專利名稱：化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠，它含有一種堿性樹脂和一種光酸發(fā)生劑，具體地說，本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)紫外線光刻膠，它具有與硅基片優(yōu)良的粘合性能，曝光后改善的對圖線的拖延和布位的抗性，和改善的圖形形狀。
含有一種堿性樹脂和一種光酸發(fā)生劑的常規(guī)的遠(yuǎn)紫外線光刻膠含有一種作為所說的堿性樹脂的具有環(huán)狀碳酸酯的(叔丁基保護(hù)的聚羧基降莰烷(nor-bomane))，它對遠(yuǎn)紫外輻射具有高的透明度，抵抗蝕刻的性能優(yōu)良，并在主鏈中捕獲，使其中的碳原子-碳原子之間的連鍵如下式(1)所示。
此外，含有一種堿性樹脂和一種光酸發(fā)生劑的常規(guī)的遠(yuǎn)紫外線光刻膠也含有一種樹脂(四羥基保護(hù)的羧基四環(huán)十二烷基甲基丙烯酸酯)，它從主鏈分支出來，如式(2)所示。
常規(guī)的遠(yuǎn)紫外線光刻膠主要使用這些樹脂。
但是，上述的常規(guī)的遠(yuǎn)紫外線光刻膠對硅基片的粘合差，并且當(dāng)用于精細(xì)圖形或散焦時圖形變形。而且，一些常規(guī)的遠(yuǎn)紫外線光刻膠不能用2.38％ TMAH標(biāo)準(zhǔn)顯影劑顯影，從而使這種光刻膠在實(shí)際中應(yīng)用困難。
而且，使用羥基苯乙烯作為堿性樹脂并具有較好的抗蝕性的常規(guī)的KrF(λ＝248nm)的光刻膠不能應(yīng)用于其中所使用的波長較短的ArF(λ＝193nm)或遠(yuǎn)紫外線輻射的光刻技術(shù)中，因有強(qiáng)的吸收。因而，現(xiàn)在使用一種具有脂肪環(huán)基團(tuán)的光刻膠，但是，這種光刻膠具有顯著的疏水性，從而導(dǎo)致光刻膠和基片之間的粘合不足的缺陷。而且，改善粘合的成分的加入將造成脂環(huán)基團(tuán)的比率的降低，降低抗蝕性，因而無法同時滿足對粘合性和抗蝕性的要求。
本發(fā)明的目的是提供一種化學(xué)增強(qiáng)的光刻膠，它具有與硅基片優(yōu)良的粘合性能，曝光后改善了圖線拖延和布位的抗性，和改善的圖形形狀，可用作遠(yuǎn)紫外線光刻膠。
本發(fā)明的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠含有一種堿性樹脂和光酸發(fā)生劑，其特征在于，所述的堿性樹脂對遠(yuǎn)紫外線透明，并且含有一種通過一個酰胺鍵連接的具有抗蝕性的環(huán)狀碳酸酯的樹脂。
本發(fā)明的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠含有一種羰基基團(tuán)和一種氨基基團(tuán)的極性基團(tuán)，因而對其表面具有高極性硅烷醇基團(tuán)的硅基片具有優(yōu)良的粘合性。此外，樹脂結(jié)構(gòu)中的氨基基團(tuán)捕獲由曝光產(chǎn)生的酸并抑制酸的擴(kuò)散，從而也改善了對曝光后產(chǎn)生的圖線拖延和布位的抗性并改善圖形形狀。
本發(fā)明中被用作堿性樹脂的樹脂具有一種通過酰胺鍵(amid bond)連接的環(huán)狀碳酸酯，它對遠(yuǎn)紫外線輻射是高度透明的并具有優(yōu)良的抗蝕性。這些樹脂最好是，例如，示于下式(3)的叔丁基保護(hù)的聚(2，5-對羧基降莰烷酰胺)，示于下式(4)的叔丁基保護(hù)的聚(對羧基氨基環(huán)己烷酰胺)，和示于下式(5)的叔丁基保護(hù)的聚(2，5-羧基氨基-金剛烷酰胺)。

本發(fā)明的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠含有一種羰基基團(tuán)和一種氨基基團(tuán)的極性基團(tuán)，因而對其表面具有高極性硅烷醇基團(tuán)的硅基片具有優(yōu)良的粘合性。此外，樹脂結(jié)構(gòu)中的氨基基團(tuán)捕獲由曝光產(chǎn)生的酸并抑制酸的擴(kuò)散，從而也改善了對曝光后產(chǎn)生的圖線拖延和布位的抗性并改善圖形形狀。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案下文詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
示于下式(6)的2，5-羧基氨基降莰烷被用作單體并通過熱處理或通過使用催化劑進(jìn)行聚合。然后，在得到的聚合物的氨基部分加上示于下式(7)的叔丁基碳酰氯。隨后，用一種酸催化劑進(jìn)行脫保護(hù)反應(yīng)，直至達(dá)到預(yù)定的保護(hù)率(35％)，從而精制成示于下式(8)的樹脂，叔丁基保護(hù)的聚(2，5-羧基降莰烷酰胺)，分子量為15000。
