細(xì)微抗蝕圖案形成用組合物以及使用其的圖案形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種組合物以及使用其的圖案形成方法，該組合物可形成沒有表面皸裂、橋缺陷或者未析像等不良現(xiàn)象的細(xì)微的負(fù)型光致抗蝕圖案。該組合物是一種在使用化學(xué)放大型抗蝕組合物而形成負(fù)型抗蝕圖案的方法中，為了通過使抗蝕圖案變粗而將圖案細(xì)微化而使用的細(xì)微圖案形成用組合物，該組合物包含溶劑以及在重復(fù)單元中含有式(A)、(B)、(C)中任一種結(jié)構(gòu)的聚合物。在由有機(jī)溶劑顯影液進(jìn)行顯影而獲得的負(fù)型光致抗蝕圖案上涂布該組合物，進(jìn)行加熱，從而形成細(xì)微的圖案。
【專利說明】細(xì)微抗蝕圖案形成用組合物以及使用其的圖案形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組合物以及使用其的圖案形成方法，該組合物用于在半導(dǎo)體等的制造工藝中，在形成抗蝕圖案后，進(jìn)一步通過將其變粗而獲得細(xì)微尺寸的抗蝕圖案。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著LSI的高集成化和高速化，人們要求將半導(dǎo)體器件制造過程中的抗蝕圖案細(xì)微化。一般來說，關(guān)于抗蝕圖案，通過使用光刻技術(shù)，使用例如通過曝光而使對(duì)堿性顯影液的溶解性變高的正型抗蝕劑，將抗蝕劑進(jìn)行曝光，然后使用堿性顯影液而去除曝光的部分，從而形成正型圖案。然而，為了穩(wěn)定獲得細(xì)微的抗蝕圖案，大多依賴于曝光光源和曝光方法，需要購置可提供該光源和/或方法的昂貴且特別的裝置和/或周邊材料，這需要巨大的投資。
[0003]因此，人們正在研究用于在使用現(xiàn)有的抗蝕圖案形成方法之后獲得更細(xì)微圖案的各種技術(shù)。其中的實(shí)用方法是，在利用現(xiàn)有的方法而穩(wěn)定獲得的范圍內(nèi)形成的抗蝕圖案上，覆蓋包含水溶性樹脂以及根據(jù)需要的添加劑的組合物，使得抗蝕圖案變粗，從而將孔徑或者分離寬度細(xì)微化。
[0004]作為這樣的方法，已知有例如以下那樣的技術(shù)。
[0005](I)用可由酸將形成出的抗蝕圖案進(jìn)行交聯(lián)的組合物覆蓋抗蝕圖案，通過加熱使存在于抗蝕圖案中的酸擴(kuò)散，在與抗蝕層的界面上以抗蝕圖案的覆蓋層的方式形成交聯(lián)層，通過利用顯影液去除非交聯(lián)部分而使抗蝕圖案變粗，從而將抗蝕圖案的孔徑或者分離寬度細(xì)微化的方法(參照專利文獻(xiàn)I和2)。
[0006](2)在形成的抗蝕圖案上，將由(甲基)丙烯酸單體和水溶性乙烯基單體形成的共聚物的水溶液涂布于抗蝕圖案，通過熱處理使抗蝕圖案進(jìn)行熱收縮，從而將圖案細(xì)微化的方法(參照專利文獻(xiàn)3)。
[0007](3)含有包含氨基特別是包含伯胺的聚合物的、覆蓋光致抗蝕圖案的水溶性覆蓋用組合物(參照專利文獻(xiàn)4)。
[0008]然而，在進(jìn)行這些細(xì)微化處理之前，在形成將要進(jìn)行細(xì)微化的抗蝕圖案時(shí)，難以在析像極限附近穩(wěn)定地獲得圖案。為了改良此點(diǎn)，正在研究通過使用有機(jī)溶劑顯影液而更穩(wěn)定地形成析像極限附近的圖案的方法。作為這樣的方法，例如已知有通過將正型抗蝕組合物與有機(jī)溶劑顯影液組合，使得線寬偏差(LWR)、曝光寬容度(EL)以及焦深(DOF)優(yōu)異，從而穩(wěn)定地獲得圖案的方法(參照專利文獻(xiàn)5)。在此方法中，通過曝光而使對(duì)堿性顯影液的溶解性變高的部分相對(duì)于有機(jī)溶劑的溶解性變低，利用這一情況從而可通過使用正型抗蝕劑而形成負(fù)型圖案。
[0009]進(jìn)一步存在有如下技術(shù):在使用上述正型抗蝕劑而形成了負(fù)型圖案的情況下，通過在負(fù)型圖案上涂布、加熱以及清洗包含交聯(lián)劑的組合物，從而可獲得分辨率更高的圖案(專利文獻(xiàn)6)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-73927號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-300853號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:日本特開2003-84459號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:日本特開2008-518260號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)5:日本特開2010-139996號(hào)公報(bào)
[0017]專利文獻(xiàn)6:日本第4558064號(hào)發(fā)明專利說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明想要解決的課題
