正型抗蚀剂组合物和使用该组合物的抗蚀剂膜、涂有抗蚀剂的掩模坯、抗蚀剂图案形成方 ...的制作方法
【专利摘要】一种正型抗蚀剂组合物，其含有：(A)聚合物化合物，所述聚合物化合物具有其中酚羟基的氢原子被由下式(I)表示的酸不稳定基团代替的结构，其中R表示单价有机基团；A表示具有多环烃环结构的基团或具有多环杂环结构的基团；并且*表示与所述酚羟基的氧原子的结合位置。
【专利说明】正型抗蚀剂组合物和使用该组合物的抗蚀剂膜、涂有抗蚀剂的掩模坯、抗蚀剂图案形成方法和光掩模
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种正型抗蚀剂组合物，所述正型抗蚀剂组合物适合于在超微光刻法如VLSI或高容量微芯片的制造中以及在其他光加工方法中使用，并且能够通过使用电子束(EB)、极紫外线(EUV)等形成高清晰图案，以及各自使用所述组合物的抗蚀剂膜、涂有抗蚀剂的掩模坯、抗蚀剂图案形成方法和光掩模。更具体地，本发明涉及一种用于在使用具有特定下层膜的基板的工艺中使用的正型抗蚀剂组合物，以及各自使用所述组合物的抗蚀剂膜、涂有抗蚀剂的掩模坯、抗蚀剂图案形成方法和光掩模。本发明的正型抗蚀剂组合物还可以适宜地应用于纳米压印模型结构体及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在使用抗蚀剂组合物的微加工中，随着集成电路的集成度上的增加，需要形成超精细图案。为满足该需要，曝光波长趋向于变得更短，如从g线至i线，或进一步变为准分子激光，并且，例如，目前正在进行使用电子束的平版印刷技术的开发。随着所形成的图案变得更精细，抗蚀剂膜的薄膜形成技术也在进步，以防止图案塌落的问题。关于在用于形成厚度为0.2至1.Ομπι膜厚的传统抗蚀剂膜的抗蚀剂组合物中使用的树脂，在JP-A-2000-239538 (如本文所使用的术语〃JP_A〃意指"未审查公布的日本专利申请")、JP-A-2006-146242和国际公布号05/023880中描述了具有缩醛结构的树脂，其中将酚羟基的氢原子代替，例如，由含有特定环结构的酸不稳定基团代替。
[0003]为了形成超细图案，需要由抗蚀剂形成薄膜，但这招致耐干蚀性的劣化。同样，在电子束平版印刷中，抗蚀剂膜中电子散射(向前散射)的效果最近通过增加电子束(EB)的加速电压而降低。然而，在这种情况下，抗蚀剂膜的电子能量俘获比降低，导致灵敏度上的下降，并且抗蚀剂基板中反射的电子的散射(反向散射)效果增加。尤其，在形成具有大曝光面积的分离图案的情况下，反向散射的效果大，并且孤立图案的分辨率受损。
[0004]特别是，在光掩模坯上图案化用于半导体曝光的情况下，在抗蚀剂下方存在含有重原子的遮光膜，并且可归因于重原子的反向散射的效果更加严重。因此，尤其是在光掩模坯上形成孤立的图案的情况下，分辨率非常可能降低。
[0005]作为解决这些问题的方法之一，对具有多环芳族骨架如萘的树脂的使用进行了研究(参见，例如，JP-A-2008-95009和JP-A-2009-86354)，但关于孤立的图案的分辨率的问题没有解决。在JP-A-2005-99558中，作为提高孤立的图案的分辨率的方法之一，使用了含有用于调节溶解性的基团的树脂，但孤立的图案的分辨率尚未达到令人满意的水平。
[0006]同样，使用抗蚀剂组合物的微加工不仅直接用于制备集成电路，而且近年来也用于通常所说的压印模型结构的制造等(参见，例如，JP-A-2008-162101和YoshihikoHirai (编辑)，Nanoimprint no Kiso to Gijutsu Kaihatsu Oyo Tenka1-Nanoimprint noKiban Gijutsu to Saishin no Gijutsu Tenkai (纳米压印技术和应用的基础和发展-纳米压印的基础技术和前沿技术的发展)，Frontier Shuppan(2006年6月出版))。因此，同时满足高灵敏度、高分辨性(例如，高分辨率、出色的图案轮廓和小的线边缘粗糙度(LER))和好的耐干蚀性全部要求成为了重要任务，并且这个问题需要被解决。
