專利名稱：二噻烷衍生物、聚合物、抗蝕劑組合物以及使用該抗蝕劑組合物的半導(dǎo)體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型二噻烷衍生物、以該二噻烷衍生物作為構(gòu)成成分的聚合物以 及含有該聚合物的抗蝕劑組合物。詳細而言，本發(fā)明涉及在曝光裝置中，通過在投影透鏡與 晶片之間充滿折射率η大于空氣(η = 1)的液體，從而可在能夠使清晰度比以往更高的液 浸曝光技術(shù)中使用的、具有高折射率的抗蝕劑組合物。此外，本發(fā)明涉及比以往的曝光方法效率更高的、采用液浸曝光用抗蝕劑組合物 的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，半導(dǎo)體集成電路趨向高集成化，與此同時，最小圖案尺寸達到IOOnm以下的 區(qū)域。在細微圖案的形成中，下述曝光技術(shù)是非常重要的用抗蝕劑膜覆蓋形成有薄膜的 被處理基板(被加工面)上，進行選擇曝光后通過顯影來制作圖案，將其作為掩模進行干蝕 刻，然后去除抗蝕劑圖案，由此獲得所需圖案。為了實現(xiàn)圖案的細微化，有必要進行下述兩方面的開發(fā)曝光用光源的短波長化、 和具有對應(yīng)于曝光用光源特性的高清晰度的抗蝕劑材料?，F(xiàn)在，ArF準分子激光(eximer laser)曝光裝置在市場上有售，但其價格非常高，進而，為了將曝光用光源進行短波長化， 有必要進行曝光裝置的更新，需要巨大的成本。此外，對應(yīng)于短波長曝光而進行的抗蝕劑材 料的開發(fā)也不是容易的，因此，僅憑曝光用光源的短波長化，細微化的推行非常困難。因此，最近，作為新的曝光技術(shù)，液浸曝光法受到關(guān)注。該液浸曝光法通過在曝光 裝置的投影透鏡與晶片之間充滿折射率η大于空氣的液體，能夠使得清晰度比以往更高。曝光裝置的清晰度，可通過下述計算式(1)來表示。清晰度R =系數(shù)kX光源波長λ /數(shù)值孔徑NA……計算式(1)根據(jù)上述計算式(1)可知，曝光用光源的光源波長λ越短，投影透鏡的數(shù)值孔 徑NA越大，則清晰度R就越有提高(清晰度R的值變小)。在此，數(shù)值孔徑NA是以NA = nXsina來表示，η表示曝光的光所通過的介質(zhì)的折射率，α表示曝光用光形成的角度。通 常情況下，曝光是在大氣中進行的，因此，折射率為η = 1，但按照液浸曝光法，是在投影透 鏡與晶片之間充滿折射率η大于1的液體的曝光方式。因而，對液浸曝光法而言，在數(shù)值孔 徑NA = IiXsina中，折射率從1擴大到η (大于1的數(shù))，在曝光用光的入射角α相同的 情況下，NA被擴大到η倍，因此，能夠?qū)⑶逦萊(最小分辨尺寸)縮小到1/n。此外，即使 NA的值是相同的情況下，通過擴大η能夠減小a，因此，存在著能夠使焦點深度擴大η倍的 優(yōu)點。以往在大氣中的曝光中，由于受到抗蝕劑與透鏡之間的空氣折射率的約束，無法 使數(shù)值孔徑NA達到1以上，但在水液浸曝光中，能夠使相對于波長193nm的光的折射率上 升為1. 44，因此，可以說在理論上數(shù)值孔徑NA可擴大至1. 4左右。然而，作為伴隨著數(shù)值孔 徑NA的擴大而出現(xiàn)的大問題，存在著對抗蝕劑的入射光角度變得非常大，焦點深度(可分辨的焦點距離的界限)變得狹小的問題。為了獲得更高清晰度(小的清晰度R的值)，也探 討過使用具有折射率高于水的(η > 1.6)介質(zhì)的新一代液浸曝光法，但在該新一代液浸曝 光法中，從理論上可將數(shù)值孔徑NA擴大至在大氣中進行曝光的情況下的1. 6倍左右，然而， 由于在現(xiàn)行材料的情況下ArF抗蝕劑的折射率不充分(對波長193nm的光的折射率為η = 1. 7左右)，在抗蝕劑表面進行全反射等致使光達不到抗蝕劑內(nèi)部而不能成像，從而存在不 能形成圖案的問題。為了克服這種問題，已探討過抗蝕劑材料的高折射率化，但是，迄今為止，還沒有 發(fā)現(xiàn)既可確保在193nm下的透明性、還在不損害圖案形成所需的酸反應(yīng)性的情況下能夠有 效地提高折射率的材料。另一方面，作為生活中高折射率化得以推進的例子，應(yīng)用于眼鏡等 的中樹脂透鏡已廣為人知。在這種材料中，通常是通過導(dǎo)入重金屬、芳香族環(huán)、溴或碘等重 鹵原子、硫原子而實現(xiàn)高折射率化，但是，在ArF用抗蝕劑材料中，從193nm下的透明性、混 合(二 >夕S本一* 3 > )的問題出發(fā)，僅限于導(dǎo)入硫原子的方法。作為抗蝕劑材料的高折射率化的先例，已知的僅限于如非專利文獻1所示的一 種采用難以具備透明性的含硫樹脂的材料，如專利文獻1所示的脂環(huán)族類的材料，如專利 文獻2所示的含有芳香族雜環(huán)式(甲基)丙烯酸酯的固化性組合物等。