本发明专利技术的目的是提供不与光致抗蚀剂发生混合、具有比光致抗蚀剂大的干蚀刻速度的光刻用抗蚀剂下层膜和用于形成该下层膜的抗蚀剂下层膜形成用组合物。本发明专利技术提供了一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有聚合物和溶剂，所述聚合物含有下述式（１）所示的部分结构，式中，Ｘ１表示式（２）、式（３）、式（４）或式（４－１）所示的基团。上述聚合物除了式（１）所示的部分结构以外，还含有式（５）：（Ｒ１）ａ（Ｒ３）ｂＳｉ（Ｏ－）４－（ａ＋ｂ）所示的部分结构和／或式（６）：〔（Ｒ４）ｃＳｉ（Ｏ－）３－ｃ〕２Ｙ所示的部分结构。
【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装置的制造中使用的、用于在基板和抗蚀剂(例如光致抗蚀 剂、电子束抗蚀剂)之间形成下层膜的组合物。更详细地说，涉及在制造半导体装置的光刻 工序中、用于形成作为光致抗蚀剂的下层使用的下层膜的、光刻用抗蚀剂下层膜形成用组 合物。此外，还涉及使用该下层膜形成用组合物来形成抗蚀剂图案的方法。抗蚀剂下层膜形成用组合物中含有作为氮原子上的取代基具有甲硅烷基的聚合 物，特别是含有以甲硅烷基异氰脲酸酯为代表的聚合物。
技术介绍
一直以来，在半导体装置的制造中，人们使用光致抗蚀剂利用光刻工艺来进行微 细加工。上述微细加工的方法，是在硅晶片等的半导体基板上形成光致抗蚀剂的薄膜，然 后在光致抗蚀剂的薄膜上介由描绘成半导体装置的图案的掩模图案来照射紫外线等的活 性光线，进行显影，并以获得的光致抗蚀剂图案作为保护膜来蚀刻处理基板，由此在基板表 面形成与上述图案相对应的微细凸凹的加工方法。但近年来，随着半导体器件的高集成化 不断发展，所使用的活性光线也存在从KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光 (波长193nm)转换的短波长化倾向。与此相伴，活性光线从半导体基板反射的影响已成为 严重的问题。因此，为了解决上述问题，广泛研究了在光致抗蚀剂与基板之间设置防反射膜 (bottom anti-reflectivecoating)的方法。作为上述防反射膜，从使用的难易性等方面出 发，大量研究了由具有吸光基团的聚合物形成的有机防反射膜。可以列举出例如，在同一分 子内具有作为交联反应基团的羟基和吸光基团的丙烯酸树脂型防反射膜、在同一分子内具 有作为交联反应基团的羟基和吸光基团的酚醛清漆树脂型防反射膜等。作对防反射膜要求的特性有对光、放射线具有较大的吸光度；不与光致抗蚀剂 发生混合(在光致抗蚀剂溶剂中不溶)；在加热烘烤时不会有低分子物质从防反射膜向上 层光致抗蚀剂扩散；与光致抗蚀剂相比，具有较大的干蚀刻速度等。另外，近年来，为了解决随着半导体装置的图案规则的微细化而逐渐明显的布线 延迟的问题，研究了使用铜作为布线材料，与此同时作为在半导体基板上形成布线的方法， 研究了双镶嵌工艺。在该双镶嵌工艺中，对形成通孔、具有大的纵横比的基板形成防反射 膜。因此，对于在该工艺中使用的防反射膜，要求其具有可将上述孔无间隙地填充的埋入特 性、或在基板表面上形成平坦膜那样的平坦化特性等。此外，作为半导体基板和光致抗蚀剂之间的下层膜，已使用了作为含有硅、钛等金 属元素的硬掩模被人们所知的膜(例如，参照专利文献1)。此种情况中，抗蚀剂和硬掩模， 由于它们的构成成分区别大，所以通过干蚀刻来除去它们的速度大大依赖于干蚀刻中使用 的气体的种类。因而，可以通过选择适当的气体类，在不使光致抗蚀剂的膜厚大幅减少的情 况下，通过干蚀刻来除去硬掩模。因此，在使用光致抗蚀剂和硬掩模时，即便光致抗蚀剂形 成了较薄的膜，也可以确保作为用于半导体基板加工的保护膜(由光致抗蚀剂和硬掩模组5成)的充分的膜厚度。这样，在近年来的半导体装置的制造中，为了实现以防反射效果为代表的各种效果，逐渐在半导体基板和光致抗蚀剂之间配置了抗蚀剂下层膜。虽然一直在对抗蚀剂下层 膜用的组合物进行研究，但由于其要求特性的多样性，所以仍然希望开发出抗蚀剂下层膜 用的新材料。例如，已知使用具有硅-硅键的化合物的组合物、和图案形成方法(例如，参照专 利文献2)。此外，还公开了含有带酚醛清漆状硅烷的聚合物的防反射层形成用组合物。所述 高分子主链上有酚醛清漆基、侧链有团簇状的硅烷，并且含有产酸剂和交联性化合物(参 照专利文献3)。此外，还公开了使用含有聚有机硅烷的树脂的硬掩模材料(例如专利文献4、专利 文献5)。专利文献1 特开平11-258813号公报专利文献2 特开平10-209134号公报专利文献3 特开2005-115380号公报专利文献4 特开2001-93824号公报专利文献5 特开2005-70776号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供可以在半导体装置的制造中使用的光刻用抗蚀剂下层膜形 成用组合物。更详细地说，要提供用于形成可以作为硬掩模使用的抗蚀剂下层膜的、光刻用 抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外，要提供用于形成可以作为防反射膜使用的抗蚀剂下层 膜的、光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外，要提供不与光致抗蚀剂发生混合、具有比 光致抗蚀剂大的干蚀刻速度的光刻用抗蚀剂下层膜和用于形成该下层膜的抗蚀剂下层膜 形成用组合物。