形成硬掩模用涂布型氮化膜的組合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的課題在于提供一種在半導(dǎo)體器件制造的光刻工藝中可作為掩模使用的下層膜，其不與光致抗蝕劑層發(fā)生混合、可以利用旋涂法來形成。本發(fā)明專利技術(shù)通過提供下述組合物而解決了上述課題，即，一種形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜的組合物，其特征在于，含有平均粒徑為１～１０００ｎｍ的金屬氮化物粒子和有機溶劑，上述金屬氮化物粒子含有選自鈦、硅、鉭、鎢、鈰、鍺、鉿、鎵中的至少一種元素。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種在半導(dǎo)體器件的制造中使用的光致抗蝕劑圖形的形成方法，其包括在半導(dǎo)體基板和光致抗蝕劑之間形成含有金屬氮化物粒子的下層膜的工序。另外，本專利技術(shù)涉及一種形成下層膜的組合物，其用于形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的光致抗蝕劑圖形的形成中所使用的含有金屬氮化物粒子的下層膜。另外，涉及使用了該形成下層膜的組合物的含有金屬氮化物粒子的下層膜的形成方法、以及由該形成下層膜的組合物形成的含有金屬氮化物粒子的下層膜。
技術(shù)介紹
一直以來，在半導(dǎo)體器件的制造中，人們都是利用使用了光致抗蝕劑的光刻進(jìn)行微細(xì)加工的。上述微細(xì)加工為，通過在硅晶片基板等的半導(dǎo)體基板上形成光致抗蝕劑膜，在該光致抗蝕劑膜上透過描繪有半導(dǎo)體器件的圖形的掩模圖形、照射紫外線等的活性光線，進(jìn)行顯影，以所獲得的光致抗蝕劑圖形作為保護膜來將基板進(jìn)行蝕刻處理，由此在基板表面形成對應(yīng)于上述圖形的微細(xì)凹凸的加工法。另外，在這樣的加工法中，有時在半導(dǎo)體基板與光致抗蝕劑之間，形成防反射膜、平坦化膜等由有機物質(zhì)構(gòu)成的下層膜、有機下層膜。在這種情況下，以光致抗蝕劑圖形為保護膜，首先，通過蝕刻來除去有機下層膜，然后，進(jìn)行半導(dǎo)體基板的加工。有機下層膜的蝕刻一般通過干蝕刻來進(jìn)行，但是，此時存在下述問題不僅是有機下層膜，而且光致抗蝕劑也被蝕刻，其膜厚減少。因此，作為有機下層膜，傾向于使用由干蝕刻產(chǎn)生的除去速度很大的物質(zhì)。但是，由于光致抗蝕劑也由與有機下層膜同樣的有機物質(zhì)構(gòu)成，因此，很難抑制光致抗蝕劑的膜厚的減少。近年，隨著加工尺寸的微細(xì)化的進(jìn)展，人們逐漸在研究薄膜光致抗蝕劑的使用。這是因為考慮到，在不改變膜厚而減小光致抗蝕劑圖形的尺寸的情況下，光致抗蝕劑圖形的縱橫比(高度/寬度)變大，光致抗蝕劑圖形發(fā)生破壞等。另外，光致抗蝕劑，其膜厚越薄，解像性越大。因此，優(yōu)選以薄膜的形式使用光致抗蝕劑。但是，在使用光致抗蝕劑和有機下層膜的情況下，如上所述，在除去有機下層膜時，存在光致抗蝕劑膜厚減少的問題。因此，在使光致抗蝕劑形成薄膜的情況下，存在不能確保作為半導(dǎo)體基板加工用的保護膜(由光致抗蝕劑和有機下層膜構(gòu)成)的充分膜厚的問題。另一方面，作為半導(dǎo)體基板與光致抗蝕劑之間的下層膜，人們使用作為硬掩模已知的含有無機物質(zhì)構(gòu)成的膜。在這種情況下，光致抗蝕劑(有機物質(zhì))與硬掩模(無機物質(zhì))，它們的構(gòu)成成分存在很大差異，因此它們利用干蝕刻進(jìn)行除去的速度，很大地依賴于干蝕刻使用的氣體種類。