TWI362566B - Composition for antireflection coating and pattern forming method - Google Patents

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TWI362566B TW094121404A TW94121404A TWI362566B TW I362566 B TWI362566 B TW I362566B TW 094121404 A TW094121404 A TW 094121404A TW 94121404 A TW94121404 A TW 94121404A TW I362566 B TWI362566 B TW I362566B
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Kiyofumi Takano
Yusuke Takano
Yasushi Akiyama
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Dainippon Ink & Chemicals
Az Electronic Materials Japan
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Description

1362566 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種在維持抗反射膜性能之同時，具有 特別優良的塗布特性之抗反射被覆用組成物及使用它之圖 案形成方法。 【先前技術】 半導體元件的製造係在矽晶圓等基板上形成光阻膜，對 此選擇性坤照射活性光線後，進行顯像處理，應用微影技術 ®在基板上形成光阻圖案。 近年來，在LSI方面，爲了到更高的積體度，在微影製 程之加工線寬的微細化正急速進展。在進行該加工線寬的微 細化時，有各式各樣的提案，揭示光阻、抗反射膜、曝光方 法、曝光裝置、顯像劑、顯像方法、顯像裝置爲首、微影的 ' 全部製程、使用材料等。 例如，專利文獻1係揭示在光阻層上設置含有低折射率 之氟素界面活劑之表面抗反射膜，藉此來防止對形成光阻圖 ® 案產生不良的影響。在光阻層上設置抗反射膜時，因爲光阻 膜度對感度曲線的振幅的寬度變小，會有即使光阻層的膜厚 度有偏差，感度偏差亦會變小，進而尺寸偏差亦會變小之優 點。又，使用表面抗反射膜時，具有可以降低入射光與反射 光或是反射光之間的干擾所引起波形變形現象之優點。但 是，對光阻表面之塗布性特別未必充分，在近年來進行基板 的大型化當中，目前需要具有塗布性更良好的抗反射被膜用 組成物。 1362566 【專利文獻1]特開平11-349857號公報（第4-5頁） 【發明內容】 本發明有鑒於上述狀況’以提供一種在維持抗反射膜性 能之同時’具有特別優良的塗布特性之抗反射被覆用組成物 及使用它之圖案形成方法爲目的。 本發明者等爲了解決上述課題而經過專心檢討時，發現 藉由使用含有下述（A)〜（E)成分，可以解決上述課題，而完 成本發明。 亦即，本發明提供一種抗反射被覆用組成物及使用它之 圖案形成方法，其中該反射之被覆用組成物，其特徵爲，至 少含有下述（A)、（B)、（C)、（D)、及（E)成分。 (A) 下述通式（1)
CnF2n + 1(CH2CH2)mS03H (1) (式中，η係表示1〜20的整數，m係表示〇〜20之整數） 所示之全氟烷基伸烷基磺酸 (B) 有機胺 (C) 水溶性聚合物 (D) 下述通式（2)
CkF2k+1CH2CH2- X- Y (2) (式中，k係表示1〜20的整數，X係表示單鍵或是2價 連結基，Y係表示陰離子性基或是非離子性基°其中’具有 與上述（A)成分不同結構之化合物）所示之含有全氟院基乙 基化合物，以及 (E) 水。 1362566 前述抗反射被覆用組成物中，缺少（A)' (B)、（C)、（D)、 及（E)成分中任一成分時，無法達成目的。又，除了以下所 述各必要成分的主要任務以外，亦藉由各成分的相乘效果來 達成目的。 依據本發明，可以提供一種較少最低滴下量之塗布特性 優良的防止干擾膜，用以防止在光阻膜內與來自基板的反射 光產生干擾所帶來圖案尺寸精確度降低（圖案尺寸寬度的變 動），以及提供一種形成圖案的方法及使用該方法之抗反射 ® 被覆用組成物，其中該形成圖案的方法不會發生因化學放大 型光阻與抗反射膜之混合等造成在蝕刻步驟引起不良的T 形頂部、圓形頂部等圖案形狀變差。 