TWI636332B - 上層膜形成用組成物及使用其之光阻圖案形成方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種上層膜形成用組成物及使用其之圖案形成方法，該上層膜形成用組成物係可在利用極端紫外線曝光之圖案形成方法中，形成粗糙度和圖案形狀優良之圖案。

一種上層膜形成用組成物，其特徵為包含下述而構成：具有親水性基之富勒烯衍生物及溶劑；及一種方法，其係藉由將該組成物塗布於光阻表面，進行曝光顯影，而形成圖案。該組成物亦可進一步包含聚合物。

Description

上層膜形成用組成物及使用其之光阻圖案形成方法

本發明係關於一種使用於光微影法之上層膜形成用組成物。更加詳細地說，其係關於一種組成物，該組成物係用以在企圖藉由光微影法而形成光阻圖案時，在極端紫外線曝光光阻膜之前，預先形成在光阻膜上所形成之上層膜。又，本發明係也關於一種使用該種上層膜形成用組成物之圖案形成方。

近年來，隨著各種裝置之小型化，對於半導體積體電路之高度積體化的要求高，而對於回應其之光阻圖案亦越需要更加微細者。為了回應此種需求，在光微影法，必須藉由較短波長之光而進行曝光。因此，所使用之光係成為較短波，由可見光開始使用至紫外線、遠紫外線、甚至極端紫外線。例如在IC和LSI等之半導體元件，更加具體地說是DRAM(動態隨機存取記憶體)、快閃記憶體、邏輯系半導體之製造過程中，被要求形成超微細圖案，因此，利用極端紫外線之光微影之重要性升高。

對應於此，開發對於各種波長之光具有感度之各種光阻組成物。在此，認為在使用極端紫外線之光 微影法中，可利用向來市售之化學放大型光阻(chemically amplified resist)之幾乎任何一種。具體地說，一般之KrF雷射曝光用光阻或ArF雷射曝光用光阻係也可利用在藉由極端紫外線而進行曝光之光微影。但是，現狀係現實中在解析度、感度或粗糙度(roughness)等之方面留有許多希望改良之點。

另一方面，在曝光裝置，也留有光源和光罩之問題，成為使用極端紫外線之光微影法之實用化進度落後之理由。已意識到包含於極端紫外線源中之長波長光，特別是深紫外線，例如波長193nm和248nm之光係成為引起光阻圖案形狀劣化之重要原因。如前述，在利用極端紫外線之光微影法中，使用KrF雷射用或ArF雷射用光阻組成物時，該等光阻對於波長更長於極端紫外線之深紫外線當然也顯示高感度。

一般在由曝光光源放射之極端紫外線中，包含更長之波長之光，例如深紫外線。因此，在藉由使用極端紫外線之光微影法而形成圖案時，期望是該種深紫外線之含量少之光源。為了從由曝光裝置照射之光除去深紫外線，已進行極端紫外線之產生方法之調整，例如光學系之調整。但是，在習知之曝光光源，難以完全地除去深紫外線，在習知之曝光裝置，無法將包含於極端紫外線之深紫外線之含量抑制在3%以下。像這樣，包含於極端紫外線之深紫外線係成為引起光阻圖案之粗糙度劣化和圖案形狀之劣化之要因，要求該課題之改良手段。

又，利用極端紫外線之曝光一般係藉由高度 真空條件而進行。因此，在光微影法進行曝光之際，包含於光阻膜之感光性材料、光氧發生劑等之組成物之各成分、和藉由光反應而形成之低分子量化合物等，係大多揮發成為氣體。此種氣體係稱為外部氣體，會汙染曝光裝置中之鏡子等之光學系統和光罩等，結果，會劣化曝光精度。因此，也期望抑制由光阻揮發之氣體。

對於此課題，已開發一種方法，其係在光阻膜之上側形成上層膜，該上層膜會抑制由光阻膜釋出的氣體，並且雖極端紫外線會穿透，但吸收深紫外光(專利文獻1及2)。又，也就可使用於該種上層膜且吸收深紫外線之一種聚合物而進行檢討(專利文獻3)。也就是說，為了提高上層膜之深紫外線吸收功效，已使用具有苯、萘或蒽骨架之聚合物。接著，為了更提高深紫外線之吸收，已就聚合物種類之探索和聚合物之組合而進行檢討。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-348133號公報

