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公開番号2025031572
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2024117715
出願日2024-07-23
発明の名称レジスト下層膜用組成物およびこれを用いたパターン形成方法
出願人三星エスディアイ株式会社,SAMSUNG SDI Co., LTD.
代理人個人,個人
主分類G03F 7/11 20060101AFI20250228BHJP(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】改善された架橋特性及びコーティング均一性を備え、エッチング速度とパターン形成性に優れた、微細パターニング工程でもレジストのパターン崩壊が起こらないレジスト下層膜を形成することのできる、レジスト下層膜用組成物を提供する。
【解決手段】下記化学式1で表される構造単位を含むポリマー、および溶媒を含むレジスト下層膜用組成物、そして前記レジスト下層膜用組成物を利用するパターン形成方法に関する。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>JPEG</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025031572000021.jpg</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">43</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">170</com:WidthMeasure> </com:Image> 前記化学式1の定義は明細書内に記載された通りである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記化学式１で表される構造単位を含むポリマー、および溶媒を含むレジスト下層膜用組成物：
JPEG
2025031572000018.jpg
45
170
前記化学式１中、
Ｌ
１
～Ｌ
４
は、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基またはアルキレン基であり、
Ｌ
５
～Ｌ
８
は、それぞれ独立して、単結合、置換または非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基またはアルキレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニル基またはアルケニレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ２０アルキニル基またはアルキニレン基、置換または非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキル基またはシクロアルキレン基、置換または非置換のＣ６～Ｃ３０アリール基またはアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｍ
１
～Ｍ
８
は、それぞれ独立して、単結合、－Ｃ（＝Ｏ）－、－ＯＣ（＝Ｏ）－、またはこれらの組み合わせであり、
ｘ
１
～ｘ
４
は、それぞれ独立して、０または１で、ｘ
１
～ｘ
４
のうち二つ以上が１であり、
ｙ
１
～ｙ
４
は、それぞれ独立して、０または１であり、
ｚ
１
～ｚ
４
は、それぞれ独立して、０または１であり、
Ｒ
１
およびＲ
２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ヒドロキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルケニル基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルケニル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキニル基、置換または非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキル基、またはこれらの組み合わせであり、
＊は、他の構造単位との連結地点である。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記化学式１のＬ
１
～Ｌ
４
は、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基またはアルキレン基であり、Ｌ
５
～Ｌ
８
は、それぞれ独立して、単結合、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基またはアルキレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルケニル基またはアルケニレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニル基またはアルキニレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｍ
１
～Ｍ
８
は、それぞれ独立して、単結合、－Ｃ（＝Ｏ）－、またはこれらの組み合わせであり、
ｘ
１
～ｘ
４
のうち二つが１であり、残りの二つは０であり、
Ｒ
１
およびＲ
２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ヒドロキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項３】
前記化学式１のＬ
５
～Ｌ
８
は、それぞれ独立して、単結合、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基またはアルキレン基、またはこれらの組み合わせであり、Ｍ
１
～Ｍ
８
はそれぞれ独立して、単結合、－Ｃ（＝Ｏ）－、またはこれらの組み合わせであり、Ｒ
１
およびＲ
２
は水素である、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項４】
前記化学式１のｘ
１
およびｘ
４
は１であり、ｘ
２
およびｘ
３
は０である、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項５】
前記化学式１は、下記化学式１－１および化学式１－２のいずれか一つ以上で表される、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物：
JPEG
2025031572000019.jpg
36
170
JPEG
2025031572000020.jpg
35
170
前記化学式１－１および化学式１－２中、
Ｒ
１１
、Ｒ
１２
、Ｒ
２１
、およびＲ
２２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、または置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ
１３
、Ｒ
１４
、Ｒ
２３
、およびＲ
２４
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ヒドロキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルコキシ基、またはこれらの組み合わせであり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１～１０の整数中一つであり、
＊は、連結地点である。
【請求項６】
前記ポリマーの重量平均分子量は、１，０００ｇ／ｍｏｌ～３００，０００ｇ／ｍｏｌである、請求項１に記載のリンレジスト下層膜用組成物。
【請求項７】
前記ポリマーは、前記レジスト下層膜用組成物の総重量を基準に、０．１重量％～５０重量％含まれる、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項８】
アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂、グリコールウリル系樹脂およびメラミン系樹脂から選択される一つ以上のポリマーをさらに含む、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項９】
界面活性剤、熱酸発生剤、光酸発生剤、可塑剤、またはこれらの組み合わせである添加剤をさらに含む、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項１０】