【實施方式】 ' 本發明所使用之（A)成分係下述通式（1) • CnF2n + 1(CH2CH2)mS03H (1) (式中，η係表示1〜20的整數，m係表示0〜20之整數） 所示之全氟烷基伸烷基磺酸（以下簡稱爲（A)成分。該（A)成分 ® 在本發明之組成物，係固體成分中的主成分，在低折射率性 (通常，越高氟含量越低折射率化）、進而發揮抗反射效果方 面之必要成分。 因爲（A)成分係依照上述通式（1)之m和η的整數値，水 溶性、皮膜的經時安定性及折射率會有變化，按照抗反射性 的目標、與本發明組成物中的其他成分之相溶性來選擇m和 η的整數係重要的。考慮水溶性、皮膜的經時安定性及折射 率的平衡時，η爲1〜20之整數，以4〜12之整數爲佳，η 1362566 以8之整數爲更佳。η的最佳整數値係依賴其他的成分，但 是η若小於4時，因爲無法保持低折射率而有無法發揮抗反 射的效果之情形’相反地，η大於12時，會有無法符合水溶 性及皮膜的經時安定性之實用水準的情形β 又，從低折射率而言係〇〜20的整數，其中以較小 者爲佳’從較容易合成及水溶性' 皮膜經時安定性而言，以 〇或是1之整數爲佳。又，（A)成分可以是單一化合物，亦可 以是複數化合物的混合物。 (A) 成分的製造方法，沒有特別限制，可以舉出的方法 有例如美國專利第3825577號說明書所述之方法，亦即，使 含有氟化烷基之鹵化磺醯在約100倍當量的水和約5倍當量 的濃硫酸的存在下，藉由在100°C加熱8小時進行加水分 解，反應結束後，藉由使用二乙基醚萃取反應液，使含有氟 化烷基之磺酸溶解在該醚中，其後，藉由蒸餾去除該醚。 又，（B)成分之有機胺的主要任務係調整本發明的pH 値。藉由導入（B)來改良與基材之光阻的調合性、進而提升 微影特性。 (B) 成分之有機胺沒有特別限定，可以使用氫氧化四甲 基銨、氫氧化四乙基銨等氫氧化四烷基銨類、單甲醇胺、二 甲醇胺、三甲醇胺、二甲基甲醇胺、二乙基甲醇胺、甲基二 甲醇胺、乙基二甲醇胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、 二甲基乙醇胺、二基乙醇胺、甲基二甲醇胺、乙基二乙醇胺 等烷醇胺類、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙 胺、丙胺、丁胺、環己胺、伸乙二胺、二甲基伸乙二胺、二 1362566 » · 乙基伸乙二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、四甲基-1，3-丙二 胺、’四甲基-1,6-己二胺等烷基胺類。此等有基胺可以單獨使 ' 用或並用2種類以上》 * 依照本發明者等之見識，從與（A)成分之相溶性良好而 言，此等當中以烷醇胺爲佳。並且，從在本發明的組成物中 之相溶性及與基材之光阻的調合性、進而提升微影特性的觀 點而言，以三乙醇胺爲特佳。 本發明之抗反射被覆用組成物所使用（C)成分之水溶性 ® 聚合物，係在光阻膜表面上均勻地被覆本發明組成物後，爲 了在光阻膜上形成經時性安定的皮膜之成分，在水中的溶解 度爲0.1質量％以上之聚合物即可，可以使用各種類之物。 (C)成分之具體例，可以舉出的有聚（乙烯醇）、聚（丙烯 ' 酸）、聚（乙烯基吡咯啶酮）、聚（α-三氟甲基丙烯酸）、乙烯基 ' 甲基醚-順丁烯二酸酐共聚物、乙二醇-丙二醇共聚物、Ν-乙 烯基吡咯啶酮-乙酸乙酯共聚物、Ν-乙烯基吡咯啶酮-乙烯醇 共聚物、Ν-乙烯基吡咯啶酮-丙烯酸共聚物、Ν-乙烯基吡咯 ^ 啶酮-丙烯酸甲酯共聚物、Ν-乙烯基吡咯啶酮-甲基丙烯酸共 聚物、Ν-乙烯基吡咯啶酮-甲基丙烯酸甲酯共聚物、Ν-乙烯 基吡咯啶酮-順丁烯二酸共聚物、Ν-乙烯基吡咯啶酮-順丁烯 二酸二甲酯共聚物、Ν-乙烯基吡咯啶酮-順丁烯二酸酐共聚 物、Ν -乙烯基吡咯啶酮-衣康酸共聚物、Ν_乙烯基吡咯啶酮_ 衣康酸甲酯共聚物、Ν-乙烯基吡咯啶酮-衣康酸酐共聚物' 氟化聚醚等。其中，從對不同形狀或是種類的光阻表面之塗 布適性、皮膜的經時安定性、光阻尺寸安定性、低折射率、
