[发明专利]用于形成抗蚀剂下层膜的组合物

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

发明要解决的课题

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，本发明的目的在于，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

本发明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(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，前述烃基、前述脂环式烃基、前述苯基、前述苯甲基、前述苯甲基氧基、前述苯甲基硫基、前述咪唑基、前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。

前述式(1b)所表示的结构例如用下述式(3)表示。

式中，R₁表示前述式(1b)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表示前述式(1b)中定义的意思，z表示(5-w)的整数。

前述聚合物可以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，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅和A₆分别独立地表示氢原子、甲基或乙基，Q₂表示二价有机基团，m₁和m₂分别独立地表示0或1。

在前述式(4)中，Q₂表示例如下述式(5)所表示的二价有机基团。