正型抗蚀剂组合物和使用该正型抗蚀剂组合物的抗蚀剂图案的制造方法技术

提供一种能够形成适合剥离的图案形状的正型抗蚀剂组合物。一种正型抗蚀剂组合物，其包含(A)特定的聚合物、(B)具有酰亚胺基的产酸剂、(C)溶解速度调节剂，和(D)溶剂。和(D)溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正型抗蚀剂组合物和使用该正型抗蚀剂组合物的抗蚀剂图案的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于制造半导体器件、半导体集成电路等的正型抗蚀剂组合物，以及使用该正型抗蚀剂组合物的抗蚀剂图案的制造方法。

技术介绍

[0002]在半导体等器件的制造过程中，通常通过使用光致抗蚀剂的光刻技术进行精细加工。精细加工的步骤是在硅晶片等半导体基板上形成薄的光致抗蚀剂层，用对应于目标器件的图案的掩模图案覆盖该层，通过掩模图案用紫外线等活性光线曝光该层，通过显影经曝光的层而得到光致抗蚀剂图案，将得到的光致抗蚀剂图案作为保护膜来加工处理基板，由此形成与上述图案对应的精细凹凸。
[0003]当使用正型抗蚀剂组合物时，通过涂布形成的抗蚀剂膜的曝光部分由于曝光产生的酸而碱溶解性增加，并且溶解在显影液中，形成图案。一般来说，曝光的光不能充分到达抗蚀剂膜的下部，在抗蚀剂膜的下部酸的产生受到抑制，并且产生的酸在抗蚀剂膜的下部受基板的影响而失活。因此，通过使用正型抗蚀剂组合物形成的抗蚀剂图案趋于具有锥形形状(基脚形状)(专利文献1)。
[0004]已知一种剥离法(lift
‑
off)，即，当通过气相沉积等在形成的抗蚀剂图案上蒸镀金属等材料并用溶剂去除抗蚀剂时，抗蚀剂图案上的材料被去除，并且仅没有形成抗蚀剂图案的部分残留有金属等材料。
[0005]为了执行剥离法，经常使用负型抗蚀剂组合物，因为具有倒锥形状的抗蚀剂图案是优选的。在专利文献2中，并非半导体而是为了制造EL显示元件的隔壁，虽然工艺不同，要求的精度和灵敏度也不同，但对形成倒锥形形状进行了尝试。然而，所有使用的抗蚀剂组合物都是负型，并且只有其中一些实现了倒锥形。
[0006]另一方面，研究了在由正型抗蚀剂组合物获得的抗蚀剂图案的底部产生底切以形成T型(例如，专利文献3至5)。这些组合物需要特殊的聚合物或需要酚醛清漆树脂和萘醌二叠氮化物类光敏剂。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：国际公开第2011/102064号
[0010]专利文献2：日本特开第2005
‑
148391A号
[0011]专利文献3：日本特开第2012
‑
108415A号
[0012]专利文献4：日本特开第2001
‑
235872A号
[0013]专利文献5：日本特开平第8
‑
69111A号

