抗蚀剂下层膜形成用组合物的制作方法

本发明涉及抗蚀剂下层膜形成用组合物、作为由该组合物形成的涂布膜的烧成物的抗蚀剂下层膜、使用了该组合物的半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、近年来，对用于在制造半导体装置的光刻工艺中使用的抗蚀剂下层膜形成用组合物，要求可以形成不发生与上层的混合，可获得优异的抗蚀剂图案，与上层(硬掩模：涂布膜或蒸镀膜)、半导体基板相比具有小的干蚀刻速度的光刻用抗蚀剂下层膜，提出了具有包含苯环或萘环的重复单元的聚合物的利用(专利文献1)。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：wo 2013/047516 a1

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，以往的抗蚀剂下层膜形成用组合物对于污染装置的升华物量的减少、被覆膜的面内均匀涂布性的改善这样的要求，仍然有不令人满意的方面。此外，在半导体制造工艺中，有时采用药液进行处理，有时与此相伴要求对也被用于抗蚀剂下层膜的药液显示充分的耐性。

3、用于解决课题的方法

4、本发明解决上述课题。即，本发明包含以下方案。

5、[1]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含溶剂、以及包含下述式(1)所示的单元结构(a)的聚合物。

6、

7、(在式(1)中，

8、ar1和ar2各自表示苯环或萘环，ar1和ar2可以经由单键结合，

9、r1和r2各自为取代ar1和ar2的环上的氢原子的基团，选自卤基、硝基、氨基、氰基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、碳原子数6～40的芳基、和它们的组合，并且，该烷基、该烯基、该炔基、和该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，

10、r4选自氢原子、三氟甲基、碳原子数6～40的芳基、和杂环基，并且，该芳基和该杂环基可以被卤基、硝基、氨基、氰基、三氟甲基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、或碳原子数6～40的芳基取代，并且，该烷基、该烯基、该炔基、和该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，r5选自氢原子、三氟甲基、碳原子数6～40的芳基、和杂环基，并且，该芳基和该杂环基可以被卤基、硝基、氨基、氰基、三氟甲基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、或碳原子数6～40的芳基取代，并且，该烷基、该烯基、该炔基、和该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，

11、其中，r4与r5可以与它们所结合的碳原子一起形成环。

12、n1和n2各自为0～3的整数。)

13、[2]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，在上述式(1)中ar1和ar2为苯环。

14、[3]根据[1]或[2]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述式(1)的r5为氢原子，r4为碳原子数6～40的芳基，并且该芳基可以被卤基、硝基、氨基、氰基、三氟甲基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、或碳原子数6～40的芳基取代。

15、[4]根据[1]～[3]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述式(1)的r5为氢原子，r4为碳原子数6～40的芳基，并且该芳基可以被碳原子数6～40的芳基取代。

16、[5]根据[1]～[4]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述式(1)的r5为氢原子，r4为可以被取代的、由苯环的组合构成的基团。

17、[6]根据[1]～[5]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含交联剂。

18、[7]根据[1]～[6]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含酸和/或产酸剂。

19、[8]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，上述溶剂的沸点为160℃以上。

20、[9]一种抗蚀剂下层膜，其是由[1]～[8]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的涂布膜的烧成物。

21、[10]一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

22、使用[1]～[8]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物在半导体基板上形成抗蚀剂下层膜的工序；

23、在所形成的抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；

24、通过对所形成的抗蚀剂膜进行光或电子射线的照射与显影而形成抗蚀剂图案的工序；

25、经由所形成的抗蚀剂图案对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻、进行图案化的工序；以及

26、经由被图案化了的抗蚀剂下层膜将半导体基板进行加工的工序。

27、[11]一种半导体装置的制造方法，其包含下述工序：

28、使用[1]～[8]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物在半导体基板上形成抗蚀剂下层膜的工序；

29、在所形成的抗蚀剂下层膜上形成硬掩模的工序；

30、在所形成的硬掩模上形成抗蚀剂膜的工序；

31、通过对所形成的抗蚀剂膜进行光或电子射线的照射与显影而形成抗蚀剂图案的工序；

32、经由所形成的抗蚀剂图案对硬掩模进行蚀刻的工序；

33、经由被蚀刻了的硬掩模对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序；以及

34、将硬掩模除去的工序。

35、[12]根据[11]所述的半导体装置的制造方法，其进一步包含下述工序：

36、在除去了硬掩模的下层膜上形成蒸镀膜(间隔物)的工序；

37、将所形成的蒸镀膜(间隔物)通过蚀刻进行加工的工序；

38、将该下层膜除去的工序；以及

39、利用间隔物将半导体基板进行加工的工序。

40、[13]根据[10]～[12]中任一项所述的半导体装置的制造方法，上述半导体基板为高低差基板。

41、[14]

42、一种聚合物，其包含下述式(1)所示的单元结构(a)。

43、

44、(在式(1)中，

45、ar1和ar2各自表示苯环或萘环，ar1和ar2可以经由单键结合，

46、r1和r2各自为取代ar1和ar2的环上的氢原子的基团，选自卤基、硝基、氨基、氰基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、碳原子数6～40的芳基、和它们的组合，并且，该烷基、该烯基、该炔基、和该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，

47、r4为包含联苯基的、可以被取代的由苯环的组合构成的基团，并且，该苯环可以被卤基、硝基、氨基、氰基、三氟甲基、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～10的烷氧基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、或碳原子数6～40的芳基取代，并且，该烷基、该烯基、该炔基、和该芳基可以包含醚键、酮键、或酯键，

48、r5为氢原子，

49、n1和n2各自为0～3的整数。

50、[15]

51、根据[14]所述的聚合物，在上述式(1)中，ar1和ar2为苯环。

52、[16]

53、根据[14]所述的聚合物，在上述式(1)中，r4为可以被取代的联苯基。

54、发明的效果

55、根据本发明，提供能够发挥污染装置的升华物量的减少、被覆膜的面内均匀涂布性的改善、并且对也被用于抗蚀剂下层膜的药液也显示充分的耐性等其它良好的特性的新的抗蚀剂下层膜形成用组合物。