具有縮合系聚合物的形成euv光刻用抗蝕劑下層膜的組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題是提供用于使用了EUV光刻的器件制作工序，降低由EUV帶來的不良影響，對獲得良好的抗蝕劑圖案有效的EUV光刻用抗蝕劑下層膜組合物，以及使用該EUV光刻用抗蝕劑下層膜組合物的抗蝕劑圖案形成法。作為解決本發(fā)明課題的方法涉及一種形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其包含具有式(1)：(式中，A1、A2、A3、A4、A5和A6各自表示氫原子、甲基或乙基，X1表示式(2)、式(3)、式(4)或式(0)，Q表示式(5)或式(6))所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物、和溶劑。包含具有式(1)所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物、交聯(lián)性化合物和溶劑的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物。
【專利說明】具有縮合系聚合物的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在使用了 EUV光刻的器件制作工序中使用，降低由EUV帶來的不良影響，對獲得良好的抗蝕劑圖案有效的EUV光刻用抗蝕劑下層膜組合物，以及使用該EUV光刻用抗蝕劑下層膜組合物的抗蝕劑圖案形成法。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，在半導(dǎo)體器件的制造中，進(jìn)行使用了光刻技術(shù)的微細(xì)加工。上述微細(xì)加工是下述加工法:在硅片等被加工基板上形成光致抗蝕劑組合物的薄膜，隔著描繪有半導(dǎo)體器件的圖案的掩模圖案向該薄膜上照射紫外線等活性光線，進(jìn)行顯影，以所得的光致抗蝕劑圖案作為保護(hù)膜對硅片等被加工基板進(jìn)行蝕刻處理。
[0003]近年來，半導(dǎo)體器件的高集成度化進(jìn)展，所使用的活性光線也從KrF準(zhǔn)分子激光(248nm)向ArF準(zhǔn)分子激光(193nm)短波長化。與此相伴，活性光線從基板漫反射、駐波的影響成為大問題，廣泛采用了作為在光致抗蝕劑與被加工基板之間擔(dān)負(fù)防止反射作用的抗蝕劑下層膜，設(shè)置防反射膜(Bottom Ant1-Reflective Coating, BARC)的方法。作為防反射膜，已知鈦、二氧化鈦、氮化鈦、氧化鉻、碳、α 一硅等無機(jī)防反射膜、和包含吸光性物質(zhì)和高分子化合物的有機(jī)防反射膜。前者在膜形成時需要真空蒸鍍裝置、CVD裝置、濺射裝置等設(shè)備，與此相對，后者在不需要特別的設(shè)備方面是有利的，從而進(jìn)行了大量的研究?？膳e出例如，同一分子內(nèi)具有作為交聯(lián)反應(yīng)基團(tuán)的羥基和吸光基團(tuán)的丙烯酸樹脂型防反射膜；同一分子內(nèi)具有作為交聯(lián)反應(yīng)基團(tuán)的羥基和吸光基團(tuán)的酚醛清漆樹脂型防反射膜等。
[0004]作為有機(jī)防反射膜材料的期望物性，記載了對光、放射線具有大的吸光度，不發(fā)生與光致抗蝕劑層的混合(在抗蝕劑溶劑中為不溶)，涂布時或加熱干燥時低分子擴(kuò)散物不會從防反射膜材料向上涂抗蝕劑中擴(kuò)散，與光致抗蝕劑相比，具有大的干蝕刻速度等(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]近年來，作為使用了 ArF準(zhǔn)分子激光(193nm)的光刻技術(shù)之后的下一代光刻技術(shù)，對介由水而曝光的ArF液浸光刻技術(shù)進(jìn)行了積極研究。然而，使用光的光刻技術(shù)遇到了限制，并且作為ArF液浸光刻技術(shù)以后的新的光刻技術(shù)，使用EUV(波長13.5nm)的EUV光刻技術(shù)受到關(guān)注。
[0006]在使用了 EUV光刻的器件制作工序中，由于由基底基板、EUV帶來的不良影響，因此發(fā)生EUV光刻用抗蝕劑的圖案形成卷邊形狀、底蝕(undercut)形狀，不能形成直線形狀的良好的抗蝕劑圖案，對EUV靈敏度低且得不到充分的吞吐量等問題。因此，在EUV光刻工序中，不需要具有防反射能力的抗蝕劑下層膜(防反射膜)，而是需要可以降低這些不良影響，形成直線形狀的良好的抗蝕劑圖案，提高抗蝕劑靈敏度的EUV光刻用抗蝕劑下層膜。
[0007]此外，由于EUV光刻用抗蝕劑下層膜在成膜后，在其上涂布抗蝕劑，因此與防反射膜同樣地，不發(fā)生與抗蝕劑層的混合(在抗蝕劑溶劑中為不溶)，涂布時或加熱干燥時低分子擴(kuò)散物不會從防反射膜材料向上涂抗蝕劑中擴(kuò)散是必須的特性。[0008]此外，在使用EUV光刻的時代，由于抗蝕劑圖案寬度變得非常微細(xì)，因此期望EUV光刻用抗蝕劑薄膜化。因此，需要使有機(jī)防反射膜的蝕刻除去工序所花費(fèi)的時間大幅度減少，并要求能夠以薄膜使用的EUV光刻用抗蝕劑下層膜、或與EUV光刻用抗蝕劑的蝕刻速度的選擇比大的EUV光刻用抗蝕劑下層膜。
[0009]作為EUV光刻用抗蝕劑下層膜，可舉出例如包含含有鹵原子的酚醛清漆樹脂、含有酸酐的樹脂的形成抗蝕劑下層膜的組合物(參照專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:國際公開W02005 — 098542小冊子
