[发明专利]正型抗蚀剂组成物及图案形成方法

说明书

本发明涉及正型光阻抗蚀剂组成物及图案形成方法。本发明的课题是提供PED稳定性优异、DOF特性优异、LWR良好、可形成拖尾受到抑制的形状的图案的正型抗蚀剂组成物、及使用该正型抗蚀剂组成物的图案形成方法。一种正型抗蚀剂组成物，含有：(A)下式(1)表示的第1鎓盐化合物；(B)下式(2)表示的第2鎓盐化合物；(C)基础聚合物，该基础聚合物含有下式(a)表示的含酸不稳定基团的重复单元、及视需要的下式(b)表示的含酸不稳定基团的重复单元，且其碱溶解性会因酸而改善(但是，含有下式(b)表示的含酸不稳定基团的重复单元时，酸不稳定基团的碳数为14以上者在全部重复单元中为5摩尔％以下的话，则亦可含有。)；及(D)有机溶剂。

技术领域

本发明关于正型抗蚀剂组成物及图案形成方法。

背景技术

近年来伴随LSI、存储器的高集成化与高速化，要求图案规则的微细化，于此当中，现在作为泛用技术使用的光曝光已逐渐趋近源自光源的波长的本质上的分辨率的极限。

作为抗蚀剂图案形成时所使用的曝光光，1980年代已经广泛使用以水银灯的g射线(436nm)或i射线(365nm)作为光源的光。就用以进一步微细化的手段而言，使曝光波长短波长化的方法是有效的，1990年代的64MB(加工尺寸为0.25μm以下)DRAM(动态随机存取存储器)之后的量产制程中利用更短波长的KrF准分子激光(248nm)替代i射线(365nm)作为曝光光源。

但是，为了制造需要更微细的加工技术(加工尺寸为0.2μm以下)的集成化程度256M及1G以上的DRAM，则需要更短波长的光源，约20年前已经开始正式地探讨使用了ArF准分子激光(193nm)的光刻。当初ArF光刻应该从180nm节点的器件的制作开始使用，但KrF准分子光刻延续使用到130nm节点器件的量产，ArF光刻的正式使用则从90nm节点开始。另外，和NA提高至0.9的透镜组合，已可进行65nm节点器件的量产。接下来的45nm节点器件推进了曝光波长的短波长化，并列举出波长157nm的F₂光刻作为候选。但是，由于投影透镜中大量使用昂贵的CaF₂单结晶而导致扫描曝光机的成本提高，且因软防尘薄膜组件的耐久性极低而导入硬防尘薄膜组件所伴随的光学系的变更、抗蚀剂膜的蚀刻耐性降低等各种问题而导致F₂光刻的开发中止，并导入了ArF浸润式光刻(非专利文献1)。

约10年前已经实用化的ArF浸润式光刻是以折射率1.44的水填满投影透镜与晶圆之间而实施曝光处理的。相较于如已知ArF光刻般以空气(折射率1)填满投影透镜与晶圆之间的情形，ArF浸润式光刻具有如下特征：由于入射到晶圆的曝光光的角度得以缓和，故会实现1以上的高NA而可进行高分辨率曝光。

就32nm节点以后的光刻技术而言，亦可列举波长13.5nm的极紫外线(EUV)光刻作为候选。EUV光刻的问题可列举激光的高输出化、抗蚀剂膜的高感度化、高分辨率化、低边缘粗糙度(LER、LWR)化、无缺陷MoSi叠层掩膜、反射镜的低像差化、防尘薄膜组件等，需克服的问题堆积如山。

32nm节点的另一候选的高折射率浸润式光刻则因作为高折射率透镜候选的镏铝石榴石(LuAG)的透射率低、液体的折射率无法达到目标的1.8而中止开发。

在此最近受到注目的是双重图案化制程，是利用第1次曝光与显影来形成图案，再利用第2次曝光恰好在第1次的图案中间形成图案。就双重图案化的方法已有人提出许多种制程。例如利用第1次曝光与显影来形成线与间距为1：3的间隔的抗蚀剂图案，再利用干蚀刻对下层的硬掩膜进行加工，于其上铺设另一层硬掩膜，于第1次曝光的间距部分利用抗蚀剂膜的曝光与显影来形成线图案，再利用干蚀刻加工硬掩膜，形成节距为最初图案的节距的一半的线与间距图案的方法。又，利用第1次曝光与显影来形成间距与线为1：3的间隔的抗蚀剂图案，再利用干蚀刻对下层的硬掩膜进行加工，于其上涂布抗蚀剂膜，再于残留有硬掩膜的部分将第2次的间距图案予以曝光，并利用干蚀刻对硬掩膜进行加工。均是利用2次的干蚀刻对硬掩膜进行加工。