[发明专利]基板保护膜形成用组合物和图案形成方法

说明书

本发明涉及基板保护膜形成用组合物和图案形成方法。包括下述组分的组合物适于形成基板与抗蚀剂膜之间的保护膜：(A)聚合物，其包含具有用酸不稳定基团保护的羧基的重复单元(a1)和具有环状酯、环状碳酸酯或环状磺酸酯结构的重复单元(a2)，(B)热致产酸剂，和(C)有机溶剂。即使使用含有金属的抗蚀剂膜，该保护膜对于防止该基板被金属污染也有效。

相关申请的交叉引用

本非临时申请在35U.S.C.§119(a)下要求于2018年10月30日在日本提交的专利申请No.2018-203522的优先权，由此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及为了防止基板被任何抗蚀剂组分污染的用于形成基板与抗蚀剂膜之间的保护膜的组合物。

背景技术

在近来的LSI设备中更高集成度和运转速度的趋势中，使图案尺寸显著地细化。随着小型化技术的发展，将ArF浸没式光刻应用于大规模制造45nm以下节点的设备。伴随ArF浸没式光刻，将双重图案化工艺用于28nm以下节点的这一代的实用化。变得能够形成超越光学极限的窄间距图案。为了制造20nm以下节点的设备，在研究将曝光和蚀刻步骤反复3次以上以形成具有较窄间距的图案的多重图案化工艺。但是，多重图案化工艺需要较多步骤并且遇到如下问题：由制造持续时间的延长和缺陷形成的频率的增加引起的生产率的降低以及成本的显著增加。

作为替代ArF浸没式光刻和多重图案化工艺的组合的有前途的技术，近来的注意力集中于波长13.5nm的远紫外线(EUV)光刻。使用EUV光刻，能够通过一次曝光形成具有25nm以下的半间距的细尺寸图案。

另一方面，EUV光刻强烈地要求增加抗蚀剂材料的感光度以弥补光源的输出不足。但是，增加的感光度导致散粒噪声的增加，这继而导致线图案的边缘粗糙度(LER或LWR)的增大。满足高感光度和低边缘粗糙度两者是EUV光刻中提出的重要问题之一。

作为提供具有高感光度的抗蚀剂材料或者减小散粒噪声的影响的尝试，目前在研究在抗蚀剂材料中使用金属成分。由于金属元素例如钡、钛、铪、锆和锡的化合物与不含金属的有机材料相比，具有高的对于EUV的吸光度，因此期待它们实现抗蚀剂材料的感光度的改善或者散粒噪声的影响的抑制。

例如，对专利文献1和2中记载的其中添加有金属盐或有机金属络合物的抗蚀剂材料以及专利文献3和4以及非专利文献1中记载的使用金属氧化物的纳米颗粒的非化学增幅型抗蚀剂材料进行研究。但是，指出这些含有金属的抗蚀剂材料具有来源于抗蚀剂材料的金属能够污染无机基板或抗蚀剂膜下方的有机材料的风险。该金属能够影响基板材料的电性能。此外，在通过蚀刻处理进行的基板加工过程中，在污染区域和周围区域之间蚀刻速率不同，其能够引起蚀刻后缺陷的形成。

引用列表

专利文献1：JP 5708521

专利文献2：JP 5708522

专利文献3：USP 9,310,684

专利文献4：US 2017/0102612

非专利文献1：Proc.SPIE Vol.7969,796915(2011)

发明内容

本发明的目的在于提供用于形成基板保护膜的组合物，以即使在使用含有金属的抗蚀剂膜时也防止基板被金属污染。

本发明人已发现当使用包括包含具有用酸不稳定基团保护的羧基的重复单元和具有环状酯、环状碳酸酯或环状磺酸酯结构的重复单元的聚合物、热致产酸剂和有机溶剂的基板保护膜形成用组合物并且施以特定的处理时，得到的保护膜对于防止抗蚀剂膜接触基板并且对于保护基板免受金属污染有效。此外，在蚀刻步骤之前能够将该保护膜去除。