TWI477917B - 光阻底層膜形成組成物用添加劑及含其之光阻底層膜形成用組成物 - Google Patents

光阻底層膜形成組成物用添加劑及含其之光阻底層膜形成用組成物 Download PDF

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Description

光阻底層膜形成組成物用添加劑及含其之光阻底層膜形成用組成物
本發明係關於一種添加於光阻底層膜形成用組成物的添加劑。尤其,關於一種使所形成之光阻底層膜的表層可在該光阻底層膜上形成所欲之形狀的圖型的改質劑。進而關於含有該添加劑(改質劑)之光阻底層膜形成用組成物。
已知一種於微影術製程中所使用之用以形成抗反射膜的組成物(例如,參照下述專利文獻1及專利文獻2)。於使用此組成物所形成的抗反射膜上,形成光阻劑(photoresist)層,其後至少經曝光及顯像處理而形成光阻劑圖型。
專利文獻1中,記載上述組成物中所含有之成分,係為具有含鹵原子、尤其溴原子、碘原子或其之組合的重複單位構造的高分子化合物。專利文獻2中所記載之具有苯基的樹脂黏合劑成分之濃度,為抗反射塗覆組成物之全乾燥成分(除去溶劑之全成分)的約50~95重量%(參照專利文獻2之段落0033)。
另一方面,近年來作為形成微細圖型的方法,己硏究有稱之雙重圖型化或雙重曝光的微影術製程。雙重圖型化或雙重曝光,係例如下述專利文獻3及專利文獻4中所記載。專利文獻3之圖5~圖8中,揭示下述步驟:於作為抗反射膜所使用的有機物質層上層合由第1感光膜形成的第1感光膜圖型的第1微影術步驟;將其第1感光膜圖型作為光罩而形成有機物質層圖型的蝕刻步驟;形成被覆其有機物質層圖型的第2感光膜的步驟;由其第2感光膜將第2感光膜圖型形成在鄰合之二個前述有機質層圖型間的第2微影術步驟。
專利文獻4之實施例1及圖1中,於有機系抗反射膜上形成正型光阻膜的步驟;對其正型光阻膜至少進行曝光及顯像且形成第1光阻圖型的第1次微影術步驟;形成被覆其第1光阻圖型的負型光阻膜的步驟;對其負型光阻膜至少進行曝光及顯像且於與前述第1光阻圖型所形成之位置不同的位置上形成第2光阻圖型的第2次微影術步驟。
專利文獻1:日本專利第4038688號公報
專利文獻2:日本特開2000-187331號公報
專利文獻3:日本專利第2803999號公報
專利文獻4:日本特開2008-078220號公報
前述專利文獻4中所記載之微影術製程中,於第1次微影術步驟後進行之第2次微影術步驟中,前述有機系抗反射膜的表面係再次暴露於曝光用的輻射線及顯像處理中所使用的顯像液。此種情形下,於第2次微影術步驟形成之光阻圖型係其底部形狀無法成為平坦形狀,意即易成為基腳(footing)形狀。基腳形狀係指底部變寬的形狀,換言之,表示光阻圖型接觸底層膜的部分變寬的狀態。此基腳形狀亦呈現底部拉引形狀。
此專利文獻4中,記載一種用以解決顯像後之光阻圖型成為“T-Top”形狀或膜減少的形狀(圓的形狀)的問題。然而,卻未記載對於光阻圖型的底部形狀的改善方法。
本發明目的為提供一種使用於防止底層膜上形成之光阻圖型的底部形狀成為基腳形狀用的添加劑、使用其添加劑之微影術用光阻底層膜形成組成物及使用該光阻底層膜形成組成物的光阻圖型形成方法。
本發明第1觀點,係關於一種光阻底層膜形成組成物用添加劑,其特徵為含有下述式(1)所表示之至少具有構造單位V及W的共聚合物,
其中下述式(1)係:
[化1]
(式中,L表示構成聚合物之主鏈之一部份的鍵結基;M表示含有選自直接鍵結或-C(=O)-、-CH2 -及-O-之至少1種的連結基;Q表示至少一個的氫原子亦可被氟原子取代的烷基,前述L、M及Q中之至少一個係含有氟原子;R1 為乙醯基、烷氧基烷基、3級烷基或氫原子)。
第2觀點,係關於第1觀點中記載之光阻底層膜形成組成物用添加劑,其中前述式(1)中之前述構造單位V係以下述式(2)表示:
[化2]
(式中,R2 表示氫原子或甲基,M及Q係與第1觀點中之定義同義)。
第3觀點,係關於第2觀點中記載之光阻底層膜形成組成物用添加劑,其中前述式(2)中,Q表示至少一個氫原子被氟原子取代之碳原子數1~3的烷基。
第4觀點,係關於第1觀點~第3觀點中任一項記載之光阻底層膜形成組成物用添加劑,其中前述共聚合物係進一步具有下述式(3)所表示之構造單位X:
[化3]
(式中,R2 表示氫原子或甲基;M係與第1觀點中之定義同義;A表示含有金剛烷環或內酯環的取代基)。
