[发明专利]化合物、树脂、光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜、图案形成方法以及化合物或树脂的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有特定结构的化合物或树脂。另外，本发明涉及含有该化合物或树脂的光刻用下层膜形成材料、由该材料得到的光刻用下层膜以及使用该材料的图案形成方法。进而，本发明涉及该化合物或树脂的纯化方法。

背景技术

在半导体器件的制造中，利用使用了光致抗蚀剂材料进行光刻的微细加工，但是，近年来随着LSI的高集成化和高速化，基于图案规则需要进一步微细化。在利用作为当前的通用技术而使用的光线曝光的光刻中，逐渐逼近源自光源波长的实质上的分辨率极限。

形成抗蚀图案时所使用的光刻用的光源正在从KrF准分子激光(248nm)向着ArF准分子激光(193nm)进行短波长化。但是，随着抗蚀图案微细化的进行，逐渐发生分辨率问题或显影后抗蚀图案倒塌之类的问题，因此期望抗蚀剂薄膜化。针对这样的期望，仅仅进行抗蚀剂的薄膜化时，难以得到足以进行基板加工的抗蚀图案膜厚。因此逐渐需要如下工艺：不仅制作抗蚀图案，还在抗蚀剂与要进行加工的半导体基板之间制作抗蚀下层膜，使该抗蚀下层膜也具有作为基板加工时的掩模的功能。

现在，作为这种工艺用的抗蚀下层膜，已知有各种膜。例如，可以列举一种光刻用抗蚀下层膜，其与此前的蚀刻速度快的抗蚀下层膜不同，具有接近抗蚀剂的干蚀刻速度选择比。作为用于形成这种光刻用抗蚀下层膜的材料，提出了一种含有树脂成分和溶剂的多层抗蚀工艺用下层膜形成材料，所述树脂成分至少含有通过施加规定能量使末端基离去、并产生磺酸残基的取代基(例如，参照专利文献1)。另外，还可以列举具有比抗蚀剂小的干蚀刻速度选择比的光刻用抗蚀下层膜。作为用于形成这种光刻用抗蚀下层膜的材料，提出了含有具有特定重复单元的聚合物的抗蚀下层膜材料(例如，参照专利文献2)。进而，还可以列举具有比半导体基板小的干蚀刻速度选择比的光刻用抗蚀下层膜。作为用于形成这种光刻用抗蚀下层膜的材料，提出了一种抗蚀下层膜材料，其含有使苊烯类重复单元与具有取代或非取代的羟基的重复单元共聚而成的聚合物(例如，参照专利文献3)。

另一方面，作为这种抗蚀下层膜中具有高蚀刻耐性的材料，熟知的是使用甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等作为原料通过CVD形成的无定形碳下层膜。但是，从工艺上的观点出发，需要可以通过旋涂法、丝网印刷等湿式工艺形成抗蚀下层膜的抗蚀下层膜材料。

另外，作为光学特性和蚀刻耐性优异且在溶剂中可溶、能适用湿式工艺的材料，本发明人们提出了一种光刻用下层膜形成组合物，其包含含有特定结构单元的萘甲醛聚合物和有机溶剂(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下层膜的形成中所用的中间层形成方法，例如已知氮化硅膜的形成方法(例如，参照专利文献6)、氮化硅膜的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，已知含有基于倍半硅氧烷的硅化合物的材料(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

专利文献5:国际公开第2011/034062

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

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，此前已经提出了多种光刻用下层膜形成材料，但不仅具有能适用旋涂法、丝网印刷等湿式工艺的高溶剂溶解性而且以高水准兼顾耐热性和蚀刻耐性的材料还不存在，需要开发新的材料。

本发明是鉴于上述课题进行的，目的在于，提供一种在形成光致抗蚀下层膜时能适用湿式工艺且耐热性、蚀刻耐性优异的化合物、树脂、光刻用下层膜形成材料、光刻用下层膜。另外，本发明的目的在于提供使用上述化合物等的图案形成方法、该化合物或树脂的纯化方法。

用于解决问题的方案

本发明人们为了解决上述课题反复进行了深入研究，结果发现，通过使用具有特定结构的化合物或树脂可以解决上述课题，直至完成了本发明。

即，本发明如下。