本发明专利技术的课题是提供用于形成具有高干蚀刻耐性与扭曲耐性，且对高低差、凹凸部显示良好的平坦化性、埋入性的抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜形成用组合物。解决手段是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，包含通过包含芳香族环的有机化合物A和醛B的反应得到的树脂，所述醛B具有至少2个具有酚式羟基的芳香族碳环基，且具有该芳香族碳环基通过叔碳原子结合而成的结构。醛B为下述式(1)。Ar1和Ar2分别表示碳原子数6～40的芳基。得到的树脂为式(2)。包含芳香族环的有机化合物A为芳香族胺或含有酚式羟基的化合物。还包含溶剂。还包含酸和/或产酸剂、交联剂。一种抗蚀剂图案的形成方法，用于半导体的制造，包含将抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布于半导体基板上，并烧成从而形成下层膜的工序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在半导体基板加工时有效的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物、以及 使用该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂图案形成法、以及半导体装置的制造方法。
技术介绍
-直以来，在半导体器件的制造中，通过使用了光致抗蚀剂组合物的光刻来进行 微细加工。前述微细加工为下述加工法：在硅晶片等被加工基板上形成光致抗蚀剂组合物 的薄膜，在该薄膜上经由绘制有半导体器件图案的掩模图案来照射紫外线等活性光线，进 行显影，将得到的光致抗蚀剂图案作为保护膜对硅晶片等被加工基板进行蚀刻处理。然而， 近年来，随着半导体器件的高集成度化发展，所使用的活性光线也从KrF受激准分子激光 (248nm)向ArF受激准分子激光（193nm)逐渐短波长化。与此相伴，活性光线从基板的漫反 射、驻波的影响成为大问题，在光致抗蚀剂与被加工基板之间设置防反射膜（底部抗反射 涂层，BottomAnti-ReflectiveCoating，BARC)的方法逐渐被广泛适用开来。另外，以进 一步的微细加工为目的，在活性光线中使用了极紫外线（EUV，13. 5nm)、电子束（EB)的光刻 技术的开发也正在进行。在EUV光刻、EB光刻中通常不发生从基板的漫反射、驻波，因而不 需要特定的防反射膜，但是作为以改善抗蚀剂图案的分辨率、密合性为目的的辅助膜，抗蚀 剂下层膜开始被广泛研究。 另一方面，随着抗蚀剂图案微细化的进行，抗蚀剂的薄膜化变得不可或缺。这是因 为微细化会导致分辨率下降、所形成的抗蚀剂图案变得容易崩塌。因此，维持对基板加工必 要的抗蚀剂图案膜厚变得困难，需要不仅使抗蚀剂图案，而且使在抗蚀剂与加工的半导体 基板之间制成的抗蚀剂下层膜也具有作为基板加工时的掩模的功能。这样的以抗蚀剂膜厚 的薄膜化为目的，使用形成至少2层抗蚀剂下层膜，将该抗蚀剂下层膜作为蚀刻掩模使用 的光刻工艺。使用下述工艺：对于那样的薄膜抗蚀剂，在蚀刻工艺中将抗蚀剂图案转印到其 下层膜，以该下层膜作为掩模进行基板加工的工艺；或在蚀刻工艺中将抗蚀剂图案转印到 其下层膜，使用不同的蚀刻气体将转印到下层膜的图案进一步转印到其下层膜，重复上述 工序，最终进行基板加工的工艺。作为光刻工艺用的抗蚀剂下层膜，要求对干蚀刻工序中的 蚀刻气体（例如碳氟化合物）具有高的耐蚀刻性等。 作为上述抗蚀剂下层膜用的聚合物，可示例出例如以下的聚合物。 示例了使用聚乙烯咔唑的抗蚀剂下层膜形成用组合物（参照专利文献1、专利文 献2和专利文献3)。 公开了使用芴苯酚酚醛清漆树脂的抗蚀剂下层膜形成用组合物（参照例如，专利 文献4)。 公开了使用芴萘酚酚醛清漆树脂的抗蚀剂下层膜形成用组合物（参照例如，专利 文献5)。 公开了包含芴苯酚与以芳基亚烷基为重复单元的树脂的抗蚀剂下层膜形成用组 合物（参照例如，专利文献6、专利文献7)。 公开了使用咔唑酚醛清漆的抗蚀剂下层膜形成用组合物（参照例如，专利文献 8)〇 公开了使用多核苯酚酚醛清漆的抗蚀剂下层膜形成用组合物（例如，专利文献 9)〇 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平2-293850号 专利文献2 :日本特开平1-154050号 专利文献3 :日本特开平2-22657号 专利文献4 :日本特开2005-128509 专利文献5 :日本特开2007-199653 专利文献6 :日本特开2007-178974 专利文献7 :美国专利第7378217号 专利文献8 :国际公开小册子W02010/147155 专利文献9 :日本特开2006-259249
