抗蚀剂图案涂布剂和使用其的抗蚀剂图案形成方法

文档序号:7099963
专利名称:抗蚀剂图案涂布剂和使用其的抗蚀剂图案形成方法
技术领域
本发明涉及抗蚀剂图案涂布剂和使用其的抗蚀剂图案形成方法,更具体地,涉及能够抑制图案形成时的LWR(线宽波动)、顶部损失(抗蚀剂图案的膜减少)的抗蚀剂图案涂布剂和能够简便且高效地形成更微细的抗蚀剂图案的抗蚀剂图案形成方法。
背景技术
在以集成电路元件的制造为代表的微细加工的领域中,为了获得更高的集成度, 最近能够进行0. 10 μ m以下的水平上的微细加工的平版印刷技术成为必需。对于现有的平版印刷工艺,一般使用i射线等近紫外线作为放射线,但对于该近紫外线,据说亚微米数量级水平的微细加工极其困难。因此,为了使0. 10 μ m以下的水平的微细加工成为可能,研究了波长更短的放射线的利用。作为这样的短波长的放射线,可以列举例如汞灯的明线光谱、 以受激准分子激光为代表的远紫外线、X射线、电子束等。这些中,特别是KrF受激准分子激光(波长M8nm)、ArF受激准分子激光(波长193nm)受到关注。
作为与采用这样的受激准分子激光的照射相适合的抗蚀剂,提出了多种利用具有酸解离性官能团的成分、通过放射线的照射(以下称为“曝光”)而产生酸的成分(以下称为“酸发生剂”)所产生的化学放大效果的抗蚀剂(以下称为“化学放大型抗蚀剂”)。作为化学放大型抗蚀剂,提出了例如含有具有羧酸的叔丁酯基或酚的叔丁基碳酸酯基的树脂和酸发生剂的抗蚀剂(例如,参照专利文献1)。该抗蚀剂利用了如下的现象由曝光产生的酸的作用,在树脂中存在的叔丁酯基或叔丁基碳酸酯基解离,该树脂成为具有包括羧基或酚性羟基的酸性基团,其结果,抗蚀剂膜的曝光区域变为在碱显影液中具有易溶性。
这样的平版印刷工艺中,今后要求更微细的图案形成(例如,线宽为45nm左右的微细的抗蚀剂图案)。为了实现这样的更微细的图案形成,如前所述考虑了曝光装置的光源波长的短波长化、使透镜的开口数(NA)增大。但是,对于光源波长的短波长化,必需新的高价的曝光装置。此外,对于透镜的高NA化,由于析像度和焦点深度存在相互制衡的关系,因此存在即使提高析像度,焦点深度也下降的问题。
近年,作为能够解决这样的问题的平版印刷技术,公开了液浸曝光(liquid immersion lithography)法的方法(例如参照专利文献幻。该方法是在曝光时使透镜与基板上的抗蚀剂膜之间的至少抗蚀剂膜上存在规定厚度的纯水或氟系惰性液体等液体高折射率介质(液浸曝光用液体)的方法。根据该方法,与以往用折射率(η)更大的液体,例如纯水等将空气、氮等惰性气体的曝光光路空间置换相比,即使使用相同的曝光波长的光源, 与使用了更短波长的光源的情形、使用了高NA透镜的情形同样地,实现高析像清晰性的同时也无焦点深度的降低。即,根据该方法,使用现存的装置中安装的透镜,也能够以低成本实现析像清晰性更优异并且焦点深度也优异的抗蚀剂图案的形成,非常受关注,实用化在不断发展。
但是,前述的曝光技术的进步据说也是至多45nmhp为极限,正在进行面向需要更微细的加工的32nmhp代的技术开发。近年来,伴随者这样的器件的复杂化、高密度化要求,提出了双重图案化或双重曝光这样的、通过稀疏线图案或孤立沟槽图案的半周期错开的重合,将32nmLS图案化的技术(例如参照非专利文献1)。
非专利文献1中公开了形成1 3间距的32nm线后,通过蚀刻进行加工,进而在与第一层的抗蚀剂图案半周期错开的位置,同样地形成1 3的间距的32nm线,通过蚀刻进行再次加工,最终形成1 1的间距的32nm线。
现有技术文献 专利文献 专利文献1 日本特开平5-232704号公报 专利文献2 日本特开平10-303114号公报 非专利文献 非专利文献1 :SPIE2006 第 6153 卷 61531K

