图案形成方法、多层抗蚀剂图案、有机溶剂显影用多层膜、抗蚀剂组合物、用于制造电子器件的方法以及电子器件技术

所提供的是一种图案形成方法，所述方法包括：(i)通过使用第一树脂组合物(I)在基板上形成第一膜的步骤；(ii)通过使用与所述树脂组合物(I)不同的第二树脂组合物(II)在所述第一膜上形成第二膜的步骤；(iii)将具有所述第一膜和所述第二膜的多层膜曝光的步骤；和(iv)通过使用含有有机溶剂的显影液将经曝光的多层膜中的所述第一膜和所述第二膜显影以形成负型图案的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图案形成方法、多层抗蚀剂图案、有机溶剂显影用多层膜、抗蚀剂组合物、用于制造电子器件的方法以及电子器件
本专利技术涉及一种图案形成方法，所述图案形成方法适合用于制造半导体如IC或制造液晶装置或电路板如热头并且进一步用于其他光加工方法中的光刻的方法，涉及多层抗蚀剂图案，有机溶剂显影用多层膜，适合用于所述图案形成方法的抗蚀剂组合物，电子器件的制造方法，以及电子器件。特别是，本专利技术涉及适合用于通过ArF或KrF曝光装置曝光的图案形成方法、多层抗蚀剂图案、有机溶剂显影用多层膜、电子器件的制造方法，以及电子器件。
技术介绍
自从用于KrF准分子激光(248nm)的抗蚀剂出现以来，被称为化学增幅的图像形成方法就被用作用于抗蚀剂的图像形成方法以便补偿由光吸收导致的灵敏度降低。例如，通过阳图型化学增幅的图像形成方法是这样的图像形成方法：当暴露至准分子激光、电子束、极紫外线等时分解曝光区域中的酸生成剂以产生酸，在曝光之后的烘烤(PEB：曝光后烘烤)中通过使用所产生的酸作为反应催化剂而将碱不溶性基团转化为碱溶性基团，并且通过碱显影移除曝光区域。对于在上面的方法中使用的碱显影液，提出了多种碱显影液，但使用2.38质量％TMAH(氢氧化四甲铵水溶液)的水性碱显影液用于一般目的。而且，作为上述抗蚀剂技术的应用，开发了微加工应用如应用至当注入离子(电荷注入)时采用的离子注入，其为逻辑器件制造的一个步骤等。在使用抗蚀剂组合物用于应用至离子注入的情况下，有时在进行图案化之前将抗蚀剂组合物涂布、曝光并在基板上显影(在下文中，称为阶梯基板)，并且需要阶梯基板上的微加工。在应用至离子注入中，包括用上述碱显影液显影的微加工的图案化中遇到的问题和所要解决的困难是基板上的浮渣的问题，其在显影之后归因于由抗蚀剂组合物形成的膜的差的脱模性而产生。为满足来自这种微加工技术的需求，不仅开发了目前占主导的正型抗蚀剂而且还开发了通过负型图像形成细微图案(参见，例如，JP-A-2010-40849(如本文所使用的术语″JP-A″意指″未审查日本专利申请″)、JP-A-2008-292975和JP-A-2010-217884)。这是因为，在半导体器件等的制造中，需要形成具有多种轮廓如线、沟和空穴的图案并且一些图案难以通过目前的正型抗蚀剂形成。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现，根据通过有机溶剂显影的负型图案形成方法，例如，归因于用上述碱显影液显影的微加工的图案化中基板上的浮渣的问题可以解决。然而，通过有机溶剂显影的负型图案形成方法面临图案易于具有底切轮廓(underprofile)的问题。而且，关于粗糙度性能如线宽粗糙度(linewidthroughness)(LWR)存在提高的空间。考虑到以上问题，本专利技术的目标是提供能够形成具有良好的线宽粗糙度(LWR)并且同时具有矩形轮廓的图案的图案形成方法，通过所述方法形成的多层抗蚀剂图案，适合用于图案形成方法的有机溶剂显影用多层膜，适合用于图案形成方法的抗蚀剂组合物，电子器件的制造方法，以及电子器件。作为为达到上述目标的深入研究的结果，本专利技术的专利技术人完成了本专利技术。换言之，本专利技术具有以下构造。[1]一种图案形成方法，所述方法包括：(i)通过使用第一树脂组合物(I)在基板上形成第一膜的步骤，(ii)通过使用与所述树脂组合物(I)不同的第二树脂组合物(II)在所述第一膜上形成第二膜的步骤，(iii)将具有所述第一膜和所述第二膜的多层膜曝光的步骤，和(iv)通过使用含有有机溶剂的显影液将经曝光的多层膜中的所述第一膜和所述第二膜显影以形成负型图案的步骤。[2]如[1]中所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂与所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂不同。[3]如[1]或[2]中所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合物(I)和所述第二树脂组合物(II)中的至少任一个所含的树脂含有具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元。[4]如[1]至[3]中的任一项中所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂的溶解度参数SP1和所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂的溶解度参数SP2具有下式(1)的关系，并且所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR1，并且所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR2，并且BR1和BR2具有下式(2)的关系：式(1)：-0.6(MPa)1/2＜SP1-SP2≤1(MPa)1/2式(2)BRI/BR2＞1。[5]如[1]至[3]中的任一项中所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂的溶解度参数SP1和所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂的溶解度参数SP2具有下式(3)的关系，并且所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR1，并且所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR2，并且BR1和BR2具有下式(4)的关系：式(3)：SP1-SP2＞1(MPa)1/2式(4)BR1/BR2＞0.2。[6]如[1]至[5]中的任一项中所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合物(I)和所述第二树脂组合物(II)中的至少任一个含有能够在用光化射线或辐射照射时产生酸的化合物。[7]如[6]中所述的图案形成方法，其中所述第二树脂组合物(II)含有能够在用光化射线或辐射照射时产生酸的化合物。[8]如[1]至[7]中的任一项中所述的图案形成方法，其中所述含有有机溶剂的显影液是含有选自由以下各项组成的组的至少一种类型的有机溶剂的显影液：酮系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂和醚系溶剂。[9]一种多层抗蚀剂图案，所述多层抗蚀剂图案通过如[1]至[8]中的任一项所述的图案形成方法形成。[10]一种有机溶剂显影用多层膜，所述有机溶剂显影用多层膜包括：第一膜，所述第一膜通过使用第一树脂组合物(I)形成在基板上，和第二膜，所述第二膜通过使用与所述树脂组合物(I)不同的第二树脂组合物(II)形成在所述第一膜上。[11]一种电子器件的制造方法，所述方法包括如[1]至[8]中的任一项所述的图案形成方法。[12]一种电子器件，所述电子器件通过如[11]中所述的电子器件的制造方法制造。本专利技术优选还包括所述以下构造。[13]如[1]至[8]中的任一项中所述的图案形成方法，所述方法还包括至少或者在所述曝光步骤(iii)之前或者在所述曝光步骤(iii)之后但是在所述显影步骤(iv)之前的加热步骤。[14]如[13]中所述的图案形成方法，其中所述第一膜在所述曝光步骤(iii)和所述加热步骤之后对所述显影液中含有的有机溶剂的溶解度小于所述第二膜在所述曝光步骤(iii)和所述加热步骤之后对所述有机溶剂的溶解度。[15]如[1]至[8]、[13]和[14]中的任一项中所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案形成方法，所述方法包括：(i)通过使用第一树脂组合物(I)在基板上形成第一膜的步骤，(ii)通过使用与所述树脂组合物(I)不同的第二树脂组合物(II)在所述第一膜上形成第二膜的步骤，(iii)将具有所述第一膜和所述第二膜的多层膜曝光的步骤，和(iv)通过使用含有有机溶剂的显影液将经曝光的多层膜中的所述第一膜和所述第二膜显影以形成负型图案的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 JP 2011-146861;2012.06.26 JP 2012-14301.一种图案形成方法，所述方法包括：(i)通过使用第一树脂组合物(I)在基板上形成第一膜的步骤，(ii)通过使用与所述树脂组合物(I)不同的第二树脂组合物(II)在所述第一膜上形成第二膜的步骤，(iii)将具有所述第一膜和所述第二膜的多层膜曝光的步骤，和(iv)通过使用含有有机溶剂的显影液将经曝光的多层膜中的所述第一膜和所述第二膜显影以形成负型图案的步骤，其中所述第一树脂组合物(I)和所述第二树脂组合物(II)中的至少任一个所含的树脂含有具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元，所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂的溶解度参数SP1和所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂的溶解度参数SP2具有下式(1)的关系，并且所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR1，并且所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR2，并且BR1和BR2具有下式(2)的关系：式(1)：-0.6(MPa)1/2<SP1-SP2≤1(MPa)1/2式(2)BR1/BR2>1；或者所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂的溶解度参数SP1和所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂的溶解度参数SP2具有下式(3)的关系，并且所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR1，并且所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂中的所述具有能够通过酸的作用分解以产生极性基团的基团的重复单元基于所述树脂中的全部重复单元的摩尔比为BR2，并且BR1和BR2具有下式(4)的关系：式(3)：SP1-SP2>1(MPa)1/2式(4)BR1/BR2>0.2。2.根据权利要求1所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合物(I)中含有的树脂与所述第二树脂组合物(II)中含有的树脂不同。3.根据权利要求1或2所述的图案形成方法，其中所述第一树脂组合物(I)和所述第二树脂组合物(II)中的至少任一个含有能够在用光化射线或辐射照射时产生酸的化合物。4.根据权利要求3所述的图案形成方法，其中所述第二树脂组合物(II)含有能够在用光化射线或辐射照射时产生酸的化合物。5.根据权利要求1或2所述的图案形成方法，其中所述含有有机溶剂的显影液是含有选自由以下各项组成的组的至少一种类型的有机溶剂的显影液：酮系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂和醚系溶剂。6.根据权利要求1或2所述的图案形成方法，所述方法还包括至少或者在所述曝光步骤(iii)之前或者在所述曝光步骤(iii)之后但是在所述显影步骤(iv)之前的加热步骤。7.根据权利要求6所述的图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤启太，白川三千纮，男谷唯纮，中村敦，高桥秀知，岩户薰，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：