本发明专利技术涉及抗蚀剂组合物其包含(A)聚合物组分、(B)光致产酸剂组分、(C)光活性重氮萘醌组分及(D)溶剂。该聚合物组分包含酚醛清漆衍生物及包含羟基苯乙烯重复单元的聚合物的混合物。该聚合物组分包含具有游离酚羟基部分的重复单元及具有受酸可裂解缩醛部分保护的酚羟基部分的重复单元。该正型光致抗蚀剂组合物适用于制造电子装置。适用于制造电子装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学增幅型光致抗蚀剂
专利
[0001]本专利技术涉及用于制造集成电路(IC)、发光二极管(LED)装置及显示设备的正辐射敏感的水性碱溶性光致抗蚀剂组合物。
[0002]背景
[0003]光致抗蚀剂组合物用于微光刻工艺中以制造小型化电子组件诸如用于制造计算机芯片、集成电路、发光二极管(LED)装置及显示器。一般而言，在这些方法中，首先将光致抗蚀剂组合物的膜施加至基板材料，诸如用于制造集成电路的硅晶圆。然后烘烤涂覆的基板以蒸发该光致抗蚀剂组合物中的溶剂并将该涂层固定至该基板上。接着，使该基板的经烘烤涂覆的表面经受成像曝露于成像辐射。
[0004]此辐射曝露在涂覆的表面的曝露区域中引起化学转化。可见光、紫外(UV)光、电子束及X射线辐射能是微光刻工艺中现今常用的成像辐射类型。在此成像曝露后，涂覆的基板用显影剂溶液处理以溶解并移除该基板的涂覆的表面的经辐射曝露或未经曝露的区域。
[0005]现有技术中已知可由水性碱显影的正性、敏感的光致抗蚀剂组合物的用途。例如，美国专利第5,069,997号描述辐射敏感混合物，其基于含有酸可裂解基团的聚合物粘合剂，及经照射即形成强酸的有机化合物，且其于水性碱性显影剂中的溶解度随酸的作用增加。
[0006]U.S.2002/0001769 A1揭示含有碱溶性树脂(其中酚羟基中的一部分受酸可分解基团保护)、醌二叠氮化物及经光照射即产生酸的化合物的正型光致抗蚀剂组合物。
[0007]日本专利公开案第2008
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046594 A2号揭示含有树脂及酸产生剂的正型光致抗蚀剂组合物，该树脂是酚醛清漆树脂及多羟基苯乙烯的反应产物，该多羟基苯乙烯的酚羟基的一部分受酸可裂解基团保护。
[0008]已知技术中的大多数涉及基于酚系或(甲基)丙烯酸酯树脂的化学增幅型光致抗蚀剂，或基于酚醛清漆/重氮萘醌(DNQ)的非化学增幅型光致抗蚀剂。在化学增幅型正型光致抗蚀剂中，碱溶性树脂(通常酚系树脂或(甲基)丙烯酸酯树脂)是在曝露于辐射的抗蚀剂的区域中释放，致使其可水性碱显影，通过这些树脂上保护基的酸催化裂解，最初遮蔽碱增溶部分。在这些化学增幅型光致抗蚀剂中，催化酸是通过光致产酸剂(PAG)组分的光分解形成。这些类型的抗蚀剂通常在较短波长下采用以在IC制造中寻求更高分辨率。
[0009]常规酚醛清漆/DNQ抗蚀剂平台由于其照射光的高膜吸收产生倾斜剖面，尤其在较厚膜处。另一方面，正化学增幅型平台可为低于10μm的膜厚度提供足够的性能，然而用于这些抗蚀剂的聚合物比常规酚醛清漆树脂贵得多。同样，针对需曝露后烘烤的正化学增幅型抗蚀剂的某些设计对装置生产量具有有害影响。成本及装置生产量对关于显示器的制造的应用而言也成问题。对装置生产量问题的潜在影响发生于某些化学增幅型抗蚀剂中，其中遮蔽碱增溶部分的保护基针对其裂解具有高活化能以解除该碱增溶部分的遮蔽。尽管，这些高活化能基团可由酸催化移除，但此移除需耗时的曝露后烘烤步骤。此外，制造显示设备的工艺温度一直在增加。例如，基板温度在将硼或磷植入用于薄膜晶体管的低温多晶硅内期间增加。光致抗蚀剂图案需在工艺温度下维持其形状。
[0010]本专利技术处理的需求及解决的问题
[0011]本专利技术的一个目的是提供可用于制造显示器的具有成本竞争力的化学增幅型系统。
[0012]本专利技术旨在提供一种化学增幅型光致抗蚀剂组合物，其衍生的膜具有高热稳定性、高分辨率、对比度且能够形成抗蚀剂图案而无需曝露后烘烤(PEB)。排除PEB可增加制造生产量、减少处理时间并降低有害的曝露后延迟效应诸如具有大程度的T顶(T
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topping)的特征的形成的可能性。尽管不受理论束缚，但无需PEB，因为低活化能保护基确保曝露区域中的抗蚀剂膜在曝露阶段期间经完全脱保护。因为该保护基在曝露期间经历脱保护，所以在由光致产酸剂(PAG)产生光酸与此光酸反应以使该保护基脱保护之间不存在时间滞后。曝露期间的此脱保护可减少空气传播的污染物在曝露的抗蚀剂表面消耗光酸的机会、避免导致成像抗蚀剂特征的严重T顶的曝露后延迟效应。这是待解决的重要问题，因为成像抗蚀剂特征的严重T顶可影响装置产率。
[0013]专利技术的概述
[0014]本专利技术的一项实施方案提供一种化学增幅型抗蚀剂组合物，其包含：
[0015](A)聚合物组分、
[0016](B)光致产酸剂(PAG)、
[0017](C)光活性重氮萘醌化合物(PAC)及
[0018](D)溶剂。
[0019]本专利技术的另一实施方案提供一种用于使抗蚀剂成像的工艺，其包括以下步骤：
[0020]i)在基板上涂布上述组合物以形成抗蚀剂膜；
[0021]ii)使用掩模将该抗蚀剂膜选择性曝露于光以形成选择性曝露的抗蚀剂膜；
[0022]iii)将该选择性曝露的膜显影以在该基板上形成正成像的抗蚀剂膜。
[0023]本专利技术的又另一实施方案提供一种用于制造装置的方法，其包括使抗蚀剂在基板上成像的上述制造方法。本专利技术的又另一实施方案提供上述化学增幅型抗蚀剂组合物于涂布基板的用途。
[0024]附图简述
