[发明专利]形成抗蚀剂下层膜的组合物所用的添加剂及包含该添加剂的形成抗蚀剂下层膜的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及形成抗蚀剂下层膜的组合物中添加的添加剂。特别是，涉及以将所形成的抗蚀剂下层膜的表层改性，使与抗蚀剂的密合性提高，在该抗蚀剂下层膜上形成所希望形状的图案为目的的添加剂(改性剂)。进一步涉及包含该添加剂(改性剂)的形成抗蚀剂下层膜的组合物。

背景技术

在ArF液浸光刻、远紫外线(EUV)光刻中要求抗蚀剂线宽的加工尺寸的微细化。在形成这样的微细的抗蚀剂图案时，通过减小抗蚀剂图案与基底基板的接触面积，从而有抗蚀剂图案的纵横比(抗蚀剂图案的高度/抗蚀剂图案的线宽)变大，易于发生抗蚀剂图案的坍塌的担心。因此，在与抗蚀剂接触的抗蚀剂下层膜(防反射膜)中，要求不发生抗蚀剂图案坍塌那样的与抗蚀剂的高密合性。

报告了在抗蚀剂下层膜中，为了表现与抗蚀剂的高密合性，通过使用内酯结构作为形成抗蚀剂下层膜的组合物的构成成分，从而对所得的抗蚀剂图案密合性提高(专利文献1)。即，通过使用包含内酯结构那样的极性部位的结构作为形成抗蚀剂下层膜的组合物的构成成分，可期待对抗蚀剂图案的密合性提高，即使对于微细的抗蚀剂图案也可防止抗蚀剂图案的坍塌。

然而，在ArF液浸光刻、远紫外线(EUV)光刻那样的要求制成进一步微细的抗蚀剂图案的光刻工艺中，为了防止抗蚀剂图案的坍塌，并不能说仅包含内酯结构作为形成抗蚀剂下层膜的组合物的构成成分就是充分的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第03/017002号

发明内容

发明所要解决的课题

另一方面，作为表现与抗蚀剂的高密合性的方法，可举出控制抗蚀剂与抗蚀剂下层膜之间的界面的化学状态的方法。即，在正型抗蚀剂中，在抗蚀剂与抗蚀剂下层膜之间的界面的化学状态为酸性状态的情况下，所得的抗蚀剂图案形状成为底切形状，抗蚀剂图案的接触面积极度地降低，因此易于发生抗蚀剂图案的坍塌。另一方面，通过使抗蚀剂与抗蚀剂下层膜之间的界面的化学状态为碱性状态，从而可以抑制抗蚀剂图案形状的底切形状，与通过导入内酯结构那样的极性部位而获得的与抗蚀剂的密合性相比，可期待表现牢固的密合性。

因此，本发明的目的是，为了使抗蚀剂下层膜上所形成的抗蚀剂图案与该抗蚀剂下层膜的密合性增大，此外抑制该抗蚀剂图案的底切形状，提供一种使抗蚀剂下层膜表面状态改性为碱性状态的形成抗蚀剂下层膜的组合物所用的添加剂。

用于解决课题的方法

本发明的第一方式为一种形成抗蚀剂下层膜的组合物所用的添加剂，其由具有下述式(1)所示的结构单元的聚合物构成。

(式中，R₁表示氢原子或甲基，L表示二价的连接基团，X表示具有被叔丁氧基羰基保护了的氨基或被叔丁氧基羰基保护了的含氮杂环的酰氧基。)

本发明的第二方式为一种形成抗蚀剂下层膜的组合物所用的添加剂，其由具有下述式(1’)所示的结构单元和下述式(2)所示的结构单元的共聚物构成。

(式中，R₁和R₃各自独立地表示氢原子或甲基，R₂表示碳原子数2～4的亚烷基，上述亚烷基的氢原子的一部分可以被羟基取代，X表示具有被叔丁氧基羰基保护了的氨基或被叔丁氧基羰基保护了的含氮杂环的酰氧基，M₁表示直接键或包含选自“-C(＝O)-”、“-CH₂-”和“-O-”中的至少1种的连接基团，Y表示至少1个氢原子被氟原子取代了的碳原子数2～6的烷基，此外，p和q表示上述共聚物所包含的结构单元的摩尔比，该p和q分别为0.1～0.9的范围(并且满足p＋q＝1。)。)

本发明的第三方式为一种形成光刻用抗蚀剂下层膜的组合物，其包含树脂粘合剂、有机溶剂、和上述第一方式或第二方式的形成抗蚀剂下层膜的组合物所用的添加剂。上述形成抗蚀剂下层膜的组合物可以还包含交联剂和交联催化剂。

本发明的第四方式为一种制作半导体元件的方法，在具有用于形成转印图案的加工对象膜的基板上，涂布上述第三方式的形成抗蚀剂下层膜的组合物，进行烘烤而形成抗蚀剂下层膜，在上述抗蚀剂下层膜上被覆抗蚀剂，对被覆有上述抗蚀剂的基板照射选自KrF准分子激光、ArF准分子激光、远紫外线和电子束中的放射线，然后进行显影来形成抗蚀剂图案，以上述抗蚀剂图案作为掩模，通过干蚀刻在上述基板上转印图案，从而制作半导体元件。

发明的效果