[发明专利]含聚酰胺酸的形成下层防反射膜的组合物

说明书

本申请是申请日为2005年8月23日，申请号为200580029529.5，发明名称为“含聚酰胺酸的形成下层防反射膜的组合物”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在制造半导体器件的光刻工艺中使用的形成下层防反射膜的组合物、和使用该形成下层防反射膜的组合物的光致抗蚀剂图案的形成方法。特别涉及在使用i线（波长365nm）或g线（波长432nm）的光刻工艺中使用的形成下层防反射膜的组合物。更详细地说，涉及用于形成在光致抗蚀剂用的碱性显影液作用下能够显影的下层防反射膜的形成下层防反射膜组合物、以及使用该形成下层防反射膜组合物通过使光致抗蚀剂和下层防反射膜同时显影来形成光致抗蚀剂图案的方法。

背景技术

在半导体器件的制造中，通过使用光致抗蚀剂的光刻工艺进行微细加工。所谓微细加工是指下述加工方法，即，在硅晶片等半导体基板上形成光致抗蚀剂的薄膜，然后通过描绘有器件图案的掩模对其上照射紫外线等的活性光线，来进行显影，将得到的抗蚀剂图案作为保护膜，蚀刻处理基板，通过这样在基板表面上形成对应上述图案的微细凹凸。然而，在光致抗蚀剂的光刻工艺中，存在曝光使用的光从基板反射带来的驻波的影响、和基板的阶差导致的漫反射的影响造成光致抗蚀剂图案的尺寸精度低下等问题。因此，为了解决问题，现在广泛研究的是一种在光致抗蚀剂和基板之间设置下层防反射膜（Bottom Anti-Reflective Coating：BARC）的方法。

这样的下层防反射膜，为了防止与涂布在它上面的光致抗蚀剂发生内部混合，多使用热交联性组合物来形成。结果防反射膜对光致抗蚀剂用碱性显影液不溶，需要在半导体基板加工前通过干蚀刻进行下层防反射膜的除去（例如，参考专利文献1）。

然而，通过干蚀刻除去下层防反射膜的同时，光致抗蚀剂也通过蚀刻被除去。因此，出现了难以确保基板加工中必要的光致抗蚀剂的膜厚的问题。在以提高图像解像性为目的而使用薄的光致抗蚀剂膜的情况下，问题特别严重。

另外，在半导体器件的制造中，离子注入工序是将光致抗蚀剂图案作为铸模向半导体基板导入杂质的工序，为了避免给基板表面带来损伤，在形成光致抗蚀剂图案时不能进行干蚀刻工序。因此，在用于离子注入工序的光致抗蚀剂图案的形成中，不能在光致抗蚀剂的下层使用需要通过干蚀刻除去的防反射膜。迄今为止，在离子注入工序中用作铸模的光致抗蚀剂图案，为了扩大线幅宽、减少曝光光从基板反射带来的驻波的影响、和基板的阶差导致的曝光光的漫反射的影响，通过使用加入了染料的光致抗蚀剂或在光致抗蚀剂的上层使用防反射膜已解决了反射引发的问题。然而，随着近年来的图案尺寸的微细化，用于离子注入工序的光致抗蚀剂也开始需要形成微细的图案，需要在光致抗蚀剂的下层使用防反射膜。

由此现状出发，人们期待开发出在用于光致抗蚀剂的显影中的碱性显影液中溶解，能够与光致抗蚀剂同时显影除去的下层防反射膜。然而，虽然现在对可与光致抗蚀剂同时显影除去的下层防反射膜已有研究（例如，参考专利文献2、专利文献3、专利文献4、专利文献5、专利文献6），但从对微细加工的适应性、和形成图案的形状等观点出发，仍然没有充分满足需要的方案。

专利文献1：美国专利第6156479号说明书

专利文献2：日本专利第2686898号公报

专利文献3：特开平9-78031号公报

专利文献4：特开平11-72925号公报

专利文献5：国际公开第03/057678号文本

专利文献6：国际公开第03/058345号文本

发明内容

本发明是基于上述现状而作出的发明，目的在于提供可溶于在光致抗蚀剂的显影中使用的碱性显影液的下层防反射膜、和用于形成该下层防反射膜的组合物。

即，本发明的目的在于，提供在半导体器件的制造中使用的形成下层防反射膜的组合物。即，提供不出现与涂布在上层而形成的光致抗蚀剂发生混合、溶于碱性显影液、可与光致抗蚀剂同时显影除去的下层防反射膜、和用于形成该下层防反射膜的下层防反射膜形成组合物。

另外，本发明的目的在于，提供对i线（波长365nm）显示优异的吸收、在碱性显影液中可溶的下层防反射膜。

另外，本发明的目的在于，提供使用该形成下层防反射膜的组合物，在半导体器件的制造中使用的光致抗蚀剂图案的形成方法。