説明

半導体基板コーティングのための非ポリマーバインダー

【化1】


(1)式(A0)[式中、Qは、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、シータ(theta)は、有機DUV発色団を含んでいる置換基Tであるか、又はDUV光に対してほとんどあるいは全く吸収を示さない有機置換基シュワー(schwa)であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは、約2〜15までの範囲であり、bは、約0〜10までの範囲であり、cは、約0〜5までの範囲であり、そしてdは、0又は1であり、上記において、Q、W、及びシータは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しいことを条件とする。]によって表される非ポリマーバインダー(NPB);(2)架橋剤;及び(3)溶媒を含んでいる開口部充填組成物及び底面反射防止コーティングとして有用な半導体コーティング組成物。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
開口部充填組成物及び下部反射防止膜として有用な半導体コーティング組成物であって、該半導体コーティング組成物が、
(1)少なくとも一つの非ポリマーバインダー(NPB);
(2)少なくとも一つの架橋剤;及び
(3)少なくとも一つの溶媒
を含んでなり、
上記において該NPBが、式(A0):
【化1】

[式中、Qは、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Φは、有機DUV発色団含有置換基Tであるか、又はDUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基
【数1】

であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは、0〜約10までの範囲であり、cは、0〜約5までの範囲であり、そしてdは、独立して、0又は1であり、そして上記において、Q、W、及びΦは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しいということを条件とする。]
によって表される、上記半導体コーティング組成物。
【請求項2】
非ポリマーバインダー(NPB)が、非ポリマー発色団含有バインダー(NPCB)であり、そして
該(NPCB)が、式(A):
【化2】

[式中、Qは、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Tは、有機DUV発色団含有置換基であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは、0〜約10までの範囲であり、cは、0〜約5までの範囲であり、そしてdは、独立して、0又は1であり、上記において、Q、W、及びTは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を有し、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しいことを条件とする。]
によって表される、
下部反射防止膜として有用な請求項1に記載の半導体コーティング組成物。
【請求項3】
NPBが、式(B0):
【化3】

[式中、Q1は、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Φは、有機発色団含有置換基Tであるか、又はDUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基
【数2】

であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは約2〜約15までの範囲であり、bは0〜約10までの範囲であり、cは0〜約5までの範囲であり、そしてd=1であり、上記において、Q1、W、及びΦは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
(a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含む非置換のC2−C40脂肪族基;及び
(d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、少なくとも一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40脂肪族基;
から成る群より選択されることを条件とする。]
によって表される、
請求項1に記載の半導体コーティング組成物。
【請求項4】
NPCBが、式(B):
【化4】

[式中、Q1は、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Tは、有機DUV発色団含有置換基であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは0〜約10までの範囲であり、cは0〜約5までの範囲であり、そしてd=1であり、上記において、Q1、W、及びTは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含む非置換のC2−C40の脂肪族基;及び
d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、少なくとも一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40脂肪族基;
から成る群より選択されることを条件とする。]
によって表される、
請求項2に記載の半導体コーティング組成物。
【請求項5】
組成物中の少なくとも一つのNPBが、式(A6):
【化5】

[式中、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、
【数3】

は、DUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは、0〜約10までの範囲であり、cは、0〜約5までの範囲であり、そしてdは、独立して、0又は1であり、上記において、Q1、W、及び
【数4】

は、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含んでいる非置換のC2−C40の脂肪族基;及び
d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の脂肪族基;
から成る群より選択されるということを条件とする。]
によって表わされる、
請求項1に記載の半導体コーティング組成物。
【請求項6】
少なくとも一つのNPBが、式(B):
【化6】

[式中、Q1は、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Tは、有機DUV発色団含有置換基であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは0〜約10までの範囲であり、cは0〜約5までの範囲であり、そしてd=1であり、上記において、Q1、W、及びTは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
(a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含む非置換のC2−C40の脂肪族基;及び
(d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、少なくとも一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の脂肪族基;
から成る群より選択されることを条件とする。]
によって表される、
少なくとも一つのNPB、
並びに
式(A6):
【化7】

[式中、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、
【数5】

は、DUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは、0〜約10までの範囲であり、cは、0〜約5までの範囲であり、そしてdは、独立して、0又は1であり、上記において、Q1、W、及び
【数6】

は、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含んでいる、非置換のC2−C40の脂肪族基;及び
d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の脂肪族基;
から成る群より選択されるということを条件とする。]
によって表わされる少なくとも一つのNPBの双方を含んでなる、
請求項1に記載の半導体コーティング組成物。
【請求項7】
NPB中に有機発色団含有置換基Tとして存在するΦ、並びにNPB中にDUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基
【数7】

として存在するΦが、一つのNPB中に存在する、請求項1に記載の半導体コーティング組成物。
【請求項8】
式(B0):
【化8】

[式中、Q1は、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Φは、有機発色団含有置換基Tであるか、又はDUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基
【数8】

であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは約2〜約15までの範囲であり、bは0〜約10までの範囲であり、cは0〜約5までの範囲であり、そしてd=1であり、上記において、Q1、W、及びΦは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
(a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含む非置換のC2−C40脂肪族基;及び
(d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、少なくとも一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40脂肪族基;
から成る群より選択されることを条件とする。]
によって表される、
非ポリマーバインダー(NPB)。
【請求項9】
NPBが、式(B):
【化9】

