提供一种化学放大负性抗蚀剂组合物，包括(A)碱可溶性聚合物，(B)酸产生剂，和(C)作为碱性组分的含氮化合物，该聚合物(A)在酸催化剂存在下变为碱不溶性。在侧链上具有仲或叔胺结构的碱性聚合物用作组分(A)和(C)。由EB或EUV平版印刷方法处理负性抗蚀剂组合物可以形成精细尺寸的抗蚀剂图案，优点包括碱均匀扩散、LER改善、酸在基材界面的钝化受控和咬边程度降低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供一种化学放大负性抗蚀剂组合物，包括(A)碱可溶性聚合物，(B)酸产生剂，和(C)作为碱性组分的含氮化合物，该聚合物(A)在酸催化剂存在下变为碱不溶性。在侧链上具有仲或叔胺结构的碱性聚合物用作组分(A)和(C)。由EB或EUV平版印刷方法处理负性抗蚀剂组合物可以形成精细尺寸的抗蚀剂图案，优点包括碱均匀扩散、LER改善、酸在基材界面的钝化受控和咬边程度降低。【专利说明】用于EB或EUV平版印刷的化学放大负性抗蚀剂组合物和图案化方法本申请是申请日为2011年2月16日、专利技术名称为“用于EB或EUV平版印刷的化学放大负性抗蚀剂组合物和图案化方法”的中国专利申请N0.201110105553.X的分案申请。
本专利技术涉及一种用于EB或EUV平版印刷的化学放大负性抗蚀剂组合物，更具体地涉及一种用于通过EB或EUV平版印刷处理半导体和光掩模基材的包括碱性聚合物的化学放大负性抗蚀剂组合物，以及涉及一种使用其的图案化方法。
技术介绍
在最近对于LSI装置中更高集成和运行速度的推动下，希望使图案标准小型化。曝光方法和抗蚀剂组合物被大量改造，以满足这种需求。特别是当通过平版印刷形成特征尺寸为0.2 μ m或更小的抗蚀剂图案时，使用KrF和ArF准分子激光辐射、电子束(EB)等作为曝光光源，以及使用对这种高能辐射具有高灵敏度并提供高分辨率的化学放大抗蚀剂组合物作为光致抗蚀剂。 抗蚀剂组合物包括溶解曝光区域的正性抗蚀剂组合物，和保留曝光区域成为图案的负性抗蚀剂组合物。根据所需抗蚀剂图案从中选择合适的组合物。通常，化学放大负性抗蚀剂组合物包括通常可溶于水性碱性显影剂的聚合物，曝光时分解产生酸的酸产生剂，和在用作催化剂的酸存在下引起聚合物交联由此使得聚合物不可溶于显影剂的交联剂(有时交联剂被引入聚合物中)。通常，添加碱性化合物用于控制曝光时产生的酸的扩散。 包括可溶于水性碱性显影剂并且包括酚单元作为碱可溶性单元的聚合物的一类的许多负性抗蚀剂组合物被显影，特别是当采用其暴露于KrF准分子激光时。这些组合物未曾用于ArF准分子激光平版印刷，因为酹单元不透射(transmissiv)对于波长为150至220nm光的曝光。最近，认识到这些组合物作为能够形成精细尺寸图案的EB和EUV平版印刷的负性抗蚀剂组合物同样具有吸引力。示例性组合物在JP-A 2006-201532、JP-A2006-215180 和 JP-A 2008-249762 中描述。 在如上述抗蚀剂组合物的研发过程中，要求抗蚀剂组合物不仅显示高分辨率，而且显示高抗蚀性，所述高分辨率是抗蚀膜的基本功能。这是因为随着图案特征尺寸降低，抗蚀膜必定变薄。实现这种高抗蚀性的已知手段是在羟基苯乙烯基聚合物中弓I入包含芳族环和非芳族环的多环化合物作为辅助组分，其中非芳族环具有与芳族环共轭的碳-碳双键，例如茚或苊烯。这一点在JP-A 2008-249762中公开。 还是在如上述抗蚀剂组合物的研发过程中，已对单独组分进行改进，以改善抗蚀剂性能。关于抑制酸扩散的碱性化合物，已经报告许多改进。为在适合于ArF浸溃平版印刷的抗蚀剂组合物中使用，所述ArF浸溃平版印刷包括在抗蚀膜上形成水层和暴露于ArF准分子激光辐射，例如JP-A 2008-133312中已建议一种具有与其键合的碱性化合物的聚合物。这种聚合物有效地防止碱性化合物迁移和扩散到与抗蚀膜接触的水相中，从而改变抗蚀剂表面区域的分辨率。 另一个具有含氮部分结构的聚合物的已知实例在JP-A 2009-86310中公开。在抗蚀剂组合物中使用具有杂环的聚合物，虽然不是为了抑制酸扩散。 引文列表 专利文献I JP-A 2006-201532 (US 20060166133，EP 1684118，CN 1825206) 专利文献2 JP-A 2006-215180 专利文献3 JP-A 2008-249762 (US 2008241751，EP 1975711, CN101387831) 专利文献4 JP-A 2008-133312 专利文献5 JP-A 2009-86310 (US 2009087789, EP 2042925) 专利文献6 JP-A 2009-263487 (US 2009269696，EP 2112554) 专利文献7 JP-A 2008-102383 (US 2008096128)
技术实现思路
