[發明專利]抗蝕劑保護膜形成用材料及使用該材料的抗蝕劑圖案形成方法

無效

• 申請號: 200580044399.2
• 申請日: 2005-12-22
• 公開（公告）號: CN101088047A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 石塚啟太;遠藤浩太朗
• 申請（專利權）人: 東京應化工業株式會社
• 主分類號: G03F7/11
• 分類號: G03F7/11;H01L21/027;C08F220/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 楊宏軍

技術領域

本發明涉及適合用于形成抗蝕劑膜的保護膜的抗蝕劑保護膜形成用材料以及使用該材料形成抗蝕劑圖案的方法。本發明特別涉及適合用于下述構成的液浸曝光(Liquid?Immersion?Lithography)處理的抗蝕劑保護膜形成用材料以及使用上述保護膜形成用材料的抗蝕劑圖案形成方法，所述構成為：在液浸曝光處理中，在使光刻曝光光到達抗蝕劑膜的通過路徑的至少上述抗蝕劑膜上設置折射率比空氣高且折射率比上述抗蝕劑膜低的特定厚度的液體(以下，液浸曝光用液體)的狀態下，曝光上述抗蝕劑膜，使抗蝕劑圖案的析像度提高。

背景技術

在半導體設備、液晶設備等各種電子設備中的微細結構的制造中大多使用光刻法，伴隨著設備結構的微細化，要求光刻工序中的抗蝕劑圖案的微細化。

目前，雖然可以通過光刻法例如在最尖端的領域形成線寬為90nm左右的微細的抗蝕劑圖案，但今后要求形成更加微細的圖案。

為了形成比上述90nm更微細的圖案，開發曝光裝置和與其對應的抗蝕劑成為第1要點。曝光裝置中，通常將F₂準分子激光、EUV(遠紫外線)、電子射線、X射線、軟X射線等光源波長的短波長化或增大透鏡的開口數(NA)等作為開發要點。

但是，光源波長的短波長化需要昂貴的新型曝光裝置，另外，高NA化中，由于析像度與焦深范圍成折衷(TRADE?OFF)的關系，故存在即使提高析像度，焦深范圍也降低的問題。

最近，作為能解決上述問題的光刻技術，報道了液浸曝光(LiquidImmersion?Lithography)法的方法(例如，參見非專利文獻1、非專利文獻2、非專利文獻3)。該方法是于曝光時在透鏡與基板上的抗蝕劑膜之間的至少上述抗蝕劑膜上設置規定厚度的純水或氟類惰性液體等液浸曝光用液體。該方法中，通過用折射率(n)更大的液體、例如純水等置換以往為空氣或氮氣等惰性氣體的曝光光路空間，即使使用相同的曝光波長的光源，與使用較短波長的光源的情形或使用高NA透鏡的情形相同，達到高清晰度，同時焦深范圍也不降低。

如果使用上述液浸曝光，則由于可以使用安裝在現有裝置上的透鏡，以低成本形成清晰度優良、且焦點深度也優良的抗蝕劑圖案，因而備受關注。

非專利文獻1：Journal?of?Vacuum?Science?&?TechnologyB(J.Vac.Sci.Technol.B)((發行國)美國)、1999年、第17卷、6號、3306-3309頁

非專利文獻2：Journal?of?Vacuum?Science?&?TechnologyB(J.Vac.Sci.Technol.B)((發行國)美國)、2001年、第19卷、6號、2353-2356頁

非專利文獻3：Proceedings?of?SPIE?Vol.4691((發行國)美國)、2002年、第4691卷、459-465頁

專利文獻1：國際公開2004/074937號說明書

發明內容

但是，該液浸曝光處理中，由于一邊在抗蝕劑膜的上層設置純水或氟類惰性液體等液浸曝光用液體、一邊進行曝光處理，故抗蝕劑圖案上很有可能發生表面缺陷(缺損)。關于該表面缺陷的發生原因，還存在很多未闡明的部分，但在被曝光膜上配置液浸曝光用液體的液浸曝光處理中，考慮了在液浸曝光用液體與被曝光膜之間的相互作用和液浸曝光用液體殘留在被曝光膜上以及上述液浸曝光用液體對液浸曝光中的抗蝕劑膜的浸襲等，抑制該表面缺陷是當務之急。

其中，有時能直接使用在現有的光刻法中使用的材料類，但由于使透鏡與抗蝕劑膜之間存有上述液浸曝光用液體的曝光環境不同，因此提示了使用與上述現有的光刻法不同的材料。

其中，為了解決上述問題，提出了使用含氟樹脂的保護膜形成材料的方案(專利文獻1)。但是，使用上述保護膜形成材料時，雖然能達到上述目的，但產生了下述問題：必須用特殊的清洗用溶劑或涂布裝置，或者增加了除去保護膜的工序等生產率方面的問題。

并且，最近，將不溶于水且可溶于堿的聚合物用作抗蝕劑上層的保護膜形成用材料的工序受到關注，但對該種保護膜形成用材料，要求開發出能進一步排除發生上述表面缺陷的危險的材料。

本發明提供耗費了大量開發資源而確立得到的將從現有的抗蝕劑組合物所得的抗蝕劑膜用于液浸曝光并且能有效地抑制表面缺陷的技術。