專利名稱：液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物、聚合物及抗蝕劑圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物、聚合物及抗蝕劑圖案形成 方法。更詳細(xì)而言，涉及一種可以優(yōu)選用作在使用以KrF準(zhǔn)分子激光、ArF準(zhǔn)分子激光為代 表的遠(yuǎn)紫外線、同步加速器放射線等X射線、電子束等帶電粒子射線之類的各種放射線的 微細(xì)加工中有用的化學(xué)增幅型抗蝕劑的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物、聚合物及抗 蝕劑圖案形成方法。
背景技術(shù)：
在以集成電路元件的制造為代表的微細(xì)加工領(lǐng)域中，為了得到更高的集成度，近 來，需要可以進(jìn)行0. 10 μ m以下的水平的微細(xì)加工的光刻技術(shù)。但是，在以往的光刻工藝 中，通常使用i射線等近紫外線作為放射線，但該近紫外線被認(rèn)為極難以進(jìn)行深亞微米級 (Sub-Quarter Micron)微細(xì)加工。因此，為了使0. 10 μ m以下水平的微細(xì)加工成為可能，開 始研究波長更短的放射線的利用。
作為這樣的短波長的放射線，例如可以舉出水銀燈的明線光譜、以準(zhǔn)分子激光為 代表的遠(yuǎn)紫外線、X射線、電子束等，其中，特別是KrF準(zhǔn)分子激光(波長M8nm)或ArF準(zhǔn) 分子激光(波長193nm)備受矚目。
作為適合于利用這樣的準(zhǔn)分子激光進(jìn)行照射的抗蝕劑，提案有很多利用由具有酸 離解性官能團(tuán)的成分和通過照射放射線(以下稱為“曝光”。)產(chǎn)生酸的成分(以下稱為“產(chǎn) 酸劑”。)獲得的化學(xué)增幅效果的抗蝕劑(以下稱為“化學(xué)增幅型抗蝕劑”。)。
而且，從可以應(yīng)對集成電路元件的微細(xì)化發(fā)展的技術(shù)開發(fā)的觀點考慮，強烈要求 可以適應(yīng)以遠(yuǎn)紫外線為代表的短波長放射線、對放射線的透明性高、且靈敏度、析像度、圖 形輪廓等作為抗蝕劑的基本物性優(yōu)異的化學(xué)增幅型抗蝕劑。
另外，在如上所述的光刻工藝中，今后要求形成更微細(xì)的圖案(例如線寬90nm左 右的微細(xì)抗蝕劑圖案)。為了形成這樣的比90nm更微細(xì)的圖案，考慮使如上所述的曝光裝 置的光源波長短波長化或增大透鏡的開口數(shù)(NA)。
但是，光源波長的短波長化需要新的曝光裝置，設(shè)備成本增大。另外，在透鏡的高 NA化中，析像度和焦點深度為相互制衡的關(guān)系，存在即使提高析像度焦點深度也低的問題。
近年來，作為可以解決這樣的問題的光刻技術(shù)，報道有液浸曝光(Liquid Immersion Lithography)法等方法。該方法在曝光時，在透鏡和基板上的抗蝕劑被膜間的 至少所述抗蝕劑被膜上具有規(guī)定厚度的純水或氟系惰性液體等液狀折射率介質(zhì)(液浸曝 光用液體)。
該方法中，一直以來，通過用折射率(η)更大的液體、例如純水等置換作為空氣或 氮等惰性氣體的曝光光路空間，即使使用曝光波長相同的光源，也與使用波長更短的光源 的情況或使用高NA透鏡的情況同樣，實現(xiàn)高析像性的同時焦點深度也不降低。如果使用這 樣的液浸曝光，則可以使用安裝在現(xiàn)有裝置中的透鏡以低成本形成析像性更優(yōu)異、且焦點深度也優(yōu)異的抗蝕劑圖案。目前，也提出了用于這樣的液浸曝光中的抗蝕劑用聚合物及添 加劑等(例如參照專利文獻(xiàn)1 3)。
但是，在上述液浸曝光工藝中，曝光時，抗蝕劑被膜與水等液浸曝光用液體直接接 觸，因此，從抗蝕劑被膜中溶出產(chǎn)酸劑等。該溶出物的量多時，存在對透鏡造成損傷、不能得 到規(guī)定的圖案形狀、或不能得到充分的析像度等問題。
另外，作為液浸曝光用液體使用水時，如果抗蝕劑被膜的水的后退接觸角低，則高 速掃描曝光時，存在以下問題點水等液浸曝光用液體從晶圓的端部溢出而落下；因水的 隔絕差而殘留水印(液滴痕)(水印缺陷)；或者因水向抗蝕劑被膜浸透而使被膜的溶解性 降低，本應(yīng)顯影的圖案形狀局部不能實現(xiàn)充分的析像性而產(chǎn)生圖案形狀不良的溶解殘留缺 陷等顯影缺陷等。
進(jìn)而，即使為使用如專利文獻(xiàn)1 3所示的樹脂或添加劑的抗蝕劑，抗蝕劑被膜和 水的后退接觸角也未必充分，高速掃描曝光時容易產(chǎn)生水等液浸曝光用液體從晶圓的端部 溢出而落下、或水印缺陷等顯影缺陷。另外，產(chǎn)酸劑等在水中的溶出物量的抑制也不能說是 充分的。特別是如專利文獻(xiàn)3所公開，在混合有溶解方式不同的成分的體系中存在顯影后 的圖案形狀參差不齊這樣的問題。
專利文獻(xiàn)1 國際公開第04/068242號小冊子
專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-173474號公報
