘，於250~300℃下進行第二次加熱30~120秒鐘。
作為加熱環境，可為空氣中，但是為了要防止本平坦化膜形成組成物及本平坦化膜之氧化，也可使氧濃度減少。例如，可將非活性氣體(N2、Ar、He或其混合物)注入至環境中，而成為氧濃度1,000ppm以下(較佳為100ppm以下)。
本平坦化膜係固體成分之含碳量高，蝕刻速率低，故而宜作成為利用旋塗(spin on coating)法所形成之平坦化膜。蝕刻速率之評價係可採用公知手法，例如，較佳的是相較於阻抗(UV1610，Dow製)之蝕刻速率為1.0以下之膜，更佳為0.9以下之膜，再更佳為0.8以下之膜。
作為本發明之一態樣，可將本平坦化膜形成於不平坦基板上，並於其上形成其他基板。例如，可透過CVD等方法來形成其他基板。下方基板與上方基板係可為相同組成，也可為不同組成。再者，可在上方基板上形成其他層。此其他層係為可透過形成本平坦化膜及/或光阻膜而將上方基板予以加工。關於所可使用之光阻膜、其他膜，係如上所述。
裝置製造
本發明之本平坦化膜係宜利用O2、CF4、CHF3、Cl2或BCl3藉由乾式蝕刻來去除，較佳的是可以使用O2或CF4。藉由控制蝕刻量，則也可不完全去除而殘留有平坦化膜，將下方之不平坦基板露出。
作為本發明之一態樣，以下所述也可為本發明之一態樣：接觸到某基板(設為基板A)，將其他基板(設為基板B)積層，採用微影法將該其他基板予以圖案化，進而以被膜於前述圖案之方式，形成其他基板(設為基板C)，而於其上積層本發明之平坦化膜。再者，也可以是利用O2等將該平坦化膜予以乾式蝕刻，而並未完全去除掉該平坦化膜(也就是說，以殘留該平坦化膜之方式進行蝕刻)，於氟環境下蝕刻被膜(該基板C)，藉以將被膜(該基板C)從已圖案化之基板B之凸部去除。
其後，因應需要，可進一步對基板加工，形成裝置。該等進一步的加工係可應用公知方法。在裝置形成後，因應需要，可將基板切斷成晶片，連接至引線框，利用樹脂進行封裝。就本發明而言，將此經封裝過者稱為裝置。所謂的裝置，較佳的是可舉出有半導體、太陽能電池、有機EL元件及無機EL元件，更佳為半導體。
實施例
此後，利用具體的實施例來說明本發明。該等實施例係用以說明，而不是用來限制本發明之範圍者。
組成物1之調製例1
將下述單體A1(三菱氣體化學公司製)7.7g、作為丙烯酸酯衍生物之下述A-9550W(新中村化學公司製)3.1g溶解在乳酸乙酯(關東化學股份有限公司製)89.2g中，作成組成物1。
A-9550W與 之混合物
實施例1-1、組成物1之溶解性及安定性之評價
透過目視來確認組成物1之溶質的溶解狀況，進行如下評價。
A：溶質完全溶解。
B：溶質並未完全溶解，尚有殘留。
在上述溶解性之評價為A時，將前述組成物在0℃下保存一個月，透過目視來確認保存情形，進行如下評價。
A：沒有生成析出物。
B：生成析出物。
實施例1-2、組成物1之成膜性之評價
採用MS-150A型旋塗器(Mikasa股份有限公司製)，以1,500rpm將組成物1塗布在裸矽晶圓上，於180℃下燒成1分鐘，得到平坦化膜。利用Lambda Ace VM-3110型光干涉式膜厚測定裝置(大日本斯克琳製造股份有限公司製)，確認此平坦化膜之膜厚成為200nm。
透過光學顯微鏡確認前述平坦化膜，將成膜性依如下所述進行評價。
A：因為偏差而未確認到圖樣等，已有形成均勻的膜。
B：已確認到應變(放射狀的不均勻、條紋圖樣)等之圖樣。
實施例1-3、組成物1之填充性之評價
採用MS-150A型旋塗器(Mikasa股份有限公司製)，以1,500rpm將組成物1塗布在圖1之SiO2晶圓(不平坦基板)上，作成為基板之海面部分、緊密部分之壁之間的溝被填埋，且於陸地部分上覆蓋有組成物之狀態。 將此於180℃下燒成1分鐘，得到平坦化膜。作成前述平坦化膜之切片，利用SEM(日立高科技填充公司製S-5500)照片來確認前述緊密部分之壁之間的溝，將組成物1之填充性依如下所述進行評價。
A：未確認到有空隙、氣泡的溝，組成物良好地填充於溝。
B：組成物無法填埋好，存在有空隙、氣泡的溝。
實施例1-4、組成物1之平坦性之評價
為了要評價組成物1之平坦性的高低，測定在上述實施例1-3所作成之SEM照片之平坦性(圖2之元件符號10與元件符號11的高度差)。從組成物1所形成之平坦化膜之平坦性為7nm。
組成物2之調製例2
除了將A-9550W變更為下述化合物1(新中村化學公司製)之外，與調製例1同樣地進行操作，調製組成物2。
組成物3之調製例3
