[发明专利]含有具有阴离子基的硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物

权利要求书

1.一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，是包含带有阴离子基的硅烷化合物的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，该带有阴离子基的硅烷化合物是带有阴离子基的有机基团与硅原子结合且该阴离子基形成盐结构的水解性有机硅烷、其水解物、或其水解缩合物。

2.根据权利要求1所述的组合物，是包含带有阴离子基的硅烷化合物和不带有阴离子基的硅烷化合物的组合物，在这两种硅烷化合物中，带有阴离子基的硅烷化合物以小于1摩尔％的比例存在。

3.根据权利要求1所述的组合物，是包含带有阴离子基的硅烷化合物和不带有阴离子基的硅烷化合物的组合物，在这两种硅烷化合物中，带有阴离子基的硅烷化合物以0.01～0.95摩尔％的比例存在。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的组合物，所述阴离子基是羧酸根阴离子、苯酚根阴离子、磺酸根阴离子或膦酸根阴离子。

5.根据权利要求1～4的任一项所述的组合物，所述水解性有机硅烷以式(1)表示，

R¹_aR²_bSi(R³)_4-(a+b)    式(1)

式中R¹是阴离子基或带有阴离子基的有机基团，且其通过Si-C键与硅原子结合，R²是烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、链烯基、或者具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团，且其通过Si-C键与硅原子结合，R³是烷氧基、酰氧基或卤素，a是1或2的整数，b是0或1的整数，a+b是1或2的整数。

6.根据权利要求5所述的组合物，包含由上述式(1)的水解性有机硅烷与选自下述式(2)所示的化合物和式(3)所示的化合物中的至少1种有机硅化合物形成的混合物、它们的水解物、或它们的水解缩合物，

R⁴_aSi(R⁵)_4-a    式(2)

式中R⁴是烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、链烯基、或者具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团，且其通过Si-C键与硅原子结合，R⁵是烷氧基、酰氧基或卤素，a是0～3的整数，

〔R⁶_cSi(R⁷)_3-c〕₂Y_b    式(3)

式中R⁶是烷基，且其通过Si-C键与硅原子结合，R⁷是烷氧基、酰氧基或卤素，Y是亚烷基或亚芳基，b是0或1的整数，c是0或1的整数。

7.根据权利要求5或6所述的组合物，包含式(1)的化合物、或由式(1)的化合物与式(2)的化合物形成的水解缩合物作为聚合物。

8.根据权利要求1～7的任一项所述的组合物，还包含酸作为水解催化剂。

9.根据权利要求1～8的任一项所述的组合物，还包含水。

10.一种抗蚀剂下层膜，是通过将权利要求1～9的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布在半导体基板上再进行烘烤而获得的。

11.一种半导体装置的制造方法，包括下述工序：将权利要求1～9的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布在半导体基板上再进行烘烤来形成抗蚀剂下层膜的工序，在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂用组合物来形成抗蚀剂膜的工序，将所述抗蚀剂膜进行曝光的工序，在曝光后将抗蚀剂进行显影来获得抗蚀剂图案的工序，以抗蚀剂图案作为保护膜对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序，以及通过图案化了的抗蚀剂和抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序。

12.一种半导体装置的制造方法，包括下述工序：在半导体基板上形成有机下层膜的工序，在所述有机下层膜上涂布权利要求1～9的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物再进行烘烤来形成抗蚀剂下层膜的工序，在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂用组合物来形成抗蚀剂膜的工序，将所述抗蚀剂膜进行曝光的工序，在曝光后将抗蚀剂进行显影来获得抗蚀剂图案的工序，通过抗蚀剂图案对上述抗蚀剂下层膜进行蚀刻的工序，以图案化了的抗蚀剂下层膜作为保护膜对有机下层膜进行蚀刻的工序，以及以图案化了的有机下层膜作为保护膜对半导体基板进行加工的工序。