包含已封端的反应产物的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希望的抗蚀剂图案的抗蚀剂下层膜的组合物、以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。本发明专利技术为一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含末端被化合物(A)封闭的聚合物及有机溶剂，所述聚合物为由下述式(11)(式(11)中，Y1表示单键、氧原子、硫原子、可以被卤素原子或碳原子数6～40的芳基取代的碳原子数1～10的亚烷基或者磺酰基，T1及T2表示碳原子数1～10的烷基，n1及n2各自独立地表示0～4的整数)表示的化合物(B)衍生的聚合物。的聚合物。的聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含已封端的反应产物的抗蚀剂下层膜形成用组合物


[0001]本专利技术涉及在半导体制造中的光刻工艺中、尤其是最尖端(ArF、EUV、EB等)的光刻工艺中使用的组合物。另外，涉及采用了上述抗蚀剂下层膜的带有抗蚀剂图案的基板的制造方法、以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，实施了通过使用了抗蚀剂组合物的光刻进行的微细加工。上述微细加工为下述加工法：在硅晶片等半导体基板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，隔着描绘有器件的图案的掩模图案而向其上照射紫外线等活性光线，进行显影，将所得到的光致抗蚀剂图案作为保护膜而对基板进行蚀刻处理，由此在基板表面形成与上述图案对应的微细凹凸。近年来，半导体器件的高集成度化发展，对于所使用的活性光线也除了以往所用的i射线(波长365nm)、KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)之外，在最尖端的微细加工中还研究了EUV光(极紫外线，波长13.5nm)或EB(电子射线)的实用化。与之相伴，由半导体基板对抗蚀剂造成的影响成为了大问题。
[0003]因此，为了解决该问题，广泛地研究了在抗蚀剂与半导体基板之间设置防反射膜(Bottom Anti
‑
Reflective Coating：BARC)、抗蚀剂下层膜的方法。在专利文献1中，公开了一种在半导体装置制造的光刻工序中使用的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含在聚合物的主链中含有具有多环式脂肪族环的重复单元结构的该聚合物。在专利文献2中，公开了一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含在末端具有特定结构的聚合物。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2009
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093162号公报
[0007]专利文献2：国际公开2013/141015号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]作为抗蚀剂下层膜所要求的特性，可举出例如，不发生与在其上层形成的抗蚀剂膜的混杂(不溶于抗蚀剂溶剂)，干式蚀刻速度比抗蚀剂膜快。
[0010]在伴随EUV曝光的光刻的情况下，所形成的抗蚀剂图案的线宽度成为32nm以下，EUV曝光用的抗蚀剂下层膜以膜厚比以往薄的方式形成并使用。在形成这样的薄膜时，由于基板表面、使用的聚合物等的影响，容易产生针孔、凝集等，难以形成无缺陷的均匀膜。
[0011]另一方面，在形成抗蚀剂图案时，在显影工序中，有时采用下述方法：使用能将抗蚀剂膜溶解的溶剂、通常为有机溶剂，将上述抗蚀剂膜的未曝光部除去，使该抗蚀剂膜的曝光部作为抗蚀剂图案而残留。在这样的负性显影工艺中，抗蚀剂图案的密合性的改善成为了重大的课题。
[0012]另外，需要抑制形成抗蚀剂图案时的LWR(Line Width Roughness，线宽粗糙度，线
宽度的变动(粗糙度))的恶化从而形成具有良好的矩形形状的抗蚀剂图案，以及提高抗蚀剂敏感度。
[0013]本专利技术的目的是提供解决了上述课题的，用于形成能够形成所希望的抗蚀剂图案的抗蚀剂下层膜的组合物、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。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]本专利技术包括以下内容。
[0016][1]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其为包含末端被化合物(A)封闭的聚合物及有机溶剂的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物为由下述式(11)表示的化合物(B)衍生的聚合物。
[0017][0018](式(11)中，
[0019]Y1表示单键、氧原子、硫原子、可以被卤素原子或碳原子数6～40的芳基取代的碳原子数1～10的亚烷基或者磺酰基，
[0020]T1及T2表示碳原子数1～10的烷基，
[0021]n1及n2各自独立地表示0～4的整数)。
[0022]优选为下述抗蚀剂下层膜形成用组合物，其为包含末端被化合物(A)封闭的聚合物及有机溶剂的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物包含来自上述式(11)表示的化合物(B)的重复单元结构。
[0023][2]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述化合物(A)包含可以被取代基取代的脂肪族环。
[0024][3]根据[2]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述脂肪族环为碳原子数3～10的单环式或多环式脂肪族环。
