【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及抗蝕劑輔助膜組合物和使用了該組合物的圖案形成方法。
技術介紹
1、近年來，伴隨半導體元件的高集成化和高速化，要求圖案規(guī)則更精細。在這樣的狀況下，在目前用作通用技術的采用了光照曝光的光刻技術中，對于所使用的光源，就如何能夠進行精細且高精度的圖案加工進行著各種技術開發(fā)。
2、作為抗蝕劑圖案形成時所使用的光刻用光源，在集成度低的部分，廣泛使用以汞燈的g線(436nm)或i線(365nm)為光源的光照曝光。而在集成度高的需要精細化的部分，使用了波長更短的krf準分子激光(248nm)或arf準分子激光(193nm)的光刻技術也已投入實用，在需要更精細的最前沿一代的技術中，使用極紫外光(euv，13.5nm)的光刻技術也趨于實用。此外，為了提高精細化，使用了用于改善光致抗蝕劑性能的各種抗蝕劑輔助膜。
3、伴隨krf準分子激光和arf準分子激光的應用，活性光線的來自基板的漫反射和駐波的影響已成為大問題，作為用于防止光致抗蝕劑與被加工基板之間的反射的抗蝕劑下層膜，廣泛采用著設置抗反射膜(bottom?anti-reflective?coating，底部抗反射涂層，barc)的方法。
4、作為抗反射膜，已知鈦、二氧化鈦、氮化鈦、氧化鉻、碳、α-硅等無機抗反射膜、以及由吸光性物質和高分子化合物構成的有機抗反射膜。前者在成膜時需要真空蒸鍍裝置、cvd裝置、濺射裝置等設備，而后者的優(yōu)點在于不需要特別的設備，從而進行了大量研究。
5、例如可以舉出同一分子內(nèi)具有作為交聯(lián)反應基團的羥基和吸光基團
6、作為有機抗反射膜材料的優(yōu)選物性，記載了對光和放射線具有大的吸光度、不會發(fā)生與光致抗蝕劑層的混溶(不溶于抗蝕劑溶劑)、在涂布時或加熱干燥時不會有低分子擴散物從抗反射膜材料向面涂抗蝕劑中擴散、具有比光致抗蝕劑快的干式蝕刻速度(參照非專利文獻1)等。
7、在采用了euv光刻技術的器件制造工藝中，由于基底基板或euv造成的不利影響，euv光刻技術用抗蝕劑的圖案變成包邊形狀或鉆刻(undercut)形狀，無法形成平直形狀的良好抗蝕劑圖案，出現(xiàn)對euv的靈敏度低、得不到令人滿意的生產(chǎn)量等問題。因此，在euv光刻技術中雖然不需要具有抗反射能力的抗蝕劑下層膜(抗反射膜)，但卻需要能夠減少它們的不利影響、形成平直形狀的良好的抗蝕劑圖案、提高抗蝕劑靈敏度的euv光刻技術用抗蝕劑下層膜。
8、此外，euv光刻技術用抗蝕劑下層膜在成膜后在其上涂布抗蝕劑，因此與抗反射膜同樣，不發(fā)生與光致抗蝕劑層的混溶(不溶于抗蝕劑溶劑)、與抗蝕劑的密合性優(yōu)異是其必須的性能。
9、而且，在使用euv光刻技術這一代的產(chǎn)品中，由于抗蝕劑圖案線寬非常精細，因此euv光刻技術用抗蝕劑渴望薄膜化。為此，需要大幅減少利用蝕刻除去有機抗反射膜的工序所消耗的時間，需要能夠在薄膜狀態(tài)下使用的euv光刻技術用抗蝕劑下層膜、或與euv光刻技術用抗蝕劑的蝕刻速度的選擇比大的euv光刻技術用抗蝕劑下層膜。
10、而且廣為人知的是，一旦抗蝕劑圖案這樣趨于細線化，在用作典型的抗蝕劑圖案形成方法的單層抗蝕劑法中，圖案的高度與圖案線寬之比(高寬比)就會增大，因顯影時的顯影液的表面張力會導致圖案塌陷。因此，為了在階梯基板上形成高寬比大的圖案，已知將干式蝕刻性能不同的膜疊層而形成圖案的多層抗蝕劑法是優(yōu)異的方法。于是，開發(fā)出了將含硅光敏聚合物形成的光致抗蝕劑層與以碳、氫和氧為主要構成元素的有機聚合物——例如酚醛清漆系聚合物形成的下層組合的雙層抗蝕劑法(例如參照專利文獻3)，以及將單層抗蝕劑法所使用的有機系光敏聚合物形成的光致抗蝕劑層、硅系聚合物或硅系cvd膜形成的中間層和有機聚合物形成的下層組合的三層抗蝕劑法(例如參照專利文獻4)。
11、在該三層抗蝕劑法中，首先使用碳氟化合物系干式蝕刻氣體將光致抗蝕劑層的圖案轉印到含硅中間層上，然后將該圖案作為掩模，利用含氧氣體對以碳和氫為主要構成元素的有機下層膜進行干式蝕刻來進行圖案轉印，將其作為掩模，通過干式蝕刻在被加工基板上形成圖案。然而，在20nm級以后的半導體元件制造工藝中，在將該有機下層膜圖案作為硬掩模通過干式蝕刻對被加工基板進行圖案轉印時，可見該下層膜圖案出現(xiàn)扭曲或彎曲的現(xiàn)象。
12、作為在被加工基板上形成的碳質硬掩膜，通常是以甲烷氣體、乙烷氣體、乙炔氣體等為原料通過cvd法制成的無定形碳(后文稱為cvd-c)膜。已知這種cvd-c膜能夠盡可能減少膜中的氫原子，對上述圖案的扭曲和彎曲是非常有效的。但還已知在基底的被加工基板存在階梯的情況下，由于cvd工藝的特性，很難將這樣的階梯填平。因此，在用cvd-c膜將具有階梯的被加工基板埋入后再利用光致抗蝕劑形成圖案時，由于被加工基板的階梯的影響，光致抗蝕劑的涂布面也出現(xiàn)階梯，因此光致抗蝕劑的膜厚變得不均勻，結果導致光刻時的焦點裕度和圖案形狀變差。
13、另一方面，已知在通過旋涂法形成了作為在緊鄰被加工基板上方形成的碳質硬掩模的下層膜的情況下，具有能夠將階梯基板的階梯填平的優(yōu)點。用該下層膜材料對該基板進行平坦化處理，就能夠抑制在此之上成膜的含硅中間層及光致抗蝕劑的膜厚波動，能夠擴大光刻技術的焦點裕度，形成正常的圖案。
14、因此，尋求在對被加工基板進行干式蝕刻加工時蝕刻耐受性高、能夠利用旋涂法在被加工基板上形成具有高平坦性的膜的下層膜材料(旋涂碳膜)以及用于形成下層膜(旋涂碳膜)的方法。
15、通常，旋涂碳膜使用含碳量高的材料。當將這種含碳量高的材料用于抗蝕劑下層膜時，基板加工時的蝕刻耐受性提高，結果能夠實現(xiàn)更精確的圖案轉印。作為這樣的旋涂碳膜，已知酚醛清漆樹脂(例如參照專利文獻5)。此外還已知由含有苊烯系聚合物的抗蝕劑旋涂碳膜組合物形成的旋涂碳膜表現(xiàn)出良好的性能(例如參照專利文獻6)。
16、現(xiàn)有技術文獻
17、專利文獻
18、專利文獻1：美國專利第5919599號說明書
19、專利文獻2：美國專利第5693691號說明書
20、專利文獻3：日本特開2000-143937號公報
21、專利文獻4：日本特開2001-40293號公報
22、專利文獻5：日本特開2010-15112號公報
23、專利文獻6：日本特開2005-250434號公報
24、非專利文獻
25、非專利文獻1：國際光學工程學會會刊第3678卷第174～185頁(proc.spie,vol.3678,174-185)(1999)
技術實現(xiàn)思路
1、專利技術所要解決的課題
2、這樣制造半導體元件或液晶元件等各種器件時所使用的光致抗蝕劑輔助膜材料根據(jù)該器件的種類所需要的性能也不同。因此，需要一種能夠形成適合制造各種器件的抗蝕劑輔助膜的光致抗本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
2.根據(jù)權利要求1所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
3.根據(jù)權利要求1或2所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
4.根據(jù)權利要求1～3中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
5.根據(jù)權利要求1～4中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
6.根據(jù)權利要求1～5中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
7.根據(jù)權利要求6所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
8.根據(jù)權利要求6或7所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
9.根據(jù)權利要求1～8中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
10.根據(jù)權利要求1～8中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
11.根據(jù)權利要求1～8中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
12.根據(jù)權利要求1～8中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
13.根據(jù)權利要求1～12中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
14.根據(jù)權利要求1～12中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
15.根據(jù)權利要求6或7所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
16.一種圖案形成方法，其特征在于，包括：
17.一種圖案形成方法，其特征在于，包括：
18.一種圖案形成方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
2.根據(jù)權利要求1所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
3.根據(jù)權利要求1或2所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
4.根據(jù)權利要求1～3中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
5.根據(jù)權利要求1～4中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
6.根據(jù)權利要求1～5中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
7.根據(jù)權利要求6所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
8.根據(jù)權利要求6或7所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
9.根據(jù)權利要求1～8中任一項所述的抗蝕劑輔助膜組合物，其特征在于，
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：岡田拓巳，星野良輔，佐藤英之，片桐誠之，鈴木周，越后雅敏，
申請(專利權)人：三菱瓦斯化學株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：
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