组合物、树脂、非晶质膜的制造方法、抗蚀图案形成方法、光刻用下层膜的制造方法及电路图案形成方法技术

一种膜形成用组合物，其包含多环多酚树脂，所述多环多酚树脂具有源自选自由式(1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合物、树脂、非晶质膜的制造方法、抗蚀图案形成方法、光刻用下层膜的制造方法及电路图案形成方法


本专利技术涉及膜形成用组合物、抗蚀剂组合物、辐射敏感组合物、非晶质膜的制造方法、抗蚀图案形成方法、光刻用下层膜形成用组合物、光刻用下层膜的制造方法及电路图案形成方法、光学构件形成用组合物、膜形成用树脂、抗蚀剂树脂、辐射敏感树脂、光刻用下层膜形成用树脂。

技术介绍

半导体器件的制造中，利用使用了光致抗蚀剂材料的光刻进行微细加工，近年来，随着LSI的高集成化和高速度化，谋求基于图案规则的进一步的微细化。用作现在的通用技术的使用光曝光的光刻中，日益接近源自光源波长的本质上的分辨率的极限。抗蚀图案形成时使用的光刻用的光源由KrF准分子激光(248nm)向ArF准分子激光(193nm)进行短波长化。但是，随着抗蚀图案的微细化进展，逐渐产生分辨率的问题或显影后抗蚀图案倒塌的问题，因此变得期待抗蚀剂的薄膜化。面对这种期望，仅凭借进行抗蚀剂的薄膜化时，在基板加工中难以得到充分的抗蚀图案的膜厚。因此，不仅是抗蚀图案，在抗蚀剂与要加工的半导体基板之间制成抗蚀剂下层膜、并使该抗蚀剂下层膜也具有作为基板加工时的掩模的功能的工艺逐渐变得必要。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。例如可以举出与以往的蚀刻速度快的抗蚀剂下层膜不同的、具有接近于抗蚀剂的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜。作为用于形成这种光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了一种含有树脂成分和溶剂的多层抗蚀层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使末端基团离去而产生磺酸残基的取代基(例如参照专利文献1)。另外，还可以举出具有比抗蚀剂还小的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜。作为用于形成这种光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了一种抗蚀剂下层膜材料，其包含具有特定的重复单元的聚合物(例如参照专利文献2)。进而，还可以举出具有比半导体基板还小的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜。作为用于形成这种光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了一种包含聚合物的抗蚀剂下层膜材料，所述聚合物是使苊烯类的重复单元与具有取代或未取代的羟基的重复单元共聚而成的(例如参照专利文献3)。另一方面，作为这种抗蚀剂下层膜中具有高的耐蚀刻性的材料，熟知有通过将甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等用于原料的化学蒸镀薄膜成膜法(化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition)、以下也记作“CVD”)而形成的无定形碳下层膜。然而，从工艺上的观点出发，寻求以旋涂法、丝网印刷等湿式工艺能形成抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜材料。而且最近，对于复杂形状的被加工层，有形成光刻用抗蚀剂下层膜的要求，寻求能形成埋入性、膜表面的平坦化性优异的下层膜的抗蚀剂下层膜材料。需要说明的是，关于3层工艺的抗蚀剂下层膜的形成中使用的中间层的形成方法，例如已知有硅氮化膜的形成方法(例如参照专利文献4)、硅氮化膜的CVD形成方法(例如参
照专利文献5)。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6和7)。本专利技术人等提出了包含特定的化合物或树脂的光刻用下层膜形成组合物(例如参照专利文献8)。作为光学部件形成组合物，提出了各种光学部件形成组合物，例如提出了：丙烯酸类树脂(例如参照专利文献9～10)、具有用烯丙基衍生的特定的结构的多酚(例如参照专利文献11)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004
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177668号公报专利文献2：日本特开2004
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271838号公报专利文献3：日本特开2005
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250434号公报专利文献4：日本特开2002
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334869号公报专利文献5：国际公开第2004/066377号专利文献6：日本特开2007
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226170号公报专利文献7：日本特开2007
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226204号公报专利文献8：国际公开第2013/024779号专利文献9：日本特开2010
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138393号公报专利文献10：日本特开2015
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174877号公报专利文献11：国际公开第2014/123005号

