圖案形成方法以及各自使用所述圖案形成方法的用于制備電子器件的方法和電子器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的圖案形成方法包括(i)使用光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物在基板上形成第一膜的步驟，所述光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物包含能夠通過酸的作用增大極性以降低在包含有機溶劑的顯影液中的溶解性的樹脂(A)；(ii)將所述第一膜曝光的步驟；(iii)使用包含有機溶劑的顯影液將經(jīng)曝光的第一膜顯影以形成負型圖案的步驟；和(iv)在第二基板上形成第二膜以覆蓋所述負型圖案的周圍的步驟。
【專利說明】圖案形成方法W及各自使用所述圖案形成方法的用于制備 電子器件的方法和電子器件
[0001] 發(fā)明背景 1.發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種圖案形成方法，W及各自使用所述圖案形成方法的用于制備電子 器件的方法和電子器件。更具體地，本發(fā)明涉及一種圖案形成方法，W及各自使用所述圖案 形成方法的用于制備電子器件的方法和電子器件，其每一個適合用于制備半導(dǎo)體如IC的 步驟，制備液晶和電路板如熱頭的步驟，W及此外，其他光加工方法的平版印刷步驟。特別 是，本發(fā)明涉及一種圖案形成方法，W及各自使用所述圖案形成方法的用于制備電子器件 的方法和電子器件，其每一個非常適合于通過ArF曝光裝置曝光和使用在300皿W下的波 長的遠紫外光作為光源的ArF液體浸潰型投影曝光裝置。
[000引 2.相關(guān)技術(shù)說明
[0004] 目前，ArF液體浸潰平版印刷已經(jīng)被用于形成有邊緣的圖案，但是通過使用NA 1. 35透鏡的水浸潰平版印刷的最大NA可W達到的分辨率為40至38皿。因此，用于形成超 過30皿節(jié)點的圖案，采用雙圖案化方法（參見Proc. SPIE Vol. 599化.557 (2005))，并且對 于該方法提出了很多工藝。
[0005] 作為雙圖案化，提出了間隔體法，并且其成為NAND閃存的制造中的主流（參見4th Liquid Immersion Symposium(2007)樂良告號：PR-01,標(biāo)題：Implementation of immersion lithography to NAND/CMOS lithography to NAND/CMOS device manufacturing(從浸潰 平版印刷至NAND/CMOS平版印刷在NAND/CMOS器件制造中的應(yīng)用））。
[0006] 通常，為了在核也材料周圍通過化學(xué)氣相沉積（CVD)方法形成氧化娃膜并使用該 氧化娃膜作為間隔體，間隔體的核也材料需要在CVD的過程中具有耐熱性。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，氮化鐵膜，無定形碳膜等的硬掩模作為 間隔體的核也材料的技術(shù)（參見，例如，JP2006-32648A和JP2007-305970A)是主流。
[0007] 更具體地，在該技術(shù)中，如圖2A的示意性截面圖中所示，首先，在第一基板14上按 W下順序形成作為第二基板的所要處理的基板13、硬掩模層12 W及抗蝕劑層，并且之后對 抗蝕劑層進行曝光并用堿顯影液顯影W形成抗蝕劑圖案21。
[0008] 接下來，如圖2B的示意性截面圖中所示，使用抗蝕劑圖案21作為掩模對硬掩模層 12進行蝕刻處理W形成硬掩模圖案22作為核也材料。
[0009] 接下來，如圖2C的示意性截面圖中所示，通過化學(xué)氣相沉積方法（CVD)在所要處 理的基板13上形成氧化娃膜15 W覆蓋硬掩模層22周圍，并且如圖2D的示意性截面圖中 所示，將氧化娃膜15的除了在硬掩模圖案22的側(cè)壁上的區(qū)域之外的區(qū)域移除W形成包括 多個間隔體25的圖案。