第5觀點,係關於一種微影術用光阻底層膜形成組成物,其特徵為含有樹脂黏合劑、交聯性化合物、溶劑及如第1觀點~第4觀點中任一項記載之光阻底層膜形成組成物用添加劑。
第6觀點,係關於第5觀點中記載之微影術用光阻底層膜形成組成物,進而含有促進交聯反應的化合物。
第7觀點,係關於第5觀點或第6觀點中記載之微影術用光阻底層膜形成組成物,其中前述交聯性化合物為具有2~4個之鍵結有羥甲基或烷氧基甲基之氮原子的含氮化合物。
第8觀點,係關於第6觀點中記載之微影術用光阻底層膜形成組成物,其中前述促進交聯反應的化合物為磺酸化合物。
第9觀點,係關於第6觀點中記載之微影術用光阻底層膜形成組成物,其中前述促進交聯反應的化合物為酸產生劑與磺酸化合物的組合。
第10觀點,係關於一種光阻圖型的形成方法,其為使用於半導體裝置的製造,其特徵為含有以下步驟:將第5觀點~第9觀點中任一項之光阻底層膜形成組成物,塗佈於半導體基板上且烘烤形成光阻底層膜的步驟;於前述光阻底層膜上形成光阻膜的步驟;將於前述光阻底層膜上形成層之前述光阻膜進行曝光的步驟;曝光後使用顯像液,藉由顯像前述光阻膜而於前述光阻底層膜上形成第1圖型的步驟;及於前述藉由顯像而露出之前述光阻底層膜上,使不與前述第1圖型重疊地形成第2圖型的步驟。
第11觀點,係關於第10觀點中記載之光阻圖型的形成方法,其中前述曝光為使用ArF準分子雷射所進行。
在微影術製程中藉由應用添加有本發明所述之添加劑的光阻底層膜形成用組成物,離析在所形成之光阻底層膜的表面附近的添加劑成分。藉此,使用該光阻底層膜形成用組成物的光阻圖型形成方法,係可於該光阻底層膜上形成基腳形狀改善的所欲形狀的光阻圖型,且有效改善使雙重圖型化或雙重曝光中所形成之圖型的底部形狀由基腳形狀成為平坦形狀。
實施發明之最佳形態
本發明所述之添加劑係含有至少具有前述式(1)所表示之構造單位的共聚合物,該式(1)所表示之構造單位中構造單位V係例如下述式(2)表示:
[化4]
(式中,R2 表示氫原子或甲基,M表示含有選自直接鍵結或-C(=O)-、-CH2 -及-O-之至少1種的連結基;Q表示至少一個的氫原子亦可被氟原子取代的烷基,前述M及Q中之至少一個係含有氟原子)。
上述式(2)中,R2 可不限定於不含氟原子的甲基或氫原子。例如如三氟甲基般地,至少一個氫原子亦可被氟原子取代的甲基。
前述式(2)Q係表示例如至少一個氫原子被氟原子取代之碳原子數1~3的烷基。該烷基,可例舉如氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、三氟乙基及三氟丙基。
下述式(1a)~式(1e)為前述式(1)所表示之至少具有構造單位V及W的共聚合物之例。
[化5]
前述共聚合物可進一步具有下述式(3)所表示之構造單位X:
[化6]
(式中,R2 表示氫原子或甲基;M表示含有選自直接鍵結或-C(=O)-、-CH2 -及-O-之至少1種的連結基;A表示含有金剛烷環或內酯環的取代基)。
上述式(3)中,R2 可不限定於不含氟原子的甲基或氫原子。例如如三氟甲基般地,亦可為至少一個氫原子被氟原子取代的甲基。
下述式(3a)~式(3f)為前述式(3)所表示之構造單位之例。
[化7]
前述含有金剛烷環或內酯環的取代基,係亦可具有甲基、乙基或羥基作為金剛烷環或內酯環的取代基。前述含有內酯環的取代基,係進一步亦可為含有金剛烷環構造或降烷構造或者降烯構造的取代基。內酯環係以如γ-丁內酯之5員環為佳,但並不限定在5員環,亦可為如δ-戊內酯之6員環、如ε-己內酯之7員環。
本發明所述之光阻底層膜形成用組成物中所含有之交聯性化合物,為例如具有2~4個之鍵結有羥甲基或烷氧基甲基之氮原子的含氮化合物,可添加相對於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物的固形成分而言,1質量%以上且30質量%以下的比例。其中固形成分在本說明書中係定義為自組成物除去溶劑的成分。此種含氮化合物,可例舉如六甲氧基甲基三聚氰胺、四甲氧基甲基苯并鳥糞胺、1,3,4,6-肆(甲氧基甲基)甘脲、1,3,4,6-肆(丁氧基甲基)甘脲、1,3,4,6-肆(羥甲基)甘脲、1,3-雙(羥甲基)尿素、1,1,3,3-肆(丁氧基甲基)尿素及1,1,3,3-肆(甲氧基甲基)尿素。
