Euv光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01080017617. 4、發(fā)明名稱為EUV光刻用抗蝕劑下層膜形 成用組合物、申請(qǐng)日為2010年4月15日的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及在使用了 EUV光刻的器件制作工序中使用并降低由EUV造成的不良影 響、對(duì)獲得良好的抗蝕劑圖案有效的EUV光刻用抗蝕劑下層膜組合物、以及使用該EUV光刻 用抗蝕劑下層膜組合物的抗蝕劑圖案形成法。
【背景技術(shù)】
[0003] -直以來，在半導(dǎo)體器件的制造中，進(jìn)行使用了光刻技術(shù)的微細(xì)加工。上述微細(xì) 加工是下述加工法：在硅晶片等被加工基板上形成光致抗蝕劑組合物的薄膜，隔著描繪有 半導(dǎo)體器件的圖案的掩模圖案向該薄膜上照射紫外線等活性光線，顯影，以所得的光致抗 蝕劑圖案作為保護(hù)膜對(duì)硅晶片等被加工基板進(jìn)行蝕刻處理。近年來，半導(dǎo)體器件的高集 成度化進(jìn)展，所使用的活性光線也從KrF準(zhǔn)分子激光（248nm)向ArF準(zhǔn)分子激光（193nm) 短波長化。與此相伴，活性光線從基板漫反射、駐波的影響成為大問題，作為在光致抗蝕 劑與被加工基板之間擔(dān)負(fù)防止反射作用的抗蝕劑下層膜，廣泛采用設(shè)置防反射膜（Bottom Anti-Reflective Coating，BARC)的方法。
[0004] 作為防反射膜，已知鈦、二氧化鈦、氮化鈦、氧化鉻、碳、a -硅等無機(jī)防反射膜、和 包含吸光性物質(zhì)和高分子化合物的有機(jī)防反射膜。前者在膜形成時(shí)需要真空蒸鍍裝置、CVD 裝置、濺射裝置等設(shè)備，而后者在不需要特別的設(shè)備方面是有利的，從而進(jìn)行了大量的研 宄。
[0005] 可列舉例如，同一分子內(nèi)具有作為交聯(lián)反應(yīng)基團(tuán)的羥基和吸光基團(tuán)的丙烯酸類樹 脂型防反射膜（參照專利文獻(xiàn)1)、同一分子內(nèi)具有作為交聯(lián)反應(yīng)基團(tuán)的羥基和吸光基團(tuán)的 酚醛清漆樹脂型防反射膜（參照專利文獻(xiàn)2)等。
[0006] 作為優(yōu)選作為有機(jī)防反射膜材料的物性，記載了對(duì)光、放射線具有較大吸光度、與 光致抗蝕劑層不發(fā)生混合（在抗蝕劑溶劑中為不溶）、涂布時(shí)或加熱干燥時(shí)低分子擴(kuò)散物 不會(huì)從防反射膜材料向上涂抗蝕劑中擴(kuò)散、與光致抗蝕劑相比具有較大的干蝕刻速度（參 照非專利文獻(xiàn)1)等。
[0007] 近年來，作為使用了 ArF受激準(zhǔn)分子激光（193nm)的光刻技術(shù)之后的下一代光刻 技術(shù)，對(duì)介由水而曝光的ArF液浸光刻技術(shù)進(jìn)行了積極研宄。然而，使用光的光刻技術(shù)遇到 了限制，并且作為ArF液浸光刻技術(shù)以后的新的光刻技術(shù)，使用EUV (波長13. 5nm)的EUV 光刻技術(shù)受到關(guān)注。
[0008] 在使用了 EUV光刻的器件制作工序中，由于由基底基板、EUV造成的不良影響，因 此發(fā)生EUV光刻用抗蝕劑的圖案形成卷邊形狀、咬邊形狀，不能形成直線形狀的良好的抗 蝕劑圖案，對(duì)EUV靈敏度低且得不到充分的吞吐量等問題。因此，在EUV光刻工序中，不需 要具有防反射能力的抗蝕劑下層膜（防反射膜），而是需要可以降低這些不良影響從而形 成直線形狀的良好的抗蝕劑圖案、提高抗蝕劑靈敏度的EUV光刻用抗蝕劑下層膜。
[0009] 此外，由于EUV光刻用抗蝕劑下層膜在成膜后在其上涂布抗蝕劑，因此與防反射 膜同樣地，與抗蝕劑層不發(fā)生混合（在抗蝕劑溶劑中為不溶）、涂布時(shí)或加熱干燥時(shí)低分子 擴(kuò)散物不會(huì)從防反射膜材料向上涂抗蝕劑中擴(kuò)散是必須的特性。
[0010] 此外，在使用EUV光刻的時(shí)代，由于抗蝕劑圖案寬度變得非常微細(xì)，因此期望EUV 光刻用抗蝕劑薄膜化。因此，需要使有機(jī)防反射膜的蝕刻除去工序所花費(fèi)的時(shí)間大幅度減 少，并要求能夠以薄膜使用的EUV光刻用抗蝕劑下層膜、或與EUV光刻用抗蝕劑的蝕刻速度 的選擇比大的EUV光刻用抗蝕劑下層膜。
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :美國專利第5919599號(hào)說明書
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :美國專利第5693691號(hào)說明書
[0013] 非專利文獻(xiàn)
[0014] 非專利文獻(xiàn) 1 :Proc. SPIE, Vol. 3678, 174-185 (1999) ?
[0015] 非專利文獻(xiàn) 2 :Proc. SPIE, Vol. 3678, 8〇0_8〇9 (I999) ?
[0016] 非專利文獻(xiàn) 3 :Proc. SPIE, Vol. 2195, 225-229 (1994).

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明所要解決的問題
[0018] 本發(fā)明提供在制造半導(dǎo)體器件的EUV光刻工藝中使用的EUV光刻用抗蝕劑下層膜 形成用組合物。此外，本發(fā)明提供可以降低由基底基板、EUV造成的不良影響而形成直線形 狀的良好的抗蝕劑圖案、提高抗蝕劑靈敏度、與抗蝕劑層不發(fā)生混合、與抗蝕劑相比具有較 大的干蝕刻速度的EUV光刻用抗蝕劑下層膜。此外，本發(fā)明提供使用了該EUV光刻用抗蝕 劑下層膜形成用組合物的EUV光刻用抗蝕劑的圖案的形成法。
[0019] 用于解決課題的方法
[0020] 在本申請(qǐng)發(fā)明中，作為第1觀點(diǎn)，涉及一種在半導(dǎo)體器件的制造中使用的EUV光刻 工藝用抗蝕劑下層膜形成用組合物，其包含含有鹵原子的酚醛清漆樹脂。
[0021] 作為第2觀點(diǎn)，涉及第1觀點(diǎn)所述的抗蝕劑下層膜形成用組合物，所述含有鹵原子 的酚醛清漆樹脂包含由環(huán)氧基、羥基、或它們的組合構(gòu)成的交聯(lián)形成基團(tuán)。
[0022] 作為第3觀點(diǎn)，涉及第1觀點(diǎn)或第2觀點(diǎn)所述的抗蝕劑下層膜形成用組合物，所述 鹵原子是溴原子或碘原子。
[0023] 作為第4觀點(diǎn)，涉及第1觀點(diǎn)~第3觀點(diǎn)的任一項(xiàng)所述的抗蝕劑下層膜形成用組 合物，所述含有鹵原子的酚醛清漆樹脂是酚醛清漆樹脂與鹵代苯甲酸的反應(yīng)生成物，或者 是環(huán)氧化酚醛清漆樹脂與鹵代苯甲酸的反應(yīng)生成物。
[0024] 作為第5觀點(diǎn)，涉及第1觀點(diǎn)~第3觀點(diǎn)的任一項(xiàng)所述的抗蝕劑下層膜形成用組 合物，所述含有鹵原子的酚醛清漆樹脂是縮水甘油基氧基酚醛清漆樹脂與二碘水楊酸的反 應(yīng)生成物。
[0025] 作為第6觀點(diǎn)，涉及第1觀點(diǎn)~第5觀點(diǎn)的任一項(xiàng)所述的抗蝕劑下層膜形成用組 合物，其包含所述含有齒原子的酚醛清漆樹脂、交聯(lián)劑、交聯(lián)催化劑和溶劑。
[0026] 作為第7觀點(diǎn)，涉及第1觀點(diǎn)~第6觀點(diǎn)的任一項(xiàng)所述的抗蝕劑下層膜形成用組 合物，其還包含產(chǎn)酸劑。
[0027] 作為第8觀點(diǎn)，涉及第1觀點(diǎn)~第7觀點(diǎn)的任一項(xiàng)所述的抗蝕劑下層膜形成用組 合物，所述含有鹵原子的酚醛清漆樹脂是重均分子量1000~100000的酚醛清漆樹脂。
[0028] 作為第9觀點(diǎn)，涉及一種在半導(dǎo)體器件的制造中使用的EUV光刻工藝用抗蝕劑下 層膜，其是將第1觀點(diǎn)~第8觀點(diǎn)的任一項(xiàng)所述的抗蝕劑下層膜形成用組合物涂布在基板 上，烘烤，從而獲得的抗蝕劑下層膜。
[0029] 作為第10觀點(diǎn)，涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括下述工序：
[0030] 在具有待形成轉(zhuǎn)印圖案的加工對(duì)象膜的基板上涂布第1觀點(diǎn)~第8觀點(diǎn)的任一項(xiàng) 所述的EUV光刻用抗蝕劑下層膜形成用組合物，烘烤，從而形成EUV光刻用抗蝕劑下層膜的 工序；
[0031] 在該EUV光刻用抗蝕劑下層膜上被覆EUV光刻用抗蝕劑，隔著掩模向該EUV光刻 用抗蝕劑下層膜和該EUV光刻用抗蝕劑下層膜上的該EUV光刻用抗蝕劑膜照射EUV，將該 EUV光刻用抗蝕劑膜顯影