具有砜結構及胺結構的含硅抗蝕劑下層膜形成組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供光刻用抗蝕劑下層膜形成組合物。解決手段是采用下述式(1-a)或式(1-b)表示的硅烷化合物。該光刻用抗蝕劑下層膜形成組合物包含作為硅烷的水解性有機硅烷、其水解物及其水解縮合物中的至少1種，且該硅烷包含式(1-a)或式(1-b)表示的硅烷化合物。還提供半導體裝置的制造方法，其包含通過將抗蝕劑下層膜形成組合物涂布在半導體基板上并進行燒成而形成抗蝕劑下層膜的工序、在上述下層膜上涂布抗蝕劑用組合物而形成抗蝕劑膜的工序、對上述抗蝕劑膜進行曝光的工序、曝光后對抗蝕劑膜進行顯影而得到圖案化的抗蝕劑膜的工序、按照圖案化的抗蝕劑膜對抗蝕劑下層膜進行蝕刻的工序、以及按照圖案化抗蝕劑膜及抗蝕劑下層膜加工半導體基板的工序。
【專利說明】具有諷結構及胺結構的含枯抗蝕劑下層膜形成組合物

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及新型娃焼化合物。本發(fā)明涉及用于在半導體裝置制造中使用的基板和 抗蝕劑（例如，光致抗蝕劑、電子束抗蝕劑、EUV抗蝕劑）之間形成下層膜的組合物。詳細 來說，涉及半導體裝置制造的光刻工序中用于形成光致抗蝕劑的下層中使用的下層膜的光 刻用抗蝕劑下層膜形成組合物。另外，還涉及使用該下層膜形成組合物的抗蝕劑圖案的形 成方法。

【背景技術】
[0002] -直W來在半導體裝置的制造中，通過使用光致抗蝕劑的光刻進行微細加工。上 述微細加工是在娃晶片等半導體基板上形成光致抗蝕劑的薄膜，在其上透過描繪了半導體 裝置圖案的掩模圖案來照射紫外線等活性光線，并進行顯影，將得到的光致抗蝕劑圖案作 為保護膜而對基板進行蝕刻處理，從而在基板表面上形成與上述圖案對應的微細凹凸的加 工方法。
[0003] 近年來，半導體裝置的高集成化在發(fā)展，所使用的活性光線也有從KrF準分子激 光（248nm)轉(zhuǎn)向ArF準分子激光（193nm)、EUV光（13. 5nm)的短波長化趨勢。隨之而來的 活性光線從半導體基板上發(fā)生反射的影響就成為一個大問題。
[0004] 因此，在近年來的半導體裝置的制造中，為了達到W防反射效果為代表的各種各 樣的效果，要在半導體基板和光致抗蝕劑之間配置抗蝕劑下層膜。
[0005] 例如，作為半導體基板和光致抗蝕劑之間的下層膜，已使用了已知作為含有娃等 金屬元素的硬掩模的膜（例如，參見專利文獻1)。在該種情況下，對于抗蝕劑和硬掩模，由 于其構成成分有很大差別，通過對它們進行干蝕刻來除去的速度很大程度上依賴于干蝕刻 中使用的氣體種類。因而，通過適當?shù)剡x擇氣體種類，使得可W在光致抗蝕劑的膜厚不大幅 度減少的情況下，通過干蝕刻來除去硬掩模。雖然已進行了該種抗蝕劑下層膜用組合物的 研究，但是由于其所需特性的多樣性等，還有待開發(fā)抗蝕劑下層膜用新材料。
[0006] 另外，也有從其它角度出發(fā)對基板表面進行改性的方法。例如，已公開了使用具有 賴醜基的娃焼偶聯(lián)劑使曝光后的表面變?yōu)橛H水性的方法（參見專利文獻2)。
[0007] 另外，還公開了具有賴醜胺基的含娃抗蝕劑下層膜（參見專利文獻3、4)。
[0008] 現(xiàn)有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:國際公開W02011-033965小冊子
[0011] 專利文獻2:日本特開2005-112732號公報
[0012] 專利文獻3:日本特開2009-244722號公報 [001引專利文獻4:國際公開W02011-033965小冊子
[0014] 發(fā)明概述
[0015] 發(fā)明所要解決的問題
[0016] 本發(fā)明的目的在于提供可W利用矩形抗蝕劑圖案進行微細的基板加工、能夠在半 導體裝置的制造中使用的光刻用抗蝕劑下層膜形成組合物。詳細來說，本發(fā)明提供用于形 成可用作硬掩模的抗蝕劑下層膜的光刻用抗蝕劑下層膜形成組合物。另外，本發(fā)明提供用 于形成可用作防反射膜的抗蝕劑下層膜的光刻用抗蝕劑下層膜形成組合物。另外，本發(fā)明 提供不會出現(xiàn)與抗蝕劑的互混、與抗蝕劑相比有較大的干蝕刻速度的光刻用抗蝕劑下層膜 及用于形成該下層膜的抗蝕劑下層膜形成組合物。另外本發(fā)明的目的還在于提供可W用于 該些光刻用抗蝕劑下層膜形成組合物的新型化合物。
[0017] 解決問題的手段
[0018] 對于本發(fā)明，第1方面涉及下述式（1-a)或式（1-b)表示的娃焼化合物，
[0019]

