[发明专利]保护膜形成用材料

说明书

技术领域

本发明涉及在形成多层布线结构时，埋入在孔图形中的保护膜形成用材料。

技术背景

近年来，伴随着半导体元件的高集成化和芯片尺寸的缩小，布线的微细化和多层化正在进行。这其中，利用光刻技术形成的孔图形尺寸更加微细化。

在形成这种微细孔图形时，提出使用Cu等金属，与此同时采用了使用雾状花纹加工(ダマシン)法或双重雾状花纹加工法的光刻技术。

在双金银线织锦缎法中，孔图形形成后，在形成上层布线时，为保护下层布线不受腐蚀损伤，必须埋入该孔型图形一次。作为形成该保护膜用的材料，提出使用光致抗蚀剂组合物。

然而，上述的光致抗蚀剂组合物，埋入在形状比大的通孔时，产生叫作孔隙的气泡，这是很不利的。

为了解决上述问题，特开2000-195955号公报中公开了一种使用了蜜胺衍生物、苯鸟粪胺衍生物等热交联性化合物的埋入材料，但这些埋入材料与光致抗蚀剂组合物比较，虽然改善了其埋入特性和平坦性，但还不能满足所需要的特性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种将埋入材料向通孔中填充时，埋入性和平坦性都优良的保护膜形成用材料。

为解决上述课题，本发明的形成保护膜用的材料，将至少具有2个以上脂环结构的化合物溶解在有机溶剂中。作为上述至少具有2个以上脂环结构的化合物，有螺环烃化合物、二环单萜烯化合物、金刚烷化合物、和甾类化合物。

作为这些化合物，具体地说，可以举出以一般式1(化1)～一般式4(化4)表示的单萜烯化合物、

【化1】烷化合物)

【化2】(蒈烷化合物)

【化3】(蒎烷化合物)

【化4】(莰烷化合物)

以一般式5(化5)表示的金刚烷化合物、

【化5】

进而以一般式6(化6)表示的甾类化合物。

【化6】

(其中，R₀表示1-4个碳原子的低级烷基、氢原子、羟基、羧基、磺酸基、羟基烷基、或烷氧基烷基，R₁是2-10个碳原子的直链状或支链状烃基，也可以用羧基、羟基等取代。其中，R₁最好是3～6个碳原子的且具有羧基的烃基。p和q分另表示0～3和0～5的整数。)

作为上述化合物，具体有螺环庚烷、螺环辛烷、螺环十一烷等螺环烃化合物、烷类(烷、桧烯等)、蒈烷类(蒈烷等)、蒎烷类(蒎烷、降蒎烷等)、莰烷类(莰烷、降莰烷、三环烯、莰醇、1，3，3-三甲基-降莰烷-2-醇、樟脑肟、3-(羟基亚甲基)樟脑、3-樟脑羧酸等)等二环单萜烯化合物、1-羟基金刚烷、1-羟基甲基金刚烷、1-金刚烷羧酸、2-羟基2-甲基金刚烷、2-金刚烷羧酸等金刚烷化合物、甾醇类(胆甾烷醇、粪烷甾醇、胆甾醇、鲨胆甾醇等)、胆汁酸(胆甾烷酸、石胆酸、脱氧胆酸、α-猪脱氧胆酸、胆酸等)的甾类化合物。

为了获得高干刻蚀率特性，结构中不饱和键含有率小、且分子体积大为好。

从此观点考虑，最好是胆酸和石胆酸。

进而，最好在这种具有2个以上脂环结构的化合物中，添加含氮化合物。

作为上述含氮化合物，可举出至少具有2个用羟基烷基、烷氧基烷基或两者取代的氨基的含氮化合物。作为这样的含氮化合物，例如有，氨基的氢原子用羟甲基或烷氧基甲基或两者取代的蜜胺系化合物、尿素系化合物、鸟粪胺系化合物、乙酰鸟粪胺系化合物、苯鸟粪胺系化合物、二醇脲系化合物、琥珀酰酰胺系化合物、乙烯尿素系化合物等。

这些含氮化合物，例如，通过使上述蜜胺系化合物、尿素系化合物、鸟粪胺系化合物、乙酰鸟粪胺系化合物、苯鸟粪胺系化合物、二醇脲系化合物、琥珀酰酰胺系化合物、乙烯尿素系化合物等，在沸水中与甲醛水溶液反应，进行羟甲基化，或者，使其还与低级醇、具体地说如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等反应，进行烷氧基化，可以获得。

这些含氮化合物中，优选的是氨基的氢原子的至少2个用羟甲基、或(低级烷氧基)甲基、或两者取代的苯鸟粪胺系化合物、鸟粪胺系化合物、蜜胺系化合物、和尿素系化合物。更好是苯鸟粪胺系化合物、鸟粪胺系化合物、蜜胺系化合物等三嗪系化合物。这些中最好的是平均一个三嗪环具有平均3～不足6个的羟甲基或(低级烷氧基)甲基。