EUV光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物制造技术

本发明专利技术的课题是提供在使用了EUV光刻的器件制作工序中使用并降低由EUV造成的不良影响、对获得良好的抗蚀剂图案有效的EUV光刻用抗蚀剂下层膜组合物，以及使用该EUV光刻用抗蚀剂下层膜组合物的抗蚀剂图案形成法。作为解决本发明专利技术课题的方法是提供包含含有卤原子的酚醛清漆树脂的半导体器件制造中使用的EUV光刻工艺用抗蚀剂下层膜形成用组合物。酚醛清漆树脂包含由环氧基、羟基或它们的组合构成的交联形成基团。卤原子是溴或碘原子。酚醛清漆树脂是酚醛清漆树脂或环氧化酚醛清漆树脂与卤代苯甲酸的反应生成物。酚醛清漆树脂是缩水甘油基氧基酚醛清漆树脂与二碘水杨酸的反应生成物。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请专利技术是申请号为201080017617. 4、专利技术名称为EUV光刻用抗蚀剂下层膜形 成用组合物、申请日为2010年4月15日的申请的分案申请。
本专利技术涉及在使用了 EUV光刻的器件制作工序中使用并降低由EUV造成的不良影 响、对获得良好的抗蚀剂图案有效的EUV光刻用抗蚀剂下层膜组合物、以及使用该EUV光刻 用抗蚀剂下层膜组合物的抗蚀剂图案形成法。
技术介绍
-直以来，在半导体器件的制造中，进行使用了光刻技术的微细加工。上述微细 加工是下述加工法：在硅晶片等被加工基板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，隔着描绘有 半导体器件的图案的掩模图案向该薄膜上照射紫外线等活性光线，显影，以所得的光致抗 蚀剂图案作为保护膜对硅晶片等被加工基板进行蚀刻处理。近年来，半导体器件的高集 成度化进展，所使用的活性光线也从KrF准分子激光（248nm)向ArF准分子激光（193nm) 短波长化。与此相伴，活性光线从基板漫反射、驻波的影响成为大问题，作为在光致抗蚀 剂与被加工基板之间担负防止反射作用的抗蚀剂下层膜，广泛采用设置防反射膜（Bottom Anti-Reflective Coating，BARC)的方法。 作为防反射膜，已知钛、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。前者在膜形成时需要真空蒸镀装置、CVD 装置、溅射装置等设备，而后者在不需要特别的设备方面是有利的，从而进行了大量的研 宄。 可列举例如，同一分子内具有作为交联反应基团的羟基和吸光基团的丙烯酸类树 脂型防反射膜（参照专利文献1)、同一分子内具有作为交联反应基团的羟基和吸光基团的 酚醛清漆树脂型防反射膜（参照专利文献2)等。 作为优选作为有机防反射膜材料的物性，记载了对光、放射线具有较大吸光度、与 光致抗蚀剂层不发生混合（在抗蚀剂溶剂中为不溶）、涂布时或加热干燥时低分子扩散物 不会从防反射膜材料向上涂抗蚀剂中扩散、与光致抗蚀剂相比具有较大的干蚀刻速度（参 照非专利文献1)等。 近年来，作为使用了 ArF受激准分子激光（193nm)的光刻技术之后的下一代光刻 技术，对介由水而曝光的ArF液浸光刻技术进行了积极研宄。然而，使用光的光刻技术遇到 了限制，并且作为ArF液浸光刻技术以后的新的光刻技术，使用EUV (波长13. 5nm)的EUV 光刻技术受到关注。 在使用了 EUV光刻的器件制作工序中，由于由基底基板、EUV造成的不良影响，因 此发生EUV光刻用抗蚀剂的图案形成卷边形状、咬边形状，不能形成直线形状的良好的抗 蚀剂图案，对EUV灵敏度低且得不到充分的吞吐量等问题。因此，在EUV光刻工序中，不需 要具有防反射能力的抗蚀剂下层膜（防反射膜），而是需要可以降低这些不良影响从而形 成直线形状的良好的抗蚀剂图案、提高抗蚀剂灵敏度的EUV光刻用抗蚀剂下层膜。 此外，由于EUV光刻用抗蚀剂下层膜在成膜后在其上涂布抗蚀剂，因此与防反射 膜同样地，与抗蚀剂层不发生混合（在抗蚀剂溶剂中为不溶）、涂布时或加热干燥时低分子 扩散物不会从防反射膜材料向上涂抗蚀剂中扩散是必须的特性。 此外，在使用EUV光刻的时代，由于抗蚀剂图案宽度变得非常微细，因此期望EUV 光刻用抗蚀剂薄膜化。因此，需要使有机防反射膜的蚀刻除去工序所花费的时间大幅度减 少，并要求能够以薄膜使用的EUV光刻用抗蚀剂下层膜、或与EUV光刻用抗蚀剂的蚀刻速度 的选择比大的EUV光刻用抗蚀剂下层膜。 专利文献1 :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 非专利文献 1 :Proc. SPIE, Vol. 3678, 174-185 (1999) ? 非专利文献 2 :Proc. SPIE, Vol. 3678, 8〇0_8〇9 (I999) ? 非专利文献 3 :Proc. SPIE, Vol. 2195, 225-229 (1994).
