用于形成抗蝕劑下層膜的組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題是提供一種用于形成抗蝕劑下層膜的組合物，所述抗蝕劑下層膜能夠提高與抗蝕劑圖案之間的附著性。解決手段是一種用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其含有聚合物和有機(jī)溶劑，所述聚合物在末端具有下述式(1a)、式(1b)或式(2)所表示的結(jié)構(gòu)。式中，R1表示氫原子或甲基，R2和R3分別獨(dú)立地表示氫原子或烴基等有機(jī)基團(tuán)，所述烴基可以具有至少1個(gè)羥基或甲基硫基作為取代基，R4表示氫原子或羥基，Q1表示亞芳基，v表示0或1，y表示1～4的整數(shù)，w表示1～4的整數(shù)，x1表示0或1，x2表示1～5的整數(shù)。
【專利說(shuō)明】用于形成抗蝕劑下層膜的組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在光刻工序中用于形成提高了與抗蝕劑圖案之間的附著性的抗蝕劑 下層膜、和對(duì)在其上形成期望形狀的抗蝕劑圖案有用的抗蝕劑下層膜的組合物。此外，本發(fā) 明涉及使用了該組合物的半導(dǎo)體元件的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在ArF液浸光刻和極紫外線（EUV)光刻中，要求抗蝕劑線寬的加工尺寸的微細(xì)化。 在這樣的微細(xì)的抗蝕劑圖案的形成中，由于抗蝕劑圖案與基底的接觸面積變小，所以高寬 比（抗蝕劑圖案的高度/抗蝕劑圖案的線寬）變大，存在容易發(fā)生抗蝕劑圖案的倒塌的擔(dān) 心。因此，在與抗蝕劑圖案接觸的抗蝕劑下層膜（抗反射膜）中，要求不會(huì)發(fā)生抗蝕劑圖案 倒塌的與抗蝕劑圖案之間的高附著性。
[0003] 為了顯示與抗蝕劑圖案之間的高附著性，報(bào)道了通過(guò)使用內(nèi)酯結(jié)構(gòu)作為用于形成 抗蝕劑下層膜的組合物的構(gòu)成成分，由該組合物形成的抗蝕劑下層膜，相對(duì)于所獲得的抗 蝕劑圖案，附著性提高（專利文獻(xiàn)1)。即，期待通過(guò)使用含有像內(nèi)酯結(jié)構(gòu)那樣的極性部位的 結(jié)構(gòu)作為用于形成抗蝕劑下層膜的組合物的構(gòu)成成分，提高對(duì)抗蝕劑圖案的附著性，即使 在微細(xì)的抗蝕劑圖案中，也能夠防止抗蝕劑圖案的倒塌。
[0004] 然而，在像ArF液浸光刻、極紫外線（EUV)光刻那樣的、要求制作更微細(xì)的抗蝕劑 圖案的光刻工藝中，僅通過(guò)含有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)作為用于形成抗蝕劑下層膜的組合物構(gòu)成成分， 對(duì)于防止抗蝕劑圖案的倒塌而言，并不充分。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :國(guó)際公布第03/017002號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 作為顯示與抗蝕劑圖案之間高附著性的方法，可以舉出對(duì)抗蝕劑與抗蝕劑下層膜 之間界面的化學(xué)狀態(tài)進(jìn)行控制的方法。即，在正型抗蝕劑中，在抗蝕劑與抗蝕劑下層膜的界 面的化學(xué)狀態(tài)為酸性狀態(tài)的情況下，所獲得的抗蝕劑圖案形狀會(huì)成為底切形狀，由于抗蝕 劑圖案的接觸面積極度降低，所以變得容易發(fā)生抗蝕劑圖案的倒塌。另一方面，通過(guò)使抗 蝕劑與抗蝕劑下層膜的界面的化學(xué)狀態(tài)為堿性狀態(tài)，能夠抑制抗蝕劑圖案形狀成為底切形 狀，期待顯示比通過(guò)導(dǎo)入像內(nèi)酯結(jié)構(gòu)那樣的極性部位而獲得的與抗蝕劑圖案之間的附著性 更加牢固的附著性。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的在于，為了增加形成在抗蝕劑下層膜上的抗蝕劑圖案與該抗 蝕劑下層膜之間的附著性，以及為了抑制該抗蝕劑圖案的底切形狀，提供將抗蝕劑下層膜 表面狀態(tài)改性為堿性狀態(tài)的用于形成抗蝕劑下層膜的組合物。
[0011] 解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明的第一實(shí)施方式為一種用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其含有聚 合物和有機(jī)溶劑，所述聚合物在末端具有下述式（la)、式（lb)或式（2)所表示的結(jié)構(gòu)。
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其含有聚合物和有機(jī)溶劑，所述聚合 物在末端具有下述式（la)、式（lb)或式（2)所表示的結(jié)構(gòu)，
式中，&表示氫原子或甲基，R2和R3分別獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)1?6的直鏈狀 或支鏈狀的烴基、脂環(huán)式烴基、苯基、苯甲基、苯甲基氧基、苯甲基硫基、咪唑基或吲哚基，所 述烴基、所述脂環(huán)式烴基、所述苯基、所述苯甲基、所述苯甲基氧基、所述苯甲基硫基、所述 咪唑基、所述吲哚基可以具有至少1個(gè)羥基或甲基硫基作為取代基，R 4表示氫原子或羥基， Qi表示亞芳基，v表示0或1，y表示1?4的整數(shù)，w表示1?4的整數(shù)，Xi表示0或1，x 2 表示1?5的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，所述式（lb)所表示 的結(jié)構(gòu)用下述式（3)表示，
