TW202417540A - 阻劑下層膜形成組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明為提供一種阻劑下層膜形成組成物,除了蝕刻耐性或耐熱性以外,也能滿足硬化性、產生之昇華物量、膜厚之面內均勻性、平坦化性、嵌入性等各種其他特性。
本發明為一種阻劑下層膜形成組成物,其係包含酚醛清漆樹脂及溶劑之阻劑下層膜形成組成物,酚醛清漆樹脂包含具有芳香族環之單位構造A,該單位構造A為下述式(A)表示,
Description
本發明關於一種適用於半導體基板加工之微影用之阻劑下層膜形成組成物、由該阻劑下層膜形成組成物所得之阻劑下層膜、使用該阻劑下層膜形成組成物之阻劑圖型之形成方法及使用該組成物之半導體裝置之製造方法。
近年來,半導體製造過程之進展急速地進步,且伴隨於此,也強烈要求阻劑下層膜之高品質化或特性提升。
例如,專利文獻1中有報告一種聚合物,其係包含在構造之一部分包含吲哚骨架之特定雜芳香族環之二價基與芳基取代亞甲基等之芳基取代二價基作為構造單位,且能夠使膜密度與蝕刻耐性兩立。尤其是關於平坦化特性,雖然有提及,但無任何實証。
且,專利文獻2中有報告一種藉由吲哚衍生物與特定複數種芳香族醛化合物混合物之反應所得之聚合物能夠同時確保聚合物之溶解性(塗布性)以及使用前述聚合物之硬罩層之耐蝕刻性及耐熱性。
且,專利文獻3中有報告一種硬罩形成用組成物,其係含有樹脂,該樹脂具有特定二芳基胺基芐基醇衍生物作為部分構造,且能夠提供耐溶劑性及耐熱性皆優之有機膜。
且,專利文獻4中有報告一種阻劑下層膜形成組成物,其係包含2-芳基吲哚衍生物/類似物構造,及具有芳基取代亞甲基作為單位構造之聚合物,其不會引起阻劑下層膜之上層部與被覆在其上方之層之間的互混,並能夠形成良好之阻劑圖型形狀。
且,專利文獻5中報告一種阻劑下層膜形成組成物,其係包含具有特定雙(多環式芳基)茀衍生物/類似物構造作為構造單位之化合物,其能夠賦予具有高蝕刻耐性、高耐熱性、高溶解性(塗布性)之阻劑下層膜材料。
然而,阻劑下層膜之高品質化或特性提升時,除了要求蝕刻耐性或耐熱性以外,也要求例如硬化性、產生之昇華物量、膜厚之面內均勻性、平坦化性、嵌入性等之各種其他諸多特性,添加此等諸多特性的話尚有改善之餘地。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2016-151024號公報
[專利文獻2] 日本特開2020-105513號公報
[專利文獻3] 日本特開2021-81686號公報
[專利文獻4] 國際公開第2013/146670號(A1)
[專利文獻5] 國際公開第2018/198960號(A1)
[本發明欲解決之課題]
於此,本發明欲解決之課題為提供一種阻劑下層膜形成組成物,其係除了蝕刻耐性或耐熱性以外,也能滿足硬化性、產生之昇華物量、膜厚之面內均勻性、平坦化性、嵌入性等之各種其他諸多特性之阻劑下層膜形成組成物、使用該阻劑下層膜形成組成物之阻劑圖型形成法及使用該組成物之半導體裝置之製造方法。
[解決課題之手段]
本案發明包含以下型態。
[1] 一種阻劑下層膜形成組成物,其係包含酚醛清漆樹脂及溶劑之阻劑下層膜形成組成物,
前述酚醛清漆樹脂包含具有芳香族環之單位構造A,該單位構造A包含下述式(A)表示且2個氮雜芳基縮合環會以連結基L鍵結之構造單位之一種或二種以上之雙(氮雜芳基縮合環)構造單位,
前述式(A)中,
L表示在構成各氮雜芳基縮合環之任意2個碳原子間,去除單鍵之二價連結基,
R
11及R
21相同或相異,且各自獨立表示
(i)氫原子或羥甲基、
(ii)碳數6~30之芳基,或
(iii)碳數2~20之直鏈狀、分支狀或環狀之烷氧基甲基;碳數1~20之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基;碳數2~10之烯基;或碳數2~10之炔基,
R
12及R
22相同或相異,且各自獨立表示構成氮雜芳基縮合環之碳原子上之任意選擇的取代基,
但,關於前述(ii)(iii),亦可進而經含氧原子之取代基、含硫原子之取代基、含氮原子之取代基、芳基或鹵素基取代,或關於前述(iii),進而在烴鏈部分亦可經含氧原子之取代基、含硫原子之取代基、含氮原子之取代基、伸芳基中斷,
n1及n2相同或相異,且各自獨立表示R
12及R
22之取代基之數,且亦可為0,
Ar
1及Ar
2相同或相異,且各自獨立表示與式(A)中之吡咯環部分形成縮合環,且由苯環或2~3個苯環所構成之縮合環,
*表示鍵結處。
[2] 如[1]之阻劑下層膜形成組成物,其中,前述酚醛清漆樹脂包含下述式(AB)表示之複合單位構造A-B,
前述式(AB)中,
n表示複合單位構造A-B之數,
單位構造A為如請求項1之式(A)表示,
單位構造B表示包含下述式(B1)、(B2)或(B3)表示之構造之一種或二種以上之單位構造,
*表示鍵結處,
[式(B1)中,
R及R’各自獨立表示氫原子、亦可具有取代基之碳原子數6~30之芳香族環殘基、亦可具有取代基之碳原子數3~30之雜環殘基,或亦可具有取代基之碳原子數10以下之直鏈、分支或環狀之烷基,
*表示鍵結處]
[式(B2)中,
Z
0表示亦可具有取代基之碳原子數6~30之芳香族環殘基、脂肪族環殘基,或2個芳香族環殘基或脂肪族環殘基以單鍵連結之有機基,
J
1及J
2各自獨立表示直接鍵結或亦可具有取代基之二價有機基,
*表示鍵結處]
[式(B3)中,
Z為亦可具有取代基之碳數4~25之單環、二環、三環或四環式之縮合環,前述單環為非芳香族單環;構成前述二環、三環及四環之單環中至少1個為非芳香族單環,剩餘之單環亦可為芳香族單環或非芳香族單環,前述單環、二環、三環或四環式之縮合環會進而與1個或複數之芳香族環形成縮合環,亦可成為五環式以上之縮合環,
X、Y為相同或相異,表示-CR
31R
32-基,R
31及R
32各自相同或相異,表示氫原子或碳原子數1~6之烴基,
x、y各自表示X、Y之數,且各自獨立表示0或1,
與構成Z之前述非芳香族單環之任一碳原子(稱作「碳原子1」)鍵結(x=1時),或自碳原子1延續(x=0時),
與構成Z之前述非芳香族單環之任一碳原子(稱作「碳原子2」)鍵結(y=1時),或自碳原子2延續(y=0時),
前述碳原子1與碳原子2亦可相同或相異,為相異時,亦可屬於相同之非芳香族單環,亦可屬於相異之非芳香族單環,
*表示鍵結處]。
[3] 如[1]之阻劑下層膜形成組成物,其中,連結基L為選自-O-、-S-、-SO
2-、-CO-、-CONH-、-COO-、-NH-、-(CR
1R
2)m
1-、-(Ar)m
2-、-CH
2-(Ar)m
2-CH
2-及 -(cyclo-R)-所成之群,
R
1及R
2為相同或相異,各自獨立表示氫原子、碳原子數1~5之烴基或碳數6~30之芳基,m
1表示1~10之整數,
Ar表示碳數6~30之伸芳基,m
2表示互相以單鍵鍵結之芳香族環之數之1~3之整數,
cyclo-R表示亦可與1個或2個苯環或萘環形成縮合環之5~8員環之二價脂環式烴基。
[4] 如[3]之阻劑下層膜形成組成物,其中,cyclo-R表示與1個或2個苯環或萘環形成縮合環之6~8員環之二價脂環式烴基。
[5] 如[1]之阻劑下層膜形成組成物,其中,R
11及R
21中至少一部分表示取代基:
[於此,
*表示鍵結處,
R
3為單鍵或碳數1~20之二價有機基,
R
4為氫原子或碳數1~20之一價有機基]。
[6] 如[1]之阻劑下層膜形成組成物,其中,前述溶劑包含沸點160℃以上之溶劑。
[7] 如[1]~[6]中任一項之阻劑下層膜形成組成物,其中,進而包含酸及/或其鹽及/或酸產生劑。
[8]如[1]~[7]中任一項之阻劑下層膜形成組成物,其中,進而包含交聯劑。
[9] 如[8]之阻劑下層膜形成組成物,其中,上述交聯劑為胺基塑料交聯劑或酚醛塑料交聯劑。
[10] 如[1]~[9]中任一項之阻劑下層膜形成組成物,其中,進而包含界面活性劑。
[11] 一種半導體基板上之阻劑下層膜,其係含有如[1]~[10]中任一項之阻劑下層膜形成組成物之塗布膜之燒成物。
[12] 一種用於半導體之製造之阻劑圖型之形成方法,其係包含
將如[1]~[10]中任一項之阻劑下層膜形成組成物塗布於半導體基板上並燒成,形成阻劑下層膜之步驟。
[13] 一種半導體裝置之製造方法,其係包含
以如[1]~[10]中任一項之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻該阻劑下層膜之步驟,及
以經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
[14] 一種半導體裝置之製造方法,其係包含
以如[1]~[10]中任一項之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、
進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩之步驟、
介隔經圖型化之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜之步驟,及
介隔經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
[15] 一種半導體裝置之製造方法,其係包含
以如[1]~[10]中任一項之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、
進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩之步驟、
介隔經圖型化之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜之步驟、
將硬罩去除之步驟,及
介隔經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
[16] 一種半導體裝置之製造方法,其係包含
在半導體基板上,以如[1]~[10]中任一項之阻劑下層膜形成組成物在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、
進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩之步驟、
介隔經蝕刻之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜之步驟、
將硬罩去除之步驟、
在硬罩去除後之阻劑下層膜上,形成蒸著膜(間隔物)之步驟、
將蒸著膜(間隔物)以蝕刻進行加工之步驟、
去除經圖型化之阻劑下層膜,殘留經圖型化之蒸著膜(間隔物)之步驟,及
介隔經圖型化之蒸著膜(間隔物),加工半導體基板之步驟。
[17] 如[14]~[16]中任一項之半導體裝置之製造方法,其中,前述硬罩為以包含無機物之組成物之塗布或無機物之蒸著所形成者。
[18] 如[13]~[16]中任一項之半導體裝置之製造方法,其中,前述阻劑膜經奈米轉印法或自我組織化膜而圖型形成。
[19] 如[15]或[16]之半導體裝置之製造方法,其係將硬罩之去除以蝕刻或鹼藥液之任一者來進行。
[發明效果]