除了將丙烯酸酯衍生物變更成A-9550W 1.6g、化合物1 1.5g之兩種之外，與調製例1同樣地進行操作，調製組成物3。另外，單體A1及乳酸乙酯之量沒有變更。
實施例2及3之評價
針對組成物2及3，進行與實施例1(實施例1-1~1-4)相同的評價。將評價結果記載於表1。
參考組成物1之參考調製例1、參考例1之評價
以成為10質量%之方式，將單體A1溶解在乳酸乙酯中，作成參考組成物1。與上述實施例1-1相同地進行評價。欲與實施例1-2相同地進行成膜時，由於在180℃下迴焊不充分，所以將燒成條件變更為在250℃下，除此之外，與實施例1-2相同地進行成膜，並進行評價。又，除了將燒成條件從180℃變更為250℃之外，與實施例1-3及1-4相同地進行評價。將該等結果記載於表1。
比較組成物1之比較調製例1、比較例1之評價
為了要針對專利文獻1中作為下層膜形成材料所揭示之組成是否適合當作本案之平坦化膜形成組成物進行檢討，而進行以下試驗。將上述單體A1與Nicalac MX270(三和化學公司製)分別以7.2g及2.5g溶解在環己酮溶媒85.9g中，得到比較組成物1。利用目視確認了任何溶質都是完全溶解的。
關於此比較組成物3，除了將燒成條件變更為200℃下1分鐘、250℃下1分鐘之階段性烘烤之外，與實施例1-3相同地進行成膜，與實施例1-4相同地進行平坦性之評價。結果，從本比較組成物1所形成之膜的平坦性為55nm。

Claims (13)

  1. 一種平坦化膜形成組成物，其係含有以下述式(I)所示之單體A、以下述式(II)所示之丙烯酸酯衍生物、及1種或複數種之有機溶媒而成者； 式中，Ar 1為直接鍵結、C 1~6烷基、C 6~12環烷基或C 6~14芳基，Ar 2為C 1~6烷基、C 6~12環烷基或C 6~14芳基，R 1及R 2係分別獨立，為C 1~6烷基、羥基、鹵素或氰基，R 3為氫、C 1~6烷基或C 6~14芳基，當Ar 2為C 1~6烷基或C 6~14芳基、R 3為C 1~6烷基或C 6~14芳基時，Ar 2與R 3鍵結而形成烴環或者是不形成，r及s係分別獨立，為0、1、2、3、4或5，以虛線所圍起來之C 1、C 2及C 3環之至少一個係與鄰接之芳香族烴環P 1進行縮合的芳香族烴環，以虛線所圍起來之C 4、C 5及C 6環之至少一個係與鄰接之芳香族烴環P 2進行縮合的芳香族烴環； 式中，X為C 2~40之含碳主體骨架，R 4為氫或C 1~4烷基，n為2、3、4、5、6、7或8。
  2. 如請求項1之平坦化膜形成組成物，其中，以下述式(I)所示之單體A為以下述式(III)、(IV)或(V)的任一者所示之單體， 式(III)、(IV)及(V)中，Ar 1、Ar 2、R 1、R 2、R 3、r及s的定義與上述相同。
  3. 如請求項1或2之平坦化膜形成組成物，其中，以式(II)所示之丙烯酸酯衍生物的X為直鏈或分枝之C 2~15伸烷基、直鏈或分枝之C 2~15伸烷氧基、C 20~40伸芳基、C 6~10飽合烴環、羥基、或該等之結合體，R 4為氫或甲基。
  4. 如請求項1至3中任一項之平坦化膜形成組成物，其中，該有機溶媒為乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸異丁酯、乳酸二級丁酯、乳酸正戊酯、乳酸正丙酯、乳酸異丙酯、乳酸正丁酯、乳酸異丁酯、乳酸二級丁酯、乳酸正戊酯、乳酸二級戊酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、二級丁醇、三級丁醇、正戊醇、異戊醇、2-甲基丁醇、二級戊醇、三級戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、二級己醇、2-乙基丁醇、二級庚醇、庚醇-3、正辛醇、2-乙基己醇、二級辛醇、正壬醇、2,6-二甲基庚醇-4、正癸醇、二級十一醇、三甲基壬醇、二級十四醇、 二級十七醇、苯酚、環己醇、甲基環己醇、3,3,5-三甲基環己醇、苄醇、苯基甲基甲醇、二丙酮醇、甲酚、乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、戊二醇-2,4、2-甲基戊二醇-2,4、己二醇-2,5、庚二醇-2,4、2-乙基己二醇-1,3、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、甘油、丙二醇1-單甲基醚2-醋酸酯、γ-丁內酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、丙二醇單丙基醚醋酸酯、醋