式中，&表示所述式（lb)中定義的意思，各R5獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)1?6的 直鏈狀或支鏈狀的烴基、碳原子數(shù)1?4的烷氧基、碳原子數(shù)1?4的烷基硫基、鹵素原子、 氰基或硝基，v和w表示所述式（lb)中定義的意思，z表示（5-w)的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，所述聚合物在 主鏈中還具有下述式（4)所表示的至少1種結(jié)構(gòu)單元，
式中，ΑρA2、A3、A4、A5和A6分別獨(dú)立地表不氧原子、甲基或乙基，Q 2表不_價(jià)有機(jī)基團(tuán)， 1?和m2分別獨(dú)立地表示0或1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，在所述式（4)中，Q2 表示下述式（5)所表示的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，
式中，Q3表示具有至少1個(gè)碳原子數(shù)1?10的亞烷基、碳原子數(shù)2?6的亞烯基、碳 原子數(shù)3?10的脂環(huán)式烴環(huán)或碳原子數(shù)6?14的芳香族烴環(huán)的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，所述二價(jià) 有機(jī)基團(tuán)可以被選自碳原子數(shù)1?6的烷基、鹵素原子、羥基、碳原子數(shù)1?6的烷氧基、碳 原子數(shù)2?6的烷氧基羰基、硝基、氰基和碳原子數(shù)1?6的烷基硫基中的至少1個(gè)取代， 在所述二價(jià)有機(jī)基團(tuán)具有2個(gè)亞烷基、脂環(huán)式烴環(huán)或芳香族烴環(huán)的情況下，該2個(gè)亞烷基、 2個(gè)脂環(huán)式烴環(huán)或2個(gè)芳香族烴環(huán)可以經(jīng)由選自磺?；⒍蛎鸦?、硫醚基、羰基、-C( = 0) 0-基、-0-基、-C (CH3) 2-基和-C (CF3) 2_基中的連接基而彼此結(jié)合，ηι和n2分別獨(dú)立地表示 0或1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，在所述式（4)中，Q2 表示下述式（6)所表示的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，
式中，X表示下述式（7)或式（8)所表示的二價(jià)基團(tuán)，
式中，R6和R7分別獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)1?6的烷基、碳原子數(shù)3?6的烯基、 苯甲基或苯基，所述苯基可以被選自碳原子數(shù)1?6的烷基、鹵素原子、碳原子數(shù)1?6的 烷氧基、硝基、氰基和碳原子數(shù)1?6的烷基硫基中的至少1個(gè)取代，或者R 6和R7可以彼此 結(jié)合而同與該R6和R7結(jié)合的碳原子一起形成碳原子數(shù)3?6的環(huán)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，在所述式（4)中，Q2 表示下述式（9)所表示的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，
式中，R8表示碳原子數(shù)1?6的烷基、碳原子數(shù)3?6的烯基、苯甲基或苯基，所述苯基 可以被選自碳原子數(shù)1?6的烷基、鹵素原子、碳原子數(shù)1?6的烷氧基、硝基、氰基和碳原 子數(shù)1?6的烷基硫基中的至少1個(gè)取代。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的用于形成光刻用抗蝕劑下層膜的組合物，其還 含有交聯(lián)劑和交聯(lián)催化劑。
8. -種制作半導(dǎo)體元件的方法，在具有加工對(duì)象膜的基板上涂布權(quán)利要求1?7中任 一項(xiàng)所述的用于形成抗蝕劑下層膜的組合物并烘烤，從而形成抗蝕劑下層膜，在所述抗蝕 劑下層膜上被覆抗蝕劑，對(duì)被覆了所述抗蝕劑的基板照射KrF準(zhǔn)分子激光、ArF準(zhǔn)分子激 光、極紫外線或電子射線，然后進(jìn)行顯影，從而形成抗蝕劑圖案，以所述抗蝕劑圖案作為掩 模，通過(guò)干法蝕刻將所述加工對(duì)象膜圖案化。
【文檔編號(hào)】H01L21/027GK104303107SQ201380023663
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
【發(fā)明者】遠(yuǎn)藤貴文, 坂本力丸, 藤谷德昌 申請(qǐng)人:日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社