[專利文獻2]美國專利公開第2012/21555號公報

[專利文獻3]國際公開第2012/053302號說明書

[發明之概要]

但是，僅選擇向來習知之聚合物，無法充分地除去深紫外線，期望一種可形成更高之深紫外線吸收 功效之上層膜的組成物。

利用本發明之上層膜形成用組成物，其特徵為包含下述而構成：具有親水性基之富勒烯衍生物和溶劑。

又，利用本發明之圖案形成方法，其特徵為包含下述而構成：在基板上，塗布光阻組成物，形成光阻膜，在該光阻膜上，塗布該上層膜形成用組成物，藉由加熱而進行硬化，使用極端紫外線而進行曝光，藉由鹼性水溶液進行顯影。

若利用本發明，則可形成一種上層膜，該上層膜係可在藉由使用極端紫外線之光微影法而形成圖案之際，減低深紫外線之影響，不會引起光阻圖案之粗糙度劣化和圖案形狀之劣化，而且，在曝光時會抑制來自光阻之氣體揮發。又，若利用本發明之圖案形成方法，則不會因為由光阻產生之氣體而汙染曝光裝置內，可精度良好地製造微細圖案。再者，在使用利用本發明之上層膜形成用組成物時，在顯影後，在光阻圖案之表面附殘留物之情形減少，也可由該方面而得到優良之圖案。

[發明之實施形態]

以下，就本發明之實施形態而詳細地說明。

利用本發明之上層膜形成用組成物係用以形成形成於光阻膜之上側的上層膜。該組成物係包含富勒 烯衍生物而構成，可形成吸收波長170~300nm之光、主要是193nm和248nm(以下稱為深紫外光)之上層膜。

已經熟知富勒烯係以碳團簇來作為母體之分子。其定義已知有數個，但是在本發明係指籠型分子，該籠型分子係按照IUPAC之建議2002而為具有20個以上之碳原子，碳原子全部為三配位者。此種富勒烯之骨架最為熟知的是碳數60者，另外亦有各種，較佳為使用例如碳數70、76、78、82、84、90、94或96者。又，在本發明，富勒烯係並非限定為具有完全之富勒烯骨架。也包含由於富勒烯骨架之一部分裂開等而無法嚴密地說是富勒烯者。

在此等之中，不具有取代基，且僅包含碳和氫之富勒烯化合物係對於鹼性溶液之溶解性非常低。因此，在使用於上層膜形成用組成物時，難以藉由顯影處理而由光阻表面溶解除去。又，因為極性低，幾乎沒有對於膜面之親和性和分子間之相互作用，因此也難以形成被覆光阻表面之膜。在本發明係藉由使用富勒烯衍生物而解決此問題。

也就是說，藉由使用對富勒烯化合物導入其他取代基而成之富勒烯衍生物，而提高對於鹼性水溶液之溶解性，使在顯影時變為容易除去，再者，藉由提高與光阻表面間之親和性及分子間之相互作用，而成功地改良上層膜之成膜性和被覆性。

作為此種取代基較佳為親水性基。具體地說，較佳為羥基、羧基、磺酸基、硝基、氰基和聚氧化 伸烷基(polyalkylene oxide group)。作為羥基係也包含苯酚性羥基。藉由該等取代基而改良富勒烯衍生物之親水性，同時改良對於鹼性水溶液之溶解性和成膜性。該等取代基係相對於一個富勒烯骨架而言一般需要3個以上，惟取代基越多而有越加增強展現本發明功效之傾向，為了充分地確保對於鹼性顯影液之溶解性，較佳為5個以上。又，由作為上層膜之被覆膜形成性等之觀點來看，更佳為每一個富勒烯骨架有8個以上，最佳為10個以上。此種富勒烯衍生物已知有各種。例如來自FRONTIER CARBON股份有限公司之Nanom Sprctra(商標名稱)有市售各種衍生物。

又，此等親水性基係不需要直接地鍵結於富勒烯骨架。可透過烴基等之連結基而鍵結於富勒烯骨架。在此情形，例如可為連結基是聚合物主鏈，且在其側鏈鍵結富勒烯骨架者。

上層膜形成用組成物之富勒烯衍生物之摻合量係配合形成之上層膜所要求之光學特性和氣體障蔽特性而調整，以上層膜形成用組成物之總重量來作為基準，較佳為0.01~10重量%，特別是更佳為0.5~5重量%。又，在本發明中，與其將富勒烯衍生物稱為作為組合在上層膜之被覆膜形成成分之聚合物之材料，不如說是作為被覆膜形成成分本身發揮功能。也就是說，包含於上層膜形成用組成物之固態成分可全部為富勒烯衍生物。

