本发明专利技术的课题在于提供半导体装置的制造工序中的光刻工艺所使用的抗蚀剂上层膜形成用组合物，所述组合物不与抗蚀剂混合，特别是在EUV曝光时阻断不理想的曝光用光、例如UV、DUV而仅选择性透射EUV，此外曝光后能够用显影液显影。该抗蚀剂上层膜形成用组合物包含聚合物(P)和作为溶剂的碳原子数8～16的醚化合物，所述聚合物(P)含有下述式(1)及式(2)所示的单元结构、且利用凝胶渗透色谱法测得的重均分子量为500～2,000。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在利用了光刻的半导体装置的制造工序中使用，对于降低由曝光用光带来的不良影响、得到良好的抗蚀剂图案有效的光刻用抗蚀剂上层膜形成用组合物，以及使用该光刻用抗蚀剂上层膜形成用组合物的抗蚀剂图案形成法，以及使用了该形成方法的半导体装置的制造方法。
技术介绍
一直以来，在半导体装置的制造中，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，经由描绘有半导体装置的图案的掩模图案向该薄膜照射紫外线等活性光线，并进行显影，将所得的光致抗蚀剂图案作为保护膜(掩模)来对硅晶片等被加工基板进行蚀刻处理。近年来，半导体装置的高集成度化发展，所使用的活性光线也从KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)短波长化。与此相伴，活性光线的来自基板的漫反射、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的作用的抗蚀剂下层膜，广泛采用设置底面防反射膜(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、α-硅等无机防反射膜，和包含吸光性物质与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，与此相对，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究。近年来，作为在使用了ArF准分子激光(波长193nm)的光刻技术之后肩负下一代的光刻技术，经由水进行曝光的ArF液浸光刻技术被实用化。然而使用光的光刻技术正迎来极限，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光刻的半导体装置制造工序中，对被覆有EUV抗蚀剂的基板照射EUV来进行曝光后，利用显影液进行显影，从而形成抗蚀剂图案。公开了下述方法：为了保护EUV抗蚀剂不受污染物质影响、阻断不理想的放射线，例如UV、DUV(OUT of BAND/带外放射，OOB)，在EUV抗蚀剂的上层包含聚合物，所述聚合物包含含有铍、硼、碳、硅、锆、铌和钼中的一种以上的组(专利文献1、专利文献2)。此外，为了阻断OOB，有在EUV抗蚀剂的上层涂布由聚羟基苯乙烯(PHS)系化合物、丙烯酸系化合物等形成的顶涂层来减少OOB(非专利文献1)；在EUV抗蚀剂的上层涂布成为EUV分辨率增强层的膜，吸收OOB而使EUV抗蚀剂分辨率提高的例子(非专利文献2)，但未公开怎样的组合物最合适。此外公开了包含萘环的酚醛清漆系材料作为EUV光刻用抗蚀剂上层膜形成用组合物(专利文献3)。另外，作为在液浸光刻中具有最合适的疏水性且能够溶解于碱性水溶液的抗蚀剂上层保护膜，公开了包含含有六氟异丙基醇基的丙烯酸类聚合物的抗蚀剂保护膜材料(专利文献4)；使用具有氟烷基的酯化合物作为溶剂的抗蚀剂保护膜材料(专利文献5)；包含具有醚结构的溶剂的光致抗蚀剂上层膜形成用组合物(专利文献6)；包含可以作为用于在光致抗蚀剂上面涂布的液浸工艺用顶涂层或上面防反射膜(Top Anti-Reflective Coating，TARC)使用的六氟乙醇单元、和醇系溶剂的顶涂层材料(专利文献7)。另外，公开了含有使具有羧基及/或磺酸基的重复单元和包含烃的重复单元共聚而成的高分子化合物的抗蚀剂保护膜材料(专利文献8)。公开了聚合物含有50摩尔％以上的含有芳香族基团及杂芳香族基团中的至少任一者的单元结构的抗蚀剂图案的形成方法(专利文献9)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004－348133号公报专利文献2:日本特开2008－198788号公报专利文献3:国际公开WO2012/053302号小册子专利文献4:日本特开2006－70244号公报专利文献5:日本特开2007－241053号公报专利文献6:日本特开2012－103738号公报专利文献7:日本特表2008－532067号公报专利文献8:日本特开2008－065304号公报专利文献9:日本特开2013－228663号公报非专利文献非专利文献1:Shimizu,M.,Maruyama,K.,Kimura,T.,Nakagawa,H.,Sharma,S.,“Development of Chemically Amplified EUV resist for 22nm half pitch and beyond”Extreme Ultraviolet Lithography Symposium,Miami,(Oct,2011)非专利文献2:Proc.of SPIE Vol.7969 796916－1
