光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜形成用组合物、光刻用下层膜及其制造方法、以及抗蚀图案形成方法技术

本发明专利技术提供含有下述式(1)所示的化合物或包含源自下述式(1)所示化合物的结构单元的树脂中的至少任意者的光刻用下层膜形成材料。(式(1)中，R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜形成用组合物、光刻用下层膜及其制造方法、以及抗蚀图案形成方法
本专利技术涉及光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜形成用组合物、光刻用下层膜及其制造方法、以及抗蚀图案形成方法。
技术介绍
在半导体器件的制造中，进行了基于使用光致抗蚀剂材料的光刻的微细加工，但近年来随着LSI的高集成化和高速化，要求基于图案规则的进一步的微细化。而且，在使用被用作目前通用技术的光曝光的光刻中，正逐渐接近源自光源的波长在本质上的分辨率的界限。抗蚀图案形成时使用的光刻用的光源是由KrF准分子激光(248nm)被短波长化为ArF准分子激光(193nm)的。然而，随着抗蚀图案微细化的发展，会产生分辨率的问题或在显影后抗蚀图案倒塌的问题，因此期望抗蚀剂的薄膜化。然而，若仅进行抗蚀剂的薄膜化，则变得难以得到足以进行基板加工的抗蚀图案的膜厚。因此，不仅抗蚀图案需要，在抗蚀剂和所加工的半导体基板之间制作抗蚀剂下层膜，对于该抗蚀剂下层膜也需要使其具有在基板加工时作为掩模功能的工艺。现在，作为这样的工艺用的抗蚀剂下层膜，已知有各种抗蚀剂下层膜。例如作为实现与以往的蚀刻速度快的抗蚀剂下层膜不同、具有与抗蚀剂接近的干蚀刻速度选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了如下的多层抗蚀剂工艺用下层膜形成材料，其含有树脂成分和溶剂，所述树脂成分至少具有通过施加规定的能量而使末端基脱离从而产生磺酸残基的取代基(例如参照专利文献1)。另外，作为实现具有比抗蚀剂小的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了包含具有特定重复单元的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参照专利文献2)。进而，作为实现具有比半导体基板小的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了含有使苊烯类的重复单元和具有取代或未取代的羟基的重复单元进行共聚而成的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参照专利文献3)。另一方面，在这种抗蚀剂下层膜中，作为具有高耐蚀刻性的材料，众所周知的是通过在原料中使用了甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等的CVD形成的无定形碳下层膜。然而，从工艺上的观点出发，要求可以通过旋转涂布法、丝网印刷等湿法工艺形成抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜材料。另外，提出了，作为光学特性及耐蚀刻性优异，同时可溶于溶剂中且可应用湿法工艺的材料，含有包含特定结构单元的萘甲醛聚合物及有机溶剂的光刻用下层膜形成组合物(例如参照专利文献4和5)。需要说明的是，关于3层工艺中形成抗蚀剂下层膜时所使用的中间层的形成方法，例如已知有氮化硅膜的形成方法(例如参照专利文献6)、氮化硅膜的CVD形成方法(例如参照专利文献7)。另外，作为3层工艺用的中间层材料，已知有包含倍半硅氧烷基础的硅化合物的材料(例如参照专利文献8及9)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-177668号公报专利文献2：日本特开2004-271838号公报专利文献3：日本特开2005-250434号公报专利文献4：国际公开第2009/072465专利文献5：国际公开第2011/034062专利文献6：日本特开2002-334869号公报专利文献7：国际公开第2004/066377专利文献8：日本特开2007-226170号公报专利文献9：日本特开2007-226204号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，以往提出了很多种光刻用下层膜形成材料，但它们都不具有可应用旋转涂布法、丝网印刷等湿法工艺的高溶剂溶解性，而且也不以高水准兼具耐热性和耐蚀刻性，要求开发新的材料。因此，本专利技术是鉴于上述现有技术的问题而作出的，其目的在于，提供可应用湿法工艺、对形成耐热性及耐蚀刻性优异的光致抗蚀剂下层膜有用的光刻用下层膜形成材料。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述现有技术的问题而反复深入研究，结果发现，通过使用含有具有特定结构的化合物或树脂的下层膜形成材料，可得到耐热性及耐蚀刻性优异的光致抗蚀剂下层膜，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下。[1]一种光刻用下层膜形成材料，其含有下述式(1)所示的化合物或包含源自下述式(1)所示化合物的结构单元的树脂中的至少任意者。