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 近年来，与抗蚀剂图案的微细化相伴，产生了下述问题：因为成为蚀刻掩模的抗蚀 剂下层膜在将其作为掩模来加工底层基板的干蚀刻工序中发生称为扭曲（wiggling)的抗 蚀剂下层膜的不规则图案的弯曲，所以将期望的图案转印到底层基板变得困难。因此，在成 为蚀刻掩模的抗蚀剂下层膜中，需要在微细图案中也能抑制图案弯曲发生那样的具有高的 图案弯曲耐性的抗蚀剂下层膜。 另外，从生产性、经济性的观点出发，期望前述抗蚀剂下层膜形成用组合物与抗蚀 剂组合物同样地使用旋转涂布机来成膜。然而，使用这样的涂布型抗蚀剂下层膜形成用组 合物，为了实现良好的涂布性，需要将作为抗蚀剂下层膜形成用组合物主要成分的聚合物 树脂、交联剂、交联催化剂等溶解于适当的溶剂中。作为这样的溶剂，可举出抗蚀剂形成用 组合物所使用的丙二醇单甲基醚（PGME)、丙二醇单甲基醚乙酸酯（PGMEA)、环己酮等作为 代表的溶剂，需要抗蚀剂下层膜形成用组合物在这些溶剂中具有良好的溶解性。 进而，在使用前述抗蚀剂下层膜形成用组合物成膜抗蚀剂下层膜的烧成工序中， 产生来源于前述聚合物树脂、交联剂、交联催化剂等低分子化合物的升华成分（升华物）成 为新的问题。在半导体器件制造工序中，这样的升华物附着于成膜装置内并蓄积，从而污染 装置内，担心由于升华物作为异物附着于晶片上，因而成为缺陷（defect)等的发生要因。 因此，要求在烧成工序中能够抑制由抗蚀剂下层膜产生的升华物那样的抗蚀剂下层膜组合 物。 本专利技术基于上述那样的课题的解决而成，其目的在于，提供抗蚀剂下层膜形成用 组合物、以及使用该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂图案形成法、以及半导体装置的 制造方法，所述抗蚀剂下层膜形成用组合物能够抑制在现有的具有高干蚀刻耐性的抗蚀剂 下层膜中发生的底层基板加工时的图案弯曲，进而能够实现用于显示良好涂布成膜性的在 抗蚀剂溶剂中的高溶解性和减少成膜时产生的升华物。 用于解决课题的手段 本专利技术中，作为第1观点，是一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，包含通过包含芳香 族环的有机化合物A和醛B的反应得到的树脂，所述醛B具有至少2个具有酚式羟基的芳 香族碳环基，且具有该芳香族碳环基通过叔碳原子结合而成的结构； 作为第2观点，是根据第1观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，醛B是由下述 式（1)表示的化合物，所述醛B具有至少2个具有酚式羟基的芳香族碳环基，且具有该芳香 族碳环基通过叔碳原子结合而成的结构， 式（1)中，X表示单键、碳原子数1~10的亚烷基、或碳原子数6~40的亚芳基， Ar 1和Ar 2分别表示碳原子数6~40的芳基；R 1和R2分别表示碳原子数1~10的烷基、碳 原子数2~10的链烯基、碳原子数6~40的芳基、上述Ar 1基、上述Ar2基、氰基、硝基、-Y-Z 基、卤素原子、或它们的组合；Y表示氧原子、硫原子、或羰基，Z表示碳原子数6~40的芳 基；mJP m 3分别表示1~（3+2n)的整数；m 2和m 4分别表示0~（2+2n)的整数；(m i+m；；)和 (m3+m4)表示1~（3+2n)的整数；其中，n表示由Ar 1和Ar 2表示的芳基的苯环的稠合数； 作为第3观点，是根据第1或2观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，得到的树 脂是具有由式（2)表示的单元结构的树脂， 式（2)中，A1表示来源于包含芳香族环的有机化合物A的基团，X表示单键、碳原 子数1~10的亚烷基、或碳原子数6~40的亚芳基，Ar 1和Ar 2分别表示碳原子数6~40 的芳基；R1和R2分别表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数2~10的链烯基、碳原子数 6~40的芳基、上述A本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，包含通过包含芳香族环的有机化合物A和醛B的反应得到的树脂，所述醛B具有至少2个具有酚式羟基的芳香族碳环基，且具有该芳香族碳环基通过叔碳原子结合而成的结构。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：远藤贵文，桥本圭祐，西卷裕和，坂本力丸，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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