具有式(A)所示之雙(氮雜芳基縮合環)衍生物[典型為雙(吲哚)衍生物]作為構造單位之酚醛清漆樹脂,相較於以往之具有吲哚化合物作為構造單位之酚醛清漆樹脂,耐熱性較高,故若使用在阻劑下層膜形成組成物中,則高溫燒成時之昇華物量較少,膜厚之面內均勻性非常高,蝕刻耐性也較高。且,藉由對各種蒸著基板顯示較良好之塗布性,平坦化性或嵌入性也較良好。藉由進而添加追加之別種單體,能夠調整上述特性,尤其是能夠調整蝕刻加工時之耐性或調整用來抑制曝光時之反射所適合之光學定數。
進而,再較佳之型態中,將具有式(A)所示之雙(氮雜芳基縮合環)衍生物作為構造單位之酚醛清漆樹脂中導入炔丙基等之伸烷基者使用在阻劑下層膜形成組成物中,則除了上述以外,即使不包含交聯劑或酸觸媒,也能夠得到可以硬化之自我交聯性,藉此,不僅停留在大氣環境下,在氮環境下也能夠得到充分之硬化性。
且,再較佳之型態中,將具有式(A)所示之雙(氮雜芳基縮合環)衍生物作為構造單位之酚醛清漆樹脂中導入炔丙基等之伸烷基者使用在阻劑下層膜形成組成物中,則相關之伸烷基具有交聯基之功能,故與酸觸媒或交聯劑組合後,能夠將膜之物理性硬度提高至比一班高,關於此點,也能夠提高蝕刻加工時之圖型化特性。
[I.用詞之定義]
本說明書中,關於本案發明之一型態之酚醛清漆樹脂的主要用詞之定義,以下進行說明。只要沒有各別特別記載,關於酚醛清漆樹脂,適用以下各用詞之定義。
(I-1)「酚醛清漆樹脂」
「酚醛清漆樹脂」不僅意指狹義之酚・甲醛樹脂(所謂酚醛清漆型酚樹脂)或苯胺・甲醛樹脂(所謂酚醛清漆型苯胺樹脂),也廣泛地包含一般在酸觸媒之存在下或與其同等之反應條件下,界由具有能夠與芳香族環進行共有鍵結之官能基[例如醛基、酮基、縮醛基、縮酮基、鍵結於二級或三級碳之羥基或烷氧基、鍵結於烷基芳基之α位碳原子(芐基位碳原子等)之羥基、烷氧基或鹵素基;二乙烯苯或二環戊二烯等之碳-碳不飽和鍵結等]之有機化合物與具有芳香族環之化合物(較佳為芳香族環上具有氧原子、氮原子、硫原子等之含雜原子之取代基)中之芳香族環之共有鍵結形成(取代反應、加成反應、縮合反應或加成縮合反應等)所形成之聚合聚合物。
因此,本案說明書中之酚醛清漆樹脂包含來自前述官能基之碳原子(有時稱作「連結碳原子」)之有機化合物會介隔著連結碳原子與具有芳香族環之化合物中之芳香族環形成共有鍵結,藉此連結具有複數芳香族環之化合物,形成聚合物。
本說明書中,作為構成「酚醛清漆樹脂」之單位構造,使用單位構造A、單位構造B及單位構造C之用詞。單位構造A為來自具有芳香族環之化合物之單位構造。單位構造B為來自具有能夠與單位構造A之芳香族環進行共有鍵結之官能基之化合物之單位構造。單位構造C為來自鍵結方式與複合單位構造A-B等價之1個單位構造,具有芳香族環,且具有能夠與單位構造A之芳香族環進行共有鍵結之官能基之化合物之單位構造。由於鍵結方式相同,單位構造C能夠取代成複合單位構造A-B。
(I-2)「殘基」
「殘基」意指將鍵結於碳原子或雜原子(氮原子、氧原子、硫原子等)之氫原子取代成鍵結處之有機基,亦可為一價基或多價基。例如將1個氫原子以1個鍵結處取代的話,會成為一價有機基,將2個氫原子取代成鍵結處的話,會成為二價有機基。
(I-3)「芳香族環」(芳香族基、芳基、伸芳基)
「芳香族環」意指包含芳香族烴環、芳香族雜環及此等之殘基[有時亦稱作「芳香族基」、「芳基」(一價基時)或「伸芳基」(二價基時)]之概念,不僅為單環式(芳香族單環),也包含多環式(芳香族多環)。為多環式時,至少一個單環為芳香族單環,但與該芳香族單環形成縮合環之剩餘單環亦可為單環式雜環(雜單環)或單環脂環式烴(脂環式單環)。
作為芳香族環,有舉出苯、茚、萘、薁、苯乙烯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、異丙苯、蒽、菲、聯伸三苯、苯并蒽、芘、䓛、茀、雙苯、碗稀、苝、熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[b]熒蒽、苯并[ghi]苝、蔻、二苯并[g,p]䓛、苊烯、苊、稠四苯、稠五苯、環辛四烯等之芳香族烴環,更典型有舉出苯、萘、蒽、芘等之芳香族烴環或;呋喃、吡喃、塞吩、吡咯、N-烷基吡咯、N-芳基吡咯、咪唑、吡啶、嘧啶、吡嗪、三嗪、噻唑、吲哚、苯基吲哚、雙吲哚茀、雙吲哚苯并茀、雙吲哚二苯并茀、嘌呤、喹啉、異喹啉、苯并哌喃、噻嗯、酚噻嗪、吩惡秦、氧雜蒽、吖啶、二氮蒽、咔唑、吲哚咔唑等之芳香族雜環,更典型的來說有舉出呋喃、塞吩、吡咯、吲哚、苯基吲哚、雙吲哚茀、酚噻嗪、咔唑、吲哚咔唑、咪唑、吡喃、吡啶、嘧啶、吡嗪,但不限定於此等。
芳香族環(例如苯環、萘環等)亦可任意具有取代基,但作為相關之取代基,能夠舉出鹵原子、飽和或不飽和之直鏈、分枝或環狀之烴基(-R)(亦可在烴鏈中以氧原子中斷一次以上。包含烷基、烯基、炔基、炔丙基等)、烷氧基或芳基氧基(-OR,於此R表示前述烴基-R)、烷基胺基[-NHR或-NR
2(2個R亦可互相相同或相異),於此,R表示前述烴基-R,包含亦可在烴鏈中以氧原子中斷一次以上之烷基、烯基、炔基、炔丙基等]、羥基、胺基 (-NH
2)、羧基、氰基、硝基、酯基(-CO
2R或-OCOR,於此,R表示前述烴基-R)、醯胺基(-NHCOR、-CONHR、 -NRCOR(2個R亦可互相相同或相異)或-CONR
2(2個R亦可互相相同或相異),於此,R表示前述烴基-R)、含磺醯基之基(-SO
2R,於此,R表示前述烴基-R或羥基-OH)、氫硫基(-SH)、含硫醚之基(-SR,於此R表示前述烴基-R);包含醚鍵結之有機基[R
11-O-R
11(R
11各自獨立表示甲基、乙基等之碳數1~6之烷基或苯基、萘基、苯甲醯亞胺基、芘基等之芳基)所示之醚化合物之殘基;例如甲氧基、乙氧基、包含含苯氧基之醚鍵結之有機基]、芳基等之取代基。
進而,亦包含具有1個或複數之芳香族環(苯、萘、蒽、芘等)與1個或複數之脂肪族環或雜環之縮合環之有機基。且,作為於此之脂肪族環,能夠例示環丁烷、環丁烯、環戊烷、環戊烯、環己烷、環己烯、甲基環己烷、甲基環己烯、環庚烷、環庚烯,作為雜環,能夠例示呋喃、塞吩、吡咯、咪唑、吡喃、吡啶、嘧啶、吡嗪、吡咯啶、哌啶、哌嗪、嗎啉。
亦可為具有2個以上之芳香族環以伸烷基等之二價連結基連結之構造之有機基。
(I-4)「雜環」
「雜環」包含脂肪族雜環與芳香族雜環雙方,不僅為單環式(雜單環)也包含多環式(雜多環)之概念。為多環式時,至少一個單環為雜單環,但剩餘之單環亦可為芳香族烴單環或脂環式單環。作為芳香族雜環,能夠參照前述(I-3)之例示。與前述(I-3)之芳香族環同樣地亦可具有取代基。
(I-5)「非芳香族環」(脂肪族環)
「非芳香族單環」意指不屬於芳香族之單環系烴,典型來說為脂環式化合物之單環。亦可稱作脂肪族單環(亦可包含脂肪族雜單環,只要是不屬於芳香族化合物亦可包含不飽和鍵結)。與前述(I-3)之芳香族環同樣地亦可具有取代基。
作為非芳香族單環(脂肪族環、脂肪族單環),有舉例如環丙烷、環丁烷、環丁烯、環戊烷、環戊烯、環己烷、甲基環己烷、環己烯、甲基環己烯、環庚烷、環庚烯等。
「非芳香族多環」意指不屬於芳香族之多環式烴,典型來說為脂環式化合物之多環。亦可稱作脂肪族多環[亦可包含脂肪族雜多環(構成多環之單環中至少一個為脂肪族雜環),只要不屬於芳香族化合物亦可包含不飽和鍵結]。包含非芳香族二環、非芳香族三環、非芳香族四環。
「非芳香族二環」意指不屬於芳香族之二個單環系烴所構成之縮合環,典型來說為二個脂環式化合物之縮合環。本說明書中,亦稱作脂肪族二環(亦可包含脂肪族雜二環,只要不屬於芳香族化合物亦可包含不飽和鍵結)。作為非芳香族二環,有舉出雙環戊烷、雙環辛烷、雙環庚烯等。
「非芳香族三環」意指不屬於芳香族之三個單環系烴所構成之縮合環,典型來說為三個脂環式化合物(各自亦可為雜環,只要不屬於芳香族化合物亦可包含不飽和鍵結)之縮合環。作為非芳香族三環,有舉出三環辛烷、三環壬烷、三環癸烷等。
「非芳香族四環」意指不屬於芳香族之四個單環系烴所構成之縮合環,典型來說為四個脂環式化合物(各自亦可為雜環,只要不屬於芳香族化合物亦可包含不飽和鍵結)之縮合環。作為非芳香族四環,有舉出六十氫芘等。
(1-6)
「構成環(部分)之碳原子」,關於無取代基狀態之烴環(亦可為芳香族環、脂肪族環、雜環之任一者),意指構成該環之碳原子。
(1-7)
「氮雜芳基縮合環」一般來說意指氮雜芳基(含氮芳香族雜環)與另一個芳香族環之縮合環。本案發明中,尤其是氮雜芳基之含氮芳香族雜環為吡咯環。
且,「雙(氮雜芳基縮合環)化合物」意指包含具有2個氮雜芳基縮合環之構造單位之化合物,本案發明中,尤其是意指包含後述(IIA-1)之式(A)之單位構造之酚醛清漆樹脂。
(I-8)
「烴基」意指能夠自烴去除1個或2個以上之氫原子之基,相關之烴中包含飽和或不飽和之脂肪族烴、飽和或不飽和之脂環式烴及芳香族烴。
(1-9)
本案說明書中表示酚醛清漆樹脂之單位構造之化學構造式中,有時為了方便會記載鍵結處(以*表示),但相關之鍵結處只要沒有特別記載,能夠採取該單位構造中之能夠鍵結之任意鍵結位置,並非限定於任何單位構造中之鍵結位置。
[II;阻劑下層膜形成組成物]
本案發明之一型態之阻劑下層膜形成組成物包含特定酚醛清漆樹脂及溶劑。
(IIA)酚醛清漆樹脂
(IIA-1)
本案發明之一型態之阻劑下層膜形成組成物中包含之特定酚醛清漆樹脂包含具有芳香族環之單位構造A,該單位構造A包含一種或二種以上下述式(A)表示之雙(氮雜芳基縮合環)構造單位,亦即2個氮雜芳基縮合環,較佳為2個吲哚環(例如2-苯基吲哚等,且亦可具有取代基)以連結基L鍵結之構造單位。
只要沒有特別記載,以下在本說明書中,*表示鍵結處。
且,上述式(A)中,*表示之鍵結處自構成氮雜芳基縮合環之碳原子中任一個碳原子延伸,但自構成Ar
1及Ar
2之碳原子延伸較佳。但,去除氮雜芳基縮合環中之吡咯環部分上,或L具有芳香環時,自L之芳香環上延伸鍵結處之情況。
(IIA-1-1)
式(A)中,L為去除單鍵之二價連結基。L亦可與構成各自氮雜芳基縮合環之任一個碳原子鍵結,Ar
1或Ar
2,亦即亦可與構成氮雜芳基縮合環中之
之芳香族碳原子鍵結,但與構成氮雜芳基縮合環中之吡咯環部分之碳原子鍵結較佳。
作為較佳之連結基,選自-O-、-S-、-SO
2-、-CO-、-CONH-、-COO-、-NH-、-(CR
1R
2)m
1-、-(Ar)m
2-、-CH
2-(Ar)m
2-CH
2-及-(cyclo-R)-中所成之群。
R
1及R
2為相同或相異,各自獨立表示氫原子;碳原子數1~5之烴基;或碳數6~30之芳基;m
1表示1~10之整數。
Ar表示碳數6~30之伸芳基;m
2表示互相以單鍵鍵結之芳香族環之數之1~3之整數。作為相關之Ar,能夠例示二價苯環、萘環、蒽環、芘環、雙苯基環、三聯苯基環。
cyclo-R表示亦可與1個或2個苯環或萘環形成縮合環之5~8員環,較佳為6~8員環之二價脂環式烴基。且,cyclo-R中二個鍵結處意指自構成該脂環式烴基之環之碳原子(較佳為相同碳原子,去除屬於任意包含之縮合苯環或縮合萘環之碳原子)所延伸之鍵結處。作為前述脂環式烴基,亦可為來自環己烷或環戊烷等之二價單環式烴基,亦可為來自二環戊二烯等之二價多環式烴基。且,作為與苯環或萘環形成縮合環之脂環式烴基,能夠例示來自四氫化萘、9,10-二氫蒽、9,10-二氫菲、二氫茚、茀、苯并環丁烯、苯并茀、二苯并茀、苊之二價烴基。尤其是該脂環式烴基為來自5員環,亦即來自環戊烷之二價烴基時,應形成縮合環之苯環或萘環之數為0~2較佳。
本案發明之一型態中,式(A)中之L能夠為去除茀環之構造。
本案發明之一型態中,式(A)中之L為茀環時,R