另外，通過適當(dāng)選擇氣體種類，可以在不伴隨著光致抗蝕劑膜的厚度大幅度減少的情況下、利用干蝕刻來除去硬掩模(下層膜)。因此可以認(rèn)為，在使用光致抗蝕劑和硬掩模的情況下，即使光致抗蝕劑是薄膜，也可以確保作為半導(dǎo)體基板加工用保護膜(由光致抗蝕劑和硬掩模構(gòu)成)的充分的膜厚。一直以來，硬掩模使用CVD裝置、真空蒸鍍裝置和濺射裝置等，利用蒸鍍法來形成。與此相對，光致抗蝕劑、有機下層膜是利用旋涂裝置等向半導(dǎo)體基板上的涂布和其后的烘烤(以下稱作旋涂法)來形成的。旋涂法與蒸鍍法相比，裝置等很簡單。因此，需求不利用蒸鍍法，而是利用旋涂法可形成的硬掩模。另外，已知含有無機物質(zhì)的某種下層膜(例如，參考專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)1特開2001-53068號公報專利文獻(xiàn)2特開2001-242630號公報專利文獻(xiàn)3特開2003-177206號公報
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的專利技術(shù)。本專利技術(shù)的目的在于提供用于利用旋涂法來形成硬掩模的形成下層膜的組合物。另外，提供可以利用旋涂法來形成的、與上層涂布、形成的光致抗蝕劑不發(fā)生混合的下層膜。另外，提供可以作為下述膜來使用的下層膜，所述膜為利用旋涂法形成的、減少曝光照射光從基板向形成于半導(dǎo)體基板上的光致抗蝕劑的反射的下層防反射膜；用于使具有凹凸的半導(dǎo)體基板平坦化的平坦化膜；防止加熱烘烤等時由半導(dǎo)體基板產(chǎn)生的物質(zhì)所導(dǎo)致的光致抗蝕劑層的污染的膜等。另外，提供使用了形成下層膜的組合物的光刻用下層膜的形成方法、和光致抗蝕劑圖形的形成方法。本專利技術(shù)，作為第1觀點，是一種形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜的組合物，含有平均粒徑為1～1000nm的金屬氮化物粒子和有機溶劑；作為第2觀點，是一種形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜的組合物，含有平均粒徑為1～1000nm的金屬氮化物粒子、有機材料和有機溶劑；作為第3觀點，是如第1觀點或第2觀點所述的形成下層膜的組合物，上述金屬氮化物粒子含有選自鈦、硅、鉭、鎢、鈰、鍺、鉿、鎵中的至少一種元素；作為第4觀點，是如第1觀點或第2觀點所述的形成下層膜的組合物，上述金屬氮化物粒子為選自氮化鈦、氮氧化鈦、氮化硅、氮氧化硅、氮化鉭、氮氧化鉭、氮化鎢、氮氧化鎢、氮化鈰、氮氧化鈰、氮化鍺、氮氧化鍺、氮化鉿、氮氧化鉿、氮化銫、氮氧化銫、氮化鎵、氮氧化鎵中的至少一種金屬氮化物的粒子；作為第5觀點，是如第2觀點所述的形成下層膜的組合物，上述有機材料為選自聚合物、交聯(lián)性化合物和吸光性化合物中的至少一種成分； 作為第6觀點，是一種形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜方法，是通過將第1觀點～第5觀點的任一項所述的形成下層膜的組合物涂布在半導(dǎo)體基板上、進(jìn)行烘烤來進(jìn)行的；作為第7觀點，是如第6觀點所述的形成下層膜的方法，上述烘烤是在烘烤溫度為80℃～300℃，烘烤時間為0.5～10分鐘的條件下進(jìn)行的；作為第8觀點，是一種在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜，是通過將第1觀點～第5觀點的任一項所述的形成下層膜的組合物涂布在半導(dǎo)體基板上、在烘烤溫度為80℃～300℃，烘烤時間為0.5～10分鐘的條件下進(jìn)行烘烤來形成的；作為第9觀點，一種在半導(dǎo)體器件的制造中使用的光致抗蝕劑圖形的形成方法，包括以下工序?qū)⒌?