[發明專利]包括新丙烯酸系單體的光刻膠用共聚物和包括其的光刻膠用樹脂合成物

有效

• 申請號: 201110176511.5
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN102731715A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 申珍奉;金真湖;申大鉉;李承宰
• 申請（專利權）人: 韓國錦湖石油化學株式會社
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F232/08;C08F222/26;C08F222/14;C08F220/28;G03F7/004;G03F7/00;H01L21/312
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 黃麗娟

技術領域

本技術是涉及半導體工藝中使用的光刻膠樹脂合成物的技術。更詳細說，本技術涉及在光致光刻膠制定模式(patterning)過程中提高對比度和分辨率的光致光刻膠合成物。

技術背景

近來，隨著半導體器件的高密度化，在超LSI等的制作中，必需0.10微米以下的超小模式。因此，曝光波長也從之前使用過的g射線或i射線區域轉為要求更短波長的光源。例如，最近，使用原子紅外、KrF準分子激光、ArF準分子激光、超紫外線、X射線和電子束的光刻技術研究已引起重視。特別是，在新一代要求0.10微米以下的模式的光刻技術中，最受關注的光源是ArF準分子激光。

一般來說，光致光刻膠合成物由具有酸敏感性功能基的成分(聚合物)、由放射線照射來發生酸的成分(酸發生劑)和溶劑構成，根據情況不同還可包括鹽基性添加劑。

用作光致光刻膠的主要原料的聚合物，需要對顯影液具有合適的親和力、對基板具有合適的附著力、抗腐蝕耐性好且優良分辨率的功能基。

作為上述功能基的例子，可包括用于提高對顯影液具有合適的親和力、對基板具有合適的附著力的羥基(hydroxy?group)、酯基(lactone?group)、羧基(carboxyl?group)等，作為提高抗腐蝕耐性的功能基的例子，可包括降冰片烯衍生物、金剛烷衍生物等主鏈內具有碳原子的環狀烷基的衍生物。但是，為提高分辨率，人們正在探索除上述功能基外依聚合物的結構來增加光酸發生劑帶來的酸流動性的方法。由此，為獲得高質量的分辨率并改善線邊緣粗糙度(line?edge?roughness)，需要開發用于制造優良聚合物的新單體。

發明內容

技術課題

本發明提供一種聚合物及含有其的樹脂合成物，其用于形成作為感應KrF準分子激光、ArF準分子激光、EUV、X射線或電子束(e-Beam)等的化學增幅型光致光刻膠、對基板的依賴小、在此波長范圍中透明性優異、且對比度、靈敏度和分辨率及顯影度均優良的光致光刻膠模式。

技術手段

根據本發明的一個實施例的光刻膠用共聚物，在具有降冰片烯衍生物作為其重復單位的共聚物側鏈中，包含下列化學式1與下列化學式2所表示的丙烯酸(acrylic)系單體(monomer)中至少一種單體。

[化學式1]

[化學式2]

根據本發明的實施例的光刻膠用樹脂合成物，包括100個重量單位的以下列化學式3表示的共聚物；0.5到15個重量單位的光酸發生劑；和700到1500個重量單位的溶劑。

[化學式3]

在該化學式3中，R₁、R₂和R₃分別相互獨立地表示包括或不包括氫基、醚基(ether?group)、酯基(ester?group)、羰基(carbonyl?group)、縮醛基(acetal?group)、環氧基(epoxy?group)、腈基(nitrile?group)、醛基(aldehyde?group)的C_1-30的烷基(alkyl?group)或C_3-30的環烷基(cyclo?alkyl?group)，R₄、R₅和R₆分別相互獨立地表示氫基或甲基(methyl?group)，l、m、n和o作為分別表示主鏈內重復單位的數目，具有l+m+n+o＝l、0≤l/(l+m+n+o)＜0.4、0＜m/(l+m+n+o)＜0.6、0≤n/(l+m+n+o)＜0.6和0＜o/(l+m+n+o)＜0.4的值。

此外，根據本發明的一個實施例的光致光刻膠膜由前面所述的光刻膠用樹脂合成物涂抹和硬化形成。

技術效果

根據本發明的一個實施例的光刻膠用共聚物，向具有提高抗腐蝕性的t-丁氧基羰基(t-buthoxy?carbonyl)組的降冰片烯衍生物中導入用于增加碳原子數的乙酰基(acetyl?group)之后，與甲基氯化物和基丙烯基氯化物發生反應，使用生成的新丙烯酸單體進行合成，可改善使用ArF的液體浸沒式光刻(Liquid?Immersion?Lithography)方式下的線邊緣粗糙度(line?edge?roughness)。

此外，所述共聚物，由ArF激光照射引起的酸引起t-丁氧基羰基組破裂由此來提高酸的流動性和擴散能力，因此不僅可提高分辨力，還可以提高顯影液的顯影性、對基板的附著力等。