[0013]專利文獻(xiàn)2:國際公開W02010 — 122948小冊子
[0014]專利文獻(xiàn)3:國際公開W02009 — 104685小冊子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明所要解決的課題
[0016]本發(fā)明提供在制造半導(dǎo)體裝置的EUV光刻工藝中使用的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物。此外，本發(fā)明提供可以降低由基底基板、EUV帶來的不良影響，形成直線形狀的良好的抗蝕劑圖案，提高抗蝕劑靈敏度，不發(fā)生與抗蝕劑層的混合，與抗蝕劑相比具有大的干蝕刻速度的EUV光刻用抗蝕劑下層膜。此外，本發(fā)明提供使用了該形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物的EUV光刻用抗蝕劑的圖案的形成法。
[0017]用于解決課題的方法
[0018]在本申請發(fā)明中，作為第I觀點(diǎn)，是一種形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其包含:具有式(I)所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物、和溶劑，
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其包含:具有式(I)所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物、和溶劑，
2.一種形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其包含:具有式(I)所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物、交聯(lián)性化合物和溶劑。
3.一種形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其包含:具有式(I)所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物、交聯(lián)性化合物、酸化合物和溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3的任一項(xiàng)所述的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，所述具有式(I)所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物為通過式(7)所示的化合物與式(8)所示的化合物的反應(yīng)而制造的聚合物，
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3的任一項(xiàng)所述的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，所述具有式(I)所示的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的聚合物為通過式(9)所示的化合物與式(10)所示的化合物的反應(yīng)而制造的聚合物，
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物的固體成分為0.001~1.0質(zhì)量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物的固體成分為0.001~0.49質(zhì)量％。
8.—種EUV光刻用抗蝕劑下層膜，其是通過將權(quán)利要求1~7的任一項(xiàng)所述的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物涂布在半導(dǎo)體基板上并進(jìn)行烘烤而獲得的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的EUV光刻用抗蝕劑下層膜，所述抗蝕劑下層膜的膜厚為Inm ~20nmo
10.一種在半導(dǎo)體裝置的制造中使用的EUV抗蝕劑圖案的形成方法，其包括下述工序:將權(quán)利要求1~7的任一項(xiàng)所述的形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的組合物涂布在半導(dǎo)體基板上并進(jìn)行烘烤，從而形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的工序；在該EUV光刻用抗蝕劑下層膜上形成EUV抗蝕劑層的工序；將被覆有EUV光刻用抗蝕劑下層膜和EUV抗蝕劑層的半導(dǎo)體基板進(jìn)行曝光的工序；在曝光后將EUV抗蝕劑層進(jìn)行顯影的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的EUV抗蝕劑圖案的形成方法，所述抗蝕劑下層膜的膜厚為Inm ~20nmo
【文檔編號】G03F7/11GK103649835SQ201280035179
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】坂本力丸, 藤谷德昌, 遠(yuǎn)藤貴文, 大西龍慈, 何邦慶 申請人:日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會社