抗蚀剂组合物及抗蚀剂图案形成方法技术

一种抗蚀剂组合物，其含有：具有包含酚性羟基的结构单元(a10)的高分子化合物(A1)、产酸剂(B)、从由三聚氰胺类交联剂、尿素类交联剂、亚烷基尿素类交联剂、甘脲类交联剂及环氧类交联剂构成的组中选择的至少1种交联剂(C)、聚醚化合物(Z)，所述聚醚化合物(Z)的含量相对于100质量份所述高分子化合物(A1)小于50质量份。份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗蚀剂组合物及抗蚀剂图案形成方法


[0001]本专利技术涉及抗蚀剂组合物及抗蚀剂图案形成方法。
[0002]本申请主张基于2020年12月21日于日本申请的日本特愿2020
‑
211619号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0003]近年来，在半导体元件和液晶显示元件的制造中，由于光刻技术的进步，图案的微细化急速发展。作为微细化的方法，一般而言，进行曝光光源的短波长化(高能量化)。
[0004]对于抗蚀剂材料，要求相对于这些曝光光源的灵敏度、能够再现微细尺寸的图案的分辨率等光刻特性。
[0005]作为满足这样的要求的抗蚀剂材料，以往使用含有对显影液的溶解性因酸的作用而变化的基材成分、与通过曝光而产生酸的产酸剂成分的化学放大型抗蚀剂组合物。
[0006]对于抗蚀剂材料，要求相对于这些曝光光源的灵敏度、能够再现微细尺寸的图案的分辨率等光刻特性。
[0007]作为满足这样的要求的抗蚀剂材料，以往使用含有对显影液的溶解性因酸的作用而变化的基材成分、与通过曝光而产生酸的产酸剂成分的化学放大型抗蚀剂组合物。
[0008]例如在上述显影液为碱性显影液(碱性显影工艺)的情况下，作为正型的化学放大型抗蚀剂组合物，一般使用含有对碱性显影液的溶解性因酸的作用而增大的树脂成分(基体树脂)与产酸剂成分的组合物。使用所述抗蚀剂组合物形成的抗蚀剂膜如果在抗蚀剂图案形成时进行选择性曝光，则在曝光部中由产酸剂成分产生酸，基体树脂的极性因该酸的作用而增大，抗蚀剂膜的曝光部相对于碱性显影液变得可溶。因此，通过进行碱性显影，形成抗蚀剂膜的未曝光部作为图案残留的正型图案。
[0009]此外，作为抗蚀剂材料，以往也使用含有对碱性显影液为可溶性的基材成分(碱可溶性基材成分)、通过曝光而产生酸的产酸剂成分、交联剂成分的化学放大型抗蚀剂组合物。上述化学放大型抗蚀剂组合物例如在通过曝光而由产酸剂成分产生酸时，该酸发挥作用而在该碱可溶性基材成分与交联剂成分之间发生交联，其结果为，对碱性显影液的溶解性减小。因此，在抗蚀剂图案的形成中，若对将该化学放大型抗蚀剂组合物涂布于支承体上而得到的抗蚀剂膜选择性地进行曝光，则抗蚀剂膜曝光部相对于碱性显影液转变为难溶性，另一方面，抗蚀剂膜未曝光部对碱性显影液保持可溶性而没有变化，因此通过利用碱性显影液进行显影，能够形成负型抗蚀剂图案。
[0010]例如，在专利文献1中，记载有含有碱可溶性聚羟基苯乙烯类树脂、酸交联性物质、特定的光产酸剂及溶解促进剂的负型化学放大型抗蚀剂组合物。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本专利第3655030号公报