本發明所述之光阻底層膜形成用組成物,係進一步可含有使促進交聯反應的化合物。相對於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物的固形成分而言,可例如以0.1質量%以上且10質量%以下的比例,添加此使促進交聯反應的化合物。該使促進交聯反應的化合物,為例如磺酸化合物,亦可為酸產生劑與磺酸化合物的組合。磺酸化合物的具體例,可例舉如p-甲苯磺酸、三氟甲磺酸、吡啶鎓-p-甲苯磺酸、樟腦磺酸、5-磺基水楊酸、4-氯苯磺酸、4-羥基苯磺酸、苯二磺酸、1-萘磺酸及吡啶鎓-1-萘磺酸。
本發明所述之光阻底層膜形成用組成物中所含有之溶劑的具體例,可例舉如丙二醇單甲基醚(PGME)、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單丙基醚、甲基乙基酮、乳酸乙酯、環己酮、γ-丁內酯及N-甲基吡咯烷酮。亦可組合使用至少2種此等溶劑的組合。相對於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物之溶劑的比例,係例如50質量%以上且99.5質量%以下。
本發明所述之光阻底層膜形成用組成物中所含有之樹脂黏合劑,例如可應用後述之藉由合成例1~合成例4所得之聚合物。又,作為該樹脂黏合劑,係可應用公知之抗反射膜形成用組成物或公知的光阻底層膜形成用組成物中所含有之基質聚合物作為樹脂黏合劑。相對於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物之固形成分而言,樹脂黏合劑的比例為例如50質量%以上且99.5質量%以下、較佳為60質量%以上且90質量%以下。
本發明所述之光阻底層膜形成用組成物,係作為添加劑之含有前述共聚合物,其比例為相對於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物的固形成分,為例如0.1質量%以上且20質量%以下、較佳為0.5質量%以上且10質量%以下。共聚合物的比例相對於固形成分而言,超過20質量%時,所形成之光阻圖型的底部形狀成為底切輪廓(profile),故有引起圖型塌陷的問題。
本發明所述之光阻圖型的形成方法中,所使用之半導體基板代表性的為矽晶圓,亦可使用SOI(Silicon on Insulator)基板、或砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、磷化鎵(GaP)等的化合物半導體晶圓。前述半導體基板上亦可以形成被加工膜、例如氧化矽膜、含有氮的氧化矽膜(SiON膜)、含有碳的氧化矽膜(SiOC膜)、含有氟的氧化矽膜(SiOF膜)等的絕緣膜。此時,光阻底層膜係於被加工膜上形成。
本發明所述之光阻圖型的形成方法中,所進行之曝光,例如可使用ArF準分子雷射。用以形成光阻膜的光阻溶液,亦可為正型、負型任一者,可使用對於ArF準分子雷射感光之化學增強型光阻。
本發明所述之光阻圖型的形成方法中,所使用之顯像液,例如可使用如四甲基銨氫氧化物(TMAH)水溶液的鹼顯像液。
又,添加有本發明所述之添加劑的光阻底層膜形成用組成物,係尤其可於欲形成第1圖型之經曝光且曝於顯像液之光阻底層膜上,進而形成第2圖型,可有效應用在雙重圖型化或雙重曝光,但本發明所述之光阻底層膜形成用組成物,不限定在雙重圖型化或雙重曝光,亦可應用在光阻圖型之底部形狀易形成為基腳形狀的情形。
以下,對於本發明具體地說明,但是,本發明並不限定於下述合成例及實施例之記載。
本說明書之下述合成例1~合成例9中所示之聚合物的平均分子量,為藉由凝膠滲透色層分析法(以下,簡稱GPC)之測定的結果。測定係使用TOSOH(股)製GPC裝置,測定條件等係如下所示。
GPC管柱:Shodex[註冊商標]‧Asahipak[註冊商標](昭和電工(股))
管柱溫度:40℃
溶劑:N,N-二甲基甲醯胺(DMF)
流量:0.6ml/分鐘
標準試料:聚苯乙烯(TOSOH(股)製)
〈合成例1〉
於丙二醇單甲基醚34.09g中溶解1,4-丁二醇二環氧丙基醚(四日市合成(股)製)8.00g、對苯二甲酸二環氧丙基酯(Nagase Chemtex(股)製)11.62g、單烯丙基異三聚氰酸(四國化成工業(股)製)13.55g、及苄基三乙基銨氯化物0.91g後,於130℃下使之反應4小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為10,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物中所含有之樹脂黏合劑。
