产生光刻胶图案的方法技术

本发明专利技术提供一种产生光刻胶图案的方法，包括下列步骤：在衬底上施加第一光刻胶组合物然后进行干燥以形成第一光刻胶膜；预烘第一光刻胶膜；将预烘过的第一光刻胶膜曝露于辐射；烘焙曝露过的第一光刻胶膜；用第一碱性显影剂使烘焙过的第一光刻胶膜显影以形成第一光刻胶图案；使形成的第一光刻胶图案对下述步骤中的辐射无活性、不溶于碱性显影剂或者不溶于第二光刻胶组合物；在其上已经形成有第一光刻胶图案的衬底上施加第二光刻胶组合物，然后进行干燥以形成第二光刻胶膜；预烘第二光刻胶膜；使预烘过的第二光刻胶膜曝露于辐射；烘焙曝露过的第二光刻胶膜；和用第二碱性显影剂使烘焙过的第二光刻胶膜显影以形成第二光刻胶图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景 近年来，在利用光刻技术制造半导体的工艺中需要产生更加微型化的光刻胶图 案。作为实现形成具有32nm以下线宽的光刻胶图案的工艺，已经提出双图案化方法(例如 日本专利特许公开No. 2007-311508)。双图案化方法是其中通过实施两次图案转移步骤来 形成目标光刻胶图案的方法。根据双图案化方法，通过普通曝光和显影以双倍于目标间距 的间距形成第一光刻胶图案，然后，在第一光刻胶图案的线之间的间隙中，通过再次实施曝 光和显影形成具有相同间距的第二光刻胶图案，从而形成目标精细光刻胶图案。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种。本专利技术涉及如下方面<1> 一种，包含下列步骤(1)至(11)(1)在衬底上施加第一光刻胶组合物然后进行干燥从而形成第一光刻胶膜的步 骤，所述第一光刻胶组合物包含(a)树脂，含有在其侧链中具有酸不稳定基团的结构单元并且其自身在碱性水溶 液中不可溶或可溶性差，但是通过酸的作用变为在碱性水溶液中可溶；(b)产酸剂；和(C)式⑴表示的交联剂 (X) 其中R11、R12、R13和R14各自独立地表示以C1-C6烷氧基取代的C1-C6烷基，和R15 和R16各自独立地表示可具有一个或更多个取代基的C6-C10芳香烃基或C1-C6烷基；(2)预烘第一光刻胶膜的步骤，(3)使预烘过的第一光刻胶膜曝露于辐射的步骤，(4)烘焙曝露过的第一光刻胶膜的步骤，(5)用第一碱性显影剂使烘焙过的第一光刻胶膜显影从而形成第一光刻胶图案的 步骤，(6)使形成的第一光刻胶图案对下述步骤(9)中的辐射无活性、使形成的第一光刻胶图案不溶于碱性显影剂、或者使形成的第一光刻胶图案不溶于在下述步骤(7)中使用 的第二光刻胶组合物的步骤，(7)在其上已经形成有第一光刻胶图案的衬底上施加第二光刻胶组合物、然后进 行干燥从而形成第二光刻胶膜的步骤，(8)预烘第二光刻胶膜的步骤，(9)使预烘过的第二光刻胶膜曝露于辐射的步骤，(10)烘焙曝露过的第二光刻胶膜的步骤，和(11)用第二碱性显影剂使烘焙过的第二光刻胶膜显影从而形成第二光刻胶图案 的步骤。 <2>根据<1>的方法，其中步骤(6)是烘焙形成的第一光刻胶图案的步骤；<3>根据<1>或<2>的方法，其中式⑴中的R"、R12、R13和R14各自独立地表示甲 氧基甲基或异丙氧基甲基；<4>根据<1>、<2>或<3>的方法，其中式⑴中的R15和R16各自独立地表示甲基、 丙基或苯基；<5>根据<1>至<4>中任一项的方法，其中第一光刻胶组合物中式(X)所表示的交 联剂的量为0. 5 30重量份每100重量份的树脂；<6>根据<1>至<5>中任一项的方法，其中所述树脂还包含衍生自含羟基的丙烯酸 金刚烷酯或含羟基的甲基丙烯酸金刚烷酯的结构单元；<7>根据<6>的方法，其中衍生自含羟基的丙烯酸金刚烷酯或含羟基的甲基丙烯 酸金刚烷酯的结构单元的含量为5 50摩尔％，基于树脂的所有结构单元为100摩尔％ ；<8>根据<1>至<7>中任一项的方法，其中在其侧链中具有酸不稳定基团的所述结 构单元衍生自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，其中与酯部分中的氧原子相邻的碳原子是季碳原 子并且所述丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯具有5 30个碳原子；<9>根据<1>至<8>中任一项的方法，其中树脂的含量为70 99. 9重量％，基于 第一光刻胶组合物中固体组分的量；<10>根据<1>至<9>中任一项的方法，其中所述产酸剂为式(I)所示的盐 其中Q1和Q2各自独立地表示氟原子或C1-C6全氟烷基，X1表示单键或_ (CH2) k_， 其中一个或更多个亚甲基可被-0-或-co-替代，并且一个或更多个氢原子可被直链或支 链C1-C4脂肪烃基替代，并且k表示1 17的整数，Y1表示可具有一个或更多个取代基的 C3-C36环烃基，并且环烃基中的一个或更多个亚甲基可以被-0-或-CO-替代，并且A+表示 有机反离子；<11>根据<1>至<10>中任一项的方法，其中所述产酸剂的含量为0. 