技术实现思路

专利技术要解决的问题如上所述，以往提出了大量的光刻用膜形成材料，但没有以高水平兼顾耐热性和耐蚀刻性，要求开发出新的材料。另外，以往提出了大量的面向光学构件的组合物，但没有以高维度兼顾耐热性、透明性和折射率，要求开发出新的材料。本专利技术是鉴于上述课题而作出的。即，本专利技术的目的在于，提供：能发挥优异的耐热性和耐蚀刻性的、膜形成用组合物、抗蚀剂组合物、辐射敏感组合物和光刻用下层膜形成用组合物、以及使用其的非晶膜的制造方法、抗蚀图案形成方法、光刻用下层膜的制造方法和电路图案形成方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述课题而反复深入研究，结果发现：通过使用具有特定结构的多环多酚树脂，可以解决上述课题，至此完成了本专利技术。即，本专利技术包含以下方案。[1]一种膜形成用组合物，其包含多环多酚树脂，所述多环多酚树脂具有源自选自由式(1
‑
0)、(1A)、及(1B)所示的芳香族羟基化合物组成的组中的至少1种单体的重复单元，前述重复单元彼此通过芳香环彼此的直接键合而连接。
(式中，Ar0表示亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚芘基(pyrenylene)、亚芴基(fluorenylene)、亚联苯基、二苯基亚甲基或亚三联苯基，R0为Ar0的取代基，各自独立地任选为同一基团或不同的基团，且表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰基、硝基、硫醇基、或杂环基，P各自独立地为氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、或任选具有取代基的碳数2～30的炔基，X表示直链或支链的亚烷基，n表示1～500的整数，r表示1～3的整数，p表示正整数，q表示正整数。)(式(1A)中，X为氧原子、硫原子、单键或为无桥接，Y为碳数1～60的2n价的基团或单键，R0各自独立地为氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、或任选具有取代基的碳数2～30的炔基，R
01
各自独立地为任选具有取代基的碳数6～40的芳基，m各自独立地为1～9的整数，m
01
为0或1,n为1～4的整数，p各自独立地为0～3的整数。)
(式(1B)中，A为苯环或稠和芳香环，R0各自独立地为氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、或任选具有取代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种膜形成用组合物，其包含多环多酚树脂，所述多环多酚树脂具有源自选自由式(1
‑
0)、(1A)、及(1B)所示的芳香族羟基化合物组成的组中的至少1种单体的重复单元，所述重复单元彼此通过芳香环彼此的直接键合而连接，式(1
‑
0)中，Ar0表示亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚芘基、亚芴基、亚联苯基、二苯基亚甲基或亚三联苯基；R0为Ar0的取代基，各自独立地任选为同一基团或不同的基团，且表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰基、硝基、硫醇基、或杂环基，P各自独立地为氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、或任选具有取代基的碳数2～30的炔基，X表示直链或支链的亚烷基，n表示1～500的整数，r表示1～3的整数，p表示正整数，q表示正整数，式(1A)中，X为氧原子、硫原子、单键或为无桥接，Y为碳数1～60的2n价的基团或单键，R0各自独立地为氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、或任选具有取代基的碳数2～30的炔基，R
01
各自独立地为任选具有取代基的碳数6～40的芳基，m各自独立地为1～9的整数，m
01
为0或1，n为1～4的整数，
p各自独立地为0～3的整数，式(1B)中，A为苯环或稠合芳香环，R0各自独立地为氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～40的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、或任选具有取代基的碳数2～30的炔基，m为1～9的整数。2.根据权利要求1所述的膜形成用组合物，其中，所述式(1
‑
0)中的P、式(1A)及(1B)中的R0的、任一者以上为氢原子。3.根据权利要求1或2所述的膜形成用组合物，其中，所述式(1
‑
0)所示的芳香族羟基化合物为式(1
‑
1)所示的芳香族羟基化合物，式(1
‑
1)中，Ar0、R0、n、r、p及q与式(1
‑
0)含义相同。4.根据权利要求3所述的膜形成用组合物，其中，所述式(1