【发明内容】
[0007]本发明的目标是提供一种正型抗蚀剂组合物，所述正型抗蚀剂组合物能够形成同时全部满足高灵敏度、高分辨性(例如，高分辨率、出色的图案轮廓和小的线边缘粗糙度(LER))和好的耐干蚀性的图案，以及各自使用所述组合物的抗蚀剂膜、涂有抗蚀剂的掩模坯、抗蚀剂图案形成方法和光掩模。
[0008]尤其是，本发明的目标是提供一种正型抗蚀剂组合物，所述正型抗蚀剂组合物能够在通过使用电子束或极紫外线的曝光的细图案形成中，形成同时全部满足高灵敏度、高分辨性(例如，高分辨率、出色的图案轮廓和小的线边缘粗糙度(LER))和好的耐干蚀性的图案，以及各自使用所述组合物的抗蚀剂膜、涂有抗蚀剂的掩模坯、抗蚀剂图案形成方法和光掩模。
[0009]作为深入研究的结果，本发明的发明人发现上述目标可以通过使用具有特定结构的聚合物化合物的正型抗蚀剂组合物实现。
[0010]即，本发明如下。
[0011][I] 一种正型抗蚀剂组合物，所述正型 抗蚀剂组合物包括:
[0012](A)聚合物化合物，所述聚合物化合物具有其中酚羟基的氢原子被由下式(I)表
示的酸不稳定基团代替的结 构:
[0013]
【权利要求】
1.一种正型抗蚀剂组合物，所述正型抗蚀剂组合物包含: (A)聚合物化合物，所述聚合物化合物具有其中酚羟基的氢原子被由下式(I)表示的酸不稳定基团代替的结构:
2.根据权利要求1所述的正型抗蚀剂组合物， 其中式(I)中由A表示的基团具有由下式(III)表示的结构作为所述多环烃环结构或多环杂环结构:
3.根据权利要求1所述的正型抗蚀剂组合物， 其中所述聚合物化合物(A)含有由下式(II)表示的重复单元:
4.根据权利要求3所述的正型抗蚀剂组合物， 其中式(II)中由A表示的基团具有由下式(III)表示的结构作为所述多环烃环结构或多环杂环结构:
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的正型抗蚀剂组合物， 其中所述聚合物化合物(A)还含有由下式(VII)表示的重复单元:
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的正型抗蚀剂组合物， 其中所述聚合物化合物(A)的多分散性为1.0至1.2。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的正型抗蚀剂组合物，所述正型抗蚀剂组合物用于电子束或极紫外曝光。
8.一种抗蚀剂膜，所述抗蚀剂膜由根据权利要求1至7中的任一项所述的正型抗蚀剂组合物形成。
9.一种涂有抗蚀剂的 掩模坯，所述涂有抗蚀剂的掩模坯涂有根据权利要求8所述的抗蚀剂膜。
10.一种抗蚀剂图案形成方法，所述方法包括: 曝光根据权利要求8所述的抗蚀剂膜，以形成曝光的膜；并且 显影所述曝光的膜。
11.一种抗蚀剂图案形成方法，所述方法包括: 曝光根据权利要求9所述的涂有抗蚀剂的掩模坯，以形成曝光的涂有抗蚀剂的掩模还；和 显影所述曝光的涂有抗蚀剂的掩模坯。
12.根据权利要求10或11所述的抗蚀剂图案形成方法， 其中所述曝光使用电子束或极紫外线进行。
13.一种光掩模，所述光掩模通过曝光和显影根据权利要求9所述的涂有抗蚀剂的掩模坯获得。
【文档编号】G03F7/039GK103534648SQ201280022975
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年5月11日 优先权日:2011年5月12日
【发明者】土村智孝, 稻崎毅 申请人:富士胶片株式会社