11及R
21中至少一部分為後述炔基較佳。
(IIA-1-2)
Ar
1及Ar
2相同或相異,且各自獨立表示苯環,或以2~3個苯環所構成之縮合環,且與式(A)中之吡咯環部分形成縮合環(氮雜芳基縮合環)。作為已2~3個苯環所構成之縮合環,能夠例示萘環、蒽環、菲環。且,作為具有取代基者,能夠例示雙苯基(苯基取代之苯環)、三聯苯基(雙苯基取代之苯環)。
Ar
1及Ar
2較佳為苯環。
(IIA-1-3)
R
11及R
21為氮雜芳基縮合環之氮原子上之取代基,亦即吡咯環部分之氮原子上之取代基。
且,R
11及R
21相同或相異,且各自獨立表示
(i)氫原子或羥甲基、
(ii)碳數6~30之芳基,或
(iii)碳數2~20之直鏈狀、分支狀或環狀之烷氧基甲基(甲氧基甲基等);碳數1~20之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基;碳數2~10之烯基;或碳數2~10之炔基,
但,關於前述(ii)(iii),進而以含氧原子之取代基(羥基、烷氧基、芳基氧基、羧基、羰基等)、含硫原子之取代基(磺基酸基、含硫醚之基、含磺醯基之基等)、含氮原子之取代基(胺基、取代胺基(單烷基胺或二烷基胺等之一取代或二取代胺基)、醯胺基、硝基、氰基等)、芳基(較佳為碳數6~15之芳基,例如苯基等)或鹵素基取代,或關於前述(iii),亦可以含氧原子之取代基(-O-、-C(O)-、 -C(O)O-、-OC(O)-等)、含硫原子之取代基(-S-等)、含氮原子之取代基(-N(R)C(O)-、-C(O)N(R)-、-OC(O)N(R)-、 -N(R)C(O)O-、-N(R)C(O)N(R)-、-NR-等)、伸芳基(伸苯基等)進而將烴鏈部分中斷。於此,用於前述中斷之取代基中,R各自獨立表示相同或相異之碳數1~30之烴基。
且,R
11及R
21中至少一部分為下述炔基:
,但以自我交聯性之觀點較佳,作為前述「至少一部份」,前述炔基對構成氮雜芳基縮合環之吡咯環部分之氮原子之導入率為5~100%較佳。於此,前述炔基導入率能夠藉由例如
1H-NMR測定或
13C-NMR來算出導入率。因應必要,亦可使用內部標準等,算出導入率。
於此,R
3為單鍵;或碳數1~20之二價有機基,較佳為伸烷基,再較佳為亞甲基;R
4為氫原子或碳數1~20之一價有機基,較佳為烷基,再較佳為氫原子。
且,有機基意指有機化合物之殘基。
(IIA-1-4)
R
12及R
22為相同或相異,各自獨立為構成氮雜芳基縮合環之碳原子上之任意選擇的取代基,構成吡咯環部分之碳原子中,亦可為構成與吡咯環部分形成縮合環之Ar
1、Ar
2芳香族環部分之碳原子。
且,作為R
12及R
22,能夠例示例如為相同或相異,且各自獨立為
(iv)羥基、硝基、氰基、羧基、三氟甲基,或鹵素基、
(v)碳數6~15之芳基氧基、碳數8~15之芳基烷氧基羰基、碳數7~15之芳基氧基羰基,或碳數6~30之芳基,或
(vi)碳數1~15之醯基、碳數1~15之烷氧基、碳數7~15之芳基烷氧基、碳數1~15之烷氧基羰基、碳數1~10之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基、碳數2~20之烯基,或碳數2~10之炔基。
但,關於前述(v)(vi),進而以與前述(IIA-1-3)之(ii)(iii)相同之亦可進而經含氧原子之取代基、含硫原子之取代基、含氮原子之取代基、芳基或鹵素基取代;或關於前述(vi),亦可進而以與前述(IIA-1-3)之(iii)相同之含氧原子之取代基、含硫原子之取代基、含氮原子之取代基、伸芳基(伸苯基等)使烴鏈部分中斷。
且,n1及n2相同或相異,且各自獨立表示R
12及R
22之取代基之數,亦可為0。
(IIA-1-5)
藉由使用本案發明之一型態之阻劑下層膜形成組成物,能夠得到蝕刻耐性之提升、降低昇華物量、面內之較高均勻性、良好之硬化性、良好之平坦化性或嵌入性雖然理論上不被限制,但認為如以下。
亦即,摻混於本案發明之一型態之阻劑下層膜形成組成物之酚醛清漆樹脂時,有包含雙(氮雜芳基縮合環)構造單位(較佳為雙吲哚構造單位),且燒成時,雙(氮雜芳基縮合環)構造單位會介隔著去除單鍵之二價連結基之L,而存在於非常靠近之位置(以熱力學之觀點,分子較容易固定),故於燒成時形成縮合環。
雙(氮雜芳基縮合環)構造單位為雙(吲哚)構造單位時之[式(A)中之Ar
1及Ar
2為苯環時]所預想之燒成時之縮合環形成之典型的流程如下述所示。
認為Ar
1及Ar
2為2~3個苯環所構成之縮合環時(例如萘環或蒽環),也形成相同之縮合環形成。尤其是氮雜芳基縮合環如2-苯基吲哚,氮雜芳基之吡咯環部分上之碳原子全部經取代時(有苯基等之芳基取代基時),上述流程中,較難考慮有以連結基L連結之2個吡咯環部分彼此之鍵結形成,但認為取代基之2個苯基彼此之追加性鍵結形成會造成縮合環形成,能夠期待相同之效果。
藉由如此燒成時之縮合環形成,氧化部位會減少,且經高碳化,藉此蝕刻耐性會提升,且伴隨此縮環形成,耐熱性也會提升,故所產生之昇華物量會瞬間降低,能夠提高面內之均勻性。且,藉由縮合環形成,在燒成後,對溶媒之溶解性會顯著地降低,硬化性也會變得較良好。
另一方面,關於平坦化性或嵌入性,以往的認知一般來說為越柔軟之樹脂較良好,且較直之分子之平坦化性或嵌入性較差,故使用開始至燒成後進而形成縮合環之雙(氮雜芳基縮合環)骨架的話,推測嵌入性或平坦化性較差。除此之外,較直之構造對阻劑下層膜之溶媒顯示極難之溶解性,推測作為溶液較難調整。然而,本案中,開始為雙(氮雜芳基縮合環)之形式,因此塗布時能夠較容易地溶解至阻劑下層膜之溶劑,顯示良好之嵌入性或平坦化性。燒成後如前述流程,會成為容積較大之構造,無論其較直之骨架,能夠擔保嵌入性或平坦化性。
(IIA-1-6)
以下列舉幾個較代表之雙(氮雜芳基縮合環)構造單位之例。
且,省略自構造單位之鍵結處。且,氮雜芳基縮合環(吲哚環)上之氮原子上,作為代表例,有舉出鍵結氫原子之例,但亦可將此等中至少一部分取代成前述(IIA-1)之式(A)中所定義之R
11、R
21中定義之取代基。且,亦可任意選擇具有前述(IIA-1)之式(A)所定義之R
12、R
22中例示之取代基。
(IIA-1-7)
成為式(A)表示之單位構造A之來源之雙(氮雜芳基縮合環)能夠以任意公知之方法來合成,但能夠例如利用如以下之反應來合成。
(i):乙酸鈀(II)(鈉三氟甲磺酸酯)
(ii):十二基硫酸鈉、鐿三氟甲磺酸酯;或氯化鋯
(iii):三氟乙酸或硫酸
(iv):磷酸氫(S)-3,3’-雙(2,4,6-三異丙基苯基)- 1,1’-雙萘基-2,2’-二基
(IIA-1-8)
只要不損害本案發明之效果,單位構造A亦可包含具有前述(IIA-1)之式(A)以外之芳香族環之1種以上之其他單位構造。
較佳為相關之芳香族環具有6~30,再較佳為具有6~24之碳原子數。
較佳為相關之芳香族環為1個或複數個苯環、萘環、蒽環、芘環;或苯環、萘環、蒽環、芘環與雜環或脂肪族環之縮合環(茀環、苯并茀環、二苯并茀環、吲哚環、咔唑環、吲哚咔唑環等)。
芳香族環亦可任意地具有取代基,但該取代基中包含雜原子較佳。且,芳香族環中,2個以上之芳香族環亦可以連結基連結,該連結基中包含雜原子較佳。作為雜原子,有舉例如氧原子、氮原子、硫原子等。
較佳為「芳香族環」為環上、環內或環間包含選自N、S及O中至少1個雜原子之碳原子數6~30或6~24之有機基。
作為環上包含之雜原子,有舉例如胺基(例如丙炔基胺基)、氰基中包含之氮原子;含氧取代基之甲醯基、羥基、羧基、烷氧基(例如丙炔基氧基)中包含之氧原子、含氧取代基及含氮取代基之硝基中包含之氮原子與氧原子。作為環內中包含之雜原子,有舉例如氧雜蒽中包含之氧原子、咔唑中包含之氮原子。作為2個以上之芳香族環之連結基中包含之雜原子,有舉出-NH-鍵結、 -NHCO-鍵結、-O-鍵結、-COO-鍵結、-CO-鍵結、-S-鍵結、-SS-鍵結、-SO
2-鍵結中包含之氮原子、氧原子、硫原子。較佳為單位構造A為具有具上述含氧取代基之芳香族環之單位構造、具有以-NH-連結之2個以上之芳香族環之單位構造,或具有1個或複數之芳香族烴環與1個或複數個雜環之縮合環之單位構造。
例如,作為式(A)以外之單位構造A所使用之骨架,能夠例示如以下之骨架。以後所例示之化合物中,只要沒有特別記載,亦可有鍵結與前述氮雜芳基上之取代基相同之取代基,亦可在具有羥基之例示化合物中,羥基之數量或取代位置為一例,且理論上能夠採取之任意數量或取代位置。
(胺骨架之例)
(酚骨架之例)
且,上述胺骨架之NH之H、酚骨架之OH之H亦可取代成下述記載之取代基。
作為式(A)以外之單位構造A,較佳為選自下述中至少1種。且,下述記載之各單位構造中表示之2個鍵結處之位置,僅在方便上表示而已,各自能夠自任意碳原子延伸,並非限定其位置。
(來自雜環之單位構造之例)
(來自具有含氧取代基之芳香族烴之單位構造之例)
(來自以-NH-連結之芳香族烴之單位構造之例)
-NH-能夠為N上之氫原子經取代之構造。
一型態中,單位構造A在前述(IIA-1)之式(A)中L為茀環時,包含具有式(A)以外之芳香族環之1種以上之其他單位構造較佳。
作為單位構造所使用之骨架,能夠例示前述胺骨架或酚骨架,但較佳能夠例示以下單位構造。
(來自具有含氧取代基之芳香族烴之單位構造之例)
(來自雜環之單位構造之例或來自以-NH-連結之芳香族烴之單位構造之例)
(IIA-2)
酚醛清漆樹脂較佳包含下述式(AB)表示之複合單位構造A-B。
式(AB)中,n表示複合單位構造A-B之數,單位構造A以前述(IIA-1)記載之式(A)表示。
(IIA-2-1)單位構造B
單位構造B為包含與單位構造A中之芳香族環鍵結之連結碳原子[參照前述(I-1)]之一種或二種以上之單位構造,包含後述(IIA-2-2)~(IIA-2-4)所說明之式(B1)、(B2)或(B3)表示之構造。單位構造B藉由與單位構造A之氮雜芳基縮合環上之碳原子進行共有鍵結,能夠連結2個單位構造A。
且,至少1個複合單位構造A-B,亦可取代成包含各自以後述(IIA-2-2-3)、(IIA-2-3-2)、(IIA-2-4-3)說明之式(C1)、(C2)及(C3)表示之構造之一種或二種以上之單位構造C,作為與此等等價之1個單位構造。
(IIA-2-2)式(B1)
式(B1)中,
R及R’各自獨立表示氫原子、亦可具有取代基之碳原子數6~30之芳香族環、亦可具有取代基之碳原子數3~30之雜環,或亦可具有取代基之碳原子數10以下之直鏈、分支或環狀之烷基。
且,式(B1)之2個鍵結處能夠與單位構造A中之芳香族環進行共有鍵結。
(IIA-2-2-1)
式(B1)中之R及R’之定義中,關於「芳香族環」及「雜環」,能夠參照前述(I-3)及(I-4)。