〈合成例2〉
於丙二醇單甲基醚64.11g中溶解單烯丙基二環氧丙基異三聚氰酸(四國化成工業(股)製)10.00g、5-羥基間苯二甲酸6.64g、及苄基三乙基銨氯化物0.41g後,於130℃下使之反應4小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為15,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物中所含有之樹脂黏合劑。
〈合成例3〉
於丙二醇單甲基醚190.06g中溶解單烯丙基二環氧丙基異三聚氰酸(四國化成工業(股)製)50g、2,4-二羥基苯甲酸28.07g、及乙基三苯基鏻溴化物3.38g後,於130℃下使之反應4小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為8,600。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物中所含有之樹脂黏合劑。
〈合成例4〉
於丙二醇單甲基醚121.87g中溶解單烯丙基二環氧丙基異三聚氰酸(四國化成工業(股)製)36.50g、2,4-二羥基苯甲酸40.49g、1,2-環己烷二羧酸二環氧丙基酯40.00g、及乙基三苯基鏻溴化物4.88g後,於130℃下使之反應4小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為7,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之光阻底層膜形成用組成物中所含有之樹脂黏合劑。
〈合成例5〉
於丙二醇單甲基醚50.6g中溶解4-第三丁氧基苯乙烯12.00g及三氟乙基甲基丙烯酸酯3.00g後,升溫至70℃。將有溶解偶氮二異丁腈0.15g的丙二醇單甲基醚10g溶液徐緩滴下,滴完後於80℃下使之反應24小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為32,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之添加劑中所含有之共聚合物。
〈合成例6〉
於丙二醇單甲基醚50.6g中溶解p-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯12.00g及三氟乙基甲基丙烯酸酯3.00g後,升溫至70℃。將有溶解偶氮二異丁腈0.15g的丙二醇單甲基醚10g溶液徐緩滴下,滴完後於80℃下使之反應24小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為34,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之添加劑中所含有之共聚合物。
〈合成例7〉
於丙二醇單甲基醚50.6g中溶解4-第三丁氧基苯乙烯7.50g、三氟乙基甲基丙烯酸酯3.00g及γ-丁內酯甲基丙烯酸酯4.50g後,升溫至70℃。將有溶解偶氮二異丁腈0.15g的丙二醇單甲基醚10g溶液徐緩滴下,滴完後於80℃下使之反應24小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為35,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之添加劑中所含有之共聚合物。
〈合成例8〉
於丙二醇單甲基醚50.6g中溶解4-第三丁氧基苯乙烯7.50g、三氟乙基甲基丙烯酸酯3.00g、及2-乙基-2-金鋼烷基甲基丙烯酸酯4.50g後,升溫至70℃。將有溶解偶氟二異丁腈0.15g的丙二醇單甲基醚10g溶液徐緩滴下,滴完後於80℃下使之反應24小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為30,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之添加劑中所含有之共聚合物。
〈合成例9〉
於丙二醇單甲基醚50.6g中溶解4-第三丁氧基苯乙烯7.50g、三氟乙基甲基丙烯酸酯3.00g、及3-羥基-1-金鋼烷基甲基丙烯酸酯4.50g後,升溫至70℃。將有溶解偶氮二異丁腈0.15g的丙二醇單甲基醚10g溶液徐緩滴下,滴完後於80℃下使之反應24小時,而製得含有聚合物的溶液。進行GPC分析時,以標準聚苯乙烯換算係重量平均分子量為31,000。於本合成例製得之聚合物,係相當於本發明所述之添加劑中所含有之共聚合物。