[0019]但是，對(duì)于通過將正型光致抗蝕組合物與有機(jī)溶劑顯影液進(jìn)行組合而得到的負(fù)型抗蝕圖案，即使利用現(xiàn)有的方法而嘗試進(jìn)行圖案的細(xì)微化，有時(shí)也無法獲得充分的結(jié)果。具體而言，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生抗蝕層的表面皸裂和/或橋缺陷或者未析像等不良現(xiàn)象。在想要使用正型光致抗蝕劑而形成圖案的情況下，首先，涂布包含有下述樹脂的組合物從而形成光致抗蝕層，成影像地對(duì)其進(jìn)行光照射，該樹脂可通過光照射而產(chǎn)生酸的光酸產(chǎn)生劑、以及可通過酸引發(fā)反應(yīng)并且使得對(duì)堿性顯影液的溶解度提高。在光所照射的部分，從光酸產(chǎn)生劑釋出酸，由此在光所照射的部位的光致抗蝕層中產(chǎn)生很多酸，成為堿可溶性。在用堿性顯影液對(duì)曝光后的光致抗蝕層進(jìn)行顯影的情況下，這樣的堿可溶的部分通過堿水溶液而去除。然而，在用有機(jī)溶劑顯影液進(jìn)行顯影的情況下，將未曝光部分、即、沒有釋出酸的部分去除，在顯影后的圖案中存在很多酸。對(duì)這樣的圖案適用現(xiàn)有所知的細(xì)微圖案形成用組合物時(shí)，則引起激烈的交聯(lián)反應(yīng)，或者使得細(xì)微圖案形成用組合物滲透于圖案的量變?yōu)檫^量，由于這些情況等情況，傾向于發(fā)生涂布不均勻和/或表面皸裂、未析像等不良現(xiàn)象。關(guān)于這一問題，根據(jù)本發(fā)明人的詳細(xì)試驗(yàn)而判明，即使采用對(duì)于通過將正型光致抗蝕組合物與有機(jī)溶劑顯影液組合而得到的負(fù)型抗蝕圖案是有效的交聯(lián)層形成材料，也同樣引發(fā)這一問題。進(jìn)一步，現(xiàn)有的細(xì)微圖案形成用組合物大多包含伯胺等堿性物質(zhì)，組合物一般是堿性的。由此，較多含有酸的圖案發(fā)生溶解的情況也多?？烧J(rèn)為，其結(jié)果使得發(fā)生表面皸裂和/或橋缺陷或者未析像等不良現(xiàn)象。
[0020]鑒于上述那樣的課題，本發(fā)明的目的在于提供一種組合物和使用其的圖案形成方法，所述組合物覆蓋通過使用有機(jī)溶劑顯影液對(duì)化學(xué)放大型正型光致抗蝕層進(jìn)行顯影而形成出的負(fù)型抗蝕圖案，使圖案變粗從而可穩(wěn)定地形成細(xì)微圖案。
[0021]用于解決問題的方案
[0022]本發(fā)明的細(xì)微圖案形成用組合物的特征在于，其是用于在使用化學(xué)放大型抗蝕組合物而形成負(fù)型抗蝕圖案的方法中，通過使抗蝕圖案變粗而將圖案細(xì)微化的組合物，其包含溶劑以及在重復(fù)單元中含有下述化學(xué)式中任一種結(jié)構(gòu)的聚合物。
[0023][化學(xué)式I]
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種組合物，其是在使用化學(xué)放大型抗蝕組合物而形成負(fù)型抗蝕圖案的方法中，為了通過使抗蝕圖案變粗而將圖案細(xì)微化而使用的細(xì)微圖案形成用組合物， 其特征在于包含溶劑以及在重復(fù)單元中含有下述化學(xué)式中任一種結(jié)構(gòu)的聚合物， [化學(xué)式I]
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述聚合物包含所述結(jié)構(gòu)(B)或者(C)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其進(jìn)一步包含酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述溶劑包含水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的組合物，其進(jìn)一步包含表面活性劑。
6.一種細(xì)微化的負(fù)型抗蝕圖案的形成方法，其特征在于包含如下工序: 在半導(dǎo)體基板上涂布化學(xué)放大型光致抗蝕組合物而形成光致抗蝕層的工序； 將由所述光致抗蝕層覆蓋的所述半導(dǎo)體基板進(jìn)行曝光的工序； 在所述曝光后用有機(jī)溶劑顯影液進(jìn)行顯影的工序； 在所述光致抗蝕圖案的表面涂布細(xì)微圖案形成用組合物的工序，該組合物包含溶劑以及在重復(fù)單元中含有下述化學(xué)式中任一種結(jié)構(gòu)的聚合物； [化學(xué)式2]
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的細(xì)微化的負(fù)型抗蝕圖案的形成方法，其中，所述光致抗蝕組合物進(jìn)一步包含光酸產(chǎn)生劑。
【文檔編號(hào)】H01L21/027GK103858058SQ201280049610
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】岡安哲雄, 關(guān)藤高志, 石井雅弘 申請(qǐng)人:Az電子材料Ip(日本)株式會(huì)社