圖案形成方法、感光化射線性或感放射線性樹脂組成物及抗蝕劑膜的制作方法
【專利摘要】一種圖案形成方法，其含有(i)藉由感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成膜的步驟，所述樹脂組成物含有(P)具有(a)由特定式表示的重復(fù)單元的樹脂，以及(B)能夠在用光化射線或放射線照射后產(chǎn)生有機酸的化合物；(ii)使膜曝光的步驟，以及(iii)藉由使用含有機溶劑的顯影劑使膜顯影以形成負(fù)型圖案的步驟。
【專利說明】圖案形成方法、感光化射線性或感放射線性樹脂組成物及抗蝕劑膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖案形成方法、感光化射線性或感放射線性樹脂組成物以及抗蝕劑膜。尤其涉及一種適用于制造諸如IC的半導(dǎo)體的制程，或適用于液晶裝置或電路板(諸如熱頭)的制造，且進一步適用于其他照像制版(photo-fabrication)制程中的微影術(shù)的圖案形成方法，感光化射線性或感放射線性樹脂組成物以及抗蝕劑膜。詳言之，本發(fā)明涉及一種適用于氟化氬(ArF)曝光設(shè)備、ArF浸潰型投影曝光設(shè)備或極紫外線(extremeultra-violet,EUV)曝光設(shè)備(其各自使用發(fā)射波長為300納米或小于300納米的遠(yuǎn)紫外光的光源)進行曝光的圖案形成方法，感光化射線性或感放射線性樹脂組成物以及抗蝕劑膜。
【背景技術(shù)】
[0002]自用于氟化氪(KrF)準(zhǔn)分子雷射(248納米)的抗蝕劑出現(xiàn)以來，利用化學(xué)增幅(chemical amplification)的圖案形成方法即被用來補償由光吸收所致的敏感性降低。舉例而言，在正型化學(xué)增幅制程中，曝光區(qū)中所含的光酸產(chǎn)生劑在用光照射后分解產(chǎn)生酸，在曝光后烘烤(Post Exposure Bake, PEB)過程或其類似過程中，感光性組成物中所含的堿不溶性基團藉由所產(chǎn)生酸的催化作用而變?yōu)閴A溶性基團，之后，使用例如堿溶液執(zhí)行顯影以移除曝光區(qū)，從而獲得目標(biāo)圖案(參見例如JP-A-7-234511 (本文所用的術(shù)語“JP-A”意謂“未經(jīng)審查的已
【公開日】本專利申請案”)、日本專利第3，948，795號、JP-A-9-73173、JP-A-2000-336121、JP-A-2004-361629)。
[0003]針對上述方法中所用的堿顯影劑，已提出各種堿顯影劑。舉例而言，出于一般目的，可使用2.38質(zhì)量％ TMAH(氫氧化四甲銨水溶液)的水性堿顯影劑作為堿顯影劑。
[0004]隨著半導(dǎo)體裝置日趨小型化，趨勢正轉(zhuǎn)向較短波長的曝光光源以及較高數(shù)值孔徑(numerical aperture)(較高NA)的投影透鏡(projection lens),且目前已開發(fā)出使用波長為193納米的ArF準(zhǔn)分子雷射作為光源的曝光機。此外，已提出一種在投影透鏡與樣品之間填充高折射率液體(在下文中，有時稱作“浸潰液體”)的方法(亦即浸潰法)作為進一步提高解析度的技術(shù)。此外，亦已提出執(zhí)行曝露于具有較短波長(13.5納米)的紫外光的EUV微影術(shù)。
[0005]然而，實際上極難尋找到形成具有總體良好效能的圖案所必需的抗蝕劑組成物、顯影劑、沖洗溶液及類似物的適當(dāng)組合，且仍需要進一步改良。
[0006]近年來，亦繼續(xù)開發(fā)使用含有機溶劑的顯影劑的圖案形成方法(參見例如 JP-A-2008-281975、JP-A-2010-139996、JP-A-2010-164958、JP-A-2009-25707 及JP-A-4-39665)。舉例而言，JP-A-2008-281975, JP-A-2010-139996、JP-A-2010-164958 及JP-A-2009-25707描述一種圖案形成方法，其包括藉由使用含有機溶劑的顯影劑使含有樹脂的抗蝕劑組成物顯影的步驟，在所述樹脂中，含有相對較高含量的具有能夠藉由酸的作用分解產(chǎn)生極性基團的基團的重復(fù)單元。已證實，根據(jù)所述方法，可形成在線寬變化(linewidth variation, LffR, LER)、曝光寬容度(exposure latitude, EL)、聚焦寬容度(focuslatitude, DOF)、尺寸均一性及類似性質(zhì)方面具有良好效能的精細(xì)圖案。
[0007]JP-A-4-39665亦描述藉由有機溶劑(二甲苯)的圖案化，其使用由甲基丙烯酸金剛烷酯與甲基丙烯酸第三丁酯的共聚物構(gòu)成的抗蝕劑組成物。
[0008]然而，在上述組成物及圖案形成方法中，需要進一步改良LWR、局部圖案尺寸的均一性、EL及防止顯影時的膜損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一目的為提供一種確保粗糙度效能(諸如線寬粗糙度)、局部圖案尺寸的均一性及曝光寬容度極佳且抑制藉由曝光形成的圖案部分中的膜厚度減小(即所謂膜損失)的圖案形成方法，用于所述圖案形成方法的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物以及抗蝕劑膜。
[0010]本發(fā)明包含如下組態(tài)，且本發(fā)明的上述目的可由這些組態(tài)實現(xiàn)。
[0011][I] 一種圖案形成方法，包括:
