CN101790704B - 光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物和半导体装置的制造方法 - Google Patents

光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物和半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于得到一种形成抗蚀剂下层膜的组合物，其可以进行均匀涂布，并且抑制热固化时升华物的产生。进一步的目的在于，得到一种用于形成相对于上层抗蚀剂、具有较大的干蚀刻选择比的抗蚀剂下层膜的组合物。本发明提供了一种光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，含有聚硅烷化合物和有机溶剂，所述聚硅烷化合物具有下述式(1)所示的结构单元，式中，R1和R2分别独立地表示-X-Y所示的基团，或R1和R2中的一者表示所述-X-Y所示的基团，另一者表示芳基、甲基、乙基或碳原子数3～6的环状烷基，其中，X表示氧原子、碳原子数1～18的亚烷基或-OCnH2n-(式中，n表示1～18的整数。)，Y表示内酯环或金刚烷环。

Description

光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物和半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及在半导体装置的制造过程的光刻工序中使用的、可用于在半导体基板和抗蚀剂之间形成的抗蚀剂下层膜的、含有聚硅烷化合物的形成抗蚀剂下层膜的组合物。
背景技术
近年来，随着半导体元件的高集成化发展，要求布线等的图案细微化。为了形成细微图案，作为曝光用的光源使用ArF准分子激光(波长193nm)那样的短波长光来形成抗蚀剂图案。
抗蚀剂图案的纵横比(高度/宽度)越大，则越容易出现图案坍塌。为了防止图案坍塌，需要使抗蚀剂膜厚变薄。但由膜厚薄的抗蚀剂形成的抗蚀剂图案，在以该抗蚀剂图案为掩模来对被蚀刻材料进行干蚀刻时，可能会消失。为了防止图案坍塌，并形成具有希望的截面形状的抗蚀剂图案，作为抗蚀剂图案的下层设置了抗蚀剂下层膜。
已知用于形成抗蚀剂下层膜的、含有含硅高分子化合物的组合物(例如参照下述专利文献1～3。)。在专利文献1中公开了含有2种烷氧基硅烷的水解缩合物的抗蚀剂下层膜用组合物。专利文献2中公开了含有通过共聚而具有重复单元的聚硅氧烷的防反射膜材料。专利文献3中公开了含有具有碳-氧单键和/或碳-氧双键的有机基团的防反射膜用的有机硅树脂。但专利文献1～3中均没有关于聚硅烷的记载。
在下述专利文献4中公开了耐热性优异、在溶剂中的溶解性提高的聚硅烷和其制造方法。但专利文献4中并没有记载该聚硅烷适合抗蚀剂下层膜(防反射膜)用途。
专利文献1：特开2004-157469号公报
专利文献2：特开2004-310019号公报
专利文献3：特开2005-015779号公报
专利文献4：特开2007-077198号公报
发明内容
由含硅的高分子化合物形成的抗蚀剂下层膜，其特征在于，相对于有机抗蚀剂，使用CF4、CHF3等卤素系气体干蚀刻时的选择比大。在要求该抗蚀剂下层膜具有作为硬掩模的特性时，需要提高膜中的硅含有率。
进而，在将形成抗蚀剂下层膜的组合物涂布在基板上，通过加热来固化成抗蚀剂下层膜时，要求可以均匀涂布，并且加热时不产生升华物。
本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物，其特征在于，含有导入了内酯环或金刚烷环的聚硅烷化合物。聚硅烷化合物是主链具有Si-Si键的聚合物，在支链上引入了内酯环或金刚烷环。聚硅烷化合物的主链可以是直链状、支化状中的任一种。
本发明是一种光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，含有聚硅烷化合物和有机溶剂，所述聚硅烷化合物具有下述式(1)所示的结构单元，
Figure GPA00001035573700021
式中，R1和R2分别独立地表示-X-Y所示的基团，或R1和R2中的一者表示所述-X-Y所示的基团，另一者表示芳基、甲基、乙基或碳原子数3～6的环状烷基，其中，X表示氧原子、碳原子数1～18的亚烷基或-OCnH2n-(式中，n表示1～18的整数。)，Y表示内酯环或金刚烷环。
碳原子数1～18的亚烷基，是指例如碳原子数为2的亚烷基，1～18的整数是指例如1或2。
上述式(1)所示的结构单元的方式之一以下述式(1a)表示，
Figure GPA00001035573700031
式中，R1表示芳基、甲基、乙基或碳原子数3～6的环状烷基，X表示氧原子、碳原子数1～18的亚烷基或-OCnH2n-，式中n表示1～18的整数，Y表示内酯环或金刚烷环。
上述聚硅烷化合物还具有下述式(2)和/或式(3)所示的结构单元，
式中，R3表示芳基、甲基、乙基或碳原子数3～6的环状烷基，R1定义与上述式(1a)中的相同。
在将本发明的形成抗蚀剂下层膜的组合物中含有的聚硅烷化合物所具有的结构单元的总和设为100％时，上述式(1a)所示的结构单元的比例在1～100％的范围，上述式(2)所示的结构单元的比例在0～90％的范围，上述式(3)所示的结构单元的比例在0～99％的范围。也就是说，上述式(2)和式(3)所示的结构单元并不是必需的，上述式(2)和式(3)所示的结构单元中的一者或两者的含有比例可以为0％。
上述聚硅烷化合物还可以具有下述式(4)所示的结构单元。
上述聚硅烷化合物的末端可以具有氢原子。
另外，上述聚硅烷化合物的末端还可以具有硅烷醇基。
具有上述式(1a)所示的结构单元的聚硅烷化合物是具有下述式(5)所示的结构单元的聚硅烷化合物与式Y-OH、式Y-CnH2nOH或式Y-CH＝CH2所示的化合物反应得到的聚合物，式中，Y表示内酯环或金刚烷环，n表示1～18的整数，
Figure GPA00001035573700041
式中，R1定义与上述式(1a)中相同。
1～18的整数是指例如1或2。
当上述式(5)所示的结构单元的R1为氢原子时，可以得到具有上述式(1)所示的结构单元(但R1和R2表示上述-X-Y所示的基团。)的聚硅烷化合物。
具有上述式(1a)所示的结构单元和上述式(2)和/或(3)所示的结构单元的聚硅烷化合物是具有下述式(6)和式(7)所示的结构单元的聚硅烷化合物与式Y-OH、式Y-CnH2nOH或式Y-CH＝CH2所示的化合物反应得到的，式中，Y表示内酯环或金刚烷环，n表示1～18的整数，
Figure GPA00001035573700042
式中，R1定义与上述式(2)中相同，R3定义与式(3)中相同。
1～18的整数是指例如1或2。
上述式(6)所示的结构单元和上述式(7)所示的结构单元的摩尔比在例如90∶10～50∶50、或75∶25～50∶50的范围。至少具有上述式(5)所示的结构单元、或上述式(6)和式(7)所示的结构单元的聚硅烷化合物的、GPC(凝胶渗透色谱)测定的重均分子量在例如1000～15000、或1000～10000的范围。
在上述式所示的结构单元中，芳基为例如苯基、萘基、蒽基。另外，上述内酯环为例如4元环、5元环、6元环。
在由本发明的形成抗蚀剂下层膜的组合物得到的抗蚀剂下层膜之上形成的抗蚀剂，可以是正型抗蚀剂、负型抗蚀剂中的任一种。可以使用对KrF准分子激光、ArF准分子激光、EUV(超紫外线)或电子束感光的化学放大型抗蚀剂。
本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物，优选含有规定的溶剂。作为溶剂，可以列举出丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲醚(PGME)、乳酸乙酯、环己酮、γ-丁内酯、乙酰丙酮、甲苯、4-甲基-2-戊醇、丙二醇正丁醚、丙二醇苯基醚、双丙甘醇正丙醚、双丙甘醇正丁醚、二缩三丙二醇甲醚、环己醇之类的有机溶剂。如果将本发明的形成抗蚀剂下层膜的组合物除去溶剂后的成分作为固体成分，则固体成分相对于组合物的比例为例如1～30质量％或1～10质量％。
本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物中还可以添加交联剂。进而还可以添加用于促进交联反应的交联催化剂。可以使交联剂相对于固体成分的比例为例如10质量％以下，交联催化剂相对于固体成分的比例为例如3质量％以下。作为交联剂，可以列举出六甲氧基甲基三聚氰胺、四甲氧基甲基苯胍胺、四甲氧基甲基甘脲、1，3-二(羟甲基)脲等含氮化合物等。作为交联催化剂，可以列举出对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸吡啶鎓、樟脑磺酸、5-磺基水杨酸、4-氯苯磺酸、4-羟基苯磺酸、苯二磺酸、1-萘磺酸和1-萘磺酸吡啶鎓等磺酸化合物等。
