图案形成方法以及各自使用所述图案形成方法的用于制备电子器件的方法和电子器件的制作方法
【专利摘要】本发明的图案形成方法包括(i)使用光化射线敏感或辐射敏感树脂组合物在基板上形成第一膜的步骤，所述光化射线敏感或辐射敏感树脂组合物包含能够通过酸的作用增大极性以降低在包含有机溶剂的显影液中的溶解性的树脂(A)；(ii)将所述第一膜曝光的步骤；(iii)使用包含有机溶剂的显影液将经曝光的第一膜显影以形成负型图案的步骤；和(iv)在第二基板上形成第二膜以覆盖所述负型图案的周围的步骤。
【专利说明】图案形成方法W及各自使用所述图案形成方法的用于制备 电子器件的方法和电子器件
[0001] 发明背景 1.发明领域
[0002] 本发明涉及一种图案形成方法，W及各自使用所述图案形成方法的用于制备电子 器件的方法和电子器件。更具体地，本发明涉及一种图案形成方法，W及各自使用所述图案 形成方法的用于制备电子器件的方法和电子器件，其每一个适合用于制备半导体如IC的 步骤，制备液晶和电路板如热头的步骤，W及此外，其他光加工方法的平版印刷步骤。特别 是，本发明涉及一种图案形成方法，W及各自使用所述图案形成方法的用于制备电子器件 的方法和电子器件，其每一个非常适合于通过ArF曝光装置曝光和使用在300皿W下的波 长的远紫外光作为光源的ArF液体浸溃型投影曝光装置。
[000引 2.相关技术说明
[0004] 目前，ArF液体浸溃平版印刷已经被用于形成有边缘的图案，但是通过使用NA 1. 35透镜的水浸溃平版印刷的最大NA可W达到的分辨率为40至38皿。因此，用于形成超 过30皿节点的图案，采用双图案化方法（参见Proc. SPIE Vol. 599化.557 (2005))，并且对 于该方法提出了很多工艺。
[0005] 作为双图案化，提出了间隔体法，并且其成为NAND闪存的制造中的主流（参见4th Liquid Immersion Symposium(2007)乐良告号：PR-01,标题：Implementation of immersion lithography to NAND/CMOS lithography to NAND/CMOS device manufacturing(从浸溃 平版印刷至NAND/CMOS平版印刷在NAND/CMOS器件制造中的应用））。
[0006] 通常，为了在核也材料周围通过化学气相沉积（CVD)方法形成氧化娃膜并使用该 氧化娃膜作为间隔体，间隔体的核也材料需要在CVD的过程中具有耐热性。因此，其中使用 包括多晶娃膜，氧化娃膜，氮化娃膜，氮化氧化娃膜，氮化铁膜，无定形碳膜等的硬掩模作为 间隔体的核也材料的技术（参见，例如，JP2006-32648A和JP2007-305970A)是主流。
[0007] 更具体地，在该技术中，如图2A的示意性截面图中所示，首先，在第一基板14上按 W下顺序形成作为第二基板的所要处理的基板13、硬掩模层12 W及抗蚀剂层，并且之后对 抗蚀剂层进行曝光并用碱显影液显影W形成抗蚀剂图案21。
[0008] 接下来，如图2B的示意性截面图中所示，使用抗蚀剂图案21作为掩模对硬掩模层 12进行蚀刻处理W形成硬掩模图案22作为核也材料。
[0009] 接下来，如图2C的示意性截面图中所示，通过化学气相沉积方法（CVD)在所要处 理的基板13上形成氧化娃膜15 W覆盖硬掩模层22周围，并且如图2D的示意性截面图中 所示，将氧化娃膜15的除了在硬掩模图案22的侧壁上的区域之外的区域移除W形成包括 多个间隔体25的图案。
[0010] 随后，如图2E的示意性截面图中所示，将作为核也材料的硬掩模图案22选择性地 移除，并且之后，如图2F的示意性截面图中所示，使用包括多个间隔体25的图案作为掩模 对所要处理的基板13进行蚀刻处理，W在第一基板14上形成所需图案24。
【发明内容】
[0011] 然而，在使用硬掩模图案的间隔体方法中，为了形成核也材料，需要在硬掩模层上 形成抗蚀剂层的步骤，对抗蚀剂层进行曝光和显影W形成抗蚀剂图案的步骤，W及使用抗 蚀剂图案作为掩模对硬掩模层进行刻蚀的步骤。因此，步骤的数目巨大并且产量低，并且因 此，加工成本高。
[0012] 考虑到W上情况，近年来，提出了用于简化工艺的方法，其中对用正型抗蚀剂组合 物形成的抗蚀剂膜进行曝光，并用碱显影液正型显影，从而形成抗蚀剂图案，并且使用抗蚀 剂图案自身作为核也材料，换言之，通过在抗蚀剂图案周围通过低温CVD方法直接形成氧 化娃膜（参见 JP2010-66597A 和 JP2010-96896A)。
[0013] 然而，本发明的发明人深入地研究，并且作为结果，他们发现，如图3A的示意性 截面图中所示，当抗蚀剂膜通过正型抗蚀剂组合物形成在所要处理的基板13上，并且对 该抗蚀剂膜进行曝光和正型显影，从而在所获得的抗蚀剂图案31周围直接形成氧化娃膜 35时，倾向于出现抗蚀剂图案31的底部31a凸出至外围侧的形状（通常所说的底脚形状 (fitting shape))，W及抗蚀剂图案31的顶部周围3化向内收缩的形状（通常所说的圆顶 形状（round-top shape))。因此，随后，本发明的发明人发现在抗蚀剂图案31的周围通过 例如CVD方法在IOOC形成氧化娃膜35,并且因此，通过移除抗蚀剂图案31的侧壁上的区 域之外的区域中存在的氧化娃膜35所形成的间隔体45具有如图3B的示意性截面图中所 示的倾斜形状。