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上所述，特别是在对EUV抗蚀剂进行曝光时，照射的EUV光在放射EUV光的同时，还放射UV光、DUV光。即，该EUV光除了包含EUV光以外，还包含5％左右的波长为300nm以下的光，而例如180nm～300nm、特别是180nm～260nm附近的波长区域强度最高，导致EUV抗蚀剂的灵敏度降低、图案形状的劣化。如果线宽变为22nm以下，则该UV光、DUV光(OUT of BAND/带外放射、OOB)的影响出现，对EUV抗蚀剂的分辨率带来不良影响。为了除去180nm～260nm附近的波长光，也有在光刻系统中设置滤光器的方法，但存在工序上变得复杂这样的问题。本专利技术是为了提供用于解决上述各种问题的最合适的抗蚀剂上层膜形成用组合物而作出的，本专利技术提供制造半导体装置的光刻工艺中所使用的抗蚀剂上层膜形成用组合物，该组合物作为抗蚀剂上层膜、特别是作为EUV抗蚀剂的上层膜，不与抗蚀剂混合，特别是在EUV曝光时阻断不理想的曝光用光例如UV、DUV而仅选择性透射EUV，对来自抗蚀剂的脱气的阻断性优异，曝光后能够用显影液显影，对于正型抗蚀剂或负型抗蚀剂均能够适用。用于解决课题的方法即，本专利技术如下所示。[1]一种抗蚀剂上层膜形成用组合物，其包含聚合物(P)和作为溶剂的碳原子数8～16的醚化合物，所述聚合物(P)含有下述式(1)及式(2)所示的单元结构、且利用凝胶渗透色谱法测得的重均分子量为500～2,000。〔式(1)或式(2)中，R1及R2相同或不同，表示氢原子或碳原子数1～10的烷基，Q1及Q2相同或不同，表示单键、酯键(－C(＝O)－O－或－O－C(＝O)－)或酰胺键(－NH－CO－或－CO－NH－)，X2表示单键、碳原子数1～6的亚烷基或碳原子数6～14的亚芳基，R1a表示碳原子数1～10的烷基，n1表示1～3的整数，m1表示0～2的整数。〕[2]如[1]所述的组合物，上述聚合物(P)进一步含有下述式(3)所示的单元结构。〔式(3)中，R3表示氢原子或碳原子数1～10的烷基，Q3表示单键、酯键(－C(＝O)－O－或－O－C(＝O)－)或酰胺键(－NH－CO－或－CO－NH－)，X3表示单键、碳原子数1～6的亚烷基或碳原子数6～14的亚芳基，R3a相同或不同，表示氢原子、碳原子数1～10的烷基或碳原子数1～4的酰基。〕[3]如[1]所述的组合物，上述聚合物(P)进一步含有下述式(4)所示的单元结构。〔式(4)中，R4表示氢原子或碳原子数1～10的烷基，Q4表示单键、酯键(－C(＝O)－本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗蚀剂上层膜形成用组合物，其包含聚合物(P)和作为溶剂的碳原子数8～16的醚化合物，所述聚合物(P)含有下述式(1)及式(2)所示的单元结构、且利用凝胶渗透色谱法测得的重均分子量为500～2,000，式(1)或式(2)中，R1及R2相同或不同，表示氢原子或碳原子数1～10的烷基，Q1及Q2相同或不同，表示单键、酯键或酰胺键，其中，所述酯键为－C(＝O)－O－或－O－C(＝O)－，所述酰胺键为－NH－CO－或－CO－NH－，X2表示单键、碳原子数1～6的亚烷基或碳原子数6～14的亚芳基，R1a表示碳原子数1～10的烷基，n1表示1～3的整数，m1表示0～2的整数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.26 JP 2014-0358541.一种抗蚀剂上层膜形成用组合物，其包含聚合物(P)和作为溶剂的碳原子数8～16的醚化合物，所述聚合物(P)含有下述式(1)及式(2)所示的单元结构、且利用凝胶渗透色谱法测得的重均分子量为500～2,000，式(1)或式(2)中，R1及R2相同或不同，表示氢原子或碳原子数1～10的烷基，Q1及Q2相同或不同，表示单键、酯键或酰胺键，其中，所述酯键为－C(＝O)－O－或－O－C(＝O)－，所述酰胺键为－NH－CO－或－CO－NH－，X2表示单键、碳原子数1～6的亚烷基或碳原子数6～14的亚芳基，R1a表示碳原子数1～10的烷基，n1表示1～3的整数，m1表示0～2的整数。2.如权利要求1所述的组合物，所述聚合物(P)进一步含有下述式(3)所示的单元结构，式(3)中，R3表示氢原子或碳原子数1～10的烷基，Q3表示单键、酯键或酰胺键，其中，所述酯键为－C(＝O)－O－或－O－C(＝O)－，所述酰胺键为－NH－CO－或－CO－NH－，X3表示单键、碳原子数1～6的亚烷基或碳原子数6～14的亚芳基，R3a相同或不同，表示氢原子、碳原子数1～10的烷基或碳原子数1～4的酰基。3.如权利要求1所述的组合物，所述聚合物(P)进一步含有下述式(4)所示的单元结构，式(4)中，R4表示氢原子或碳原子数1～10的烷基，Q4表示单键、酯键或酰胺键，其中，所述酯键为－C(＝O)－O－或－O－C(＝O)－，所述酰胺键为－NH－CO－或－CO－NH－，R4a表示氢原子的一部分或全部可以被氟原子取代的碳原子数1～10的烷基或氢原子的一部分或全部可以被该烷基取代的碳原子数6～14的芳基。4.如权利要求1～3中任一项所述的组合物，所述聚合物(P)进一步含有上述式(3)及式(4)所示的单元结构。5.如权利要求3或4所述的组合物，所述R4a含有下述式(5)所示的1价基团，式...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤谷德昌，坂本力丸，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。