專利名稱：化學(xué)放大正性抗蝕劑組合物和圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)放大正性抗蝕劑組合物和圖案形成方法。所述化學(xué)放大正性抗蝕劑組合物對高能輻射，例如紫外線、遠(yuǎn)紫外線、EUV、X-射線、γ-射線、同步加速器輻射和電子束(EB)等敏感，其特別適用于照射高能輻射，典型地為EB、EUV或遠(yuǎn)紫外線的曝光步驟， 并且適合于微組裝半導(dǎo)體裝置和光掩模。
背景技術(shù)：
為了滿足近來對于集成電路中更高集成化的要求，需要形成更精細(xì)特征尺寸圖案。酸催化化學(xué)放大抗蝕劑組合物最通常用于形成特征尺寸0. 2 μ m或更小的抗蝕圖案。 高能量輻射例如紫外線、遠(yuǎn)紫外線或電子束(EB)用作這些抗蝕劑組合物曝光的光源。特別地，雖然使用電子束平版印刷法作為超細(xì)的微組裝技術(shù)，加工光掩模板坯形成在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中使用的光掩模也是必不可少的。通常，電子束平版印刷法是使用電子束寫入圖像，不使用掩模。在正性抗蝕劑情況下，用具有微細(xì)面積的電子束連續(xù)地輻照除要保留以外的抗蝕劑膜區(qū)域。連續(xù)掃描工件表面上全部細(xì)分區(qū)域的操作與通過光掩模曝光整個晶片相比需要很長時間。為了避免降低生產(chǎn)率，抗蝕劑膜必須是高度敏感的。因為長圖像寫入時間，最初寫入部分和較晚寫入部分之間可能存在差異。因此真空中暴露區(qū)域隨時間的穩(wěn)定性是重要的性能要求之一?；瘜W(xué)放大抗蝕劑材料的一個重要應(yīng)用在于掩模板坯的處理。一些掩模板坯具有可能影響覆蓋化學(xué)放大抗蝕劑膜的圖案輪廓的表面材料，例如鉻化合物層，典型地為沉積在光掩?；纳系难趸t。為了蝕刻后高分辨率和輪廓保持，保持抗蝕劑膜的圖案輪廓矩形而不依賴基材類型是一個重要的性能因素。通過合理選擇和組合抗蝕劑材料構(gòu)成組分和加工條件，已經(jīng)改善如上所述抗蝕劑靈敏度和圖案輪廓的控制。一個突出的問題是酸擴(kuò)散很大程度上影響化學(xué)放大抗蝕劑膜的分辨率。在加工光掩模中，要求從曝光結(jié)束到曝光后烘烤，如上所述形成的抗蝕圖案輪廓沒有隨時間的流逝而變化。該隨時間變化的主要原因是曝光時產(chǎn)生的酸的擴(kuò)散。光掩模加工領(lǐng)域和一般抗蝕劑薄膜領(lǐng)域已經(jīng)廣泛研究酸擴(kuò)散問題，因為它明顯影響靈敏度和分辨率。特別地，JP-A H09-325497公開了將曝光時產(chǎn)生的磺酸引入用于抗蝕劑材料的樹脂，以抑制酸擴(kuò)散。該控制方法是有吸引力的，因為它利用了不同于使用堿控制法的機(jī)理。 基于該方法已經(jīng)作出多項改善，以符合形成更精細(xì)尺寸圖案的要求。JP-A 2008-133448是實(shí)現(xiàn)酸強(qiáng)度改進(jìn)的有用實(shí)例。另一個抑制酸擴(kuò)散的重要材料是堿性化合物。已經(jīng)報道堿性化合物的多種改進(jìn)。 例如，連同用于包括將抗蝕劑薄膜在裝備中對ArF準(zhǔn)分子激光器光線曝光的在抗蝕劑薄膜上形成水層的ArF浸沒平版印刷法的抗蝕劑組合物，JP-A2008-133312提出了使用其上鍵合有堿性化合物的聚合物，以防止堿性化合物遷移和擴(kuò)散至與抗蝕劑薄膜接觸的水相，乃至改變抗蝕劑表面區(qū)域的分辨率。作為具有含氮部分結(jié)構(gòu)的示范性聚合物，JP-A 2009-86310中公開了使用含雜環(huán)
權(quán)利要求
