[发明专利]抗蚀剂下层膜形成用组合物用添加剂及包含该添加剂的抗蚀剂下层膜形成用组合物

说明书

本发明的课题是提供新的抗蚀剂下层膜形成用组合物用添加剂、和包含该添加剂的抗蚀剂下层膜形成用组合物。作为解决手段是包含具有下述式(1)～式(3)所示的结构单元的共聚物的抗蚀剂下层膜形成用组合物用添加剂。一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：上述添加剂、与上述共聚物不同的树脂、有机酸、交联剂和溶剂，上述共聚物的含量相对于上述树脂100质量份为3质量份～40质量份。(式中，R¹各自独立地表示氢原子或甲基，R²表示碳原子数1～3的亚烷基，A表示保护基，R³表示具有4元环～7元环的内酯骨架、金刚烷骨架、三环癸烷骨架或降冰片烷骨架的有机基团，R⁴表示至少1个氢原子被氟基取代、且进一步可以具有至少1个羟基作为取代基的碳原子数1～12的直链状、支链状或环状的有机基团。)

技术领域

本发明涉及添加于抗蚀剂下层膜形成用组合物的添加剂，特别是涉及以使抗蚀剂下层膜与抗蚀剂图案的密合性提高作为目的的添加剂。进一步，涉及包含该添加剂的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，特别是涉及即使在形成膜厚小(例如25nm以下)的抗蚀剂下层膜的情况下对基板的涂布性也优异的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物。

背景技术

在ArF液浸光刻、超紫外线(EUV)光刻中，要求抗蚀剂图案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，通过抗蚀剂图案与基底基板的接触面积变小，从而抗蚀剂图案的长宽比(抗蚀剂图案的高度/抗蚀剂图案的线宽)变大，担心抗蚀剂图案的坍塌易于发生。因此，在与抗蚀剂图案接触的抗蚀剂下层膜或防反射膜中，为了避免发生上述坍塌，要求与抗蚀剂图案的高密合性。

报告了在抗蚀剂下层膜中，为了表现与抗蚀剂图案的高密合性，通过使用包含内酯结构的抗蚀剂下层膜形成用组合物，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抗蚀剂下层膜形成用组合物，从而期待对抗蚀剂图案的密合性提高，即使在微细的抗蚀剂图案中也防止抗蚀剂图案的坍塌。

然而，在ArF液浸光刻、超紫外线(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，仅仅包含内酯结构作为抗蚀剂下层膜形成用组合物，对于防止抗蚀剂图案的坍塌而言可以说不充分。

为了实现抗蚀剂下层膜与抗蚀剂图案的高密合性，专利文献2中记载了使抗蚀剂下层膜的表面状态改性为碱性状态，且可以抑制抗蚀剂图案的底部形状变为底切形状的抗蚀剂下层膜形成用组合物用添加剂。另一方面，专利文献3中记载了通过使添加剂成分偏析在抗蚀剂下层膜的表面附近，从而可以抑制抗蚀剂图案的底部形状变为足部(footing、卷边)形状的、抗蚀剂下层膜形成用组合物用添加剂。

专利文献4中记载了使抗蚀剂下层膜的表面状态改性为疏水性，使抗蚀剂图案进行显影和用纯水冲洗时的拉普拉斯力降低，可以改善该抗蚀剂图案与上述抗蚀剂下层膜的密合性的抗蚀剂下层膜形成用组合物用添加剂。另一方面，专利文献5中记载了在使用能够溶解抗蚀剂膜的溶剂将该抗蚀剂膜的未曝光部除去，残留该抗蚀剂膜的曝光部作为抗蚀剂图案的抗蚀剂图案形成方法中，通过调整抗蚀剂下层膜的表面附近的酸度，从而可以在使抗蚀剂图案的截面形状为笔直形状的同时改善该抗蚀剂图案与上述抗蚀剂下层膜的密合性的、抗蚀剂下层膜形成用组合物用添加剂。

专利文献6中记载了包含具有末端导入了磺基的结构单元的共聚物、交联剂、以及溶剂的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物。而且，专利文献6所记载的发明可以提供发挥在形成抗蚀剂下层膜时抑制来源于交联催化剂成分的升华物产生的效果，可以形成在下部几乎不具有拖尾形状的良好形状的抗蚀剂图案的抗蚀剂下层膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第03/017002号

专利文献2：国际公开第2013/058189号

专利文献3：国际公开第2010/074075号