1 30重 量％，基于第一光刻胶组合物中固体组分的量。具体实施例方式本专利技术中使用的第一光刻胶组合物包含下列三种组分组分(a)树脂，含有在其侧链中具有酸不稳定基团的结构单元，并且其自身在碱性水溶液中不可溶或可溶性差，但是通过酸的作用，变为在碱性水溶液中可溶；组分(b)产酸剂，和组分(c)式⑴表示的交联剂 其中R11、R12、R13和R14各自独立地表示以C1-C6烷氧基取代的C1-C6烷基，和R15 和R16各自独立地表示可具有一个或更多个取代基的C1-C6烷基或C6-C10芳香烃基(下文 中简称为交联剂(X))。"C1-C6烷基”表示具有1至6个碳原子的烷基。首先将说明组分(a)。在本说明书中，“树脂自身在碱性水溶液中不可溶或可溶性差”是指溶解Ig或ImL 含树脂的第一光刻胶组合物需要IOOmL以上的碱性水溶液，“树脂在碱性水溶液中可溶”是 指溶解Ig或ImL含树脂的第一光刻胶组合物需要少于IOOmL的碱性水溶液。在本说明书中，“酸不稳定基团”是能够通过酸的作用被消除的基团。在本说明书中，“-C00R”可描述为“具有羧酸酯的结构”，也可以简称为“酯基”。具 体地，"-COOC (CH3) 3”可描述为“具有羧酸叔丁基酯的结构”或简称为“叔丁酯基”。酸不稳定基团的实例包括具有羧酸酯的结构，如其中与氧原子相邻的碳原子是季 碳原子的烷基酯基、其中与氧原子相邻的碳原子是季碳原子的脂环族酯基、以及其中与氧 原子相邻的碳原子是季碳原子的内酯基。“季碳原子”是指“连接四个非氢原子取代基的碳 原子”。酸不稳定基团的其他实例包括连接三个碳原子和-OR’的季碳原子，其中R’表示烷 基。酸不稳定基团的实例包括其中与氧原子相邻的碳原子是季碳原子的烷基酯基，例 如叔丁基酯基；缩醛型酯基如甲氧基甲酯基、乙氧基甲酯基、1-乙氧基乙酯基、1-异丁氧基 乙酯基、1-异丙氧基乙酯基、1-乙氧丙氧基酯基、1-(2-甲氧基乙氧基)乙酯基、1-(2-乙酰 氧基乙氧基)乙酯基、1-乙酯基、1-乙酯基、四氢-2-呋喃基酯基和四氢-2-吡喃基酯基；其中与氧原子相邻的碳原子 是季碳原子的脂环族酯基，例如异冰片基酯基、1-烷基环烷酯基、2-烷基-2-金刚烷酯基和 1- (1-金刚烷基)-ι-烷基烷酯基。上述金刚烷基可具有一个或更多个羟基。作为酸不稳定基团，优选式(la)所示的基团 其中Ral、Ra2和Ra3各自独立地表示C1-C8脂肪族烃基或C3-C20饱和环烃基，或者 Ral和Ra2相互结合形成C3-C20的环。C1-C8脂肪族烃基的实例包括C1-C8烷基如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、 己基、庚基和辛基。C3-C20饱和环烃基可以是单环的或者是多环的，其实例包括单环饱和 环烃基如C3-C20环烷基(例如环戊基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生光刻胶图案的方法，包括下列步骤（１）至（１１）：（１）在衬底上施加第一光刻胶组合物然后进行干燥从而形成第一光刻胶膜的步骤，所述第一光刻胶组合物包含：（ａ）树脂，含有在其侧链中具有酸不稳定基团的结构单元并且其自身在碱性水溶液中不可溶或可溶性差，但是通过酸的作用变为在碱性水溶液中可溶；（ｂ）产酸剂；和（ｃ）式（Ⅹ）表示的交联剂：＊＊＊（Ⅹ）其中Ｒ↑［１１］、Ｒ↑［１２］、Ｒ↑［１３］和Ｒ↑［１４］各自独立地表示以Ｃ１－Ｃ６烷氧基取代的Ｃ１－Ｃ６烷基，Ｒ↑［１５］和Ｒ↑［１６］各自独立地表示可具有一个或更多个取代基的Ｃ６－Ｃ１０芳香烃基或Ｃ１－Ｃ６烷基；（２）预烘所述第一光刻胶膜的步骤，（３）使预烘过的所述第一光刻胶膜曝露于辐射的步骤，（４）烘焙曝露过的所述第一光刻胶膜的步骤，（５）用第一碱性显影剂使烘焙过的所述第一光刻胶膜显影从而形成第一光刻胶图案的步骤，（６）使形成的所述第一光刻胶图案对下述步骤（９）中的辐射无活性、使形成的所述第一光刻胶图案不溶于碱性显影剂或者使形成的所述第一光刻胶图案不溶于在下述步骤（７）中使用的第二光刻胶组合物的步骤，（７）在其上已经形成有所述第一光刻胶图案的所述衬底上施加第二光刻胶组合物、然后进行干燥从而形成第二光刻胶膜的步骤，（８）预烘所述第二光刻胶膜的步骤，（９）使预烘过的所述第二光刻胶膜曝露于辐射的步骤，（１０）烘焙曝露过的所述第二光刻胶膜的步骤，和（１１）用第二碱性显影剂使烘焙过的所述第二光刻胶膜显影从而形成第二光刻胶图案的步骤。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：畑光宏，釜渊明，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]