液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物、聚合物及抗蚀剂图案形成方法技术

本发明专利技术的目的在于，提供一种液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物、聚合物及抗蚀剂图案形成方法，其中，所述液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物对放射线的透明性高、灵敏度等作为抗蚀剂的基本物性优异、同时最小倒塌尺寸（倒塌）优异、且液浸曝光工艺中的图案形状的参差不齐得到改善。本发明专利技术的液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物含有（Ａ）树脂成分、（Ｂ）放射线敏感性产酸剂和（Ｃ）溶剂，其中，（Ａ）树脂成分在将该（Ａ）树脂成分设定为１００质量％时含有超过５０质量％的含酸离解性基团树脂（Ａ１），所述含酸离解性基团树脂（Ａ１）包含在侧链具有氟原子和酸离解性基团的重复单元（ａ１）。

【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液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物、聚合物及抗蚀剂图案形成 方法。更详细而言，涉及一种可以优选用作在使用以KrF准分子激光、ArF准分子激光为代 表的远紫外线、同步加速器放射线等X射线、电子束等带电粒子射线之类的各种放射线的 微细加工中有用的化学增幅型抗蚀剂的液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物、聚合物及抗 蚀剂图案形成方法。
技术介绍
在以集成电路元件的制造为代表的微细加工领域中，为了得到更高的集成度，近 来，需要可以进行0. 10 μ m以下的水平的微细加工的光刻技术。但是，在以往的光刻工艺 中，通常使用i射线等近紫外线作为放射线，但该近紫外线被认为极难以进行深亚微米级 (Sub-Quarter Micron)微细加工。因此，为了使0. 10 μ m以下水平的微细加工成为可能，开 始研究波长更短的放射线的利用。作为这样的短波长的放射线，例如可以举出水银灯的明线光谱、以准分子激光为 代表的远紫外线、X射线、电子束等，其中，特别是KrF准分子激光(波长M8nm)或ArF准 分子激光(波长193nm)备受瞩目。作为适合于利用这样的准分子激光进行照射的抗蚀剂，提案有很多利用由具有酸 离解性官能团的成分和通过照射放射线(以下称为“曝光”。)产生酸的成分(以下称为“产 酸剂”。)获得的化学增幅效果的抗蚀剂(以下称为“化学增幅型抗蚀剂”。)。而且，从可以应对集成电路元件的微细化发展的技术开发的观点考虑，强烈要求 可以适应以远紫外线为代表的短波长放射线、对放射线的透明性高、且灵敏度、析像度、图 形轮廓等作为抗蚀剂的基本物性优异的化学增幅型抗蚀剂。另外，在如上所述的光刻工艺中，今后要求形成更微细的图案(例如线宽90nm左 右的微细抗蚀剂图案)。为了形成这样的比90nm更微细的图案，考虑使如上所述的曝光装 置的光源波长短波长化或增大透镜的开口数(NA)。但是，光源波长的短波长化需要新的曝光装置，设备成本增大。另外，在透镜的高 NA化中，析像度和焦点深度为相互制衡的关系，存在即使提高析像度焦点深度也低的问题。近年来，作为可以解决这样的问题的光刻技术，报道有液浸曝光(Liquid Immersion Lithography)法等方法。该方法在曝光时，在透镜和基板上的抗蚀剂被膜间的 至少所述抗蚀剂被膜上具有规定厚度的纯水或氟系惰性液体等液状折射率介质(液浸曝 光用液体)。该方法中，一直以来，通过用折射率(η)更大的液体、例如纯水等置换作为空气或 氮等惰性气体的曝光光路空间，即使使用曝光波长相同的光源，也与使用波长更短的光源 的情况或使用高NA透镜的情况同样，实现高析像性的同时焦点深度也不降低。如果使用这 样的液浸曝光，则可以使用安装在现有装置中的透镜以低成本形成析像性更优异、且焦点深度也优异的抗蚀剂图案。目前，也提出了用于这样的液浸曝光中的抗蚀剂用聚合物及添 加剂等(例如参照专利文献1 3)。