[發(fā)明專(zhuān)利]光刻膠正膠組合物

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00109344.4
• 申請(qǐng)日: 2000-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1276540A
• 公開(kāi)（公告）日: 2000-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 八子由子;竹山尚干
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): G03F7/00
• 分類(lèi)號(hào): G03F7/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 胡交宇

本發(fā)明涉及一種光刻膠組合物，它適于使用高能輻射，例如包括激光、電子束、X-射線(xiàn)、輻射等的遠(yuǎn)紫外線(xiàn)的光刻技術(shù)。

最近，隨著集成電路的高度集成化的發(fā)展，需要形成亞微米級(jí)的圖形。基于這一要求，特別是產(chǎn)生64?MDRAM和256?MDRAM的能力，激光光刻術(shù)已引起人能特別的注意。作為一種適用于這種激光光刻術(shù)的光刻膠，使用一種被稱(chēng)作化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠的光刻膠，它使用了一種酸催化劑和化學(xué)增強(qiáng)作用。在化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠光刻膠中，被輻射部分在堿性顯影劑中的溶解度通過(guò)從被輻射部分的酸發(fā)生劑產(chǎn)生的酸催化劑的反應(yīng)而發(fā)生變化，并因此得到正的或負(fù)的圖形。

在化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠中，在被輻射部分產(chǎn)生的酸通過(guò)后熱處理(曝光后焙燒：下文稱(chēng)作PEB)發(fā)生擴(kuò)散，并充當(dāng)改變輻射部分在顯影劑中的溶解度的催化劑。這種化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠通常含有一種樹(shù)脂成分，它本身是堿不溶性的或堿微溶性的，但在酸的作用下變成堿可溶性的，酸發(fā)生劑在輻射的作用下產(chǎn)生酸。

激光具有一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)在具有高反射率的基底上形成的光刻膠膜被照射時(shí)，它們通過(guò)反射光和入射光的相互作用在膜中形成一種駐波，因?yàn)樗鼈兙哂懈叩南嚓P(guān)性。例如，當(dāng)光刻膠膜中的光線(xiàn)的強(qiáng)度通過(guò)這種駐波變得不平衡時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種現(xiàn)象，即光刻膠圖形的一邊會(huì)變成波形，即所謂的駐波效應(yīng)。當(dāng)光刻膠圖形的一邊由于駐波效應(yīng)變成波形時(shí)，難以使圖形的線(xiàn)條保持固定的寬度。為了抑制駐波效應(yīng)，通常通過(guò)在光刻膠中加入光吸收組分來(lái)抑制在膜中的干涉。但是，當(dāng)使用這種光吸收組分時(shí)，會(huì)產(chǎn)生在光刻膠膜的底部光能變?nèi)醯膯?wèn)題，圖形的界面形成底部擴(kuò)張型的錐形。這一現(xiàn)象降低分辨率。此外，由于以上描述的光干涉，當(dāng)曝光是通過(guò)即使在掩蓋部分具有小的透射率的所謂的半-調(diào)(half-tone)掩膜進(jìn)行時(shí)，有時(shí)發(fā)生一種現(xiàn)象(稱(chēng)作邊部圓形突出)，在非曝光部分形成在掩膜中不存在的穿孔。這種邊部圓形突出的形成在半導(dǎo)體集成電路的生產(chǎn)中造成嚴(yán)重的問(wèn)題。

此外，在光刻技術(shù)中通常要求形成與原掩膜圖形相比高的忠實(shí)性的圖形，即使在輻射照射的過(guò)程中焦點(diǎn)發(fā)生變化。換句話(huà)說(shuō)，需要一種具有較深的焦點(diǎn)深度或者寬的焦點(diǎn)邊緣的光刻膠。

本發(fā)明的目的是提供一種光刻膠正膠組合物，它具有多種優(yōu)良的光刻膠性能，包括靈敏度，分辨率，膜形成性能，涂布性能，耐熱性等；在圖形截面和焦點(diǎn)深度上也具有優(yōu)良的性能；特別是難以造成駐波效應(yīng)，即使在具有高的反射率的基底上也可形成幾乎垂直和光滑的圖形邊面。經(jīng)過(guò)深入研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了具有優(yōu)良性能的光刻膠正膠組合物，它是在具有樹(shù)脂和酸產(chǎn)生劑的光刻膠中加入特定的化合物形成的。基于這是事實(shí)完成了本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種光刻膠正膠組合物，它含有一種樹(shù)脂，該樹(shù)脂通過(guò)酸的作用從堿不溶性或堿微溶性轉(zhuǎn)化成堿可溶性；一種酸發(fā)生劑；和一種由下式(I)表示的含氮環(huán)化合物：其中X表示CH₂或者C(＝O)，R¹，R²，R³和R⁴中的兩個(gè)表示低級(jí)烷基，其余兩個(gè)表示氫。

作為光刻膠主要成分的樹(shù)脂其本身是堿不溶性的或者堿微溶性的，并且通過(guò)酸的作用變成堿可溶性的。例如，這種樹(shù)脂可通過(guò)用一種對(duì)堿顯影劑具有溶解抑制能力并容易被酸作用的基團(tuán)對(duì)堿可溶性樹(shù)脂中的至少一部分酚羥基基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)來(lái)產(chǎn)生，該堿可溶性樹(shù)脂具有一種酚骨架。

用于產(chǎn)生光刻膠組合物中的這種樹(shù)脂的堿可溶性樹(shù)脂的實(shí)例包括酚醛清漆樹(shù)脂，聚乙烯基酚樹(shù)脂，乙烯基酚與另一種乙烯基單體的共聚物，異丙烯基酚與另一種乙烯基單體的共聚物。與乙烯基酚或異丙烯基酚共聚合的乙烯基單體的例子包括(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸或甲基丙烯酸的甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基或者環(huán)己基酯，丙烯腈，苯乙烯。對(duì)乙烯基酚或異丙烯基酚中的羥基和乙烯基或者異丙烯基之間的位置關(guān)系沒(méi)有特別的限制，雖然通常優(yōu)選對(duì)乙烯基酚或?qū)Ξ惐┗印Ｒ部稍谶@些樹(shù)脂中加入氫來(lái)改善透明度。在上述的樹(shù)脂的酚核中可引入烷基，烷氧基等，只要所產(chǎn)生的樹(shù)脂是堿可溶性的。在這些堿可溶性樹(shù)脂中，優(yōu)選使用聚乙烯酚為基的樹(shù)脂，即乙烯基酚的均聚物或乙烯基酚與其它的單體的共聚物。