形成抗反射膜的组合物，其具有优异的适用性，在产生超细微泡方面受到了显著抑制，产生能够足够地减少驻波效应的抗反射薄膜并且具有优异的在水和碱性显影液中的溶解性。所述形成抗反射膜的组合物包含：（Ａ）由例如２－（甲基）丙烯酰氨基－２－甲基丙烷磺酸代表的含磺酸基的丙烯酰胺衍生物和例如由２，２，３，３，３－五氟丙基（甲基）丙烯酸酯代表的含氟代烷基的丙烯酸酯衍生物的共聚物（盐）；和（Ｂ）表面活性剂，其０．１ｗｔ％的水溶液具有在２５℃下测量的４５ｍＮ／ｍ或更低的表面张力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合于使用光刻方法进行微型制造的形成抗反射膜的组合物，其中使用响应各种辐射的抗蚀剂如化学放大型抗蚀剂，具有在抗蚀剂薄膜上的由形成抗反射膜的组合物形成的抗反射薄膜的层状产品，和使用所述形成抗反射膜的组合物形成抗蚀剂图案的方法。
技术介绍
在由集成电路装置的制造代表的微型制造领域中，加工尺寸已经变得越来越精密以在光刻方法中获得更高的集成。近年来，能够使具有0.5μm或更小线宽度的微型制造稳定的光刻方法的开发正在积极地进行。然而，采用可见光线(波长800-400nm)或近紫外线(波长400-300nm)的常规方法的使用难以形成此类具有高精度的精细图案。为了处理这一问题，已经提出了使用具有更短波长(波长300nm或更小)的辐射的光刻方法，该方法可以获得更宽的焦深并且对在最小尺寸下确保设计规则是有效的。作为使用具有此种短波长的辐射的光刻方法，已经提出了使用深紫外线如KrF准分子激光(波长248nm)或ArF准分子激光(波长193nm)，X射线如同步辐射，和带电颗粒射线如电子束的方法。作为对此类短波长辐射显示高分辨率的抗蚀剂，化学放大型抗蚀剂已经引起注意。目前，化学放大型抗蚀剂的发展和改进是光刻方法的重要技术问题。化学放大型抗蚀剂包含在辐射下产生酸的化合物。由酸的催化作用所引起的抗蚀剂薄膜中的化学变化(极性变化、化学键的断裂、交联反应等)使曝光区域在显影剂中的溶解性改变。使用这一现象形成了图案。已经提出了许多用于化学放大型抗蚀剂的组合物，例如，包含碱可溶性树脂的树脂与酸产生剂的结合物，在所述碱可溶性树脂中，与碱显示亲合性的基团被叔丁基酯基或叔丁氧基羰基保护(例如，参见专利文件1)；包含碱可溶性树脂的树脂与酸产生剂的结合物，在所述碱可溶性树脂中，与碱显示亲合性的基团被甲硅烷基保护(例如，参见专利文件2)；包含乙缩醛基的树脂与酸产生剂的结合物(例如，参见专利文件3)；碱可溶性树脂、溶解控制剂和酸产生剂的结合物；酚醛清漆树脂、交联剂和酸产生剂的结合物等。专利文件1特开59-45439号公报专利文件2特开60-52845号公报专利文件3特开2-25850号公报然而，这些化学放大型抗蚀剂具有与加工稳定性有关的问题，原因在于该组合物容易受到存在于光刻方法的氛围中的水分、氧、碱性物质等影响。例如，非专利文件1报道说在氛围中非常少量的二甲基苯胺会使在抗蚀剂薄膜中由于曝光产生的酸当中表面附近存在的酸钝化，并且在抗蚀剂薄膜的表面上形成几乎不溶的层，该层在显影之后仍以屋檐状突出物形式存在于抗蚀剂图案的表面上。不但此类几乎不可溶的层减少抗蚀剂的敏感性和分辨率，而且在抗蚀剂图案中形成的屋檐状突出物会不利地影响蚀刻精确度。所述屋檐状突出物的尺寸往往随着时间的增加而增加，所述时间是允许抗蚀剂在曝光、曝光后烘烤和显影步骤中的每一个之间保持的时间。