[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

说明书

本发明的课题是提供新的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物。本发明的解决方法是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。(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，前述R₁、R₂和R₃中至少1个表示前述烷基，Ar表示苯环、萘环或蒽环，2个羰基分别与前述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。)。

技术领域

本发明涉及固体成分在有机溶剂中的溶解性优异、且即使在形成薄的 膜厚(例如20nm以下)的抗蚀剂下层膜的情况下对基板的涂布性也优异的 光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物、以及使用该抗蚀剂下层膜形成用组合 物的抗蚀剂图案形成方法。

背景技术

一直以来，在半导体装置的制造中，基于使用了抗蚀剂组合物的光刻 来进行微细加工。前述微细加工是下述加工法：通过在硅晶片等半导体基 板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，在其上经由描绘有器件的图案的掩模 图案来照射紫外线等活性光线，进行显影，将所得的光致抗蚀剂图案作为 保护膜而对基板进行蚀刻处理，从而在基板表面形成对应于前述图案的微 细凹凸。近年来，半导体器件的高集成度化发展，所使用的活性光线也从i射线(波长365nm)、KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波 长193nm)短波长化。与此相伴，活性光线来自半导体基板的漫反射、驻波 的影响成为大问题。因此，为了解决该问题，广泛研究了在抗蚀剂与半导 体基板之间设置防反射膜(Bottom Anti-ReflectiveCoating：BARC，底部 防反射膜)的方法。该防反射膜也被称为抗蚀剂下层膜。作为相关的防反射 膜，从其使用的容易度等出发，正在进行数量众多的关于包含具有吸光部 位的聚合物等的有机防反射膜的研究。

专利文献1～专利文献3中公开了一种抗蚀剂下层膜(防反射膜)，其不 与在上层形成的光致抗蚀剂膜混合，在使用ArF准分子激光进行曝光的情 况下，可获得所期望的光学参数(k值、n值)、而且可获得所期望的干蚀刻 速度。

另一方面，采用了作为进一步微细加工技术的EUV(极紫外线的简称， 波长13.5nm)曝光的光刻，虽然没有来自基板的反射，但是与图案微细化 相伴的抗蚀剂图案侧壁的粗糙成为问题。因此，正在进行众多关于用于形 成矩形性高的抗蚀剂图案形状的抗蚀剂下层膜的研究。作为形成EUV、X 射线、电子射线等高能量射线曝光用抗蚀剂下层膜的材料，公开了排气的 产生降低了的抗蚀剂下层膜形成用组合物(专利文献4)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2005/098542号

专利文献2：国际公开第2009/096340号

专利文献3：国际公开第2009/104685号

专利文献4：国际公开第2010/061774号

发明内容

发明所要解决的课题

作为抗蚀剂下层膜所要求的特性，可举出例如，不引起与在上层形成 的抗蚀剂膜的混合(不溶于抗蚀剂溶剂)、具有与抗蚀剂膜相比大的干蚀刻 速度。

在伴随EUV曝光的光刻的情况下，所形成的图案线宽度变为32nm以 下，EUV曝光用的抗蚀剂下层膜可以比以往膜厚薄地形成而被使用。在形 成这样的薄膜时，由于基板表面、所使用的聚合物等的影响，针孔、凝集 等容易发生，难以形成没有缺陷的均匀的膜。

本发明的目的在于，通过解决上述问题，获得能够形成所期望的抗蚀 剂图案、用于形成抗蚀剂下层膜的组合物。