又，利用本發明之上層膜形成用組成物係包 含溶媒而構成。作為溶媒係使用可溶解前述富勒烯衍生物、與視需求使用之聚合物和添加劑等者。作為此種溶媒可列舉：(a)單醇，例如甲醇、乙醇、異丙醇、甲基異丁基甲醇等；(b)多元醇，例如乙二醇、丙三醇等；(c)多元醇之烷基醚，例如乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚等；(d)多元醇之烷基醚醋酸酯，例如乙二醇單甲基醚醋酸酯、乙二醇單乙基醚醋酸酯等；(e)醚，例如二乙基醚、二丁基醚等；(f)環狀醚，例如四氫呋喃等；(g)碳數12以下之烴，例如正己烷、正辛烷、環己烷等；(h)芳香族烴，例如苯、甲苯等；(i)酮，例如丙酮、甲基乙基甲酮等；(j)酯，例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等；以及(k)水。

在本發明，上層膜形成用組成物係可僅包含富勒烯衍生物和溶劑而構成，亦可進一步包含聚合物作為被覆膜形成成分。在利用本發明之上層膜形成用組成物，富勒烯衍生物具備所謂可藉由具有親水性基而即使在不包含作為被覆膜形成成分之聚合物之情形也可形成被覆膜之特徵。在使用不包含聚合物之組成物而形成上層膜時，由於會變得容易在顯影液中除去上層膜，因而較佳。即使是沒有一般使用之聚合物來作為被覆膜形成成分也可形成上層膜，推測係由於導入至富勒烯衍生物 之取代基會化學吸附於光阻表面，或者是富勒烯衍生物彼此藉由相互作用而結合之緣故。

又，可藉由組合聚合物，作為被覆膜形成成分，而改良成膜性，形成更加均勻之上層膜。像這樣，在使用聚合物而形成上層膜時，由於可形成比較堅牢之上層膜，故可抑制由於物理接觸等而造成之上層膜之剝離，因而較佳。

在組合聚合物時，較佳為提高和富勒烯衍生物間之相溶性，但並無特別限定，可選擇任意者。也可使用天然高分子化合物，來作為聚合物，由製造安定性等之觀點來看，則使用具有重複單位之合成高分子化合物之共聚物或同元聚合物。在此，聚合物之聚合樣式係並無特別限定。也就是說，單體聚合之樣式係並無特別限定，可藉由縮聚合、開環聚合、加成聚合等之任何一種樣式而進行聚合。

此種聚合物已知有各種，可在無損害本發明功效之範圍內任意地選擇。具體而言可列舉：酚醛樹脂等之苯酚樹脂、聚羥基苯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮等。特別是，作為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可列舉：丙烯酸羥乙基酯、丙烯酸聚環氧乙烷加成物、甲基丙烯酸羥乙基酯、甲基丙烯酸聚環氧乙烷加成物等。

又，聚合物較佳為具有可溶解於水之作用的親水性基。此種親水性基係一般熟知者，可列舉羥基、 羧基、磺酸基、經取代及未經取代之胺基、經取代及未經取代之銨基、羧酸酯基、磺酸酯基、經取代及未經取代之醯胺基、氧化伸烷基(alkylene oxide group)和肟基等。在該等中，特別較佳為羥基和羧基。在該等基具有取代基之情形，能夠以烷基等之脂肪族烴和苯基等之芳香族基作為取代基。此時，在取代基為芳香族基時，也達到作為深紫外線吸收基之作用。還有，利用本發明之上層膜係較佳為使用於進行利用鹼性水溶液之顯影的圖案形成，但並非限定於此。例如在使用親水性基少之富勒烯衍生物時，也可使用於進行利用有機溶媒之顯影的圖案形成。

又，在使用聚合物時，其含有率係配合作為目的之膜厚等而進行調整，以上層膜形成用組成物之總重量來作為基準，一般係為0.1~10重量%，較佳為0.5~5重量%。在聚合物之含有率過度高時，會使所形成之上層膜之膜厚增大，極端紫外光之吸收增大，因此必須要注意。