[0012](i)藉由感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成膜的步驟，所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有⑵具有(a)由下式⑴表示的重復(fù)單元的樹脂，以及(B)能夠在用光化射線或放射線照射后產(chǎn)生有機酸的化合物，
[0013](ii)使所述膜曝光的步驟，以及
[0014](iii)藉由使用含有機溶劑的顯影劑使所述膜顯影以形成負(fù)型圖案的步驟:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種圖案形成方法，包括: (i)藉由感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成膜的步驟，所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有⑵具有(a)由下式⑴表示的重復(fù)單元的樹脂，以及⑶能夠在用光化射線或放射線照射后產(chǎn)生有機酸的化合物， (?)使所述膜曝光的步驟，以及 (iii)藉由使用含有機溶劑的顯影劑使所述膜顯影以形成負(fù)型圖案的步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其中所述含有機溶劑的顯影劑中所述有機溶劑的含量以所述顯影劑的總量計為90質(zhì)量％至100質(zhì)量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖案形成方法，其中所述樹脂(P)為含有以所述樹脂(P)中所有重復(fù)單元計45摩爾％或大于45摩爾％的量的所述重復(fù)單元(a)的樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的圖案形成方法，其中RpR2及R3的所述直鏈或分支鏈烷基為碳數(shù)為I至4的烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的圖案形成方法，其中所述化合物(B)為能夠產(chǎn)生由以下式(II)或(III)表示的有機酸的化合物:
OXf R1O O Xf R1HO—輔纖Cy Rf—|』十|猶猶Cy
OXf R2O O Xf R2 (H)貝D貨 其中各Xf獨立地表示氟原子或經(jīng)至少一個氟原子取代的烷基， R1及R2各獨立地表不氫原子、氟原子或烷基， 各L獨立地表示二價鍵聯(lián)基團， Cy表示環(huán)狀有機基團， Rf表不含氟原子的基團， X表示I至20的整數(shù)， y表示O至10的整數(shù)，且 z表示O至10的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的圖案形成方法，其中所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物還含有(C)在用光化射線或放射線照射后堿性降低的堿性化合物或銨鹽化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的圖案形成方法，其中所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物還含有至少具有氟原子或硅原子的疏水性樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的圖案形成方法，其中所述樹脂(P)的重量平均分子量為14，OOO或大于14，000。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的圖案形成方法，其中所述樹脂(P)為含有以所述樹脂(P)中所有重復(fù)單元計50摩爾％或大于50摩爾％的量的所述重復(fù)單元(a)的樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的圖案形成方法，其中所述樹脂(P)為含有以所述樹脂(P)中的所有重復(fù)單元計55摩爾％或大于55摩爾％的量的所述重復(fù)單元(a)的樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的圖案形成方法，其中所述樹脂(P)為具有脂環(huán)族烴結(jié)構(gòu)的樹脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的圖案形成方法，其中所述顯影劑為含有至少一種由基于酮的溶劑、基于酯的溶劑、基于醇的溶劑、基于酰胺的溶劑及基于醚的溶劑組成的族群中選出的有機溶劑的顯影劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項所述的圖案形成方法，還包括: (iv)用含有機溶劑的沖洗溶液沖洗所述膜的步驟。
14.一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物，其用于如權(quán)利要求5-11中任一項所述的圖案形成方法中。
15.一種抗蝕劑膜，其由如權(quán)利要求14所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成。
【文檔編號】G03F7/004GK103562795SQ201280010692
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月28日
【發(fā)明者】高橋秀知, 山口修平, 片岡祥平, 白川三千纮, 吉野文博, 齊藤翔一 申請人:富士膠片株式會社