專(zhuān)利名稱(chēng)：聚合物、化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物和圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物、包含該聚合物的化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物和使用該組合物的圖案形成方法。
背景技術(shù)：
為了滿(mǎn)足近來(lái)在集成電路中對(duì)于更高集成化的更求，對(duì)于圖案形成需要更精細(xì)的特征尺寸。在形成具有0. 2 μ m或更低的特征尺寸的抗蝕劑圖案中，由于高感度和分辨率， 該領(lǐng)域中典型地使用利用光致生成的酸作為催化劑的化學(xué)增幅抗蝕劑組合物。通常，使用高能量射線例如UV、深UV、EUV或電子束(EB)作為這些抗蝕劑組合物曝光的光源。其中， 所述EB或EUV光刻被認(rèn)為最具吸引力的，因?yàn)槌?xì)圖案可預(yù)期?？刮g劑組合物包括曝光區(qū)域被溶去的正型抗蝕劑細(xì)合物和曝光區(qū)域作為圖案被留下的負(fù)型抗蝕劑細(xì)合物。依據(jù)想要的抗蝕劑圖案從其中選擇合適的組合物。一般來(lái)說(shuō)， 化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物包含通常可溶于水性堿性顯影液中的聚合物，經(jīng)曝光而分解產(chǎn)生酸的產(chǎn)酸劑，和在用作催化劑的酸的存在下引起該聚合物分子間交聯(lián)的交聯(lián)劑，從而致使該聚合物不溶于顯影液。一般地，加入堿性化合物以控制經(jīng)曝光產(chǎn)生的酸的擴(kuò)散。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了尤其是用于KrF準(zhǔn)分子激光器光刻的許多該類(lèi)型的負(fù)抗蝕劑組合物， 其包含可溶于水性堿性顯影液且包括酚單元作為堿溶性單元的聚合物。這些組合物還沒(méi)有應(yīng)用于ArF準(zhǔn)分子激光光刻，由于該酚單元在150到220nm的曝光的光下是不透光的。最近，這些組合物再次被認(rèn)為作為能夠形成超細(xì)圖案的用于EB和EUV光刻的負(fù)抗蝕劑組合物是有吸引力的。在 JP-A 2006-201532、JP-A 2006-215180 和 JP-A 2008-249762 中描述了示例性的組合物。引用文獻(xiàn)列表專(zhuān)利文獻(xiàn)1 JP-A 2006-201532 (US 20060166133, EP 1684118，CN 1825206)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 JP-A 2OO6-2I5I8O專(zhuān)利文獻(xiàn)3 JP-A 2008-249762專(zhuān)利文獻(xiàn)4 JP-A H08-202037專(zhuān)利文獻(xiàn)5 JP-A 2OOl-MM3O專(zhuān)利文獻(xiàn)6 JP-A 2008-133448專(zhuān)利文獻(xiàn)7 JP-A 2008-10238
發(fā)明內(nèi)容
為了滿(mǎn)足降低圖案的特征尺寸的要求，在使用典型的酚單元羥基苯乙烯單元的這樣類(lèi)型的負(fù)抗蝕劑組合物中已經(jīng)進(jìn)行了很多的改進(jìn)。隨著圖案尺寸變成精細(xì)到0. 1 μ m或更小，降低精細(xì)圖案的線邊緣粗糙度(LER)變得比以往更加重要。通過(guò)降低抗蝕劑膜的感度可以在一定程度上提高LER。然而，對(duì)于預(yù)期形成超細(xì)的圖案的EB光刻，與KrF和ArF光刻相比，但是對(duì)于圖案刻寫(xiě)需要花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，該抗蝕劑膜更需要具有高感度以提高生產(chǎn)量。
降低基礎(chǔ)聚合物的分子量也可以有助于LER的降低。然而，負(fù)抗蝕劑組合物被設(shè)計(jì)成通過(guò)交聯(lián)基礎(chǔ)聚合物以增加它的分子量而使曝光區(qū)域不溶，因此，基礎(chǔ)聚合物降低的分子量表明需要進(jìn)一步加速交聯(lián)反應(yīng)。結(jié)果，抗蝕劑膜的感度降低。圖像刻寫(xiě)的產(chǎn)量因此而降低。已經(jīng)進(jìn)行了很多嘗試來(lái)克服上述討論的LER和生產(chǎn)量的問(wèn)題。在使用具有IOOnm 或更小厚度的抗蝕劑薄膜形成具有0. Ιμπι或更小線寬的圖案的嘗試中，從現(xiàn)有技術(shù)材料的結(jié)合中幾乎得不到想要的性質(zhì)。存在對(duì)某些改進(jìn)的需求。本發(fā)明的目的在于提供聚合物，當(dāng)其在化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物中作為一種組分使用時(shí)，可被加工形成具有降低的LER的圖案，并顯示出實(shí)際可接受的感度，盡管在該方法中分子量低。另一個(gè)目的是提供包含該聚合物的化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物，和使用該組合物的圖案形成方法。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以制備聚合物，其包含如下所示的由通式(1)和/或(2)表示的側(cè)鏈上具有N，N’ -雙(烷氧基甲基)四氫嘧啶酮或N，N’ -雙(羥甲基)四氫嘧啶酮結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元；以及當(dāng)將其加工形成圖案時(shí)，包含該聚合物的化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物具有降低的LER和高分辨率的優(yōu)點(diǎn)。一方面，本發(fā)明提供聚合物，其包含至少一種選自由通式(1)和( 表示的側(cè)鏈上具有N，N’ -雙(烷氧基甲基)四氫嘧啶酮或N，N’ -雙(羥甲基)四氫嘧啶酮結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的重復(fù)單元。
權(quán)利要求
1.聚合物，其包含至少一種選自由通式(1)和( 表示的側(cè)鏈上具有N，N’_雙(烷氧基甲基)四氫嘧啶酮或N，N’-雙(羥甲基)四氫嘧啶酮結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的重復(fù)單元，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物，進(jìn)一步包含具有通式(3)的重復(fù)單元
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物，進(jìn)一步包含至少一種選自由通式(4)和( 表示的重復(fù)單元
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物，進(jìn)一步包含具有通式(6)的重復(fù)單元
5.化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物，其包含權(quán)利要求1所述的聚合物作為基礎(chǔ)聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗蝕劑組合物，進(jìn)一步包含不含由通式(1)和( 表示的重復(fù)單元的聚合物作為基礎(chǔ)聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗蝕劑組合物，其中所述不含由通式(1)和( 表示的重復(fù)單元的聚合物是包含至少一種選自通式(3)到(6)表示的重復(fù)單元的重復(fù)單元的聚合物。
8.化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物，其包含權(quán)利要求1所述的聚合物作為交聯(lián)劑。
9.形成圖案的方法，包含步驟將權(quán)利要求5所述的化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物施加到可加工基材上以形成抗蝕劑膜， 將所述抗蝕劑膜以圖案方式暴露于高能射線， 將所述曝光的抗蝕劑膜用堿性顯影液顯影。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述可加工的基材是光掩?；濉?br> 全文摘要
提供了包含側(cè)鏈上具有N，N’-雙(烷氧基甲基)四氫嘧啶酮或N，N’-雙(羥甲基)四氫嘧啶酮結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的聚合物。當(dāng)使用該聚合物配制化學(xué)增幅負(fù)抗蝕劑組合物并通過(guò)光刻加工時(shí)，可以形成具有改善的LER和高分辨率優(yōu)點(diǎn)的精細(xì)抗蝕劑圖案。
文檔編號(hào)G03F7/00GK102516453SQ201110316698
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者增永惠一, 渡邊聰, 田中啟順 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社