EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物制造技术

本发明专利技术提供用于形成能够形成所期望的抗蚀剂图案的抗蚀剂下层膜的组合物、及使用了该抗蚀剂下层膜形成用组合物的抗蚀剂图案制造方法、半导体装置的制造方法。所述组合物为(甲基)丙烯酸类聚合物的侧链具有被保护基取代的碱性有机基团，而且还包含有机溶剂的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，其中不包含上述(甲基)丙烯酸类聚合物以外的聚合物。上述有机基团为具有被保护基取代的氨基或被保护基取代的含氮杂环的酰氧基。氮杂环的酰氧基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物


[0001]本专利技术涉及半导体制造中的光刻工艺中使用的组合物，特别是在最尖端(ArF、EUV、EB等)的光刻工艺中使用的组合物。另外，还涉及应用了上述抗蚀剂下层膜的带抗蚀剂图案的基板的制造方法、及半导体装置的制造方法。

技术介绍

[0002]一直以来，在半导体装置的制造中，通过使用抗蚀剂组合物的光刻进行微细加工。上述微细加工是在硅晶片等半导体基板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，在其上隔着描绘有器件图案的掩模图案照射紫外线等活性光线，进行显影，将得到的光致抗蚀剂图案作为保护膜对基板进行蚀刻处理，从而在基板表面形成与上述图案对应的微细凹凸的加工方法。近年来，半导体器件的高集成度化不断发展，所使用的活性光线除了以往使用的i线(波长365nm)、KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)以外，在最尖端的微细加工中还研究了EUV光(波长13.5nm)或EB(电子束)的实用化。与此相伴，来自半导体基板等的影响所导致的抗蚀剂图案形成不良成为大的问题。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抗蚀剂下层膜的方法。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抗蚀剂下层膜的方法。
[0003]专利文献1中公开了用于使形成于抗蚀剂下层膜上的抗蚀剂图案的密合性增大的抗蚀剂下层膜用形成用组合物用添加剂。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开2013/058189号公报
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技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]作为抗蚀剂下层膜所要求的特性，可以列举例如，不与形成于上层的抗蚀剂膜发生混合(不溶于抗蚀剂溶剂)、与抗蚀剂膜相比干蚀刻速度快。
[0009]在伴有EUV曝光的光刻的情况下，所形成的抗蚀剂图案的线宽为32nm以下，EUV曝光用的抗蚀剂下层膜形成比以往薄的膜厚进行使用。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，容易产生针孔、凝聚等，难以形成没有缺陷的均匀的膜。
[0010]另一方面，形成抗蚀剂图案时，有时采用如下方法：在显影工序中，使用能够溶解抗蚀剂膜的溶剂，通常为有机溶剂，将前述抗蚀剂膜的未曝光部分除去，将该抗蚀剂膜的曝光部分作为抗蚀剂图案而残留。在这样的负型显影工艺中，抗蚀剂图案密合性的改善成为大的课题。
[0011]另外，要求抑制形成抗蚀剂图案时的LWR(Line Width Roughness、线宽粗糙度、线宽的波动(粗糙度))的恶化，形成具有良好的矩形形状的抗蚀剂图案，以及提高抗蚀剂灵敏度。
[0012]本专利技术的目的在于提供解决了上述课题的、用于形成能够形成所期望的抗蚀剂图案的抗蚀剂下层膜的组合物、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。
[0013]解决问题的手段
[0014]本专利技术包括以下内容。
[0015][1]一种EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，其含有(甲基)丙烯酸类聚合物以及有机溶剂，所述(甲基)丙烯酸类聚合物在其侧链具有被保护基取代的碱性有机基团，并且，所述EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物不包含所述(甲基)丙烯酸类聚合物以外的聚合物。
[0016][2][1]中所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述有机基团为具有被保护基取代的氨基的酰氧基或具有被保护基取代的含氮杂环的酰氧基。
[0017][3][1]或[2]中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述保护基选自叔丁氧基羰基、苄氧基羰基、9
‑
芴基甲氧基羰基、2,2,2
‑
三氯乙氧基羰基及烯丙氧基羰基。
[0018][4][1]～[3]中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述(甲基)丙烯酸类聚合物为具有下述式(1)表示的单元结构的聚合物，