发明内容
但是,现实情况是虽然有上述这样的几个方法的提案,但尚不存在对于更具体且实用的方法、材料等的提案。
本发明鉴于这样的现有技术具有的问题而进行,其课题在于提供能够抑制抗蚀剂图案形成时的LWR、顶部损失的抗蚀剂图案涂布剂。此外,其课题在于提供能够简便且高效地形成更微细的抗蚀剂图案的抗蚀剂图案形成方法。
本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过抗蚀剂图案涂布剂含有规定的溶剂,能够实现上述课题,从而完成了本发明。此外,通过包括使使用第一放射线敏感性树脂组合物形成的第一抗蚀剂图案成为不溶化抗蚀剂图案的工序,能够实现上述课题,从而完成了本发明。
即,根据本发明,提供以下所示的抗蚀剂图案涂布剂和使用其的抗蚀剂图案形成方法。
[1]抗蚀剂图案涂布剂,在包括以下工序(1)、工序( 和工序(3)的抗蚀剂图案形成方法的所述工序O)中使用,含有具有羟基的树脂和溶剂,所述溶剂包含30质量%以上的通式(1) :R-0H(上述通式(1)中,R表示碳原子数3 10的支链状的烷基)所示的醇, 工序(1)使用第一放射线敏感性树脂组合物,在基板上形成第一抗蚀剂图案;工序O)用抗蚀剂图案涂布剂对上述第一抗蚀剂图案进行处理;工序(3)使用第二放射线敏感性树脂组合物,在用上述抗蚀剂图案涂布剂处理过的基板上形成第二抗蚀剂图案。
[2]上述[1]所述的抗蚀剂图案涂布剂,其中,上述具有羟基的树脂是将包含下述通式( 所示单体的单体成分聚合而得到的。

权利要求
1.一种抗蚀剂图案涂布剂,在包括以下工序(1)、工序( 和工序(3)的抗蚀剂图案形成方法的所述工序O)中使用,含有具有羟基的树脂、和包含30质量%以上的通式(1) R-OH所示醇的溶剂,所述通式(1)中,R表示碳原子数3 10的支链状的烷基,工序(1)使用第一放射线敏感性树脂组合物,在基板上形成第一抗蚀剂图案, 工序O)用抗蚀剂图案涂布剂对所述第一抗蚀剂图案进行处理, 工序(3)使用第二放射线敏感性树脂组合物,在用所述抗蚀剂图案涂布剂处理过的基板上形成第二抗蚀剂图案。
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂图案涂布剂,其中,所述具有羟基的树脂是将包含下述通式( 所示单体的单体成分聚合而得到的,
所述通式O)中,R1相互独立地表示氢原子或甲基,R2表示单键或者直链状、支链状或环状的2价烃基,m表示1或2。
3.根据权利要求1或2所述的抗蚀剂图案涂布剂,其中,所述具有羟基的树脂是将包含羟基-N-丙烯酰苯胺和羟基-N-甲基丙烯酰苯胺中的至少一个的单体成分聚合而得到的。
4.一种抗蚀剂图案形成方法,包括以下工序(1)、工序( 和工序(3),工序(1)使用第一放射线敏感性树脂组合物,在基板上形成第一抗蚀剂图案, 工序O)用权利要求1 3中任一项所述的抗蚀剂图案涂布剂对所述第一抗蚀剂图案进行处理,工序(3)使用所述第二放射线敏感性树脂组合物,在用所述抗蚀剂图案涂布剂处理过的基板上形成第二抗蚀剂图案。
全文摘要
本发明涉及抗蚀剂图案涂布剂,其在包括使用第一放射线敏感性树脂组合物,在基板上形成第一抗蚀剂图案的工序(1)、用抗蚀剂图案涂布剂对上述第一抗蚀剂图案进行处理的工序(2)和使用第二放射线敏感性树脂组合物,在用抗蚀剂图案涂布剂处理过的基板上形成第二抗蚀剂图案的工序(3)的抗蚀剂图案形成方法的工序(2)中使用,含有具有羟基的树脂、和包含30质量%以上的碳原子数3~10的支链烷基醇的溶剂。
文档编号H01L21/027GK102187282SQ20098014160
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者矢田勇二, 庵野祐亮, 柿泽友洋, 堀雅史, 三田伦广, 若松刚史 申请人:Jsr株式会社
再多了解一些
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