抗蝕劑下層膜形成用組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及光刻工藝用抗蝕劑下層膜形成用組合物。特別是設及用于形成高硬 度、不容易發生由光刻工藝所形成的抗蝕劑圖案的彎曲（wiggling)的抗蝕劑下層膜的組 合物。
【背景技術】
[0002] 在半導體裝置的制造中，利用光刻工藝進行微細加工。該光刻工藝已知存在下述 問題：當用KrF受激準分子激光、ArF受激準分子激光等紫外線激光對基板上的抗蝕劑層進 行曝光時，由于在基板表面上該紫外線激光發生反射而產生的駐波的影響，不能形成具有 期望形狀的抗蝕劑圖案。為了解決該問題，采用在基板與抗蝕劑層之間設置抗蝕劑下層膜 (防反射膜）的方法。而且，作為用于形成抗蝕劑下層膜的組合物，已知使用酪醒清漆樹脂。 例如，專利文獻1和專利文獻2中公開了含有具有將具有二苯酪基的化合物酪醒清漆化了 的重復單元的樹脂的光致抗蝕劑下層膜形成用材料。進一步，專利文獻3中公開了包含在 聚合物的主鏈中具有3個或3個W上稠合了的芳香族環的聚合物、且能夠旋轉涂布的防反 射膜組合物。
[0003] 另外，為了伴隨抗蝕劑圖案的微細化而被要求的抗蝕劑層的薄膜化，還已知形成 至少2層的抗蝕劑下層膜、且將該抗蝕劑下層膜作為掩模材使用的光刻工藝。作為形成前 述至少2層的材料，可舉出有機樹脂（例如，丙締酸樹脂、酪醒清漆樹脂）、娃樹脂（例如，有 機聚硅氧烷）、無機娃化合物（例如，SiON、Si化）。將由上述有機樹脂層形成的圖案作為掩 模進行干蝕刻時，需要該圖案對蝕刻氣體（例如碳氣化合物）具有耐蝕刻性。作為用于形 成運樣的有機樹脂層的組合物，例如專利文獻4中公開了含有包含雜環芳香族部分的聚合 物的組合物。
[0004] 現有技術文獻 陽00引專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2006-259249號公報
[0007] 專利文獻2 :日本特開2007-316282號公報
[0008] 專利文獻3 :日本特表2010-528334號公報
[0009] 專利文獻4 :日本特開2007-017976號公報
【發明內容】
[0010] 發明所要解決的課題
[0011] 另外，存在下述的問題：經由上述的光刻工藝與蝕刻工藝在需要加工的基板上形 成抗蝕劑圖案時，隨著形成的圖案寬度變窄，容易發生不規則的圖案的彎曲。具體而言，在 蝕刻目標加工基板時作為掩模材使用的抗蝕劑下層膜中，特別是由有機樹脂層形成的圖案 發生左右彎曲的現象。
[0012] 用于解決課題的手段
[0013] 本發明解決上述問題。即本發明是一種抗蝕劑下層膜形成用組合物，包含聚合物 和溶劑，所述聚合物具有由下述式（1)表示的結構單元，
[0014]
[0015] 式（1)中，公表示具有至少1個可W被面代基、硝基、氨基或徑基取代的芳香環的 碳原子數6~20的二價有機基，X2表示具有至少1個可W被面代基、硝基、氨基或徑基取代 的芳香環的碳原子數6~20的有機基、或甲氧基。
[0016] 作為上述和后述的面代基，可舉出例如氯代基、漠代基。作為上述和后述的具有至 少1個芳香環的碳原子數6~20的二價有機基，可舉出例如亞苯基、亞聯苯基、亞=聯苯 基、亞巧基、亞糞基、亞蔥基、亞巧基（由下述式（a-1)和下述式（a-2)表示的基團）、亞巧挫 基（由下述式化）表示的基團）及由下述式（C)表示的基團（式中，n表示0或1。）。作 為上述具有至少1個芳香環的碳原子數6~20的有機基，可舉出例如苯基、聯苯基、=聯苯 基、巧基、糞基、蔥基、巧基、巧挫基、由下述式（d-1)及下述式（d-2)表示的基團（式中，n表 示0或1。）。
[0017]
[0018] 前述聚合物可W還具有由下述式（2)表示的結構單元，
[0019]
[0020] 式（2)中，公表示具有至少I個可W被面代基、硝基、氨基或徑基取代的芳香環的 碳原子數6~20的二價有機基，R3表示苯基、糞基、蔥基、巧基、嚷吩基或化晚基，R4表示氨 原子、苯基或糞基，R3和R4分別表示苯基時，R3和R4可W與它們結合的同一碳原子一起形 成巧環。
[0021] 本發明的抗蝕劑下層膜形成用組合物中，進一步作為任意成分，可化含有交聯劑、 酸性化合物、熱產酸劑及表面活性劑中的至少1種。 陽0巧發明的效果
[0023]使用本發明的抗蝕劑下層膜形成用組合物而形成的抗蝕劑下層膜是高硬度的，而 且通過應用該抗蝕劑下層膜，能夠抑制光刻工藝中形成的圖案的彎曲（wiggling)。
【具體實施方式】
[0024]作為本發明的抗蝕劑下層膜形成用組合物中包含的、具有由上述式（1)表示的結 構單元的聚合物的結構單元，可舉出例如由下述式（1-1)~式（1-10)表示的結構單元。 陽0巧]
[0026] \
[0027]
[002引進一步，作為由上述式似表示的結構單元，可舉出例如由下述式（2-1)表示的結 構單元。
[0029]
[0030] 本發明的抗蝕劑下層膜形成用組合物所包含的聚合物的重均分子量W標準聚苯 乙締換算值計為例如2, 000~10, 000。
[0031] 前述聚合物能夠通過使具有2個徑基苯基的聯苯酪化合物與芳香族化合物或雜 環式化合物、根據需要與芳香族醒或芳香族酬，在橫酸化合物等酸催化劑的存在下進行聚 合反應而合成。作為前述聚合物的合成所使用的、具有2個徑基苯基的聯苯酪化合物，可舉 出例如，3, 3'，5, 5'-四甲氧基甲基-4, 4'-二徑基聯苯。作為前述聚合物的合成所使用的 芳香族化合物，可舉出例如，苯、糞、蔥、巧、巧、間=聯苯。作為前述聚合物的合成所使用的 雜環式化合物，可舉出例如，巧挫。作為前述聚合物的合成所使用的芳香族醒，可舉出例如， 慷醒、化晚甲醒、苯甲醒、糞甲醒、蔥甲醒、菲甲醒、水楊醒、苯基乙醒、3-苯基丙醒、甲苯醒、 (N，N-二甲基氨基）苯甲醒、乙酷氧基苯甲醒、1-巧甲醒、茵香醒。另外，前述聚合物的合成 所使用的芳香族酬是二芳基酬類，可舉出例如，二苯基酬、苯基糞基酬、二糞基酬、苯基甲苯 基酬、二甲苯基酬、9-巧酬。前述聚合物的合成所使用的聯苯酪化合物不限定于1種化合 物，可W使用2種W上，芳香族化合物、雜環式化合物、芳香族醒和芳香族酬也不限定于1種 化合物，可W使用2種W上。
[0032] 本發明的抗蝕劑下層膜形成用組合物可W進一步含有交聯劑。作為前述交聯劑， 優選使用具有至少二個交聯形成取代基的交聯性化合物。可舉出例如，具有徑甲基、甲氧基 甲基等交聯形成取代基的、=聚氯胺系化合物、取代脈系化合物和酪系化合物。具體而言， 是甲氧基甲基化甘脈、甲氧基甲基化=聚氯胺等化合物，可舉出例如，四甲氧基甲基甘脈、 四下氧基甲基甘脈、六甲氧基甲基=聚氯胺。進一步，作為取代脈系化合物，可舉出例如，四 甲氧基甲基脈、四下氧基甲基脈。作為酪系化合物，可舉出例如，四徑基甲基聯苯酪、四甲氧 基甲基聯苯酪、四甲氧基甲基二苯酪。
[0033] 作為前述交聯劑，另外，也可W使用具有至少二個環氧基的化合物。作為運樣的化 合物，可舉出例如，S化3-環氧丙基）異氯脈酸醋、1,4-下二醇二縮水甘油基酸、1,2-環 氧-4-(環氧乙基）環己燒、甘油=縮水甘油基酸、二甘醇二縮水甘油基酸、2, 6-二縮水甘油 基苯基縮水甘油基酸、1，1，3-=[對（2, 3-環氧丙氧基）苯基]丙烷、1，2-環己燒二甲酸二 縮水甘油基醋、4, 4'-亞甲基雙（N，N-二縮水甘油基苯胺）、3, 4-環氧環己基甲基-3, 4-環 氧環己燒甲酸醋、S徑甲基乙燒S縮水甘油基酸、雙酪A-二縮水甘油基酸、（株）父^化 制的工術y-K〔注冊商標）G