在使用本發明所用之聚合物時，為了補足利用富勒烯衍生物之深紫外線吸收功效，也可使用具有深紫外線吸收基之聚合物。在此，所謂深紫外線吸收基係指吸收170~300nm光之基。作為此種基可列舉：芳香族基，特別是苯基、萘基和蒽基。該等基係可視需要而具有取代基。作為取代基之一種可列舉烷基等之烴基。

利用本發明之上層膜形成用組成物係可進一步包含其他之添加劑。在此，該等成分係使用在改良組 成物對於光阻上之塗布性以及改良形成之上層膜之物性等之目的。作為此種添加劑之一種可列舉界面活性劑。作為所使用之界面活性劑之種類可列舉：(a)陰離子性界面活性劑，例如烷基二苯基醚二磺酸、烷基二苯基醚磺酸、烷基苯磺酸、聚氧乙烯烷基醚硫酸、以及烷基硫酸、及該等之銨鹽或有機胺鹽等；(b)陽離子性界面活性劑，例如十六烷基三甲基銨氫氧化物等；(c)非離子性界面活性劑，例如聚氧乙烯烷基醚(更具體而言為，聚氧乙基月桂基醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯鯨基醚等)、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共聚物、乙二醇乙炔衍生物等；(d)兩性界面活性劑，例如2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉鎓甜菜鹼、月桂酸醯胺丙羥基碸甜菜鹼等，但並非限定於該等。又，在該等中，較佳為非離子性界面活性劑。另一方面，具有胺基或羧基之界面活性劑，其由於該等基會與鍵結於富勒烯衍生物之親水性基進行反應，因此使用時必須注意。又，作為其他之添加劑係可使用增黏劑、染料等之著色劑、酸及鹼等來作為添加劑。該等添加劑之添加量係分別考慮各個之添加劑之功效而決定，以組成物之總重量作為基準，一般為0.01~1重量%，較佳為0.1~0.5重量%。

可與習知之上層膜形成用組成物和上面反射防止膜形成用組成物相同地使用利用本發明之上層膜形 成用組成物。換句話說，在使用利用本發明之上層膜形成用組成物時，不需要大幅度地改變製造步驟。具體地說，若說明使用了利用本發明之上層膜形成用組成物之圖案形成方法，則如下述。

首先，在視需要而進行前處理之矽基板、玻璃基板等之基板表面，藉由旋轉塗布法等之向來習知之塗布法而塗布光阻組成物，形成光阻組成物層。可在塗布光阻組成物之前，在光阻下層塗布及形成下層膜。此種下層膜係一般可改善光阻層和基板之間之密合性者。又，也可藉由形成包含過渡金屬或該等之氧化物之層作為光阻下層，而增大反射光，改善曝光邊限(exposure margin)。

在本發明之圖案形成方法，可從對極端紫外線具有感度之光阻組成物中使用任意者。在現狀，一般係使用深紫外線用光阻組成物，例如ArF雷射用光阻組成物和KrF雷射用光阻組成物。可使用在本發明之圖案形成方法之光阻組成物，只要是對極端紫外線具有感度，則並無限定，可任意地選擇。然而，作為較佳之光阻組成物係特別列舉正型和負型化學放大型光阻組成物等。

又，化學放大型光阻組成物係無論是正型和負型之任何一種，均可使用在本發明之圖案形成方法。化學放大型光阻係藉由幅射線之照射而產生酸，藉由利用該酸之觸媒作用之化學變化而改變幅射線照射部分對於顯影液之溶解性，形成圖案，因此，可列舉例如：包 含藉由幅射線之照射而產生酸之酸產生化合物、和在酸之存在下分解而生成如苯酚性羥基或羧基之鹼可溶性基之含酸感應性基之樹脂者；包含鹼可溶樹脂和交聯劑、酸產生劑者。

在塗布於基板上之光阻膜上，藉由旋轉塗布法等而塗布利用本發明之上層膜形成用組成物，藉由加熱而蒸發溶媒，形成上面膜。加熱係使用例如加熱板等而進行。加熱溫度係配合包含於組成物之溶媒種類等而選擇。具體地說，一般為25~150℃，較佳為80~130℃，更佳為90~110℃。此時，形成之上層膜之厚度係一般為1~100nm，較佳為5~50nm。

另外，也可在塗布光阻膜後，單獨地加熱硬化光阻膜，然後塗布上層膜形成用組成物而進行加熱。

像這樣形成之上層膜係極端紫外線之穿透率高者。一般而言，極端紫外線之穿透係幾乎不會受到聚合物之取代基等影響，相對地，元素種類之影響比較大。而且，上層膜之主構成元素的碳和氫由於極端紫外線之吸收少，因此，上層膜係一般為了達成本發明之功效而顯示充分之穿透率。具體地說，對於波長13.5nm光之穿透率係較佳為80%以上，更佳為85%以上。另一方面，像這樣形成之上層膜係深紫外線之穿透率低者。具體地說，對於波長248nm光之穿透率係更佳為20%以下，進一步更佳為15%以下。

然後，光阻膜係使用極端紫外線，例如波長5~20nm之光、特別是波長13.5nm之光，視需要透過光 罩而進行曝光。

在曝光後，並在視需要而進行曝光後加熱後，例如藉由漿式攪拌顯影等之方法而進行顯影，形成光阻圖案。光阻膜之顯影係通常使用鹼性顯影液而進行。在此，包含於利用本發明之上層膜形成用組成物之富勒烯衍生物和水溶性聚合物係具有親水性基，因此，容易藉由顯影液而除去。

因此，在本發明，可藉由不進行特別之處理，而以鹼性顯影液進行顯影處理，來同時進行上層膜之除去和光阻之顯影。然而，也可在藉由水等之水性溶媒而除去上層膜之後，另外藉由鹼性顯影液而顯影光阻。

作為使用於顯影之鹼性顯影液，可使用例如氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨(TMAH)等之水溶液或水性溶液。在顯影處理後，視需要使用漂洗液，較佳為純水，而進行光阻圖案之漂洗(洗淨)。又，形成之光阻圖案係使用作為蝕刻、鍍敷、離子擴散、染色處理等之光阻，然後，視需要而進行剝離。

光阻圖案之膜厚等係配合使用之用途等而適度地選擇，一般係選擇0.1~150nm，較佳為20~80nm之膜厚。

藉由利用本發明之圖案形成方法而得到之光阻圖案，可施行配合後續用途之加工。此時，並無特別因使用利用本發明之圖案形成方法所致之限制，可藉由慣用之方法而進行加工。

另外，有藉由將富勒烯衍生物添加於光阻組 成物而可達成一定之深紫外線吸收功效之情形發生。然而，在該情形下，在形成之光阻層內會殘留富勒烯衍生物。結果，在形成圖案之際，在光阻圖案之側面和表面會存在富勒烯衍生物。正如一般熟知，富勒烯衍生物係堅硬物質，較硬化之光阻膜更加硬。結果，富勒烯衍生物係以突出之狀態殘留於光阻圖案之側面和表面，或者是像這樣突出之富勒烯衍生物脫落，結果在表面會發生陷坑(crater)上之缺陷。此種光阻圖案表面之凹凸係不佳的。對於此，在本發明中，富勒烯衍生物係不存在於光阻層，或藉由顯影處理而除去富勒烯衍生物，因此不會發生問題。

若使用各例而說明本發明，則如下述。

實施例101~109

準備下列之F1~F5作為富勒烯衍生物。

該等係皆由FRONTIER CARBON股份有限公司市售為Nanom Sprctra(商標名稱)M100、H340、D100、H200及M340。

將該等富勒烯衍生物以2重量%之濃度溶解在溶媒之甲基異丁基甲醇(在以下，稱為MIBC)，來作為上層膜形成用組成物。

在基板上，藉由旋轉式塗布而塗布光阻組成 物，成為膜厚50nm。使用AZ AX2110、AZ DX5240(商品名稱，AZ ELECTRONIC MATERIALS股份有限公司製)作為光阻組成物。在塗布光阻組成物後，更進一步地旋轉塗布各上層膜形成用組成物而成為膜厚30nm。塗布後，在120℃加熱60秒鐘，得到藉由上層膜而被覆之光阻膜。

藉由2.38%四甲基氫氧化銨水溶液而顯影得到之光阻膜30秒鐘，評價膜面之殘留物。得到之結果係如表1所示。

比較例201及實施例201~210

得到相同於實施例101之光阻膜。利用Spring-8之BL03，以照度0.35mW/cm²來曝光得到之光阻膜。更進一步，藉由2.38%四甲基氫氧化銨水溶液而顯影曝光後之光阻膜30秒鐘，測定為了得到圖案而需要之曝光量 E_th(離膜感度)。又，改變包含於上層膜形成用組成物之富勒烯衍生物之種類，進行相同之測定。得到之結果係如表2所示。

又，使用之聚合物係如下述。

P1：酚醛樹脂(重量平均分子量8,500)

P2：聚羥基苯乙烯(重量平均分子量12,000)

P3：聚乙烯醇(重量平均分子量22,000)

P4：聚丙烯酸(重量平均分子量11,000)

比較例301及實施例301~311

相同於實施例101而進行圖案形成。此時，進行利用極端紫外線之曝光，同時，在曝光之前後測定曝光室之壓力變化△P。又，除了改變上層膜形成用組成物之成 分以外，還同樣地測定壓力變化△P。又，改變包含於上層膜形成用組成物之富勒烯衍生物之種類，進行相同之測定。得到之結果係如表3所示。

比較例401~404及實施例401~407

將上層膜形成用組成物藉由旋轉式塗布以厚度30nm而成膜，評價光透過性。具體地說，藉由分光橢率計解析法而求出吸收係數，算出於波長193nm及248nm 之k值。得到之結果係如表4所示。也就是說，得知：在不包含富勒烯衍生物之比較例401~404中，248nm之k值係非常小或是零，深紫外光之吸收少，相對地，在實施例401~407中，深紫外光之吸收大。

比較例501~505及實施例501~514

在基板上，藉由旋轉式塗布而塗布光阻組成物，成為膜厚40nm。使用SEVR-337(商品名稱，信越化學工業股份有限公司製)作為光阻組成物。在塗布光阻組成物後，更進一步地旋轉塗布各上層膜形成用組成物而成為膜厚30nm。在塗布後，在95℃加熱60秒鐘，得到藉由上層膜而被覆之光阻膜。

使用Spring-8之NewSUBARU儲存環圈，對於得到之光阻膜進行圖像用曝光，藉由2.38%四甲基氫 氧化銨水溶液而顯影30秒鐘，測定曝光量及得到之圖案尺寸CD。更進一步，以不具有上層膜之比較例501之圖案尺寸作為基準，算出各例之圖案尺寸之變動值△CD。得到之結果係如表5所示。

由得到之結果而明確地顯示：在使用僅由不包含富勒烯衍生物之聚合物而形成之上層膜之情形下，可改良曝光量E_th。更進一步，明確地顯示：藉由設置上 層膜而改變圖案尺寸，比起無上層膜之情形(比較例501)，僅由聚合物而形成之上層膜之尺寸變動量大，相對地，包含富勒烯衍生物之上層膜之尺寸變動小，特別是在僅由富勒烯衍生物而形成之上層膜，尺寸變動明顯地小。另外，就塗布性而言，藉由目視而評價塗布後之膜厚之面內均一性。有聚合物之摻合比越大而越可改良塗布性之傾向，但即使是在不包含聚合物之情形，塗布性也無實用上之問題發生，並且，無論是在任何一例，也無顯影後之膜面殘留物。

Claims (8)

1. 一種上層膜形成用組成物，其特徵為包含下述而構成：具有親水性基之富勒烯衍生物、具有深紫外線吸收基之聚合物及溶劑，其中該親水性基係選自 之苯酚性羥基，該苯酚性羥基係直接鍵結於富勒烯結構上，且以上層膜形成用組成物之總重量作為基準，該聚合物之含量為0.01~10重量%。
2. 如請求項1之上層膜形成用組成物，其中該富勒烯衍生物之主鏈骨架之碳數為60、70、76、78、82、84、90、94或96。
3. 如請求項1或2之上層膜形成用組成物，其中以上層膜形成用組成物之總重量作為基準，該富勒烯衍生物之含量為0.01~10重量%。
4. 一種圖案形成方法，其特徵為包含下述而構成：在基板上，塗布光阻組成物，形成光阻膜，在該光阻膜上， 塗布如請求項1至3中任一項之上層膜形成用組成物，藉由加熱而進行硬化，使用極端紫外線而進行曝光，藉由鹼性水溶液進行顯影。
5. 如請求項4之圖案形成方法，其中該極端紫外線之波長為5~20nm。
6. 如請求項4或5之圖案形成方法，其中所形成之上層膜之膜厚為1~100nm。
7. 如請求項6之圖案形成方法，其中該加熱之溫度為25~150℃。
8. 如請求項4或5之圖案形成方法，其中該加熱之溫度為25~150℃。