[式中、Q1は、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Tは、有機DUV発色団含有置換基であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは0〜約10までの範囲であり、cは0〜約5までの範囲であり、そしてd=1であり、上記において、Q1、W、及びTは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
(a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含む非置換のC2−C40の脂肪族基;及び
(d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、少なくとも一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の脂肪族基;
から成る群より選択されることを条件とする。]
によって表される、
請求項8に記載の非ポリマーバインダー(NPB)。
【請求項10】
NPBが、式(B1):
【化10】

[式中、Q1は、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、
【数9】

は、DUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは約2〜約15までの範囲であり、bは0〜約10までの範囲であり、cは0〜約5までの範囲であり、そしてd=1であり、上記において、Q1、W、及び
【数10】

は、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しく、
そしてQ1は、
(a)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(b)環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の、直鎖、分岐鎖、環式、又は多環式の脂肪族基;
(c)環又は鎖構造の必須の部分として、酸素、硫黄、又は窒素原子を含まない、環式及び非環式成分の双方を含む非置換のC2−C40の脂肪族基;及び
(d)環式及び非環式成分の双方、並びに環又は鎖構造の必須の部分として、一つ又は複数の酸素、硫黄、又は窒素原子(これらの混合を含む)を含んでいる、非置換のC2−C40の脂肪族基;
から成る群より選択されることを条件とする。]
によって表される、
請求項8に記載の非ポリマーバインダー(NPB)。
【請求項11】
半導体デバイスの製造における平坦化層を製造する方法であって、
a)半導体基板上に二つ又はそれより多い開口部を備える工程;
b)一つ又は複数の架橋可能な非ポリマーバインダー(NPBs)、一つ又は複数の架橋剤及び一つ又は複数の溶媒を含んでなる開口部充填組成物で二つまたはそれより多い開口部を少なくとも部分的に充填する工程;及び
c)少なくとも部分的にこの組成物を硬化させるのに十分な温度で基板を加熱し、基板上に平坦化層を形成する工程を含んでなり、
上記において、NPBsは、式(A0):
【化11】

[式中、Qは、多価有機核であり、Z1及びZ11は、二価の結合基であり、Wは、二価の有機架橋基であり、Φは、有機DUV発色団含有置換基Tであるか、又はDUV光に対してほとんど若しくは全く吸収を示さない有機置換基
【数11】

であり、Xは、反応性官能基であり、Y11は、反応性官能基であり、aは、約2〜約15までの範囲であり、bは、0〜約10までの範囲であり、cは、0〜約5までの範囲であり、そしてdは、独立して、0又は1であり、そして上記において、Q、W、及びΦは、一緒にして、架橋反応において反応性のある少なくとも二つの基又は部位を含み、
但し、(a+b+c)の合計は、3より大きいか、又は3に等しいことを条件とする。]
によって表される、上記方法。
【請求項12】
請求項11に記載の方法に従って製造される、平坦化層を有する基板。
【請求項13】
基板上にレリーフ像を形成するリソグラフィ方法であって、
(a)事前に適用した第一の下部反射防止膜、又は事前に適用した開口部充填組成物で所望によりコートした基板を備える工程;
(b)第一のコーティング工程で、該基板に請求項1に記載の下部反射防止組成物である半導体コーティング組成物でコートし、未硬化下部反射防止膜(B.A.R.C.)を形成する工程;
(c)第一のベーキング工程で該未硬化下部反射防止膜をベーキングし、硬化下部反射防止膜B.A.R.C.を備える工程;
(d)第二のコーティング工程で硬化B.A.R.C.上にフォトレジストをコーティングし、硬化B.A.R.C.上にフォトレジスト膜を形成することと;
(e)第二のベーキング工程でフォトレジスト膜をベーキングし、フォトレジスト膜/硬化B.A.R.C./場合による第一の下部反射防止膜積層体を形成する工程;
(f)この積層体のフォトレジスト膜を深UV描画照射に露光する工程;
(g)積層体のフォトレジスト膜の一部を現像し、それによって積層体の下にある硬化B.A.R.C.の一部を露出する工程;
(h)硬化フォトレジスト膜/B.A.R.C./場合による第一の下部反射防止膜積層体を、水性リンスでリンスする工程;及び
(i)酸化プラズマ中で積層体の下にある硬化B.A.R.C.の露出部分をエッチングし、レリーフ像を形成する工程を、
を含んでなる、上記方法。
【請求項14】
請求項13に記載の方法に従って製造されるレリーフ像を有する基板。

【公表番号】特表2012−515369(P2012−515369A)
【公表日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−546343(P2011−546343)
【出願日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【国際出願番号】PCT/US2010/021096
【国際公開番号】WO2010/083350
【国際公開日】平成22年7月22日(2010.7.22)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.テフロン
【出願人】(305037086)フジフィルム・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・インコーポレイテッド (29)
【氏名又は名称原語表記】FujiFilm Electronic Materials USA, Inc.
【住所又は居所原語表記】80 Circuit Drive, North Kingstown, Rhode Island 02852, USA
【Fターム(参考)】