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 本专利技术提供在制造半导体器件的EUV光刻工艺中使用的EUV光刻用抗蚀剂下层膜 形成用组合物。此外，本专利技术提供可以降低由基底基板、EUV造成的不良影响而形成直线形 状的良好的抗蚀剂图案、提高抗蚀剂灵敏度、与抗蚀剂层不发生混合、与抗蚀剂相比具有较 大的干蚀刻速度的EUV光刻用抗蚀剂下层膜。此外，本专利技术提供使用了该EUV光刻用抗蚀 剂下层膜形成用组合物的EUV光刻用抗蚀剂的图案的形成法。 用于解决课题的方法 在本申请专利技术中，作为第1观点，涉及一种在半导体器件的制造中使用的EUV光刻 工艺用抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含含有卤原子的酚醛清漆树脂。 作为第2观点，涉及第1观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述含有卤原子 的酚醛清漆树脂包含由环氧基、羟基、或它们的组合构成的交联形成基团。 作为第3观点，涉及第1观点或第2观点所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，所述 卤原子是溴原子或碘原子。 作为第4观点，涉及第1观点~第3观点的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组 合物，所述含有卤原子的酚醛清漆树脂是酚醛清漆树脂与卤代苯甲酸的反应生成物，或者 是环氧化酚醛清漆树脂与卤代苯甲酸的反应生成物。 作为第5观点，涉及第1观点~第3观点的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组 合物，所述含有卤原子的酚醛清漆树脂是缩水甘油基氧基酚醛清漆树脂与二碘水杨酸的反 应生成物。 作为第6观点，涉及第1观点~第5观点的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组 合物，其包含所述含有齒原子的酚醛清漆树脂、交联剂、交联催化剂和溶剂。 作为第7观点，涉及第1观点~第6观点的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。 作为第8观点，涉及第1观点~第7观点的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组 合物，所述含有卤原子的酚醛清漆树脂是重均分子量1000~100000的酚醛清漆树脂。 作为第9观点，涉及一种在半导体器件的制造中使用的EUV光刻工艺用抗蚀剂下 层膜，其是将第1观点~第8观点的任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布在基板 上，烘烤，从而获得的抗蚀剂下层膜。 作为第10观点，涉及一种半导体器件的制造方法，包括下述工序： 在具有待形成转印图案的加工对象膜的基板上涂布第1观点~第8观点的任一项 所述的EUV光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，烘烤，从而形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的 工序； 在该EUV光刻用抗蚀剂下层膜上被覆EUV光刻用抗蚀剂，隔着掩模向该EUV光刻 用抗蚀剂下层膜和该EUV光刻用抗蚀剂下层膜上的该EUV光刻用抗蚀剂膜照射EUV，将该 EUV光刻用抗蚀剂膜显影当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，包括下述工序：在具有待形成转印图案的加工对象膜的基板上涂布包含含有34.2～44.8质量％的溴原子或碘原子的环氧化甲酚酚醛清漆树脂的、在半导体器件的制造中使用的EUV光刻工艺用抗蚀剂下层膜形成用组合物，烘烤，从而形成EUV光刻用抗蚀剂下层膜的工序；在该EUV光刻用抗蚀剂下层膜上被覆EUV光刻用抗蚀剂，隔着掩模向该EUV光刻用抗蚀剂下层膜和该EUV光刻用抗蚀剂下层膜上的该EUV光刻用抗蚀剂膜照射EUV，将该EUV光刻用抗蚀剂膜显影，通过干蚀刻将形成于该掩模的图像转印在基板上，从而形成集成电路元件的工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂本力丸，远藤贵文，何邦庆，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP