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公開番号2025048777
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2024157223
出願日2024-09-11
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.
代理人弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
主分類G03F 7/11 20060101AFI20250326BHJP(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】微細パターニング工程でもレジストのパターン崩れが起こらず、露光光源に対する感度が向上してパターニング性能およびエネルギー効率が改善されたレジスト下層膜製造用組成物を提供すること。
【解決手段】下記化学式で表される構造単位、特定の構造単位、またはこれらの組み合わせを含む重合体、結合解離エネルギーが0～60kcal/molのラジカル開始剤、および溶媒を含むレジスト下層膜用組成物。
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記の化学式１で表現される構造単位、下記の化学式２で表現される構造単位、またはこれらの組み合わせを含む重合体、結合解離エネルギー（Ｂｏｎｄｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ（ＢＤＥ））が０～６０ｋｃａｌ／ｍｏｌのラジカル開始剤、および溶媒を含むレジスト下層膜用組成物：
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31
80
・・・化学式１
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2025048777000061.jpg
45
80
・・・化学式２
前記化学式１および前記化学式２中、
Ａは、環内に窒素原子を含むヘテロ環基であり、
Ｌ
１
～Ｌ
６
は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０ヘテロシクロアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ２０ヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｘ
１
～Ｘ
５
は、それぞれ独立して、単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｓ（＝Ｏ）－、－Ｓ（＝Ｏ）
２
－、－Ｃ（＝Ｏ）－、－（ＣＯ）Ｏ－、－Ｏ（ＣＯ）Ｏ－、－ＮＲ
ａ
－（ここで、Ｒ
ａ
は、水素、重水素、またはＣ１～Ｃ１０アルキル基である）、またはこれらの組み合わせであり、
Ｙ
１
～Ｙ
３
は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０ヘテロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０ヘテロアルキニル基、置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ２０ヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
＊は、結合地点である。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
前記Ａは、下記の化学式Ａ－１～下記の化学式Ａ－４のうちの１つ以上で表現される、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物：
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2025048777000062.jpg
27
25
・・・化学式Ａ－１
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2025048777000063.jpg
26
35
・・・化学式Ａ－２
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2025048777000064.jpg
28
27
・・・化学式Ａ－２
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2025048777000065.jpg
26
28
・・・化学式Ａ－４
前記化学式Ａ－１～化学式Ａ－４中、
前記Ｒ
ｘ
は、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルケニル基、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニル基であり、
＊は、結合地点である。
【請求項３】
前記Ｌ
１
～Ｌ
６
は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｘ
１
～Ｘ
５
は、それぞれ独立して、単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（＝Ｏ）－、－（ＣＯ）Ｏ－、－Ｏ（ＣＯ）Ｏ－、またはこれらの組み合わせであり、
Ｙ
１
～Ｙ
３
は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０ヘテロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０ヘテロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、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４】
前記ラジカル開始剤は、下記の化学式３－１～化学式３－４のいずれか１つで表現される、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物：
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2025048777000066.jpg
22
41
・・・化学式３－１
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2025048777000067.jpg
23
49
・・・化学式３－２
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2025048777000068.jpg
23
58
・・・化学式３－３
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2025048777000069.jpg
24
70
・・・化学式３－４
前記化学式３－１～化学式３－４中、
Ｒ
１
～Ｒ
５
は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ
６
～Ｒ
９
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ
ａ
およびＲ
ｂ
は、それぞれ独立して、重水素、ヒドロキシ基、－ＳＣＨ
３
、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基、またはこれらの組み合わせであり、
ｎａおよびｎｂは、それぞれ独立して、０～５の整数のうちの１つである。
【請求項５】
前記ラジカル開始剤は、下記の化学式４～下記の化学式１０のいずれか１つ以上で表現される、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
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2025048777000070.jpg
23
37
・・・化学式４
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2025048777000071.jpg
22
35
・・・化学式５
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2025048777000072.jpg
28
48
・・・化学式６
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2025048777000073.jpg
22
37
・・・化学式７
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2025048777000074.jpg
25
55
・・・化学式８
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2025048777000075.jpg
27
60
・・・化学式９
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2025048777000076.jpg
26
55
・・・化学式１０
【請求項６】
前記化学式１は、下記の化学式１－１または下記の化学式１－２で表現され、前記化学式２は、下記の化学式２－１～下記の化学式２－３のいずれか１つで表現される、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
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2025048777000077.jpg
33
43
・・・化学式１－１
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2025048777000078.jpg
40
51
・・・化学式１－２
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2025048777000079.jpg
24
66
・・・化学式２－１
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2025048777000080.jpg
25
68
・・・化学式２－２
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27
63
・・・化学式２－３
【請求項７】
前記重合体の重量平均分子量は、１，０００ｇ／ｍｏｌ～３００，０００ｇ／ｍｏｌである、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項８】
前記重合体は、前記レジスト下層膜用組成物の総重量を基準として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９】
前記ラジカル開始剤は、前記レジスト下層膜用組成物の総重量を基準として０．０１重量％～３０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１０】
アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂、グリコルリル系樹脂、およびメラミン系樹脂から選択される１つ以上の重合体をさらに含む、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、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 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体産業は、数百ナノメートルサイズのパターンから数～数十ナノメートルサイズ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手法が必須である。
【０００３】
リソグラフィック手法は、シリコンウエハ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、現像して、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によって、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】
半導体パターンが次第に微細化されるにつれてフォトレジスト層の厚さが薄いことが要求され、これによってレジスト下層膜の厚さも薄いことが要求される。レジスト下層膜は、薄い厚さで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いと同時に、均一な厚さに膜が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源に対して高い屈折率と低い吸光係数を有するなど感度が改善されることが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
韓国公開特許第１０－２０２３－００２０８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、微細パターニング工程でもレジストのパターン崩れが起こらず、露光光源に対する感度が向上してパターニング性能およびエネルギー効率が改善されたレジスト下層膜製造用組成物を提供することを目的の一つとする。
【０００７】
本発明は、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ことを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態によるレジスト下層膜用組成物は、下記の化学式１で表される構造単位、下記の化学式２で表される構造単位、またはこれらの組み合わせを含む重合体、結合解離エネルギー（Ｂｏｎｄｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙ（ＢＤＥ））が０～６０ｋｃａｌ／ｍｏｌのラジカル開始剤、および溶媒を含む。
【０００９】
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31
80
・・・化学式１
【００１０】
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45
80
・・・化学式２
（【００１１】以降は省略されています）

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