送液性得到改善的光刻用药液及包含其的抗蚀剂组合物制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种既能降低光刻用组合物的粘度从而改善送液性、又能够形成作为目标的厚度均匀的厚膜的光刻用药液，并且提供包含该光刻用药液的抗蚀剂组合物。上述课题的解决手段为：以膜厚成为5μm以上的方式，利用旋涂法涂布含有具有规定范围内的饱和蒸气压及粘度的溶剂和树脂的光刻用药液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及送液性得到改善的光刻(photolithography)用药液及包含其的抗蚀剂组合物。
技术介绍
在光刻技术中，例如实施以下工序：在基板上形成由抗蚀剂材料形成的抗蚀剂膜，隔着形成了规定图案的掩模，用光、电子束等放射线对该抗蚀剂膜进行选择性的曝光，实施显影处理，由此，在上述抗蚀剂膜上形成规定形状的抗蚀剂图案。将曝光的部分转变成溶解于显影液的特性的抗蚀剂材料称为正型，将曝光的部分转变成不溶于显影液的特性的抗蚀剂材料称为负型。近年来，在半导体元件、液晶显示元件的制造中，由于光刻(lithography)技术的进步，图案的微细化发展迅速。作为微细化的方法，通常，进行了曝光光源的短波长化(高能量化)。具体而言，以往使用了以g线、i线为代表的紫外线，但现在已开始了使用KrF准分子激光(excimer laser)、ArF准分子激光进行的半导体元件的批量生产。另外，针对比这些准分子激光波长更短(高能量)的电子束、EUV(极紫外线)、X射线等也进行了研究。另外，已知一种化学增强型(chemically amplified)抗蚀剂组合物，其是满足高分辨率(能再现微细尺寸的图案)的条件的抗蚀剂材料之一，是将基体树脂和通过曝光而产生酸的产酸剂溶解于有机溶剂而成的，通过由该产酸剂产生的酸的作用，从而碱溶性发生变化。作为这样的化学增强型抗蚀剂的基体树脂成分，例如，可使用对KrF准分子激光(248nm)等的透明性高的聚羟基苯乙烯(PHS)、用酸解离性溶解抑制基团保护其一部分羟基而成的PHS系树脂、由(甲基)丙烯酸酯衍生的共聚物等。另外，作为产酸剂，通常最常用碘鎓盐或锍盐等鎓盐系产酸剂。作为有机溶剂，通常，丙二醇单甲基醚乙酸酯(以下称为PGMEA)、乳酸乙酯(以下称为EL)、甲基戊基酮(以下称为MAK)、丙二醇单甲基醚(以下称为PGME)等可以分别单独使用，或以混合溶剂的形式使用。然而，在单独使用这些溶剂时，还产生在抗蚀剂组合物中容易发生基体树脂的凝聚这样的问题，研究了PGME与沸点高于该PGME的溶剂的混合溶剂的使用(专利文献1)。然而，上述文献中，对于由厚膜用抗蚀剂组合物的粘度增加而造成的送液性的问题及由此导致的生产率降低的问题并未进行探讨。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-283991号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题最近，人们正在谋求与感光性树脂组合物的用途相应的、形成薄膜或多种厚度的厚膜的技术，在厚膜的情况下，利用以下方法形成：利用提高感光性树脂组合物的固态成分的含量等方法，来提高组合物的粘度。然而，提高感光性树脂组合物的粘度而形成厚膜时，在进行光致抗蚀工序(photoresist process)中的组合物的送液时所承受的负荷变得过大。另外，利用旋涂法在基板上形成被膜时，若光刻用药液或光致抗蚀剂组合物的粘度高，则也有时上述药液或组合物难以在基板上均匀铺展，难以形成膜厚均匀的膜。由此，存在以下情况：由于无法应用于以往的设备，所以需要特别的设备；导致送液时的压力负荷的问题或送液时间的增加等工序上的缺点。另外，从膜厚的均匀性方面考虑，也存在改善的余地。另一方面，为了改善送液性、形成膜厚均匀的膜，而调整固态成分浓度，将上述药液或组合物的粘度降低时，有时难以形成所期望的膜厚的膜。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，本专利技术的课题在于提供：既能降低光刻用组合物的粘度从而改善送液性、又能够形成作为目标的厚度均匀的厚膜的光刻用药液；包含该光刻用药液的抗蚀剂组合物。用于解决课题的手段本专利技术的专利技术人们为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过使用含有分子量低的树脂成分、和具有规定的饱和蒸气压及粘度的有机溶剂的光刻用药液，不仅降低上述光刻用药液及包含该光刻用药液的抗蚀剂组合物的最终粘度而改善送液性，而且在利用旋涂法将上述药液或抗蚀剂组合物在基板上形成膜时，通过旋转基板而涂布的药液或组合物的一部分蒸发，因而，如果使用饱和蒸气压高至规定值以上的溶剂，则在旋转期间涂布的药液的粘度上升，由此可得到所要求的充分厚的膜，从而完成了本专利技术。更具体而言，本专利技术采用以下的构成。