图案形成方法、保护膜形成用组合物、电子元件的制造方法及电子元件技术

本发明专利技术涉及一种图案形成方法及该图案形成方法中适合使用的保护膜形成用组合物，所述图案形成方法能够形成焦点深度及曝光宽容度优异且线边缘粗糙度得到抑制的图案。本发明专利技术的图案形成方法包括：将感光化射线性或感放射线性树脂组合物涂布于基板上而形成感光化射线性或感放射线性膜的步骤；将保护膜形成用组合物涂布于所述感光化射线性或感放射线性膜上而形成保护膜的步骤；对由所述保护膜被覆的感光化射线性或感放射线性膜进行曝光的步骤；以及利用包含有机溶剂的显影液，对经曝光的所述感光化射线性或感放射线性膜进行显影的步骤；所述保护膜含有：包含至少一个选自由醚键、硫醚键、羟基、硫醇基、羰基键及酯键所组成的组群中的基团或键的化合物(A)，以及树脂(X)。

Pattern forming method, composition for forming protective film, method for manufacturing electronic component, and electronic component

The invention relates to a protective film for the use of a pattern and method of forming the pattern forming method in the forming composition, pattern forming method can form the depth of focus and exposure tolerance and excellent line edge roughness suppressed pattern. The invention of the pattern forming method includes actinic ray or radiation-sensitive resin composition is coated on the substrate and the formation of actinic ray or radiation sensitive linear film step; the protective film formed by the coating composition to the actinic ray or linear radiation sensitive membrane and the formation of protective film on the steps; the protective film coated by actinic ray sensitive or radiation exposure of the film step; and the use of developer containing organic solvent, the exposure of the actinic ray or radiation sensitive linear film developing steps; the protective film containing a compound comprising at least: a selected ether, thioether, thiol, hydroxyl, carbonyl bond and ester bonds from the group consisting of groups or bonds (A), and resin (X).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在集成电路(IntegratedCircuit，IC)等的半导体制造步骤，液晶、热能头等的电路基板的制造，进而其他的感光蚀刻加工(photofabrication)的微影术(lithography)步骤中使用的图案形成方法、该图案形成方法中适合使用的保护膜形成用组合物、电子元件的制造方法及电子元件。本专利技术特别是涉及适合于利用液浸式投影曝光装置进行曝光的图案形成方法、该图案形成方法中使用的保护膜形成用组合物、电子元件的制造方法、以及电子元件。
技术介绍
