用于形成抗蚀剂下层膜的组合物制造技术

本发明专利技术的课题是提供一种用于形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述抗蚀剂下层膜能够提高与抗蚀剂图案之间的附着性。解决手段是一种用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其含有聚合物和有机溶剂，所述聚合物在末端具有下述式(1a)、式(1b)或式(2)所表示的结构。式中，R1表示氢原子或甲基，R2和R3分别独立地表示氢原子或烃基等有机基团，所述烃基可以具有至少1个羟基或甲基硫基作为取代基，R4表示氢原子或羟基，Q1表示亚芳基，v表示0或1，y表示1～4的整数，w表示1～4的整数，x1表示0或1，x2表示1～5的整数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的课题是提供一种用于形成抗蚀剂下层膜的组合物，所述抗蚀剂下层膜能够提高与抗蚀剂图案之间的附着性。解决手段是一种用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其含有聚合物和有机溶剂，所述聚合物在末端具有下述式(1a)、式(1b)或式(2)所表示的结构。式中，R1表示氢原子或甲基，R2和R3分别独立地表示氢原子或烃基等有机基团，所述烃基可以具有至少1个羟基或甲基硫基作为取代基，R4表示氢原子或羟基，Q1表示亚芳基，v表示0或1，y表示1～4的整数，w表示1～4的整数，x1表示0或1，x2表示1～5的整数。【专利说明】用于形成抗蚀剂下层膜的组合物
本专利技术涉及在光刻工序中用于形成提高了与抗蚀剂图案之间的附着性的抗蚀剂 下层膜、和对在其上形成期望形状的抗蚀剂图案有用的抗蚀剂下层膜的组合物。此外，本发 明涉及使用了该组合物的半导体元件的制作方法。
技术介绍
在ArF液浸光刻和极紫外线（EUV)光刻中，要求抗蚀剂线宽的加工尺寸的微细化。 在这样的微细的抗蚀剂图案的形成中，由于抗蚀剂图案与基底的接触面积变小，所以高宽 比（抗蚀剂图案的高度/抗蚀剂图案的线宽）变大，存在容易发生抗蚀剂图案的倒塌的担 心。因此，在与抗蚀剂图案接触的抗蚀剂下层膜（抗反射膜）中，要求不会发生抗蚀剂图案 倒塌的与抗蚀剂图案之间的高附着性。 为了显示与抗蚀剂图案之间的高附着性，报道了通过使用内酯结构作为用于形成 抗蚀剂下层膜的组合物的构成成分，由该组合物形成的抗蚀剂下层膜，相对于所获得的抗 蚀剂图案，附着性提高（专利文献1)。即，期待通过使用含有像内酯结构那样的极性部位的 结构作为用于形成抗蚀剂下层膜的组合物的构成成分，提高对抗蚀剂图案的附着性，即使 在微细的抗蚀剂图案中，也能够防止抗蚀剂图案的倒塌。 然而，在像ArF液浸光刻、极紫外线（EUV)光刻那样的、要求制作更微细的抗蚀剂 图案的光刻工艺中，仅通过含有内酯结构作为用于形成抗蚀剂下层膜的组合物构成成分， 对于防止抗蚀剂图案的倒塌而言，并不充分。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :国际公布第03/017002号
技术实现思路
专利技术要解决的课题 作为显示与抗蚀剂图案之间高附着性的方法，可以举出对抗蚀剂与抗蚀剂下层膜 之间界面的化学状态进行控制的方法。即，在正型抗蚀剂中，在抗蚀剂与抗蚀剂下层膜的界 面的化学状态为酸性状态的情况下，所获得的抗蚀剂图案形状会成为底切形状，由于抗蚀 剂图案的接触面积极度降低，所以变得容易发生抗蚀剂图案的倒塌。另一方面，通过使抗 蚀剂与抗蚀剂下层膜的界面的化学状态为碱性状态，能够抑制抗蚀剂图案形状成为底切形 状，期待显示比通过导入像内酯结构那样的极性部位而获得的与抗蚀剂图案之间的附着性 更加牢固的附着性。 因此，本专利技术的目的在于，为了增加形成在抗蚀剂下层膜上的抗蚀剂图案与该抗 蚀剂下层膜之间的附着性，以及为了抑制该抗蚀剂图案的底切形状，提供将抗蚀剂下层膜 表面状态改性为碱性状态的用于形成抗蚀剂下层膜的组合物。 解决课题的手段 本专利技术的第一实施方式为一种用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其含有聚 合物和有机溶剂，所述聚合物在末端具有下述式（la)、式（lb)或式（2)所表示的结构。 【权利要求】1. 一种用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其含有聚合物和有机溶剂，所述聚合 物在末端具有下述式（la)、式（lb)或式（2)所表示的结构，式中，&表示氢原子或甲基，R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数1?6的直链状 或支链状的烃基、脂环式烃基、苯基、苯甲基、苯甲基氧基、苯甲基硫基、咪唑基或吲哚基，所 述烃基、所述脂环式烃基、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个羟基或甲基硫基作为取代基，R 4表示氢原子或羟基， Qi表示亚芳基，v表示0或1，y表示1?4的整数，w表示1?4的整数，Xi表示0或1，x 2 表示1?5的整数。