式(B1)中之R及R’之定義中,作為「烷基」,有舉例如甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、環丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、t-丁基、環丁基、1-甲基-環丙基、2-甲基-環丙基、n-戊基、1-甲基-n-丁基、2-甲基-n-丁基、3-甲基-n-丁基、1,1-二甲基-n-丙基、1,2-二甲基-n-丙基、2,2-二甲基-n-丙基、1-乙基-n-丙基、環戊基、1-甲基-環丁基、2-甲基-環丁基、3-甲基-環丁基、1,2-二甲基-環丙基、2,3-二甲基-環丙基、1-乙基-環丙基、2-乙基-環丙基、n-己基、1-甲基-n-戊基、2-甲基-n-戊基、3-甲基-n-戊基、4-甲基-n-戊基、1,1-二甲基-n-丁基、1,2-二甲基-n-丁基、1,3-二甲基-n-丁基、2,2-二甲基-n-丁基、2,3-二甲基-n-丁基、3,3-二甲基-n-丁基、1-乙基-n-丁基、2-乙基-n-丁基、1,1,2-三甲基-n-丙基、1,2,2-三甲基-n-丙基、1-乙基-1-甲基-n-丙基、1-乙基-2-甲基-n-丙基、環己基、1-甲基-環戊基、2-甲基-環戊基、3-甲基-環戊基、1-乙基-環丁基、2-乙基-環丁基、3-乙基-環丁基、1,2-二甲基-環丁基、1,3-二甲基-環丁基、2,2-二甲基-環丁基、2,3-二甲基-環丁基、2,4-二甲基-環丁基、3,3-二甲基-環丁基、1-n-丙基-環丙基、2-n-丙基-環丙基、1-i-丙基-環丙基、2-i-丙基-環丙基、1,2,2-三甲基-環丙基、1,2,3-三甲基-環丙基、2,2,3-三甲基-環丙基、1-乙基-2-甲基-環丙基、2-乙基-1-甲基-環丙基、2-乙基-2-甲基-環丙基及2-乙基-3-甲基-環丙基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基。
較佳為R及R’各自獨立為苯基、萘基、蒽基、菲基、稠四苯基、芘基。
(IIA-2-2-2)
且,包含式(B1)表示之構造之單位構造中,例如互相相同或相異之二個或三個上述式(B1)之構造亦可包含與二價或三價連結基鍵結,且成為二聚物或三聚物構造之構造。此時,各自如上述式(B1)之構造中之下述式(B11)所示,2個鍵結處中的一者與前述連結基鍵結。
作為相關之連結基,能夠舉例如具有二個或三個芳香族環之連結基(相當於單位構造A)。作為具體之二價或三價之連結基之例,除了上述式(B11)例示之下述二價連結基(L1)以外,也能夠例示例如下述式(L2)、(L3)之二價或三價之連結基。
[X
1表示單鍵、亞甲基、氧原子、硫原子、-N(R
5)-,R
5表示氫原子或碳數1~20之烴基(包含鏈狀烴、環狀烴(亦可為芳香族或非芳香族))。]
[X
2表示亞甲基、氧原子、-N(R
6)-,R
6表示氫原子或碳數1~10之脂肪族烴基或碳數5~20之芳香族烴基。]
藉由炔化物與酮之加成反應,亦能夠例示能夠與連結碳原子形成共有鍵結之如下述式(L4)之二價連結基。
(IIA-2-2-3)
且,式(B1)之R及R’中至少一者為芳香族環時,該芳香族環[參照例如下述式(B12)之Ar]亦可追加性地與其他單位構造B鍵結。
此時,如下述式(C1):
所示,連結碳原子之一側鍵結處與聚合物末端T(氫原子;羥基、不飽和脂肪族烴基等各種官能基、末端單位構造A、其他聚合物鏈中之單位構造A等)鍵結時,作為與複合單位構造A-B等價之一個單位構造C,能夠取代成至少1個複合單位構造A-B。亦即,式(C1)中之前述芳香族環[式(C1)中之Ar]與其他單位構造B鍵結的同時,自式(C1)所示之剩餘連結碳原子所延伸之鍵結處,亦可藉由與單位構造A之芳香族環鍵結,來延長聚合物鏈。
(IIA-2-2-4)
舉出幾個包含式(B1)表示之構造之單位構造B之具體例,如下述所示。*基本上表示與單位構造A之鍵結部位。且,亦可為在整體之一部分包含例示構造之構造。
(IIA-2-3)
式(B2)中,
Z
0表示亦可具有取代基之碳原子數6~30之芳香族環殘基、脂肪族環殘基或2個芳香族或脂肪族之環以單鍵連結之有機基。作為2個芳香族環或脂肪族環以單鍵連結之有機基,能夠舉出雙苯基、環己基苯基、雙環己基等之二價殘基。
J
1及J
2各自獨立表示亦可具有直接鍵結或取代基之二價有機基。作為該二價有機基,較佳為亦可經作為取代基之羥基、芳基(苯基、取代苯基等)或鹵素基(例如氟)取代之碳原子數1~6之直鏈或分支之伸烷基。作為直鏈伸烷基,有舉例如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基。
(IIA-2-3-1)
且,包含式(B2)表示之構造之單位構造中,與關於式(B1)之前述(IIA-2-2-2)相同,互相相同或相異之二個或三個上述式(B2)之構造會與二價或三價之連結基鍵結,亦可包含成為二聚物或三聚物構造之構造。
(IIA-2-3-2)
且,式(B2)中包含有包含芳香族環之型態[式(B2)之Z
0],故與前述式(B1)之(IIA-2-2-3)同樣地,該芳香族環[例如下述式(B21)之Z
0 Ar中之芳香族環]亦可追加性地與其他單位構造B鍵結[式(B21)中縱向之鍵結處]。
[式(B21)中,
Z
0 Ar為亦可具有取代基之碳原子數6~30之芳香族環殘基或2個芳香族環或脂肪族環以單鍵連結之有機基,且具有至少1個芳香族環之有機基,自Z
0 Ar往下延伸之鍵結處從Z
0 Ar中之芳香族環延伸,
J
1及J
2與式(B2)之定義相同。]
此時,如下述式(C2)所示,
[式(C2)中,
Z
0 Ar、J
1及J
2與式(B21)之定義相同,
T表示聚合物末端。]
連結碳原子之一側之鍵結處與聚合物末端T(氫原子;羥基、不飽和脂肪族烴基等之各種官能基、末端單位構造A、其他聚合物鏈中之單位構造A等)鍵結時,做為與複合單位構造A-B等價之一個單位構造C,能夠取代程至少1個複合單位構造A-B。亦即,式(C2)中之前述芳香族環[式(C2)中之Z
0 Ar中之芳香族環]與其他單位構造B鍵結時,自式(C2)所示之殘留連結碳原子之鍵結處,藉由與單位構造A之芳香族環鍵結,亦可延長聚合物鏈。
(IIA-2-3-3)
舉出幾個包含式(B2)表示之構造之單位構造之具體例,如下述所示。*表示與單位構造A之鍵結部位。且,亦可為在整體之一部分包含例示構造之單位構造。
(IIA-2-4)式(B3)
式(B3)中,
Z為亦可具有取代基之碳數4~25之單環或二環、三環或四環式之縮合環。且,於此之碳數意指僅構成去除取代基之單環或二環、三環或四環式之縮合環之環骨架之碳原子之數量,不包含構成前述單環或縮合環為雜環時之雜環之雜原子之數量。
前述單環為非芳香族單環;構成前述二環、三環及四環之單環中至少1個為非芳香族單環,且剩餘之單環亦可為芳香族單環或非芳香族單環。
前述單環或二環、三環或四環式之縮合環亦可與1個複數之芳香族環進而形成縮合環,成為五環式以上之縮合環,該五環式以上之縮合環之碳數較佳為40以下,於此之碳數意指僅構成去除取代基之前述五環式以上之縮合環之環骨架之碳原子之數量,不包含構成前述五環式以上之縮合環為雜環時之雜環之雜原子之數量。
X、Y為相同或相異,表示-CR
31R
32-基,R
31及R
32各自相同或相異,表示氫原子或碳原子數1~6之烴基。
x、y各自表示X、Y之數,各自獨立表示0或1。
會與構成Z之前述非芳香族單環之任一個碳原子(稱作「碳原子1」)鍵結(x=1時)或自碳原子1延伸(x=0時),
會與構成Z之前述非芳香族單環之任一個碳原子(稱作「碳原子2」)鍵結(y=1時)或自碳原子2延伸(y=0時),碳原子1與碳原子2亦可相同或相異,為相異時,亦可屬於相同之非芳香族單環,亦可屬於相異之非芳香族單環。
且,式(B3)中,亦可任意選擇性地包含碳原子1及碳原子2以外之連結碳原子[參照後述(IIA-2-4-2)]
且,Z為三環式以上之縮合環時,式(B3)中之碳原子1及2各自所屬之一個或二個非芳香族單環與剩餘單環之縮合環中,順序位置關係為任意,屬於碳原子1與碳原子2各自相異之非芳香族單環(各自稱作「非芳香族單環1」及「非芳香族單環2」)時,該非芳香族單環1及非芳香族單環2之縮合環中,順序位置關係亦為任意。
(IIA-2-4-1)
與關於式(B1)之前述(IIA-2-2-2)同樣地,相互相同或相異之二個或三個上述式(B3)之構造亦可與二價或三價連結基鍵結,成為二聚物或三聚物構造。
(IIA-2-4-2)
舉出幾個包含式(B3)表示之構造之有機基之具體例,如下述所示。與單位構造A之鍵結部位並無特別限定。且,亦可為在整體之一部分包含例示構造之構造。
且,亦包含鍵結處(*)之數量超過2之例示,但能夠使用此剩餘之鍵結處與另外的聚合物鏈中之芳香族環之鍵結、交聯等。
(IIA-2-4-3)
且,式(B3)之Z包含芳香族環時,該芳香族環[例如參照下述式(B32)之Ar
1]亦可追加性地與其他單位構造B鍵結。
式(B32)中,
Z
1表示至少1個非芳香族單環,Ar
1表示與Z
1之非芳香族單環形成縮合環之至少1個芳香族單環,作為Z及Ar
1整體,構成亦可具有取代基之碳數8~25之二環、三環、四環或五環式之縮合環。且,於此之碳數意指僅構成去除取代基之二環、三環或四環式之縮合環之環骨架之碳原子之數量,不包含構成前述二環、三環或四環式之縮合環為雜環時之雜環之雜原子之數量。
前述二環、三環、四環或五環式有機基進而與1個或複數之芳香族環形成縮合環,亦可成為六環式以上,該六環式以上之縮合環之碳數較佳為40以下,於此之碳數意指僅構成去除取代基之前述五環式以上之縮合環之環骨架之碳原子之數量,不包含構成前述六環式以上之縮合環為雜環時之雜環之雜原子之數量。
且,該環狀有機基中,屬於Z
1之1個或2個以上之非芳香族單環屬於及Ar
1之1個或2個以上之芳香族單環之順序位置關係包含任意者。例如,屬於Z
1之非芳香族單環為2個以上,屬於Ar
1之芳香族單環為2個以上時,屬於Z
1之非芳香族單環與屬於Ar
1之芳香族單環亦可交互配列,形成縮合環。
且,X、Y、x、y與式(B3)中之定義相同。
此時,如下述式(C3)所示,
[式(C3)中,
Z
1、Ar
1、X、Y、x及y與式(B32)中之定義相同,
T表示聚合物末端。]
連結碳原子之一側之鍵結處與聚合物末端T(氫原子;羥基、不飽和脂肪族烴基等之各種官能基、末端單位構造A、其他聚合物鏈中之單位構造A等)鍵結時,作為與複合單位構造A-B等價之一個單位構造C,能夠取代成至少1個複合單位構造A-B。亦即,式(C3)中之前述芳香族環[式(C3)中之Ar
1]與其他單位構造B鍵結時,在自式(C3)所示之剩餘連結碳原子之鍵結處,藉由與單位構造A之芳香族環鍵結,亦可延長聚合物鏈。
(IIA-2-4-4)
以式(C3),作為具體之構造,例如下述式(C31)中,式(C3)之T為末端基之氫原子,能夠成為鍵結處之p、k
1及k
2中,藉由p與k
1,或p與k
2,能夠成為與複合單位構造A-B等價之1個單位構造C。
且,以k
1與k
2,能夠具有作為單位構造A之功能。
且,下述式(C32)中,式(C3)之T表示苯基之例。此例中,能夠成為鍵結處之p、k
1、k
2及m中,以p與k
1、p與k
2或p與m,能夠成為與複合單位構造A-B等價之1個單位構造C。
且,以k
1與k
2、k
1與m或k
2與m,亦能夠作為單位構造A之功能。
以式(C3)之單位構造C(與複合單位構造A-B等價之1個單位構造),具體舉出幾個各種例,如下述所示。*表示與單位構造A之鍵結部位。
單位構造C中,另外自此等構造中之芳香族環與單位構造B鍵結之鍵結處會延伸,但下述具體例中,相關之鍵結處會省略。且,亦可為在整體之一部分包含例示構造之構造。
且,上述具體例中,無自芳香族環之鍵結處時,能夠成為聚合物末端之具體例。
(IIA-3)
具有式(AB)表示之構造之酚醛清漆樹脂能夠以公知方法來調製。例如能夠藉由使H-A-H表示之含環化合物與OHC-B、O=C-B、HOB-OH、RO-B-OR、RO-CH
2-B-CH
2-OR等表示之含氧化合物進行縮合來調製。於此,式中,A、B與上述同義。R表示鹵素或碳原子數約1~3之烷基。
含環化合物、含氧化合物亦可同時使用1種,亦可組合2種以上來使用。此縮合反應中,相對於含環化合物1莫耳,能夠將含氧化合物以0.1~10莫耳之比例來使用,較佳以0.1~2莫耳之比例來使用。
作為縮合反應所使用之觸媒,能夠使用例如硫酸、磷酸、過氯酸等之鉱酸類、p-甲苯磺基酸、p-甲苯磺基酸一水和物、甲烷磺基酸、三氟甲烷磺基酸等之有機磺基酸類、甲酸、草酸等之碳酸類。觸媒之使用量會因使用之觸媒之種類而異,但相對於含環化合物(複數種為此等之合計)100質量份,通常為0.001~10,000質量份,較佳為0.01~1,000質量份,再較佳為0.05~100質量份。
縮合反應亦可在無溶劑下進行,但通常使用溶劑來進行。作為溶劑,只要能夠將反應基質溶解,且不阻礙反應即可,並無特別限定。有舉例如1,2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、四氫呋喃、二氧陸圜、1,2-二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲醯胺等。縮合反應溫度通常為40℃~200℃,較佳為100℃~180℃。反應時間會因反應溫度而異,通常5分鐘~50小時,較佳為5分鐘~24小時。
本發明之一型態相關之酚醛清漆樹脂之重量平均分子量通常為500~100,000,較佳為600~50,000,700~10,000或800~8,000。
(IIB)溶劑
本案發明之一型態之阻劑下層膜形成組成物包含溶劑。
該溶劑只要是能夠溶解特定酚醛清漆樹脂及因應必要所添加之其他任意成分即可,並無特別限定。
(IIB-1)
作為溶劑,能夠舉例如甲基賽路蘇乙酸酯、乙基賽路蘇乙酸酯、丙二醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、甲基異丁基原醇、丙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丙基醚乙酸酯、丙二醇單丁基醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁烷酸甲酯、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、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙二醇單丙基醚乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇二丁基醚、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸異丙酯、乳酸丁酯、乳酸異丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸異丙酯、甲酸丁酯、甲酸異丁酯、甲酸戊基、甲酸異戊基、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸己酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸異丙基、丙酸丁酯、丙酸異丁基、酪酸甲酯、酪酸乙酯、酪酸丙酯、酪酸異丙基、酪酸丁酯、酪酸異丁基、羥基乙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-3-甲基酪酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基丙基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丁酸酯、乙醯乙酸甲酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、環己酮、N、N-二甲基甲醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、4-甲基-2-戊醇及γ-丁內酯等。此等之溶劑能夠單獨,或組合二種以上來使用。
(IIB-2)
且,能夠組合沸點為160℃以上之溶劑與沸點未滿160℃之溶劑來包含。
作為如此之高沸點溶劑,能夠較佳使用例如國際公開第2018/131562號(A1)中記載之下述化合物。
[式(i)中之R
1、R
2及R
3各自表示亦可經氫原子、氧原子、硫原子或醯胺鍵結中斷之碳原子數1~20之烷基,亦可互相相同或相異,亦可互相鍵結形成環構造。]
或者,能夠較佳使用日本特開2021-84974號記載之1,6-二乙醯氧基己烷(沸點260℃)、三丙二醇單甲基醚(沸點242℃)、其他該公開公報之段落0082中記載之各種高沸點溶劑。
或者,能夠較佳使用日本特開2019-20701號記載之二丙二醇單甲基醚乙酸酯(沸點213℃)、二乙二醇單乙基醚乙酸酯(沸點217℃)、二乙二醇單丁基醚乙酸酯(沸點247℃)、二丙二醇二甲基醚(沸點171℃)、二丙二醇單甲基醚(沸點187℃)、二丙二醇單丁基醚(沸點231℃)、三丙二醇單甲基醚(沸點242℃)、γ-丁內酯(沸點204℃)、芐基醇(沸點205℃)、伸丙基碳酸酯(沸點242℃)、四乙二醇二甲基醚(沸點275℃)、1,6-二乙醯氧基己烷(沸點260℃)、二丙二醇(沸點230℃)、1,3-丁二醇二乙酸酯(沸點232℃)、其他該公開公報之段落0023~0031中記載之各種高沸點溶劑。
(IIC)酸及/或其鹽及/或酸產生劑
本案發明之一型態之阻劑下層膜形成組成物中,能夠包含酸及/或其鹽及/或酸產生劑。
(IIC-1)
作為酸,有舉例如p-甲苯磺基酸、三氟甲烷磺基酸、水楊酸、5-磺基水楊酸、4-酚磺基酸、樟腦磺基酸、4-氯苯磺基酸、苯二磺基酸、1-萘磺基酸、檸檬酸、安息香酸、羥基安息香酸、萘碳酸等。
作為鹽,能夠使用前述酸之鹽。作為鹽,並非限定者,但能夠適當地使用三甲基胺鹽、三乙基胺鹽等之氨衍生物鹽或吡啶衍生物鹽、嗎啉衍生物鹽等。
酸及/或其鹽能夠僅使用一種或組合二種以上來使用。摻混量相對於全固形分,通常為0.0001~20質量%,較佳為0.0005~10質量%,更較佳為0.01~5質量%。
(IIC-2)
作為酸產生劑,有舉出熱酸產生劑或光酸產生劑。
(IIC-2-1)
作為熱酸產生劑,有舉出2,4,4,6-四溴環己二烯、安息香甲苯磺酸酯、2-硝基芐基甲苯磺酸酯、K-PURE[註冊商標]CXC-1612、同CXC-1614、同TAG-2172、同TAG-2179、同TAG-2678、同TAG2689、同TAG2700(King Industries公司製)及SI-45、SI-60、SI-80、SI-100、SI-110、SI-150(三新化學工業(股)製)其他有機磺基酸烷基酯等。
(IIC-2-2)
光酸產生劑在阻劑之曝光時會產生酸。因此,能夠調整下層膜之酸性度。這是使下層膜之酸性度與上層之阻劑之酸性度配合的一個方法。且,藉由下層膜之酸性度之調整,能夠調整形成在上層之阻劑之圖型形狀。
作為本發明之阻劑下層膜形成組成物中包含之光酸產生劑,有舉出鎓鹽化合物、磺基亞醯胺化合物及二磺醯基二偶氮甲烷化合物等。
作為鎓鹽化合物,有舉出二苯基錪鎓六氟磷酸酯、二苯基錪鎓三氟甲烷磺酸酯、二苯基錪鎓九氟正丁烷磺酸酯、二苯基錪鎓全氟正辛烷磺酸酯、二苯基錪鎓樟腦磺酸酯、雙(4-tert-丁基苯基)錪鎓樟腦磺酸酯及雙(4-tert-丁基苯基)錪鎓三氟甲烷磺酸酯等之錪鎓氯化合物及三苯基硫鹽六氟銻酸酯、三苯基硫鹽九氟正丁烷磺酸酯、三苯基硫鹽樟腦磺酸酯及三苯基硫鹽三氟甲烷磺酸酯等之硫鹽氯化合物等。
作為磺基亞醯胺化合物,有舉例如N-(三氟甲烷磺醯基氧基)琥珀亞醯胺、N-(九氟正丁烷磺醯基氧基)琥珀亞醯胺、N-(樟腦磺醯基氧基)琥珀亞醯胺及N-(三氟甲烷磺醯基氧基)萘亞醯胺等。
作為二磺醯基二偶氮甲烷化合物,有舉例如雙(三氟甲基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(環己基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(p-甲苯磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2,4-二甲基苯磺醯基)二偶氮甲烷及甲基磺醯基-p-甲苯磺醯基二偶氮甲烷等。
(IIC-2-3)
酸產生劑能夠僅使用一種或組合二種以上來使用。
使用酸產生劑時,作為其比例,相對於阻劑下層膜形成組成物之固形分100質量份,為0.01~10質量份或0.1~8質量份或0.5~5質量份。
(IID)其他任意成分
本發明之一型態之阻劑下層膜形成組成物中,除了上述以外,能夠因應必要包含交聯劑、界面活性劑、吸光劑、流變調整劑、接著補助劑等。
(IID-1)交聯劑
作為代表之交聯劑,能夠例示胺基塑料交聯劑及酚醛塑料交聯劑。
作為上述交聯劑,能夠使用耐熱性較高之交聯劑。作為耐熱性較高之交聯劑,能夠較佳使用含有分子內具有芳香族環(例如苯環、萘環)之交聯形成取代基之化合物。
(IID-1-1)
作為胺基塑料交聯劑,有舉出經高度烷基化、烷氧基化或烷氧基烷基化之三聚氰胺、苯并胍胺、甘脲、尿素、此等之聚合物等。較佳為至少具有2個交聯形成取代基之交聯劑,其係甲氧基甲基化甘脲、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、甲氧基甲基化苯并胍胺、丁氧基甲基化苯并胍胺、甲氧基甲基化尿素、丁氧基甲基化尿素、甲氧基甲基化硫尿素或甲氧基甲基化硫尿素等之化合物。且,也能夠使用此等化合物之縮合物。
較佳為選自四甲氧基甲基乙炔脲及六甲氧基甲基三聚氰胺所成群中至少一種。
若舉出幾個具體例,如以下所述。
(IID-1-2)
作為酚醛塑料交聯劑,有舉出經高度烷基化、烷氧基化或烷氧基烷基化之芳香族、此等之聚合物等。較佳為1分子中至少具有2個交聯形成取代基之交聯劑,有2,6-二羥基甲基-4-甲基酚、2,4-二羥基甲基-6-甲基酚、雙(2-羥基-3-羥基甲基-5-甲基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3-羥基甲基-5-甲基苯基)甲烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二羥基甲基苯基)丙烷、雙(3-甲醯基-4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)甲醯基甲烷、α,α-雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-4-甲醯基甲苯等之化合物。且,亦能夠使用此等之化合物之縮合物。
如此之化合物除了上述以外,能夠舉出具有下述式(4)之部分構造之化合物或具有下述式(5)之重複單位之聚合物或寡聚物作為例。
上述R
11、R
12、R
13及R
14為氫原子或碳數1~10之烷基,此等烷基能夠使用上述例示。n1表示1~4之整數,n2表示1~(5-n1)之整數,(n1+n2)表示2~5之整數。n3表示1~4之整數,n4表示0~(4-n3),(n3+n4)表示1~4之整數。寡聚物及聚合物之重複單位構造之數量為2~100,或在2~50之範圍來使用。
舉出幾個具體例如以下所述。
(IID-1-3)
