[发明专利]含硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物及图案形成方法

说明书

本发明涉及含硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物及图案形成方法。本发明的课题是为了提供在多层抗蚀剂法中，抑制超微细图案崩塌的效果高，且具有适当的蚀刻速度的含硅的抗蚀剂下层膜。该课题的解决手段为一种含硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物，至少含有下述通式(A‑1)表示的季铵盐中的1种或2种以上、及热交联性聚硅氧烷(Sx)。[化1]式中，Ar¹表示碳数6～20的芳香族基、或碳数4～20的杂芳香族基。R¹¹表示碳数1～12的烷基、烯基、氧代烷基或氧代烯基、碳数6～20的芳基、或碳数7～12的芳烷基或芳基氧代烷基，且这些基团的一部分或全部的氢原子也可经取代。Z^‑表示成为季铵阳离子的反荷离子的有机或无机阴离子。

技术领域

本发明涉及含硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物、及使用该组合物的图案形成方法。

背景技术

伴随大规模集成电路(LSI)的高集成化与高速化，图案尺寸的微细化正急速进展。光刻技术随着该微细化，利用光源的短波长化及适当选择与其对应的抗蚀剂组合物，而达成了微细图案的形成。成为其中心的是以单层使用的正型光致抗蚀剂组合物。该单层正型光致抗蚀剂组合物，是通过使抗蚀剂树脂中拥有对于利用氯系或氟系的气体等离子体所为的干蚀刻具有蚀刻耐性的骨架，且拥有曝光部会溶解之类的开关机制，而使曝光部溶解来形成图案，并以残存的抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来对被加工基板进行干蚀刻加工。

但是，在维持所使用的光致抗蚀剂膜的膜厚的状态下进行微细化，即将图案宽缩得更小的情况，光致抗蚀剂膜的解析性能会降低，此外，欲利用显影液来对光致抗蚀剂膜进行图案显影的话，会发生所谓纵横比变得过大，结果造成图案崩坏的问题。因此，伴随图案的微细化，光致抗蚀剂膜也逐渐薄膜化。

另一方面，被加工基板的加工，通常使用如下方法：以形成有图案的光致抗蚀剂膜作为蚀刻掩模，并利用干蚀刻来对基板进行加工；但现实中并不存在能于光致抗蚀剂膜与被加工基板之间取得完全的蚀刻选择性的干蚀刻方法。因此，会有在基板的加工中，抗蚀剂膜也受到损坏而崩坏，且抗蚀剂图案变得无法正确地转印到被加工基板的问题。于是，伴随图案的微细化，光致抗蚀剂组合物也逐渐寻求更高的干蚀刻耐性。但是，另一方面，为了将分辨率提高，光致抗蚀剂组合物所使用的树脂已逐渐寻求在曝光波长的光吸收小的树脂。因此，随着曝光光短波长化成为i射线、KrF、ArF，光致抗蚀剂组合物所使用的树脂也逐渐变化成酚醛清漆树脂、拥有多羟基苯乙烯、脂肪族多环状骨架的树脂，但现实中基板加工时的干蚀刻条件下的蚀刻速度逐渐变快，分辨率高的最近的光致抗蚀剂组合物反而会有蚀刻耐性变弱的倾向。

考虑该情形，而变得必须要以因为较薄而蚀刻耐性较弱的光致抗蚀剂膜来对被加工基板进行干蚀刻加工，确保该加工步骤中的材料及处理已逐渐成为当务之急。

多层抗蚀剂法是作为解决这样的问题的方法之一。该方法是使与光致抗蚀剂膜(即抗蚀剂上层膜)具有不同蚀刻选择性的下层膜插入在抗蚀剂上层膜与被加工基板之间，在抗蚀剂上层膜获得图案后，以抗蚀剂上层膜图案作为干蚀刻掩模，利用干蚀刻将图案转印到下层膜，再以下层膜作为干蚀刻掩模，利用干蚀刻将图案转印到被加工基板的方法。