-10- 1362566 在水中之溶解性等之觀點，以聚（丙烯酸）、聚（乙烯基吡咯啶 酮）、氟化聚醚等爲佳。此等（C)成分可以單獨使用或並用2 種類以上。 (C)成分可以使用任何方法製造，聚合物的製造方法沒 有限制。在水溶性聚合物中導入親水性單位方法，可以將親 水性單體本身，按照自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚等 聚合機構，藉由整體聚合、乳化聚合、懸浮聚合、溶液聚合 等聚合方法來進行，亦可以在製造未含有親水性單位聚合物 後，藉由例如取代成爲親水性單位的反應之方法來進行，亦 可以藉由組合此等之方法。 (C)成分之水溶性聚合物的分子量，質量平均分子量以 1，000〜1，000,000爲佳，以2,000〜100,000爲佳。分子量小 於1,000時，不容易得到均勻的皮膜，同時皮膜的經時安定 性降低，相反地，大於1,000,000時，會有被覆時會引起牽 絲的現象、或是在光阻表面的擴展性較差、少量的滴下量時 無法均勻塗布等。 又，（D)成分，係下式通式（2)
CkF2k + iCH2CH2 - X - Y (2) 所示之含有全氟烷基乙基化合物。該（D)成分之使用， 主要是爲了提升抗反射被覆用組成物的塗布特性、調整pH 及使抗反射膜的折射率最適合化之目的。上述通式（2)中，k 係表示1〜20的整數，X係表示單鍵或是2價連結基，γ係 表示陰離子性基或是非離子性基。其中，具有與上述（A)成 分不同結構之化合物。 1362566 在上述通式（2)，X可以依照目標抗反射被覆用組成物的 塗布性、折射率、以及上述通式（2)所示之化合物之水溶性， 來選擇最適合之物。亦即，X具體上可以舉出的有單鍵、伸 烷基、取代伸烷基、醚基、硫醚基、醯胺基、磺醯胺基、胺 基甲酸酯、脲基、—S02— ' - ΝβΟ —(此處之1^係氫或是 碳數1〜8之烷基）等。又，亦可以組合此等2種以上使用。 其中’從水溶性及與其他成分的相溶性的觀點，以- Ο _ . _ s- ' - 〇- ch2ch2- ' - S- CH2CH2 - ' - 〇-CH2CH(CH3) -、- S-CH2CH(CH3) -爲佳，從水溶性及提升 與（C)成分的相溶性的觀點，以含有-0 一或-S-之物爲較 佳，以一s—CH2CH2 -爲更佳。 又，γ係決定離子性的末端結構，具體上陰離子性基可 以舉出的有羧基、磺酸基、磷酸基等。其中，以羧基爲佳。 又，非離子性基可以舉出的有羥基、烷基、烷氧基、鹵基等。 從與（A)成分之相溶性而言，以陰離子性基爲佳，以羧基 (COOH)爲更佳。 (D)成分可以舉出的有例如 C6F13CH2CH2- 0- CH2CH2OH、 C6F,3CH2CH2- O- CH2CH2O- CH2CH2OH ' c6f,3ch2ch2- O- CH2CH2O- CH3 ' C8F17CH2CH2- 0- ch2ch2oh、 C6F13CH2CH2- 0- C3H6〇H ' C6F13CH2CH2- S- CH2CH2OH、 C6Fi3CH2CH2- S- CH2CH2- COOH ' -12- 1362566 C6F13CH2CH2- s- CH2CH2- COOCH3 ' C8F,7CH2CH2- S- CH2CH2- COOH ' C6F13CH2CH2- S- CH2CH(CH3)- COOH、 C6F13CH2CH2- O- CH2CH2- S03H ' C6Fi3CH2C.H2 - O- CH2CH2- o- PO(OH)2 ' 等，但沒有特別限定。 在上述通式（2)，k係1〜20的整數，從水溶性的觀點， 以4〜12的整數爲佳，以6的整數爲特佳》 • 依據本發明者等之見識，從與水溶性聚合物之相溶性、 與（A)之相溶性、折射率的平衡之觀點，（D)成分以k是4〜 12的整數，Y是羧基爲佳，k是6的整數，X是—S— CH2CH2 一.，Y是羧基爲最佳。 ' (D)成分的製造方法沒有特別限定，例如可以使全氟烷 - 基乙基碘與3-氫硫基丙酸進行脫碘化氫而容易地合成。 而且，作爲本發明之抗反射被覆用組成物所使用的（E) 成分之水，沒有別的限定，其中以使用藉由蒸餾、離子交換 • 處理、薄膜處理、各種吸附處理等移除有機雜質、金屬離子 等而成之物爲佳。 又，（E)成分的目的係改良塗布性，可以並用能夠溶於 水之有機溶劑。可以溶解於水之有機溶劑’若在水中能夠溶 解0.1質量％以上之溶劑即可，沒有特別限制，可以舉出的 有甲醇、乙醇、異丙醇等醇類、丙酮、甲基乙基酮等酮類、 乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等酯類、二甲基甲醯胺、二 甲亞碾、甲賽璐蘇、賽璐蘇、丁賽璐蘇、賽璐蘇乙酸酯 '烷 •13- 1362566 基賽现蘇乙酸醋、丁基卡必醇、乙酸卡必醇等極性溶劑。