图案形成方法、电子元件的制造方法及电子元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在集成电路（IntegratedCircuits，IC)等的半导体制造 步骤、液晶、热能头（thermalhead)等的电路基板的制造、以及其他感光蚀刻加工 (photofabrication)的微影（lithography)步骤中适宜使用的图案形成方法、电子元件的 制造方法及电子元件。
【背景技术】
[0002] 在KrF准分子激光（248nm)用抗蚀剂以后，在半导体用微影中，使用利用化学增幅 的图案形成方法。
[0003] 为了半导体元件的微细化而促进曝光光源的短波长化与投影透镜的高数值孔径 (highnumericalaperture，高NA)化，现在正在开发以具有193nm的波长的ArF准分子激 光为光源的曝光机。作为进一步提高解析能力的技术，提出在投影透镜与试样之间充满高 折射率的液体（以下也称为"液浸液"）的方法（即液浸法）。而且，还提出了利用更短波 长（13. 5nm)的紫外光进行曝光的极紫外线（extremeultraviolet，EUV)微影。
[0004] 近年来，还开发了使用包含有机溶剂的显影液（以下也称为"有机溶剂系显影 液"）的图案形成方法，例如在专利文献1中记载了包含如下步骤的图案形成方法：对于含 有如下树脂的抗蚀剂组合物使用有机溶剂系显影液进行显影的步骤，所述树脂包含具有由 于酸的作用而分解、产生极性基的基的重复单元。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本专利特开2008-292975号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 由于半导体元件的更进一步微细化，为了稳定地形成用以制造高集成且高精度 的电子元件的高精度的微细图案，关于使用有机溶剂系显影液而形成抗蚀剂图案的情况 下的抑制显影残澄（浮澄）的产生、或抗蚀剂图案的线宽均勾性（CriticalDimension Uniformity，Q)U)，要求更进一步的改良。
[0010] 因此，本发明的课题在于提供一种图案形成方法、包含该图案形成方法的电子元 件的制造方法及电子元件，所述图案形成方法是在使用有机溶剂系显影液的图案形成方法 中，可减低浮渣的产生，且可形成线宽均匀性（CDU)优异的图案的方法。
[0011] 解决问题的技术手段
[0012] 本发明在一形态中如下所示。
[0013] [1]一种图案形成方法，其包含：
[0014]-在基板上涂布溶剂（S)的步骤；
[0015] -在涂布有溶剂（S)的所述基板上涂布感光化射线性或感放射线性树脂组合物而 形成感光化射线性或感放射线性膜的步骤；
[0016] -对所述感光化射线性或感放射线性膜进行曝光的步骤；及
[0017] -利用包含有机溶剂的显影液对进行了曝光的所述感光化射线性或感放射线性膜 进行显影而形成负型图案的步骤。
[0018] [2]根据[1]所述的图案形成方法，其中，所述感光化射线性或感放射线性树脂组 合物含有：由于酸的作用而使对包含有机溶剂的显影液的溶解度减小的树脂、由于照射光 化射线或放射线而产生酸的化合物及溶剂。
[0019] [3]根据[1]或[2]所述的图案形成方法，其中，溶剂⑶的20°C的蒸汽压为 0? 7kPa以下。
[0020] [4]根据[1]~[3]中任一项所述的图案形成方法，其中，在残存有基板上所涂布 的所述溶剂（S)的状态下形成所述感光化射线性或感放射线性膜。
[0021] [5]根据[1]~[4]中任一项所述的图案形成方法，其是通过将溶剂⑶喷出至基 板上而进行所述溶剂（S)的涂布，通过将所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物喷出 至基板上而进行所述组合物的涂布的图案形成方法，并且所述图案形成方法包含在自溶剂 (S)的喷出结束后直至所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物的喷出开始之间的规定 时间使基板旋转，从而形成溶剂（S)的液膜的步骤，其旋转速度为3000rpm以下，且自溶剂 (S)的喷出结束后直至所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物的喷出开始的时间为 7.0秒以下。