2. 根据权利要求1所述的用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，所述式（lb)所表示 的结构用下述式（3)表示，式中，&表示所述式（lb)中定义的意思，各R5独立地表示氢原子、碳原子数1?6的 直链状或支链状的烃基、碳原子数1?4的烷氧基、碳原子数1?4的烷基硫基、卤素原子、 氰基或硝基，v和w表示所述式（lb)中定义的意思，z表示（5-w)的整数。3. 根据权利要求1或2所述的用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，所述聚合物在 主链中还具有下述式（4)所表示的至少1种结构单元，式中，ΑρA2、A3、A4、A5和A6分别独立地表不氧原子、甲基或乙基，Q 2表不_价有机基团， 1?和m2分别独立地表示0或1。4. 根据权利要求3所述的用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，在所述式（4)中，Q2 表示下述式（5)所表示的二价有机基团，式中，Q3表示具有至少1个碳原子数1?10的亚烷基、碳原子数2?6的亚烯基、碳 原子数3?10的脂环式烃环或碳原子数6?14的芳香族烃环的二价有机基团，所述二价 有机基团可以被选自碳原子数1?6的烷基、卤素原子、羟基、碳原子数1?6的烷氧基、碳 原子数2?6的烷氧基羰基、硝基、氰基和碳原子数1?6的烷基硫基中的至少1个取代， 在所述二价有机基团具有2个亚烷基、脂环式烃环或芳香族烃环的情况下，该2个亚烷基、 2个脂环式烃环或2个芳香族烃环可以经由选自磺酰基、二硫醚基、硫醚基、羰基、-C( = 0) 0-基、-0-基、-C (CH3) 2-基和-C (CF3) 2_基中的连接基而彼此结合，ηι和n2分别独立地表示 0或1。5. 根据权利要求3所述的用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，在所述式（4)中，Q2 表示下述式（6)所表示的二价有机基团，式中，X表示下述式（7)或式（8)所表示的二价基团，式中，R6和R7分别独立地表示氢原子、碳原子数1?6的烷基、碳原子数3?6的烯基、 苯甲基或苯基，所述苯基可以被选自碳原子数1?6的烷基、卤素原子、碳原子数1?6的 烷氧基、硝基、氰基和碳原子数1?6的烷基硫基中的至少1个取代，或者R 6和R7可以彼此 结合而同与该R6和R7结合的碳原子一起形成碳原子数3?6的环。6. 根据权利要求3所述的用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，在所述式（4)中，Q2 表示下述式（9)所表示的二价有机基团，式中，R8表示碳原子数1?6的烷基、碳原子数3?6的烯基、苯甲基或苯基，所述苯基 可以被选自碳原子数1?6的烷基、卤素原子、碳原子数1?6的烷氧基、硝基、氰基和碳原 子数1?6的烷基硫基中的至少1个取代。7. 根据权利要求1?6中任一项所述的用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其还 含有交联剂和交联催化剂。8. -种制作半导体元件的方法，在具有加工对象膜的基板上涂布权利要求1?7中任 一项所述的用于形成抗蚀剂下层膜的组合物并烘烤，从而形成抗蚀剂下层膜，在所述抗蚀 剂下层膜上被覆抗蚀剂，对被覆了所述抗蚀剂的基板照射KrF准分子激光、ArF准分子激 光、极紫外线或电子射线，然后进行显影，从而形成抗蚀剂图案，以所述抗蚀剂图案作为掩 模，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其含有聚合物和有机溶剂，所述聚合物在末端具有下述式(1a)、式(1b)或式(2)所表示的结构，式中，R1表示氢原子或甲基，R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数1～6的直链状或支链状的烃基、脂环式烃基、苯基、苯甲基、苯甲基氧基、苯甲基硫基、咪唑基或吲哚基，所述烃基、所述脂环式烃基、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个羟基或甲基硫基作为取代基，R4表示氢原子或羟基，Q1表示亚芳基，v表示0或1，y表示1～4的整数，w表示1～4的整数，x1表示0或1，x2表示1～5的整数。

【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：远藤贵文，坂本力丸，藤谷德昌，
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