又， 此等具體例只是舉出作爲有機溶劑之例子，本發明所使用的 有機溶劑並不限定於此等》 (A)成分係構成防止膜之本發明的組成物中的固體成分 之主成分，通常係製成水溶液來處理，該水溶液以0.1〜25 質量％、以1〜10質量％爲佳，以2〜4質量％爲更佳❶此時， 抗反射被覆用組成物中的（A)、（B)、（C)、及（D)成分的質量 比例沒有特別限制，其中較佳範圍雖然依照目標光阻材料、 曝光裝置、抗反射性能 '基材的形狀等而不同，但是抗反射 膜之主成分爲（A)成分，（B)成分因爲其任務係調整pH，相對 於（A)成分不必過剩地添加，（C)成分係製造抗反射膜所必要 的，從折射率而言以少量爲佳，（D)成分係依照調整本發明 組成物的pH、改善塗布性、以及使抗反射膜的折射率最適 合化的目的來決定調配量。考慮上述諸點時，本發明之組成 物的調配量，當以（〇)成分爲1時，（八）/(6)/(0) = 2.0〜7.0/0.1 〜1.0/0.01 〜1.5 的範圍爲佳，以（A)/(B)/(D) = 3.0 〜5.0/0.1 〜 1.0/0.05〜1.2的範圍爲特佳。 化學放大型光阻爲正性時：抗反射被覆用組成物以使用 中性至酸性範圍之物爲佳。本發明之抗反射被覆用組成物的 酸性狀態，通常是pH7以下，以pH 1.0〜4.0 _佳，以pH 1.6 〜2.6的範圍爲更佳。 又，本發明之抗反射被覆用組成物，可以按照必要在不 損害性能的範圍調配添加劑。添加劑。添加劑可以舉出的有 (A)成分及（D)成分以外的氟系、矽系、碳水化合物系之陰離
-14- 1362566 子界面活性劑、陽離子性界面活性劑、非離子性界面活性 劑、兩性界面活性劑等界面活性劑。 非離子系界面活性劑可以舉出的有聚氧乙烯烷基醚、例 如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油醯基醚、聚氧乙烯十六烷 基醚等、聚氧乙烯脂肪酸二酯、聚氧乙烯脂肪酸單酯、聚氧 '乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、炔二醇衍生物等。 又，陰離子系界面活性劑可以舉出的有烷基二苯基醆二 磺酸及其銨鹽或是有機胺鹽、烷基苯基醚二磺酸及其銨鹽或 ® 是有機胺鹽、烷基苯磺酸及其銨鹽或是有機胺鹽、聚氧乙烯 烷基醚硫酸及其銨鹽或是有機胺鹽、硫酸烷酯及其銨鹽或是 有機胺鹽等。 兩性界面活性劑可以舉出的有2-烷基-N-羧基二甲基 -N-羥基乙基咪唑鎗甜菜鹼 '月桂酸醯胺基丙基羥基颯.甜菜 '.鹼等。 又，本發明之抗反射膜的膜減量的最適合化，除了藉由 抗反射被覆用組成物來最適合化以外，亦可以藉由調節光阻 ® 及抗反射被覆用組成物的烘烤溫度、烘烤時間等來進行。光 阻的預先烘烤溫度係按照其組成通常有二個系統。亦即，其 中一個系統必須爲高能量，通常必須在溫度100〜150°C左右 進行烘烤，相對地，另一個系統和前述比較時不須要那麼高 的能量，可以在1 0(TC以下進行烘烤。又，抗反射被覆用組 成物的烘烤溫度，通常係可以充分乾燥溶劑之溫度，爲60 〜1〇〇 °C»又，光阻的曝光後烘烤，通常爲100〜150t左右》 例如，顯像後圖案形狀成爲T形頂部時，有藉由組合光阻及 -15- 1362566 抗反射被覆用組成物烘烤溫度，降低光阻的預先烘烤溫度可 藉由使抗反射被覆用組成物的預先烘烤溫度爲100°C以上的 高度而能夠實現之情況。又，在曝光後可以按照必要，藉由 剝離或是溶解移除抗反射被覆用組成物，來降低達到對蝕刻 造成不良程度之膜厚度減少。 使用本發明之抗反射被覆用組成物所製造的抗反射膜 的膜厚度，若是與未應用該抗反射被覆用組成物比較時，化 學作用充分而能夠.增加光阻膜顯像時的膜厚度減少之厚度 即可，以80〜ΙΟ,ΟΟΟΑ爲佳，以330〜990A爲更佳。又，抗 反射被覆用組成物的塗布，可以使用例如旋轉塗布等以往眾 所周知的任意塗布方法來進行塗布。 又，在本發明作爲光阻劑所使用之正性光阻化學放大型 光阻，各種正性光阻化學放大型光阻都可以使用。正性光阻 化學放大型光阻可以舉出的有例如以由組合使用三級丁氧 基羧基保護聚羥基苯乙烯而成之聚合物與光氧產生劑所構 成之物爲首、以及由組合三苯基鏡六氟乙酸酯與聚（對三級 丁氧基羧基氧基-α-甲基苯乙烯）所構成之光組等。又，其膜 厚係顯像後所得到的光阻圖案能夠適當地適應在蝕刻步驟 的蝕刻即可，通常爲0.3〜1.0微米左右。 本發明之圖案形成方法，不只是通常所使用之6吋前後 的基板，亦適合應用在8吋以上之大口徑基板上形成圖案 時β基板通常是矽基板，當然亦可以應用在矽上具有金屬 膜、氧化矽、氮化矽、氧氮化矽等氧化膜、氮化膜等薄膜之 物’又’基板材料不限定爲矽，以往製造LSI等1C時所使 -16- 1362566 用的基板材料都可。又，正性化學放大型光阻的塗布、正性 化學放大型光阻膜及抗反射被覆用組成物之烘烤、曝光方 法、顯像劑、顯像方法等，以往使用正性化學放大型光阻形 成光圖案時所使用的已知之物或是條件都可以使用。