[0022] [6]根据[1]~[5]中任一项所述的图案形成方法，其中，经由液浸液进行所述曝 光。
[0023] [7]根据[1]~[8]中任一项所述的图案形成方法，其中，以193nm以下的波长进 行所述曝光。
[0024] [8] -种电子元件的制造方法，其包含根据[1]~[7]中任一项所述的图案形成方 法。
[0025] [9] -种电子元件，其是利用根据[8]所述的电子元件的制造方法而制造。
[0026] 发明的效果
[0027] 依据本发明可提供可抑制浮渣的产生、且可形成线宽均匀性（CDU)优异的图案的 使用有机溶剂系显影液的图案形成方法，包含该图案形成方法的电子元件的制造方法及电 子元件。
【具体实施方式】
[0028] 以下，对本发明的实施形态加以详细说明。
[0029] 在本说明书中的基（原子团）的表述中，未记载经取代及未经取代的表述包含不 具取代基的基（原子团）以及具有取代基的基（原子团）。例如，所谓"烷基"不仅仅包含 不具取代基的烷基（未经取代的烷基），而且还包含具有取代基的烷基（经取代的烷基）。
[0030] 另外，此处所谓"光化射线"或"放射线"例如表示水银灯的明线光谱、以准分子激 光为代表的远紫外线、极紫外（extremeultraviolet，EUV)线、X射线、软X射线、电子束 (electronbeam，EB)等。而且，在本发明中，所谓光是表示光化射线或放射线。
[0031] 而且，此处所谓"曝光"，若无特别限制，则不仅仅包含利用水银灯、以准分子激光 为代表的远紫外线、X射线、EUV光等的曝光，而且利用电子束、离子束等粒子束的描绘也包 含在曝光中。
[0032] 首先，对本发明的图案形成方法加以说明，其次对在该图案形成方法中所使用的 感光化射线性或感放射线性树脂组合物加以说明。
[0033]〈图案形成方法〉
[0034]本发明的图案形成方法包含：
[0035]-在基板上涂布溶剂（S)的步骤；
[0036] _在涂布有溶剂（S)的所述基板上涂布感光化射线性或感放射线性树脂组合物而 形成感光化射线性或感放射线性膜的制膜步骤；
[0037]-对所述感光化射线性或感放射线性膜进行曝光的曝光步骤；及
[0038]-利用包含有机溶剂的显影液对进行了曝光的所述感光化射线性或感放射线性膜 进行显影而形成负型图案的显影步骤。
[0039] 本发明的图案形成方法包含在基板上涂布感光化射线性或感放射线性树脂组合 物之前，将规定的溶剂（S)涂布于基板上的步骤（以下也称为"预湿步骤"等），由此可抑制 浮渣的产生，进一步形成图案的线宽均匀性得到改善的图案。
[0040] 在使用有机溶剂系显影液的负型图案的形成中，在感光化射线性或感放射线性膜 的未曝光部的底部产生对有机溶剂系显影液的溶解延迟，其成为残渣而生成浮渣。本发明 的图案形成方法包含预湿步骤，因此在基板上残存有溶剂的状态下形成感光化射线性或感 放射线性膜，推测其结果感光化射线性或感放射线性膜的未曝光部对于有机溶剂系显影液 的溶解度提高，浮渣得到改善。
[0041] 另外，特别地将预湿步骤中所使用的溶剂称为"溶剂（S) "，与例如后述的显影步骤 或冲洗步骤中所使用的溶剂、或本发明的图案形成方法中所使用的感光化射线性或感放射 线性树脂组合物所可含有的溶剂明确地区别。
[0042] 本发明的图案形成方法在一形态中也可包含加热步骤，另外可包含多次加热步 骤。
[0043] 而且，本发明的图案形成方法也可包含多次曝光步骤。
[0044] 而且，本发明的图案形成方法也可包含多次显影步骤，在这种情况下也可将使用 有机系显影液进行显影的步骤与使用碱性显影液进行显影的步骤加以组合。
[0045] 而且，本发明的图案形成方法也可在显影步骤之后进一步包含使用冲洗液进行清 洗的冲洗步骤。
[0046] 以下，对各步骤加以说明。
[0047]〈涂布溶剂⑶的步骤〉
[0048]作为可在预湿步骤中使用的溶剂（S)，若为溶解后述的感光化射线性或感放射线 性树脂组合物（以下也称为"本发明的组合物"等）的溶剂则可并无特别限定地使用。在 本发明的一形态中，溶剂（S)优选的是在室温（20°C)下的蒸汽压为0.7kPa以下，更优选的 是0. 4kPa以下