胺基塑料交聯劑或酚醛塑料交聯劑等之交聯劑亦可單獨使用任一種,亦可併用2種以上。胺基塑料交聯劑能夠藉由本身公知之方法或根據此等之方法來製造,且亦可使用市售品。
且,胺基塑料交聯劑或酚醛塑料交聯劑等之交聯劑之使用量會因所使用之塗布溶劑、使用之基底基板、要求之溶液黏度、要求之膜形狀等而變動,但相對於本發明相關之阻劑下層膜形成組成物之全固形分,為0.001質量%以上,0.01質量%以上,0.05質量%以上,0.5質量%以上,或1.0質量%以上,80質量%以下,50質量%以下,40質量%以下,20質量%以下,或10質量%以下。
(IID-2)界面活性劑
本發明相關之阻劑下層膜形成組成物中,為了不產生針孔或皺紋等,或進而對表面不均提升塗布性,能夠摻混界面活性劑。
作為界面活性劑,能夠舉例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂醯醚、聚氧乙烯鯨蠟醚、聚氧乙烯油醚等之聚氧乙烯烷基醚類;聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚等之聚氧乙烯烷基芳基醚類;聚氧乙烯・聚氧基伸丙基嵌段共聚合物類;山梨糖醇單月桂酸酯、山梨糖醇單棕櫚酸酯、山梨糖醇單硬脂酸酯、山梨糖醇單油酸酯、山梨糖醇三油酸酯、山梨糖醇三硬脂酸酯等之山梨糖醇脂肪酸酯類;聚氧乙烯山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇三硬脂酸酯等之聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯類等;之非離子性系界面活性劑、
ECOTOP EF301、EF303、EF352((股)Tochem products製,商品名)、Megafuck F171、F173、R-30、R-40 (Dainippon Ink(股)製,商品名)、Fluorad FC430、FC431 (住友3M(股)製,商品名)、Asahi Guard AG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106 (旭硝子(股)製,商品名)等之氟系界面活性劑、
有機矽氧烷聚合物KP341(信越化學工業(股)製)等。
此等界面活性劑之摻混量相對於本發明相關之阻劑下層膜形成組成物之全固形分,一般為2.0質量%以下,較佳為1.0質量%以下。此等界面活性劑亦可單獨添加,或組合2種以上來添加。
(IID-3)其他添加劑
作為吸光劑,能夠適當地使用例如「工業用色素之技術與市場」(CMC出版)或「染料瀏覧」(有機合成化學協會編)中記載之市售吸光劑、例如C.I.Disperse Yellow 1、3、4、5、7、8、13、23、31、49、50、51、54、60、64、66、68、79、82、88、90、93、102、114及124;C.I.Disperse Orange 1、5、13、25、29、30、31、44、57、72及73;C.I.Disperse Red 1、5、7、13、17、19、43、50、54、58、65、72、73、88、117、137、143、199及210;C.I.Disperse Violet 43;C.I.Disperse Blue 96;C.I.Fluorescent Brightening Agent 112、135及163;C.I.Solvent Orange 2及45;C.I.Solvent Red 1、3、8、23、24、25、27及49;C.I.Pigment Green 10;C.I.Pigment Brown 2等。上述吸光劑一般相對於本發明相關之阻劑下層膜形成組成物之全固形分,以10質量%以下,較佳以5質量%以下之比例來摻混。
流變調整劑主要為了提升阻劑下層膜形成組成物之流動性,尤其是在烘烤步驟中,以阻劑下層膜之膜厚均勻性之提升或提高對孔洞內部之阻劑下層膜形成組成物之填充性之目的來添加。作為具體例,能夠舉出二甲基鄰苯二甲酸酯、二乙基鄰苯二甲酸酯、二異丁基鄰苯二甲酸酯、二己基鄰苯二甲酸酯、丁基異癸基鄰苯二甲酸酯等之鄰苯二甲酸衍生物、二正丁基己二酸酯、二異丁基己二酸酯、二異辛基己二酸酯、辛基癸基己二酸酯等之己二酸衍生物、二(n-丁基)馬來酸酯、二乙基馬來酸酯、二壬基馬來酸酯等之馬來酸衍生物、甲基油酸酯、丁基油酸酯、四氫糠基油酸酯等之油酸衍生物,或n-丁基硬脂酸酯、甘油基硬脂酸酯等之硬脂酸衍生物。此等流變調整劑相對於本發明相關之阻劑下層膜形成組成物之全固形分,一般以未滿30質量%之比例來摻混。
接著補助劑主要是提升基板或阻劑與阻劑下層膜形成組成物之密著性,尤其是以在顯像中阻劑不會剝離之目的來添加。作為具體例,能夠舉出三甲基氯矽烷、二甲基乙烯氯矽烷、甲基二苯基氯矽烷、氯甲基二甲基氯矽烷等之氯矽烷類、三甲基甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基二甲氧基矽烷、二甲基乙烯乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷等之烷氧基矽烷類、六甲基二矽氮烷、N,N’-雙(三甲基矽烷基)尿素、二甲基三甲基矽烷基胺、三甲基矽烷基咪唑等之矽氮烷類、乙烯三氯矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷等之矽烷類、苯并三三唑、苯并咪唑、吲唑、咪唑、2-氫硫基苯并咪唑、2-氫硫基苯并噻唑、2-氫硫基苯并噁唑、脲唑、硫脲嘧啶、氫硫基咪唑、氫硫基嘧啶等之雜環式化合物或1,1-二甲基尿素、1,3-二甲基尿素等之尿素或硫尿素化合物。此等接著補助劑相對於本發明相關之阻劑下層膜形成組成物之全固形分,一般以未滿5質量%,較佳以未滿2質量%之比例來摻混。
本發明相關之阻劑下層膜形成組成物之固形分為0.1~70質量%或0.1~60質量%。固形分為自阻劑下層膜形成組成物去除溶劑之全成分之含有比例。固形分中能夠含有能交聯之樹脂1~99.9質量%,或以50~99.9質量%,或以50~95質量%,或以50~90質量%之比例來含有。
[III:阻劑下層膜]
阻劑下層膜能夠使用本發明相關之阻劑下層膜形成組成物,並例如由以下來形成。
藉由在半導體裝置之製造所使用之基板(例如矽晶圓-基板、二氧化矽被覆基板(SiO
2基板)、氮化矽基板(SiN基板)、氮化氧化矽基板(SiON基板)、氮化鈦基板(TiN基板)、鎢基板(W基板)、玻璃基板、ITO基板、聚亞醯胺基板及低誘電率材料(low-k材料)被覆基板等)上,以旋轉器、塗布器等之適當之塗布方法,將本發明一型態之阻劑下層膜形成組成物塗布,之後使用熱盤等之加熱手段來燒成,能夠形成阻劑下層膜。作為燒成條件,適當地自燒成溫度80℃~800℃且燒成時間0.3~60分鐘中選擇。較佳為燒成溫度150℃~400℃且燒成時間0.5~2分鐘。作為燒成時之環境氣體,亦可使用空氣,亦可使用氮、氬等之惰性氣體。一型態中,尤其是氧濃度為1%以下較佳。於此,作為形成之下層膜之膜厚,例如為10~1000nm,或20~500 nm,或30~400nm,或50~300nm。且,作為基板,若使用石英基板,則能夠製作石英轉印模具之模製品(模具模製品)。
且,能夠在本發明一型態之阻劑下層膜上,藉由塗布或蒸著密著層及/或包含99質量%以下或50質量%以下之Si之含矽層來形成。例如將日本特開2013-202982號公報或專利第5827180號公報記載之密著層、國際公開第2009/104552號(A1)記載之含矽阻劑下層膜(無機阻劑下層膜)形成組成物以旋轉塗布來形成之方法以外,能夠將Si系之無機材料膜以CVD法等來形成。
且,將本發明一型態之阻劑下層膜形成組成物塗布在具有:具有段差之部分與不具有段差之部分之半導體基板(所謂段差基板)上,藉由燒成,能夠降低具有該段差之部分與不具有段差之部分之段差。
[IV:半導體裝置之製造方法]
(IVA)
(i)本發明一型態之半導體裝置之製造方法包含以下步驟:
以本發明一型態之阻劑下層膜形成組成物在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻該阻劑下層膜,進行圖型化之步驟,及
以經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
(ii)且,本發明一型態之半導體裝置之製造方法包含以下步驟:
以本發明一型態之阻劑下層膜形成組成物在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、
進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩,進行圖型化之步驟、
介隔經圖型化之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜,進行圖型化之步驟,及
介隔經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
(iii)且,本發明一型態之半導體裝置之製造方法包含以下步驟:
以本發明一型態之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、
進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩,進行圖型化之步驟、
介隔經圖型化之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜,進行圖型化之步驟、
將硬罩去除之步驟,及
介隔經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
(iv)且,本發明一型態之半導體裝置之製造方法包含以下步驟:
以本發明一型態之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、
在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、
進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、
藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、
介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩,進行圖型化之步驟、
介隔經蝕刻之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜,進行圖型化之步驟、
將硬罩去除之步驟、
在硬罩去除後之阻劑下層膜上,形成蒸著膜(間隔物)之步驟、
將蒸著膜(間隔物)以蝕刻進行加工之步驟、
去除經圖型化之阻劑下層膜,殘留經圖型化之蒸著膜(間隔物)之步驟,及
介隔經圖型化之蒸著膜(間隔物),加工半導體基板之步驟。
使用前述(i)~(iv)之製造方法,能夠加工半導體基板。
(IVB)
使用本發明一型態之阻劑下層膜形成組成物,形成阻劑下層膜之步驟如前述[III:阻劑下層膜]所說明。
由前述步驟所形成之阻劑下層膜上,亦可形成含矽膜等之硬罩作為第2阻劑下層膜,在其上方形成阻劑圖型[前述(IVA)(ii)~(iv)]。
硬罩亦可為無機物等之塗布膜,亦可為以CVD、PVD等之蒸著法形成之無機物等之蒸著膜,能夠例示SiON膜、SiN膜或SiO
2膜。