[0019][0020]式(1)中，R1表示氢原子或甲基，L表示二价的连接基团，X表示具有被保护基取代的氨基的酰氧基或具有被保护基取代的含氮杂环的酰氧基。
[0021][5][1]～[4]中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，其中，还包含交联催化剂。
[0022][6][1]～[5]中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，其中，还包含交联剂。
[0023][7]一种EUV抗蚀剂下层膜，其特征在于，是由[1]～[6]中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的涂布膜的烧成物。
[0024][8]一种图案化基板的制造方法，其包含：在半导体基板上涂布[1]～[6]中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物并进行烘烤而形成EUV抗蚀剂下层膜的工序、在所述EUV抗蚀剂下层膜上涂布EUV抗蚀剂并进行烘烤而形成EUV抗蚀剂膜的工序、对用所述EUV抗蚀剂下层膜和所述EUV抗蚀剂被覆的半导体基板进行曝光的工序、对曝光后的所述EUV抗蚀剂膜进行显影、图案化的工序。
[0025][9]一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包含：
[0026]在半导体基板上形成由[1]～[6]中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的EUV抗蚀剂下层膜的工序、
[0027]在所述EUV抗蚀剂下层膜上形成EUV抗蚀剂膜的工序、
[0028]通过对EUV抗蚀剂膜进行光照或电子束照射和之后的显影而形成EUV抗蚀剂图案的工序、
[0029]隔着所形成的上述EUV抗蚀剂图案对所述EUV抗蚀剂下层膜进行蚀刻，从而形成图案化的EUV抗蚀剂下层膜的工序、和
[0030]利用已图案化的上述EUV抗蚀剂下层膜对半导体基板进行加工的工序。
[0031]专利技术效果
[0032]本专利技术的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有(甲基)丙烯酸类聚合物以及有机溶剂，所述(甲基)丙烯酸类聚合物在其侧链具有被保护基取代的碱性有机基团，其特征在于，所述EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物不包含所述(甲基)丙烯酸类聚合物以外的聚合物。使用本申请的组合物制造的抗蚀剂下层膜通过使(甲基)丙烯酸类聚合物的侧链具有被保护基取代的碱性的有机基团，从而在涂布本申请的组合物而形成膜后，通过进行烘烤而在膜表面产生氨基，利用该氨基提高了与抗蚀剂的密合性，由此抗蚀剂形状也没有所谓的包边(
すそ
引
き
)、底切(
アンダーカット
)，能够制成良好的矩形抗蚀剂图案。本申请的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，通过设定为这样的构成，能够实现抗蚀剂图案形成时LWR恶化的抑制及灵敏度的提高。特别是本申请的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物在使用EUV曝光用抗蚀剂的情况下显示出更为显著的效果。
附图说明
[0033]图1是从实施例1的EUV用正性抗蚀剂图案上部观察的扫描型显微镜照片。
[0034]图2是从比较例1的EUV用正性抗蚀剂图案上部观察的扫描型显微镜照片。
[0035]图3是从实施例1的EUV用负型抗蚀剂图案上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，其含有(甲基)丙烯酸类聚合物以及有机溶剂，所述(甲基)丙烯酸类聚合物为(甲基)丙烯酸类聚合物在侧链具有被保护基取代的碱性有机基团，并且，所述EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物不包含所述(甲基)丙烯酸类聚合物以外的聚合物。2.根据权利要求1所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述有机基团为具有被保护基取代的氨基的酰氧基或具有被保护基取代的含氮杂环的酰氧基。3.根据权利要求1或2中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述保护基选自叔丁氧基羰基、苄氧基羰基、9
‑
芴基甲氧基羰基、2,2,2
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三氯乙氧基羰基及烯丙氧基羰基。4.根据权利要求1～3中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述(甲基)丙烯酸类聚合物为具有下述式(1)表示的单元结构的聚合物，式(1)中，R1表示氢原子或甲基，L表示二价的连接基团，X表示具有被保护基取代的氨基的酰氧基或具有被保护基取代的含氮杂环的酰氧基。5.根据权利要求1～4中任一项所述的EUV抗蚀剂下层膜形成用组合物，其中，还包含交联催化剂。6.根据权利要求1～5中任一项所述的E...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水祥，田村护，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：