为满足对于精细特征尺寸图案的上升需求，已经进行各种努力来改进使用碱性化合物的普通类型的负性抗蚀剂组合物。随着图案特征尺寸降低到0.1 μ m或更小的非常精细的尺寸，一些问题变得更加突出，例如在图案特征之间遗留细线形式的抗蚀剂层的桥联问题，和降低线边缘粗糙度(LER)。常规的抗蚀剂组合物不能克服这些问题。 可加工基材的材料引起抗蚀剂图案改变其靠近基材的轮廓的现象被称为“基材毒化”问题，其变得更加严重。随着所需图案的特征尺寸降低，即使细微的轮廓改变也变得显著。在处理具有氧氮化铬层作为最外层表面的光掩模板坯时，这一点尤其是这样。化学放大负性抗蚀剂组合物被涂布在光掩模板还的氮氧化铬(chromium oxynitride)层上，以形成图案化的抗蚀膜。处理期间，抗蚀剂图案在与基材接触的地方发生凹陷，这被称为“咬边”问题。常规的抗蚀剂组合物并未完全克服咬边问题。 本专利技术的目的是提供一种化学放大负性抗蚀剂组合物，其适宜于由EB或EUV平版印刷处理形成特征为LER降低和基材毒化最小化的图案，以及提供一种使用该化学放大负性抗蚀剂组合物的图案化方法。 本专利技术涉及一种适合用于EB或EUV平版印刷而非浸溃平版印刷的化学放大负性抗蚀剂组合物，如专利文献4中所述，在所述浸溃平版印刷中，抗蚀膜表面与水或流体接触。本【专利技术者】已经发现当将在侧链上具有仲胺或叔胺结构的聚合物用作抗蚀剂组合物中的碱性化合物时，其有助于降低LER和基材毒化。 在一个方面，本专利技术提供一种用于EB或EUV平版印刷的化学放大负性抗蚀剂组合物，包括㈧碱可溶性聚合物，⑶能够产生酸催化剂的酸产生剂，和(C)作为碱性组分的含氮化合物，作为组分(A)的聚合物在有或没有交联剂存在下、在酸催化剂作用下变为碱不溶性。包括通式(I)和(2)的重复单元并且具有1，000至50，000的重均分子量的碱性聚合物PB用作组分㈧和(C)两者。 /H I1 /H R1 \ / >=o\H ( ho) \0 /pJq\B Ai/ <播轉.z>； L1 j tB/ N.l/ 、r%4R R4 (I)(2) 其中A为单键或可以被醚氧原子分隔的C1-Cltl亚烷基#各自独立地为氢或甲基；R2各自独立地为C1-C6烷基出1、B2和B3各自独立地为单键，或为选自可以包含醚氧原子的直链或支KC1-Cltl亚烷基、可以被醚氧原子分隔的二价C5-Cltl脂环基、可以被醚氧原子分隔的二价C6-C14芳基，以及包括上述至少一种的组合的键基<?和Z2各自独立地为单键、-C0-0-或-0-C0-，条件是当B^B2和B3包含醚氧原子时，Z1和Z2不形成-0-0-结构，以及当Z2为-C0-0-或-0-C0-时，B3不为单键；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于EB或EUV平版印刷的化学放大负性抗蚀剂组合物，包括(A)碱可溶性聚合物，(B)能够产生酸催化剂的酸产生剂，和(C)作为碱性组分的含氮化合物，所述作为组分(A)的聚合物在有或没有交联剂存在下，在酸催化剂作用下变为碱不溶性，其中包括通式(1)和(2)分别表示的重复单元(1)和(2)并且具有1,000至50,000的重均分子量的碱性聚合物PB用作组分(A)和(C)两者，其中A为单键或可被醚氧原子分隔的C1‑C10亚烷基，R1各自独立地为氢或甲基，R2各自独立地为C1‑C6烷基，B1、B2和B3各自独立地为单键，或为选自可包含醚氧原子的直链或支化C1‑C10亚烷基、可被醚氧原子分隔的二价C5‑C10脂环基、可被醚氧原子分隔的二价C6‑C14芳基，以及包括上述至少一种的组合的键基，Z1和Z2各自独立地为单键、‑CO‑O‑或‑O‑CO‑，条件是当B1、B2和B3包含醚氧原子时，Z1和Z2不形成‑O‑O‑结构，以及当Z2为‑CO‑O‑或‑O‑CO‑时，B3不为单键，R3和R4各自独立地为氢或可包含杂原子的一价C1‑C10烃基，条件是R3和R4不同时为氢，R3和R4可与和其连接的氮原子一起键合成环，以及当它们成环时，R3和R4为可以包含杂原子的二价C2‑C12烃基，B3可与R3或R4以及和其连接的氮原子一起键合成环，在这种情况下，含氮环为5‑元至7‑元的环，其排除孤对氮原子赋予含氮环芳香性的环结构，以及含氮环不是芳族环，a为0至4的整数，b为1至5的正整数，p为0或1，q为0，t为0至2的整数，条件是当q＝0时，与主链碳键合的B1中的原子为醚氧原子或形成芳族环的碳原子，以及当q＝0和Z1和Z2为单键时，B1、B2和B3的一个或多个应包含来源于亚烷基或芳基的至少两个连续的碳原子。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：增永恵一，渡边聪，田中启顺，土门大将，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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