图案形成方法及抗蚀剂组成物技术

本发明专利技术提供一种形成图案以确保优良的感光度、限制解析力、粗糙度特性、曝光宽容度(EL)、曝光后烘烤(PEB)温度依赖性以及聚焦宽容度(聚焦深度DOF)的方法以及一种用于所述方法的抗蚀剂组成物。所述方法包括(A)由包括含有重复单元的树脂的抗蚀剂组成物形成膜，其中所述重复单元含有在受酸作用时即分解藉此产生醇羟基的基团，所述树脂从而在受酸作用时降低其在含有有机溶剂的显影剂中的溶解度；(B)使所述膜曝光；以及(C)使用含有有机溶剂的显影剂使经曝光的膜显影。

【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图案形成方法以及抗蚀剂组成物。更特定言之，本专利技术涉及一种形成负像图案的方法，所述负像图案适用于IC或其类似物的半导体制造制程、制造用于液晶、感热头或其类似物的电路板以及其他感光加工中所采用的微影操作，而且有关于用于所述方法中的组成物。更特定言之，本专利技术涉及一种形成适用于使用采用波长为300纳米或更短的远紫外光作为光源的ArF曝光装置、ArF液体浸溃投影曝光装置或EUV曝光装置曝光的负像图案的方法，而且有关于用于所述方法中的组成物。在本专利技术中，术语“光化射线”以及“辐射”意谓例如汞灯明线光谱、准分子雷射所代表的远紫外线、近紫外线、X射线、电子束以及其类似物。在本专利技术中，术语“光”意谓光化射线或辐射。除非另外说明，否则本文所使用的表述“曝光”不仅意谓使用汞灯、远紫外线、X射线、EUV光等进行的光照射，而且意谓使用粒子束(诸如电子束以及离子束)进行的微影。
技术介绍
自从出现用于KrF准分子雷射(248纳米)的抗蚀剂后，采用利用化学放大以便补偿光吸收所致的任何感光度降低的图案形成方法已成为普遍惯例。例如，在正型化学放大法中，首先，藉由光照射分解曝光区域中所含的光酸产生剂，藉此产生酸。接着，在例如曝光后的烘烤(曝光后烘烤PEB)的阶段中，所产生的酸发挥催化作用，以使感光性组成物中所含的碱不溶性基团转化为碱溶性基团。此后，使用例如碱溶液来进行显影。从而，移除曝光区域以获得所要图案。为在上述方法中使用，已提出各种碱性显影剂。例如，一般使用含有2. 38质量％的TMAH的碱性显影剂水溶液(氢氧化四甲基铵的水溶液)。缩短曝光光源的波长以及实现投影仪透镜的高数值孔径(高NA)已取得进展，以便应对半导体元件的小型化。迄今，已研发出使用193纳米波长的ArF准分子雷射作为光源的曝光单元。此外，已提出在投影仪透镜与样品之间的空间中填充高折射率液体(下文亦称为“浸溃液”)的方法，亦即液体浸溃法，作为增强解析力的技术。此外，已提出使用具有更短波长(13. 5纳米)的紫外线进行曝光的EUV微影。然而，在当前情形下，极难发现形成实现全面优良效能的图案所需的抗蚀剂组成物、显影剂、冲洗液等的适当组合。详言之，为降低抗蚀剂的解析线宽度，需要增强线图案粗糙度表现以及增强图案尺寸平面内均一性。在此当前情形下，近年来已提出各种调配物作为正型抗蚀剂组成物(参看例如专利参考文献I至4)。此外，用于藉由碱性显影形成图案的负型抗蚀剂组成物的研发正在取得进展(参看例如专利参考文献5至8)。这些反映如下情形在半导体元件以及其类似物的制造中，虽然需要形成具有各种组态的图案(诸如线、沟槽以及孔)，但存在难以使用当前正型抗蚀剂形成的图案。近年来，亦在采用使用负型显影剂(亦即含有有机溶剂的显影剂)的图案形成方法(参看例如专利参考文献9至11)。