(式(1)中，R1为碳数1～60的2n价基团或单键，R2各自独立地为卤素原子、碳数1～10的直链状、支链状或环状的烷基、碳数6～10的芳基、碳数2～10的烯基、碳数1～30的烷氧基、硫醇基或羟基，在同一萘环或苯环中任选相同或不同，n为1～4的整数，n为2以上的整数的情况下，n个[]内的结构单元的结构式任选相同或不同，X表示氧原子、硫原子或为无桥接，m2各自独立地为0～7的整数，其中至少1个m2为1～7的整数，q各自独立地为0或1，其中，选自由R1及R2组成的组中的至少1个为包含碘原子的基团。)[2]根据[1]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1)所示的化合物为下述式(1-1)所示的化合物。(式(1-1)中，R1、n及q与前述含义相同，R3各自独立地为卤素原子、碳数1～10的直链状、支链状或环状的烷基、碳数6～10的芳基、或碳数2～10的烯基、碳数1～30的烷氧基、硫醇基，在同一萘环或苯环中任选相同或不同，m5各自独立地为1～6的整数，m6各自独立地为0～5的整数，m5+m6为1～6的整数，其中，选自由R1及R3组成的组中的至少1个为包含碘原子的基团。)[3]根据[2]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1-1)所示的化合物为下述式(1-2)所示的化合物。(式(1-2)中，R1、R3、m、n及q与前述含义相同。选自由R1及R3组成的组中的至少1个为包含碘原子的基团。)[4]根据[3]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1-2)所示的化合物为下述式(1-3)所示的化合物。(式(1-3)中，q与前述含义相同，X’为氢原子、卤素原子或碳数1～59的1价基团，R0各自独立地为碳数1～4的烷基或卤素原子，在同一萘环或苯环中任选相同或不同，p2各自独立地为0～5的整数，其中，选自由X’及R0组成的组中的至少1个为包含碘原子的基团。)[5]根据[4]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1-3)所示的化合物为下述式(1-4)所示的化合物。(式(1-4)中，R5为碘原子或选自包含碘原子的碳数1～10的直链状、支链状或环状的烷基、包含碘原子的碳数6～10的芳基、包含碘原子的碳数6～10的杂环基、包含碘原子的碳数2～10的烯基及包含碘原子的碳数1～30的烷氧基中的1价基团。)[6]根据[5]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1-4)所示的化合物为下述式(1-5)或下述式(1-6)所示的化合物。(式(1-5)及式(1-6)中，R6为选自由卤素原子、碳数1～10的直链状、支链状或环状的烷基、碳数6～10的芳基、碳数2～10的烯基、碳数1～30的烷氧基、硫醇基及羟基组成的组中的1种以上。k为1～5的整数，k’为1～3的整数。其中，R6的至少1个为包含碘原子的1价基团。)[7]根据[6]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1-5)或前述式(1-6)所示的化合物为选自由下述化合物组成的组中的1种以上。[8]一种光刻用下层膜形成用组合物，其中，含有[1]～[7]中任一项所述的光刻用下层膜形成材料和溶剂。[9]根据[8]所述的光刻用下层膜形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻用下层膜形成材料，其含有下述式(1)所示的化合物或包含源自下述式(1)所示化合物的结构单元的树脂中的至少任意者，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.31 JP 2015-1701901.一种光刻用下层膜形成材料，其含有下述式(1)所示的化合物或包含源自下述式(1)所示化合物的结构单元的树脂中的至少任意者，式(1)中，R1为碳数1～60的2n价基团或单键，R2各自独立地为卤素原子、碳数1～10的直链状、支链状或环状的烷基、碳数6～10的芳基、碳数2～10的烯基、碳数1～30的烷氧基、硫醇基或羟基，在同一萘环或苯环中任选相同或不同，n为1～4的整数，n为2以上的整数的情况下，n个[]内的结构单元的结构式任选相同或不同，X表示氧原子、硫原子或为无桥接，m2各自独立地为0～7的整数，其中至少1个m2为1～7的整数，q各自独立地为0或1，其中，选自由R1及R2组成的组中的至少1个为包含碘原子的基团。2.根据权利要求1所述的光刻用下层膜形成材料，其中，所述式(1)所示的化合物为下述式(1-1)所示的化合物，式(1-1)中，R1、n及q与前述含义相同，R3各自独立地为卤素原子、碳数1～10的直链状、支链状或环状的烷基、碳数6～10的芳基、或碳数2～10的烯基、碳数1～30的烷氧基、硫醇基，在同一萘环或苯环中任选相同或不同，m5各自独立地为1～6的整数，m6各自独立地为0～5的整数，m5+m6为1～6的整数，其中，选自由R1及R3组成的组中的至少1个为包含碘原子的基团。3.根据权利要求2所述的光刻用下层膜形成材料，其中，所述式(1-1)所示的化合物为下述式(1-2)所示的化合物，式(1-2)中，R1、R3、m、n及q与前述含义相同，选自由R1及R3组成的组中的至少1个为包含碘原子的基团。4.根据权利要求3所述的光刻用下层膜形成材料，其中，所述式(1-2)所示的化合物为下述式(1-3)所示的化合物，式(1-3)中，q与前述含义相同，X’为氢原子、卤素原子或碳数1～59的1价基团，R0各自独立地为碳数1～4的烷基或卤素原子，在同一萘环或苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋田匠，牧野嶋高史，佐藤隆，越后雅敏，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP