[发明专利]抗蚀剂下层膜形成用组合物和使用其的抗蚀剂图案的形成方法

权利要求书

1.一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，包含聚合物、交联剂、促进交联反应的化合物和有机溶剂，所述聚合物在聚合物链的末端具有下述式(1)所表示的结构，并且，所述聚合物的重均分子量是1000～100000，

式(1)中，R₁、R₂和R₃分别独立地表示氢原子、碳原子数1～13的直链状或支链状的烷基、卤代基或羟基，所述R₁、R₂和R₃中至少1个表示所述烷基，Ar表示苯环、萘环或蒽环，2个羰基分别与所述Ar所表示的环的相邻的2个碳原子结合，X表示可以具有碳原子数1～3的烷氧基作为取代基的碳原子数1～6的直链状或支链状的烷基。

2.根据权利要求1所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物是包含下述式(1a)所表示的化合物和下述式(1b)所表示的化合物的原料单体的反应生成物，

X-OH (1b)

式中，R₁、R₂、R₃、Ar和X与所述式(1)中的含义相同。

3.根据权利要求1或2所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物具有下述式(2)和式(3)所表示的结构单元，

式中，Q₁和Q₂分别独立地表示具有碳原子数1～13的直链状或支链状的烃基的二价基团、具有脂环式烃基的二价基团、具有芳香环的二价基团或具有包含1～3个氮原子的杂环的二价基团，所述烃基、所述脂环式烃基、所述芳香环和所述杂环可以具有至少1个取代基。

4.根据权利要求3所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述式(2)所表示的结构单元由下述式(2’)表示，

式(2’)中，Q₃表示碳原子数1～13的直链状或支链状的烃基、具有脂环式烃基的二价基团或具有芳香环的二价基团，所述烃基、所述脂环式烃基和所述芳香环可以具有至少1个取代基，2个v分别独立地表示0或1。

5.根据权利要求3所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述式(3)所表示的结构单元由下述式(3’)表示，

式(3’)中，Q₄表示碳原子数1～13的直链状或支链状的烃基、脂环式烃基或芳香环，所述烃基、所述脂环式烃基和所述芳香环可以具有至少1个取代基，所述烃基的主链上可以具有1个或2个硫原子，也可以具有双键，2个w分别独立地表示0或1。

6.根据权利要求3所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物由下述式(4)表示，

式(4)中，R₁、R₂、R₃、Ar和X与所述式(1)中的含义相同，Y表示具有所述式(2)和所述式(3)所表示的结构单元的聚合物链。

7.根据权利要求1或2所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物的重均分子量是1000～10000。

8.根据权利要求1或2所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述有机溶剂是选自丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、1-乙氧基-2-丙醇、乳酸乙酯、乳酸丁酯和环己酮中的1种或2种以上的组合。

9.根据权利要求1或2所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，其进一步包含产酸剂。

10.一种抗蚀剂图案的形成方法，包括下述工序：将权利要求1～9中任一项所述的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布于半导体基板上并烘烤，从而形成厚度1nm～20nm的抗蚀剂下层膜的工序；在所述抗蚀剂下层膜上形成抗蚀剂膜的工序；通过选自KrF准分子激光、ArF准分子激光、极紫外线和电子射线中的放射线对被所述抗蚀剂下层膜和所述抗蚀剂膜被覆的半导体基板进行曝光的工序；以及曝光后通过碱性显影液进行显影的工序。