这一现象称为曝光后时间延迟(以下简称“PED”)，这会过度地减少光刻方法中时间的容限。非专利文件1SPIE，1466卷，“Advance in Resist Technologyand Processing”，第2页(1991)作为解决PED的此类问题的方法，已经提出了在化学放大型抗蚀剂薄膜上层压外涂层以将薄膜表面与所述氛围阻断的方法。例如，非专利文件2描述了在化学放大型抗蚀剂薄膜上层压聚丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸等的外涂层以抑制碱性材料侵袭抗蚀剂薄膜的方法，从而防止抗蚀剂敏感性和分辨率的降低。然而，在这些外涂层之中，聚丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇不一定能有效地防止上述几乎不可溶的层的形成，尽管它们具有阻隔作用。聚苯乙烯磺酸盐(其具有太强的酸性)具有引发化学反应的缺陷，这归因于该酸在化学放大型抗蚀剂中与曝光无关的催化作用。该外涂层(其通常作为水溶液涂覆到抗蚀剂薄膜上)遇到的另一个问题是不均匀的涂层，这归因于该水溶液与该抗蚀剂薄膜的不充分的湿润性。非专利文件2WO92/05474另一方面，因为通常用于光刻方法的辐射是具有单一波长的光，所以入射辐射干扰在抗蚀剂薄膜的顶部和底部上的界面反射的光。结果，称作“驻波效应”或“多重干扰效应”的现象发生并不利地影响抗蚀剂图案的形成，该现象是其中抗蚀剂薄膜暴露于其下的辐射的有效剂量发生波动的现象，这归因于薄膜中的辐射根据抗蚀剂薄膜厚度的波动的互相干扰，与辐射的恒定实际剂量无关。如果涂层厚度由于抗蚀剂组成、粘度、抗蚀剂薄膜条件等的微小差异而有不同，或涂层厚度由于基材中的阶梯而波动(凹下部分比凸出部分厚)，则此类薄膜厚度差异改变抗蚀剂薄膜暴露于其下的辐射的有效剂量，导致图案尺寸的波动和抗蚀剂图案尺寸精确度的降低。为了克服这一由驻波效应所引起的问题，已经提出了在抗蚀剂薄膜上形成抗反射薄膜以抑制涂层表面上的反射和减少薄膜中多重干扰的方法。例如，通过在抗蚀剂薄膜上层压聚硅氧烷、聚(乙基乙烯基醚)、聚乙烯醇等的层作为抗反射薄膜而减少驻波效应的方法在非专利文件3中进行了描述。在这种情况下，对抗蚀剂薄膜表面的反射抑制作用在很大程度上取决于抗反射薄膜的折射指数和薄膜厚度。理想的抗反射薄膜的折射指数是n的平方根(n是抗蚀剂的折射指数)，理想的抗反射薄膜的厚度是λ/4m的奇数倍(其中λ是辐射波长，m是抗反射薄膜的折射指数)。非专利文件3J.Eectrochem.Soc.，第137卷，第12号，第3900页(1990)然而，由聚硅氧烷、聚(乙基乙烯基醚)或聚乙烯醇制成的抗反射薄膜具有不能足够地抑制驻波效应的基本问题，这归因于折射指数与抗蚀剂薄膜的折射指数的较小差值。此外，由不溶于水或显影剂的聚硅氧烷制成的抗反射薄膜必须具有在显影之前使用抗反射薄膜除去剂将该抗反射薄膜除去的分离步骤。聚(乙基乙烯基醚)或聚乙烯醇的在水或显影剂中的溶解性不一定是足够的。由这些聚合物制成的抗反射薄膜可能在抗蚀剂薄膜上留下残余物，这些残余物会损害抗蚀剂性能如分辨率、可显影性、图案轮廓等。作为水溶液如聚(乙基乙烯基醚)或聚乙烯醇涂覆到抗蚀剂薄膜上的外涂层的另一个问题是不均匀的涂层，这归因于该水溶液与抗蚀剂薄膜的不充分的湿润性。