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，包括步骤（Ａ）至（Ｄ）：（Ａ）用第一光刻胶组合物在衬底上形成第一光刻胶膜、使第一光刻胶膜曝露于辐射、然后使曝露过的第一光刻胶膜显影以获得第一光刻胶图案的步骤，第一光刻胶组合物包含树脂、产酸剂和交联剂，树脂含有在其侧链中具有酸不稳定基团的结构单元并且自身在碱性水溶液中不可溶或可溶性差，但通过酸的作用变为在碱性水溶液中可溶，（Ｂ）在１９０－２５０℃烘焙所得第一光刻胶图案１０－６０秒的步骤，（Ｃ）用第二光刻胶组合物在其上形成有第一光刻胶图案的衬底上形成第二光刻胶膜并使第二光刻胶膜曝露于辐射的步骤，（Ｄ）使曝露过的第二光刻胶膜显影以获得第二光刻胶图案的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
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。例如，WO 2008/117693A1公开了一种，包括在衬底上用第一 光刻胶组合物形成第一光刻胶膜、使第一光刻胶膜曝露于辐射、然后使曝露过的第一光刻 胶膜显影以获得第一光刻胶图案的步骤，在200°C下烘焙获得的第一光刻胶图案90秒的步 骤，以及使用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形成第二光刻 胶膜、使第二光刻胶膜曝露于辐射、然后使曝露过的第二光刻胶膜显影以获得第二光刻胶 图案的步骤。
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，包括下列步骤(A)至(D)(A)使用第一光刻胶组合物在衬底上形成第一光刻胶膜、使所述第一光刻胶膜曝 露于辐射、然后使曝露过的第一光刻胶膜显影以获得第一光刻胶图案的步骤，其中所述第 一光刻胶组合物包含树脂、产酸剂和交联剂，所述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)在190_250°C下烘焙获得的第一光刻胶图案10-60秒的步骤，(C)使用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形成第二 光刻胶膜、使第二光刻胶膜曝露于辐射的步骤，和(D)使曝露过的第二光刻胶膜显影以获得第二光刻胶图案的步骤；<2>根据<1>的方法，其中所述方法包括下列步骤(1)至(12)(1)施加抗反射涂层组合物以获得抗反射涂层膜并且烘焙所述抗反射涂层膜的步 骤，(2)在抗反射涂层膜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，其中所述第一光刻胶组合物包含树脂、产酸剂和交联剂，所述树脂含有在其侧 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，(3)预烘第一光刻胶膜的步骤；(4)使预烘过的第一光刻胶膜曝露于辐射的步骤，(5)烘焙曝露过的第一光刻胶膜的步骤，(6)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，(7)在190-250°C下烘焙获得的第一光刻胶图案10-60秒的步骤，(8)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，(9)预烘第二光刻胶膜的步骤，(10)使预烘过的第二光刻胶膜曝露于辐射的步骤，(11)烘焙曝露过的第二光刻胶膜的步骤，和(12)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；<3>根据<2>的方法，其中步骤(1)和(7)使用相同的加热装置进行；<4>根据<1>至<3>中任一项的方法，其中在其侧链中具有酸不稳定基团的结构单 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；<5>根据<1>至<4>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；<6>根据<5>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 酸金刚烷酯的所述结构单元的含量为5 50摩尔％，基于所述树脂的所有结构单元为100 摩尔％ ；<7>根据<1>至<6>中任一项的方法，其中所述树脂还包含衍生自式(al)表示的单体的结构单元 其中Rx表示氢原子或甲基；<8>根据<7>的方法，其中所述衍生自式(al)表示的单体的结构单元的含量为 2 20摩尔％，基于树脂的所有结构单元为100摩尔％。<9>根据<1>至<8>中任一项的方法，其中所述树脂的含量为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，其中所述交联剂是通过甘脲与甲醛、或与甲 醛和低级醇进行反应而获得的化合物；<11>根据<1>至<10>中任一项的方法，其中第一光刻胶组合物中所述交联剂的含 量为0. 5 30重量份每100重量份树脂；<12>根据<1>至<11>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；<13>根据<1>至<12>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的包括下列步骤(A)至⑶(A)在衬底上使用第一光刻胶组合物形成第一光刻胶膜、使所述第一光刻胶膜曝 露于辐射、然后使曝露过的第一光刻胶膜显影以获得第一光刻胶图案的步骤，其中所述第 一光刻胶组合物包含树脂、产酸剂和交联剂，所述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)在190-250°C下烘焙获得的第一光刻胶图案10-60秒的步骤，(C)使用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形成第二 光刻胶膜，并使第二光刻胶膜曝露于辐射的步骤，和，(D)使曝露过的第二光刻胶膜显影以获得第二光刻胶图案的步骤。本专利技术中使用的第一光刻胶组合物包含下列组分组分(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)交联剂。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lg或lmL 含树脂的第一光刻胶组合物需要100mL以上的碱性水溶液，“在碱性水溶液中可溶”是指溶 解lg或lmL含树脂的第一光刻胶组合物需要少于100mL的碱性水溶液。在本说明书中，“酸不稳定基团”指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”可称为“具有羧酸的叔丁基酯的结构”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6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（Ａ）至（Ｄ）：（Ａ）使用第一光刻胶组合物在衬底上形成第一光刻胶膜、使所述第一光刻胶膜曝露于辐射、然后使曝露过的所述第一光刻胶膜显影以获得第一光刻胶图案的步骤，其中所述第一光刻胶组合物包含：树脂、产酸剂和交联剂，所述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）在１９０－２５０℃下烘焙获得的第一光刻胶图案１０－６０秒的步骤，（Ｃ）使用第二光刻胶组合物在其上已经形成有所述第一光刻胶图案的所述衬底上形成第二光刻胶膜、使所述第二光刻胶膜曝露于辐射的步骤，和（Ｄ）使曝露过的所述第二光刻胶膜显影以获得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，山本敏，藤裕介，
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]