專利名稱：抗蝕圖不溶化樹脂組合物及使用其的抗蝕圖形成方法
技術領域：
本發明涉及一種抗蝕圖不溶化樹脂組合物以及使用所述組合物的抗蝕圖形成方 法，更詳細而言，涉及一種能夠控制圖案形成時的線寬變化的抗蝕圖不溶化樹脂組合物及 可以簡便且有效地形成更加精細的抗蝕圖的抗蝕圖形成方法。
背景技術：
在以集成電路元件的制造為代表的微細加工的領域中，為了得到更高的集成度， 最近，需要可以在0. 10 μ m以下的水平進行微細加工的光刻技術。作為用于利用可以進行 微細加工的受激準分子激光器進行的照射的抗蝕劑，提出了多個利用具有酸離解性官能團 的成分和通過放射線的照射(以下，稱為“曝光”)產生酸的成分(以下，稱為“產酸劑”)所 帶來的化學增幅效果的抗蝕劑(以下，稱為“化學增幅型抗蝕劑”)(例如，參考專利文獻1)。今后要求形成更精細的圖案(例如，線寬為45nm左右的精細抗蝕圖)。為了形成 這樣的更精細的圖案，考慮使曝光裝置的光源波長短波長化(ArF受激準分子激光(波長 193nm))、使透鏡的數值孔徑(NA)增大。但是，為了使光源波長短波長化，需要新的高價的 曝光裝置。另外，在透鏡的高NA化中，由于析像度和焦點深度為相互制衡的關系，存在即使 析像度上升焦點深度也降低的問題。近年來，作為可以解決此類問題的光刻技術，公開了一種被稱為液浸曝光(Liquid Immersion Lithography)法的方法(例如，參考專利文獻2)。但是，關于上述曝光技術的進步，其界限也只能到45nmhp為止，目前正在進行面 向需要更精細的加工的32nmhp世代的技術開發。近年來，伴隨此類裝置的復雜化、高密度 化要求，提出了一種被稱為雙重構圖(DP)或雙重曝光(DE)的利用稀疏線條圖案或孤立溝 槽圖案的半周期錯開的重合而構圖32nmLS的技術(例如，參考非專利文獻1)。非專利文獻1公開了，形成1 3的間距的32nm線條后，通過蝕刻進行加工，進而 在與第一層的抗蝕圖半周期錯開的位置，同樣操作形成1 3的間距的32nm線條，通過蝕 刻進行再次加工，最終形成1 1的間距的32nm線條。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平5-232704號公報專利文獻2 日本特開平10-303114號公報非專利文獻非專利文獻1 :SPIE2006 VOL.6153 61531K
發明內容
但是，雖然提出了若干工藝，但是現狀是還未提案通過使用這樣的液浸曝光工藝 的二重曝光進行構圖時優選使用的具體材料。另外，在所提出的工藝中，形成第一層抗蝕圖 后，在形成第二層抗蝕圖時，有時存在第一層抗蝕圖變形的情況，有時存在線條的精度產生問題的情況。本發明是鑒于這樣的現有技術具有的問題點而完成的，其課題在于提供一種在形 成第二層抗蝕圖時，可以控制第一層抗蝕圖形成時的線寬變化的抗蝕圖不溶化樹脂組合 物。另外，本發明的課題還在于提供一種可以簡便且有效地形成更加精細的抗蝕圖的 抗蝕圖形成方法。本發明人等為達成上述課題進行潛心研究的結果發現，通過包含具有規定的重復 單元的樹脂和溶劑，提高抗蝕圖不溶化樹脂組合物的固化性能，可以完成上述課題，完成了 本發明S卩，本發明提供如下所示的抗蝕圖不溶化樹脂組合物及抗蝕圖形成方法。