1. 一種化學(xué)放大正性抗蝕劑組合物，包括聚合物PB和聚合物PA，所述聚合物PB包括通式⑴和(2)的重復(fù)單元其中A是單鍵或可以被醚氧原子分隔的C1-Cltl亞烷基， R1各自獨(dú)立地為氫或甲基， R2各自獨(dú)立地為C1-C6烷基，B1、B2和B3各自獨(dú)立地為單鍵，或選自可以包含醚氧原子的直鏈或支化C1-Cltl亞烷基、 可以被醚氧原子分隔的二價C5-Cltl脂環(huán)基、可以被醚氧原子分隔的二價C6-C14芳族基和包括上述中至少一種的組合的鍵基，Z1和Z2各自獨(dú)立地為單鍵、-C0-0-或-0-C0-，條件是當(dāng)B1、B2和B3包含醚氧原子時， Z1和Z2沒有形成-0-0-結(jié)構(gòu)，當(dāng)Z2是-C0-0-或-0-C0-時，B3不是單鍵，R3和R4各自獨(dú)立地為氫或可以包含雜原子的單價C1-Cltl烴基，條件是R3和R4不同時是氫，R3和R4可以和與它們連接的氮原子一起鍵合成環(huán)，并且R3和R4是當(dāng)它們形成環(huán)時可以包含雜原子的二價C2-C12烴基，B3可以與R3或R4以及與它們連接的氮原子一起鍵合成環(huán)，并且在這種情況下，所述含氮環(huán)是5至7元環(huán)，其不包括孤對氮原子提供含氮環(huán)芳香性的結(jié)構(gòu)的環(huán)，并且所述含氮環(huán)不是芳香環(huán)，a是0至4的整數(shù)，b是1至5的正整數(shù)，ρ和q各自獨(dú)立地為0或1，t是0至2的整數(shù)，條件是當(dāng)q = 0時，與主鏈碳鍵合的B1中的原子是醚氧原子或形成芳香環(huán)的碳原子，并且當(dāng)q = 0和Ζι和Z2是單鍵時，B\B2和B3中的一個或多個應(yīng)該包含至少兩個得自于亞烷基或芳族基的連續(xù)碳原子，所述聚合物PA包括具有用酸不穩(wěn)定保護(hù)基保護(hù)的酸性側(cè)鏈的重復(fù)單元和通式(3)的重復(fù)單元
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗蝕劑組合物，其中所述聚合物PB進(jìn)一步包括具有通式(4)的單元
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗蝕劑組合物，其中所述聚合物PB進(jìn)一步包括選自通式(5)和 (6)的至少一種類型的單元
4.一種圖案形成方法，包括以下步驟將權(quán)利要求1的正性抗蝕劑組合物施加到可加工基材上，以形成抗蝕劑膜， 使所述薄膜以圖案化方式對于高能輻射曝光，和用堿性顯影劑顯影曝光的薄膜，以形成抗蝕圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其中所述高能輻射是EUV或電子束。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其中所述可加工基材是光掩模板坯。
全文摘要
提供一種化學(xué)放大正性抗蝕劑組合物，該組合物包括具有其中鍵合的胺結(jié)構(gòu)的聚合物PB與包括具有用酸不穩(wěn)定保護(hù)基保護(hù)的酸性側(cè)鏈的重復(fù)單元和在側(cè)鏈上具有酸產(chǎn)生部分的重復(fù)單元的聚合物PA。
文檔編號G03F7/00GK102221783SQ20111012279
公開日2011年10月19日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者土門大將, 增永惠一, 渡邊聰, 田中啟順 申請人:信越化學(xué)工業(yè)株式會社