含有缩合类聚合物的半导体用防反射膜制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种防反射效果好、不发生与光致抗蚀剂的混合、可以用于使用ＡｒＦ准分子激光和Ｆ２准分子激光等照射光的光刻工艺中的防反射膜，及用于形成防反射膜的组合物。本发明专利技术提供一种形成防反射膜的组合物，其特征在于，含有具有嘧啶三酮结构、咪唑烷二酮结构、咪唑烷三酮结构或三嗪三酮结构的聚合物和溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形成防反射膜用的组合物，详细地说，涉及在制造半导体器件的光刻工艺中，能够使向涂布在半导体基板上的光致抗蚀剂层的曝光照射光从半导体基板的反射减轻的防反射膜、及用于形成该反射膜的组合物。更详细地说，涉及在用波长248nm和波长193nm等的曝光照射光进行半导体器件制造的光刻工艺中所使用的防反射膜、及形成该防反射膜用的组合物。并且，本专利技术涉及使用该防反射膜的形成光致抗蚀剂图案的方法。
技术介绍
一直以来，在半导体器件的制造中，利用采用光致抗蚀剂组合物的光刻工艺进行微细加工。所谓微细加工，是在硅晶片上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，然后通过描绘有半导体器件图案的掩模对其上照射紫外线等的活性光线，来进行显影，将得到的抗蚀剂图案作为保护膜，蚀刻处理硅晶片的加工方法。但是，近年来半导体器件向高集成化发展，所用的活性光线也有从i线(波长365nm)、KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)的短波长化发展的倾向。随之而来的是活性光线从基板的漫反射和驻波的影响成为较大问题。因此，现在广泛研究的是一种在光致抗蚀剂和基板之间设置防反射膜(bottom anti-reflective coating)的方法。作为防反射膜，已知的有钛、二氧化钛、氮化钛、氧化铬、碳、α-硅等的无机防反射膜、和由吸光性物质与高分子化合物组成的有机防反射膜。相对于前者在形成膜时必备真空蒸镀装置、CVD装置、溅射装置等设备，后者有不需要特殊设备的优点，因此对其进行了许多研究。例如，在美国专利第5919599号说明书中，记载了在同一分子内具有作为可形成交联的取代基的羟基和吸光基的丙烯酸树脂型防反射膜。另外，在美国专利第5693691号说明书中，记载了在同一分子内具有作为可形成交联的取代基的羟基和吸光基的线型酚醛清漆树脂型防反射膜。作为有机防反射膜用材料所期望的物理特性有对光或反射线有较大吸光度；不发生与光致抗蚀剂层的混合(在光致抗蚀剂溶剂中不溶)；涂布时或加热干燥时无低分子物质从防反射材料扩散到涂布在其上的抗蚀剂中；与光致抗蚀剂相比具有更大的干蚀刻速度等。近年，在使用了KrF准分子激光、ArF准分子激光的光刻工艺中，加工尺寸的微细化，即，形成的光致抗蚀剂图案尺寸的微细化逐渐发展。随着光致抗蚀剂图案的微细化发展，为了防止光致抗蚀剂图案的倒塌等，人们也逐渐开始期望能够实现光致抗蚀剂的薄膜化。而在将光致抗蚀剂以薄膜的形式使用的情况下，为了在利用蚀刻除去一起使用的有机防反射膜的工序中抑制光致抗蚀剂层膜厚变薄，人们期望着用更短的时间利用蚀刻可除去的有机防反射膜。即，为了使蚀刻除去工序短时间化，要求可作为比现有的更薄的薄膜来使用的有机防反射膜、或要求可具有比现有的还大的与光致抗蚀剂的蚀刻速度选择比的有机防反射膜。另外已知，将被芳族化合物或脂环式化合物取代的三(羟烷基)异氰脲酸酯用于广域紫外线吸收剂的技术(例如，参照专利文献1)，并已知含有氰脲酸(三聚氰酸)作为聚合性有机化合物的固化组合物(例如，参照专利文献2)。另外，也已知关于含有氰脲酸衍生物的防反射膜组合物(例如，参照专利文献3)。另外，公开了由1，3，5-三(2-羟基乙基)氰脲酸合成的聚酯被用于防反射膜(例如，参照专利文献4、专利文献5。)。专利文献1特开平11-279523号公报专利文献2特开平10-204110号公报专利文献3国际公开第02/086624号文本专利文献4欧洲专利申请公开第1298492号说明书专利文献5欧洲专利申请公开第1298493号说明书
