水性碱可溶性树脂、感光性树脂组合物、光掩模和电子装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可以较少的工序数目制造、高精度且低缺陷的ＫｒＦ准分子激光平版印刷法用光掩模。本发明专利技术的ＫｒＦ准分子光平版印刷法用光掩模，是在石英玻璃基板（１０）上直接形成可将ＫｒＦ受激准分子激光（波长：约２４８ｎｍ）有效地吸收的抗蚀图案（１８）。抗蚀图案（１８），是由以在萘环导入至少结合有一羟基的高遮光性水性碱可溶性树脂或该水性碱可溶性树脂的衍生物作为高分子树脂基质的水性碱可溶性树脂作为主成分的感光性树脂组合物所构成。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体集成电路装置、超电导装置、微型机器、TFT(薄膜晶体管)、电路板等电子装置的制造方法，特别是涉及一种适用于半导体集成电路装置制造工序中的平版印刷技术的有效技术。通常，光掩模是将形成于透明石英玻璃基板上的铬((Cr)等的遮光材料加工而制作的。即，在石英玻璃基板上由铬所构成的遮光膜形成所期望形状而构成该光掩模。遮光膜的加工，例如如下所述。即，在遮光膜上涂布电子束感应抗蚀剂后，在该电子束感应抗蚀剂上以电子束描绘装置将所期望的图案描绘。而后，以现像形成所期望形状的抗蚀图案后，将抗蚀图案作为掩模，以干式蚀刻或湿式蚀刻将遮光膜加工。而后，将抗蚀剂除去，洗净等，而使所期望形状的遮光图案形成在石英玻璃基板上。近年，除了上述铬等所构成的遮光膜以所期望形状形成的一般光掩模以外，以提高平版印刷法解像度为目的的各种光掩模结构已被建议。例如特开平4-136854公报中，曾公开了在光掩模的遮光部形成半透明的膜，令通过该半透明膜的少量光的相位与通过透明图案光的相位相互反转。即，令转印图案的光致抗蚀剂的感度以下的光通过半透明膜，将该光的相位与通过透明图案的光的相位相互反转。通过半透明膜的光相对于通过主图案的透明图案的光相位反转的原因，透明图案与半透明膜的边界部光强度近于0。其结果，相对于透过边界部的光的强度，与通过透明图案的光的强度的比相对变得较大，所以与不使用半透明膜的一般光掩模相比，可获得对比高的光强度分布。上述公报中所记载的光掩模，是称为衰减(半色调)型移相光掩模。该衰减型移相光掩模，是将由铬等构成的遮光膜以衰减式移相膜置换而成，可以与通常的光掩模制造工序大致相同的工序制造。此外，还有一种可作较曝光光波长小得多的可进行图案解像的称为超解像的曝光法。该超解像中，对于微细图案形成最有效果的是，变换(Levenson)型移相曝光法。该变换型移相曝光法，是在通常的曝光光透过部，即石英玻璃基板露出的窗部形成夹着遮光部交互反转曝光光相位的称为移相器的结构体，而进行曝光的方法。根据该曝光方法，通过一般透过部的光的相位与透过移相器的光的相位彼此反转，因此在两者间的遮光部产生光的振幅为0的位置。还有，当振幅为0时光的强度也成为0，所以分解能大幅提高，交互并排的遮光部与移相器的周期可解像至曝光波长1/2附近。具有这种遮光部与移相器的光掩模，称为变换型移相光掩模。伴随着半导体集成电路装置的高精度化、多样化，平版印刷技术中使用的通常的光掩模，其加工精度更是日益严格。还有，具有上述特殊结构的移相光掩模也变得必要。于是，通常为制造一种半导体集成电路装置所制作的20～40片程度的光掩模的制造成本急剧增大，且这些光掩模制造所需的时间也增加。特开平5-289307公报中，曾公开了一种将光掩模中的遮光膜，代替常用的Cr等金属膜，以抗蚀膜之类的感光性树脂组合物膜形成的方法。该方法，是利用通常的电子束抗蚀膜或光感应抗蚀膜的主要构成成分苯环，在ArF(氟化氩)受激准分子激光源的波长(约193nm)中，有极大的光吸收带的性质。因此，根据该方法，无需遮光膜的蚀刻工序或抗蚀膜的除去工序，所以可降低光掩模的成本，提高尺寸精度，减少缺陷。
技术实现思路
KrF(氟化氪)受激准分子激光平版印刷法，是适于预定用途的集成电路装置或系统LSI等极多种类的半导体集成电路装置的微细加工中所使用的曝光方法，若能对该曝光方法，提供以短时间.短工序即可制造，且高精度、低缺陷密度的光掩模，其有用性将大大提高。现行的KrF受激准分子激光平版印刷法或电子束平版印刷法所使用的许多高性能抗蚀，为其带来涂膜性的高分子树脂基质，是使用酚类高分子树脂或其衍生物。此种酚类高分子树脂中的苯环结构，在前述ArF受激准分子激光的波长(约193nm)附近具有极大的吸收，即使是仅仅0.1μm膜厚，波长193nm下的透过率在1％以下。因此，以该树脂作为基质的抗蚀材料，即使是通常使用的膜厚(0.3μm左右)，其相对ArF受激准分子激光的透过率为0.01％以下，因此几乎可为理想的遮光膜。然而，上述抗蚀膜，其KrF受激准分子激光的波长(约248nm)附近透过率增大，即使是形成微细图案的膜厚(通常0.3～1.0μm左右)，透过率也在30％以上。因此，上述抗蚀膜无法以原状作为KrF受激准分子激光平版印刷法用光掩模的遮光膜。在现行的许多高性能抗蚀剂中配合可将KrF受激准分子激光的波长(约248nm)有效地吸收的吸光剂，是容易想得到的方法。例如，脱氧茜素、1-甲氧基-9，10-二溴蒽，2-羟乙基蒽、9-羟甲基蒽、9-溴蒽、9-氯甲基蒽、甲氧基甲基蒽、1-胺基蒽、乙酰氧基蒽等蒽衍生物，对KrF受激准分子激光波长显示大的吸光性，因此可成为有效的吸光剂。然而，将上述吸光剂配合于抗蚀剂时，若添加可显示充分遮光性能的量，则无可避免抗蚀性能的劣化的问题。即，在可抑制抗蚀性能劣化下，可配合的吸光剂的量也有限度，因此保持充分吸光性能与抗蚀性能的平衡，一般而言是困难的技术课题。抗蚀组合物中量的主要成分，是为其带来涂膜性的高分子树脂基质中所用的酚类高分子树脂或其衍生物。在该高分子树脂基质上，若将上述有效的吸光剂以化学键加成，则有将KrF受激准分子激光的波长有效的吸收，且具有与酚类高分子树脂同样的水性碱可溶性的树脂的可能性。例如，前述蒽衍生物中，9一羟甲基蒽、9-溴蒽、9-氯甲基蒽，可通过缩合反应或醚化反应与酚类高分子树脂直接键合。然而，若将充分显示遮光性能的量的吸光剂键合，则酚类高分子树脂本身的水性碱溶解性会显著受损，因此抗蚀性能劣化的问题无法避免。与此相对，若有树脂本身可将KrF受激准分子激光的波长有效吸收，且具有与酚类高分子树脂同样的水性碱可溶性的树脂，则可实现与现行许多高性能抗蚀具有相同的水性碱现像性，且可作为KrF受激准分子激光的遮光膜的抗蚀膜。本专利技术的目的，是提供一种代替现行的高性能抗蚀的高分子树脂基质中所用的酚类高分子树脂或其衍生物，含有可将KrF受激准分子激光(波长约248nm)有效吸收的新颖高分子树脂基质的感光性树脂组合物。本专利技术的其它目的，是提供一种将上述感光性树脂组合物用于遮光膜的KrF受激准分子激光平版印刷法用光掩模。本专利技术的还有一目的，是提供一种使用上述KrF受激准分子激光平版印刷法用光掩模的电子装置的制造技术。本专利技术前述及其它的目的与新颖的特征，可由本说明书的记述及附图阐述清楚。为了获得与现行高性能抗蚀剂具有同等的制造工序互换性或性能，且可有效吸收KrF受激准分子激光(波长约248nm)的抗蚀组合物，作为代替常用酚类高分子树脂或其衍生物的高分子树脂基质，可使用导入具有水性碱可溶性基的KrF受激准分子激光的吸光剂结构的水性碱可溶性树脂或其衍生物。本专利技术人发现，作为具有水性碱可溶性基的KrF受激准分子激光的吸光剂结构，在萘环中键合有羟基一个或多个的萘酚结构是有用的。作为导入上述萘酚结构的水性碱可溶性树脂或其衍生物，可举出的是(a)由下述通式(1)所示的萘衍生物，与醛类的缩聚物所构成的水性碱可溶性树脂。 (式中，R1～R8表示从羟基、氢、碳数目为1～4的取代或未取代烷基、卤素、苯基、甲氧基、乙氧基乙基、环丙基、乙酰基、羧基中选出的原子或原子团；还有，R1～R8必定含1个或2个羟基，至少含2个氢原子)；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性碱可溶性树脂，其特征在于： 是由下述通式（１）中所示的萘衍生物，与甲醛或羟基萘醛的缩聚物所构成，前述萘衍生物成分中的至少５％含２个羟基或羧基作为取代基： ＊＊＊ （１） 式中，Ｒ１～Ｒ８表示从羟基、氢、碳数目为１～４的取代或未取代烷基、卤素、苯基、甲氧基、乙氧基乙基、环丙基、乙酰基、羧基中选出的原子或原子团；还有，Ｒ１～Ｒ８必定含１个或２个羟基，至少含２个氢原子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：白石洋，右高园子，服部孝司，新井唯，逆水登志夫，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]