因此，希望開發(fā)出 可容易制造、且能夠?qū)崿F(xiàn)高折射率化的材料。非專利文獻1 :Idriss Blakey 等，Proc. SPIE，6519，651909 Q007)專利文獻1 日本特開2006-89412號公報專利文獻2 日本特開2005-133071號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是解決以往存在的上述問題并達成下述目的。S卩，本發(fā)明的目的在于，提供一種不損害抗蝕劑所需的透明性、酸反應(yīng)性而有利于 抗蝕劑基材樹脂的高折射率化的二噻烷衍生物，以該二噻烷衍生物作為構(gòu)成成分的聚合 物，含該聚合物的抗蝕劑組合物，以及使用該抗蝕劑組合物的半導(dǎo)體裝置的制造方法。作為解決上述課題所采用的技術(shù)方案，如下所述。即本發(fā)明的二噻烷衍生物，其特征在于，具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1. 一種二噻烷衍生物，其特征在于，具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)，O在上述通式(1)中，R1為H或CH3基。
2.一種聚合物，其特征在于，作為構(gòu)成成分含有權(quán)利要求1所述的二噻烷衍生物。
3.如權(quán)利要求2所述的聚合物，其中，還包含具有在酸中進行反應(yīng)的脂環(huán)族基的構(gòu)成 成分。
4.如權(quán)利要求2或3所述的聚合物，其中，還包含具有內(nèi)酯基的構(gòu)成成分。
5.如權(quán)利要求3或4所述的聚合物，其中，上述脂環(huán)族基是2-烷基金剛烷基。
6.一種抗蝕劑組合物，其特征在于，含有權(quán)利要求2至5中任一項所述的聚合物。
7.如權(quán)利要求6所述的抗蝕劑組合物，其中，對波長400nm 850nm的光的折射率為 1. 530以上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的抗蝕劑組合物，其中，上述聚合物是丙烯酸類樹脂。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項所述的抗蝕劑組合物，其中，還含有產(chǎn)酸劑。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項所述的抗蝕劑組合物，其中，作為單體還含有權(quán)利要求 1所述的二噻烷衍生物。
11.如權(quán)利要求6至10中任一項所述的抗蝕劑組合物，其中，還含有權(quán)利要求1所述的 二噻烷衍生物的均聚物。
12.—種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包含采用權(quán)利要求6至11中任一項所述的抗蝕劑組合物在被加工面上形成抗蝕劑膜的工序；對上述抗蝕劑膜選擇性地照射曝光用光的工序；以及， 對上述抗蝕劑膜進行顯影，形成上述抗蝕劑膜的圖案的工序。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，采用液浸曝光進行上述曝光 用光的照射，上述液浸曝光中使用的介質(zhì)，是水或者對193nm波長的光折射率高于水的液 體。
14.如權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，還包含將上述抗蝕劑膜 的圖案用作掩模來進行蝕刻，從而對上述被加工面形成圖案的工序。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，上述被加工面由相對介電常 數(shù)為2.7以下的絕緣材料形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不損害抗蝕劑所需的透明性、酸反應(yīng)性而有利于抗蝕劑基材樹脂的高折射率化的二噻烷衍生物、以該二噻烷衍生物作為構(gòu)成成分的聚合物以及含有該聚合物的抗蝕劑組合物，以及使用該抗蝕劑組合物的半導(dǎo)體裝置的制造方法。本發(fā)明的二噻烷衍生物，其特征在于具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)。在該通式(1)中，R1為H或CH3基。本發(fā)明的聚合物，其特征在于，作為構(gòu)成成分含有本發(fā)明的二噻烷衍生物。
文檔編號H01L21/027GK102046616SQ200880129490
公開日2011年5月4日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者野崎耕司 申請人:富士通株式會社