即，本专利技术的第一方式为一种光刻用药液，所述光刻用药液含有树脂成分(A)和有机溶剂(S)，所述树脂成分(A)的重均分子量(Mw)为2000～50000的范围，所述有机溶剂(S)的饱和蒸气压为1kPa(1个标准大气压、20℃)以上，并且粘度为1.1cP以下(1个标准大气压、20℃)。本专利技术的第二方式为一种抗蚀剂组合物，所述抗蚀剂组合物含有树脂成分(A)、有机溶剂(S)和产酸剂，所述树脂成分(A)的重均分子量(Mw)为2000～50000的范围，所述有机溶剂(S)的饱和蒸气压为1kPa(1个标准大气压、20℃)以上，并且粘度为1.1cP以下(1个标准大气压、20℃)。专利技术的效果通过本专利技术的光刻用药液及使用了该光刻用药液的抗蚀剂组合物，不仅可将组合物的粘度降低至能在现有设备中使用的程度、使送液性提高，而且可均匀地形成作为目标的充分厚的膜。具体而言，通过本专利技术的光刻用药液及使用了该光刻用药液的抗蚀剂组合物，不仅可将上述药液及抗蚀剂组合物的粘度降低至130cP以下，而且可形成5μm以上、优选为7μm以上20μm以下、进一步优选为7μm以上15μm以下的均匀的厚膜。具体实施方式本专利技术的说明书及权利要求书中，所谓“脂肪族”，是与芳香族相对的概念，是指不具有芳香性的基团、化合物等。关于“烷基”，只要没有特别说明，包括直链状、支链状及环状的1价的饱和烃基。关于“亚烷基”，只要没有特别说明，包括直链状、支链状及环状的2价的饱和烃基。烷氧基中的烷基也同样。“卤代烷基”是烷基中的一部分或全部的氢原子被卤素原子取代而成的基团，作为该卤素原子，可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。“氟代烷基”或“氟代亚烷基”是指烷基或亚烷基中的一部分或全部的氢原子被氟原子取代而成的基团。“结构单元”是指，构成高分子化合物(树脂、聚合物、共聚物)的单体单元。“由丙烯酸酯衍生的结构单元”是指，丙烯酸酯的烯键式双键开裂而构成的结构单元。“丙烯酸酯”是丙烯酸(CH2＝CH-COOH)的羧基末端的氢原子被有机基团取代而成的化合物。对于丙烯酸酯而言，键合于α位碳原子的氢原子可被取代基取代。所述将键合于α位碳原子的氢原子取代的取代基(Rα)是氢原子以外的原子或基团，可举出例如碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的卤代烷基、羟基烷基等。需要说明的是，只要没有特别说明，丙烯酸酯的α位碳原子是指羰基所键合的碳原子。以下，有时将键合于α位碳原子的氢原子被取代基取代而成的丙烯酸酯称为α取代丙烯酸酯。另外，有时将丙烯酸酯和α取代丙烯酸酯统称为“(α取代)丙烯酸酯”。“由羟基苯乙烯或羟基苯乙烯衍生物衍生的结构单元”是指，羟基苯乙烯或羟基苯乙烯衍生物的烯键式双键开裂而构成的结构单元。“羟基苯乙烯衍生物”的概念包括：羟基苯乙烯的α位氢原子被烷基、卤代烷基等其他取代基取代而成的物质、以及它们的衍生物。作为它们的衍生物，可举出：用有机基团来取代α位氢原子可被取代基取代的羟基苯乙烯的羟基中的氢原子而成的物质，在α位氢原子可被取代基取代的羟基苯乙烯的苯环上键合羟基以外的取代基而成的物质，等等。需要说明的是，只要没有特别说明，α位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻用药液，其用于利用旋涂法形成膜，所述光刻用药液含有树脂成分(A)和有机溶剂(S)，所述树脂成分(A)的重均分子量(Mw)为2000～50000的范围，所述有机溶剂(S)的饱和蒸气压为1kPa(1个标准大气压、20℃)以上，并且粘度为1.1cP(1个标准大气压、20℃)以下。

【技术特征摘要】
2015.04.20 KR 10-2015-00551661.一种光刻用药液，其用于利用旋涂法形成膜，所述光刻用药液含有树脂成分(A)和有机溶剂(S)，所述树脂成分(A)的重均分子量(Mw)为2000～50000的范围，所述有机溶剂(S)的饱和蒸气压为1kPa(1个标准大气压、20℃)以上，并且粘度为1.1cP(1个标准大气压、20℃)以下。2.如权利要求1所述的药液，其中，所述利用旋涂法形成的膜的厚度为5μm以上20μm以下。3.如权利要求1或2所述的药液，其中，所述药液的粘度为130cP(1个标准大气压、20℃)以下。4.如权利要求1或2所述的药液，其中，所述有机溶剂(S)选自芳香族系、卤代芳香族系、酮类或酯系。5.如权利要求4所述的药液，其中，所述有机溶剂(S)选自酯系。6.如权利要求5所述的药液，其中，所述有机溶剂(S)为乙酸丁酯。7.如权利要求1或2所述的药液，其中，所述树脂成分(A)为聚羟基苯乙烯树脂(A1)’，所述药液利用KrF准分子激光进行曝光。8.一种光刻膜，其是将权利要求1或2所述的光刻用药液涂布到基材上而形成的膜，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：米村幸治，染谷康夫，尹得荣，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP