具有缩合系聚合物的形成euv光刻用抗蚀剂下层膜的组合物的制作方法
【专利摘要】本发明的课题是提供用于使用了EUV光刻的器件制作工序，降低由EUV带来的不良影响，对获得良好的抗蚀剂图案有效的EUV光刻用抗蚀剂下层膜组合物，以及使用该EUV光刻用抗蚀剂下层膜组合物的抗蚀剂图案形成法。作为解决本发明课题的方法涉及一种形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其包含具有式(1)：(式中，A1、A2、A3、A4、A5和A6各自表示氢原子、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))所示的重复单元结构的聚合物、和溶剂。包含具有式(1)所示的重复单元结构的聚合物、交联性化合物和溶剂的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物。
【专利说明】具有缩合系聚合物的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及在使用了 EUV光刻的器件制作工序中使用，降低由EUV带来的不良影响，对获得良好的抗蚀剂图案有效的EUV光刻用抗蚀剂下层膜组合物，以及使用该EUV光刻用抗蚀剂下层膜组合物的抗蚀剂图案形成法。
【背景技术】
[0002]一直以来，在半导体器件的制造中，进行使用了光刻技术的微细加工。上述微细加工是下述加工法:在硅片等被加工基板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，隔着描绘有半导体器件的图案的掩模图案向该薄膜上照射紫外线等活性光线，进行显影，以所得的光致抗蚀剂图案作为保护膜对硅片等被加工基板进行蚀刻处理。
[0003]近年来，半导体器件的高集成度化进展，所使用的活性光线也从KrF准分子激光(248nm)向ArF准分子激光(193nm)短波长化。与此相伴，活性光线从基板漫反射、驻波的影响成为大问题，广泛采用了作为在光致抗蚀剂与被加工基板之间担负防止反射作用的抗蚀剂下层膜，设置防反射膜(Bottom Ant1-Reflective Coating, BARC)的方法。作为防反射膜，已知钛、二氧化钛、氮化钛、氧化铬、碳、α 一硅等无机防反射膜、和包含吸光性物质和高分子化合物的有机防反射膜。前者在膜形成时需要真空蒸镀装置、CVD装置、溅射装置等设备，与此相对，后者在不需要特别的设备方面是有利的，从而进行了大量的研究。可举出例如，同一分子内具有作为交联反应基团的羟基和吸光基团的丙烯酸树脂型防反射膜；同一分子内具有作为交联反应基团的羟基和吸光基团的酚醛清漆树脂型防反射膜等。
[0004]作为有机防反射膜材料的期望物性，记载了对光、放射线具有大的吸光度，不发生与光致抗蚀剂层的混合(在抗蚀剂溶剂中为不溶)，涂布时或加热干燥时低分子扩散物不会从防反射膜材料向上涂抗蚀剂中扩散，与光致抗蚀剂相比，具有大的干蚀刻速度等(参照专利文献I)。
[0005]近年来，作为使用了 ArF准分子激光(193nm)的光刻技术之后的下一代光刻技术，对介由水而曝光的ArF液浸光刻技术进行了积极研究。然而，使用光的光刻技术遇到了限制，并且作为ArF液浸光刻技术以后的新的光刻技术，使用EUV(波长13.5nm)的EUV光刻技术受到关注。
[0006]在使用了 EUV光刻的器件制作工序中，由于由基底基板、EUV带来的不良影响，因此发生EUV光刻用抗蚀剂的图案形成卷边形状、底蚀(undercut)形状，不能形成直线形状的良好的抗蚀剂图案，对EUV灵敏度低且得不到充分的吞吐量等问题。因此，在EUV光刻工序中，不需要具有防反射能力的抗蚀剂下层膜(防反射膜)，而是需要可以降低这些不良影响，形成直线形状的良好的抗蚀剂图案，提高抗蚀剂灵敏度的EUV光刻用抗蚀剂下层膜。
[0007]此外，由于EUV光刻用抗蚀剂下层膜在成膜后，在其上涂布抗蚀剂，因此与防反射膜同样地，不发生与抗蚀剂层的混合(在抗蚀剂溶剂中为不溶)，涂布时或加热干燥时低分子扩散物不会从防反射膜材料向上涂抗蚀剂中扩散是必须的特性。[0008]此外，在使用EUV光刻的时代，由于抗蚀剂图案宽度变得非常微细，因此期望EUV光刻用抗蚀剂薄膜化。因此，需要使有机防反射膜的蚀刻除去工序所花费的时间大幅度减少，并要求能够以薄膜使用的EUV光刻用抗蚀剂下层膜、或与EUV光刻用抗蚀剂的蚀刻速度的选择比大的EUV光刻用抗蚀剂下层膜。