基板上にエッチング対象膜を形成する段階、
前記エッチング対象膜上に請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレジスト下層膜用組成物を適用してレジスト下層膜を形成する段階、
前記レジスト下層膜上にフォトレジストパターンを形成する段階、そして
前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして利用して、前記レジスト下層膜、および前記エッチング対象膜を順次エッチングする段階を含む、パターン形成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本記載はレジスト下層膜用組成物、およびこれを用いたパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
最近、半導体産業は、数百ナノメートル大きさのパターンから数～数十ナノメートル大きさのパターンを有する超微細技術に発展している。このような超微細技術を実現するためには、効果的なリソグラフィック技法が必須である。
【０００３】
リソグラフィック技法は、シリコンウェハーなどの半導体基板上にフォトレジスト膜をコーティングして薄膜を形成し、その上にデバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介在して紫外線などの活性化照射線を照射した後現像し、得られたフォトレジストパターンを保護膜として基板をエッチング処理することで、基板表面に前記パターンに対応する微細パターンを形成する加工法である。
【０００４】
半導体パターンが順次微細化されることにより、フォトレジスト層の厚さが薄くなることが要求され、そのためにレジスト下層膜の厚さも薄くなることが要求される。レジスト下層膜は、薄い厚さにもフォトレジストのパターンが崩れてはならず、フォトレジストとの接着力が良く、かつ均一な膜厚さで形成されなければならない。その他にもレジスト下層膜は、フォトリソグラフィに使用される光線に対して高い屈折率と低い吸光係数を有し、フォトレジスト層よりエッチング速度が速いことが要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一具現例によるレジスト下層膜用組成物は、レジストとレジスト下層膜間の接着力が向上し、微細パターニング工程でもレジストのパターン崩壊が起こらないレジスト下層膜を提供する。
一具現例によるレジスト下層膜用組成物は、架橋特性、コーティング均一性を改善し、エッチング速度とパターン形成性に優れたレジスト下層膜を提供する。
他の具現例は、前記レジスト下層膜用組成物を用いたパターン形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一具現例によるレジスト下層膜用組成物は、下記化学式１で表される構造単位を含むポリマー、および溶媒を含む：
JPEG
2025031572000002.jpg
43
170
前記化学式１中、
Ｌ
１
～Ｌ
４
は、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基またはアルキレン基であり、
Ｌ
５
～Ｌ
８
は、それぞれ独立して、単結合、置換または非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基またはアルキレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニル基またはアルケニレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ２０アルキニル基またはアルキニレン基、置換または非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキル基またはシクロアルキレン基、置換または非置換のＣ６～Ｃ３０アリール基またはアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｍ
１
～Ｍ
８
は、それぞれ独立して、単結合、－Ｃ（＝Ｏ）－、－ＯＣ（＝Ｏ）－、またはこれらの組み合わせであり、
ｘ
１
～ｘ
４
は、それぞれ独立して、０または１でも、ｘ
１
～ｘ
４
のうち二つ以上が１であり、
ｙ
１
～ｙ
４
は、それぞれ独立して、０または１であり、
ｚ
１
～ｚ
４
は、それぞれ独立して、０または１であり、
Ｒ
１
およびＲ
２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ヒドロキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルケニル基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルケニル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキニル基、置換または非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキル基、またはこれらの組み合わせであり、
＊は、他の構造単位との連結地点である。
【０００７】
前記化学式１のＬ
１
～Ｌ
４
は、それぞれ独立して、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基またはアルキレン基であり、Ｌ
５
～Ｌ
８
は、それぞれ独立して、単結合、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基またはアルキレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルケニル基またはアルケニレン基、置換または非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニル基またはアルキニレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｍ
１
～Ｍ
８
は、それぞれ独立して、単結合、－Ｃ（＝Ｏ）－、またはこれらの組み合わせであり、
ｘ
１
～ｘ
４
のうち二つが１であり、残り二つは０であり、
Ｒ
１
およびＲ
２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ヒドロキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、またはこれらの組み合わせである。
【０００８】
前記化学式１のＬ５～Ｌ８は、それぞれ独立して、単結合、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基またはアルキレン基、またはこれらの組み合わせであり、Ｍ
１
～Ｍ
８
は、それぞれ独立して、単結合、－Ｃ（＝Ｏ）－、またはこれらの組み合わせであり、Ｒ
１
およびＲ
２
は、水素である。
前記化学式１のｘ
１
およびｘ
４
は１であり、ｘ
２
およびｘ
３
は０である。
【０００９】
前記化学式１は、下記化学式１－１および化学式１－２のいずれか一つ以上で表される：
JPEG
2025031572000003.jpg
33
170
JPEG
2025031572000004.jpg
32
170
前記化学式１－１および化学式１－２中、
Ｒ
１１
、Ｒ
１２
、Ｒ
２１
、およびＲ
２２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、または置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ
１３
、Ｒ
１４
、Ｒ
２３
、およびＲ
２４
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ヒドロキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルコキシ基、またはこれらの組み合わせであり、
ｎ
１
およびｎ
２
は、それぞれ独立して、１～１０の整数中一つであり、
＊は、連結地点である。
【００１０】
前記ポリマーの重量平均分子量は、１，０００ｇ／ｍｏｌ～３００，０００ｇ／ｍｏｌである。
前記ポリマーは、前記レジスト下層膜用組成物の総重量を基準に、０．１重量％～５０重量％含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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