[實施例1]
於含有上述合成例1中製得之聚合物0.8g的溶液4g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.2g、吡啶鎓-p-甲苯磺酸0.02g、及合成例5中製得之聚合物溶液0.08g後,使溶解於丙二醇單甲基醚25.02g及丙二醇單甲基醚乙酸酯12.12g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器(micro filter)進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[實施例2]
於含有上述合成例2中製得之聚合物0.8g的溶液4g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.2g、5-磺基水楊酸0.02g、及合成例5中製得之聚合物溶液0.08g後,使溶解於丙二醇單甲基醚25.02g及丙二醇單甲基醚乙酸酯12.12g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[實施例3]
於含有上述合成例3中製得之聚合物1.2g的溶液4g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.3g、5-磺基水楊酸0.03g、及合成例5中製得之聚合物溶液0.12g後,使溶解於丙二醇單甲基醚38.97g及丙二醇單甲基醚乙酸酯17.90g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[實施例4]
於含有上述合成例1中製得之聚合物1.2g的溶液4g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.3g、5-磺基水楊酸0.03g、及合成例6中製得之聚合物溶液0.12g後,使溶解於丙二醇單甲基醚38.97g及丙二醇單甲基醚乙酸酯17.90g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[實施例5]
於含有上述合成例4中製得之聚合物1.2g的溶液4g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.3g、5-磺基水楊酸0.03g、及合成例8中製得之聚合物溶液0.12g後,使溶解於丙二醇單甲基醚38.97g及丙二醇單甲基醚乙酸酯17.90g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[比較例1]
於含有上述合成例1中製得之聚合物0.8g的溶液4g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.2g及吡啶鎓-p-甲苯磺酸0.02g後,使溶解於丙二醇單甲基醚25.02g及丙二醇單甲基醚乙酸酯12.12g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[比較例2]
於含有上述合成例2中製得之聚合物0.8g的溶液4g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.2g及5-磺基水楊酸0.02g後,使溶解於丙二醇單甲基醚25.02g及丙二醇單甲基醚乙酸酯12.12g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[比較例3]
於含有上述合成例4中製得之聚合物0.8g的溶液1.6g中混合四甲氧基甲基甘脲(日本Cytec Industries(股)製、商品名:POWDERLINK[註冊商標]1174)0.2g及5-磺基水楊酸0.02g後,使溶解於丙二醇單甲基醚25.02g及丙二醇單甲基醚乙酸酯12.12g中製成溶液。其後,使用孔徑0.10μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,進而使用孔徑0.05μm的聚乙烯製微過濾器進行過濾,調製光阻底層膜形成用組成物(溶液)。
[光阻圖型之形成及評估]
