[发明专利]纳米压印用抗蚀剂下层膜形成用组合物

说明书

提供在高温烧成时也显示异常高的疏水性、良好的平坦化性，可以通过变更分子骨架来调整为适应于工艺的光学常数、蚀刻速度的纳米压印用抗蚀剂下层膜形成用组合物。一种纳米压印用抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含具有下述式(1)所示的重复单元结构的酚醛清漆树脂，[在式(1)中，基A表示具有芳香族环、稠合芳香族环、或稠合芳香族杂环的有机基，基B表示具有芳香族环或稠合芳香族环的有机基，基E表示单键、或者可以被取代且可以包含醚键和/或羰基的支链或直链的碳原子数1～10的亚烷基，基D表示式(2)所示的碳原子数1～15的有机基，n表示1～5的数。(式(2)中，R¹、R²、R³各自独立地为氟原子、或者直链、支链、或环状的烷基，R¹、R²、R³中的任意两者可以相互结合而形成环。)]。

技术领域

本发明涉及纳米压印用抗蚀剂下层膜形成用组合物、作为由该组合物形成的涂布膜的固化物的抗蚀剂下层膜、该抗蚀剂下层膜的制造方法、以及利用了该抗蚀剂下层膜的图案形成方法以及半导体装置的制造方法。

背景技术

在要求微细化的半导体器件、MEMS等的制造中，可以在基板上形成数纳米级的微细的结构体的光纳米压印技术受到关注。这是如下的技术：在基板(晶片)上涂布固化性组合物(抗蚀剂)，向其按压表面形成了微细的凹凸图案的模具(模)，在该状态下直接使抗蚀剂通过热或光而固化，将模具的凹凸图案转印于抗蚀剂固化膜，将模具拉离，将图案形成在基板上。

对于一般的光纳米压印技术，首先，在基板上的图案形成区域使用喷墨法等滴加液态的抗蚀剂组合物，将抗蚀剂组合物的液滴在基板上扩展(预展开)。接下来，将该抗蚀剂组合物使用相对于照射光为透明并进行了图案形成的模具(模)来进行成型。此时，抗蚀剂组合物的液滴通过毛细管现象而向基板与模具的间隙的整个区域扩展(展开)。此外，抗蚀剂组合物通过毛细管现象也向模具上的凹部的内部填充(装填)。展开和装填完成为止的时间为填充时间。在抗蚀剂组合物的填充完成后，照射光而使抗蚀剂组合物固化，接着使两者分离。通过实施这些工序，从而在基板上形成具有规定的形状的抗蚀剂的图案。

在光纳米压印技术的脱模工序中，抗蚀剂组合物与基材之间的密合性是重要的。因为如果抗蚀剂组合物与基材之间的密合性低，则有时在脱模工序中在将模具分离时，发生使抗蚀剂组合物固化而获得的光固化物的一部分附着于模具的状态下剥落的、图案剥落缺陷。作为使抗蚀剂组合物与基材之间的密合性提高的技术，提出了在抗蚀剂组合物与基材之间形成作为用于使抗蚀剂组合物与基材密合的层的密合层的技术。

此外，有时纳米压印中的图案形成使用高蚀刻耐性层。作为高蚀刻耐性层的材料，一般使用有机系材料、有机硅系材料。进一步，可以在纳米压印用抗蚀剂下层膜上，通过涂布或蒸镀而形成密合层、包含Si的有机硅层。在这些密合层、包含Si的有机硅层为疏水性、且显示高的纯水接触角的情况下，下层膜也为疏水性、且显示高的纯水接触角的情形可以期待膜间的密合性提高，不易剥离。

由于已知He、H₂、N₂、空气等在室温下为比较疏水性，因此期待与高接触角的膜的亲和性高、气体透过性提升。因此，作为下层膜材料，也优选为水接触角高的物质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-36725号公报

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明所要解决的课题是提供显示良好的平坦化性、通过烧成而获得具有高疏水性的膜、能够提高与疏水性的上层膜的密合性、而且可以通过变更树脂的分子骨架来调整为适应于工艺的光学常数、蚀刻速度的纳米压印用抗蚀剂下层膜形成用组合物。

用于解决课题的方法

本发明包含以下方案。