專(zhuān)利名稱(chēng)：光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，以及使用該組合物的抗蝕劑膜和圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在半導(dǎo)體器件如IC的制造過(guò)程中，在液晶器件或電路板如感熱頭的制造中，以及此外在其他光加工方法中使用的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物， 并涉及使用所述組合物的圖案形成方法。更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及當(dāng)使用250nm以下波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紫外線、電子束等作為光源時(shí)適用的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，以及各自使用所述組合物的抗蝕劑膜和圖案形成方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)用輻射如遠(yuǎn)紫外光照射時(shí)化學(xué)放大抗蝕劑在暴露區(qū)產(chǎn)生酸，并且通過(guò)使用所述酸作為催化劑的反應(yīng)，引起用輻射照射過(guò)的區(qū)域的顯影劑溶解度和未照射區(qū)的顯影劑溶解度的變化，從而在基板上形成圖案。在使用KrF準(zhǔn)分子激光作為曝光光源的情況下，形成具有高靈敏度和高分辨率的良好圖案，因?yàn)槭褂弥饕贛8-nm區(qū)域中表現(xiàn)出低吸收并且具有聚(羥基苯乙烯)作為基本結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂作為主要成分，并且與傳統(tǒng)的萘醌二疊氮/酚醛清漆樹(shù)脂體系比較，這是一個(gè)好的體系。另一方面，在光源波長(zhǎng)較短的情況下，例如，使用ArF準(zhǔn)分子激光(193nm)作為曝光光源，即使上述化學(xué)放大體系也不足夠，因?yàn)榫哂蟹甲寤鶊F(tuán)的化合物固有地在193-nm區(qū)域表現(xiàn)出高吸收。因此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種含有脂環(huán)烴結(jié)構(gòu)的用于ArF準(zhǔn)分子激光的抗蝕劑。然而，考慮到作為抗蝕劑的整體性能，實(shí)際上非常難以找到所使用的樹(shù)脂、光致酸生成劑、添加劑、 溶劑等的合適組合。在JP-A-2006-330098 (如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“JP_A”意指“未審查的公布日本專(zhuān)利申請(qǐng)")和日本專(zhuān)利3，577，743中，提出了通過(guò)使用當(dāng)用光化射線或輻射照射時(shí)能夠分解的特定化合物解決與從曝光至后曝光烘烤(PEB)的時(shí)間長(zhǎng)度相關(guān)的問(wèn)題(PED)，并滿足圖案外形或抑制線邊緣粗糙度。在最新一代45nm以下線寬圖案形成中，在應(yīng)用浸漬工藝的情況下，上述相關(guān)技術(shù)并不充分，并且在線寬粗糙度(LWR)和焦點(diǎn)深度(DOF)方面需要更多的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到背景技術(shù)中的那些問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供在LWR和DOF上改善并且也適合用于45nm以下線寬的浸漬工藝的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，并且提供各自使用所述組合物的抗蝕劑膜和圖案形成方法?？梢酝ㄟ^(guò)以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述目的。即，本發(fā)明包括以下各項(xiàng)。(1) 一種光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物包含(PA)化合物，所述化合物具有質(zhì)子受體官能團(tuán)并且當(dāng)用光化射線或輻射照射時(shí)進(jìn)行分解以產(chǎn)生減小或失去質(zhì)子受體性的化合物或由質(zhì)子受體官能性變?yōu)樗嵝?，其中化合?PA)在193nm的波長(zhǎng)在乙腈溶劑中測(cè)得的摩爾消光系數(shù)ε為55，000 以下。(2)如上面的(1)中所描述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物還包含(Bi)樹(shù)脂，所述樹(shù)脂(Bi)在堿顯影劑中的溶解度能夠在酸的作用下增加，其中所述樹(shù)脂(Bi)含有具有由以下式(V)表示的重復(fù)單元的樹(shù)脂，并且所述化合物(PA)是當(dāng)用光化射線或輻射照射時(shí)能夠分解以產(chǎn)生由下式(PA-I)表示的化合物的化合物 Q-APAI-(X)-R
(PA-I)其中Q 表示-S03H、-CO2H 或-W1-NH-W2-Rf ；X、W1和W2各自獨(dú)立地表示-SO2-或-co-；Rf表示可以被鹵素原子取代的烷基，可以被鹵素原子取代的環(huán)烷基，或可以被鹵素原子取代的芳基；
權(quán)利要求
1.一種光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物包含(PA)化合物，該化合物具有質(zhì)子受體官能團(tuán)并且當(dāng)用光化射線或輻射照射時(shí)進(jìn)行分解以產(chǎn)生減小或失去質(zhì)子受體性的化合物或由質(zhì)子受體官能性變?yōu)樗嵝?，其中所述化合?PA)在193nm的波長(zhǎng)在乙腈溶劑中測(cè)得的摩爾消光系數(shù)ε為55，000 以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物還包含(Bi)樹(shù)脂，所述樹(shù)脂(Bi)在堿顯影劑中的溶解度能夠在酸的作用下增加， 其中所述樹(shù)脂(Bi)含有具有由下式(V)表示的重復(fù)單元的樹(shù)脂，并且所述化合物(PA)是當(dāng)用光化射線或輻射照射時(shí)能夠分解以產(chǎn)生由下式(PA-I)表示的化合物的化合物
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，其中所述化合物(PA) 由下式(II)或(III)表示
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物， 其中式(II)或(III)中的 Q'是-W1-N-W2-Rf,其中W1和W2各自獨(dú)立地表示-SO2-或-CO-；并且Rf表示可以被鹵素原子取代的烷基、可以被鹵素原子取代的環(huán)烷基或者可以被鹵素原子取代的芳基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物還包含(C)當(dāng)用光化射線或輻射照射時(shí)能夠生成酸的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物， 其中所述樹(shù)脂(Bi)具有被氰基取代的內(nèi)酯基團(tuán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物， 其中所述樹(shù)脂(Bi)含有由下式(III)表示的具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物還包含疏水樹(shù)脂。
9.一種抗蝕劑膜，所述抗蝕劑膜由根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物形成。
10.一種圖案形成方法，所述圖案形成方法包括通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物形成抗蝕劑膜；以及將所述抗蝕劑膜曝光并顯影。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖案形成方法，其中在所述曝光中的曝光為浸漬曝光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹(shù)脂組合物包含(PA)化合物，所述化合物具有質(zhì)子受體官能團(tuán)并且當(dāng)用光化射線或輻射照射時(shí)進(jìn)行分解以產(chǎn)生減小或失去質(zhì)子受體性的化合物或由質(zhì)子受體官能性變?yōu)樗嵝?，其中化合?PA)在193nm的波長(zhǎng)在乙腈溶劑中測(cè)得的摩爾消光系數(shù)ε為55,000以下，并且提供使用所述組合物的圖案形成方法。
文檔編號(hào)G03F7/004GK102549494SQ201080038300
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者丹吳直纮, 加藤貴之, 山口修平, 涉谷明規(guī), 片岡祥平, 白川三千纮 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社