[发明专利]芳烃树脂、光刻法用底层膜形成组合物以及形成多层抗蚀图案的方法

说明书

技术领域

本发明涉及芳烃树脂，其可用作电绝缘材料；抗蚀剂树脂；半导体密封树脂；印刷电路板用粘合剂；安装在电气设备、电子设备和工业设备等中的电气用层压板的基体树脂；安装在电气设备、电子设备和工业设备等中的半固化片(prepreg)的基体树脂；积层层压板用材料；纤维补强塑料用树脂；液晶显示面板用密封树脂；油漆材料；各种涂料；粘合剂；半导体用涂料；或用于半导体制造中的抗蚀剂树脂。本发明还涉及光刻法用底层膜形成组合物，其在用于半导体器件等的制造过程期间的微细加工(microfabrication)的多层抗蚀工艺中是有效的；并涉及使用光刻法用底层膜形成组合物形成光致抗蚀图案的方法。

背景技术

苯酚与甲醛在酸性催化剂存在下的反应是通常已知的用于制造直链酚醛树脂等的反应。另一方面，还说明了通过醛如乙醛、丙醛、异丁醛、巴豆醛或者苯甲醛的反应制造多酚(专利文献1)或者酚醛清漆树脂(专利文献2)。

已知可以通过具有酚和醛两者性质的羟基苯甲醛等的反应制造酚醛清漆树脂(专利文献3)。

这些多酚和酚醛清漆树脂用作半导体用涂层剂或者抗蚀剂树脂。对于此类用途的一个期望的性质是耐热性。通常已知通过提高树脂中的碳浓度可以改进耐热性。提高碳浓度和降低氧浓度的一种方法是引入芳烃组分。一种这样的已知成分是具有由下式所示的结构的聚合物(二氢苊树脂)(专利文献4)。

在式中，R₁是一价原子或基团，n是0到4的整数，并且R₂至R₅是独立的羟基或者是一价原子或基团。

然而，这样的材料具有如下问题：如昂贵，为了获得树脂而需要严格的反应条件，或涉及许多复杂的反应过程。

另一方面，在制造半导体器件中，微细加工是使用光致抗蚀剂组合物经光刻法进行的。近年来，随着LSI向高集成化和高速化的转变，对通过图案规格(pattern rule)进一步精细化的要求增加。然而，在为目前通用技术的通过曝光的光刻法中，已经接近了源自光源的波长的分辨率的固有限度。

作为在抗蚀图案形成期间使用的光刻法用光源，从KrF准分子激光(248nm)到ArF准分子激光(193nm)，向更短的波长进行过渡。然而，随着抗蚀图案精细化的发展，发生分辨率的问题或者在显影后抗蚀图案塌陷的问题，导致期望为更薄膜的抗蚀剂。在这种情况下，获得对于基板处理足够的抗蚀图案的膜厚度变得困难，从而需要一种方法，其不仅使抗蚀图案还使抗蚀剂底层膜在基板处理期间起到掩模的作用，其中所述底层膜形成在抗蚀剂和要被加工的半导体基板之间。目前，作为用于这样的工艺的抗蚀剂底层膜，要求光刻法用抗蚀剂底层膜具有与抗蚀剂接近的干蚀刻速度选择性，光刻法用抗蚀剂底层膜具有比抗蚀剂小的干蚀刻速度选择性，光刻法用抗蚀剂底层膜具有比半导体基板小的干蚀刻速度选择性，不像常规的抗蚀剂底层膜具有高的蚀刻速度(例如参见专利文献5、专利文献6和专利文献7)。

由于具有高的耐蚀刻性，具有高碳浓度的材料被认为是有效的，作为这样的材料，使用材料如甲烷气体、乙烷气体或乙炔气体等由CVD形成的无定形碳底层膜是众所周知的。然而，从处理的角度来看，存在对可通过旋涂形成的底层膜材料的需求。

此外，本发明人已经提出了一种底层膜形成组合物，其由作为具有高的耐蚀刻性和高的溶剂溶解性的材料的萘甲醛聚合物组成(参见专利文献8)。然而，在专利文献8中的技术中，存在在耐蚀刻性方面改进的需求。

因此，期望开发一种技术，其能在较高程度上保持耐蚀刻性和溶剂溶解性之间的平衡。

引用列表

专利文献

PTL1:JP6001741A

PTL2:JP2004511584A

PTL3:JP2008088197A

PTL4:JP2000143937A

PTL5:JP2004177668A

PTL6:JP2004271838A

PTL7:JP2005250434A

PTL8:WO2009072465A

发明内容