JP2010181453A5

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Publication number: JP2010181453A5
Application number: JP2009022492A
Authority: JP
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2029-02-03

Description

本発明は、前述の３つの要件すべてを十分に満たすものである。すなわち本発明の第１態様は、下記式（１）：

〔式中、Ａｒはベンゼン環を表し、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５及びＡ_６はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Ｑは２つの炭素原子間の二価の有機基を表し、Ｒ_１は炭素原子数１乃至１３のアルコキシ基、炭素原子数２乃至１３のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数２乃至１３のアルコキシカルボニル基、炭素原子数１乃至１３のアルキルチオ基、炭素原子数１乃至１３のアルキルスルホニルオキシ基及び炭素原子数１乃至１３のアルコキシスルホニル基からなる群から選ばれる置換基を有する炭素原子数１乃至１３のアルキル基、無置換の炭素原子数１乃至１３のアルキル基、又は炭素原子数３乃至１３のシクロアルキル基を表す。〕
で表される繰り返しの単位構造を有するポリマー及び溶剤を含むリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物である。

本発明に係るレジスト下層膜形成組成物に含まれるポリマーの、繰り返しの単位構造を表す前記式（１）において、Ｑは、例えば下記式（２）：

（式中Ｑ_１は炭素原子数１乃至１０のアルキレン基、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素環を有する二価の有機基、フェニレン基、ナフチレン基又はアントリレン基を表し、前記フェニレン基、ナフチレン基及びアントリレン基は、それぞれ、炭素原子数１乃至６のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数１乃至６のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基及び炭素原子数１乃至６のアルキルチオ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよく、ｎ_１及びｎ_２はそれぞれ独立に０又は１の数を表す。）
で表される基である。

前記式（２）におけるＱ_１は、例えば炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素環を有する二価の有機基であり、該二価の有機基は少なくとも１つのシクロヘキサン環（シクロへキシレン基）を有する。

前記式（２）におけるＱ_１は、前記炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素環を有する二価の有機基にかえて、フェニレン基でもよい。

本発明において、アルキル基としては、直鎖状に限らず分岐状でもよく、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えばシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。アルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｎ−ペンチレン基、ｎ−オクチレン基、２−メチルプロピレン基、１，４−ジメチルブチレン基が挙げられる。脂環式炭化水素環としては、例えばシクロブタン環、シクロヘキサン環、アダマンタン環が挙げられる。アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、イソプロポキシ基が挙げられる。アルキルチオ基としては、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−ペンチルチオ基、イソプロピルチオ基が挙げられる。アルケニル基としては、例えばビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基（アリル基）、１−メチル−２−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基が挙げられる。上記アルキレン基、アルコキシ基及びアルキルチオ基は、直鎖状に限定されず、分岐構造又は環状構造でもよい。ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。

Claims

下記式（１）：

（式中、Ａｒはベンゼン環を表し、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５及びＡ_６はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Ｑは２つの炭素原子間の二価の有機基を表し、Ｒ_１は炭素原子数１乃至１３のアルコキシ基、炭素原子数２乃至１３のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数２乃至１３のアルコキシカルボニル基、炭素原子数１乃至１３のアルキルチオ基、炭素原子数１乃至１３のアルキルスルホニルオキシ基及び炭素原子数１乃至１３のアルコキシスルホニル基からなる群から選ばれる置換基を有する炭素原子数１乃至１３のアルキル基、無置換の炭素原子数１乃至１３のアルキル基、又は炭素原子数３乃至１３のシクロアルキル基を表す。）
で表される繰り返しの単位構造を有するポリマー及び溶剤を含むリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
前記式（１）において、Ｑは下記式（２）：

（式中Ｑ_１は炭素原子数１乃至１０のアルキレン基、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素環を有する二価の有機基、フェニレン基、ナフチレン基又はアントリレン基を表し、前記フェニレン基、ナフチレン基及びアントリレン基は、それぞれ、炭素原子数１乃至６のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数１乃至６のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基及び炭素原子数１乃至６のアルキルチオ基からなる群から選ばれる少なくとも一つの基で置換されていてもよく、ｎ_１及びｎ_２はそれぞれ独立に０又は１の数を表す。）
で表される、請求項１に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
前記式（２）におけるＱ_１は、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素環を有する二価の有機基であり、該二価の有機基は少なくとも１つのシクロヘキサン環を有する、請求項２に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
前記式（２）におけるＱ_１はフェニレン基である、請求項２に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
前記式（１）において、Ｑは下記式（３）：

（式中、Ｒ_２は炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至６のアルケニル基、ベンジル基又はフェニル基を表し、前記フェニル基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数１乃至６のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基及び炭素原子数１乃至６のアルキルチオ基からなる群から選ばれる少なくとも１つの基で置換されていてもよい。）
で表される、請求項１に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
前記ポリマーはトリメリット酸無水物、下記式（４）で表される少なくとも１種の化合物及び下記式（５）で表される化合物：

（式中、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５及びＡ_６はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基又はエチル基を表し、Ｑは前記二価の有機基を表し、Ｒ_１は炭素原子数１乃至１３のアルコキシ基、炭素原子数２乃至１３のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数２乃至１３のアルコキシカルボニル基、炭素原子数１乃至１３のアルキルチオ基、炭素原子数１乃至１３のアルキルスルホニルオキシ基及び炭素原子数１乃至１３のアルコキシスルホニル基からなる群から選ばれる置換基を有する炭素原子数１乃至１３のアルキル基、無置換の炭素原子数１乃至１３のアルキル基、又は炭素原子数３乃至１３のシクロアルキル基を表す。）
の反応生成物である、請求項１に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を半導体基板上に塗布しベークしてレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト下層膜と前記レジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、及び露光後に前記レジスト膜を現像する工程、を含む半導体装置の製造に用いるレジストパターンの形成方法。