通过使用铵盐或鏻盐作为交联催化剂，可以在不添加上述交联剂的情况下，容易地使本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物固化成抗蚀剂下层膜。作为铵盐，可以列举出苄基三乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、四甲基氯化铵、四乙基溴化铵、四乙基氯化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、三丁基甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、苯基三甲基氯化铵之类的季铵盐，可以选择例如苄基三乙基氯化铵。作为鏻盐，可以列举出，乙基三苯基溴化鏻、乙基三苯基碘化鏻、苄基三苯基氯化鏻、丁基三苯基溴化鏻、四丁基溴化鏻之类的鏻盐，可以选择例如乙基三苯基溴化鏻或四丁基溴化鏻。季铵盐或鏻盐相对于本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物的固体成分的比例可以为例如0.001～3质量％或0.005～0.1质量％。可以认为，当在聚硅烷化合物上存在硅烷醇基时，铵盐或鏻盐促进了硅烷醇基彼此缩合，所以固化性提高。
本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物中，还可以以相对于固体成分为例如2质量％以下的比例含有表面活性剂。表面活性剂可以提高对基板的涂布性，可以使用例如非离子系表面活性剂、氟系表面活性剂。另外，本发明的形成抗蚀剂下层膜的组合物中还可以以相对于固体成分为例如2质量％以下的比例含有接合促进剂。接合促进剂，可以提高基底与抗蚀剂下层膜之间的附着力、或抗蚀剂与抗蚀剂下层膜之间的附着力，可以在进行抗蚀剂的显影时抑制抗蚀剂剥离。作为接合促进剂，可以列举出氯硅烷类、烷氧基硅烷类、硅氮烷类、硅烷类、杂环状化合物等。进而还可以根据需要以相对于固体成分为例如1质量％以下的比例含有产酸剂。作为产酸剂，可以列举出碘鎓盐化合物、锍盐化合物等光产酸剂。借助光产酸剂产生的酸，可以调节抗蚀剂下层膜表面的酸性度。
上述交联剂、交联催化剂、表面活性剂、接合促进剂、光产酸剂等添加物，在热固化形成抗蚀剂下层膜时会导致升华物产生，所以在不是必要的时候就不添加。
本发明的另一方案是一种半导体装置的制造方法，包含下述工序：在半导体基板上形成有机膜的工序，在上述有机膜上涂布本发明涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物，并使其固化，从而形成抗蚀剂下层膜的工序；在上述抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂图案的工序；以上述抗蚀剂图案为掩模，使用卤素系气体(例如含有CF4和/或CHF3的气体)蚀刻上述抗蚀剂下层膜的工序，以及，以蚀刻后的上述抗蚀剂下层膜为掩模，使用含有氧气的气体蚀刻上述有机膜的工序。本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物，不限于使用上述方法，还可以在双构图工序或双曝光工序中使用，用于在半导体基板上形成被设置在抗蚀剂图案的下部的硬掩模。
上述半导体基板，代表性的是硅晶片，但也可以使用SOI(绝缘体上硅)基板、或砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)等化合物半导体晶片。上述半导体装置，包括使用上述半导体基板制造的半导体元件(二极管、晶体管、存储器等)、和使用这些半导体元件制造的电子机器(手机、电视机、个人电脑等)。
由本发明涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物形成的抗蚀剂下层膜，与由含有导入了内酯环或金刚烷环的聚硅氧烷化合物的组合物形成的抗蚀剂下层膜相比，可以提高硅的含有率。通过提高抗蚀剂下层膜的硅含有率，使得相对于含有氧气的气体的干蚀刻耐性提高，容易作为硬掩模使用。
由本发明涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物形成的抗蚀剂下层膜，对抗蚀剂的显影液的耐性提高。因而，在使抗蚀剂显影时，抗蚀剂下层膜不与显影液反应而留下来。