KrF准分子激光(248nm)用抗蚀剂以后，为了补充由光吸收引起的灵敏度下降，而使用称为化学增幅的图像形成方法作为抗蚀剂的图像形成方法。若列举正型的化学增幅的图像形成方法为例进行说明，则为如下的图像形成方法：通过曝光，使曝光部的酸产生剂分解而生成酸，且在曝光后的烘烤(PostExposureBake：PEB)中利用所述产生酸作为反应催化剂，使碱不溶的基团变化为碱可溶基，通过碱显影而去除曝光部。另一方面，不仅是正型，近年来，使用包含有机溶剂的显影液(以下也称为“有机溶剂显影液”)的负型图像形成方法(以下也称为“NTI工艺”(负色调成像，NegativeToneImaging；NTI))也正在开发(例如参照专利文献1及专利文献2)。例如，专利文献2中，在通过使用现有的负型抗蚀剂组合物的碱显影来进行的图案形成中，鉴于要求显影时的膨润被推测为要素的线宽不均(线宽粗糙度(LineWidthRoughness：LWR))、焦点深度(DepthofFocus，DOF)、其他诸性能的进一步改善，在使用包含有机溶剂的显影液的负型图案形成方法中，使用添加有包含氟原子及硅原子的至少一个的特定化合物的化学增幅型抗蚀剂组合物。另外，为了半导体元件的微细化，曝光光源的短波长化与投影透镜的高数值孔径(高NA(numericalaperture))化有所发展，目前正在开发将具有193nm波长的ArF准分子激光作为光源的曝光机。另外，作为进一步提高解析力的技术，正提倡一直以来在投影透镜与试样之间填满高折射率的液体(以下也称为“液浸液”)的所谓液浸法。若将化学增幅抗蚀剂应用于液浸曝光，则在曝光时抗蚀剂层会与浸渍液接触，因此被指出抗蚀剂层变质，或自抗蚀剂层中渗出对浸渍液造成不良影响的成分的问题。专利文献3中记载有通过将ArF曝光用抗蚀剂在曝光前后浸渍于水中而使抗蚀剂性能变化的例子，其指出了液浸曝光中的问题。作为避免所述问题的解决方案，已知在抗蚀剂与透镜之间设置保护膜(以下也称为“顶涂层”)而使抗蚀剂与水不会直接互相接触的方法(例如参照专利文献4～专利文献6)。若通过因曝光而引起的酸产生剂的分解，在抗蚀剂表层过剩地产生酸，则在表层引起酸分解性基的过剩的脱保护反应，显影后将曝光部作为图案而残留的NTI工艺中，图案容易成为T字顶(T-top)形状。若图案成为T字顶(T-top)形状，则导致例如焦点深度(DepthofFocus；DOF)、曝光宽容度(ExposureLatitude；EL)等性能劣化。因此，例如专利文献7及专利文献8中，揭示有出于将抗蚀剂表面所产生的过剩酸进行中和的目的，而在被覆抗蚀剂膜的顶涂层中添加碱性猝灭剂(quencher)的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008-292975号公报专利文献2：日本专利特开2011-141494号公报专利文献3：国际公开第04-068242号手册专利文献4：国际公开第04-074937号手册专利文献5：国际公开第05-019937号手册专利文献6：日本专利特开2005-109146号公报专利文献7：日本专利特开2013-61647号公报专利文献8：日本专利特开2013-61648号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术人的努力研究的结果为当在顶涂层中添加碱性猝灭剂的情况下，过剩产生的酸自抗蚀剂表层向顶涂层移动，另一方面，碱性猝灭剂自顶涂层向抗蚀剂层移动。因此，会引起图案的膜薄化，导致线边缘粗糙度(LineEdgeRoughness：LER)恶化。在显影后将曝光部作为图案而残留的NTI工艺中，其为深刻的问题。本专利技术的课题在于提供一种图案形成方法以及该图案形成方法中适合使用的保护膜形成用组合物，所述图案形成方法可在NTI工艺，即，使用有机溶剂显影液的负型图像形成工艺中，形成焦点深度(DOF)及曝光宽容度(EL)优异且线宽不均(LER)得到抑制的图案。另外，本专利技术的课题还在于提供一种包含该图案形成方法的电子元件的制造方法、以及利用该电子元件的制造方法来制造的电子元件。[解决问题的技术手段]本专利技术在一实施方式中如以下所述。[1]一种图案形成方法，其包括：(a)将感光化射线性或感放射线性树脂组合物涂布于基板上而形成感光化射线性或感放射线性膜的步骤；(b)将保护膜形成用组合物涂布于所述感光化射线性或感放射线性膜上而形成保护膜的步骤；(c)对由所述保护膜被覆的感光化射线性或感放射线性膜进行曝光的步骤；以及(d)利用包含有机溶剂的显影液，对经曝光的所述感光化射线性或感放射线性膜进行显影的步骤；并且所述保护膜含有：包含至少一个选自由醚键、硫醚键、羟基、硫醇基、羰基键及酯键所组成的组群中的基团或键的化合物(A)，以及树脂(X)；其中，化合物(A)不为链式酰胺、环式酰胺、芳香族胺、链式脂肪族胺及环式脂肪族胺的任一个。