为了解决在上述常规抗反射薄膜中的问题，本专利技术专利技术人已经提出了(a)丙烯酰胺化合物如2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和氟代烷基丙烯酸酯化合物如2，2，3，3，3-五氟丙基丙烯酸酯的共聚物，在所述丙烯酰胺中，酰胺基具有经由有机基团与氮原子键合的磺酸基，和(b)包含氟代烷基磺酸和/或氟代烷基羧酸的碱性材料阻断抗反射薄膜，所述氟代烷基磺酸具有含5-15个碳原子的氟代烷基，所述氟代烷基羧酸具有含5-15个碳原子的氟代烷基，和使用该抗反射薄膜的抗蚀剂图案形成方法(参见专利文件4)。这一抗反射薄膜可以减少在氛围中的碱性物质的影响和驻波效应。然而，用于形成该抗反射薄膜的组合物具有到抗蚀剂薄膜上的可涂覆性的问题，这导致在形成的涂层中产生μm级的微泡。专利文件4特开7-234514号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供形成抗反射膜的组合物，其具有优异的可涂覆性，能够显著地抑制细微气泡的产生并且能够形成具有充分降低的驻波效应的抗反射薄膜，并且在水和碱性显影剂中具有优异的溶解性；具有在抗蚀剂薄膜上的由所述形成抗反射膜的组合物形成的抗反射薄膜的层状产品，和使用用于形成碱性材料阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
形成抗反射膜的组合物，包含： （Ａ）具有至少一个由以下通式（１）表示的重复单元和至少一个由以下通式（２）表示的重复单元的共聚物和／或该共聚物的盐；和 （Ｂ）表面活性剂，该表面活性剂的水溶液在２５℃的温度和０．１ｗｔ％ｂ的浓度下的表面张力是４５ｍＮ／ｍ或更少： ＊＊＊ （１） 其中，在通式（１）中，Ｒ↑［１］表示氢原子或一价有机基团，Ｒ↑［２］表示二价有机基团；和 ＊＊＊ （２） 其中，在通式（２）中，Ｒ↑［３］表示氢原子或一价有机基团，Ｒｆ表示氟代烷基，Ｘ表示直接键、亚烷基或氟代亚烷基。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-12-3 350632/20041.形成抗反射膜的组合物，包含(A)具有至少一个由以下通式(1)表示的重复单元和至少一个由以下通式(2)表示的重复单元的共聚物和/或该共聚物的盐；和(B)表面活性剂，该表面活性剂的水溶液在25℃的温度和0.1wt％b的浓度下的表面张力是45mN/m或更少 其中，在通式(1)中，R1表示氢原子或一价有机基团，R2表示二价有机基团；和 其中，在通式(2)中，R3表示氢原子或一价有机基团，Rf表示氟代烷基，X表示直接键、亚烷基或氟代亚烷基。2.根据权利要求1的抗反射膜组合物，还包含溶剂，该溶剂包含水和/或一价醇。3.根据权利要求1的形成抗反射膜的组合物，其中相对于组分(A)，组分(B)的含量为0.001-50wt％。4.根据权利要求3的抗反射膜组合物，还包含溶剂，该溶剂包含水和/或一价醇。5.形成抗反射膜的组合物，包含(A)具有至少一个由以下通式(1)表示的重复单元和至少一个由以下通式(2)表示的重复单元的共聚物和/或该共聚物的盐；(B)表面活性剂，该表面活性剂的水溶液在25℃的温度和0.1wt％的浓度下的表面张力是45mN/m或更少；和(C)含4-12个碳原子的氟代烷基磺酸或其盐和/或含...
【专利技术属性】
技术研发人员：能村仲笃，今野圭二，
申请(专利权)人：捷时雅株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。