而 且’在曝光步驟所使用的曝光光源亦可以使用紫外線、遠紫 外線、X線、電子線等任意之物。 [實施例] 以下’藉由實施例具體地說明本發明，當然並未因此等 說明而對本發明有任何限定。 [實施例1 ] 添加0.4質量份（D)成分之含有全氟烷基乙基化合物 C6F"CH2CH2-SCH2CH2-COOH(使通式（2)之 k 爲 6、X 爲 -SH2CH2-、Y爲COOH)、0.28質量份（B)成分之三乙醇胺、 4 ·〇質量份（E)成分之純水，在室溫（23 °C )進行攪拌至均勻溶 解爲止。 接著在上述水溶液中添加2.5 8質量份（A)成分之含有全 氟烷基伸烷基磺酸C8F17(CH2CH2)S03H(使通式（1)之η爲 8、m爲1)、0.7 4質量份（C)成分之質量平均分子量爲45,000 聚（乙烯基吡咯啶酮）' 56質量份（E)成分之純水，在室溫 (23 °C )使其均勻溶解，通過0.1微米過濾器過濾，得到抗反 射被覆用組成物。 該抗反射被覆用組成物的pH値約2.15。使用旋轉塗布 器（TOKYO ELECTRON公司製' M ark8)，將縮醛系聚合物所 構成正性光阻（CLARIANT公司製、AZ DX3301P(「AZ」爲 -17- 1362566 「註冊商標」））塗布在8吋矽晶圓上，使用90°C熱壓板進行 預先烘烤90秒，在矽晶圓上形成5 1 0奈米之光阻膜。膜厚 度係使用膜厚度測定裝置（PROMETRIC公司製、SM300)測 定。 接著，使用上述同樣的旋轉塗布器將上述抗反射被覆用 組成物塗布在光阻膜上，使用9 0°C熱壓板進行預先烘烤60 秒，在光阻膜上形成450A之抗反射膜。 接著使用CANON公司製（KrF 步進機FPA 3000-EX5) ® 進行曝光，接著使用1 l〇°C熱壓板進行曝光後烘烤（PEB)60 秒。對此使用CLARIANT公司製鹼顯像液（AZ 300MIF顯像 劑（「AZ」爲「註冊商標」）、2.38質量％氫氧化四甲錢水溶 液），在23t的條件下進行1分鐘攪.拌顯像，得到光阻圖案。 ' 又，使用上述相同的膜厚度測定裝置測定顯像後的光阻 ' 膜厚度。顯像前的光阻膜厚度減去顯像後的光阻膜厚度之値 作爲膜厚度減少量。 又，進行塗布性評價，在11厘05(1，1，1，3,3,3-六甲基二 ® 矽胺烷）處理過之8吋矽晶圓上，使用旋轉塗布器（TOKYO ELECTRON公司製、Mark8)塗布化學放大型正性光阻 (CLARIANT公司製、AZ DX3301P(「AZ」爲「註冊商標」））， 使用90°C熱壓板進行預先烘烤90秒，在矽晶圓上形成510 奈米之光阻膜，準備評價用基板。接著，使用相同的旋轉塗 布器，在上述基板上，滴下抗反射被覆用組成物試樣，評價 在8吋晶圓全面均勻地形成膜時之必要的最小滴下量，2.5 毫升以下爲塗布性良好。 -18- 1362566 各成分的調配比（質量份）和光阻劑的剖面形狀、膜厚度 減少量、抗反射被覆用組成物的pH、在248奈米波長之抗 反射膜的折射率 '最低滴下量的關係，此等如表1所示之。 [實施例2〜4] 除 了改變（D)成分之 C6F13CH2CH2-SCH2CH2-C〇〇H 和 (E)成分之純水的調配量以外，和實施例1同樣地製造抗反 射被覆用組成物，使用實施例1同樣的方法進行評價。各成 分的調配比（質量份）和圖案形狀、膜厚度減少量、pH、折射 ® 率、最低滴下量，各自如表1所示之。 [表1] 表1實施例調配表及評價結果 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 c8f17ch2ch2so3h(質量份） 2.58 2.58 2.58 2.58 三乙醇胺(質量份） 0.28 0.28 0.28 0.28 聚(乙烯基吡咯啶酮)(質量份） 0.74 0.74 0.74 0.74 C6F13CH2CH2SCH2CH2COOH(質量份） 0.40 0.30 0.20 0.10 純水(質量份） 96.00 96.10 96.20 96.30 圖案形狀 矩形 矩形 矩形 矩形 膜厚度減少量0) 150.0 150.1 150.7 151.8 pH 2.15 2.15 2.16 2.17 折射率 1.44 1.44 1.45 1.45 最低滴下量(毫升） 2.0 2.0 2.0 2.5
[實施例5] 除了改變（B)成分之三乙醇胺爲二甲基胺基乙醇、改變