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供一种对短波长的光，特别是对ArF准分子激光(波长193nm)具有强吸收的防反射膜，以及形成该防反射膜用的形成防反射膜的组合物。另外，本专利技术提供一种在光刻工艺的微细加工中使用ArF准分子激光(波长193nm)的照射光时，能够有效吸收来自半导体基板的反射光，而且不发生与光致抗蚀剂层的内部混合的防反射膜，以及形成该防反射膜用的形成防反射膜的组合物。另外，本专利技术还提供了使用该形成防反射膜的组合物的光致抗蚀剂图案的形成方法。鉴于这种现状，本专利技术者们进行了深入的研究，结果发现，通过含有具有嘧啶三酮结构、咪唑烷二酮结构、咪唑烷三酮结构或三嗪三酮结构的聚合物的形成反射膜的组合物，可以形成用于采用短波长光的光刻工艺的优异的防反射膜，从而完成了本专利技术。即，本专利技术作为第1观点，是含有具有式(1)所示结构的聚合物和溶剂的形成防反射膜的组合物， (式中，A1、A2、A3、A4、A5、和A6，分别表示氢原子、甲基或乙基，X1表示式(2)、式(3)、式(4)或式(5) (式中，R1和R2分别表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数为3～6的链烯基、苄基、或苯基，而且，上述苯基可以被选自碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为1～6的烷基硫基中的基团取代，另外，R1和R2可以互相结合形成碳原子数为3～6的环，R3表示碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为3～6的链烯基、苄基或苯基，而且，上述苯基可以被选自碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为1～6的烷基硫基中的基团取代)，Q表示式(6)或式(7)， (式中Q表示碳原子数为1～10的亚烷基、亚苯基、亚萘基、或亚蒽基，而且，上述亚苯基、亚萘基、和亚蒽基可以分别被选自碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为1～6的烷基硫基中的基团取代，n1及n2分别表示0或1，X2表示式(2)、式(3)、或式(5)。))作为第2观点是如第1观点中所述的形成防反射膜的组合物，其中具有上述式(1)所示结构的聚合物是通过式(8)所示化合物、和式(9)所示化合物的反应来制造的聚合物， (式中，A1、A2、A3、A4、A5、A6、X1和Q表示与第1观点中的定义相同的含义。)作为第3观点是如第1观点中所述的形成防反射膜的组合物，其中具有上述式(1)所示结构的聚合物是通过式(10)所示化合物、和式(11)所示化合物的反应来制造的聚合物， (式中，A1、A2、A3，A4、A5、A6、X1和Q表示与第1观点中的定义相同的含义。)作为第4观点是如第1观点中所述的形成防反射膜的组合物，上述式(1)所示结构是式(12)所示的结构， (式中，R1、R2和Q表示与第1观点中的定义相同的含义。)作为第5观点是如第1观点中所述的形成防反射膜的组合物，上述式(1)所示结构是式(13)所示的结构。 (式中，X1表示与第1观点中的定义相同的含义，Y表示碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基或碳原子数为1～6的烷基硫基，m表示0～4的整数，而且，在m为2～4时，Y可相同，也可不同。)作为第6观点是如第1观点中所述的形成防反射膜的组合物，其中具有上述式(1)所示结构的聚合物是通过式(8)所示化合物和式(9)所示化合物的反应制造的，是实质上仅将式(1)所示的结构作为构成聚合物的重复单元结构来含有的聚合物。作为第7观点是如第1观点中所述的形成防反射膜的组合物，其中具有上述式(1)所示结构的聚合物是通过式(10)所示化合物和式(11)所示化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成防反射膜的组合物，含有具有式（１）所示结构的聚合物和溶剂，　　　　式（１）：　　　　＊＊＊　　（１）　　　　式中，Ａ↓［１］、Ａ↓［２］、Ａ↓［３］、Ａ↓［４］、Ａ↓［５］、和Ａ↓［６］，分别表示氢原子、甲基或乙基，Ｘ↓［１］表示式（２）、式（３）、式（４）、或式（５）：　　　　＊＊＊　　　　