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公開番号2025178163
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025081996
出願日2025-05-15
発明の名称レジスト下層膜用組成物およびこれを利用し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 20060101AFI20251128BHJP(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においても感度が向上しパターニング性能およびエネルギー効率が改善されるレジスト下層膜用組成物の提供。
【解決手段】化学式1で表される構造単位を含む重合体、および溶媒を含む、レジスト下層膜用組成物。
[化学式1]
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【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重合体、および溶媒を含むレジスト下層膜用組成物。
［化学式１］
JPEG
2025178163000033.jpg
51
43
（前記化学式１中、
Ｒ
１
～Ｒ
３
は、それぞれ独立して、水素、重水素、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基であり、
Ｌ
１
は、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Ｃ２～Ｃ１０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニレン基、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Ｃ２～Ｃ１０ヘテロアルケニレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｘ
１
は、単結合、－Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）－、－（ＣＯ）Ｏ－、－Ｏ（ＣＯ）Ｏ－、－ＮＲ
ａ
－（ここで、Ｒ
ａ
は、水素、重水素、または置換もしくは非置換の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
は、＊－（ＣＨ
２
）ｎ－（ＣＨＩ）ｍ－ＣＲ
ｘ
Ｒ
ｙ
Ｒ
ｚ
（ここで、ｎは０～５の整数のうちの一つであり、ｍは０または１であり、Ｒ
ｘ
～Ｒ
ｚ
は、それぞれ独立して、水素、重水素、またはハロゲン原子である。）、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Ｃ３～Ｃ１０シクロアルキル基の２以上の融合環、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、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０ヘテロアリール基であり、
＊は連結地点である。）
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記化学式１のＬ
１
は、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基であり、Ｘ
１
が－（ＣＯ）Ｏ－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】
前記重合体は、下記化学式１－１で表される構造単位を含む、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
［化学式１－１］
JPEG
2025178163000034.jpg
48
41
（前記化学式１－１中、
Ｒ
４
は、水素、重水素、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基であり、
Ｙ
２
は、置換もしくは非置換のメチル基、－ＣＨＩＣＨ
３
、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Ｃ３～Ｃ１０シクロアルキル基の２以上の融合環、または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ１０アリール基であり、
＊は連結地点である。）
【請求項４】
前記重合体は、下記化学式２で表される構造単位をさらに含む、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
［化学式２］
JPEG
2025178163000035.jpg
42
40
（前記化学式２中、
Ｒ
５
～Ｒ
７
は、それぞれ独立して、水素、重水素、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基であり、
Ｘ
２
およびＸ
３
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
ｂ
－（ここで、Ｒ
ｂ
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、
Ｌ
２
は、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Ｃ２～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、
Ｙ
３
は、水素、重水素、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミン基、－ＣＯＯＨ、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、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０ヘテロアリール基であり、
＊は連結地点である。）
【請求項５】
前記化学式２のＸ
２
は－（ＣＯ）Ｏ－であり、Ｘ
３
は単結合であり、Ｙ
３
は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Ｃ３～Ｃ２０シクロアルキル基、または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０アリール基である、請求項４に記載のレジスト下層膜用組成物。
【請求項６】
前記重合体は、下記化学式１－２～下記化学式１－５で表される構造単位のうちの一つ以上を含む、請求項１に記載のレジスト下層膜用組成物。
［化学式１－２］
JPEG
2025178163000036.jpg
51
44
［化学式１－３］
JPEG
2025178163000037.jpg
55
44
［化学式１－４］
JPEG
2025178163000038.jpg
56
46
［化学式１－５］
JPEG
2025178163000039.jpg
55
45
【請求項７】
前記化学式１で表される構造単位は、前記重合体の総重量を基準として２０重量％～８０重量％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９】
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】
本開示は、レジスト下層膜用組成物、およびこれを利用したパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 1,700 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へ発展している。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法が必須である。
【０００３】
リソグラフィ法は、シリコンウエハーなどの半導体基板の上にフォトレジスト膜を塗布して薄膜を形成し、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して紫外線などのｉ線を照射した後に現像して、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、基板表面にフォトレジスト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るが、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、薄くて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ともに、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線に対して高い屈折率と低い吸光係数を有しながら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】
一実施形態に係るレジスト下層膜用組成物は、微細パターニング工程においても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るとともに、パターンが均一に形成されたレジスト下層膜を提供する。
【０００６】
他の実施形態は、上記レジスト下層膜用組成物を利用し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】
【０００７】
一実施形態に係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重合体、および溶媒を含む。
【０００８】
［化学式１］
JPEG
2025178163000002.jpg
47
39
【０００９】
化学式１中、
Ｒ
１
～Ｒ
３
は、それぞれ独立して、水素、重水素、または置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ１０アルキル基であり、
Ｌ
１
は、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Ｃ２～Ｃ１０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ１０アルキニレン基、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Ｃ２～Ｃ１０ヘテロアルケニレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｘ
１
は、単結合、－Ｏ－、－Ｃ（＝Ｏ）－、－（ＣＯ）Ｏ－、－Ｏ（ＣＯ）Ｏ－、－ＮＲ
ａ
－（ここで、Ｒ
ａ
は、水素、重水素、または置換もしくは非置換の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
は、＊－（ＣＨ
２
）ｎ－（ＣＨＩ）ｍ－ＣＲ
ｘ
Ｒ
ｙ
Ｒ
ｚ
（ここで、ｎは０～５の整数のうちの一つであり、ｍは０または１であり、Ｒ
ｘ
～Ｒ
ｚ
は、それぞれ独立して、水素、重水素、またはハロゲン原子である。）、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Ｃ３～Ｃ１０シクロアルキル基の２以上の融合環、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、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０ヘテロアリール基であり、
＊は連結地点である。
【００１０】
化学式１のＬ
１
は、置換または非置換のＣ１～Ｃ１０アルキレン基であり、Ｘ
１
が－（ＣＯ）Ｏ－であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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