-19- 1362566 調配量以外’和實施例1同樣地製造抗反射被覆用組成物， 使用實施例1同樣的方法進行評價。各成分的調配比（質量 份）和圖案形狀、膜厚库減少量、pH、折射率、最低滴下量， 各自如表2所示之。 [實施例6] 除了改變（B)成分之三乙醇胺爲單乙醇胺、改變調配量 以外’和實施例1同樣地製造抗反射被覆用組成物，使用實 施例1同樣的方法進行評價。各成分的調配比（質量份）和圖 案形狀、膜厚度減少量、pH、折射率、最低滴下量，各自如 表2所示之。 [表2]
表2實施例調配表及評價結果 實施例5 實施例6 c8f17ch2ch2so3h(質量份） 2.58 2.58 二乙基胺基乙醇(質量份） 0.17 單乙醇胺(質量份） 0.12 聚（乙烯基吡咯啶酮)(質量份） 0.74 0.74 C6F13CH2CH2SCH2CH2COOH(質量份） 0.40 0.40 純水(質量份） 96.11 96.16 圖案形狀 矩形 矩形 膜厚度減少量(A) 148.6 147.7 pH 2.11 2.13 折射率 1.44 1.44 最低滴下量(毫升） 2.0 2.0 1362566 [實施例7] 除了改變（A)成分之全氟烷基伸烷基擴酸胃 C8F17S03H(使通式（1)之π爲8、m爲0)以外，和實施例j
I 口J 樣地製造抗反射被覆用組成物，使用實施例1同樣的方&_ 行評價。各成分的調配比（質量份）和圖案形狀、膜厚g & 量、pH、折射率、最低滴下量，各自如表3所示之。 [表3 ] 表3實施例調配表及評價結果 -----^ 實施例7 c8f17so3h(質量份） -----—. 2.58 三乙醇胺(質量份） 0.28 聚（乙烯基吡咯啶酮)(質量份） 1---- 0.74 C6F13CH2CH2SCH2CH2COOH(質量份） ------ 0.40 純水(質量份） — 96.00 圖案形狀 矩形 膜厚度減少量(A) 200 pH 2.15 折射率 -----^. 1.44 最低滴下量(毫升） 2.0 [比較例1 ] 未調配（D)及（B)成分，將實施例1所使用的（A)、（C)、 及（E)成分如表4所示之調配混合，在室溫均勻地溶解後， 通過〇· 1微米的過濾器過濾，得到抗反射被覆用組成物。使 用實施例1同樣的方法進行評價。各成分的調配比（質量份） -21- 1362566 ·, « 和圖案形狀、膜厚度減少量、pH、折射率、最低滴下量，各 自如表4所示之。 - [比較例2〜4](不含（D)成分之抗反射被覆用組成物） ' 將比較例1所使用的成分，更如表4所示之調配進行混 合（B)成分之三甲醇胺（比較例2)、二甲基胺基乙醇（比較例 3)、或是單乙醇胺（比較例4)，在室溫均勻地溶解後，通過 0.1微米的過濾器過濾，得到抗反射被覆用組成物。使用實 施例1同樣的方法進行評價。各成分的調配比（質量份）和圖 • 案形狀、膜厚度減少量、pH、折射率、最低滴下量，各自如 表4所示之。 [表4] 表4實施例調配表及評價結果 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 c8f17ch2ch2so3h(質量份） 2.58 2.58 2.58 2.58 三乙醇胺(質量份） 0.28 二乙基胺基乙醇(質量份） 0.17 單乙醇胺(質量份） 0.12 聚（乙烯基吡咯啶酮)(質量份） 0.74 0.74 0.74 0.74 純水(質量份） 96.68 96.40 96.51 96.56 圖案形狀 有些圓形頂部 矩形 矩形 矩形 膜厚度減少量(人） 190.0 145.9 153.6 146.4 pH 1.88 2.19 2.11 2.15 折射率 1.44 1.45 1.45 1.45 最低滴下量(毫升） 5.0 3.0 3.0 3.0
-22- 1362566 [比較.例5] 除了未調配（D)，改變（E)成分的調配量以外’用實施例 7同樣的成分，在室溫將此等均勻地溶解後，通過〇·1微米 的過濾器過濾，得到抗反射被覆用組成物。使用實施例1同 #的方法進行評價》各成分的調配比（質量份）和圖案形狀、 膜厚度減少量、pH、折射率、最低滴下量，各自如表5所示 之。 [比較例6] 將比較例5所使用的（A)成分和（B)成分改變爲表5示化 合物及調配量，使用全氟己基磺酸醯胺（C6Fi3S〇2NH2)，（c) 成分及（E)成分係如表5所示之調配量，製造成抗反射被覆 用組成物，使用實施例1同樣的方法進行評價。各成分的調 配比（質量份）和圖案形狀、膜厚度減少量、pH、折射率、最 低滴下量，各自如表5所示之。
-23 - 1362566 [表5]