式中，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］分别表示氢原子、碳原子数１～６的烷基、碳原子数为３～６的链烯基、苄基、或苯基，而且，上述苯基可以被选自碳原子数为１～６的烷基、卤原子、碳原子数为１～６的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为１～６的烷基硫基中的基团取代，另外，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］可以互相结合形成碳原子数为３～６的环，Ｒ↓［３］表示碳原子数为１～６的烷基、碳原子数为３～６的链烯基、苄基或苯基，而且，上述苯基可以被选自碳原子数为１～６的烷基、卤原子、碳原子数为１～６的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为１～６的烷基硫基中的基团取代，　　　　Ｑ表示式（６）或式（７），　　　　＊＊＊　　　　式中Ｑ表示碳原子数为１～１０的亚烷基、亚苯基、亚萘基、或亚蒽基，而且，上述亚苯基、亚萘基、和亚蒽基可以分别被选自碳原子数为１～６的烷基、卤原子、碳原子数为１～６的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为１～６的烷基硫基中的基团取代，ｎ↓［１］及ｎ↓［２］分别表示０或１，Ｘ↓［２］表示式（２）、式（３）、或式（５）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-4-9 115385/20041.一种形成防反射膜的组合物，含有具有式(1)所示结构的聚合物和溶剂，式(1) 式中，A1、A2、A3、A4、A5、和A6，分别表示氢原子、甲基或乙基，X1表示式(2)、式(3)、式(4)、或式(5) 式中，R1和R2分别表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数为3～6的链烯基、苄基、或苯基，而且，上述苯基可以被选自碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为1～6的烷基硫基中的基团取代，另外，R1和R2可以互相结合形成碳原子数为3～6的环，R3表示碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为3～6的链烯基、苄基或苯基，而且，上述苯基可以被选自碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为1～6的烷基硫基中的基团取代；Q表示式(6)或式(7)， 式中Q表示碳原子数为1～10的亚烷基、亚苯基、亚萘基、或亚蒽基，而且，上述亚苯基、亚萘基、和亚蒽基可以分别被选自碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基和碳原子数为1～6的烷基硫基中的基团取代，n1及n2分别表示0或1，X2表示式(2)、式(3)、或式(5)。2.如权利要求1所述的形成防反射膜的组合物，其中具有上述式(1)所示结构的聚合物是通过式(8)所示化合物、和式(9)所示化合物的反应来制造的聚合物， 式中，A1、A2、A3、A4、A5、A6、X1和Q表示与权利要求1中的定义相同的含义。3.如权利要求1所述的形成防反射膜的组合物，其中具有上述式(1)所示结构的聚合物是通过式(10)所示化合物、和式(11)所示化合物的反应来制造的聚合物， 式中，A1、A2、A3、A4、A5、A6、X1和Q表示与权利要求1中的定义相同的含义。4.如权利要求1所述的形成防反射膜的组合物，上述式(1)所示结构是式(12)所示的结构， 式中，R1、R2和Q表示与权利要求1中的定义相同的含义。5.如权利要求1所述的形成防反射膜的组合物，上述式(1)所示结构是式(13)所示的结构， 式中，X1表示与权利要求1中的定义相同的含义，Y表示碳原子数为1～6的烷基、卤原子、碳原子数为1～6的烷氧基、硝基、氰基、羟基或碳原子数为1～6的烷基硫基，m表示0～4的整数，而且，在m为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸冈高广，坂本力丸，广井佳臣，丸山大辅，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]