专利名称：正型放射线敏感性组合物和抗蚀图案形成方法
技术领域：
本发明涉及正型放射线敏感性组合物和抗蚀图案形成方法，更详细地说，涉及可 用于利用二次曝光进行的图案形成、也可很好地用于水等的液浸曝光工艺的正型放射线敏 感性组合物和使用其的抗蚀图案形成方法。
背景技术：
在集成电路元件的制造所代表的微细加工领域中，为了获得更高的集成度，最近， 能进行0. 10 μ m以下的水平的微细加工的平版印刷技术成为必需。今后，要求更加微细的图案形成(例如，线宽为45nm左右的微细抗蚀图案)。作为 用于达成这样的微细图案形成的方法，考虑使曝光装置的光源波长短波长化(ArF准分子 激光(波长193nm))或使透镜的数值孔径(NA)增大等。但是，光源波长的短波长化重新需 要昂贵的曝光装置。并且，对于透镜的数值孔径(NA)的增大，由于分辨率与焦点深度有平 衡关系，所以存在提高分辨率时焦点深度降低的问题。最近，作为可解决这种问题的平版印刷技术，报导了液浸曝光(液体浸没式光刻 法，liquid Immersion lithography)法这样的方法。但是，基于液浸曝光法的曝光技术的进步也是有限的，最多为45nmhp，正在进行面 向需要更微细加工的、32nm半节距(half pitch, hp) 一代的技术开发。近年，伴随那样的 器件的复杂化、高密度化的要求，提出了通过双图案形成(DP)或双重曝光(DE)这样的疏松 线图案或孤立沟槽图案的错开半周期的重复来制作32nmLS的图案的技术(例如参见非专 利文献1)。作为制作32nmLS图案的技术的一例，公开了这样的技术，S卩，形成1 3间距的 32nm线，通过蚀刻，加工SiO2等的硬掩模(以下也称为“HM”)后，进一步在与第一层抗蚀 图案错开半周期的位置同样地形成1 3间距的32nm线，通过蚀刻，再次加工HM，由此最终 形成1 1间距的32nm线。在先技术文献非专利文献非专利文献1 :SPIE2006 61531K
发明内容
但是，虽然有几个提案的工艺，然而对于可很好地用于这样的利用了液浸曝光工 艺的通过二次曝光来进行的图案形成的具体材料，现状是仍没有提案。并且，在提案的工艺 中，形成第一层抗蚀图案后，在形成第二层抗蚀图案时，第一层抗蚀图案有时发生变形，在 线的精度上有时产生问题。本发明是鉴于现有技术所存在的这样的问题而做出的，其课题在于提供一种在液 浸曝光工艺中也能够很好地使用，在通过二次曝光来进行的图案形成中可很好地用于形成 第一抗蚀剂层的正型放射线敏感性组合物。
上述通式中，R3表示氢原子或碳原子数为1 4的取代或非取代的烷基，ρ
6本发明人为了达成上述课题，进行了深入研究，结果发现，通过含有规定的构成成 分，可以达成上述课题，以至完成本发明。S卩，根据本发明，提供以下所示的正型放射线敏感性组合物和抗蚀图案形成方法。[1] 一种正型放射线敏感性组合物，其在抗蚀图案形成方法的工序(1)中使用，所 述抗蚀图案形成方法包含工序(1)，使用第一正型放射线敏感性组合物，在基板上形成第 一抗蚀图案；工序O)，使上述第一抗蚀图案对光或热钝化，从而使其对第二正型放射线敏 感性组合物不溶；和工序(3)，使用上述第二正型放射线敏感性组合物，在形成有上述第一 抗蚀图案的基板上形成第二抗蚀图案，所述正型放射线敏感性组合物含有(B)具有酸不稳 定基团和交联基团的聚合物、(C)放射线敏感性酸产生剂和(D)溶剂。[2]如上述[1]所述的正型放射线敏感性组合物，其进一步含有(A)具有酸不稳定 基团但不具有交联基团的聚合物。[3]如上述[2]所述的正型放射线敏感性组合物，其中，上述聚合物(A)和上 述聚合物(B)含有下述通式(1)表示的具有酸不稳定基团的重复单元、和选自下述通式 (2-1) (2-5)和下述式0-6)中的至少一个的具有内酯结构的重复单元或下述通式 (2-7)表示的重复单元。
权利要求
1.一种正型放射线敏感性组合物，其在抗蚀图案形成方法的工序(1)中使用，所述抗 蚀图案形成方法包含工序(1)，使用第一正型放射线敏感性组合物在基板上形成第一抗 蚀图案；工序O)，通过使所述第一抗蚀图案对光或热钝化，从而使其对第二正型放射线敏 感性组合物不溶；和工序(3)，使用所述第二正型放射线敏感性组合物，在形成有所述第一 抗蚀图案的基板上形成第二抗蚀图案，所述正型放射线敏感性组合物含有(B)具有酸不稳定基团和交联基团的聚合物、(C) 放射线敏感性酸产生剂和(D)溶剂。
2.如权利要求1所述的正型放射线敏感性组合物，其进一步含有(A)具有酸不稳定基 团但不具有交联基团的聚合物。
3.如权利要求2所述的正型放射线敏感性组合物，其中，所述聚合物(A)和所述聚合物 ⑶含有下述通式(1)表示的具有酸不稳定基团的重复单元，和选自下述通式(2-1) (2-5)和下述式(2-6)中的至少一个的具有内酯结构的重复单 元、或下述通式(2-7)表示的重复单元，
4.如权利要求1 3中任一项所述的正型放射线敏感性组合物，其中，所述聚合物(B) 含有下述通式(3-1)和(3-2)中的至少任一通式表示的重复单元，
5.如权利要求4所述的正型放射线敏感性组合物，其中，相对于所述聚合物(B)所含有的重复单元的总和IOOmol%，所述聚合物(B)所含有的、所述通式(3-1)或(3- 表示的重 复单元的比例为1 30mol%。
6.如权利要求1 5中任一项所述的正型放射线敏感性组合物，其中，进一步含有(F) 包含下述通式(10)和下述通式(11)表示的至少任一重复单元的聚合物，
7.如权利要求6所述的正型放射线敏感性组合物，其中，相对于所述聚合物㈧和⑶ 的总和100质量份，所述聚合物(F)的含量为0. 1 20质量份。
8.一种抗蚀图案形成方法，其包含工序(1)，使用权利要求1 7中任一项所述的正型放射线敏感性组合物，在基板上形 成第一抗蚀图案；工序O)，通过使所述第一抗蚀图案对光或热钝化，从而使其对第二正型放射线敏感性 组合物不溶；和工序(3)，使用所述第二正型放射线敏感性组合物，在形成有所述第一抗蚀图案的基板 上形成第二抗蚀图案。
9.如权利要求8所述的抗蚀图案形成方法，其中，所述第一抗蚀图案具有线部分和间 隙部分，所述第二抗蚀图案具有线部分和间隙部分，以所述第一抗蚀图案的所述线部分与所述第二抗蚀图案的所述线部分相互交叉的方 式形成所述第二抗蚀图案。
全文摘要
本发明提供正型放射线敏感性组合物，其可用于包含进行二次曝光作为规定工序的抗蚀图案形成方法，所述正型放射线敏感性组合物含有(B)具有酸不稳定基团和交联基团的聚合物、(C)放射线敏感性酸产生剂和(D)溶剂。
文档编号C08F220/28GK102099749SQ20098012766
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月14日 优先权日2008年7月15日
发明者庵野祐亮, 杉浦诚, 若松刚史, 藤原考一 申请人:Jsr株式会社