本发明专利技术提供了能形成具有低ＬＥＲ（线边缘粗糙度）的光刻胶图案的感光化合物。本发明专利技术还提供了其中感光化合物溶解于溶剂中的感光组合物，使用该感光组合物的光刻胶图案形成方法，和使用该光刻胶的器件制造方法。本发明专利技术的感光化合物是在分子中具有两个或更多个由下面的通式（１）表示的结构单元的感光化合物，其中Ｒ↓［１］－Ｒ↓［１０］选自氢原子、卤素原子、烷基、烷氧基、苯基、萘基和部分或全部氢原子被氟原子取代的烷基；且Ｘ是取代或未取代的亚苯基或者取代或未取代的亚萘基。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及感光化合物、包含溶解于溶剂中的该感光化合物的感 光组合物、使用该感光组合物的光刻胶图案形成方法，以及通过使用 该光刻胶图案形成方法制造器件的方法。
技术介绍
近年来，在需要精细加工的包括半导体器件的各种电子器件的领 域中，对器件的高密度和高集成的要求日益增加。在半导体器件制造 工艺中，光刻方法(光刻法)在精细图案的形成中起着重要作用。在光刻法中，需要能够用100nm以下的精度稳定地进行精细加工的技术。 因此，也要求所使用的光刻胶能精确地形成IOO認以下的图案。作为常规的一般光刻胶，已知基于重氮萘醌化合物对酚醛树脂材 料的溶解抑制作用的重氮萘醌-酚醛清漆型光刻胶(美国专利 4， 859， 563 )。当在重氮萘醌-酚醛清漆型光刻胶中使用低分子量酴醛树脂材料 时，不能充分实现重氮萘醌化合物的溶解抑制作用，以至于曝光部分 和未曝光部分之间的显影对比度低。最近，作为能提供比重氮萘醌-酚醛清漆型光刻胶更高的分辨率的 光刻胶，使用化学增强的光刻胶。该化学增强的光刻胶通过活性射线 辐照产生酸(H+)，并且导致用酸可分解的基团保护的碱可溶性基团 的脱保护反应，因而溶于碱中(Journal of Photopolymer Science and Technology 17， 435， (2004))。当制造化学增强光刻胶的光刻胶图案时，为了在作为催化剂的酸 的存在下加速在膝光部分产生的脱保护反应，在显影之前进行热处理。在该热处理期间，热使酸在约10纳米的长度中扩散("Proc. SPIE" ， 6154， 710， ( 2006 ))。结果，导致在光刻胶图案的边缘 部分处的微小的凸起和凹陷、即线边缘粗糙度(LER)发生，而且酸扩 散导致分辨率降低。引起LER的其它因素可以包括基础化合物的分子量的影响。此处 基础化合物意思是指在光刻胶组合物中具有碱可溶性基团或者被保护 的碱可溶性基团的化合物。由于基础化合物在显影液中的溶解以一分子单位的基础化合物发 生，因此分子量越大LER越大。低分子量化合物具有较低的玻璃化转变温度和较低的熔点。当化 学增强的光刻胶在显影之前在高于其玻璃化转变温度的温度下进行热 处理时，其具有长的酸扩散长度，从而使产生的分辨率降低。即，要求用于化学增强的光刻胶的碱化合物具有比在酸催化剂存 在下的脱保护反应温度更高的玻璃化转变温度。该要求构成对化学增 强的光刻胶的较低LER设计、即较低分子量设计的制约。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供能形成具有低LER (线边缘粗糙度)的 光刻胶图案的感光化合物。本专利技术的另 一 目的是提供其中感光化合物溶解于溶剂中的感光组 合物，使用该感光组合物的光刻胶图案形成方法，和使用该光刻胶图 案的器件制造方法。根据本专利技术的第一方面，提供一种感光化合物，其在分子中包含 两个或更多个以如下通式U)表示的结构单元<formula>formula see original document page 8</formula>其中Rd。选自氢原子、卤素原子、烷基、烷氧基、苯基、萘基和部 分或全部氢原子被氟原子取代的烷基；并且X是取代或未取代的亚苯 基或者取代或未取代的亚萘基。根据本专利技术的第二方面，提供一种感光化合物，其在分子中包含 两个或更多个以如下通式(2)表示的结构单元(2 )其中x是取代或未取代的亚苯基或者取代或未取代的亚萘基。