例如，专利参考文献11揭示一种图案形成方法，其包括以下操作将正型抗蚀剂组成物涂覆至基板上，其中所述正型抗蚀剂组成物在曝露于光化射线或辐射时，增加其在正型显影剂中的溶解度且降低其在负型显影剂中的溶解度；将涂覆的抗蚀剂组成物曝光；以及使用负型显影剂使经曝光的抗蚀剂组成物显影。此方法实现了稳定形成高精度精细图案。然而，在使用含有有机溶剂的显影剂进行显影时，仍需要进一步增强感光度、限制解析力、粗糙度特性、曝光宽容度(EL)、曝光后烘烤(PEB)温度依赖性以及聚焦宽容度(聚焦深度D0F)。现有技术参考文献专利参考文献专利参考文献I :日本专利申请公开案第(下文中称为JP-A-) 2008-203639 号；专利参考文献2 JP-A-2007-114613 ；专利参考文献3 JP-A-2006-131739 ；专利参考文献4 JP-A-2000-122295 ；专利参考文献5 JP-A-2006-317803 ；专利参考文献6 JP-A-2006-259582 ；专利参考文献7 JP-A-2006-195050 ；专利参考文献8 JP-A-2000-206694 ；专利参考文献9 JP-A-2008-281974 ；专利参考文献10 JP-A-2008-281975 ；以及专利参考文献11 JP-A-2008-292975。
技术实现思路
本专利技术的一个目标在于提供一种图案形成方法以及一种抗蚀剂组成物，从而确保优良的感光度、限制解析力、粗糙度特性、曝光宽容度(EL)、曝光后烘烤(PEB)温度依赖性以及聚焦宽容度(聚焦深度D0F)。本专利技术的一些态样如下。[I] 一种图案形成方法，包括㈧由包括含有重复单元的树脂的抗蚀剂组成物形成膜，其中所述重复单元含有在受酸作用时即分解以藉此产生醇羟基的基团，所述树脂在受酸作用时降低其在含有有机溶剂的显影剂中的溶解度；(B)将所述膜曝光；以及(C)使用含有有机溶剂的显影剂使经曝光的膜显影。[2]如[I]所述的图案形成方法，其中所述重复单元由至少一个由以下通式(I-I)至(1-10)构成的族群中选出的通式表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.26 JP 2010-043281;2010.06.23 JP 2010-143181.一种图案形成方法，其特征在于，包括 (A)由包括含有重复单元的树脂的抗蚀剂组成物形成膜，其中所述重复单元含有在受酸作用时即分解以藉此产生醇羟基的基团，所述树脂在受酸作用时降低其在含有有机溶剂的显影剂中的溶解度； (B)将所述膜曝光；以及 (C)使用含有所述有机溶剂的所述显影剂使经曝光的所述膜显影。2.根据权利要求I所述的图案形成方法，其中，所述重复单元由至少一个由以下通式(I-I)至(I-IO)构成的族群中选出的通式表示3.根据权利要求I或2所述的图案形成方法，其中，所述当受酸作用时即分解以藉此产生醇羟基的基团由至少一个由以下通式(II-I)至(II-9)构成的族群中选出的通式表示4.根据权利要求1-3任一项所述的图案形成方法，其中，所述重复单元为由以下通式(III)表示的任何重复单元5.根据权利要求4所述的图案形成方法，其中，R1表示非芳族烃基。6.根据权利要求5所述的图案形成方法，其中，R1表示脂环族烃基。7.根据权利要求3-6任一项所述的图案形成方法，其中，所述当受酸作用时即分解以藉此产生醇羟基的基团为具有通式(II-...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩户薰，片冈祥平，樽谷晋司，上村聪，加藤启太，榎本雄一郎，水谷一良，土桥彻，藤井佳奈，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：