[0010] 隨后，如圖2E的示意性截面圖中所示，將作為核也材料的硬掩模圖案22選擇性地 移除，并且之后，如圖2F的示意性截面圖中所示，使用包括多個間隔體25的圖案作為掩模 對所要處理的基板13進行蝕刻處理，W在第一基板14上形成所需圖案24。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 然而，在使用硬掩模圖案的間隔體方法中，為了形成核也材料，需要在硬掩模層上 形成抗蝕劑層的步驟，對抗蝕劑層進行曝光和顯影W形成抗蝕劑圖案的步驟，W及使用抗 蝕劑圖案作為掩模對硬掩模層進行刻蝕的步驟。因此，步驟的數(shù)目巨大并且產(chǎn)量低，并且因 此，加工成本高。
[0012] 考慮到W上情況，近年來，提出了用于簡化工藝的方法，其中對用正型抗蝕劑組合 物形成的抗蝕劑膜進行曝光，并用堿顯影液正型顯影，從而形成抗蝕劑圖案，并且使用抗蝕 劑圖案自身作為核也材料，換言之，通過在抗蝕劑圖案周圍通過低溫CVD方法直接形成氧 化娃膜（參見 JP2010-66597A 和 JP2010-96896A)。
[0013] 然而，本發(fā)明的發(fā)明人深入地研究，并且作為結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)，如圖3A的示意性 截面圖中所示，當(dāng)抗蝕劑膜通過正型抗蝕劑組合物形成在所要處理的基板13上，并且對 該抗蝕劑膜進行曝光和正型顯影，從而在所獲得的抗蝕劑圖案31周圍直接形成氧化娃膜 35時，傾向于出現(xiàn)抗蝕劑圖案31的底部31a凸出至外圍側(cè)的形狀（通常所說的底腳形狀 (fitting shape))，W及抗蝕劑圖案31的頂部周圍3化向內(nèi)收縮的形狀（通常所說的圓頂 形狀（round-top shape))。因此，隨后，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在抗蝕劑圖案31的周圍通過 例如CVD方法在IOOC形成氧化娃膜35,并且因此，通過移除抗蝕劑圖案31的側(cè)壁上的區(qū) 域之外的區(qū)域中存在的氧化娃膜35所形成的間隔體45具有如圖3B的示意性截面圖中所 示的傾斜形狀。
[0014] 順帶提及，當(dāng)將CVD方法中的溫度設(shè)定至更高的溫度（例如，20(TC )時，如圖3C 中所示，由氧化娃膜的沉積過程中的熱所致，抗蝕劑圖案31容易改變?yōu)榫哂懈黠@的錐形 形狀的抗蝕劑圖案31'(具體地，具有形狀向內(nèi)收縮的周圍3化'，特別是，在頂部），并且因 此，獲得的間隔體45'具有更加傾斜的形狀，如圖3D的示意性截面圖中所示。
[0015] 如上所述，在如上所述的相關(guān)領(lǐng)域中的方法中，難W形成具有高矩形性的間隔體， 并且有利于提高CVD中的制備穩(wěn)定性（例如，氧化娃膜的膜穩(wěn)定性）的高溫條件（例如， 20(TC)導(dǎo)致如上所述的間隔體的矩形性上的降低。因此，難W在相關(guān)領(lǐng)域中采用該方法。
[0016] 換言之，在W上相關(guān)領(lǐng)域的方法中，歸因于作為核也材料的抗蝕劑圖案的耐熱性 的問題，用于CVD的溫度應(yīng)當(dāng)?shù)停ɡ?，IOOC W下），并且存在在低溫用于氧化娃膜的成膜 穩(wěn)定性降低，產(chǎn)量降低，或在一些情況下促進穩(wěn)定性上的新投資的問題，其將導(dǎo)致加工成本 上的增加。
[0017] 考慮到上述問題作出本發(fā)明，并且因此，其目的是提供一種圖案形成方法，W及各 自使用所述圖案形成方法的用于制備電子器件的方法和電子器件，在其每一個中可W在通 過間隔體方法的平版印刷中形成具有高矩形性和粗趟度性能的間隔體，并且此外，即使在 對通過間隔體方法形成的作為核也材料的抗蝕劑圖案進行高溫處理的情況下（例如，對抗 蝕劑圖案進行高溫CVD方法的情況下），也難W獲得變形的間隔體，并且作為結(jié)果，可W抑 制加工成本上的增加。
[0018] 本發(fā)明具有W下構(gòu)造，從而解決了本發(fā)明的上述問題。
[0019] [1] 一種圖案形成方法，所述圖案形成方法包括：
[0020] (i)使用光化射線敏感或福射敏感樹脂組合物在基板上形成第一膜的步驟，所述 光化射線敏感或福射敏感樹脂組合物包含能夠通過酸的作用增大極性W降低在包含有機 溶劑的顯影液中的溶解性的樹脂（A)，
[0021] (ii)將所述第一膜曝光的步驟，
[0022] (iii)使用包含有機溶劑的顯影液將經(jīng)曝光的第一膜顯影W形成負型圖案 (negative tone pattern)的步驟，和
[0023] (iv)在所述基板上形成第二膜W覆蓋所述負型圖案的周圍的步驟。
[0024] 凹如山中所述的圖案形成方法，其中所述樹脂（A)包含由下列通式（AU表示 的重復(fù)單元。
[0025] [化學(xué)式1]
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種圖案形成方法，所述圖案形成方法包括： (i) 使用光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物在基板上形成第一膜，所述光化射線敏 感或輻射敏感樹脂組合物包含能夠通過酸的作用增大極性以降低在包含有機溶劑的顯影 液中的溶解性的樹脂（A)， (ii) 將所述第一膜曝光， (iii) 使用包含有機溶劑的顯影液將經(jīng)曝光的第一膜顯影以形成負型圖案，和 (iv) 在所述基板上形成第二膜以覆蓋所述負型圖案的周圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成方法，其中所述樹脂（A)包含由下列通式（AI)表示 的重復(fù)單元： 在通式（AI)中，
Xa:表不氧原子、燒基、氛基或齒素原子； T表示單鍵或二價連接基團； RXi至Rx3各自獨立地表不燒基或環(huán)燒基；并且 RXi至Rx3中的任何兩個成員可以彼此連接以形成環(huán)結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案形成方法，其中基于所述樹脂（A)的所有重復(fù)單元，由通 式（AI)表示的重復(fù)單元的含量為40摩爾％以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的圖案形成方法，其中在（iii)使用包含有 機溶劑的顯影液將經(jīng)曝光的第一膜顯影以形成負型圖案之后并且在（iv)在所述基板上形 成第二膜以覆蓋所述負型圖案的周圍之前，所述圖案形成方法還包括（v)加熱所述負型圖 案。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖案形成方法，其中用于（v)加熱所述負型圖案的加熱溫度 為150°C以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的圖案形成方法，其中在（iv)在所述基板上形 成第二膜以覆蓋所述負型圖案的周圍中，所述第二膜通過化學(xué)氣相沉積方法（CVD)形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的圖案形成方法，其中所述第二膜是氧化硅膜。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的圖案形成方法，其中在（iv)在所述基板上形 成第二膜以覆蓋所述負型圖案的周圍之后，所述圖案形成方法還包括（vi)將所述負型圖 案的側(cè)壁上的區(qū)域之外的區(qū)域中存在的第二膜移除，以及（vii)選擇性地移除所述負型圖 案。
9. 一種用于制備電子器件的方法，所述方法包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述 的圖案形成方法。
10. -種電子器件，所述電子器件通過根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制備電子器件的方 法制造。
【文檔編號】G03F7/32GK104350428SQ201380031179
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
【發(fā)明者】杉山真一, 山中司, 上羽亮介, 百田淳 申請人:富士膠片株式會社