并且还要提供使用该光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物来形成光致抗蚀剂图案 的方法。本专利技术，作为观点1是一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有聚合物和溶齐U，所述聚合物含有下述式(1)所示的部分结构，O(-0)3_m(R2)mSi-R厂？八口一R广Si(R2)n(0 …抽式(1)O“式中，X1表示式⑵、式(3)、式(4)或式(4-1)所示的基团，宁3Bs—C——C-C— —N~~C—~~N—C—K U IS 丨 ARi-Si(R2)p(0-)3.p R0式(2)式(3)式(4)式(4-1)Rtl表示氢原子、烷基、芳基或链烯基，R1分别独立地表示2价有机基团，R2分别独立地表示具有烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、链烯基、环氧、丙烯酰基、 甲基丙烯酰基、巯基、氨基或氰基，并且介由Si-C键与硅原子结合的有机基团，0-表示介由Si-O键与硅原子结合的基团，R3和R4分别独立地表示氢原子、碳原子数为1 10的烷基、碳原子数为3 6的 链烯基、苄基或苯基，或者R3和R4与同它们结合的碳原子一起形成碳原子数为3 6的环， 其中，所述苯基可以被选自碳原子数为1 10的烷基、卤素原子、碳原子数为1 10的烷 氧基、硝基、氰基、羟基、和碳原子数为1 10的烷硫基中的基团取代，n、m和ρ分别独立地表示0 3的整数，但当X1表示式(2)、式(3)或(4-1)所示的基团时，0彡n+m彡5，当X1表示式⑷所示的基团时，0彡n+m+p彡8。作为观点2，是观点1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述聚合物除了式(1) 所示的部分结构以外，还含有式(5)所示的部分结构和/或式(6)所示的部分结构，(R1)a (R3) bSi(0-)4_(a+b) 式(5)式中，R1和R3分别独立地表示具有烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、链烯基、环氧、 丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基或氰基，并且介由Si-C键与硅原子结合的有机基团，a和b分别独立地表示0、1或2的整数，但a+b表示0、1或2的整数，〔(R4)cSi (0-)3_c〕2Y 式(6)式中，R4表示碳原子数为1 10的烷基，Y表示碳原子数为1 6的亚烷基，c表示0或1的整数。作为观点3，是观点1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述聚合物除了式(1) 所示的部分结构以外，还含有上述式(5)所示的部分结构。作为观点4，是观点1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述聚合物是由式(1’) 所示的有机硅化合物水解并缩合而成的，<formula>formula see original document page 7</formula>式中，X1表示式(2，)、式(3，)、式(4，)或(4，_1)所示的基团，<formula>本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有聚合物和溶剂，所述聚合物含有下述式（１）所示的部分结构，＊＊＊式（１）式中，Ｘ↓［１］表示式（２）、式（３）、式（４）或式（４－１）所示的基团，＊＊＊Ｒ↓［０］表示氢原子、烷基、芳基或链烯基，Ｒ↓［１］分别独立地表示２价有机基团，Ｒ↓［２］分别独立地表示具有烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、链烯基、环氧、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基或氰基，并且介由Ｓｉ－Ｃ键与硅原子结合的有机基团，Ｏ－表示介由Ｓｉ－Ｏ键与硅原子结合的基团，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］分别独立地表示氢原子、碳原子数为１～１０的烷基、碳原子数为３～６的链烯基、苄基或苯基，或者Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］与同它们结合的碳原子一起形成碳原子数为３～６的环，其中，所述苯基可以被选自碳原子数为１～１０的烷基、卤素原子、碳原子数为１～１０的烷氧基、硝基、氰基、羟基、和碳原子数为１～１０的烷硫基中的基团取代，ｎ、ｍ和ｐ分别独立地表示０～３的整数，但当Ｘ↓［１］表示式（２）、式（３）或（４－１）所示的基团时，０≤ｎ＋ｍ≤５，当Ｘ↓［１］表示式（４）所示的基团时，０≤ｎ＋ｍ＋ｐ≤８。
【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：中岛诚，柴山亘，菅野裕太，
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]
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