进而，本发明涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物，可以均匀进行涂布，并且可以在不添加交联剂的情况下固化。形成抗蚀剂下层膜的组合物中含有的聚硅烷化合物，当具有羟基等交联部位例如硅烷醇基时，通过硅烷醇基彼此缩合而固化。因此，本发明涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物可以抑制热固化时由添加物引起的升华物产生。另外，硅烷醇基显示亲水性，与硅原子结合的羟基也显示亲水性。硅烷醇基会被三甲基甲硅烷基封闭而消灭。具体地讲，硅烷醇基(Si-OH)与六甲基二硅氮烷(HMDS)反应，变成显示疏水性的Si-O-Si(Me)3(Me表示甲基)。利用该现象可以证明硅烷醇基的存在。进而，通过使用FT-NIR(傅立叶变换近红外)分光装置来分析该组合物，可以推定该硅烷醇基的存在。
而且，由本发明涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物形成的抗蚀剂下层膜，可以期待与含有导入了金刚烷环、内酯环中的至少一者的聚合物的抗蚀剂、例如ArF准分子激光用抗蚀剂之间的附着力提高。
具体实施方式
下述式(8)～式(20)示出了本发明所涉及的形成抗蚀剂下层膜的组合物中含有的聚硅烷化合物的结构单元的具体例。但该聚硅烷化合物的结构单元并不限于下述例。
Figure GPA00001035573700081
具有上述式(8)所示的结构单元的聚硅烷化合物，可以通过使用氯化镍为催化剂，依照下述反应式(21)来得到。此时，生成了副产物氢气。另外，如果使用2-金刚烷醇来代替1-金刚烷醇，则可以得到具有上述式(9)所示的结构单元的聚硅烷。
Figure GPA00001035573700091
具有上述式(11)所示的结构单元的聚硅烷化合物，可以依照下述反应式(22)来得到。金刚烷环和氧原子之间的亚烷基，并不限于下述反应式(22)所示的亚乙基，可以变为例如亚甲基。
Figure GPA00001035573700092
另外，在使用5元环的羟基内酯来代替1-金刚烷醇或2-金刚烷醇时，可以得到具有上述式(16)、式(17)或式(18)所示的结构单元的聚硅烷化合物。此时生成副产物氢气。例如具有上述式(17)所示的结构单元的聚硅烷化合物可以依照下述反应式(23)来得到。
Figure GPA00001035573700093
当羟基内酯为4元环或6元环时，可以通过与上述反应式(23)相同的反应，得到具有引入了4元环或6元环内酯的结构单元的聚硅烷化合物。在使用被多个羟基取代的内酯时，通过与反应性最高的羟基、即1级羟基反应，可以得到例如具有上述式(19)所示的结构单元的聚硅烷化合物。
具有上述式(20)所示的结构单元的聚硅烷化合物，可以依照例如下述反应式(24)来得到。只要使用下述反应式(24)，就可以得到具有下述结构单元的聚硅烷化合物，所述结构单元为上述式(20)所示的结构单元中的内酯环被4元环或6元环取代而成的结构单元、或被金刚烷环取代而成的结构单元。
上述式(15)所示的结构单元，由于未进行上述反应式(21)～(24)所示的反应，所以是未反应而残留的结构单元。上述式(12)～(14)所示的结构单元是未导入内酯环或金刚烷环的、未反应的结构单元。
下面，通过实施例来具体说明本发明。但本发明并不受下述实施例的记载限定。
实施例
(合成例1)
准备含有浓度为10质量％的下述化合物的甲苯溶液，所述化合物是具有下述式(6a)和式(7a)所示的结构单元、且末端具有硅烷醇基、氢原子和氯原子的聚硅烷化合物(大阪ガスケミカル(株)制、商品名SI-2030、重均分子量2200、数均分子量1400)。
Figure GPA00001035573700102
末端的氯原子是来自合成上述聚硅烷时的原料的杂质。向该甲苯溶液20.00g中添加1-金刚烷醇(东京化成工业(株)制)2.04g和氯化镍0.40g，室温搅拌17小时。然后过滤除去氯化镍，减压蒸馏除去溶剂(甲苯)，然后在80℃下真空干燥10小时。产量为2.36g。相对于与1-金刚烷醇反应之前的原料聚硅烷化合物100质量％，所得聚合物中的金刚烷环的导入量为15质量％。
(合成例2)