[0014] 顺带提及，当将CVD方法中的温度设定至更高的温度（例如，20(TC )时，如图3C 中所示，由氧化娃膜的沉积过程中的热所致，抗蚀剂图案31容易改变为具有更明显的锥形 形状的抗蚀剂图案31'(具体地，具有形状向内收缩的周围3化'，特别是，在顶部），并且因 此，获得的间隔体45'具有更加倾斜的形状，如图3D的示意性截面图中所示。
[0015] 如上所述，在如上所述的相关领域中的方法中，难W形成具有高矩形性的间隔体， 并且有利于提高CVD中的制备稳定性（例如，氧化娃膜的膜稳定性）的高温条件（例如， 20(TC)导致如上所述的间隔体的矩形性上的降低。因此，难W在相关领域中采用该方法。
[0016] 换言之，在W上相关领域的方法中，归因于作为核也材料的抗蚀剂图案的耐热性 的问题，用于CVD的温度应当低（例如，IOOC W下），并且存在在低温用于氧化娃膜的成膜 稳定性降低，产量降低，或在一些情况下促进稳定性上的新投资的问题，其将导致加工成本 上的增加。
[0017] 考虑到上述问题作出本发明，并且因此，其目的是提供一种图案形成方法，W及各 自使用所述图案形成方法的用于制备电子器件的方法和电子器件，在其每一个中可W在通 过间隔体方法的平版印刷中形成具有高矩形性和粗趟度性能的间隔体，并且此外，即使在 对通过间隔体方法形成的作为核也材料的抗蚀剂图案进行高温处理的情况下（例如，对抗 蚀剂图案进行高温CVD方法的情况下），也难W获得变形的间隔体，并且作为结果，可W抑 制加工成本上的增加。
[0018] 本发明具有W下构造，从而解决了本发明的上述问题。
[0019] [1] 一种图案形成方法，所述图案形成方法包括：
[0020] (i)使用光化射线敏感或福射敏感树脂组合物在基板上形成第一膜的步骤，所述 光化射线敏感或福射敏感树脂组合物包含能够通过酸的作用增大极性W降低在包含有机 溶剂的显影液中的溶解性的树脂（A)，
[0021] (ii)将所述第一膜曝光的步骤，
[0022] (iii)使用包含有机溶剂的显影液将经曝光的第一膜显影W形成负型图案 (negative tone pattern)的步骤，和
[0023] (iv)在所述基板上形成第二膜W覆盖所述负型图案的周围的步骤。
[0024] 凹如山中所述的图案形成方法，其中所述树脂（A)包含由下列通式（AU表示 的重复单元。
[0025] [化学式1]
[0026]
【权利要求】
1. 一种图案形成方法，所述图案形成方法包括： (i) 使用光化射线敏感或辐射敏感树脂组合物在基板上形成第一膜，所述光化射线敏 感或辐射敏感树脂组合物包含能够通过酸的作用增大极性以降低在包含有机溶剂的显影 液中的溶解性的树脂（A)， (ii) 将所述第一膜曝光， (iii) 使用包含有机溶剂的显影液将经曝光的第一膜显影以形成负型图案，和 (iv) 在所述基板上形成第二膜以覆盖所述负型图案的周围。
2. 根据权利要求1所述的图案形成方法，其中所述树脂（A)包含由下列通式（AI)表示 的重复单元： 在通式（AI)中，
Xa:表不氧原子、烧基、氛基或齒素原子； T表示单键或二价连接基团； RXi至Rx3各自独立地表不烧基或环烧基；并且 RXi至Rx3中的任何两个成员可以彼此连接以形成环结构。
3. 根据权利要求2所述的图案形成方法，其中基于所述树脂（A)的所有重复单元，由通 式（AI)表示的重复单元的含量为40摩尔％以上。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的图案形成方法，其中在（iii)使用包含有 机溶剂的显影液将经曝光的第一膜显影以形成负型图案之后并且在（iv)在所述基板上形 成第二膜以覆盖所述负型图案的周围之前，所述图案形成方法还包括（v)加热所述负型图 案。
5. 根据权利要求4所述的图案形成方法，其中用于（v)加热所述负型图案的加热温度 为150°C以上。
6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的图案形成方法，其中在（iv)在所述基板上形 成第二膜以覆盖所述负型图案的周围中，所述第二膜通过化学气相沉积方法（CVD)形成。
7. 根据权利要求1至6中的任一项所述的图案形成方法，其中所述第二膜是氧化硅膜。
8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的图案形成方法，其中在（iv)在所述基板上形 成第二膜以覆盖所述负型图案的周围之后，所述图案形成方法还包括（vi)将所述负型图 案的侧壁上的区域之外的区域中存在的第二膜移除，以及（vii)选择性地移除所述负型图 案。
9. 一种用于制备电子器件的方法，所述方法包括根据权利要求1至8中的任一项所述 的图案形成方法。
10. -种电子器件，所述电子器件通过根据权利要求9所述的用于制备电子器件的方 法制造。
【文档编号】G03F7/32GK104350428SQ201380031179
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】杉山真一, 山中司, 上羽亮介, 百田淳 申请人:富士胶片株式会社