表5實施例調配表及評價結果 比較例5 比較例6 c8f17so3h(質量份） 2.58 1.60 C7F15S03H(質量份） 0.10 C6FI3S03H(質量份） 1.20 C5FnS03H(質量份） 0.50 c4f9so3h(質量份） 0.20 三乙醇胺(質量份） 0.28 單乙醇胺(質量份） 0.38 聚（乙烯基吡咯啶酮)(質量份） 0.74 1.0 c6f13so2nh2(質量份） 0.7 純水(質量份） 96.40 94.32 圖案形狀 矩形 矩形 膜厚度減少量(Λ) 190 219 pH 2.2 2.2 折射率 1.44 1.42 最低滴下量(毫升） 3.5 3.5 從表1〜表5的結果，可知實施例1〜7的最低滴下量係 2.5毫升以下，小於比較例1〜6的最低滴下量。 從以上結果，可以確認藉由使用本發明之抗反射被覆用 組成物，可以提供一種較少最低滴下量之塗布特性優良的防 止干擾膜，用以防止在光阻膜內因爲與來自基板的反射光產 -24- ⑧ 1362566 生干擾所帶來圖案尺寸精確度的降低（圖案尺寸寬度的變 動），以及可以得到一種光阻圖案形狀，不會發生因爲化學 ^ 放大型光阻與抗反射膜之混合等造成在蝕刻步驟等引起不 良的τ形頂部、圓形頂部等圖案形狀變差。 產業上之利用可能性 依據本發明，可以提供一種較少最低滴下量之塗布特性 優良的防止干擾膜，用以防止在光阻膜內與來自基板的反射 光產生干擾所帶來圖案尺寸精確度降低（圖案尺寸寬度的變 ® 動）’以及可以提供一種形成圖案的方法及使用該方法之抗 反射被覆用組成物，其中該形成圖案的方法不會發生因化學 放大型光阻與抗反射膜之混合等造成在蝕刻步驟等引起不 良的T形頂部、圓形頂部等圖案形狀變差。 ' 【圖式簡單說明】
• >fnT 無。 【元件符號說明】 jfrrr 無0 -25-

Claims (1)

  1. I362566 ♦ 修正本 第094121404號「抗反射被覆用組成物及使用它之圖案 、 形成方法」專利案 (2012年1月2曰修正） 十、申請專利範圍： 1·—種抗反射被覆用組成物，其特徵爲至少含有下述（A)、 (B)、（C)、（D) ' 及（E)成分， (A) 下述通式（1) CnF2n+1(CH2CH2)mS03H ⑴ .饞 (式中，η係表示1〜20的整數，m係表不〇〜20之整數） . 所示之全氟烷基伸烷基磺酸； (B) 有機胺； (C) 水溶性聚合物； (D) 下述通式（2); ' CkF2k+1CH2CH2 - X - Y (2) (式中，k係表示1〜20的整數，X係表示單鍵或是2價 連結基，Y係表示陰離子性基或是非離子性基，其中具有 • . 與上述（A)成分不同結構之化合物）所示之含有全氟烷基乙 基化合物，以及 (E) 水， ； 該（A) ' (B) ' (C)、（D)成分的質量比例，當（C)成分爲1 . 時，（A)/(B)/(D) = 2.0〜7.0/0. 1 〜1.0/0.01 〜1 ·5。 2. 如申請專利範圍第1項之抗反射被覆用組成物，其中該（Β) 成分係烷基醇胺。 3. 如申請專利範圍第丨項之抗反射被覆用組成物，其中該通 1362566 • ； \ 修正本 式（1)之η爲8之整數’ m爲〇或1之整數。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之抗反射被覆用組成 物，其中該通式（2)之k舄4〜12之整數，γ爲羧基。 5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之抗反射被覆用組成 物，其中該通式（2)之k爲6之整數，X爲—s— CH2CH2—， Y爲羧基。 6. —種圖案形成方法，其特徵爲，具備有將如申請專利範圍 第1〜5項中任一項之抗反射被覆用組成物塗布在光阻膜 ® 上、加熱之步驟。
    -2-
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JP5183069B2 (ja) * 2006-01-08 2013-04-17 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． フォトレジストのためのコーティング組成物
JP4962559B2 (ja) * 2007-02-22 2012-06-27 旭硝子株式会社 反射防止コーティング用組成物
FR2934172B1 (fr) * 2008-07-28 2011-10-28 Inst Francais Du Petrole Solution absorbante a base de n,n,n'n'-tetramethylhexane -1,6-diamine et procede d'elimination de composes acides d'un effluent gazeux