[0009]作为EUV光刻用抗蚀剂下层膜，可举出例如包含含有卤原子的酚醛清漆树脂、含有酸酐的树脂的形成抗蚀剂下层膜的组合物(参照专利文献2、专利文献3)。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:国际公开W02005 — 098542小册子
[0013]专利文献2:国际公开W02010 — 122948小册子
[0014]专利文献3:国际公开W02009 — 104685小册子
【发明内容】
[0015]发明所要解决的课题
[0016]本发明提供在制造半导体装置的EUV光刻工艺中使用的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物。此外，本发明提供可以降低由基底基板、EUV带来的不良影响，形成直线形状的良好的抗蚀剂图案，提高抗蚀剂灵敏度，不发生与抗蚀剂层的混合，与抗蚀剂相比具有大的干蚀刻速度的EUV光刻用抗蚀剂下层膜。此外，本发明提供使用了该形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物的EUV光刻用抗蚀剂的图案的形成法。
[0017]用于解决课题的方法
[0018]在本申请发明中，作为第I观点，是一种形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其包含:具有式(I)所示的重复单元结构的聚合物、和溶剂，
[0019]
【权利要求】
1.一种形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其包含:具有式(I)所示的重复单元结构的聚合物、和溶剂，
2.一种形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其包含:具有式(I)所示的重复单元结构的聚合物、交联性化合物和溶剂。
3.一种形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其包含:具有式(I)所示的重复单元结构的聚合物、交联性化合物、酸化合物和溶剂。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，所述具有式(I)所示的重复单元结构的聚合物为通过式(7)所示的化合物与式(8)所示的化合物的反应而制造的聚合物，
5.根据权利要求1~3的任一项所述的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，所述具有式(I)所示的重复单元结构的聚合物为通过式(9)所示的化合物与式(10)所示的化合物的反应而制造的聚合物，
6.根据权利要求1~5的任一项所述的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物的固体成分为0.001~1.0质量％。
7.根据权利要求1~5的任一项所述的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物的固体成分为0.001~0.49质量％。
8.—种EUV光刻用抗蚀剂下层膜，其是通过将权利要求1~7的任一项所述的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物涂布在半导体基板上并进行烘烤而获得的。
9.根据权利要求8所述的EUV光刻用抗蚀剂下层膜，所述抗蚀剂下层膜的膜厚为Inm ~20nmo
10.一种在半导体装置的制造中使用的EUV抗蚀剂图案的形成方法，其包括下述工序:将权利要求1~7的任一项所述的形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的组合物涂布在半导体基板上并进行烘烤，从而形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的工序；在该EUV光刻用抗蚀剂下层膜上形成EUV抗蚀剂层的工序；将被覆有EUV光刻用抗蚀剂下层膜和EUV抗蚀剂层的半导体基板进行曝光的工序；在曝光后将EUV抗蚀剂层进行显影的工序。
11.根据权利要求10所述的EUV抗蚀剂图案的形成方法，所述抗蚀剂下层膜的膜厚为Inm ~20nmo
【文档编号】G03F7/11GK103649835SQ201280035179
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2011年8月4日
【发明者】坂本力丸, 藤谷德昌, 远藤贵文, 大西龙慈, 何邦庆 申请人:日产化学工业株式会社