專利名稱：咔唑酚醛清漆樹脂的制作方法
技術領域：
本發明涉及含有特定的結構的咔唑酚醛清漆樹脂。進而，涉及含有該咔唑酚醛清漆樹脂的形成抗蝕劑下層膜的組合物和由其形成的抗蝕劑下層膜、使用該形成抗蝕劑下層膜的組合物的抗蝕劑圖案形成方法、以及半導體器件的制造方法。另外，涉及含有該咔唑酚醛清漆樹脂的形成高折射率膜的組合物、和由其形成的在可見光區域具有透明性的高折射率膜、以及含有該高折射率膜的電子構件。
背景技術：
一直以來，在半導體器件的制造中，通過使用光致抗蝕劑組合物的光刻來進行半導體基板的微細加工。作為半導體基板的微細加工法，已知在硅晶片等被加工基板上形成由光致抗蝕劑組合物形成的抗蝕劑膜，在該抗蝕劑膜上介由描繪了用于轉印至半導體器件
的圖案的掩模圖案來照射紫外線等活性光線，并通過顯影而使抗蝕劑薄膜構圖，使用所獲得的光致抗蝕劑圖案作為保護膜而將硅晶片等被加工基板進行蝕刻處理，將圖案轉印到基板的加工方法。但是，近年來，隨著半導體器件的高集成化不斷發展，要求抗蝕劑圖案的微細化。因此，抗蝕劑膜的構圖所使用的活性光線也趨于從KrF準分子激光(248nm)向ArF準分子激光(193nm)短波長化。但是，在使用短波長的活性光線的情況下，由于照射的活性光線的基板的漫反射、駐波的影響，使得產生分辨率惡化等的大問題的可能性變大。為了解決該問題，人們廣泛研究了設置防反射膜(底層抗反射涂層，Bottom Anti-Reflective Coating,BARC)作為光致抗蝕劑與被加工基板之間的抗蝕劑下層膜的方法。今后，如果抗蝕劑圖案的微細化不斷發展，則會產生分辨率的問題、抗蝕劑圖案在顯影之后倒塌等問題，故而要求抗蝕劑薄膜化。但是，在使抗蝕劑膜進行薄膜化的情況下，不能獲得對基板加工充分的抗蝕劑圖案的膜厚。因此需要下述工序，所述工序不僅使抗蝕劑圖案具有作為基板加工時的掩模的功能，而且使在抗蝕劑與加工的半導體基板之間制成的抗蝕劑下層膜也具有作為基板加工時的掩模的功能。作為這樣的工序用的抗蝕劑下層膜，與現有的高蝕刻速率性(蝕刻速度快)的抗蝕劑下層膜不同，要求具有與抗蝕劑接近的干蝕刻速度的選擇比的抗蝕劑下層膜、具有比抗蝕劑小的干蝕刻速度的選擇比的抗蝕劑下層膜和具有比半導體基板小的干蝕刻速度的選擇比的抗蝕劑下層膜。人們已知用于形成上述抗蝕劑下層膜的含有各種聚合物的形成抗蝕劑下層膜的組合物。例如含有聚乙烯基咔唑的形成抗蝕劑下層膜的組合物(參考專利文獻I、專利文獻2和專利文獻3)、含有芴苯酚酚醛清漆樹脂的形成抗蝕劑下層膜的組合物(參照例如專利文獻4)、含有芴萘酚酚醛清漆樹脂的形成抗蝕劑下層膜的組合物(參照例如專利文獻5)、和含有芴苯酚和以芳基亞烷基為重復單元的樹脂的形成抗蝕劑下層膜的組合物(參照例如專利文獻6、專利文獻7)。另外，公開了用于印刷布線板等的絕緣材料中的具有高耐熱性的使用了咔唑和乙醛的酚醛清漆樹脂(參照專利文獻8)。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :特開平2-293850號公報專利文獻2 :特開平1-154050號公報專利文獻3 :特開平2-22657號公報專利文獻4 :特開 2005-128509專利文獻5 :特開 2007-199653專利文獻6 :特開 2007-178974專利文獻7 :美國專利第7378217號專利文獻8 :特開 2007-297540
