[發明專利]化學放大型正光刻膠組合物

無效

• 申請號: 01102176.4
• 申請日: 2001-01-22
• 公開（公告）號: CN1312488A
• 公開（公告）日: 2001-09-12
• 發明（設計）人: 上谷保則;金晟賢;高田佳幸
• 申請（專利權）人: 住友化學工業株式會社
• 主分類號: G03F7/039
• 分類號: G03F7/039
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李悅

本發明涉及用于半導體微細處理的化學放大型正光刻膠。

通常，使用光刻膠組合物的光刻方法已被用于半導體微細處理中。總的來說，在光刻術中分辨率會隨著曝光波長的降低而提高，正如瑞利衍射極限公式所描述的那樣。在半導體制造中，波長為436nm的g線、波長為365nm的i線以及波長為248nm的KrF激光已被用作光刻中的曝光光源。也就是說所用波長正在一年一年地變短。波長為193nm的ArF激光已被認為是有希望成為下一代曝光光源的光波。

與用于常規曝光源的透鏡相比，用于ArF激發激光曝光機或應用短波長光源曝光機的透鏡使用壽命更短。因此，需要曝光于ArF激發激光更短的時間。為此，必須提高光刻膠的靈敏度。因此，已使用所謂的化學放大型光刻膠，其利用由于曝光產生酸的催化作用，含有可被酸裂解的樹脂。

已知為了保證光刻膠的透射率，用于ArF激發激光曝光的理想樹脂不含有芳環，但為了具有干刻蝕性能，需用脂環代替芳環。迄今為止已知有多種樹脂可以用作該樹脂，如D.C.Hofer的光聚合物科學與技術雜志(Joumal?of?Photopolymer?Science?and?Technology)第9卷，3期，387-398(1996)描述的那些。

然而，由于在顯影中粘附力不足，特別是極性不足，常規已知的樹脂具有圖案出現剝落的問題。在光刻膠中良好的干蝕抗性是十分必要的，這是因為在光刻術中形成的光刻膠圖形的光刻膠膜在制造集成電路的干蝕過程中起著保護膜的作用。

本發明的一個目的是提供一種新的化學放大型正光刻膠，它含有一種樹脂組分和一種酸產生劑，非常適合于用ArF、KrF等作光源的激光光刻技術中，并且具有良好的與底板的粘附性和干蝕抗性，同時表現出各種優良的光刻膠性能，例如靈敏度和分辨率。

本發明的發明人發現了一種新的化學放大型光刻膠組合物，它含有一種具有特定結構的聚合單元的樹脂組分，這種光刻膠具有良好的與底物的粘附性和干蝕抗性，同時表現出各種優良的光刻膠性能，例如靈敏度和分辨率。本發明正是在此發現的基礎上完成的。

本發明提供了一種化學放大型正光刻膠組合物，它含有一種樹脂(X)，這種樹脂本身在堿中是不溶的或微溶的，但當被酸作用后變成可溶的，并且這種樹脂具有(a)一種聚合單元，衍生于1-金剛烷基-1-烷基烷基(甲基)丙烯酸酯，由下式(Ⅰ)表示：其中，R¹表示H或甲基，R²和R³分別獨立地表示具有1到4個碳原子的烷基，R⁴和R⁵分別獨立地表示H、羥基或烷基，(b)衍生于脂環烯烴如降冰片烯的聚合單元，由下式(Ⅱ)表示：其中R⁶、R⁷分別表示氫、具有1-3個碳原子的烷基，具有1-3個碳原子的羥基烷基，羧基，氰基，或-COOR⁸表示的基團，其中R⁸表示醇殘基，或R⁶和R⁷一起形成由-C(=O)OC(=O)-表示的羧酸酐殘基，和(c)衍生于選自馬來酸酐和衣康酸酐的不飽和二羧酸酐的聚合單元，和產酸劑(Y)。

優選實施方案的詳細描述

衍生于選自馬來酸酐和衣康酸酐的不飽和二羧酸酐的聚合單元由下式(Ⅲ)或(Ⅳ)表示：

盡管T.I.Wallow等在Proc.SPIE，第2724卷(1996)，頁355-364的文章中也描述了使用降冰片烯和馬來酸酐另外的共聚物用作ArF激發激光光刻中的光刻膠，但在本發明的光刻膠組合中含有的樹脂進一步具有式(Ⅰ)所示的聚合單元，其具有體積酸裂解性。通過將式(Ⅰ)的聚合單元和式(Ⅱ)和(Ⅲ)或(Ⅳ)的聚合單元結合在一起，可以改善與底物附著性，干蝕抗蝕性、靈敏度和分辨率。