專利名稱：抗蝕劑下層膜形成用組合物和使用了該組合物的抗蝕劑圖案的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了在制造半導(dǎo)體裝置的過程的光刻工序中獲得所期望的形狀的抗蝕劑圖案，而對在基板與在基板上形成的抗蝕劑膜之間形成抗蝕劑下層膜有用的組合物。另外，本發(fā)明涉及適合使用EUV曝光的光刻工序的、用于形成抗蝕劑下層膜的組合物。
背景技術(shù)：
作為形成EUV曝光用抗蝕劑下層膜的材料，公開了外部氣體發(fā)生被降低的抗蝕劑下層膜形成用組合物(專利文獻(xiàn)I)。此外，雖然不是特定用于EUV曝光的材料，但還公開了包含2官能二縮水甘油基酯化合物與2，4- 二羥基苯甲酸的反應(yīng)生成物的抗蝕劑下層膜形成用組合物(專利文獻(xiàn)2)。然而，該專利文獻(xiàn)I和2中，關(guān)于通過2官能二縮水甘油基酯化合物與雙酚S或其衍生物的加聚反應(yīng)而得的二元聚合物既沒有記載也沒有啟示?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:國際公開第2010/061774號專利文獻(xiàn)2:國際公開第2009/057458號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在抗蝕劑下層膜上形成的抗蝕劑圖案的與基板垂直的方向的剖面優(yōu)選為矩形。從本發(fā)明的發(fā)明者們的經(jīng)驗已知，作為獲得矩形的方法之一，是提高抗蝕劑下層膜中的芳香族環(huán)密度。對抗蝕劑下層膜要求比抗蝕劑膜干蝕刻速度大(干蝕刻速度的選擇比大)。然而，由包含作為丙烯酸類樹脂或甲基丙烯酸類樹脂的聚合物的組合物所形成的抗蝕劑下層膜，關(guān)于干蝕刻速度未必能夠滿足?？紤]這是由于，構(gòu)成丙烯酸類樹脂或甲基丙烯酸類樹脂的主鏈的碳原子彼此的鍵(C-C鍵)，不能通過干蝕刻而該鍵容易地斷裂。此外，在EUV光刻的情況下，所形成的圖案線寬度為32nm以下，對圖案側(cè)壁的線邊緣粗糙度(在本說明書中以下簡稱為LER。)的要求變得嚴(yán)格。在所形成的抗蝕劑圖案形狀為卷邊形狀或相鄰的圖案不分離而連接的形狀的情況下，從圖案上方觀察時的LER的值變大，對尺寸控制帶來惡劣影響。因此，強(qiáng)烈要求使抗蝕劑圖案形狀為LER的值小的矩形。本發(fā)明的目的是獲得雖然包含苯環(huán)等芳香族環(huán)，但相對于抗蝕劑膜的干蝕刻速度的選擇比大，而且對降低在EUV (波長13.5nm)光刻中成為大問題的LER有用的用于形成抗蝕劑下層膜的組合物。另外，本發(fā)明的目的是獲得使抗蝕劑下層膜上的抗蝕劑圖案成為所期望的形狀的、用于形成抗蝕劑下層膜的組合物。本發(fā)明的組合物的條件是，所形成的抗蝕劑下層膜在涂布于其上的抗蝕劑的溶劑中不溶，和所形成的抗蝕劑下層膜與抗蝕劑膜之間不發(fā)生混合。
用于解決課題的方法本發(fā)明的第I方式是，一種光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，其特征在于，包含聚合物和溶劑，上述聚合物是將二苯砜或其衍生物介由醚鍵導(dǎo)入該聚合物的主鏈而得的。這里，醚鍵用“-0-”表示。該醚鍵的氧原子通常與碳原子結(jié)合，形成C-O鍵。一種光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，上述聚合物具有下述式(Ia)和下述式(Ib)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元作為主鏈，
權(quán)利要求
1.一種光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，其包含聚合物和溶劑，上述聚合物是將二苯砜或其衍生物介由醚鍵導(dǎo)入該聚合物的主鏈而得的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，上述聚合物具有下述式(Ia)和下述式(Ib)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元作為主鏈，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，在上述式(Ib)中，Q用下述式⑵表示，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，在上述式(Ib)中，Q用下述式⑶表示，
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，在上述式(Ib)中，Q用下述式(6)表示，
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5的任一項所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，上述聚合物進(jìn)一步具有下述式(7)所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，上述聚合物是下述式(8a)所示的至少一種化合物與下述式(8b)所示的至少一種化合物的加聚反應(yīng)生成物，
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，在上述式(Sb)中，Q用下述式(9)表示，
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，上述式(Sb)所示的化合物用下述式(10)表示，
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，在上述式(Sb)中，Q用下述式(11)表示，
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10的任一項所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，其進(jìn)一步包含交聯(lián)性化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，其進(jìn)一步包含促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)的化合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，上述交聯(lián)性化合物是具有2 4個被羥甲基或烷氧基甲基取代的氮原子的含氮化合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，上述促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)的化合物是選自磺酸化合物和熱產(chǎn)酸劑中的至少一種。
15.一種在半導(dǎo)體裝置的制造中使用的抗蝕劑圖案的形成方法，其包括以下工序:將權(quán)利要求1 14的任一項所述的光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物涂布在半導(dǎo)體基板上，烘焙而形成抗蝕劑下層膜的工序；在上述抗蝕劑下層膜上形成抗蝕劑膜的工序；將被上述抗蝕劑下層膜和上述抗蝕劑膜覆蓋的半導(dǎo)體基板進(jìn)行曝光的工序；以及，曝光后將上述抗蝕劑膜進(jìn)行顯影的工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所 述的抗蝕劑圖案的形成方法，上述曝光使用極紫外線進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明的目的是得到雖然包含苯環(huán)等芳香族環(huán)，但干蝕刻速度的選擇比大、而且對降低在EUV(波長13.5nm)光刻中成為大問題的LER有用的用于形成抗蝕劑下層膜的組合物。另外，本發(fā)明的目的是得到使抗蝕劑下層膜上的抗蝕劑圖案形成所期望的形狀的、用于形成抗蝕劑下層膜的組合物。作為本發(fā)明的解決問題的方法是，一種光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，其特征在于，包含聚合物和溶劑，上述聚合物是將二苯砜或其衍生物介由醚鍵導(dǎo)入該聚合物的主鏈而得的。
文檔編號H01L21/027GK103221888SQ20118005510
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17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