[1] 一種抗蝕圖不溶化樹脂組合物，在包含以下工序(1) (4)的抗蝕圖形成方法 的工序O)中使用，包含樹脂和溶劑，所述樹脂包含在側鏈具有羥基的重復單元以及由下 述通式(1-1)及下述通式(1-2)表示的單體中的至少任一種得到的重復單元，工序(1)使用第一正型放射線敏感性樹脂組合物，在基板上形成第一抗蝕劑層， 將所述第一抗蝕劑層介由掩模有選擇地進行曝光后，顯影而形成第一抗蝕圖；工序O)在所述第一抗蝕圖上涂布抗蝕圖不溶化樹脂組合物，烘烤或紫外固化 后洗滌，將所述第一抗蝕圖形成為不溶于顯影液和第二正型放射線敏感性樹脂組合物的不 溶化抗蝕圖；工序(3)使用所述第二正型放射線敏感性樹脂組合物，在形成有所述不溶化抗 蝕圖的基板上形成第二抗蝕劑層，將所述第二抗蝕劑層介由掩模有選擇地進行曝光；工序顯影而形成第二抗蝕圖，
權利要求
1. 一種抗蝕圖不溶化樹脂組合物，在包含以下工序(1) 的抗蝕圖形成方法的工 序O)中使用，包含樹脂和溶劑，所述樹脂包含在側鏈具有羥基的重復單元以及由下述通 式(1-1)和下述通式(1-2)表示的單體中的至少任一種得到的重復單元，工序(1)使用第一正型放射線敏感性樹脂組合物，在基板上形成第一抗蝕劑層，將所 述第一抗蝕劑層介由掩模有選擇地進行曝光后，顯影而形成第一抗蝕圖；工序O)在所述第一抗蝕圖上涂布抗蝕圖不溶化樹脂組合物，烘烤或紫外固化后洗 滌，將所述第一抗蝕圖形成為不溶于顯影液和第二正型放射線敏感性樹脂組合物的不溶化 抗蝕圖；工序(3)使用所述第二正型放射線敏感性樹脂組合物，在形成有所述不溶化抗蝕圖 的基板上形成第二抗蝕劑層，將所述第二抗蝕劑層介由掩模有選擇地進行曝光； 工序顯影而形成第二抗蝕圖，
2.如權利要求1所述的抗蝕圖不溶化樹脂組合物，其中，所述在側鏈具有羥基的重復 單元為由羥基丙烯酰替苯胺及羥基甲基丙烯酰替苯胺中的至少任一種得到的重復單元。
3.如權利要求1或2所述的抗蝕圖不溶化樹脂組合物，其中，所述樹脂進一步包含由下 述通式C3)表示的單體得到的重復單元，
4.如權利要求1 3中任一項所述的抗蝕圖不溶化樹脂組合物，其中，所述溶劑為醇系 溶劑。
5.一種抗蝕圖的形成方法，包含以下工序(1) 工序(1)使用第一正型放射線敏感性樹脂組合物，在基板上形成第一抗蝕劑層，將所 述第一抗蝕劑層介由掩模有選擇地進行曝光后，顯影而形成第一抗蝕圖；工序O)在所述第一抗蝕圖上涂布權利要求1 4中任一項所述的抗蝕圖不溶化樹 脂組合物，烘烤或紫外固化后洗滌，將所述第一抗蝕圖形成為不溶于顯影液和第二正型放 射線敏感性樹脂組合物的不溶化抗蝕圖；工序(3)使用所述第二正型放射線敏感性樹脂組合物，在形成有所述不溶化抗蝕圖 的基板上形成第二抗蝕劑層，將所述第二抗蝕劑層介由掩模有選擇地進行曝光；工序顯影而形成第二抗蝕圖。
全文摘要
本發明提供一種抗蝕圖不溶化樹脂組合物，其是在包含以下工序(1)～(4)的抗蝕圖形成方法的工序(2)中使用的抗蝕圖不溶化樹脂組合物，其包含具有規定的重復單元的樹脂和溶劑，所述工序為工序(1)利用第一正型放射線敏感性樹脂組合物，在基板上形成第一抗蝕圖；工序(2)在第一層抗蝕圖上形成不溶于顯影液和第二正型放射線敏感性樹脂組合物的不溶化抗蝕圖；工序(3)利用第二正型放射線敏感性樹脂組合物形成第二抗蝕劑層，并介由掩模進行曝光；工序(4)顯影而形成第二抗蝕圖。
文檔編號H01L21/027GK102077144SQ20098012535
公開日2011年5月25日 申請日期2009年7月14日 優先權日2008年7月14日
發明者堀雅史, 杉浦誠, 若松剛史, 藤原考一 申請人:Jsr株式會社