形成电子束光刻用抗蚀剂下层膜的组合物制造技术

本发明专利技术的课题在于提供在使用电子束光刻的器件制作工序中所使用的、对于降低由电子束产生的不良影响、获得良好的抗蚀剂图案有效的电子束光刻用抗蚀剂下层膜组合物，和提供使用该电子束光刻用抗蚀剂下层膜组合物的抗蚀剂图案形成方法。本发明专利技术的解决手段在于：包含具有含有卤原子的重复单元结构的高分子化合物和溶剂的形成电子束光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其在基板上的形成转印图案的加工对象膜与电子束光刻用抗蚀剂膜之间成膜而使用，用于半导体器件制造。所述高分子化合物至少含有１０质量％的卤原子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在使用电子束光刻的器件制作工序中所使用的、对降低由 电子束产生的不良影响、获得良好的抗蚀剂图案有效的电子束光刻用抗蚀 剂下层膜组合物，以及使用该电子束光刻用抗蚀剂下层膜组合物的抗蚀剂 图案形成方法。
技术介绍
一直以来，在半导体器件的制造中，人们都是使用光致光刻技术进行 微细加工的。上述微细加工为，在硅晶片等被加工基板上形成光致抗蚀剂 组合物的薄膜，在该薄膜上通过描绘有半导体器件的图案的掩^^莫图案照射 紫外线等活性光线，进行显影，以得到的光致抗蚀剂图案作为保护膜来对 硅晶片等被加工基板进行蚀刻处理的加工法。近年来，半导体器件的高集成化不断发展，使用的活性光线也由KrF准分子激光器(248nm)向ArF准 分子激光器(193nm)的短波长化转换。与此相伴，活性光线从基板的漫反射、 驻波的影响逐渐成为大问题，因此广泛釆用以下方法，即，在光致抗蚀剂 和被加工基板之间作为起防止反射作用的抗蚀剂下层膜，设置防反射膜 (Bottom Anti-Reflective Coating 、 BARC )。作为防反射膜，已知有钛、二氧化钛、氮化钛、氧化铬、碳、a-硅等 无机防反射膜、和包含吸光性物质和高分子化合物的有机防反射膜。进行 的很多研究表明，前者在膜形成中需要真空蒸镀装置、CVD装置、溅射装 置等设备，相对于此后者在不需要特别的设备方面有利。可举出例如在同 一分子内具有作为交联反应基的羟基和吸光基团的丙 烯酸树脂型防反射膜(参照专利文献1)、在同一分子内具有作为交联反应基的羟基和吸光基团的酚醛清漆树脂型防反射膜等(参照专利文献2)。 作为有机防反射膜材料所期望的物性，记载有对光、放射线具有大的吸光 度，不产生与光致抗蚀剂层的混合(不溶于抗蚀剂溶剂)，在涂布时或加有比光致抗蚀剂大的干蚀刻速度等(参照非专利文献l)。近年来，作为在使用ArF准分子激光(193nm)的光致光刻^R术之后的 下一代的光致光刻技术，正在积极研究通过水进行曝光的ArF液浸光刻技 术。但是，使用光的光致光刻技术迎来其界限，同时作为ArF液浸光刻技 术以后的新的光刻技术，正在关注使用电子束的电子束光刻技术。在使用电子束光刻的器件制作工序中，由于由基底M或电子束带来 的不良影响，产生以下问题电子束光刻用抗蚀剂的图案成为褶边形状或 侧蚀形状，不能形成直线形状的良好的抗蚀剂图案，不能充分地获得相对 于电子束照射量的裕量等。因此，在电子束光刻工序中，不用具有防止反 射能力的抗蚀剂下层膜(防反射膜)，可减少它们的不良影响，形成直线形 状的良好的抗蚀剂图案，并获得相对于电子束照射量的充分裕量的电子束 光刻用抗蚀剂下层膜是必要的。另外，电子束光刻用抗蚀剂下层膜，成膜后由于在其上涂布抗蚀剂， 与防反射膜同样，具有必须的特性，即，不引起与抗蚀剂层的混合(不溶 于抗蚀剂溶剂)，涂布时或加热干燥时没有由防反射膜材料向上面涂布的抗 蚀剂中的低分子扩散物。进而，使用电子束光刻的一代，抗蚀剂图案宽度非常微细，因此电子 束光刻用抗蚀剂期望薄膜化。因此，必须大幅度减少通过有机防反射膜的 蚀刻的除去工序所需的时间，要求可以以薄膜使用的电子束光刻用抗蚀剂 下层膜、或与电子束光刻用抗蚀剂的蚀刻速度的选择比大的电子束光刻用 抗蚀剂下层膜。专利文献l:美国专利第5919599号说明书专利文献2 :美国专利第5693691号说明书非专利文献1 : Proc. SPIE， VoU678， 174-185(1999)， Proc. SPIE,Vol.3678， 800-809(1999)， Proc. SPIE， Vol.2195， 225-229(1994)
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术提供了用于半导体器件制造的电子束光刻工艺的形成电子束光 刻用抗蚀剂下层膜的组合物。另外本专利技术还提供了电子束光刻用抗蚀剂下 层膜，其可减少由基底a或电子束带来的不良影响，形成直线形状的良 好的抗蚀剂图案，可获得相对于电子束照射量的充分裕量，不产生与抗蚀 剂层的混合，与抗蚀剂比较具有大的干蚀刻速度。进一步地，本专利技术提供剂的图案的方法。 解决课题的手段本专利技术，作为第1观点， 一种形成电子束光刻工艺用抗蚀剂下层膜的 组合物，其是包含具有含有囟原子的重复单元结构的高分子化合物和溶剂 的形成半导体器件制造的电子束光刻工艺用抗蚀剂下层膜的组合物。作为第2观点，才艮据第l观点所述的形成电子束光刻用抗蚀剂下层膜 的组合物，所述高分子化合物按照该高分子化合物的总质量至少含有10 质量％的卣原子。作为第3观点，根据第1观点或第2观点所述的形成电子束光刻用抗 蚀剂下层膜的组合物，所述高分子化合物为式(l)表示的化合物， [化1<formula>formula see original document page 6</formula>(式中，L表示构成高分子化合物的主链的键合基团，M表示直接键或 含有选自-<:(=0)-、 -012-或-0-的至少l个连接基团，Q表示有机基团，L、 M及Q中的至少1个含有卣原子，V表示高分子化合物所含单元结构的数 为1至3000的数)。作为第4观点，根据第3观点所述的形成电子束光刻用抗蚀剂下层膜 的组合物，所述式中，L为丙烯酸系或酚醛清漆系高分子化合物的主链。作为第5观点，根据作为第1观点至第4观点的任一项所述的形成电 子束光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，所述卣原子为氯原子、溴原子或碘原 子。作为第6观点，根据第l观点至第5观点的任一项所述的形成电子束 光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其除了所述高分子化合物和溶剂以外，进 一步含有交联剂和交联催化剂。作为第7观点，根据第l观点至第6观点的任一项所述的形成电子束 光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其除了所述高分子化合物和溶剂以外，进 一步含有^生剂。作为第8观点，根据第l观点至第7观点的任一项所述的形成电子束 光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，所述高分子化合物的重均分子量为500至 1000000。作为第9观点， 一种用于半导体器件制造的光刻工艺中的电子束光刻 用抗蚀剂下层膜的形成方法，其通过将第l观点至第8观点的任一项所述 的形成电子束光刻用抗蚀剂下层膜的组合物涂布于基板上、并进行烘烤而 得到。作为第10观点， 一种半导体器件的制造方法，其包含以下工序 形成电子束光刻用抗蚀剂下层膜的工序，所述工序为在具有形成转印 图案的加工对象膜的M上，涂布第l观点至第8观点的任一项所述的形 成电子束光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，进行烘烤来形成电子束光刻用抗 蚀剂下层膜；电子束光刻用抗蚀剂净皮覆工序，所述工序为在得到的抗蚀剂下层膜上 ^皮覆电子束光刻用抗蚀剂；和集成电路元件形成工序，所述工序为对被覆该电子束光刻用抗蚀剂下 层膜和电子束光刻用抗蚀剂的基板照射电子束，进行显影，通过干蚀刻在 基板上转印图象而形成集成电路元件。专利技术的效果通过本专利技术的形成电子束光刻工艺用抗蚀剂下层膜的组合物得到的抗 蚀剂下层膜，可通过减少由基底J41或电子束带来的不良影响，从而形成 直线形状的良好的抗蚀剂图案，并可获得相对于电子束照射量的充分裕量。 另外，本抗蚀剂下层膜，与在上层形成的抗蚀剂膜进行比较具有大的干蚀 刻速度，通过干蚀刻工序容易将抗蚀剂图案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成电子束光刻工艺用抗蚀剂下层膜的组合物，其是包含具有含有卤原子的重复单元结构的高分子化合物和溶剂的形成半导体器件制造的电子束光刻工艺用抗蚀剂下层膜的组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：榎本智之，坂口崇洋，坂本力丸，永井雅规，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]