進而亦可於此硬罩上,形成反射防止膜(BARC),亦可形成不具有反射防止能之阻劑形狀補正膜。
形成前述阻劑圖型之步驟中,曝光係通過用來形成特定圖型之光罩(光標)或以直接繪圖來進行。曝光源能夠使用例如g線、i線、KrF準分子雷射、ArF準分子雷射、EUV、電子線。曝光後,因應必要進行曝光後加熱(Post Exposure Bake)。之後,以顯像液(例如2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液、乙酸丁酯)進行顯像,進而以清洗液或純水沖洗,去除使用之顯像液。之後,為了提高阻劑圖型之乾燥及與基底之密著性,進行預烘烤。
前述阻劑圖型形成後所進行之蝕刻步驟以乾蝕刻來進行。
且,硬罩(含矽層)・阻劑下層膜・基板之加工能夠使用下述氣體,亦即能夠使用CF
4、CHF
3、CH
2F
2、CH
3F、C
4F
6、C
4F
8、O
2、N
2O、NO
2、H
2、He。此等之氣體亦可單獨或混合2種以上氣體來使用。進而,此等氣體中亦可混合氬、氮、二氧化碳、硫化羰基、二氧化硫、氖或三氟化氮來使用。
(IVC)
前述阻劑膜亦可藉由奈米轉印法或自我組織化膜法來形成圖型。
奈米轉印法中,將阻劑組成物,使用對照射光為透明且有形成圖型之模具(型)來成形。且,自我組織化膜法中,將雙團塊聚合物(聚苯乙烯-聚甲基甲基丙烯酸酯等)等之自然形成奈米級之規則構造之自我組織化膜,形成圖型。
奈米轉印法中,在適用成為阻劑膜之硬化性組成物前,在阻劑下層膜上,任意選擇地將含矽層(硬罩層)以塗布或蒸著來形成,進而在阻劑下層膜上或含矽層(硬罩層)上,將密著層以塗布或蒸著來形成,亦可在該密著層上適用成為阻劑膜之硬化性組成物。
(IVD)
且,以過程步驟之簡略化或降低對加工基板之損壞為目的,有時也會進行濕蝕刻處理。藉此,隨著抑制加工寸法之變動或圖型粗糙之降低,能夠收率良好地加工基板。因此,前述(IVA)(iii)~(iv)中,能夠將硬罩之去除以蝕刻或鹼藥液之任一者來進行。尤其是使用鹼藥液時,雖然不被成分限制,但作為鹼成分,為包含下述者較佳。
作為鹼成分,有舉例如四甲基銨氫氧化物、四乙基銨氫氧化物、四丙基銨氫氧化物、四丁基銨氫氧化物、甲基三丙基銨氫氧化物、甲基トリ丁基銨氫氧化物、乙基三甲基銨氫氧化物、二甲基二乙基銨氫氧化物、芐基三甲基銨氫氧化物、六癸基三甲基銨氫氧化物及(2-羥基乙基)三甲基銨氫氧化物、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、單異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、四氫糠基胺、N-(2-胺基乙基)哌嗪、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、羥基乙基哌嗪、哌嗪、2-甲基哌嗪、反-2,5-二甲基哌嗪、順-2,6-二甲基哌嗪、2-哌啶甲醇、環己基胺、1,5-二氮雜雙環[4,3,0]壬烯-5等。且,尤其是以操作之觀點,為四甲基銨氫氧化物及四乙基銨氫氧化物特別佳,亦可將無機鹽基與第4級銨氫氧化物併用。作為無機鹽基,為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銣等之鹼金屬之氫氧化物較佳,為氫氧化鉀再較佳。
[實施例]
(1)聚合物之合成
作為阻劑下層膜所使用之聚合物之構造式(S1)~(S23)及(S’1)~(S’23)之合成、作為比較例之構造式(SS1)~(SS2)之合成使用如下述所示之化合物群A、化合物群B、化合物群C、觸媒群D、溶媒群E、再沉澱溶媒群F。
(1-1)化合物群A~C
(1-2)觸媒群D、溶媒群E、再沈殿溶媒群F、分液溶媒群G
甲烷磺基酸:D1
氫硫基丙酸:D2
四丁基銨碘:D3
丙二醇單甲基醚乙酸酯(=PGMEA):E1
N-甲基吡咯烷酮(=NMP):E2
丙二醇單甲基醚(=PGME):E3
四氫呋喃(=THF):E4
25%氫氧化鈉水溶液:E5
甲醇:F1
甲醇/氨水:F2
甲醇/水:F3
乙酸丁酯/水:G1
[合成例1]
於錐形瓶中放入A1 17.6g、C1 8.0g、D1 2.1g、D2 1.4g、E2 19.4g、E1 45.3g。之後,在氮下加熱至還流,使其反應約16小時。反應停止後,以甲醇使其再沉澱,使樹脂乾燥,得到(S1)。以GPC並經聚苯乙烯換算後所測定之重量平均分子量Mw為約2,000。使所得之樹脂溶解於PGMEA,使用陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂,藉由實施離子交換4小時,得到目的化合物溶液。
[合成例2~23]
以與合成例1相同之操作,並以下述表1之合成例2~23所示之條件,合成樹脂S2~S23。
[合成例24]
於錐形瓶中放入S1 10.0g、C11 6.4g、D3 0.3g、E4 25.1g、E5 7.5g。於氮下加熱至55℃,使其反應約24小時。反應停止後,以乙酸丁酯與水重複分液操作,使有機層濃縮,並使用甲醇使其再沉澱,藉由乾燥得到樹脂(S’1)。以GPC並經聚苯乙烯換算後所測定之重量平均分子量Mw為約3,560。使所得之樹脂溶解於PGMEA,使用陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂,藉由實施離子交換4小時,得到目的化合物溶液。
[合成例25~46]
以與合成例24相同之操作,並以下述表2之合成例25~46所示之條件,合成樹脂S’2~S’23。
[比較合成例1~2]
以與合成例1相同之操作,以下述表3之比較合成例1~2所示之條件,合成比較樹脂SS1~SS2。
(2)阻劑下層膜之調製
聚合物(S1)~(S23)及(S’1)~(S’23)、交聯劑(CL1~CL2)、酸產生劑(Ad1~Ad2)、溶媒[丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA),丙二醇單甲基醚(PGME), 環己酮(CYH)]、作為界面活性劑之Megafuck R-40(DIC股份公司製, G1)以下述表4-1~4-4之重量比例(表示將聚合物之重量設為100時之交聯劑、酸產生劑及界面活性劑之重量比例;關於溶媒,表示將全溶媒重量設為100時之各溶媒之重量比例)來混合,藉由以0.1μm之聚四氟乙烯製微濾器過濾,調製阻劑下層膜材料(M1~M48、比較M1~比較M3)。
(3)對阻劑溶劑之溶出試驗
將比較M1~3、M1~48之阻劑下層膜材料使用旋轉塗布器,塗布於矽晶圓上,在大氣下,以表5中記載之特定溫度・特定時間來燒成,形成阻劑下層膜使其膜厚成為約130nm。將形成之阻劑下層膜浸漬於廣用之稀釋液之PGME/PGMEA=7/3中60秒,確認對溶劑之耐性。將稀釋液浸漬前後之膜厚之減少率為1%以下時判斷為○(表5-1~5-2)。
且,將上述下層膜材料,使用Tokyo Electron股份公司製ACT-8,塗布於矽晶圓上,在氮下,以表中記載之特定溫度・特定時間來燒成,形成130nm之阻劑下層膜。與上述同樣地浸漬於PGME/PGMEA=7/3中60秒,確認對溶劑之耐性。將稀釋液浸漬前後之膜厚之減少率比比較例小時判斷為○(表5-1~5-2)。
且,表5-2中,( )內表示膜厚之減少率。
通常之阻劑下層膜中沒有包含交聯劑及硬化觸媒時(比較例1~2),在氮環境下之燒成條件中,並不表現溶劑耐性。另一方面,在雙(氮雜芳基縮合環)構造導入炔丙基之阻劑下層膜(實施例24~46)具有自我交聯性,故即使不包含交聯劑及硬化觸媒,不僅在大氣環境下,在氮環境下之燒成條件中,也能夠得到溶劑耐性。當然地,藉由包含交聯劑與硬化觸媒,如一般的阻劑下層膜(比較例3),在任一種環境下都能夠使其硬化(實施例47~48)。且,使用未導入炔丙基之聚合物之阻劑下層膜(實施例1~23)也藉由使用交聯劑與硬化觸媒,與一般阻劑下層膜(比較例3)同樣地,在任一種環境下接能夠使其硬化。且,比較例M2以一般燒成條件之大氣下之燒成條件,也無法得到溶劑耐性,故無法作為阻劑下層膜來使用。因此,排除在之後的評價。
(4)蝕刻速度之測定
將比較M1及比較M3、M1~48之阻劑下層膜材料各自使用旋轉塗布器,塗布在矽晶圓上。於熱盤上以表中記載之特定溫度・特定時間來燒成,形成130nm之阻劑下層膜。作為蝕刻氣體,使用O
2/N
2氣體或CF
4氣體來測定乾蝕刻速度。
且,表6-1~6-2中之蝕刻耐性數據中,( )所記載之數值為(阻劑下層膜)/(酚酚醛清漆樹脂膜)之乾蝕刻速度比。對於比較例1及3(比較M1及比較M3)之任一者,將蝕刻速度較慢之情況判斷為○(表6-1~6-2)。
且,蝕刻測定中使用之蝕刻器及蝕刻氣體為以下。
RIE-200NL(SUMCO製):CF
450sccm
RIE-200NL(SUMCO製):O
2/N
210sccm/200sccm
(5)光學定數測定
將比較M1及比較M3、M1~48之阻劑下層膜材料各自使用旋轉塗布器,塗布在矽晶圓上。在熱盤上以表中記載之特定溫度・特定時間來燒成,形成阻劑下層膜(膜厚50nm)。將此等之阻劑下層膜使用分光橢圓儀,測定波長193nm下之折射率(n值)及光學吸光係數(亦稱作k值、減衰係數)(表6-1~6-2)。
(6)塗布性評價
將比較M1及比較M3、M1~48之阻劑下層膜材料使用Tokyo Electron股份公司製12英吋塗布器,塗布在矽晶圓上,於大氣下,以表中記載之特定溫度・特定時間來燒成,形成130nm之阻劑下層膜。之後,藉由將晶圓整體之膜厚在圓周上測定49點,來評價晶圓面內之膜厚之均勻性。相對於平均膜厚之膜厚之擺幅寬度(最大膜厚―最小膜厚)之比例比比較例1及3(比較M1及比較M3)中任一者小者判斷為○。且,膜厚之擺幅寬度之比例較小意指晶圓面內之膜厚之均勻性較高(表6-1~6-2)。
且,表6-1~6-2中之膜厚均一性結果中( )所記載之數值表示上述所述相對於平均膜厚之膜厚之擺幅寬度 (最大膜厚―最小膜厚)之比例。
(7)昇華物量測定
昇華物量之測定是以國際公開第2007/111147號中記載之昇華物量測定裝置來實施。將比較M1及比較M3、M1~48所調製之阻劑下層膜形成組成物以400℃燒成60秒鐘後,調整至膜厚130nm。將此塗布於矽晶圓上,測定300℃燒成時之昇華物量。昇華物量比比較例1及3(比較M1及比較M3)之任一者少時,判斷為○(表7-1~7-2)。
且,( )內為實際所觀測之昇華物之量。
(8)段差基板上之塗布性・被覆性試驗1
作為段差基板上之被覆試驗,使用200nm膜厚之SiO
2基板、SiN基板、TiN基板。為段差基板時,阻劑下層膜相較於無段差之矽晶圓,有時塗布性較差。因此,試驗是否能夠無不均地來塗布段差基板。以目測來確認,能夠無不均地來塗布時,判斷為○。於存在於上述基板中之凹槽寬度50nm且節距100nm之凹槽區(稠密圖型區),實施平坦化性之評價。進行稠密區與無形成圖型之區(開放區)之被覆膜厚之比較。將比較M1、M1~48所調製之阻劑下層膜形成組成物塗布於上述基板後,於熱盤上以表8中記載之特定溫度・特定時間進行燒成,形成130nm之阻劑下層膜。將此基板之平坦化性使用日立High technologies(股)製掃描型電子顯微鏡(S-4800)來觀察,藉由測定段差基板之凹槽區(圖型部)與開放區(無圖型部)之膜厚差(凹槽區與開放區之塗布段差,稱作偏差)來評價平坦化性。於此,平坦化性意指存在圖型之部分(凹槽區(圖型部))與不存在圖型之部分(開放區(無圖型部)),存在於其上部之被塗布之被覆物之膜厚差(Iso-dense偏差)較小。相對於比較例1(比較M1),將偏差經改善者判斷為○(表8-1~8-2)。
