[发明专利]用于纳米压印的膜形成组合物以及图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于纳米压印的膜形成组合物以及使用此组合物的图案形成方法。更详细地说，本发明是涉及一种具备产生光固化反应的功能的用于纳米压印的膜形成组合物以及感光性光阻、纳米结构体、使用它们的图案形成方法以及用以实现所述图案形成方法的程序。

背景技术

光刻技术是半导体器件工艺的核心技术，随着近年来半导体集成电路(IC)的高集成化，布线进一步向微细化发展。特别是在元件的集成度超过1000万个、被称为超大规模集成电路(Super Large Scale Integrated Circuit，超LSI)的半导体集成电路中，必须使用微细加工光刻技术。

用以实现超LSI的微细加工光刻技术迄今为止所使用的是利用KrF激光、ArF激光、F₂激光、X射线、远紫外线等的摄影曝光(Photoexposure)光刻技术。而且，通过利用这些摄影曝光光刻技术，可以形成数十纳米级别(Nanometer order)的图案。

但是，摄影曝光光刻技术中所使用的装置价格不菲，因此随着微细化的高度发展，曝光装置的初始成本增大。另外，在这些摄影曝光光刻技术中，必须使用用以获得与光波长同等程度的高解析度的光罩，具有那种微细形状的光罩价格不菲。而且，对高集成化的要求是无止境的，业界要求实现进一步的微细化。

在所述状况下，于1995年由Princeton大学的Chou等人提出了纳米压印光刻技术(参照美国专利第5772905号说明书)。纳米压印光刻技术是将形成了既定电路图案的模型按压在表面涂布了光阻的基板上，由此将模型的图案转印到光阻上。

由Chou等人最初提出的纳米压印光刻技术是使用热塑性树脂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为光阻，且因经历如下工序而被称为“热循环纳米压印光刻技术”，所述工序是在将光阻变形前通过加热预先使光阻软化，然后按压模型使光阻变形，接着冷却光阻而使光阻固化的工序。业界已证实利用热循环纳米压印光刻技术，可以进行迄今为止摄影曝光光刻技术难以实现的10nm以下的转印，其解析度取决于模型的制作精度。也就是说，只要可以获得模型，就能使用比摄影曝光光刻技术简单、便宜的装置，形成纳米级别的微细结构。

但是，热循环纳米压印光刻技术中存在下述问题：由光阻的升温、冷却所花费的时间导致的产量下降，由温度差导致的尺寸变化、转印图案的精度下降以及由热膨胀导致的对准精度下降等。

于是，为代替热塑性树脂制成的光阻，所述领域技术人员提出了如下的纳米压印光刻技术：使用以紫外线固化形状的光固化树脂。这种纳米压印光刻技术的工艺流程是：将模型按压在由光固化树脂构成的光阻上后，照射紫外线使树脂固化，然后将模型分离以获得图案。所述方法是利用光来固化光阻，所以被称为“光纳米压印光刻技术”。

光纳米压印光刻技术只要通过紫外线等光照射就能获得图案，不用实施加热或者冷却，所以可以解决热循环纳米压印光刻技术中的所述问题。并且因为使用石英、蓝宝石等透光的透明材料形成模型，所以容易透过模型对准执行操作的位置。

此外，作为其他的纳米压印光刻技术，业界还提出使用旋转涂布玻璃(Spin on glass，SOG)等高粘性材料作为光阻的技术(参照日本特开2003-100609号公报)。这种纳米压印光刻技术的工艺流程是将由高粘性材料构成的光阻涂布在基板上，接着按压上模型，然后剥离模型以获得图案。因为使用具有高粘性的材料，所以不一定要施加热或者光，也可以保持光阻的形状。所述技术可以在室温下获得图案，因此被称为“室温纳米压印光刻技术”。

如果利用室温纳米压印光刻技术，则根据所选择的材料，可以不再需要光阻的加热/冷却时间以及将材料光固化的光照射时间，因此可以实现高产量。

[发明所要解决的问题]

然而，在纳米压印光刻技术中，通常在利用光阻形成图案形状后，实施通过干蚀刻除去成为光阻凹部的薄残膜的工序。通过蚀刻除去光阻的薄残膜后，露出基板的表面。接下来通过将光阻用作光罩，对露出的基板部分实施进一步的蚀刻，以在基板上形成图案。在基板上形成图案后，通过溶解处理等将用作光罩的光阻从基板上除去，最终获得刻有图案的基板。

所述的基板蚀刻工序中，需要提高基板相对于作为光罩的光阻的蚀刻率的选择性。也就是说，需要使作为光罩的光阻具有抗蚀刻性，以提高其选择比。