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、图案形成方法、树脂、以及纯化方法技术

本实施方式提供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)所示的化合物的结构单元的树脂中的至少任一种。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、图案形成方法、树脂、以及纯化方法
本实施方式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、图案形成方法、树脂、以及纯化方法。
技术介绍
在半导体器件的制造中，进行基于使用了光致抗蚀材料的光刻的微细加工，但近年来，随着LSI的高集成化和高速度化，要求基于图案规则的进一步微细化。并且，在使用了被用作目前通用技术的光曝光的光刻中，正逐渐接近光源的波长所带来的本质的分辨率的极限。在抗蚀图案形成时使用的光刻用的光源从KrF准分子激光(248nm)被短波长化为ArF准分子激光(193nm)。但是，若推进抗蚀图案的微细化，则会产生分辨率的问题或者显影后抗蚀图案倒塌等问题，因而希望抗蚀剂的薄膜化。然而，如果仅进行抗蚀剂的薄膜化，则变得难以得到对基板加工而言充分的抗蚀图案的膜厚。因此，开始需要如下工艺：不仅是抗蚀图案，在抗蚀剂与所加工的半导体基板之间制作了抗蚀剂下层膜，使该抗蚀剂下层膜也具有作为基板加工时的掩模的功能。现在，作为这种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并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抗蚀剂下层膜，提出了含有树脂成分和溶剂的多层抗蚀剂工艺用下层膜形成材料，所述树脂成分至少具有通过施加规定的能量而使末端基团脱离并生成磺酸残基的取代基(例如参见专利文献1)。另外，作为实现与抗蚀剂相比具有小的干蚀刻速度选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜，提出了包含具有特定的重复单元的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参见专利文献2)。进而，作为实现与半导体基板相比具有小的干蚀刻速度选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜，提出了包含使苊烯类的重复单元与具有取代或非取代的羟基的重复单元共聚而成的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参见专利文献3)。另一方面，在这种抗蚀剂下层膜中，作为具有高蚀刻耐性的材料，大多已知通过在原料中使用甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等的CVD而形成的非晶质碳下层膜。然而，从工艺上的观点出发，要求能够通过旋涂法、丝网印刷等湿式工艺形成抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜材料。另外，作为光学特性和蚀刻耐性优异并且可溶于溶剂、能够适用于湿式工艺的材料，提出了含有包含特定结构单元的萘甲醛聚合物和有机溶剂的光刻用下层膜形成组合物(参见专利文献4和5。)。需要说明的是，关于在3层工艺中的抗蚀剂下层膜的形成中使用的中间层的形成方法，例如已知硅氮化膜的形成方法(例如参见专利文献6)、硅氮化膜的CVD形成方法(例如参见专利文献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(例如参见专利文献8和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，虽然以往提出了多种光刻用下层膜形成材料，但没有不仅具有能够适用于旋涂法、丝网印刷等湿式工艺的高溶剂溶解性、而且以高水平兼具耐热性和蚀刻耐性的材料，要求开发新型材料。因此，本专利技术是鉴于上述现有技术的课题而作出的，其目的在于，提供可应用于湿式工艺、且对于形成耐热性和蚀刻耐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。本专利技术人等为了解决上述现有技术的课题而反复进行了深入研究，结果发现，通过使用具有特定结构的化合物或树脂，可得到耐热性和蚀刻耐性优异的光致抗蚀剂下层膜，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。[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)所示的化合物的结构单元的树脂中的至少任一种。(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、支链状或者环状的烷基、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、羟基或羟基的氢原子被酸解离性基团取代而成的基团，在同一萘环或苯环中可以相同也可以不同，此处，至少1个R2为羟基的氢原子被酸解离性基团取代而成的基团，n为1～4的整数，n为2以上的整数时，n个[]内的结构单元的结构式可以相同也可以不同，X表示氧原子、硫原子或未桥接，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。)[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以及q与前述定义相同,R3各自独立地为卤素原子、碳数1～10的直链状、支链状或者环状的烷基、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可以相同也可以不同，R4各自独立地为氢原子或酸解离性基团，此处，至少1个R4为酸解离性基团，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。)[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、R4、m6、n以及q与前述含义相同，其中，至少1个R4为酸解离性基团。)[4]根据[3]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1)所示的化合物为下述式(1-3)所示的化合物。(式(1-3)中，R4和q与前述定义相同，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可以相同也可以不同，p2各自独立地为0～5的整数，其中，至少1个R4为酸解离性基团。)[5]根据[4]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述式(1-3)中的q为1。[6]根据[5]所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述化合物如下述式(1-5)或下述式(1-6)所示。(式(1-5)和式(1-6)中，R4与前述定义相同，R6为选自由卤素原子、碳数1～10的直链状、支链状或者环状的烷基、碳数6～10的芳基、碳数2～10的烯基、碳数1～30的烷氧基、硫醇基以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，至少1个R4为酸解离性基团。)[7]根据[1]～[6]中任一项所述的光刻用下层膜形成材料，其中，前述化合物具有包含碘原子的基团。[8]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。[9]一种光刻用下层膜形成用组合物，其含有[1]～[8]中任一项所述的光刻用下层膜形成材料和溶剂。[10]根据[9]所述的光刻用下层膜形成用组合物，其还含有产酸剂。[11]根据[9]或[10]所述的光刻用下层膜形成用组合物，其还含有交联剂。[12]一种光刻用下层本文档来自技高网...

【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)所示的化合物的结构单元的树脂中的至少任一种，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.31 JP 2015-1701911.一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)所示的化合物的结构单元的树脂中的至少任一种，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、羟基或羟基的氢原子被酸解离性基团取代而成的基团，在同一萘环或苯环中可以相同也可以不同，此处，至少1个R2为羟基的氢原子被酸解离性基团取代而成的基团，n为1～4的整数，n为2以上的整数时，n个[]内的结构单元的结构式可以相同也可以不同，X表示氧原子、硫原子或未桥接，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。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以及q与前述定义相同，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可以相同也可以不同，R4各自独立地为氢原子或酸解离性基团，此处，至少1个R4为酸解离性基团，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。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、R4、m6、n以及q与前述含义相同，其中，至少1个R4为酸解离性基团。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)所示的化合物为下述式(1-3)所示的化合物，式(1-3)中，R4和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可以相同也可以不同，p2各自独立地为0～5的整数，其中，至少1个R4为酸解离性基团。5.根据权利要求4所述的光刻用下层膜形成材料，其中，所述式(1-3)中的q为1。6.根据权利要求5所述的光刻用下层膜形成材料，其中，所述化合物如下述式(1-5)或下述式(1-6)所示，式(1-5)和式(1-6)中，R4与前述含义相同，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、硫醇基以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，至少1个R4为酸解离性基团。7.根据权利要求1～6中任一项所述的光刻用下层膜形成材料，其中，所述化合物具有包含碘原子的基团。8.根据权利要求6所述的光刻用下层膜形成材料，其中，所述式(1-5)或所述式(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，9.一种光刻用下层膜形成用组合物，其含有权利要求1～8中任一项所述的光刻用下层膜形成材料和溶剂。10.根据权利要求9所述的光刻用下层膜形成用组合物，其还含有产酸剂。11.根据权利要求9或10所述的光刻用下层膜形成用组合物，其还含有交联剂。12.一种光刻用下层膜，其由权利要求9～11中任一项所述的光刻用下层膜形成用组合物形成。13.一种光刻用下层膜的制造方法，其中，使用权利要求9～11中任一项所述的光刻用下层膜形成用组合物在基板...

【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