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公開番号2024069387
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-21
出願番号2024037443,2018515425
出願日2024-03-11,2017-04-21
発明の名称特定の架橋剤を含む保護膜形成組成物及びそれを用いたパターン形成方法
出願人日産化学株式会社
代理人弁理士法人はなぶさ特許商標事務所
主分類G03F 7/11 20060101AFI20240514BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物を提供する。
【解決手段】グリシジル基、末端エポキシ基、エポキシシクロペンチル基、エポキシシクロヘキシル基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、イソシアネート基及びブロックイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を1分子中に2つ以上有する架橋剤、下記式(1)で表される基を側鎖又は末端に有し重量平均分子量が800以上である化合物、及び有機溶剤を含む、塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
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(式中、X¹は前記架橋剤と反応する置換基を表し、R⁰は直接結合又は炭素原子数1又は2のアルキレン基を表し、X²は炭素原子数1又は2のアルキル基、炭素原子数1又は2のアルコキシ基、又はフルオロ基を表し、aは0乃至2の整数を表し、bは1乃至3の整数を表し、bとcは1≦(b+c)≦5の関係式を満たす。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
グリシジル基、末端エポキシ基、エポキシシクロペンチル基、エポキシシクロヘキシル基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、イソシアネート基及びブロックイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも１種の基を１分子中に２つ以上有する架橋剤、下記式（１）で表される基を側鎖又は末端に有し重量平均分子量が８００以上である化合物、及び有機溶剤を含む、塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物である。
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2024069387000026.tif
42
170
（式中、Ｘ
１
は前記架橋剤と反応する置換基を表し、Ｒ
０
は直接結合又は炭素原子数１又は２のアルキレン基を表し、Ｘ
２
は炭素原子数１又は２のアルキル基、炭素原子数１又は２のアルコキシ基、又はフルオロ基を表し、ａは０乃至２の整数を表し、ｂは１乃至３の整数を表し、ｂが２又は３を表すとき－Ｒ
０
－Ｘ
１
で表される基は互いに異なってもよく、ｃは０乃至４の整数を表し、ｃが２、３又は４を表すときＸ
２
で表される基は互いに異なってもよく、ｂとｃは１≦（ｂ＋ｃ）≦５の関係式を満たす。）
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記架橋剤と反応する置換基Ｘ
１
は下記式（３）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）又は式（１１）で表される基である請求項１に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
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2024069387000027.tif
83
170
（式中、Ｒ
２
は炭素原子数１乃至８の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を表し、Ｒ
３
は水素原子又は炭素原子数１乃至８の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の炭化水素基を表し、ｅは０又は１を表す。）
【請求項３】
前記架橋剤と反応する置換基Ｘ
１
は前記式（３）、式（５）又は式（６）で表される基である請求項２に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
【請求項４】
前記架橋剤の添加量は、前記重量平均分子量が８００以上である化合物中の前記架橋剤と反応する置換基Ｘ
１
全てを１００モル％としたとき該置換基Ｘ
１
を２０モル％乃至１５０モル％封止可能な量である請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
【請求項５】
前記架橋剤はグリシジル基、末端エポキシ基又はエポキシシクロヘキシル基を１分子中に２つ以上有する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
【請求項６】
前記ブロックイソシアネート基は下記式（１２）又は式（１３）で表される基である請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
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2024069387000028.tif
36
132
（式中、Ｒ
４
及びＲ
５
それぞれ独立に炭素原子数１乃至５のアルキル基を表し、Ｒ
６
は炭素原子数１乃至５のアルキル基を表し、ｄは１乃至３の整数を表し、ｄが２又は３を表すときＲ
６
で表される炭素原子数１乃至５のアルキル基は互いに異なってもよい。）
【請求項７】
架橋触媒をさらに含む請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
【請求項８】
界面活性剤をさらに含む請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物。
【請求項９】
表面に無機膜が形成されていてもよい半導体基板上に請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物を用いて保護膜を形成し、前記保護膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記保護膜をドライエッチングし前記無機膜又は前記半導体基板の表面を露出させ、ドライエッチング後の前記保護膜をマスクとして、塩基性過酸化水素水溶液を用いて前記無機膜又は前記半導体基板をウエットエッチング及び洗浄する、パターン形成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィープロセスにおいて、塩基性過酸化水素水溶液に対する耐性に優れた保護膜を形成するための組成物に関する。さらに前記保護膜を適用してパターンを形成する方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
基板とその上に形成されるレジスト膜との間にレジスト下層膜を設け、所望の形状のレジストパターンを形成する、リソグラフィープロセスが知られている。しかしながら、従来のレジスト下層膜、例えば特許文献１に記載されている、アミノプラスト系架橋剤を含む組成物から形成されたレジスト下層膜は、塩基性過酸化水素水溶液に対する耐性に劣る。そのため、このようなレジスト下層膜を、塩基性過酸化水素水溶液を用いたエッチングプロセスにおけるマスクとして使用することができなかった。
【０００３】
下記特許文献２には、保護されたカルボキシル基を有する化合物、カルボキシル基と反応可能な基を有する化合物、及び溶剤を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物、又はカルボキシル基と反応可能な基と保護されたカルボキシル基とを有する化合物、及び溶剤を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物が記載されており、当該組成物はアミノプラスト系架橋剤を必須成分として含まない。しかしながら特許文献２には、当該組成物から形成されたレジスト下層膜の塩基性過酸化水素水溶液に対する耐性について、何ら記載も示唆もない。
【０００４】
下記特許文献３には、塩基性過酸化水素水溶液に対する耐性を有するレジスト下層膜を用いたパターン形成方法が記載されている。そして、当該レジスト下層膜を形成するための組成物は、重量平均分子量１０００乃至１００，０００の、エポキシ基を有するポリマー、及び溶剤を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第４１４５９７２号公報
国際公開第２００５／０１３６０１号
国際公開第２０１５／０３００６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
塩基性過酸化水素水溶液に対する耐性を、従来よりも更に向上させた保護膜の要求は、近年ますます強まっている。本発明は、塩基性過酸化水素水溶液に対する耐性を有する保護膜を形成するための新規な組成物、及び当該保護膜を用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明者は、アミノプラスト系架橋剤を除いた特定の架橋剤と、当該特定の架橋剤と反応する置換基を含む重量平均分子量が８００以上である化合物との組み合わせを見出し、上記課題を解決することができた。すなわち、本発明の第一態様は、グリシジル基、末端エポキシ基、エポキシシクロペンチル基、エポキシシクロヘキシル基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、イソシアネート基及びブロックイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも１種の基を１分子中に２つ以上有する架橋剤、下記式（１）で表される基を側鎖又は末端に有し重量平均分子量が８００以上である化合物、及び有機溶剤を含
む、塩基性過酸化水素水溶液に対する保護膜形成組成物である。
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2024069387000001.tif
42
170
（式中、Ｘ
１
は前記架橋剤と反応する置換基を表し、Ｒ
０
は直接結合又は炭素原子数１又は２のアルキレン基を表し、Ｘ
２
は炭素原子数１又は２のアルキル基、炭素原子数１又は２のアルコキシ基、又はフルオロ基を表し、ａは０乃至２の整数を表し、ｂは１乃至３の整数を表し、ｂが２又は３を表すとき－Ｒ
０
－Ｘ
１
で表される基は互いに異なってもよく、ｃは０乃至４の整数を表し、ｃが２、３又は４を表すときＸ
２
で表される基は互いに異なってもよく、ｂとｃは１≦（ｂ＋ｃ）≦５の関係式を満たす。）
【０００８】
前記保護膜形成組成物は、前記式（１）で表される基を側鎖又は末端に有し重量平均分子量が８００以上である化合物に代えて、下記式（２）で表される基を側鎖又は末端に有し重量平均分子量が８００以上である化合物を含むものであってもよい。
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2024069387000002.tif
26
170
（式中、Ｒ
１
は直接結合又は炭素原子数１乃至８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表し、Ｘ
１
は前記架橋剤と反応する置換基を表す。）
【０００９】
前記架橋剤と反応する置換基Ｘ
１
は、架橋剤と直接反応する基又は架橋剤と直接反応する基を含む基を表す。また、架橋剤と直接反応する基には、保護基を有する基であって、該保護基が外れることにより架橋剤と反応する基も含み得る。
前記架橋剤と反応する置換基Ｘ
１
は、例えば下記式（３）、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）又は式（１１）で表される基である。
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2024069387000003.tif
83
170
（式中、Ｒ
２
は炭素原子数１乃至８の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を表し、Ｒ
３
は水素原子又は炭素原子数１乃至８の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の炭化水素基を表し、ｅは０又は１を表す。）
【００１０】
前記架橋剤と反応する置換基Ｘ
１
は、好ましくは前記式（３）、式（５）又は式（６）で表される基である。
（【００１１】以降は省略されています）

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