[发明专利]抗静电处理剂,使用该处理剂的抗静电膜、涂布件和图案形成方法

说明书

本申请是申请号为200580031946.3的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为2005年9月21日，发明名称为“抗静电处理剂，使用该处理剂的抗静电膜、涂布件和图案形成方法”。

相关申请的交叉引用

这是按35U.S.C.Section 111(a)递交的申请，并按35U.S.C.Section119(e)(1)要求按35U.S.C.Section 111(b)的规定于2004年10月15日递交的U.S.临时申请No.60/618,569、2004年10月15日递交的U.S.临时申请No.60/618,571和2004年10月15日递交的U.S.临时申请No.60/618,608的优先权。

技术领域

本发明涉及一种抗静电处理剂，所述抗静电处理剂含有可溶于水性溶剂的导电性聚合物和二胺(二价)或多胺(多价)脂族碱性化合物。更具体地说，本发明涉及一种抗静电处理剂，其几乎不与用于半导体微处理方法的化学增强抗蚀层(chemically amplified resist)形成混合层，同时维持着其抗静电性。更具体地说，本发明涉及一种抗静电处理剂，所述抗静电处理剂表现出优异的对化学增强抗蚀层的润湿能力。此外，本发明涉及一种使用该抗静电处理剂的抗静电膜、涂布件和图案形成方法。

背景技术

自掺杂型导电性聚合物一般可溶于水，并具有易于形成任意形状、成膜或定位的特性，由此表现出在制备大面积膜中或在需要微加工技术的电设备中具有非常卓越的可加工性。

在使用带电粒子束(例如电子束或离子束)的光刻技术中利用这些特性的防充电(charge-up)技术已经有公开(JP-A No.4-32848)，并且近来正被广泛使用。

化学增强抗蚀层是一种易受使用环境影响并且难以处理的抗蚀层，它是利用光或带电粒子束(例如电子束或离子束)的光刻普通技术中的必要材料。

在化学增强抗蚀层表面上涂覆导电性组合物的情况下，已知涂料中的弱酸组分可以显著影响抗蚀层的灵敏性。也就是说，会观察到这种现象：在特定的氢离子浓度(pH)范围下，通过曝光产生的酸被该涂料中和，并且来自于涂料的酸使未曝光部分处于与曝光部分同样的状态。这种现象在正型抗蚀层下表现为膜厚损失，而在负型抗蚀层下，这种现象表现为形成几乎不溶层或不溶层。

为了抑制可溶于水性溶剂的导电性聚合物的水溶液中pH值变化，已公开了除去溶液中所溶解的氧的方法(JP-A No.8-259673)和通过使用含有弱酸和胺的缓冲溶液抑制pH值降低的方法(JP-A No.11-189746)。

近来遇到了由于半导体器件的最小电路线宽减小而引起的抗蚀层坍塌(collapse)问题，并且正试图选择适当的高宽比以避免这种现象，由此抗蚀膜的厚度趋于变得更小。通过显影步骤图案化的抗蚀层接着用于通过干蚀刻步骤图案转印到衬底上，并且抗蚀层在该工艺中的耐干蚀刻性变得更为重要，以致近年来对于防止由于防充电膜引起的抗蚀层膜厚损失现象和对保持抗蚀层结构的要求变得更为严格。

更具体地说，在抗蚀层表面上形成抗静电处理膜的工艺中，如果与包含在抗静电处理剂中的水具有高亲合性的溶剂保留在抗蚀层中，则液态组分表现出相互渗透。由于可溶于水性溶剂的导电性聚合物也随着液态组分的渗透而迁移，所以在抗蚀层和抗静电处理膜之间的界面处形成混合层。当源于混合层中所包含的可溶于水性溶剂的导电性聚合物的酸组分的浓度超过诱使抗蚀层发生化学变化的浓度时，在正化学增强抗蚀层情况下表现出膜厚损失现象，或者在负化学增强抗蚀层情况下形成几乎不溶层或出现最终的起雾(fogging)现象。这种不希望的界面处的化学变化在图案化后在抗蚀层中形成称作翘起(bowing)或T顶(T-top)结构。在将这种图案转印到衬底(例如硅晶片)的工艺中，这种结构的形成对控制蚀刻的线宽、深度和形状存在不利影响，由此带来在精图案化中的严重问题。

已知由于化学增强抗蚀层大多数为油溶性，并且其涂膜不易与水混合，所以在抗蚀层表面上涂覆导电性组合物时，为了改善润湿性向该导电性组合物中添加表面活性剂。但是，现在使用的常规表面活性剂往往对抗蚀层结构造成影响，例如抗蚀层膜厚损失，而表面活性剂的量的减少降低了润湿性，从而影响涂层性能。另一方面，由于表面活性剂还影响抗蚀层，因此(JP-A No.2002-226721)公开有应用具有表面活化剂作用的水溶性聚合物的方法。

发明内容