(9)段差基板上之塗布性・被覆性試驗2
作為段差基板上之被覆試驗,使用200nm膜厚之SiO
2基板、SiN基板、TiN基板。為段差基板時,阻劑下層膜相較於無段差之矽晶圓,有時塗布性較差。因此,試驗是否能夠無不均地來塗布段差基板。以目測來確認,能夠無不均地來塗布時,判斷為○。於存在於上述基板中之凹槽寬度800nm之寬凹槽區,實施平坦化性之評價。進行寬凹槽區與無形成圖型之區(開放區)之被覆膜厚之比較。將比較M3、M1~48所調製之阻劑下層膜形成組成物塗布於上述基板後,於熱盤上以表中記載之特定溫度・特定時間進行燒成,形成130nm之阻劑下層膜。評價方法以與「段差基板上之塗布性・被覆性試驗1同樣地來進行(表9-1~9-2)。將比比較例3(比較M3)更良好之情況判斷為○(表9-1~9-2)。
(10)段差基板上之嵌入性試驗
作為段差基板上之被覆試驗,使用200nm膜厚之SiO
2基板、SiN基板、TiN基板。於存在於上述基板中之凹槽寬度50nm、節距100nm之凹槽區(稠密圖型區),實施嵌入性之評價。將M5、M28~36、M38~40及比較M3所調製之阻劑下層膜形成組成物塗布於上述基板後,於熱盤上以表中記載之特定溫度・特定時間進行燒成,形成130nm之阻劑下層膜。將此基板之嵌入性使用日立High technologies (股)製掃描型電子顯微鏡(S-4800)來觀察。將阻劑下層膜能夠填充至凹槽底部時,判斷為嵌入性○(表10)。
如以上所述,使用雙(氮雜芳基縮合環)化合物之酚醛清漆樹脂具有較高耐熱性,故燒成時之昇華物量較少,能夠抑制裝置污染,可以說是一種過程負荷較小之材料。且,不僅在不具有段差之矽晶圓在塗布時之膜厚面內均勻性非常高,對於各種具有蒸著膜之段差基板也顯示良好之塗布性。進而,具有高蝕刻耐性、良好平坦化性、良好嵌入性,藉由使合成時之單體變化,因應於裝置,能夠調整成可抑制曝光時之反射之光學定數。此雙(氮雜芳基縮合環)化合物中能夠導入如炔丙基這種自我交聯基,藉此,不需要交聯劑或硬化觸媒,在大氣環境下及氮環境下,都能夠作為阻劑下層膜來使用,故是一種能夠適用在比以往範圍更寬之過程之材料。當然地,藉由導入炔丙基,不會損及前述雙(氮雜芳基縮合環)之特性。因此,對於多樣化之半導體製造過程,期待一種能夠適用於範圍更寬之材料。
Claims (19)
- 一種阻劑下層膜形成組成物,其係包含酚醛清漆樹脂及溶劑之阻劑下層膜形成組成物, 前述酚醛清漆樹脂包含具有芳香族環之單位構造A,該單位構造A以下述式(A)表示,且包含2個氮雜芳基縮合環會以連結基L鍵結之構造單位之一種或二種以上之雙(氮雜芳基縮合環)構造單位, 前述式(A)中, L表示在構成各氮雜芳基縮合環之任意2個碳原子間,去除單鍵之二價連結基, R 11及R 21相同或相異,且各自獨立表示 (i)氫原子或羥甲基、 (ii)碳數6~30之芳基,或 (iii)碳數2~20之直鏈狀、分支狀或環狀之烷氧基甲基;碳數1~20之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基;碳數2~10之烯基;或碳數2~10之炔基, R 12及R 22相同或相異,且各自獨立表示構成氮雜芳基縮合環之碳原子上之任意選擇的取代基, 但,關於前述(ii)(iii),亦可進而經含氧原子之取代基、含硫原子之取代基、含氮原子之取代基、芳基或鹵素基取代,或關於前述(iii),進而在烴鏈部分亦可經含氧原子之取代基、含硫原子之取代基、含氮原子之取代基、伸芳基中斷, n1及n2相同或相異,且各自獨立表示R 12及R 22之取代基之數,亦可為0, Ar 1及Ar 2相同或相異,且各自獨立為與式(A)中之吡咯環部分形成縮合環,且由苯環或2~3個苯環所構成之縮合環, *表示鍵結處。
- 如請求項1之阻劑下層膜形成組成物,其中,前述酚醛清漆樹脂包含下述式(AB)表示之複合單位構造A-B, 前述式(AB)中, n表示複合單位構造A-B之數, 單位構造A為如請求項1之式(A)表示, 單位構造B表示包含下述式(B1)、(B2)或(B3)表示之構造之一種或二種以上之單位構造, *表示鍵結處, [式(B1)中, R及R’各自獨立表示氫原子、亦可具有取代基之碳原子數6~30之芳香族環殘基、亦可具有取代基之碳原子數3~30之雜環殘基,或亦可具有取代基之碳原子數10以下之直鏈、分支或環狀之烷基, *表示鍵結處] [式(B2)中, Z 0表示亦可具有取代基之碳原子數6~30之芳香族環殘基、脂肪族環殘基,或2個芳香族環殘基或脂肪族環殘基以單鍵連結之有機基, J 1及J 2各自獨立表示直接鍵結或亦可具有取代基之二價有機基, *表示鍵結處] [式(B3)中, Z為亦可具有取代基之碳數4~25之單環、二環、三環或四環式之縮合環,前述單環為非芳香族單環;構成前述二環、三環及四環之單環中至少1個為非芳香族單環,剩餘之單環亦可為芳香族單環或非芳香族單環,前述單環、二環、三環或四環式之縮合環會進而與1個或複數之芳香族環形成縮合環,亦可成為五環式以上之縮合環, X、Y為相同或相異,表示-CR 31R 32-基,R 31及R 32各自相同或相異,表示氫原子或碳原子數1~6之烴基, x、y各自表示X、Y之數,且各自獨立表示0或1, 與構成Z之前述非芳香族單環之任一碳原子(稱作「碳原子1」)鍵結(x=1時),或自碳原子1延續(x=0時), 與構成Z之前述非芳香族單環之任一碳原子(稱作「碳原子2」)鍵結(y=1時),或自碳原子2延續(y=0時), 前述碳原子1與碳原子2亦可相同或相異,為相異時,亦可屬於相同之非芳香族單環,亦可屬於相異之非芳香族單環, *表示鍵結處]。
- 如請求項1之阻劑下層膜形成組成物,其中,連結基L選自-O-、-S-、-SO 2-、-CO-、-CONH-、 -COO-、-NH-、-(CR 1R 2)m 1-、-(Ar)m 2-、 -CH 2-(Ar)m 2-CH 2-及-(cyclo-R)-所成群, R 1及R 2為相同或相異,各自獨立表示氫原子、碳原子數1~5之烴基或碳數6~30之芳基,m 1表示1~10之整數, Ar表示碳數6~30之伸芳基,m 2表示互相以單鍵鍵結之芳香族環之數之1~3之整數, cyclo-R表示亦可與1個或2個苯環或萘環形成縮合環之5~8員環之二價脂環式烴基。
- 如請求項3之阻劑下層膜形成組成物,其中,cyclo-R表示與1個或2個苯環或萘環形成縮合環之6~8員環之二價脂環式烴基。
- 如請求項1之阻劑下層膜形成組成物,其中,R 11及R 21中至少一部分表示取代基, [於此, *表示鍵結處, R 3為單鍵或碳數1~20之二價有機基, R 4為氫原子或碳數1~20之一價有機基]。
- 如請求項1之阻劑下層膜形成組成物,其中,前述溶劑包含沸點160℃以上之溶劑。
- 如請求項1之阻劑下層膜形成組成物,其中,進而包含酸及/或其鹽及/或酸產生劑。
- 如請求項1之阻劑下層膜形成組成物,其中,進而包含交聯劑。
- 如請求項8之阻劑下層膜形成組成物,其中,上述交聯劑為胺基塑料交聯劑或酚醛塑料交聯劑。
- 如請求項1之阻劑下層膜形成組成物,其中,進而包含界面活性劑。
- 一種半導體基板上之阻劑下層膜,其係含有如請求項1~10中任一項之阻劑下層膜形成組成物之塗布膜之燒成物。
- 一種用於半導體之製造之阻劑圖型之形成方法,其係包含將如請求項1~10中任一項之阻劑下層膜形成組成物塗布於半導體基板上並燒成,形成阻劑下層膜之步驟。
- 一種半導體裝置之製造方法,其係包含: 以如請求項1~10中任一項之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、 在阻劑下層膜之上形成阻劑膜之步驟、 藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、 介隔阻劑圖型,蝕刻該阻劑下層膜之步驟,及 以經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
- 一種半導體裝置之製造方法,其係包含: 以如請求項1~10中任一項之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、 在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、 進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、 藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、 介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩之步驟、 介隔經圖型化之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜之步驟,及 介隔經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
- 一種半導體裝置之製造方法,其係包含: 以如請求項1~10中任一項之阻劑下層膜形成組成物,半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、 在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、 進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、 藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、 介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩之步驟、 介隔經圖型化之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜之步驟、 將硬罩去除之步驟,及 介隔經圖型化之阻劑下層膜,加工半導體基板之步驟。
- 一種半導體裝置之製造方法,其係包含: 在半導體基板上以如請求項1~10中任一項之阻劑下層膜形成組成物,在半導體基板上形成阻劑下層膜之步驟、 在阻劑下層膜之上,形成硬罩之步驟、 進而在硬罩之上形成阻劑膜之步驟、 藉由光或電子線之照射與顯像,對阻劑膜形成阻劑圖型之步驟、 介隔阻劑圖型,蝕刻硬罩之步驟、 介隔經蝕刻之硬罩,蝕刻前述阻劑下層膜之步驟、 將硬罩去除之步驟、 在硬罩去除後之阻劑下層膜上,形成蒸著膜(間隔物)之步驟、 將蒸著膜(間隔物)以蝕刻進行加工之步驟、 去除經圖型化之阻劑下層膜,殘留經圖型化之蒸著膜(間隔物)之步驟,及 介隔經圖型化之蒸著膜(間隔物),加工半導體基板之步驟。
- 如請求項14~16中任一項之半導體裝置之製造方法,其中,前述硬罩為以包含無機物之組成物之塗布或無機物之蒸著所形成者。
- 如請求項13~16中任一項之半導體裝置之製造方法,其中,前述阻劑膜經奈米轉印法或自我組織化膜而圖型形成。
- 如請求項15或16之半導體裝置之製造方法,其中,將硬罩之去除以蝕刻或鹼藥液之任一者來進行。
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