图案形成方法、电子器件的制造方法及感光化射线性或感放射线性树脂组合物技术

本发明专利技术提供一种图案形成方法、电子器件的制造方法及感光化射线性或感放射线性树脂组合物，所述图案形成方法包括：(i)由特定的感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成膜厚700nm以上的感光化射线性或感放射线性膜的工序；(ii)向上述感光化射线性或感放射线性膜照射波长200nm以下的光化射线或放射线的工序；及(iii)使用显影液对被照射上述波长200nm以下的光化射线或放射线的感光化射线性或感放射线性膜进行显影的工序。射线性膜进行显影的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图案形成方法、电子器件的制造方法及感光化射线性或感放射线性树脂组合物


[0001]本专利技术涉及一种图案形成方法、电子器件的制造方法、感光化射线性或感放射线性树脂组合物。

技术介绍

[0002]为了弥补在KrF准分子激光(248nm)用抗蚀剂之后因光吸收引起的灵敏度的降低，使用了利用化学放大的图案形成方法。例如，在正型化学放大法中，首先，曝光部中所含的光产酸剂通过光照射分解而产生酸。然后，在曝光后的烘烤(PEB：Post Exposure Bake)过程等中，通过所产生的酸的催化作用而使感光性组合物中包含的碱不溶性基团变成碱可溶性基团。然后，例如使用碱性溶液进行显影。由此，去除曝光部而得到期望的图案。
[0003]在上述方法中，作为碱性显影液，提出有各种碱性显影液。例如，作为该碱性显影液，通常使用2.38质量％TMAH(四甲基氢氧化铵水溶液)的水系碱性显影液。
[0004]为了半导体元件的微细化，曝光光源的短波长化及投影透镜的高数值孔径(高NA)化不断进展，现在正在开发以具有193nm波长的ArF准分子激光作为光源的曝光机。作为进一步提高分辨率的技术，提出了在投影透镜与试样之间填满高折射率的液体(以下，也称为“液浸液”)的方法(即，液浸法)。
[0005]在专利文献1中记载有一种负型图案形成方法，包括：(a)利用化学增幅型抗蚀剂组合物形成膜厚200nm以上的膜的工序；(b)对该膜进行曝光的工序；及(c)利用包含有机溶剂的显影液对该经曝光的膜进行显影的工序，所述化学放大型抗蚀剂组合物含有：(A)通过酸的作用而极性增大且对于包含有机溶剂的显影液的溶解性减少的树脂、(B)通过光化射线或放射线的照射而产生酸的化合物、及(C)溶剂。
[0006]在专利文献2中记载有一种离子注入工序用正型抗蚀剂组合物，其含有：(A)通过酸的作用而对于碱性显影液的溶解速度增加的树脂、及(B)通过光化射线的照射而产生酸的化合物，所述离子注入工序用正型抗蚀剂组合物的特征在于，由该正型抗蚀剂组合物形成的抗蚀剂膜相对于193nm的透射率为30～60％。
[0007]以往技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2012
‑
133329号公报
[0010]专利文献2：日本特开2006
‑
189713号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的技术课题
[0012]另一方面，近年来要求各种电子器件的高功能化，随之，要求更进一步提高用于微细加工的抗蚀剂图案的特性。
[0013]因此，本专利技术人等对厚膜(具有700nm以上的厚度)的抗蚀剂图案中的抗蚀剂性能
的提高进行了研究，结果发现了，很难兼顾优异的分辨率、以及抑制抗蚀剂图案的裂纹(破裂)及抗蚀剂图案的剥离。
[0014]本专利技术的课题在于提供一种使用感光化射线性或感放射线性树脂组合物的图案形成方法、电子器件的制造方法及感光化射线性或感放射线性树脂组合物，在由厚膜(具有700nm以上的厚度)的感光化射线性或感放射线性膜形成图案的情况下，分辨率优异，且能够抑制抗蚀剂图案的裂纹及抗蚀剂图案的剥离。
[0015]用于解决技术课题的手段
[0016]即，本专利技术人等发现了通过以下结构能够解决上述课题。
[0017][1]一种图案形成方法，其包括：
[0018](i)由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成膜厚700nm以上的感光化射线性或感放射线性膜的工序；
[0019](ii)对上述感光化射线性或感放射线性膜照射波长200nm以下的光化射线或放射线的工序；及
[0020](iii)使用显影液对被上述波长200nm以下的光化射线或放射线照射的感光化射线性或感放射线性膜进行显影的工序，其中，
[0021]上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有(A)具有酸分解性基团的聚合物及(B)光产酸剂，
[0022]上述(A)聚合物包含具有亲水基团的重复单元，上述(A)聚合物的重均分子量为8000以下。
[0023][2]根据[1]所述的图案形成方法，其中，
[0024]上述(B)光产酸剂包含由下述通式(ZI
‑
3)表示的化合物或由下述通式(ZI
‑
4)表示的化合物。
[0025][化学式1][0026][0027]上述通式(ZI
‑
3)中，
[0028]R1表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或烯基。
[0029]R2及R3分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或芳基。R2与R3可以彼此连接而形成环。
[0030]R1与R2可以彼此连接而形成环。
[0031]R
X
及R
y
分别独立地表示烷基、环烷基、烯基、芳基、2
‑
氧代烷基、2
‑
氧代环烷基、烷氧基羰基烷基或烷氧基羰基环烷基。R
X
与R
y
可以彼此连接而形成环，该环结构可以包含氧原子、氮原子、硫原子、酮基、醚键、酯键、酰胺键。
[0032]Z
‑
表示阴离子。
[0033][化学式2][0034][0035]通式(ZI
‑
4)中，
[0036]l表示0～2的整数。
[0037]r表示0～8的整数。
[0038]R
13
表示氢原子、氟原子、羟基、烷基、环烷基、烷氧基或烷氧基羰基。
[0039]R
14
表示羟基、烷基、环烷基、烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰基、烷基磺酰基或环烷基磺酰基。当存在多个R
14
时，多个R
14
可以彼此相同或不同。
[0040]R
15
分别独立地表示烷基、环烷基或萘基。2个R
15
可以彼此键合而形成环。当2个R
15
彼此键合而形成环时，该环结构可以包含氧原子、氮原子、硫原子、酮基、醚键、酯键、酰胺键。
[0041]X
‑
表示阴离子。
[0042][3]根据[2]所述的图案形成方法，其中，
[0043]上述Z
‑
或上述X
‑
为由下述通式(A1)～(A3)中的任意者表示的阴离子。
[0044][化学式3][0045][0046]上述通式(A1)中，
[0047]R
21
、R
22
分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、氟原子、被氟原子取代的烷基或被氟原子取代的环烷基。其中，R
21
、R
22
中的至少一个由氟原子、被氟原子取代的烷基、被氟原子取代的环烷基。
[0048]L表示单键或2价的连接基。
[0049]X表示有机基团。
[0050]上述通式(A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图案形成方法，其包括：(i)由感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成膜厚700nm以上的感光化射线性或感放射线性膜的工序；(ii)对所述感光化射线性或感放射线性膜照射波长200nm以下的光化射线或放射线的工序；及(iii)使用显影液对被所述波长200nm以下的光化射线或放射线照射的感光化射线性或感放射线性膜进行显影的工序，其中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有(A)具有酸分解性基团的聚合物及(B)光产酸剂，所述(A)聚合物包含具有亲水基团的重复单元，所述(A)聚合物的重均分子量为8000以下。2.根据权利要求1所述的图案形成方法，其中，所述(B)光产酸剂包含由下述通式(ZI
‑
3)表示的化合物或由下述通式(ZI
‑
4)表示的化合物，上述通式(ZI
‑
3)中，R1表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或烯基，R2及R3分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或芳基，R2与R3任选地彼此连接而形成环，R1与R2任选地彼此连接而形成环，R
X
及R
y
分别独立地表示烷基、环烷基、烯基、芳基、2
‑
氧代烷基、2
‑
氧代环烷基、烷氧基羰基烷基或烷氧基羰基环烷基，R
X
与R
y
任选地彼此连接而形成环，该环结构任选地包含氧原子、氮原子、硫原子、酮基、醚键、酯键、酰胺键，Z
‑
表示阴离子，通式(ZI
‑
4)中，l表示0～2的整数，r表示0～8的整数，R
13
表示氢原子、氟原子、羟基、烷基、环烷基、烷氧基或烷氧基羰基，R
14
表示羟基、烷基、环烷基、烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰基、烷基磺酰基或环烷基磺酰
基，当存在多个R
14
时，多个R
14
任选地彼此相同或不同，R
15
分别独立地表示烷基、环烷基或萘基，2个R
15
任选地彼此键合而形成环，当2个R
15
彼此键合而形成环时，该环结构任选地包含氧原子、氮原子、硫原子、酮基、醚键、酯键、酰胺键，X
‑
表示阴离子。3.根据权利要求2所述的图案形成方法，其中，所述Z
‑
或所述X
‑
为由下述通式(A1)～(A3)中的任意者表示的阴离子，上述通式(A1)中，R
21
、R
22
分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、氟原子、被氟原子取代的烷基或被氟原子取代的环烷基，其中，R
21
、R
22
中的至少一个为氟原子、被氟原子取代的烷基、被氟原子取代的环烷基，L表示单键或2价的连接基，X表示有机基团，上述通式(A2)中，R
23
表示氢原子、烷基、环烷基、氟原子、
‑
C(＝O)
‑
Rx或
‑
S(＝O)2‑
Rx，Rx表示有机基团，R
24
表示氢原子、烷基、环烷基或氟原子，A1表示
‑
C(＝O)
‑
或
‑
S(＝O)2‑
，R
23
与R
24
任选地彼此键合而形成环，上述通式(A3)中，R
25
、R
26
、R
27
分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基或氟原子，A2～A4分别独立地表示
‑
C(＝O)
‑
或
‑
S(＝O)2‑
，R
25
、R
26
、R
27
中的至少2个任选地彼此键合而形成环。4.根据权利要求1至3中任一项所述的图案形成方法，其中，所述(A)聚合物的大西参数为4.2以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的图案形成方法，其中，所述(A)聚合物包含2种以上具有亲水基团的重复单元，并且上述重复单元各不同。6.根据权利要求5所述的图案形成方法，其中，所述(A)聚合物包含3种以上具有亲水基团的重复单元，并且上述重复单元各不同。7.根据权利要求1至6中任一项所述的图案形成方法，其中，所述具有亲水基团的重复单元包含具有羧基或羟基的重复单元。8.根据权利要求1至7中任一项所述的图案形成方法，其中，所述具有亲水基团的重复单元包含具有羧基的重复单元。9.根据权利要求1～8中任一项所述的图案形成方法，其中，
所述(A)聚合物包含各1种以上的具有羧基的重复单元和具有羟基的重复单元。10.根据权利要求9所述的图案形成方...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉野文博，楜泽佑真，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：