觀點～第5觀點的任一項所述的形成下層膜的組合物涂布在半導(dǎo)體基板上、進(jìn)行烘烤來形成下層膜的工序，在該下層膜上形成光致抗蝕劑層的工序，對由下層膜和光致抗蝕劑層被覆的半導(dǎo)體基板進(jìn)行曝光的工序，在曝光后進(jìn)行顯影的工序；作為第10觀點，是如第9觀點所述的光致抗蝕劑圖形的形成方法，上述曝光是利用248nm、193nm或157nm的波長的光進(jìn)行的。本專利技術(shù)是用于形成含有金屬氮化物粒子的下層膜的形成下層膜的組合物。通過本專利技術(shù)，可以提供一種下層膜，其不與光致抗蝕劑混合，具有很慢的干蝕刻速度。利用本專利技術(shù)獲得的含有金屬氮化物粒子的下層膜，可以使干蝕刻工序時的半導(dǎo)體基底基板的加工變得容易。另外，通過使用本專利技術(shù)獲得的含有金屬氮化物粒子的下層膜，可以減少通過干蝕刻來除去下層膜時的光致抗蝕劑的膜厚的減少量。具體實施例方式本專利技術(shù)的形成下層膜的組合物含有金屬氮化物粒子和有機溶劑。另外，本專利技術(shù)的形成下層膜的組合物含有金屬氮化物粒子、有機材料和有機溶劑。另外，還可以含有碳粒子、氧化硅粒子和氧化鈦等的無機物粒子。本專利技術(shù)的形成下層膜的組合物中的固體成分的比例，例如為0.1～70％質(zhì)量，或者為0.5～50％質(zhì)量，或者為1～40質(zhì)量％，或者為10～30質(zhì)量％。這里所謂固體成分是指，從形成下層膜的組合物的全體成分中除去有機溶劑成分后的成分。在本專利技術(shù)的形成下層膜的組合物中使用金屬氮化物粒子和有機材料的情況下，作為其含量，在固體成分中，以金屬氮化物粒子計，例如為40～99.9質(zhì)量％，例如為50～99.5質(zhì)量％，或者為60～99質(zhì)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜的組合物，含有平均粒徑為１～１０００ｎｍ的金屬氮化物粒子和有機溶劑。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】JP 2003-12-26 431792/20031.一種形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜的組合物，含有平均粒徑為1～1000nm的金屬氮化物粒子和有機溶劑。2.一種形成在半導(dǎo)體器件的制造中使用的下層膜的組合物，含有平均粒徑為1～1000nm的金屬氮化物粒子、有機材料和有機溶劑。3.如權(quán)利要求1或2所述的形成下層膜的組合物，上述金屬氮化物粒子含有選自鈦、硅、鉭、鎢、鈰、鍺、鉿和鎵中的至少一種元素。4.如權(quán)利要求1或2所述的形成下層膜的組合物，上述金屬氮化物粒子為選自氮化鈦、氮氧化鈦、氮化硅、氮氧化硅、氮化鉭、氮氧化鉭、氮化鎢、氮氧化鎢、氮化鈰、氮氧化鈰、氮化鍺、氮氧化鍺、氮化鉿、氮氧化鉿、氮化銫、氮氧化銫、氮化鎵和氮氧化鎵中的至少一種金屬氮化物的粒子。5.如權(quán)利要求2所述的形成下層膜的組合物，上述有機材料為選自聚合物、交聯(lián)性化合物和吸光性化合物中的至少一種成分。6.一種在半導(dǎo)體器件的制造中使...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：竹井敏，境田康志，
申請(專利權(quán))人：日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]