技术实现思路

[0014]专利技术所要解决的课题
[0015]本专利技术人认为，关于抗蚀剂组合物及其用途，仍存在一个以上需要改进的问题。它们包括，例如：无法形成适合剥离的抗蚀剂图案形状；抗蚀剂组合物的灵敏度不足；无法获得足够的分辨率；在抗蚀剂图案制造过程中受到环境影响；无法产生厚膜的抗蚀剂图案；固体成分在溶剂中的溶解性差；在T型抗蚀剂图案中，当蒸镀的金属较厚时，剥离液不能穿透抗蚀剂侧壁；在剥离液中的溶解度低；不能形成具有高纵横比的抗蚀剂图案；抗蚀剂膜裂纹多；缺陷多；保存稳定性差。
[0016]本专利技术是为了解决上述问题而做出的，并提供了一种正型抗蚀剂组合物和使用该正型抗蚀剂组合物的抗蚀剂图案的制造方法。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]根据本专利技术的正型厚膜抗蚀剂组合物包含：
[0019](A)选自聚合物P和聚合物Q的至少一种聚合物，
[0020]聚合物P含有选自式(P
‑
1)至(P
‑
4)的重复单元：
[0021][0022](式中，
[0023]R
p1
、R
p3
、R
p5
和R
p8
各自独立地为C1‑5烷基、C1‑5烷氧基或
‑
COOH，
[0024]R
p2
、R
p4
和R
p7
各自独立地为C1‑5烷基(这里，烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
O
‑
替代)，
[0025]R
p6
和R
p9
各自独立地为C1‑5烷基(这里，烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
O
‑
替代)，
[0026]x1为0～4，x2为1～2，其中x1+x2≤5，
[0027]x3为0～5，
[0028]x4为1～2，x5为0～4，其中x4+x5≤5)，
[0029]聚合物Q包含由式(Q
‑
1)表示的重复单元：
[0030][0031](式中，
[0032]R
q1
各自独立地为C1‑5烷基，
[0033]y1是1～2，y2是0～3，其中y1+y2≤4)
[0034]其中，组合物中的聚合物P的总质量M
p
和聚合物Q的总质量M
q
满足：0<M
p
/(M
p
+M
q
)≤100％，和0≤M
q
/(M
p
+M
q
)<70％；
[0035](B)具有酰亚胺基的产酸剂；
[0036](C)溶解速度调节剂，其是两个以上酚结构通过烃基连接的化合物，烃基可以被氧基取代；以及
[0037](D)溶剂。
[0038]另外，根据本专利技术的抗蚀剂图案的制造方法包括以下步骤：
[0039](1)将所述组合物应用在基板之上；
[0040](2)加热所述组合物，形成抗蚀剂层；
[0041](3)对所述抗蚀剂层进行曝光；
[0042](4)对所述抗蚀剂层进行曝光后加热；和
[0043](5)对所述抗蚀剂层进行显影。
[0044]专利技术的效果
[0045]通过使用本专利技术的正型抗蚀剂组合物，可以获得以下效果中的一种或多种。
[0046]可以形成适合剥离的抗蚀剂图案形状。抗蚀剂组合物的灵敏度足够。可以获得足够的分辨率。在抗蚀剂图案制造过程中可以减少对环境的影响。可以制造厚膜抗蚀剂图案。固体成分在溶剂中的溶解性良好。即使蒸镀的金属较厚，也可以获得允许剥离液穿透抗蚀剂侧壁的抗蚀剂图案形状。在剥离液中溶解性高。可以形成具有高纵横比的抗蚀剂图案。可以抑制抗蚀剂膜中的裂纹。可以减少缺陷数量。良好的保存稳定性。
[0047]本专利技术的优点在于在剥离液中的溶解度高且抗蚀剂图案的形状合适。
附图说明
[0048]图1是用于说明具有倒锥形形状的抗蚀剂图案、具有悬垂(overhang)形状的抗蚀剂图案和具有悬垂形状的抗蚀剂图案的改进例的概念截面图。
[0049]图2是具有倒锥形形状的抗蚀剂图案的显微照片及其示意性截面图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种正型抗蚀剂组合物，包含：(A)选自聚合物P和聚合物Q的至少一种聚合物，聚合物P含有选自式(P
‑
1)至(P
‑
4)的重复单元：式中，R
p1
、R
p3
、R
p5
和R
p8
各自独立地为C1‑5烷基、C1‑5烷氧基或
‑
COOH，R
p2
、R
p4
和R
p7
各自独立地为C1‑5烷基，这里，烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
O
‑
替代，R
p6
和R
p9
各自独立地为C1‑5烷基，这里，烷基中的
‑
CH2‑
可以被
‑
O
‑
替代，x1为0～4，x2为1～2，其中x1+x2≤5，x3为0～5，x4为1～2，x5为0～4，其中x4+x5≤5，聚合物Q包含由式(Q
‑
1)表示的重复单元：式中，R
q1
各自独立地为C1‑5烷基，y1是1～2，y2是0～3，其中y1+y2≤4其中，组合物中的聚合物P的总质量M
p
和聚合物Q的总质量M
q
满足：0<M
p
/(M
p
+M
q
)≤100％，和0≤M
q
/(M
p
+M
q
)<70％；(B)具有酰亚胺基的产酸剂；(C)溶解速度调节剂，其是两个以上酚结构通过烃基连接的化合物，烃基视情况被氧基取代；以及(D)溶剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，10≤M
q
/(M
p
+M
q
)≤60％。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，聚合物Q包含选自式(Q
‑
1a)至(Q
‑
1d)的重复单元：
(Q
‑
1a)的重复单元数N
qa
、(Q
‑
1b)的重复单元数N
qb
、(Q
‑
1c)的重复单元数N
qc
和(Q
‑
1d)的重复单元数N
qd
满足下式：30％≤N
qa
/(N
qa
+N
qb
+N
qc
+N
qd
)≤100％；0％≤N
qb
/(N
qa
+N
qb
+N
qc
+N
qd
)≤70％；0％≤N
qc
/(N
qa
+N
qb
+N
qc
+N
qd
)≤50％；且0％≤N
qd
/(N
qa
+N
qb
+N
qc
+N
qd
)≤70％。4.根据权利要求1至3中至少一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含(E)...

【专利技术属性】
技术研发人员：明石一通，浦部慈子，张锐，片山朋英，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：