[發明專利]上層膜形成用組合物以及使用其的抗蝕圖案形成方法

有效

• 申請號: 201380065161.2
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN104919370B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 王曉偉;鈴木理人;岡安哲雄;G·鮑洛斯基
• 申請（專利權）人: AZ電子材料（盧森堡）有限公司
• 主分類號: G03F7/11
• 分類號: G03F7/11;H01L21/027
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所(普通合伙) 11216
• 代理人: 劉淼

本發明提供一種上層膜形成用組合物以及使用該組合物的圖案形成方法，所述上層膜形成用組合物在基于超紫外線曝光的圖案形成方法中，可形成粗糙度、圖案形狀優異的圖案。一種上層膜形成用組合物，其特征在于包含具有親水性基團的富勒烯衍生物以及溶劑；以及，一種通過將該組合物涂布于抗蝕層表面并且進行曝光顯影而形成圖案的方法。該組合物也可進一步包含聚合物。

技術領域

本發明涉及在光刻法中使用的上層膜形成用組合物。更具體涉及用于下述場合的組合物：在想要通過光刻法形成抗蝕圖案的情況下，在對超紫外線抗蝕膜進行曝光之前，在抗蝕膜之上形成上層膜。另外，本發明也涉及使用了這樣的上層膜形成用組合物的圖案形成方法。

背景技術

近年來，伴隨著各種裝置的小型化，人們對于半導體集成電路的高集成化要求變高，對于與其對應的抗蝕圖案的微細化要求也變得更高。為了應對這樣的需求，需要在光刻法中利用波長更短的光進行曝光。由此，所使用的光變為更短的波，從使用可見光變為使用紫外線、遠紫外線，進一步變為使用超紫外線。例如，在IC、LSI等半導體設備，更具體而言在DRAM、閃存、邏輯類半導體的制造過程方面，要求形成超微細圖案，因而基于超紫外線的光刻法的重要性在提高。

對此，正在開發對各波長的光具有靈敏度的各種抗蝕組合物。可認為，在使用了超紫外線的光刻法中，可利用以往市售的大部分的化學放大型抗蝕劑。具體而言，也可將一般的KrF激光曝光用抗蝕劑或者ArF激光曝光用抗蝕劑應用于利用超紫外線進行曝光的光刻中。但是現狀是，在現實中殘留下諸如分辨率、靈敏度或者粗糙度等許多期望改良的地方。

另一方面，在曝光裝置方面也留下光源、掩模的問題，導致了使用超紫外線的刻蝕法的實用化變慢。人們認識到，超紫外線光源中所含的長波長光、特別是深紫外線光，例如波長為193nm、248nm的光是引起抗蝕圖案形狀惡化的重要原因。如前所述，在利用了超紫外線的光刻法中，在使用了KrF激光用抗蝕組合物或者ArF激光用抗蝕組合物的情況下，這些抗蝕劑即使對于波長比超紫外線長的深紫外線，也理所應當地顯示出高的靈敏度。

在從曝光光源射出的超紫外線中，通常包含更長波長的光，例如深紫外線。由此，在通過使用了超紫外線的光刻法而形成圖案的情況下，優選這樣的深紫外線含量少的光源。為了從曝光裝置照射的光中去除深紫外線，調整超短紫外線的產生方法，例如調整光學系統。但是，在以往的曝光光源中，難以將深紫外線完全去除，在以往的曝光裝置中無法將超紫外線中所含的深紫外線的含量控制為3％以下。如此，超紫外線中所含的深紫外線就成為引起抗蝕圖案的粗糙度惡化、圖案形狀惡化的主要原因，人們期望開發出改良這樣的問題的手段。

另外，基于超紫外線的曝光通常是在高真空條件下進行。由此，在光刻法中進行曝光時，抗蝕膜中所含的感光性材料、光酸產生劑等的組合物中的各成分以及通過光反應而形成的低分子量化合物等大多以氣體的形式揮發。這樣的氣體稱為脫氣，將曝光裝置中的鏡子等光學系統、光掩模等污染，其結果，有時會使曝光精度劣化。因此，也期望抑制從抗蝕劑揮發的氣體。

針對這樣的課題，正在開發一種在抗蝕膜的上側形成上層膜的方法，該上層膜抑制源自抗蝕膜的氣體的釋放，另外使得超紫外線透射但是將深紫外光吸收(專利文獻1和2)。另外，也在研究著一種可在這樣的上層膜中使用的將深紫外線吸收的聚合物(專利文獻3)。即，為了提高上層膜的深紫外線吸收效果，使用了具有苯、萘或者蒽骨架的聚合物。而且，為了進一步提高對深紫外線的吸收，因而對聚合物種類進行了探索、對聚合物的組合進行了研究。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-348133號公報

專利文獻2：美國專利公開第2012/21555號公報

專利文獻3：國際公開第2012/053302號說明書

發明內容

發明想要解決的問題