[2]如[1]所述的图案形成方法，其中化合物(A)的分子量为3000以下。[3]如[1]或[2]所述的图案形成方法，其中化合物(A)为包含8个以上碳原子的化合物。[4]如[1]至[3]中任一项所述的图案形成方法，其中相对于所述保护膜中的全部固体成分，化合物(A)的含有率为0.1质量％～30质量％。[5]如[1]至[4]中任一项所述的图案形成方法，其中所述保护膜的膜厚为10nm～300nm。[6]如[1]至[5]中任一项所述的图案形成方法，其中所述化合物(A)为具有至少一个醚键的化合物。[7]如[6]所述的图案形成方法，其中化合物(A)为具有下述通式(1)所表示的结构的化合物，[化1]式中，R11表示可具有取代基的亚烷基，n表示2以上的整数，*表示结合键。[8]如[1]至[7]中任一项所述的图案形成方法，其中树脂(X)的氟原子的含有率为20质量％以下。[9]如[1]至[8]中任一项所述的图案形成方法，其在形成保护膜的步骤(b)之后且进行曝光的步骤(c)之前，还包括将由感光化射线性或感放射线性膜以及保护膜被覆的基板在100℃以上进行加热的步骤。[10]一种保护膜形成用组合物，其用于形成将感光化射线性或感放射线性膜被覆的保护膜，并且含有具有下述通式(1)所表示的结构的化合物(A)、以及树脂(X)；其中，化合物(A)不为链式酰胺、环式酰胺、芳香族胺、链式脂肪族胺及环式脂肪族胺的任一个，[化2]式中，R11表示可具有取代基的亚烷基，n表示2以上的整数，*表示结合键。[11]一种电子元件的制造方法，其包括如[1]～[9]中任一项所述的图案形成方法。[12]一种电子元件，其是利用如[11]所述的电子元件的制造方法来制造。[专利技术的效果]通过本专利技术，可提供一种能够形成焦点深度(DOF)及曝光宽容度(EL)优异且线边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案形成方法，其包括：(a)将感光化射线性或感放射线性树脂组合物涂布于基板上而形成感光化射线性或感放射线性膜的步骤；(b)将保护膜形成用组合物涂布于所述感光化射线性或感放射线性膜上而形成保护膜的步骤；(c)对由所述保护膜被覆的所述感光化射线性或感放射线性膜进行曝光的步骤；以及(d)利用包含有机溶剂的显影液，对经曝光的所述感光化射线性或感放射线性膜进行显影的步骤；并且所述保护膜含有：包含至少一个选自由醚键、硫醚键、羟基、硫醇基、羰基键及酯键所组成的组群中的基团或键的化合物(A)，以及树脂(X)；其中，化合物(A)不为链式酰胺、环式酰胺、芳香族胺、链式脂肪族胺及环式脂肪族胺的任一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 JP 2014-2023621.一种图案形成方法，其包括：(a)将感光化射线性或感放射线性树脂组合物涂布于基板上而形成感光化射线性或感放射线性膜的步骤；(b)将保护膜形成用组合物涂布于所述感光化射线性或感放射线性膜上而形成保护膜的步骤；(c)对由所述保护膜被覆的所述感光化射线性或感放射线性膜进行曝光的步骤；以及(d)利用包含有机溶剂的显影液，对经曝光的所述感光化射线性或感放射线性膜进行显影的步骤；并且所述保护膜含有：包含至少一个选自由醚键、硫醚键、羟基、硫醇基、羰基键及酯键所组成的组群中的基团或键的化合物(A)，以及树脂(X)；其中，化合物(A)不为链式酰胺、环式酰胺、芳香族胺、链式脂肪族胺及环式脂肪族胺的任一个。2.根据权利要求1所述的图案形成方法，其中化合物(A)的分子量为3000以下。3.根据权利要求1或2所述的图案形成方法，其中化合物(A)为包含8个以上碳原子的化合物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的图案形成方法，其中相对于所述保护膜中的全部固体成分，所述化合物(A)的含有率为0.1质量％～30质量％。5.根据权利要求1至4中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上尚纪，丹呉直纮，山本庆，白川三千纮，后藤研由，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP