[发明专利]图案形成方法、光化射线敏感或放射线敏感树脂组合物、抗蚀剂膜和制造电子器件的方法

说明书

本发明的图案形成方法包括(i)使用光化射线敏感或放射线敏感树脂组合物形成膜，所述光化射线敏感或放射线敏感树脂组合物含有具有包含能够通过归因于酸的作用的分解而生成极性基团的基团的重复单元和包含羧基的重复单元的树脂(A)，根据使用光化射线或放射线的照射生成酸的化合物(B)，以及溶剂(C)；(ii)使用KrF准分子激光、极紫外线或电子束将所述膜曝光；以及(iii)通过使用包含有机溶剂的显影液将已曝光的膜显影而形成阴图型色调图案。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及图案形成方法、光化射线敏感或放射线敏感树脂组合物、抗蚀剂膜、用于制造电子器件的方法、以及电子器件，其中的每一个适合在用于制造半导体如ICs的工艺、用于制造液晶或电路板如感热头的工艺、以及除了这些之外的光加工中的光刻工艺中使用。尤其是，本发明涉及有利地用于使用KrF曝光装置的曝光的图案形成方法、光化射线敏感或放射线敏感树脂组合物、抗蚀剂膜、用于制造电子器件的方法、和电子器件。

2.相关技术描述

自从开发用于与KrF准分子激光(248nm)一起使用的抗蚀剂以来，被称为化学增幅的图像形成方法就已经被用作抗蚀剂的图像形成方法，以便补偿由光吸收导致的灵敏度劣化。作为一个实例，将给出阳图型化学增幅图像形成方法的描述，其为这样的图像形成方法，其中通过使用准分子激光、电子束、极紫外光等的曝光，酸生成剂在曝光部分分解以生成酸，使用生成的酸作为曝光后烘烤(PEB：Post Exposure Bake)中的反应催化剂以将碱不溶性基团转化为碱溶性基团，并且使用碱性显影液移除曝光部分。

在上述方法中，已经提出了各种碱性显影液；然而，通常使用具有2.38质量％的TMAH(氢氧化四甲铵)水溶液的水性碱性显影液。

另一方面，除了当前主流的阳图型方法之外，还开发了使用阴图型图像的精细图案形成。这是因为，在半导体元件等的制造中，尽管对具有各种形状如线、沟道、和孔的图案形成存在需求，但是存在难以在当前的阳图型抗蚀剂中形成的图案。此外，近年来，作为正在开发的切削边缘图案形成方法，除了阳图型方法之外，还有其中可以利用阴图型色调方法通过使用ArF准分子激光的曝光形成具有高分辨率的图案的方法(例如，参见JP2715881B)。

发明概述

然而，在半导体制造中，除了对极度小型化的需求之外，还在有效使用现有设备方面研究用KrF曝光代替通过常规ArF曝光进行的工艺的一部分，这与开发ArF曝光技术以便克服KrF曝光的局限性的历史趋势相反。此外，就使用KrF曝光代替ArF曝光工艺的一部分而言，除了上述小型化的问题之外，还存在各种技术上难以解决的问题，如所使用的材料(树脂等)的改进和与曝光机制的差异相关的挑战。

此外，作为上述抗蚀剂技术的用途，正在继续开发微加工用途，如在作为逻辑器件等的制造期间的一个步骤的离子注入(电荷注入)中使用抗蚀剂组合物的离子注入用途。

在作为离子注入用途使用抗蚀剂组合物的情况下，可以在事先图案化的基板(以下称为不平坦基板)上将抗蚀剂组合物涂布、曝光、和显影，并且存在对在不平坦基板上微细加工的需求。

然而，根据归因于曝光用光从基板的反射的驻波和归因于上述不平坦基板中不平坦部分的曝光用光的漫透射的影响，可能会对得到的图案的形状造成负面影响。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种图案形成方法，其尤其有利于用于KrF曝光，其中抑制了驻波的产生并且可以形成几乎没有浮渣的具有高矩形性的图案，尤其是在不平坦基板上的图案形成中，并且可以实现优异的曝光宽容度；并且提供其中使用该图案形成方法的光化射线敏感或放射线敏感树脂组合物、抗蚀剂膜、用于制造电子器件的方法以及电子器件。

本发明具有以下方案，从而实现本发明的上述目的。