‑
1)所示的芳香族羟基化合物为下述式(1
‑
2)所示的芳香族羟基化合物，式(1
‑
2)中，Ar2表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基，Ar2为亚苯基时，Ar1表示亚萘基或亚联苯基，Ar2为亚萘基或亚联苯基时，Ar1表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基，R
a
为Ar1的取代基，各自独立地任选为同一基团或不同的基团，R
a
表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰基、硝基、硫醇基、或杂环基，R
b
为Ar2的取代基，各自独立地任选为同一基团或不同的基团，R
b
表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰基、硝基、硫醇基、或杂环基，n表示1～500的整数，r表示1～3的整数，
p表示正整数，q表示正整数。5.根据权利要求4所述的膜形成用组合物，其中，Ar2表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基，Ar2为亚苯基时，Ar1表示亚联苯基，Ar2为亚萘基或亚联苯基时，Ar1表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基，R
a
表示氢原子、或任选具有取代基的碳数1～30的烷基，R
b
表示氢原子、或任选具有取代基的碳数1～30的烷基。6.根据权利要求4或5所述的膜形成用组合物，其中，所述式(1
‑
2)所示的芳香族羟基化合物由下述式(2)或式(3)表示，式(2)中，Ar1、R
a
、r、p、n与式(1
‑
2)含义相同，式(3)中，Ar1、R
a
、r、p、n与式(1
‑
2)含义相同。7.根据权利要求6所述的膜形成用组合物，其中，所述式(2)所示的芳香族羟基化合物由下述式(4)表示，式(4)中，R1各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰基、硝基、硫醇基、或杂环基，m1表示1～2的整数，n表示1～50的整数。8.根据权利要求6所述的膜形成用组合物，其中，所述式(3)所示的芳香族羟基化合物由下述式(5)表示，
式(5)中，R2各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰基、硝基、硫醇基、或杂环基，m2表示1～2的整数，n表示1～50的整数。9.根据权利要求6所述的膜形成用组合物，其中，所述式(2)所示的芳香族羟基化合物由下述式(6)表示，式(6)中，R3各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰基、硝基、硫醇基、或杂环基，m3表示1～4的整数，n表示1～50的整数。10.根据权利要求6所述的膜形成用组合物，其中，所述式(3)所示的芳香族羟基化合物由下述式(7)表示，式(7)中，R4各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数2～30的炔基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、任选具有取代基的碳数1～30的酰基、任选具有取代基的碳数1～30的包含羧基的基团、任选具有取代基的碳数0～30的氨基、卤素原子、氰
基、硝基、硫醇基、或杂环基，m4表示1～4的整数，n表示1～50的整数。11.根据权利要求1所述的膜形成用组合物，其中，所述式(1A)所示的芳香族羟基化合物为式(1)所示的芳香族羟基化合物，式(1)中，X、m、n及p如前述，R1与所述式(1A)中的Y含义相同，R2与所述式(1A)中的R0含义相同。12.根据权利要求11所述的膜形成用组合物，其中，所述式(1)所示的芳香族羟基化合物为下述式(1
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1)所示的芳香族羟基化合物，式(1
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1)中，Z为氧原子或硫原子，R1、R2、m、p及n如前述。13.根据权利要求12所述的膜形成用组合物，其中，所述式(1
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1)所示的芳香族羟基化合物为下述式(1
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2)所示的芳香...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本拓央，松浦耕大，堀内淳矢，岩崎敦子，牧野岛高史，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：