[发明专利]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。解决手段是一种光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，其包含：具有下述式(1)～式(3)所示的结构单元的共聚物、交联剂、有机酸催化剂、以及溶剂。(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表示具有四元环～七元环的内酯骨架、金刚烷骨架、三环癸烷骨架或降冰片烷骨架的有机基，R⁴表示至少1个氢原子被氟基取代、并且还可以具有至少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)。

技术领域

本发明涉及光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物，特别是涉及用于形成使其与抗蚀剂图案的密合性提高了的抗蚀剂下层膜的组合物，进而，涉及即使在形成薄的膜厚(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抗蚀剂下层膜形成用组合物。

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，担心因为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。因此，对于与抗蚀剂图案接触的抗蚀剂下层膜或防反射膜，为了不发生上述坍塌，要求与抗蚀剂图案的高密合性。

报道了：在抗蚀剂下层膜中，为了表现与抗蚀剂图案的高密合性，使用包含内酯结构的抗蚀剂下层膜形成用组合物，从而相对于所得的抗蚀剂图案，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，从而可以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可以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、要求制作更微细的抗蚀剂图案的光刻工艺中，仅仅靠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，能够抑制抗蚀剂图案的底部形状变为底切(undercut)形状的用于抗蚀剂下层膜形成用组合物的添加剂。另一方面，专利文献3中记载了通过使添加剂成分偏析于抗蚀剂下层膜的表面附近，从而能够抑制抗蚀剂图案的底部形状变为足部(footing)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，使将抗蚀剂图案进行显影和用纯水进行冲洗时的拉普拉斯力降低，该抗蚀剂图案与上述抗蚀剂下层膜的密合性可以改善的用于抗蚀剂下层膜形成用组合物的添加剂。另一方面，专利文献5中记载了下述用于抗蚀剂下层膜形成用组合物的添加剂：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，以该抗蚀剂膜的曝光部作为抗蚀剂图案而残留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，从而使抗蚀剂图案的截面形状为直(straight)形状同时该抗蚀剂图案与上述抗蚀剂下层膜的密合性可以改善。

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下述抗蚀剂下层膜：发挥抑制在形成抗蚀剂下层膜时产生来源于交联催化剂成分的升华物的效果，能够形成下部几乎不具有底部拖尾形状的良好形状的抗蚀剂图案。

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

专利文献4：国际公开第2015/012172号

专利文献5：国际公开第2015/146443号