[发明专利]抗蚀剂下层膜形成用组合物及图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合于使用各种放射线的光刻工艺中的微细加工、尤其是高集成电路元件的制造的抗蚀剂下层膜形成用组合物及图案形成方法。更详细地说，涉及蚀刻耐性优异、且在干蚀刻工艺中，下层膜图案难以折曲，可以将抗蚀剂图案忠实地、再现性良好地转印在被加工基板上的抗蚀剂下层膜形成用组合物及图案形成方法。

背景技术

在半导体装置的制造工艺中，往往包含在硅晶片上堆积很多物质作为被加工膜，并将其进行图案形成得到所期待的图案的工序。在被加工膜的图案形成过程中，首先一般是将被称为抗蚀剂的感光性物质堆积在被加工膜上而形成抗蚀剂膜，在该抗蚀剂膜的规定区域实施曝光。

然后，通过显影处理将抗蚀剂膜的曝光部或未曝光部除去从而形成抗蚀剂图案，进而，将该抗蚀剂图案作为蚀刻掩模对被加工膜进行干蚀刻。

在这种工艺中，作为用于对抗蚀剂膜实施曝光的曝光光源，使用ArF准分子激光等紫外光。现在，对大规模集成电路(LSI)的微细化的要求也日益增高，有时必需的析像度在曝光光的波长以下。

像这样在析像度达到曝光光的波长以下时，曝光量裕度、焦点裕度等曝光工艺裕度变得不足。为了弥补这种曝光工艺裕度的不足，使抗蚀剂膜的膜厚变薄从而使析像性提高的方法是有效的，但是另一方面，却难以保证被加工膜的蚀刻所必需的抗蚀剂膜厚。

由于这种情况，对下述工艺进行了研究，即，在被加工膜上形成抗蚀剂下层膜(以下有时简称为“下层膜”)，将抗蚀剂图案暂且转印到下层膜而形成下层膜图案后，使用该下层膜图案作为蚀刻掩模转印在被加工膜上的工艺。在这种工艺中，作为下层膜优选由具有蚀刻耐性的材料形成。

例如，作为形成这种下层膜的材料，提出了因吸收蚀刻中的能量，具有蚀刻耐性而为人所知的含苯环的树脂、尤其是含热固化苯酚酚醛清漆的组合物、含有具有苊骨格的聚合物的组合物等(例如，参照专利文献1及2)。

此外，作为形成下层膜的材料，还提出了含有具有芳基的特定富勒烯类的组合物，所述芳基是具有或不具有酚羟基的碳原子数6～16的芳基。(例如参照专利文献3)

专利文献1：日本特开2001-40293号公报

专利文献2：日本特开2000-143937号公报

专利文献3：日本特开2006-227391号公报

发明内容

然而，伴随着蚀刻图案的进一步微细化，抗蚀剂下层膜的过度蚀刻成为很大的问题，要求进一步提高蚀刻耐性。此外，伴随着该蚀刻图案的进一步微细化，下层膜图案的纵横比(图案宽(线宽)与下层膜图案的膜厚之比)增高，在蚀刻被加工基板时还会产生下层膜图案折曲之类的问题。

例如，专利文献3中记载的组合物，由于作为下层膜图案弯曲耐性弱，因此在蚀刻被加工基板时下层膜图案发生折曲，无法将抗蚀剂图案忠实地转印在被加工基板上。

本发明鉴于上述这样的现有技术的问题而完成，提供一种可适合于使用各种放射线的光刻工艺中的微细加工，蚀刻耐性优异，尤其是在干蚀刻工艺中下层膜图案难以折曲，可以将抗蚀剂图案忠实地、再现性良好地转印在被加工基板上的抗蚀剂下层膜形成用组合物及图案形成方法。

本发明人等为了开发出这种抗蚀剂下层膜形成用组合物而反复进行了潜心研究，结果发现，由含有特定的氨基化富勒烯的抗蚀剂下层膜形成用组合物形成的抗蚀剂下层膜，比以往的抗蚀剂下层膜的蚀刻耐性优异，且在被加工基板蚀刻时，下层膜图案不发生折曲，从而完成了本发明。具体来讲，根据本发明，提供以下的抗蚀剂下层膜形成用组合物及图案形成方法。

[1]一种抗蚀剂下层膜形成用组合物，含有在富勒烯骨架中键合有氨基的(A)氨基化富勒烯和(B)溶剂。

[2]根据上述[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有(C)酸发生剂。

[3]根据上述[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有(D)交联剂。

[4]根据上述[1]所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物，还含有(E)热固化性树脂。

[5]一种抗蚀剂下层膜的形成方法，将上述[1]～[4]中任一项所述的抗蚀剂下层膜形成用组合物涂布在被加工基板上，将已涂布的上述抗蚀剂下层膜形成用组合物与上述被加工基板一起在惰性气体氛围下煅烧，从而在上述被加工基板上形成抗蚀剂下层膜。