JP2010128136A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Jsr Corp 上層反射防止膜形成用組成物、上層反射防止膜及びパターン形成方法
JP5520488B2 (ja) * 2009-01-07 2014-06-11 富士フイルム株式会社 リソグラフィ用基板被覆方法、及び該方法に用いられる感活性光線または感放射線性樹脂組成物
JP5520489B2 (ja) * 2009-01-07 2014-06-11 富士フイルム株式会社 リソグラフィ用基板被覆方法、及び該方法に用いられる感活性光線または感放射線性樹脂組成物

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5330883A (en) * 1992-06-29 1994-07-19 Lsi Logic Corporation Techniques for uniformizing photoresist thickness and critical dimension of underlying features
JP2803549B2 (ja) * 1993-12-21 1998-09-24 信越化学工業株式会社 光反射性防止材料及びパターン形成方法
US5631314A (en) * 1994-04-27 1997-05-20 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Liquid coating composition for use in forming photoresist coating films and photoresist material using said composition
US5611850A (en) * 1995-03-23 1997-03-18 Mitsubishi Chemical Corporation Composition for anti-reflective coating on resist
JP3786298B2 (ja) * 1995-03-23 2006-06-14 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． 表面反射防止膜用組成物
JPH08292562A (ja) * 1995-04-25 1996-11-05 Hitachi Chem Co Ltd 反射防止膜組成物及びこれを用いたパターンの製造法
JP3510003B2 (ja) * 1995-05-01 2004-03-22 クラリアント インターナショナル リミテッド 反射防止コーティング用組成物
JP3630471B2 (ja) * 1995-05-08 2005-03-16 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． リソグラフィーにおける性能向上用塗布組成物および当該塗布組成物を使用したパターン形成方法
JP3767714B2 (ja) 1996-04-19 2006-04-19 大日本インキ化学工業株式会社 反射防止膜用組成物
JP3694703B2 (ja) * 1996-04-25 2005-09-14 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 反射防止コーティング用組成物
JP3673399B2 (ja) 1998-06-03 2005-07-20 クラリアント インターナショナル リミテッド 反射防止コーティング用組成物
US6613494B2 (en) * 2001-03-13 2003-09-02 Kodak Polychrome Graphics Llc Imageable element having a protective overlayer
JP4214732B2 (ja) * 2002-06-25 2009-01-28 Ｄｉｃ株式会社 フッ素系界面活性剤
JP2004349857A (ja) 2003-05-20 2004-12-09 Fuji Heavy Ind Ltd リヤビューカメラシステム

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