酸甲酯、γ-戊內酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、醋酸二級丁酯、醋酸正戊酯、醋酸二級戊酯、醋酸3-甲氧基丁酯、醋酸甲基戊酯、醋酸2-乙基丁酯、醋酸2-乙基己酯、醋酸苄酯、醋酸環己酯、醋酸甲基環己酯、醋酸正壬酯、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、醋酸乙二醇單甲基醚、醋酸乙二醇單乙基醚、醋酸二乙二醇單甲基醚、醋酸二乙二醇單乙基醚、醋酸二乙二醇單正丁醚、醋酸丙二醇單甲基醚、醋酸丙二醇單乙基醚、醋酸丙二醇單丙基醚、醋酸丙二醇單丁基醚、醋酸二丙二醇單甲基醚、醋酸二丙二醇單乙基醚、二醋酸甘醇、醋酸甲氧基三甘醇、丙酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、丙二酸二乙酯、酞酸二甲酯、酞酸二乙酯、或該等之混合物的任一個。
  5. 如請求項1至4中任一項之平坦化膜形成組成物，其中，該有機溶媒為依莫耳比23：77~77：23而含有羥基及以下述式(VI)所示之酯衍生基而成之1種或複數種的有機溶媒， 式中，R 5為有機溶媒分子之與式(VI)以外之部位鍵結之直接鍵結、甲基或與R 7鍵結而形成飽合環的碳，R 6為氫、甲氧基取代或非取代之C 1~3烷基，R 7為甲基或與R 5鍵結而形成飽合環的碳。
  6. 如請求項1至5中任一項之平坦化膜形成組成物，其中，該平坦化膜形成組成物為進一步含有界面活性劑、交聯劑、酸產生劑、自由基產生劑、基板密接增強劑或該等之混合物而成。
  7. 如請求項1至6中任一項之平坦化膜形成組成物，其中，該平坦化膜形成組成物所含有之交聯劑的濃度為0~1,000ppm。
  8. 如請求項1至7中任一項之平坦化膜形成組成物，其中，該平坦化膜形成組成物所含有之酸產生劑的濃度為0~500ppm。
  9. 一種方法，其在基板上塗布如請求項1至8中任一項之平坦化膜形成組成物，將該平坦化膜形成組成物硬化，而製造平坦化膜。
  10. 如請求項9之平坦化膜之製造方法，其中，將該平坦化膜形成組成物硬化之條件為包含於150~350℃下燒成30~180秒鐘而成。
  11. 如請求項9或10之平坦化膜之製造方法，其中，該基板為不平坦基板。
  12. 如請求項11之平坦化膜之製造方法，其中，該不平坦基板為頂部與底部的高度差在20~1,000nm之含矽基板。
  13. 一種裝置之製造方法，其係包含藉由如請求項11或12之方法來製造平坦化膜、將該平坦化膜蝕刻而露出該不平坦基板、將該不平坦基板蝕刻而成。
TW106141651A 2016-11-30 2017-11-29 平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法 TW201833093A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP2016-233613 2016-11-30
JP2016233613A JP2018091942A (ja) 2016-11-30 2016-11-30 平坦化膜形成組成物、これを用いた平坦化膜およびデバイスの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201833093A true TW201833093A (zh) 2018-09-16

Family

ID=60484372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106141651A TW201833093A (zh) 2016-11-30 2017-11-29 平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2018091942A (zh)
TW (1) TW201833093A (zh)
WO (1) WO2018099848A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3474054A (en) 1966-09-13 1969-10-21 Permalac Corp The Surface coating compositions containing pyridine salts or aromatic sulfonic acids