技术实现思路

[0014]专利技术要解决的技术问题
[0015]本专利技术人等进行深入研究的结果为，在使用采用了碱可溶性聚羟基苯乙烯类树脂作为基材成分的抗蚀剂组合物而形成微米级的厚膜抗蚀剂膜，形成抗蚀剂图案进行湿法蚀刻的情况下，有时湿法蚀刻耐性不充分。
[0016]另一方面，在使用采用了酚醛清漆树脂作为基材成分的抗蚀剂组合物而形成微米级的厚膜抗蚀剂膜，形成抗蚀剂图案的情况下，存在分辨率不充分的情况。
[0017]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其技术问题在于提供一种能够形成分辨率及湿法蚀刻耐性良好的抗蚀剂图案的抗蚀剂组合物、及使用该抗蚀剂组合物的抗蚀剂图案形成方法。
[0018]用于解决上述技术问题的方案
[0019]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了以下的构成。
[0020]即，本专利技术的第1方案为一种抗蚀剂组合物，其含有：具有以下述通式(a10
‑
1)表示的结构单元(a10)的高分子化合物(A1)、产酸剂(B)、从由三聚氰胺类交联剂、尿素类交联剂、亚烷基尿素类交联剂、甘脲类交联剂及环氧类交联剂构成的组中选择的至少1种交联剂(C)、聚醚化合物(Z)，所述聚醚化合物(Z)的含量相对于100质量份所述高分子化合物(A1)小于50质量份。
[0021][化1][0022][0023][式中，R为氢原子、碳数为1～5的烷基或碳数为1～5的卤代烷基。Ya
x1
为单键或2价连接基团。Wa
x1
为可具有取代基的芳香族烃基。n
ax1
为1以上的整数。][0024]本专利技术的第2方案是一种抗蚀剂图案形成方法，具有：在支承体上使用上述第1方案的抗蚀剂组合物形成抗蚀剂膜的工序；将所述抗蚀剂膜曝光的工序；及对所述曝光后的抗蚀剂膜进行显影从而形成抗蚀剂图案的工序。
[0025]专利技术效果
[0026]根据本专利技术，能够提供一种能够形成分辨率及湿法蚀刻耐性良好的抗蚀剂图案的抗蚀剂组合物、及使用该抗蚀剂组合物的抗蚀剂图案形成方法。
具体实施方式
[0027]在本说明书及本权利要求书中，“脂肪族”是指相对于芳香族的相对概念，定义为表示不具有芳香族性的基团、化合物等。
[0028]只要没有特别说明，“烷基”就包含直链状、支链状及环状的1价饱和烃基。烷氧基
中的烷基也同样。
[0029]只要没有特别说明，“亚烷基”就包含直链状、支链状及环状的2价饱和烃基。
[0030]“卤素原子”可例举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。“结构单元”表示构成高分子化合物(树脂、聚合物、共聚物)的单体单元(单量体单元)。
[0031]在记载有“可具有取代基”的情况下，包含将氢原子(
‑
H)用1价基团取代的情况、与将亚甲基(
‑
CH2‑
)用2价基团取代的情况这两种情况。
[0032]“曝光”是指包含所有放射线的照射的概念。
[0033]“酸分解性基团”是具有在酸的作用下该酸分解性基团的结构中的至少一部分键可以开裂的酸分解性的基团。
[0034]作为极性因酸的作用而增大的酸分解性基团，例如可例举通过酸的作用分解而产生极性基团的基团。
[0035]作为极性基团，例如可例举羧基、羟基、氨基、磺酸基(
‑
SO3H)等。
[0036]作为酸分解性基团，更具体而言，可例举所述极性基团被酸解离性基团保护而得的基团(例如利用酸解离性基团保护含OH的极性基团的氢原子而得的基团)。
[0037]“酸解离性基团”是指下述两者：(i)具有该酸解离性基团与邻接于该酸解离性基团的原子之间的键可以通过酸的作用而开裂的酸解离性的基团；或(i i)一部分键通过酸的作用而开裂后，进一步产生脱羧反应，由此该酸解离性基团与邻接于该酸解离性基团的原子之间的键可以开裂的基团。
[0038]构成酸分解性基团的酸解离性基团必须是比通过该酸解离性基团的解离而生成的极性基团的极性低的基团，由此，通过酸的作用而使该酸解离性基团解离时，生成比该酸解离性基团的极性高的极性基团而极性增大。其结果为，(A1)成分整体的极性增大。由于极性增大，从而对显影液的溶解性相对地发生变化，在显影液为碱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种抗蚀剂组合物，其特征在于，含有：具有以下述通式(a10
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1)表示的结构单元(a10)的高分子化合物(A1)、产酸剂(B)、从由三聚氰胺类交联剂、尿素类交联剂、亚烷基尿素类交联剂、甘脲类交联剂及环氧类交联剂构成的组中选择的至少1种交联剂(C)、聚醚化合物(Z)，所述聚醚化合物(Z)的含量相对于100质量份所述高分子化合物(A1)小于50质量份，[化1]式中，R为氢原子、碳数为1～5的烷基或碳数为1～5的卤代烷基，Ya
x1
为单键或2价连接基团，Wa
x1
为可具有取代基的芳香族烃基，n
ax1
为1以上的整数。2.如权利要求1所述的抗蚀剂组合物，其特征在于，所述聚醚化合物(Z)的含量相对于100质量份所述高分子化合物(A1)小于20质量份。3.如权利要求1或2所述的抗蚀剂组合物，其特征在于，所述聚醚化合物(Z)的质均分子量(Mw)为200～25000。4.如权利要求1～3的任一项所述的抗蚀剂组合物，其特征在于，所述产酸剂(B)含有以下述通式(b0
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【专利技术属性】
技术研发人员：平野智之，米村幸治，中川裕介，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：