發明內容
本發明的目的是提供含有特定的結構的新的咔唑酚醛清漆樹脂。進而，本發明的目的是提供用于半導體器件制造的光刻工序的、含有該咔唑酚醛清漆樹脂的形成抗蝕劑下層膜的組合物。進而，本發明的目的是提供一種抗蝕劑下層膜，其由該形成抗蝕劑下層膜的組合物形成，使基板平坦化、可以獲得與抗蝕劑不發生混合的優異的抗蝕劑圖案、具有與抗蝕劑接近的干蝕刻速度的選擇比或具有小于抗蝕劑和半導體基板的干蝕刻速度的選擇比、在使用248nm、193nm、157nm等的波長的照射光進行抗蝕劑的微細加工時、具有有效吸收來自基板的反射光的性能、并且對抗蝕劑層的形成或硬掩模的形成等的基板加工中的高溫處理具有耐熱性。進而，本發明的目的是提供使用上述的形成抗蝕劑下層膜的組合物的抗蝕劑圖案的形成方法。進而，本發明的目的是提供含有使用了上述的形成抗蝕劑下層膜的組合物的光刻工序的半導體器件的制造方法。另外，本發明的目的是提供利用咔唑酚醛清漆樹脂的特異性質，在可見光區域的透明性高的折射率膜和用于形成該折射率膜的形成高折射率膜的組合物、以及含有該高折射率膜的電子構件。本發明涉及含有下述特定的結構的聚合物即咔唑酚醛清漆樹脂、含有該聚合物的形成抗蝕劑下層膜的組合物、由此形成的抗蝕劑下層膜、和使用該下層膜的半導體器件的制造方法。另外，本發明涉及含有上述咔唑酚醛清漆樹脂的形成高折射率膜的組合物、由此形成的高折射率膜、和含有該高折射率膜的電子構件。S卩、本發明涉及第I方案，即，一種聚合物，含有下式(I)所示的結構單元，
CR1Inl <R()n2 R4式⑴
%式(I)中，札和民分別選自氫原子、鹵素基團、硝基、氨基、羥基、碳原子數I 10的烷基、碳原子數2 10的鏈烯基、碳原子數6 40的芳基和它們的組合，并且，該烷基、該鏈稀基或該芳基表不可以含有釀鍵、麗鍵或酷鍵的基團，R3選自氫原子、碳原子數I 10的烷基、碳原子數2 10的鏈烯基、碳原子數6 40的芳基和它們的組合，并且，該烷基、該鏈烯基或該芳基表示可以含有醚鍵、酮鍵或酯鍵的基團，R4表示可以被鹵素基團、硝基、氨基或羥基取代的碳原子數6 40的芳基或雜環基，R5表示氫原子、或可以被鹵素基團、硝基、氨基或羥基取代的、碳原子數I 10的烷基、碳原子數6 40的芳基或雜環基，并且，R4與R5可以與它們所結合的碳原子一起形成環，nl和n2分別表示I 3的整數；作為第2方案，是根據第I方案所述的聚合物，含有上式(I)所示的結構單元，其
中，R1^R2, R3和R5分別表示氫原子，R4表示苯基或萘基；作為第3方案，是根據第I方案所述的聚合物，含有上式(I)所示的結構單元，其中，RpR2和R3分別表示氫原子，并且R4和R5與它們所結合的碳原子一起形成芴環，此時該碳原子是所形成的芴環的9位的碳原子；作為第4方案，是一種聚合物，含有下式(2)和/或式(3)所示的結構單元，
權利要求
1.一種聚合物，含有下式(I)所示的結構單元，
2.根據權利要求I所述的聚合物，含有上式(I)所示的結構單元，其中，1^、1 2、1 3和1 5分別表不氫原子，R4表不苯基或萘基。