[0025]本文包括附图以提供本文公开的主题的进一步了解且并入本说明书中并构成本说明书的一部分，阐述本文公开的主题的实施方案并连同本说明书一起用来解释本文公开的主题的原理。在附图中：
[0026]图1阐述可用作游离PAC的DNQ PAC化合物的非限制性实例；
[0027]图2阐述产生磺酸及其他强酸的光致产酸剂的非限制性实例；
[0028]图3阐述产生HCl或HBr的光致产酸剂的非限制性实例；
[0029]图4阐述以实施例1获得的SEM图像；及
[0030]图5阐述以比较实施例1获得的SEM图像。
[0031]定义
[0032]除非另有规定，否则说明书及权利要求中使用的下列术语针对本申请应具有下列含义。
[0033]应了解前述一般描述及下列详细描述两者均为说明性及解释性的，且不限制如本文所要求保护的主题。在本申请中，除非另有明确规定，否则使用单数包括复数，措辞“一”或“一个”意指“至少一个”，及使用“或”意指“及/或”。此外，使用术语“包括(including)”及
其他形式(诸如“包括(includes)”及“包括(included)”)是非限制性的。同样，除非另有明确规定，否则诸如“要素”或“组分”的术语包括包含一个单元的要素及组分及包含多于一个单元的要素或组分。如本文使用，除非另有指示，否则连词“及”意欲为包含性的及连词“或”无意为排他性的。例如，短语“或、或者”意欲为排他性的。如本文使用，术语“及/或”是指前述要素(包括使用单一要素)的任何组合。
[0034]在本说明书中，当使用“至”、
“‑”
或“～”指示数值范围时，其包括两个端点，且其单位是通用的。例如，5至25mol％意指5mol％或更多及25mol％或更小。
[0035]本文使用的章节标题是出于组织目本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种化学增幅型光致抗蚀剂组合物，其包含(A)聚合物组分、(B)光致产酸剂、(C)光活性重氮萘醌化合物，及(D)溶剂，其中：(A)该聚合物组分是(A
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1)酚醛清漆衍生物及(A
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2)包含羟基苯乙烯重复单元的聚合物的混合物；(A
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1)酚醛清漆衍生物包含具有游离酚羟基部分及受酸可裂解缩醛部分保护的酚羟基部分的酚醛清漆重复单元；及(A
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2)包含具有游离酚羟基部分及受酸可裂解缩醛部分保护的酚羟基部分的羟基苯乙烯重复单元的聚合物。2.根据权利要求1的组合物，其中该酸可裂解缩醛部分是由式(1)表示的基团：其中，R1及R2各独立地表示C1‑4烷基。3.根据权利要求1或2的组合物，其中该酚醛清漆衍生物与该包含羟基苯乙烯重复单元的聚合物的质量比是约76∶24至约64∶36。4.根据权利要求1或2的组合物，其中该酚醛清漆衍生物与该包含羟基苯乙烯重复单元的聚合物的质量比是约73∶27至约67∶33。5.根据权利要求1至4中任一项的组合物，其中该受酸可裂解缩醛部分保护的酚羟基部分与构成(A)聚合物组分的总酚羟基部分的摩尔比是约20至约31mol％。6.根据权利要求1至4中任一项的组合物，其中该受酸可裂解缩醛部分保护的酚羟基部分与构成(A)聚合物组分的总酚羟基部分的摩尔比是约23至约28mol％。7.根据权利要求1至6中任一项的组合物，其中该酚醛清漆衍生物选自由以下组成的组：苯酚
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甲醛酚醛清漆衍生物、甲酚
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甲醛酚醛清漆衍生物及二甲苯酚
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甲醛酚醛清漆衍生物。8.根据权利要求1至7中任一项的组合物，其中该包含羟基苯乙烯重复单元的聚合物包含选自由以下组成的组的单元：4
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羟基苯乙烯单元、3
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羟基苯乙烯单元、2
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羟基苯乙烯单元及其任何混合物。9.根据权利要求1至8中任一项的组合物，其中(A)该聚合物组分与该组合物的总质量的质量比是约15至约22质量％。10.根据权利要求1至9中任一项的组合物，其中(B)该光致产酸剂至少选自由以下组成的组：有机磺酸的芳族酰亚胺N
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氧基磺酸酯衍生物、有机磺酸的芳族锍盐及三卤基三嗪衍生物。11.根据权利要求1至10中任一项的组合物，其中(B)该光致产酸剂与该组合物中固体组分的总质量的质量比是约1.1至约1.6质量％。12.根据权利要求1至11中任一项的组合物，其中(C)该光活性重氮萘醌化合物衍生自1,...
【专利技术属性】
技术研发人员：工藤隆范，杨帆，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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