[发明专利]化合物、光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜及图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及特定结构的化合物、含有该化合物的光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜以及图案形成方法。

背景技术

半导体装置的制造中，使用光致抗蚀剂材料利用光刻进行微细加工，但近年，随着LSI的高集成化和高速度化，谋求通过图案规则实现进一步微细化。而现在用作通用技术的使用光曝光的光刻中，日益接近源自光源的波长的本质上的分辨率的极限。

抗蚀剂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，随着抗蚀剂图案的微细化进展而产生分辨率的问题或显影后抗蚀剂图案倒塌的问题，因此期待抗蚀剂的薄膜化。对于这种要求，仅进行抗蚀剂的薄膜化时，在基板加工中难以得到充分的抗蚀剂图案的膜厚。因此，不仅是抗蚀剂图案，在抗蚀剂与要加工的半导体基板之间制成抗蚀剂下层膜、使该抗蚀剂下层膜也具有作为基板加工时的掩模的功能的工艺是必要的。

现在，作为这种工艺用的抗蚀剂下层膜，已知各种抗蚀剂下层膜。可列举出例如与以往的蚀刻速度快的抗蚀剂下层膜不同、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。作为用于形成这种光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了含有树脂成分和溶剂的多层抗蚀剂工艺用下层膜形成材料，所述树脂成分至少具有通过施加规定的能量、末端基团脱离而产生磺酸残基的取代基(例如参照专利文献1)。另外，还可列举出具有小于抗蚀剂的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜。作为用于形成这种光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了含有具有特定的重复单元的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参照专利文献2)。进而，还可列举出具有小于半导体基板的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜。作为用于形成这种光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了含有苊烯类的重复单元、和具有取代或未取代的羟基的重复单元共聚而成的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参照专利文献3)。

另一方面，作为这种抗蚀剂下层膜中具有高的蚀刻耐性的材料，熟知通过将甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等用于原料的CVD形成的无定形碳下层膜。但是，从工艺上的观点考虑，谋求可以通过旋涂法、丝网印刷等湿式工艺形成抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜材料。

另外，作为光学特性和蚀刻耐性优异，并且可溶于溶剂且能够适用湿式工艺的材料，本发明人等提出了含有具有特定的结构单元的萘甲醛聚合物和有机溶剂的光刻用下层膜形成组合物(例如参照专利文献4和5)。

需要说明的是，关于三层工艺中的抗蚀剂下层膜的形成中使用的中间层的形成方法，例如已知硅氮化膜的形成方法(例如参照专利文献6)、硅氮化膜的CVD形成方法(例如参照专利文献7)。另外，作为三层工艺用的中间层材料，已知含有倍半硅氧烷基体的硅化合物的材料(例如参照专利文献8和9)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-177668号公报

专利文献2：日本特开2004-271838号公报

专利文献3：日本特开2005-250434号公报

专利文献4：国际公开第2009/072465号小册子

专利文献5：国际公开第2011/034062号小册子

专利文献6：日本特开2002-334869号公报

专利文献7：国际公开第2004/066377号小册子

专利文献8：日本特开2007-226170号公报

专利文献9：日本特开2007-226204号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，虽然以往提出了许多光刻用下层膜形成材料，但是没有不仅具有能够适用旋涂法、丝网印刷等湿式工艺的高的溶剂溶解性，而且以高的水平兼具耐热性和蚀刻耐性的材料，谋求开发新的材料。

本发明是鉴于上述问题而提出的。即，本发明的目的在于，提供能够适用湿式工艺、对于形成耐热性和蚀刻耐性优异的光致抗蚀剂下层膜而言有用的化合物、光刻用下层膜形成材料以及使用该材料的图案形成方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述问题而进行了深入地研究，结果发现，通过使用特定结构的化合物或树脂，可以解决上述问题，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下[1]～[9]。

[1]一种下述通式(1)所示的化合物，