專利名稱：放射線敏感性樹脂組合物及抗蝕劑圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于IC等半導(dǎo)體制造工序、液晶、熱能頭等的電路基板的制造、 其它光刻工序的放射線敏感性樹脂組合物及抗蝕劑圖案形成方法。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉 及一種適用于將波長220nm以下的遠(yuǎn)紫外線等曝光光源、例如ArF準(zhǔn)分子激光或電子束等 作為光源的光刻工序的放射線敏感性樹脂組合物及抗蝕劑圖案形成方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)增幅型放射線敏感性樹脂組合物為如下所述的組合物，即，通過照射以KrF 準(zhǔn)分子激光或ArF準(zhǔn)分子激光為代表的遠(yuǎn)紫外光等放射線使曝光部生成酸，通過將該酸作 為催化劑的反應(yīng)，使曝光部和未曝光部在顯影液中的溶解速度發(fā)生變化，在基板上形成抗 蝕劑圖案。在將KrF準(zhǔn)分子激光用作光源的情況下，通過使用在MSnm區(qū)域的吸收小、將以聚 羥基苯乙烯(以下，也稱為“PHS”。)為基本骨架的樹脂作為主要成分的化學(xué)增幅型放射線 敏感性樹脂組合物，可以實現(xiàn)高靈敏度、高析像度、且良好的圖案形成。另一方面，面向更精細(xì)加工，作為更短波長的光源，例如可以使用ArF準(zhǔn)分子激光 (波長193nm)。由于所述具有芳香族基團(tuán)的PHS之類的化合物在位于ArF準(zhǔn)分子激光波長 的193nm區(qū)域顯示出大的吸收，因此，存在在使用ArF準(zhǔn)分子激光作為光源的情況下不能很 好地使用的問題。因此，含有在193nm區(qū)域不具有大的吸收的具有脂環(huán)式烴骨架的樹脂的 放射線敏感性樹脂組合物可以用作使用ArF準(zhǔn)分子激光的光刻材料。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，通過使所述具有脂環(huán)式烴骨架的樹脂中包含例如具有內(nèi)酯骨架的重復(fù) 單元，可提高作為抗蝕劑的性能，具體而言，析像性能飛躍性地提高(例如，參照專利文獻(xiàn) 1 ⑶。例如，在專利文獻(xiàn)1及2中記載有使用含有具有甲瓦龍酸內(nèi)酯骨架、Y-丁內(nèi)酯骨 架的重復(fù)單元的樹脂的放射線敏感性樹脂組合物。另外，在專利文獻(xiàn)3 13中記載有使用含有具有脂環(huán)式內(nèi)酯骨架的重復(fù)單元的樹 脂的放射線敏感性樹脂組合物。專利文獻(xiàn)1 日本特開平9-73173號公報專利文獻(xiàn)2 美國專利第6388101號說明書專利文獻(xiàn)3 日本特開2000-159758號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開2001-109154號公報專利文獻(xiàn)5 日本特開2004-101642號公報專利文獻(xiàn)6 日本特開2003-113174號公報專利文獻(xiàn)7 日本特開2003-147023號公報專利文獻(xiàn)8 日本特開2002-308866號公報專利文獻(xiàn)9 日本特開2002-371114號公報專利文獻(xiàn)10 日本特開2003-641 號公報
專利文獻(xiàn)11 日本特開2003-270787號公報專利文獻(xiàn)12 日本特開2000-26446號公報專利文獻(xiàn)13 日本特開2000-122^4號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，為了對應(yīng)線寬90nm以下的更精細(xì)化，所述專利文獻(xiàn)所示的那樣的僅單純使 析像性能提高的放射線敏感性樹脂組合物難以滿足現(xiàn)在的抗蝕劑所要求的多種性能。今后，由于更精細(xì)化的發(fā)展，要求開發(fā)如下所述的材料，S卩，不僅析像性能提高， 而且還適用于目前可實用化的液浸曝光工序，其性能滿足例如線寬粗糙度(Line Width Roughness,以下也稱為“LWR”。)低、減少斑點(diǎn)(寸口 ”寸)等顯影缺陷的產(chǎn)生、曝光后烘 烤(Post Exposure Bake，以下也稱為“PEB”。)溫度依賴性低、圖案抗坍塌性等多種要求。 特別是要求開發(fā)一種在液浸曝光工序中可以抑制作為源自液浸曝光的缺陷的水紋缺陷、氣 泡(K )缺陷的產(chǎn)生的材料。需要說明的是，這些源自液浸曝光的缺陷可以通過使其形成如下所述的抗蝕劑膜 來解決，即，利用含有通過酸的作用成為可溶于堿且不含氟原子的第一樹脂、和包含由特定 的通式表示的重復(fù)單元及含氟原子的重復(fù)單元的第二樹脂的放射線敏感性樹脂組合物形 成防水性高的表面的抗蝕劑膜。但是，對添加所述含有包含氟原子的重復(fù)單元的第二樹脂而言，存在抗蝕劑性能、 例如LWR、顯影缺陷、圖案抗坍塌性等劣化、損害放射線敏感性樹脂組合物原本具有的抗蝕 劑性能的課題。本發(fā)明是鑒于所述實際情況而完成的，其目的在于，提供一種得到的圖案形狀良 好、靈敏度、析像度、LWR、顯影缺陷、圖案抗坍塌性等抗蝕劑基本性能優(yōu)異、且在液浸曝光時 顯現(xiàn)出可以抑制水紋缺陷及氣泡缺陷的充分的抗蝕劑膜表面防水性的放射線敏感性樹脂 組合物及使用該樹脂組合物的抗蝕劑圖案形成方法。本發(fā)明人等為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的課題而進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 通過添加內(nèi)酯化合物可以解決所述課題，從而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的內(nèi)容如下所述。[1] 一種放射線敏感性樹脂組合物，其特征在于，含有樹脂(A)、放射線敏感性產(chǎn) 酸劑(B)、含氟樹脂(C)和內(nèi)酯化合物(D)，在將所述樹脂(A)設(shè)定為100質(zhì)量份的情況下， 所述內(nèi)酯化合物(D)的含量為31 200質(zhì)量份，其中，所述樹脂(A)包含通過酸的作用成 為可溶于堿的重復(fù)單元且不包含含有氟原子的重復(fù)單元，所述含氟樹脂(C)包含通過酸的 作用成為可溶于堿的重復(fù)單元及含有氟原子的重復(fù)單元。[2]上述[1]所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，在將所述樹脂(A)設(shè)定為 100質(zhì)量份的情況下，所述含氟樹脂(C)的含量為0. 1 20質(zhì)量份。[3]如上述[1]或[2]所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述含氟樹脂(C) 包含下述通式(8)表示的重復(fù)單元及下述通式(9)表示的重復(fù)單元中的至少一個。
權(quán)利要求
1.一種放射線敏感性樹脂組合物，其特征在于，含有樹脂(A)、放射線敏感性產(chǎn)酸劑 (B)、含氟樹脂(C)和內(nèi)酯化合物(D)，在將所述樹脂(A)設(shè)定為100質(zhì)量份的情況下，所述 內(nèi)酯化合物(D)的含量為31 200質(zhì)量份，其中，所述樹脂(A)包含通過酸的作用成為可 溶于堿的重復(fù)單元且不包含含有氟原子的重復(fù)單元，所述含氟樹脂(C)包含通過酸的作用 成為可溶于堿的重復(fù)單元及含有氟原子的重復(fù)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，在將所述樹脂(A)設(shè)定為100 質(zhì)量份的情況下，所述含氟樹脂(C)的含量為0. 1 20質(zhì)量份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述含氟樹脂(C)包含下 述通式(8)表示的重復(fù)單元及下述通式(9)表示的重復(fù)單元中的至少一個，
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述含氟樹脂 (C)包含下述式(1c-1)表示的重復(fù)單元，
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述樹脂(A)進(jìn) 一步包含含有內(nèi)酯骨架的重復(fù)單元。
6.一種放射線敏感性樹脂組合物，其特征在于，含有樹脂(P)、樹脂⑴)、放射線敏感性 產(chǎn)酸劑(B)和內(nèi)酯化合物(D)，在將所述樹脂(P)設(shè)定為100質(zhì)量份的情況下，所述內(nèi)酯化 合物(D)的含量為31 200質(zhì)量份，其中，所述樹脂(P)包含通過酸的作用成為可溶于堿 的重復(fù)單元且氟含量低于3at0m%，所述樹脂(Q)包含含有氟原子的重復(fù)單元且氟含量為 3atom% 以上。
7.如權(quán)利要求6所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，在將所述樹脂(P)設(shè)定為100 質(zhì)量份的情況下，所述樹脂(Q)的含量為0. 1 20質(zhì)量份。
8.如權(quán)利要求6或7所述的放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述樹脂(P)進(jìn)一步包含 含有內(nèi)酯骨架的重復(fù)單元。
9.一種抗蝕劑圖案形成方法，其特征在于，具備以下工序(1) (3)工序(1)使用權(quán)利要求1 8中任一項所述的放射線敏感性樹脂組合物，在基板上形 成光致抗蝕劑膜；工序2)將所述光致抗蝕劑膜進(jìn)行液浸曝光；工序(3)將經(jīng)液浸曝光的光致抗蝕劑膜顯影，形成抗蝕劑圖案。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供一種放射線敏感性樹脂組合物及使用有該樹脂組合物的抗蝕劑圖案形成方法，其中，所述放射線敏感性樹脂組合物得到的圖案形狀良好，靈敏度、析像度、LWR、顯影缺陷、圖案抗坍塌性等抗蝕劑基本性能優(yōu)異，且在液浸曝光時顯現(xiàn)出可以抑制水紋缺陷及氣泡缺陷的充分的抗蝕劑膜表面的防水性。本發(fā)明的樹脂組合物含有包含通過酸的作用成為可溶于堿的重復(fù)單元且不包含含有氟原子的重復(fù)單元的樹脂(A)、放射線敏感性產(chǎn)酸劑(B)、包含通過酸的作用成為可溶于堿的重復(fù)單元及含有氟原子的重復(fù)單元的含氟樹脂(C)、內(nèi)酯化合物(D)，在將樹脂(A)設(shè)定為100質(zhì)量份的情況下，內(nèi)酯化合物(D)的含量為31～200質(zhì)量份。
文檔編號G03F7/38GK102150083SQ20098013570
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者中川大樹, 松田恭彥, 濱友香里, 笠原一樹, 藤澤友久, 西村幸生 申請人:Jsr株式會社