向以浓度10质量％含有合成例1所示的聚硅烷化合物(大阪ガスケミカル(株)制、商品名SI-2030、重均分子量2200、数均分子量1400)的甲苯溶液20.00g中添加α-羟基-γ-丁内酯1.37g和氯化镍0.34g，室温搅拌17小时。然后过滤除去氯化镍，减压蒸馏除去溶剂(甲苯)，然后80℃下真空干燥10小时。产量为2.48g。相对于与α-羟基-γ-丁内酯反应前的原料聚硅烷化合物100质量％，所得聚合物中的5元环内酯的导入量为19质量％。
(实施例1)
向合成例1所得的聚合物0.40g中加入丙二醇单甲醚乙酸酯9.60g，制成4.0质量％的溶液。然后使用孔径0.1μm的聚乙烯制微滤器过滤，调制出作为形成抗蚀剂下层膜的组合物的溶液。
(实施例2)
向合成例2所得的聚合物0.40g中加入丙二醇单甲醚乙酸酯9.60g，制成4.0质量％的溶液。然后使用孔径0.1μm的聚乙烯制微滤器过滤，调制出作为形成抗蚀剂下层膜的组合物的溶液。
(比较例1)
向合成例1所示的聚硅烷化合物(大阪ガスケミカル(株)制、商品名SI-2030、重均分子量2200、数均分子量1400)0.36g中加入1-金刚烷醇(东京化成工业(株)制)0.04g和丙二醇单甲醚乙酸酯9.60g，制成4.0质量％的溶液。然后使用孔径0.1μm的聚乙烯制微滤器过滤，调制出作为形成抗蚀剂下层膜的组合物的溶液。本比较例的形成抗蚀剂下层膜的组合物，在聚合物(聚硅烷化合物)中没有导入金刚烷环，这一点与实施例1不同。
(比较例2)
向合成例1所示的聚硅烷化合物(大阪ガスケミカル(株)制、商品名SI-2030、重均分子量2200、数均分子量1400)0.36g中加入α-羟基-γ-丁内酯0.04g、丙二醇单甲醚2.88g和丙二醇单甲醚乙酸酯6.72g，制成4.0质量％的溶液。然后使用孔径0.1μm的聚乙烯制微滤器过滤，调制出作为形成下层膜的组合物的溶液。本比较例的形成抗蚀剂下层膜的组合物，在聚合物(聚硅烷化合物)中未导入内酯环，这一点与实施例2不同。
<在光致抗蚀剂溶剂等中的溶出试验>
利用旋涂器分别将实施例1和实施例2所得的形成抗蚀剂下层膜的组合物(溶液)涂布在硅晶片上。在电热板上270℃下烘烤7分钟，使涂布在各硅晶片上的溶液形成各实施例所对应的抗蚀剂下层膜(膜厚90nm)。将这些抗蚀剂下层膜浸渍在光致抗蚀剂组合物所使用的溶剂即丙二醇单甲醚乙酸酯和丙二醇单甲醚中，确认在这些溶剂中不溶。进而，相对于2.38质量％TMAH(四甲基氢氧化铵)之类的一般使用的碱性显影液也是不溶的。
<光学参数的测定>
使用实施例1和实施例2中得到的形成抗蚀剂下层膜的组合物，通过与上述同样的抗蚀剂下层膜形成方法，在硅晶片上形成各实施例所对应的抗蚀剂下层膜(膜厚40nm)。然后使用分光椭偏仪，测定下层膜在波长193nm下的折射率(n值)和衰减系数(k值)。测定结果如下表1所示。
表1
Figure GPA00001035573700121
<干蚀刻速度的试验>
使用实施例1和实施例2所得的形成抗蚀剂下层膜的组合物，通过与上述同样的抗蚀剂下层膜形成方法，在硅晶片上形成各实施例所对应的抗蚀剂下层膜(膜厚90nm)。然后使用日本サイエンテイフイツク社制RIEシステムES401和samco社制PC-1000，在分别使用四氟化碳(CF4)和氧气(O2)作为干蚀刻气体的条件下，测定干蚀刻速度(单位时间的膜厚减少量(nm/秒))。测定结果如下表2所示。表2记载的选择比，表示将光致抗蚀剂(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)〔旧富士フイルムア一チ(株)〕制、商品名GARS8105G1)的干蚀刻速度设为1.0时的、由各实施例的形成抗蚀剂下层膜的组合物形成的抗蚀剂下层膜的干蚀刻速度。
表2
Figure GPA00001035573700131
表2的结果显示出：由实施例1和实施例2所得的下层膜形成组合物形成的抗蚀剂下层膜，在蚀刻时使用CF4气体的条件下，与抗蚀剂的干蚀刻速度相比，具有1倍以上的较大的干蚀刻速度。
进而，当是在抗蚀剂下层膜的下面形成的有机膜(称作“SOC膜”)的蚀刻中使用O2(氧气)的条件下，与抗蚀剂相比，具有远远小于1倍的干蚀刻速度，具有良好的硬掩模特性。
<硅晶片上的涂布试验>
利用旋涂器分别将比较例1和比较例2所得的形成抗蚀剂下层膜的组合物涂布在硅晶片上，结果比较例2出现了涂布条纹，不能形成均匀的膜。另外，在比较例1中，在电热板上270℃下烘烤7分钟时，1-金刚烷醇升华，在形成的抗蚀剂下层膜中不能残留1-金刚烷醇。另一方面，在实施例1和实施例2所得的形成抗蚀剂下层膜的组合物的情况中，不存在上述问题。
<半导体装置的制造>
在硅晶片上形成公知的SOC膜，利用旋涂器涂布实施例1或实施例2所得的形成抗蚀剂下层膜的组合物(溶液)。然后在保持在270℃的温度的电热板上烘烤7分钟，从而使涂布在SOC膜上的溶液固化成抗蚀剂下层膜。在形成的抗蚀剂下层膜上使用公知的正型或负型光致抗蚀剂(化学放大型光致抗蚀剂等)，经公知的步骤形成抗蚀剂图案。然后使用该抗蚀剂图案作为掩模，使用含有CF4的蚀刻气体对抗蚀剂下层膜进行干蚀刻。蚀刻后的抗蚀剂下层膜被转印了抗蚀剂图案。以该抗蚀剂下层膜作为掩模，使用含有氧气的蚀刻气体对SOC膜进行蚀刻。在该阶段，除去抗蚀剂图案，在硅晶片上形成了抗蚀剂下层膜和SOC膜的图案。
接着，可以经公知步骤制作各种半导体装置。另外，在最终制作的半导体装置中SOC膜的图案被除去了。

Claims (9)

1.一种光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，含有聚硅烷化合物和有机溶剂，所述聚硅烷化合物具有下述式(1a)所示的结构单元，并且，所述聚硅烷化合物是利用凝胶渗透色谱测定的重均分子量为1000～15000的具有下述式(5)所示的结构单元的聚硅烷化合物与式Y-OH、式Y-CnH2nOH或式Y-CH＝CH2所示的化合物反应得到的聚合物，式中，Y表示内酯环或金刚烷环，所述内酯环为4元环、5元环或6元环，n表示1～18的整数，
Figure FSB00000756899400011
式中，R1表示芳基、甲基、乙基或碳原子数3～6的环状烷基，X表示氧原子、碳原子数1～18的亚烷基或-OCnH2n-所示的基团，Y表示内酯环或金刚烷环，所述内酯环为4元环、5元环或6元环，式-OCnH2n-中的n表示1～18的整数，
式中，R1定义与上述式(1a)中的定义相同。
2.根据权利要求1所述的光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述聚硅烷化合物还具有下述式(2)和/或式(3)所示的结构单元，
Figure FSB00000756899400013
式中，R3表示芳基、甲基、乙基或碳原子数3～6的环状烷基，R1定义与权利要求1中的相同。
3.根据权利要求1或2所述的光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述聚硅烷化合物还具有下述式(4)所示的结构单元，
Figure FSB00000756899400021
4.根据权利要求1或2所述的光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述聚硅烷化合物的末端具有氢原子。
5.根据权利要求1或2所述的光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述聚硅烷化合物的末端具有硅烷醇基。
6.根据权利要求2所述的光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述聚硅烷化合物是具有下述式(6)和式(7)所示的结构单元的聚硅烷化合物与式Y-OH、式Y-CnH2nOH或式Y-CH＝CH2所示的化合物反应得到的聚合物，式中，Y表示内酯环或金刚烷环，所述内酯环为4元环、5元环或6元环，n表示1～18的整数，
式中，R1和R3定义与权利要求2中相同。
7.根据权利要求1或2所述的光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述芳基是苯基、萘基或蒽基。
8.根据权利要求1或2所述的光刻用形成抗蚀剂下层膜的组合物，还含有季铵盐或盐。
9.一种半导体装置的制造方法，包含下述工序：
在半导体基板上形成有机膜的工序，
在所述有机膜上涂布权利要求1～8的任一项所述的形成抗蚀剂下层膜的组合物，并使其固化，从而形成抗蚀剂下层膜的工序，
在所述抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂图案的工序，
以所述抗蚀剂图案为掩模，使用卤素系气体蚀刻所述抗蚀剂下层膜的工序，以及
以蚀刻后的所述抗蚀剂下层膜为掩模，使用含有氧气的气体蚀刻所述有机膜的工序。
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