於矽晶圓上,旋塗本說明書之實施例1~實施例5、比較例1~比較例3中所調製之各光阻底層膜形成用組成物,經由於205℃下加熱1分鐘,形成光阻底層膜。於其光阻底層膜上,旋塗ArF準分子雷射用光阻溶液(住友化學(股)製、商品名:PAR855),於115℃下進行加熱90秒且使用ArF準分子雷射用曝光裝置((股)Nikon製、NSR S307E)以所定條件進行曝光。曝光後,於105℃下進行加熱90秒(PEB),且於冷卻板上冷卻至室溫,之後進行顯像及沖洗(rinse)處理,而形成光阻圖型(第1圖型)。
目的之線寬為65nm或80nm的線及間距,而最適曝光量、最適焦距時之光阻圖型尺寸為以測長SEM進行計測,且以截面SEM觀察光阻圖型之與基板(矽晶圓)垂直方向的截面形狀,可確認是否形成目的之光阻圖型。
確認雙重圖型化步驟中之第2次微影術性能的實驗,首先第1次之微影術步驟的示範,係模擬地不介由光罩進行曝光,進而進行顯像處理。曝光、顯像區域係仿照一般線及間距的間距。其結果,沒有形成第1圖型。於顯像後的光阻底層膜表面上,以與前述之形成第1圖型同樣的方法可形成光阻圖型(第2圖型),故可驗證第2次曝光的性能。
以截面SEM比較第1圖型與第2圖型的底部形狀,以底部拉引形狀、圖型塌陷、平坦形狀之3階段進行評估。其結果示於表1。圖1及圖2示截面SEM圖像。
[表1]
[圖1]示使用實施例1~實施例5之光阻底層膜形成用組成物形成光阻底層膜,且於其上形成光阻劑圖型之底部形狀的截面SEM圖像。
[圖2]示使用比較例1~比較例3之光阻底層膜形成用組成物形成光阻底層膜,且於其上形成光阻劑圖型之底部形狀的截面SEM圖像。

Claims (10)

  1. 一種光阻底層膜形成組成物用添加劑,其特徵為含有至少具有下述式(1)所表示之構造單位V及W,前述式(1)中之前述構造單位V為以下述式(2)所表示者,式(1): (式中,L表示構成聚合物之主鏈之一部份的鍵結基;M表示含有-C(=O)-及-O-的連結基;Q表示氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、三氟乙基及三氟丙基,R1 為乙醯基、烷氧基烷基或3級烷基);式(2): (式中,R2 表示氫原子或甲基,M及Q係與式(1)中之定義同義)。
  2. 如申請專利範圍第1項之光阻底層膜形成組成物用添加劑,其中前述式(1)中所表示之構造單位V及W係以下述式(1a)至式(1e)之任一者所表示:
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光阻底層膜形成組成物用添加劑,其中前述共聚合物進而具有下述式(3)所表示之構造單位X, (式中,R2 表示為氫原子或甲基;M係與申請專利範圍第1項中之定義同義;A表示含有金剛烷環或5員環之內酯環的取代基)。
  4. 一種微影術用光阻底層膜形成組成物,其特徵為含 有樹脂黏合劑、交聯性化合物、溶劑及如申請專利範圍第1項~第3項中任一項之光阻底層膜形成組成物用添加劑。
  5. 如申請專利範圍第4項之微影術用光阻底層膜形成組成物,進而含有促進交聯反應的化合物。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之微影術用光阻底層膜形成組成物,其中前述交聯性化合物為具有2~4個之鍵結有羥甲基或烷氧基甲基之氮原子的含氮化合物。
  7. 如申請專利範圍第5項之微影術用光阻底層膜形成組成物,其中前述促進交聯反應的化合物為磺酸化合物。
  8. 如申請專利範圍第5項之微影術用光阻底層膜形成組成物,其中前述促進交聯反應的化合物為酸產生劑與磺酸化合物的組合。
  9. 一種光阻圖型的形成方法,其為使用於半導體裝置的製造,其特徵為含有以下步驟:將申請專利範圍第4~8項中任一項之光阻底層膜形成組成物,塗佈於半導體基板上且烘烤形成光阻底層膜的步驟;於前述光阻底層膜上形成光阻膜的步驟;將於前述光阻底層膜上形成層之前述光阻膜進行曝光的步驟;曝光後使用顯像液,藉由顯像前述光阻膜而於前述光阻底層膜上形成第1圖型的步驟;及於前述藉由顯像而露出之前述光阻底層膜上,使不與前述第1圖型重疊地形成第2圖型的步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項之光阻圖型的形成方法,其中前述曝光為使用ArF準分子雷射所進行。
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