US9316913B2 (en) 2011-08-12 2016-04-19 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Underlayer film-forming material for lithography, underlayer film for lithography, and pattern formation method
US9598392B2 (en) * 2011-08-12 2017-03-21 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist composition, method for forming resist pattern, polyphenolic compound for use in the composition, and alcoholic compound that can be derived therefrom
KR20170099908A (ko) * 2014-12-25 2017-09-01 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 화합물, 수지, 리소그래피용 하층막 형성 재료, 리소그래피용 하층막, 패턴 형성방법 및 정제방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018099848A1 (en) 2018-06-07
JP2018091942A (ja) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110088072B (zh) 新型化合物、半导体材料、以及使用了其的膜以及半导体的制造方法
US11914296B2 (en) Ethynyl derived composite, a composition comprising thereof, a method for manufacturing a coating by it, and a method for manufacturing a device comprising the coating
KR102514100B1 (ko) 스핀-온 하드마스크 재료
JP2014507795A (ja) 高度なパターン形成に必要な小型フィーチャのパターン形成プロセス
US20220119568A1 (en) Polymer, semiconductor composition comprising polymer, and method for manufacturing film using semiconductor composition
TW201833094A (zh) 平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法
US11221558B2 (en) Bottom antireflective coating forming composition
TW201833093A (zh) 平坦化膜形成組成物、使用其之平坦化膜及裝置之製造方法
TW201835028A (zh) 含碳之下層膜形成組成物、使用其之含碳下層膜及裝置之製造方法
WO2018099835A1 (en) Carbon-comprising underlayer-forming composition and methods for manufacturing carbon-comprising underlayer and device using the same
US20230119980A1 (en) A method of manufacturing segregated layers above a substrate, and a method for manufacturing a device
US20220252977A1 (en) A negative tone lift off resist composition comprising an alkali soluble resin and a photo acid generator, and a method for manufacturing metal film patterns on a substrate.
TW202336062A (zh) 厚膜形成組成物及使用其製造固化膜的方法