但是，在上述液浸曝光工艺中，曝光时，抗蚀剂被膜与水等液浸曝光用液体直接接 触，因此，从抗蚀剂被膜中溶出产酸剂等。该溶出物的量多时，存在对透镜造成损伤、不能得 到规定的图案形状、或不能得到充分的析像度等问题。另外，作为液浸曝光用液体使用水时，如果抗蚀剂被膜的水的后退接触角低，则高 速扫描曝光时，存在以下问题点水等液浸曝光用液体从晶圆的端部溢出而落下；因水的 隔绝差而残留水印(液滴痕)(水印缺陷)；或者因水向抗蚀剂被膜浸透而使被膜的溶解性 降低，本应显影的图案形状局部不能实现充分的析像性而产生图案形状不良的溶解残留缺 陷等显影缺陷等。进而，即使为使用如专利文献1 3所示的树脂或添加剂的抗蚀剂，抗蚀剂被膜和 水的后退接触角也未必充分，高速扫描曝光时容易产生水等液浸曝光用液体从晶圆的端部 溢出而落下、或水印缺陷等显影缺陷。另外，产酸剂等在水中的溶出物量的抑制也不能说是 充分的。特别是如专利文献3所公开，在混合有溶解方式不同的成分的体系中存在显影后 的图案形状参差不齐这样的问题。专利文献1 国际公开第04/068242号小册子专利文献2 日本特开2005-173474号公报专利文献3 日本特开2007-163606号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述实际情况而进行的专利技术，其目的在于提供一种液浸曝光用放射 线敏感性树脂组合物、聚合物及抗蚀剂图案形成方法，其中，所述液浸曝光用放射线敏感性 树脂组合物对放射线的透明性高、灵敏度等作为抗蚀剂的基本物性优异、同时最小倒塌尺 寸(倒塌)优异、且液浸曝光工艺中的图案形状的参差不齐得到改善。本专利技术如下。[1] 一种液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物，其特征在于，是含有(A)树脂成 分、(B)放射线敏感性产酸剂和(C)溶剂的放射线敏感性树脂组合物，所述(A)树脂成分在 将该(A)树脂成分整体设定为100质量％时，含有超过50质量％的含酸离解性基团树脂 (Al)，所述含酸离解性基团树脂(Al)包含在侧链具有氟原子和酸离解性基团的重复单元 (al)。[2]如[1]所述的液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物，其中，所述含酸离解性基 团树脂(Al)含有下述通式(1)表示的重复单元作为所述重复单元(al)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物，其特征在于，是含有（Ａ）树脂成分、（Ｂ）放射线敏感性产酸剂和（Ｃ）溶剂的放射线敏感性树脂组合物，所述（Ａ）树脂成分在将该（Ａ）树脂成分整体设定为１００质量％时含有超过５０质量％的含酸离解性基团树脂（Ａ１），所述含酸离解性基团树脂（Ａ１）包含在侧链具有氟原子和酸离解性基团的重复单元（ａ１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-5-19 2008-131255;JP 2009-3-25 2009-0750391.一种液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物，其特征在于，是含有(A)树脂成分、(B) 放射线敏感性产酸剂和(C)溶剂的放射线敏感性树脂组合物，所述(A)树脂成分在将该(A) 树脂成分整体设定为100质量％时含有超过50质量％的含酸离解性基团树脂(Al)，所述含 酸离解性基团树脂(Al)包含在侧链具有氟原子和酸离解性基团的重复单元(al)。2.如权利要求1所述的液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物，其中，所述含酸离解性 基团树脂(Al)含有下述通式(1)表示的重复单元作为所述重复单元(al)，3.如权利要求2所述的液浸曝光用放射线敏感性树脂组合物，其中，所述含酸离解性 基团树...

【专利技术属性】
技术研发人员：松村信司，征矢野晃雅，浅野裕介，成冈岳彦，榊原宏和，志水诚，西村幸生，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]