專利文獻(xiàn)3 日本特開2007-163606號公報發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述實際情況而進(jìn)行的發(fā)明，其目的在于提供一種液浸曝光用放射 線敏感性樹脂組合物、聚合物及抗蝕劑圖案形成方法，其中，所述液浸曝光用放射線敏感性 樹脂組合物對放射線的透明性高、靈敏度等作為抗蝕劑的基本物性優(yōu)異、同時最小倒塌尺 寸(倒塌)優(yōu)異、且液浸曝光工藝中的圖案形狀的參差不齊得到改善。
本發(fā)明如下。
[1] 一種液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，其特征在于，是含有(A)樹脂成 分、(B)放射線敏感性產(chǎn)酸劑和(C)溶劑的放射線敏感性樹脂組合物，所述(A)樹脂成分在 將該(A)樹脂成分整體設(shè)定為100質(zhì)量％時，含有超過50質(zhì)量％的含酸離解性基團(tuán)樹脂 (Al)，所述含酸離解性基團(tuán)樹脂(Al)包含在側(cè)鏈具有氟原子和酸離解性基團(tuán)的重復(fù)單元 (al)。
[2]如[1]所述的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述含酸離解性基 團(tuán)樹脂(Al)含有下述通式(1)表示的重復(fù)單元作為所述重復(fù)單元(al)。
權(quán)利要求
1.一種液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，其特征在于，是含有(A)樹脂成分、(B) 放射線敏感性產(chǎn)酸劑和(C)溶劑的放射線敏感性樹脂組合物，所述(A)樹脂成分在將該(A) 樹脂成分整體設(shè)定為100質(zhì)量％時含有超過50質(zhì)量％的含酸離解性基團(tuán)樹脂(Al)，所述含 酸離解性基團(tuán)樹脂(Al)包含在側(cè)鏈具有氟原子和酸離解性基團(tuán)的重復(fù)單元(al)。
2.如權(quán)利要求1所述的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述含酸離解性 基團(tuán)樹脂(Al)含有下述通式(1)表示的重復(fù)單元作為所述重復(fù)單元(al)，
3.如權(quán)利要求2所述的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述含酸離解性 基團(tuán)樹脂(Al)含有下述通式(1-1)表示的重復(fù)單元作為所述通式(1)表示的重復(fù)單元，
4.如權(quán)利要求2或3所述的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述含酸離解 性基團(tuán)樹脂(Al)含有下述通式(1- 表示的重復(fù)單元作為所述通式(1)表示的重復(fù)單元，
5.如權(quán)利要求2 4中任一項所述的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，其中，所述 含酸離解性基團(tuán)樹脂(Al)含有下述通式(1- 表示的重復(fù)單元作為所述通式(1)表示的重復(fù)單元，
6.一種抗蝕劑圖案形成方法，其特征在于，具有以下工序(1)使用權(quán)利要求1 5中任一項所述的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物，在基板 上形成光致抗蝕劑膜的工序、(2)將所述光致抗蝕劑膜進(jìn)行液浸曝光的工序、和(3)將液浸曝光過的光致抗蝕劑膜顯影、形成抗蝕劑圖案的工序。
7.一種聚合物，其特征在于，含有下述通式(1)表示的重復(fù)單元和具有內(nèi)酯骨架的重 復(fù)單元，
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供一種液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物、聚合物及抗蝕劑圖案形成方法，其中，所述液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物對放射線的透明性高、靈敏度等作為抗蝕劑的基本物性優(yōu)異、同時最小倒塌尺寸(倒塌)優(yōu)異、且液浸曝光工藝中的圖案形狀的參差不齊得到改善。本發(fā)明的液浸曝光用放射線敏感性樹脂組合物含有(A)樹脂成分、(B)放射線敏感性產(chǎn)酸劑和(C)溶劑，其中，(A)樹脂成分在將該(A)樹脂成分設(shè)定為100質(zhì)量％時含有超過50質(zhì)量％的含酸離解性基團(tuán)樹脂(A1)，所述含酸離解性基團(tuán)樹脂(A1)包含在側(cè)鏈具有氟原子和酸離解性基團(tuán)的重復(fù)單元(a1)。
文檔編號G03F7/039GK102037030SQ200980117928
公開日2011年4月27日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者征矢野晃雅, 志水誠, 成岡岳彥, 松村信司, 榊原宏和, 淺野裕介, 西村幸生 申請人:Jsr株式會社