[发明专利]可显影的底部抗反射涂层形成用组合物

说明书

技术领域

本发明涉及在使用光致抗蚀剂的光刻图案形成中采用的底部抗反射涂层形成用组合物，并且还涉及采用了该组合物的底部抗反射涂层形成方法。另外，本发明进一步涉及由该组合物形成的底部抗反射涂层。

背景技术

在半导体器件的生产中，一般通过使用光致抗蚀剂根据光刻技术来进行微制造。微制造的工艺包含下列步骤：在半导体基片如硅晶圆上形成一薄的光致抗蚀剂层；使用对应于目标器件图案的掩模图案覆盖该层；通过该掩模图案将该层暴露于活性光线如UV光下；显影该经曝光的层以获得光致抗蚀剂图案；以及通过使用该光致抗蚀剂图案作为保护膜来蚀刻该基片，以形成对应于上述图案的精细凸纹。由于最近已增加了半导体器件的集成度，曝光步骤倾向于通过使用非常短波长的光来进行，例如KrF准分子激光(波长：248nm)、ArF准分子激光(波长：193nm)或极UV光(波长：13.5nm)。但是，上述的光刻工艺经常遭受光致抗蚀剂图案的尺寸精度降低的问题。尺寸精度降低是由于由基片反射的光的驻波和/或由于由基片的粗糙度引起的曝光的漫反射所造成的。另外，如果通过使用非常短波长的光如极UV光进行曝光，该抗蚀剂层可能受到由置于其下方的基片放出的气体的不良影响。为了解决那些问题，许多研究者正在研究提供在该光致抗蚀剂层和该基片之间的底部抗反射涂层。所述底部抗反射涂层需要具有各种性质。例如，优选该底部抗反射涂层能够大量吸收用于曝光光致抗蚀剂的辐射、防止漫反射等以便经曝光和显影的光致抗蚀剂能够具有垂直于基片表面的横截面，以及不溶于在光致抗蚀剂组合物中含有的溶剂中(即，不引起互混)。互混是尤其严重的，因为其经常给光致抗蚀剂层和底部抗反射涂层之间的界面带来不良影响。因此，互混容易使得难以控制光致抗蚀剂的图案或形状。

底部抗反射涂层通常是由热交联性组合物形成的，从而防止与施用在其上的光致抗蚀剂互混。因此，所形成的涂层一般不溶于用来显影光致抗蚀剂的碱性显影液中。相应地，一般而言，在半导体基片的制造之前必须通过干蚀刻除去该抗反射涂层(参见例如专利文献1)。

但是，当通过干蚀刻除去该涂层时，往往会与该涂层一起除去部分光致抗蚀剂。这使得光致抗蚀剂难以保持足够厚度来制造基片。

鉴于此，需要开发一种可充分溶解于用于显影光致抗蚀剂的碱性显影液并因此能够与光致抗蚀剂一起显影和除去的底部抗反射涂层。为了满足这种需要，研究者已经研究了可与光致抗蚀剂一起显影并除去的底部抗反射涂层，其中在光致抗蚀剂和底部抗反射涂层中形成图案。

例如，提议了这样的方法，其中利用二烯和亲二烯体之间的反应来形成可与光致抗蚀剂一起显影并除去的底部抗反射涂层(专利文献2～4)。然而，如果采用这些方法，通常的情况是当将光致抗蚀剂组合物涂抹在其上时，所述涂层仍然是未交联的，由此该涂层易于与光致抗蚀剂层互混。为了避免互混，必须选择光致抗蚀剂组合物的溶剂以免溶解底部抗反射涂层。相应地，由于可使用的光致抗蚀剂受到所选择的溶剂的限制，故存在缺乏通用性的问题。

现有技术文献：

[专利文献1]美国专利号6156479

[专利文献2]日本专利特开2011-53652

[专利文献3]日本专利特开2010-256859

[专利文献4]日本专利特开2010-250280

[专利文献5]日本专利特开2004-102203

发明内容

本发明欲解决的问题

考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种底部抗反射涂层，其不与抗蚀剂层互混、可任选地溶于用于显影光致抗蚀剂的碱性显影液中，并且还提供了良好的光刻性能。此外，本发明的又一目的是提供用于形成所述底部抗反射涂层的组合物。

发明概要

本发明涉及一种底部抗反射涂层形成用组合物，其包含：

溶剂，

包含下式(1)的聚合物：

-A_m-B_n-(1)

其中A和B分别是下式(A)和(B)表示的重复单元：

其中

每个R¹¹和R¹²独立地是氢或烷基；

L¹¹是单键、COO或者含有一个或多个碳原子的直链或支链的亚烷基；

Y是含有两个或更多个苯环的稠合多环芳香族基团，且