[0025][4]根据[2]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述脂肪族环为双环式环或三环式环。
[0026][5]根据[2]～[4]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述取代基选自羟基、直链状或支链状的碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～20的烷氧基、可以被氧原子中断的碳原子数1～10的酰基氧基及羧基。
[0027][6]根据[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述化合物(A)由下述式(1)或式(2)表示，
[0028][0029](式(1)及式(2)中，R1表示可具有取代基的碳原子数1～6的烷基、苯基、吡啶基、卤代基或羟基，R2表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、羟基、卤代基或
‑
C(＝O)O
‑
X所示的酯基，X表示可具有取代基的碳原子数1～6的烷基，R3表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、羟基或
卤代基，R4表示直接连接键、或碳原子数1～8的二价有机基团，R5表示碳原子数1～8的二价有机基团，A表示芳香族环或芳香族杂环，t表示0或1，u表示1或2。)。
[0030][7]根据[1]～[6]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物包含由所述化合物(B)、和能与所述化合物(B)反应的化合物(C)衍生的重复单元结构，所述化合物(C)具有杂环结构。
[0031]优选为根据[1]～[6]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物包含来自所述化合物(B)、和能与所述化合物(B)反应的化合物(C)的重复单元结构，所述化合物(C)具有杂环结构。
[0032][8]根据[1]～[7]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述Y1为磺酰基。
[0033][9]根据[1]～[8]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其还包含产酸剂。
[0034][10]根据[1]～[9]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，其还包含交联剂。
[0035][11]一种抗蚀剂下层膜，其特征在于，其是由[1]～[10]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的涂布膜的烧成物。
[0036][12]一种被图案化了的基板的制造方法，其包括：在半导体基板上涂布[1]～[10]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物并进行烘烤从而形成抗蚀剂下层膜的工序；在所述抗蚀剂下层膜上涂布抗蚀剂并进行烘烤从而形成抗蚀剂膜的工序；对被所述抗蚀剂下层膜和所述抗蚀剂所被覆的半导体基板进行曝光的工序；对曝光后的所述抗蚀剂膜进行显影从而进行图案化的工序。
[0037]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】1.一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，其为包含末端被化合物(A)封闭的聚合物及有机溶剂的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述聚合物为由下述式(11)表示的化合物(B)衍生的聚合物，式(11)中，Y1表示单键、氧原子、硫原子、可以被卤素原子或碳原子数6～40的芳基取代的碳原子数1～10的亚烷基或者磺酰基，T1及T2表示碳原子数1～10的烷基，n1及n2各自独立地表示0～4的整数。2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述化合物(A)包含可以被取代基取代的脂肪族环。3.根据权利要求2所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述脂肪族环为碳原子数3～10的单环式或多环式脂肪族环。4.根据权利要求2所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述脂肪族环为双环式环或三环式环。5.根据权利要求2～4中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述取代基选自羟基、直链状或支链状的碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～20的烷氧基、可以被氧原子中断的碳原子数1～10的酰基氧基及羧基。6.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述化合物(A)由下述式(1)或式(2)表示，式(1)及式(2)中，R1表示可具有取代基的碳原子数1～6的烷基、苯基、吡啶基、卤代基或羟基，R2表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、羟基、卤代基或
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C(＝O)O
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X所示的酯基，X表示可具有取代基的碳原子数1～6的烷基，R3表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、羟基或卤代基，R4表示直接连接键、或碳原子数1～8的二价有机基团，R5表示碳原子数1～8的二价有机基团，A表示芳香...

【专利技术属性】
技术研发人员：广原知忠，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：