制備一種具有35％保護(hù)率的所說的叔丁基保護(hù)的聚(2，5-羧基降莰烷酰胺)的樹脂，所述的保護(hù)基是叔丁基，和一種示于下式(9)的三苯基锍三氟甲烷磺酸(基于樹脂的比率為8％重量)，然后用ArF激光曝光，從而產(chǎn)生寬度為0.17μm的線-和-空間(下文稱作L&S)的分辨率。
寬度為0.18μm的L&S圖形的聚焦深度為0.5μm。在寬度為0.18μm的L&S圖形中即使散焦為±0.20μm也沒有發(fā)現(xiàn)圖形變形。而且，用氯氣蝕刻相對于酚醛清漆樹脂產(chǎn)生的蝕刻率為1.3。
下文描述本發(fā)明的第二個實(shí)施方案。
示于下式(10)的對羧基氨基環(huán)己烷被用作單體，并通過熱處理或使用催化劑進(jìn)行聚合。
然后，在得到的聚合物的氨基部分加上叔丁基碳酰氯。隨后，用一種酸催化劑進(jìn)行脫保護(hù)反應(yīng)，直至達(dá)到預(yù)定的保護(hù)率(35％)，從而精制成示于下式(11)的樹脂，對羧基氨基環(huán)己烷酰胺，分子量為12000。
制備一種具有35％保護(hù)率的所說的叔丁基保護(hù)的聚(對羧基氨基環(huán)己烷酰胺)的光刻膠，所述的保護(hù)基是叔丁基，和一種三苯基锍三氟化物(基于樹脂的比率為8％重量)，然后用ArF激光曝光，從而產(chǎn)生寬度為0.17μm的L&S分辨率。寬度為0.18μm的L&S圖形的聚焦深度為0.4μm。在寬度為0.18μm的L&S圖形中即使散焦為±0.20μm也沒有發(fā)現(xiàn)圖形變形。用氯氣蝕刻相對于酚醛清漆樹脂產(chǎn)生的蝕刻率為1.3。
下文描述本發(fā)明的第三個實(shí)施方案。
示于下式(12)的2，5-羧基金剛烷被用作單體，并通過熱處理或使用催化劑進(jìn)行聚合。
然后，在得到的聚合物的氨基部分加上叔丁基碳酰氯。隨后，用一種酸催化劑進(jìn)行脫保護(hù)反應(yīng)，直至達(dá)到預(yù)定的保護(hù)率(35％)，從而精制成示于下式(13)的樹脂，叔丁基保護(hù)的聚(2，5-羧基氨基金剛烷酰胺)，分子量為8000。
制備一種具有35％保護(hù)率的所說的叔丁基保護(hù)的聚(2，5-羧基氨基金剛烷酰胺)的光刻膠，所述的保護(hù)基是叔丁基，和一種三苯基锍三氟化物的光酸發(fā)生劑(基于樹脂的比率為7％重量)，然后用ArF激光曝光，從而產(chǎn)生寬度為0.17μm的L&S分辨率。寬度為0.18μm的L&S圖形的聚焦深度為0.5μm。在寬度為0.18μm的L&S圖形中即使散焦為±0.20μm也沒有發(fā)現(xiàn)圖形變形。用氯氣蝕刻相對于酚醛清漆樹脂產(chǎn)生的蝕刻率為1.55。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠，含有一種堿性樹脂和光酸發(fā)生劑，其特征在于，所述的堿性樹脂對遠(yuǎn)紫外線透明，并且含有一種通過一個酰胺鍵連接的具有抗蝕性的環(huán)狀碳酸酯的樹脂。
2.按照權(quán)利要求1所述的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠，其特征在于所說的堿性樹脂是示于下式的叔丁基保護(hù)的聚(2，5-羧基降莰烷酰胺)，
3.按照權(quán)利要求1所述的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠，其特征在于所說的堿性樹脂是示于下式的叔丁基保護(hù)的聚(對羧基氨基環(huán)己烷酰胺)，
4.按照權(quán)利要求1所述的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠，其特征在于所說的堿性樹脂是示于下式的叔丁基保護(hù)的聚(2，5-羧基氨基金剛烷酰胺)，
全文摘要
一種遠(yuǎn)紫外線光刻膠是一種化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠,它含有一種堿性樹脂和光酸發(fā)生劑。作為堿性樹脂,使用的是一種通過一個酰胺鍵連接的具有一種環(huán)狀碳酸酯的樹脂,它對遠(yuǎn)紫外線透明,并具有優(yōu)良的抗蝕性。這些樹脂包括叔丁基保護(hù)的聚(2,5－對羧基降莰烷酰胺),叔丁基保護(hù)的聚(對羧基氨基環(huán)己烷酰胺),和叔丁基保護(hù)的聚(2,5－羧基氨基－金剛烷酰胺)。這些樹脂具有優(yōu)良的與硅基片的粘合性,改善了對曝光后產(chǎn)生的圖線拖延和布位的抗性并改善圖形形狀。
文檔編號H01L21/027GK1268679SQ00103570
公開日2000年10月4日 申請日期2000年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月29日
發(fā)明者山名慎治 申請人:日本電氣株式會社