3.根據權利要求I所述的聚合物，含有上式(I)所示的結構單元，其中，R1,R2和R3分別表示氫原子，并且R4和R5與它們所結合的碳原子一起形成芴環，此時該碳原子是所形成的該芴環的9位的碳原子。
4.一種聚合物，含有下式(2)和/或式(3)所示的結構單元，
5.根據權利要求2所述的聚合物，含有上式(2)和/或式(3)所示的結構單元，其中，Ri> R2> R3> R5> R6> R 和K分別表不氫原子，R4表不苯基或萘基。
6.一種形成抗蝕劑下層膜的組合物，含有權利要求I 5的任一項所述的聚合物。
7.根據權利要求6所述的形成抗蝕劑下層膜的組合物，還含有交聯劑。
8.根據權利要求6或7所述的形成抗蝕劑下層膜的組合物，還含有酸和/或產酸劑。
9.一種抗蝕劑下層膜，是通過將權利要求6 8的任一項所述的形成抗蝕劑下層膜的組合物涂布在半導體基板上，進行烘烤，從而形成的。
10.一種半導體的制造中使用的抗蝕劑圖案的形成方法，包括將權利要求6 8的任一項所述的形成抗蝕劑下層膜的組合物涂布在半導體基板上，進行烘烤，形成下層膜的工序。
11.一種半導體器件的制造方法，包括利用權利要求6 8的任一項所述的形成抗蝕劑下層膜的組合物在半導體基板上形成抗蝕劑下層膜的工序、在該抗蝕劑下層膜上形成抗蝕劑膜的工序、利用光或電子束的照射和顯影在該抗蝕劑膜上形成抗蝕劑圖案的工序、按照抗蝕劑圖案來蝕刻該下層膜的工序、和利用該圖案化了的抗蝕劑下層膜來加工半導體基板的工序。
12.—種半導體器件的制造方法，包括利用權利要求6 8的任一項所述的形成抗蝕劑下層膜的組合物在半導體基板上形成抗蝕劑下層膜的工序、在該抗蝕劑下層膜上形成硬掩模的工序、進而在該硬掩模上形成抗蝕劑膜的工序、利用光或電子束的照射和顯影在該抗蝕劑膜上形成抗蝕劑圖案的工序、按照該抗蝕劑圖案來蝕刻硬掩模的工序、按照該圖案化了的硬掩模來蝕刻該抗蝕劑下層膜的工序、和利用該圖案化了的抗蝕劑下層膜來加工半導體基板的工序。
13.根據權利要求12所述的制造方法，上述硬掩模是在抗蝕劑下層膜上蒸鍍無機物而形成的硬掩模。
14.一種形成高折射率膜的組合物，含有包含選自上式(I)所示的結構單元、上式(2)所示的結構單元和上式(3)所示的結構單元中的至少I種結構單元的聚合物。
15.一種高折射率膜，是涂布權利要求14所述的形成高折射率膜的組合物而形成的。
16.一種電子構件，含有權利要求15所述的高折射率膜。
全文摘要
本發明的課題在于提供用于半導體器件的制造的光刻工序的具有耐熱性的抗蝕劑下層膜和電子構件中使用的具有透明性的高折射率膜。本發明提供了一種聚合物，其含有下式(1)所示的結構單元，式(1)式(1)中，R1、R2、R3和R5分別表示氫原子，R4表示苯基或萘基。還提供含有上述聚合物的形成抗蝕劑下層膜的組合物，以及由其形成的抗蝕劑下層膜。還提供含有上述聚合物的形成高折射率膜的組合物和由其形成的高折射率膜。
文檔編號C08G16/02GK102803324SQ20108002727
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月16日 優先權日2009年6月19日
發明者齊藤大悟, 奧山博明, 武藏秀樹, 新城徹也, 橋本圭祐 申請人:日產化學工業株式會社