【權利要求】
1. 下述式（1-a)或式α-b)表示的硅烷化合物，
式（Ι-a)中，R1、R3、及R4中的至少一個基團表示原子數(shù)1至10的亞烷基的末端結合 有-Si (X)3基而形成的基團，其余基團表示氫原子、碳原子數(shù)1至10的烷基、或碳原子數(shù)6 至40的芳基，R 2表示碳原子數(shù)1至10的亞烷基、或碳原子數(shù)6至40的亞芳基，但是上述X 表不燒氧基、醜氧基、或齒原子， 式α-b)中，R6、R7、R9、及Rltl中的至少一個基團表示原子數(shù)1至10的亞烷基的末端結 合有-Si (X)3基而形成的基團，其余基團表示氫原子、碳原子數(shù)1至10的烷基、或碳原子數(shù) 6至40的芳基，R 5及R8表示碳原子數(shù)1至10的亞烷基、或碳原子數(shù)6至40的亞芳基，但是 上述X表示烷氧基、酰氧基、或鹵原子。
2. 光刻用抗蝕劑下層膜形成組合物，其包含作為硅烷的水解性有機硅烷、其水解物及 其水解縮合物中的至少1種，該硅烷包含權利要求1中所述的式（Ι-a)或式（1-b)表示的 硅烷化合物。
3. 權利要求2中所述的抗蝕劑下層膜形成組合物，上述式（Ι-a)表示的硅烷化合物是 下述式（2)表示的硅烷化合物：
式（2)中，R1及R4表示氫原子、碳原子數(shù)1至10的烷基、或碳原子數(shù)6至40的芳基， R2表示碳原子數(shù)1至10的亞烷基、或碳原子數(shù)6至40的亞芳基，R11表示碳原子數(shù)1至10 的亞燒基，X表不燒氧基、醜氧基、或齒原子。
4. 權利要求2或權利要求3中所述的抗蝕劑下層膜形成組合物，上述硅烷包含選自式 (3)表示的有機硅化合物及式（4)表示的有機硅化合物的至少1種有機硅化合物，與上述式 (Ι-a)或式（1-b)表示的娃燒化合物的組合、它們的水解物、及它們的水解縮合物中的至少 1種： R21aSi(R22)4^a 式（3) 式（3)中，R21是烷基、芳基、芳烷基、鹵化烷基、鹵化芳基、鹵化芳烷基、烯基、或具有環(huán) 氧基、丙稀醜基、甲基丙稀醜基、疏基、燒氧基芳基、醜氧基芳基、異氛脈酸醋基、輕基、環(huán)狀 氨基、或氰基的有機基團、或它們的組合，并且通過Si-C鍵與硅原子結合，R22表示烷氧基、 酰氧基、或鹵原子，a表示O至3的整數(shù)， (R31cSi(R32)3J2Yb 式（4) 式⑷中，R31表示烷基，R32表示烷氧基、酰氧基、或鹵原子，Y表示亞烷基或亞芳基，b 表示O或1的整數(shù)，C表示O或1的整數(shù)。
5. 權利要求2至權利要求4中任一項所述的組合物，其包含上述式（Ι-a)或式（1-b) 表不的娃燒化合物的水解縮合物、及式（l -a)或式（l_b)表不的娃燒化合物和式（3)表不 的有機硅化合物的水解縮合物中的至少1種作為聚合物。
6. 權利要求2至權利要求5中任一項所述的組合物，其中還含有酸。
7. 權利要求2至權利要求6中任一項所述的組合物，其中還含有水。
8. 通過將權利要求2至權利要求7中任一項所述的的抗蝕劑下層膜形成組合物涂布在 半導體基板上并進行燒制而得到的抗蝕劑下層膜。
9. 半導體裝置的制造方法，其包含通過將權利要求2至權利要求7中任一項所述的抗 蝕劑下層膜形成組合物涂布在半導體基板上并進行燒成而形成抗蝕劑下層膜的工序、在上 述抗蝕劑下層膜上涂布抗蝕劑用組合物而形成抗蝕劑膜的工序、對上述抗蝕劑膜進行曝光 的工序、曝光后對抗蝕劑膜進行顯影而得到圖案化的抗蝕劑膜的工序、按照該圖案化的抗 蝕劑膜的圖案對抗蝕劑下層膜進行蝕刻的工序、以及按照抗蝕劑膜及抗蝕劑下層膜的圖案 加工半導體基板的工序。
10. 半導體裝置的制造方法，其包含在半導體基板上形成有機下層膜的工序、在其上涂 布權利要求2至權利要求7中任一項所述的抗蝕劑下層膜形成組合物并進行燒成而形成抗 蝕劑下層膜的工序、在上述抗蝕劑下層膜上涂布抗蝕劑用組合物而形成抗蝕劑膜的工序、 對上述抗蝕劑膜進行曝光的工序、曝光后對上述抗蝕劑膜進行顯影而得到圖案化的抗蝕劑 膜的工程、按照該圖案化的抗蝕劑膜的圖案對抗蝕劑下層膜進行蝕刻的工序、按照該圖案 化的抗蝕劑下層膜的圖案對有機下層膜進行蝕刻的工序、及按照該圖案化的有機下層膜的 圖案加工半導體基板的工序。
【文檔編號】G03F7/11GK104395328SQ201380032731
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權日:2012年6月20日
【發(fā)明者】菅野裕太, 高瀨顯司, 中島誠, 武田諭, 若山浩之 申請人:日產(chǎn)化學工業(yè)株式會社