[发明专利]芳香族烃树脂和光刻用下层膜形成组合物

说明书

技术领域

本发明涉及可以作为电绝缘材料、抗蚀剂用树脂、半导体用封装树脂、印刷线路板用粘接剂、装载于电气设备/电子设备/工业设备等中的电层压板的基体树脂、装载于电气设备/电子设备/工业设备等中的预浸料的基体树脂、组装层压板材料、纤维强化塑料用树脂、液晶显示面板的封装用树脂、涂料、各种涂布剂、粘接剂、半导体用的涂布剂或半导体用的抗蚀剂用树脂使用的芳香族烃树脂。另外，本发明涉及在用于半导体元件等的制造工序中的微细加工的多层抗蚀剂工序中有效的光刻用下层膜形成组合物、以及使用光刻用下层膜形成组合物的光致抗蚀剂图案形成方法。

背景技术

作为制造酚醛清漆树脂等的反应，通常已知酸性催化剂的存在下的酚类与甲醛的反应。另一方面，还示出了使乙醛、丙醛、异丁醛、巴豆醛或苯甲醛等醛类反应而制造多酚类(专利文献1)或酚醛清漆树脂(专利文献2)。

另外，还示出了使具有酚和醛这两者的性能的羟基苯甲醛等反应而可以制造酚醛清漆型树脂(专利文献3)。

这些多酚类或酚醛清漆树脂可作为半导体用的涂布剂、抗蚀剂用树脂使用，作为这些用途中的性能之一，要求具有耐热性。通常已知该耐热性通过提高树脂中的碳浓度、降低氧浓度而提高。作为上述提高碳浓度、降低氧浓度的方法，有导入芳香族烃成分的方法。其中，具有下式所示的结构的聚合物(苊树脂)是公知的(专利文献4)。

[式中，R₁为一价的原子或基团，n为0～4的整数，R₂～R₅独立地为羟基或者一价的原子或基团。]

但是，这样的材料价格昂贵，用于得到树脂的反应条件苛刻，另外，具有反应工序多且烦杂等难点。

另一方面，在半导体器件的制造中，通过使用了光致抗蚀剂组合物的光刻进行微细加工，近年来，伴随着LSI的高集成化和高速度化，在谋求基于图案规则的进一步微细化之中，在使用了被用作目前通用技术的光曝光的光刻中，逐渐接近光源的波长所带来的本质的分辨率的界限。

在抗蚀图案形成时使用的光刻用的光源由KrF准分子激光(248nm)向ArF准分子激光(193nm)短波长化。但是，若抗蚀图案的微细化进行，则会产生分辨率的问题或者显影后抗蚀图案倒塌等问题，因而希望抗蚀剂薄膜化。这样，会难以得到对于基板加工而言充分的抗蚀图案的膜厚，因而不仅是抗蚀图案，在抗蚀剂与所加工的半导体基板之间制作的抗蚀剂下层膜也需要具有作为基板加工时的掩模的功能的工艺。目前，作为这样的工艺用的抗蚀剂下层膜，与以往的蚀刻速度快的抗蚀剂下层膜不同，逐渐要求具有接近抗蚀剂的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜、具有与抗蚀剂相比更小的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜和具有与半导体基板相比更小的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜。还可以对这样的抗蚀剂下层膜赋予防反射功能，可以兼具现有的防反射膜的功能。(例如，参照专利文献5、专利文献6、专利文献7)

作为赋予了ArF准分子激光的防反射功能且具有高耐蚀刻性的材料，本发明人已经提出了由萘甲醛聚合物构成的下层膜形成组合物(参照专利文献8)。但是，为了进行进一步的抗蚀图案的微细化，要求对耐蚀刻性进行改良。

另外，还提出了与三层抗蚀剂法相比在工序数少的方面优异的两层抗蚀剂法。该两层抗蚀剂法中，与三层抗蚀剂法同样地在基板上设置下层膜后，在其上层设置含有含硅聚合物的光致抗蚀剂膜，利用通常的光刻技术形成抗蚀图案，将该抗蚀图案作为掩模，利用氧等离子体进行蚀刻，将抗蚀图案转印到下层膜上。然后，将该抗蚀图案作为掩模，利用氟化碳系气体等进行蚀刻，在基板上形成图案(非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-1741号公报

专利文献2：日本特开2004-511584号公报

专利文献3：日本特开2008-88197号公报

专利文献4：日本特开2000-143937号公报

专利文献5：日本特开2004-177668号公报

专利文献6：日本特开2004-271838号公报

专利文献7：日本特开2005-250434号公报

专利文献8：国际公开第2009-072465号小册子

非专利文献

非专利文献1：Proceedings of SPIE Vol.4345(2001)50

发明内容

发明要解决的问题