根据本专利技术的第三方面，提供一种感光化合物，其在分子中包含两个或更多个以如下通式(3)表示的结构单元<formula>formula see original document page 8</formula>其中x是取代或未取代的亚苯基或者取代或未取代的亚萘基。根据本专利技术的第四方面，提供一种感光化合物，其在分子中包含两个或更多个以如下通式(4)表示的结构单元 <formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 9</formula>(4 )其中X是取代或未取代的亚苯基或者取代或未取代的亚萘基。根据本专利技术的第五方面，提供一种聚羟基苯乙烯作为感光化合物， 其中两个或者更多个酚羟基的氢原子被以下通式(5 )表示的化学基 团取代(5 )其中，R广K。选自氢原子、卤素原子、烷基、烷氧基、苯基、萘基和部 分或全部氢原子被氟原子取代的烷基。才艮据本专利技术的第六方面，提供杯芳烃(carixarene)作为感光化 合物，其中两个或更多个酚羟基的氢原子被以下通式(5)表示的化 学基团取代C 5 )其中，RrRi。选自氢原子、卣素原子、烷基、烷氧基、苯基、萘基和部 分或全部氢原子被氟原子取代的烷基。根据本专利技术的第七方面，提供酚醛清漆树脂作为感光化合物，其中两个或更多个酚羟基的氢原子被以下通式5)表示的化学基团取 代<formula>formula see original document page 10</formula>其中，RH^选自氢原子、卣素原子、烷基、烷氧基、苯基、萘基和部 分或全部氢原子被氟原子取代的烷基。本专利技术包括感光组合物、光刻胶图案形成方法、以及器件制造方法。本专利技术的感光组合物的特征在于，本专利技术的感光化合物溶解于有 机溶剂中。本专利技术的光刻胶图案形成方法的特征在于包括以下步骤通过向 衬底上施用上述感光組合物来形成感光光刻胶层的步骤；用辐射选择 性辐照光刻胶层的步骤；和通过对光刻胶层的辐照部分显影来形成光 刻胶层图案的步骤。在本专利技术的光刻胶图案形成方法中，感光光刻胶层的厚度可优选 为20nm以下。本专利技术的器件制造方法特征在于，在衬底上通过使用本专利技术的光 刻胶图案形成方法形成器件。根据本专利技术，可以提供能形成具有低LER的光刻胶图案的感光化 合物，该感光化合物溶解于有机溶剂中的感光组合物，使用该感光组 合物的光刻胶图案形成方法以及使用该光刻胶图案的器件制造方法。结合附图考虑本专利技术的优选实施方式的以下描迷时，本专利技术的这 些和其它的目标、特征以及优点将变得更明显。附图说明图1为说明本专利技术的感光组合物的光化学反应的示意图。图2为说明常规的化学增强光刻胶的光化学反应的示意图。 具体实施例方式本专利技术提供了一种适用于光刻胶的感光化合物，即使该感光化合 物用于小的膜(层)厚时其也能形成具有低LER (线边缘粗糙度)光 刻胶图案，并且提供了包含该感光化合物的感光组合物，形成光刻胶 图案的方法，以及制造器件的方法。在本专利技术中，LER定义为3cj，其中a表示线图案宽度的标准偏差。这样定义的LER由作为总体的线图案宽度的测定值计算出。更具 体而言，在包括具有0.5jam-2iam长度的线的线图案中，在线长度方 向上以IO認的规则间隔在50个点或者更多处进行取样，并且在每个 点处测量线图案的宽度。由线图案宽度的测定值计算LER。对于线图 案的宽度的测量，可以使用扫描电子显微镜、原子力显微镜等。以下更具体地说明本专利技术。根据本专利技术第一方面的感光化合物，其在分子中包含两个或更多 个以如下通式(1)表示的结本文档来自技高网...
【技术保护点】
感光化合物，其在分子中包含两个或更多个由以下通式（１）表示的结构单元： ＊＊＊ （１） 其中Ｒ↓［１］－Ｒ↓［１０］选自氢原子、卤素原子、烷基、烷氧基、苯基、萘基和部分或全部氢原子被氟原子取代的烷基；Ｘ为取代或未取代的亚苯基或者取代或未取代的亚萘基。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤俊树，山口贵子，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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