专利名称：含有带脂肪族环和芳香族环的树脂的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及对半导体基板加工有效的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物(下文中也称作“抗蚀剂下层膜形成用组合物”)、以及使用由该组合物形成的光刻用抗蚀剂下层膜(下文中也称作“抗蚀剂下层膜”)的抗蚀剂图案的形成方法、和半导体装置的制造方法。
背景技术：
一直以来，在半导体装置的制造中，使用光致抗蚀剂组合物通过光刻进行微细加工。上述微细加工是下述加工法通过在硅晶片等半导体基板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，隔着描绘了半导体器件图案的掩模向该光致抗蚀剂组合物的薄膜照射紫外线等活性光线，进行显影，以所得的光致抗蚀剂图案作为保护膜对硅晶片等被加工基板进行蚀刻处理。然而，近年来，半导体器件不断高度集成化，所使用的活性光线有发生从KrF准分子激光048nm)向ArF准分子激光(193nm)短波长化的倾向。与此相伴，活性光线在基板上的漫反射和驻波的影响成了大问题。因此，广泛研究了在光致抗蚀剂与被加工基板之间设置防反射膜(底部抗反射涂层，bottom anti-reflective coating)的方法。但随着抗蚀剂图案不断微细化，现在产生成像清晰度的问题和抗蚀剂图案显影后倒塌的问题，因而希望抗蚀剂薄膜化。因此，得到足以进行基板加工的充分的抗蚀剂图案膜厚变得困难，不仅抗蚀剂图案，而且在抗蚀剂和要加工的半导体基板之间制作的抗蚀剂下层膜也需要进行工序以具有作为基板加工时的掩模功能。作为这种工艺用的抗蚀剂下层膜，与以往的高蚀刻性(蚀刻速度快)的抗蚀剂下层膜不同，要求是具有与抗蚀剂接近的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜、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、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。于是，为了满足上述要求，公开了将脂肪族环氧聚合物和蒽甲酸反应而成的聚合物作为抗蚀剂下层的防反射膜使用(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 国际公开第2006/132088号下册子
发明内容
发明要解决的课题本发明要提供在半导体装置制造的光刻工艺中使用的抗蚀剂下层膜形成用组合物。此外本发明提供在不与抗蚀剂层发生掺混的情况下得到优异抗蚀剂图案的、具有与抗蚀剂接近的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜、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、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。进而本发明提供使用由光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的光刻用抗蚀剂下层膜来形成抗蚀剂图案的方法。并且提供用于形成兼有耐热性的形成抗蚀剂下层膜的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物。解决课题的手段本发明，作为第1观点，是一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有由脂环式环氧聚合物(A)、与稠环式芳香族羧酸和单环式芳香族羧酸(B)之间的反应得到的反应生成物(C)。作为第2观点，是如第1观点所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述脂环式环氧聚合物(A)具有下述式(1)所示的重复结构单元，
权利要求
1.一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有由脂环式环氧聚合物(A)、与稠环式芳香族羧酸和单环式芳香族羧酸(B)之间的反应得到的反应生成物(C)。
2.如权利要求1所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述脂环式环氧聚合物 (A)具有下述式(1)所示的重复结构单元，
3.如权利要求1或权利要求2所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述稠环式芳香族羧酸和单环式芳香族羧酸(B)中含有稠环式芳香族羧酸(Bi)和单环式芳香族羧酸 (B2)，它们的比例为摩尔比Bl B2 = 3 7 7 3。
4.如权利要求3所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述稠环式芳香族羧酸 (Bi)是9-蒽甲酸，上述单环式芳香族羧酸(B》是苯甲酸。
5.如权利要求1 4的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述反应生成物(C)是具有下述式( 所示重复结构单元的聚合物，
6.如权利要求1 5的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述反应生成物(C)是含有下述式(3)、式(4)和式( 所示的重复结构单元的聚合物，在将上述反应生成物(C)中含有的重复结构单元的总数设为1.0时，下述式(3)所示的重复结构单元的数量a、下述式(4)所示的重复结构单元的数量b、下述式(5)所示的重复结构单元的数量 c 满足0 彡 a 彡 0. 2，0· 3 彡 b 彡 0. 7，0· 3 彡 c 彡 0. 7，0· 5 彡 b+c 彡 1. 0。
7.如权利要求6所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述反应生成物(C)是以下聚合物在将上述反应生成物(C)中含有的重复结构单元的总数设为1. O时，上述式(3) 所示的重复结构单元的数量a、上述式(4)所示的重复结构单元的数量b、上述式(5)所示的重复结构单元的数量c满足上述a为0，上述b为0. 45，上述c为0. 55。
8.如权利要求1 7的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有交联剂。
9.如权利要求1 8的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有酸或产酸剂。
10.一种光刻用抗蚀剂下层膜，是通过将权利要求1 9的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布到半导体基板上，并烘烤，从而得到的。
11.一种在半导体的制造中使用的抗蚀剂图案的形成方法，包含将权利要求1 9的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布到半导体基板上、并烘烤，从而形成光刻用抗蚀剂下层膜的工序。
12.—种半导体装置的制造方法，包含以下工序由权利要求1 9的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物在半导体基板上形成光刻用抗蚀剂下层膜的工序，在光刻用抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序，通过照射光或电子束，并显影来形成抗蚀剂图案的工序，通过抗蚀剂图案来蚀刻该光刻用抗蚀剂下层膜的工序，以及通过图案化了的光刻用抗蚀剂下层膜来加工半导体基板的工序。
13.一种半导体装置的制造方法，包含以下工序由权利要求1 9的任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物在半导体基板上形成光刻用抗蚀剂下层膜的工序，在光刻用抗蚀剂下层膜上形成硬掩模的工序，进而在硬掩模上形成抗蚀剂膜的工序，通过照射光或电子束，并显影来形成抗蚀剂图案的工序，通过抗蚀剂图案来蚀刻硬掩模的工序，通过图案化的硬掩模来蚀刻该光刻用抗蚀剂下层膜的工序，以及通过图案化了的光刻用抗蚀剂下层膜来加工半导体基板的工序。
全文摘要
本发明要提供兼有耐热性和耐蚀刻性的抗蚀剂下层膜。提供了含有脂环式环氧聚合物(A)与稠环式芳香族羧酸和单环式芳香族羧酸(B)的反应生成物(C)的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物。上述脂环式环氧聚合物(A)具有下述式(1)(T表示聚合物主链中的具有脂肪族环的重复结构单元，E表示环氧基或具有环氧基的有机基团。)所示的重复结构单元。此外，上述稠环式芳香族羧酸和单环式芳香族羧酸(B)中含有稠环式芳香族羧酸(B1)和单环式芳香族羧酸(B2)，它们的摩尔比为B1∶B2＝3∶7～7∶3的比例。进而上述稠环式芳香族羧酸(B1)是9-蒽甲酸，上述单环式芳香族羧酸(B2)是苯甲酸。
文档编号H01L21/027GK102472973SQ20108003630
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月11日 优先权日2009年8月19日
发明者境田康志, 新城彻也, 桥本圭祐, 西卷裕和 申请人:日产化学工业株式会社