[发明专利]化学放大型负性光致抗蚀剂组合物

说明书

本发明涉及化学放大型负性光致抗蚀剂组合物，更详细地说，公开了包含特定有机酸添加物，因此相比于现有的负性光致抗蚀剂改善短波长曝光光源中的工艺裕度，适合应用于半导体工艺的化学放大型负性光致抗蚀剂组合物。

技术领域

本发明尤其涉及能够改善短波长曝光光源中的工艺裕度的化学放大型负性光致抗蚀剂组合物。

背景技术

近来，随着半导体制造工艺技术的发展，要求半导体器件的小型化和高集成度，因此需要一种用于实现线宽为数十nm或更小的超精细图形的技术。已经通过开发具有更小波长的光源、光源的工艺技术、适用于光源的光致抗蚀剂(Photoresist)，带来了用于形成这种超精细图形的技术进步。

在用于形成各种图形的光刻工艺(Photolithography)中使用光致抗蚀剂。光致抗蚀剂是指能够通过光的作用改变对显影液的溶解度以获得对应于曝光图形的图像的光敏树脂。

作为所述光刻胶图形形成方法有使用负性显影剂(NTD,Negative Ton eDevelopment)和正性显影剂(PTD,Positive Tone Development)的图形形成方法。

所述使用负性显影剂的图形形成方法是通过用负性显影剂选择性地溶解以及去除非曝光区域来形成图形；使用正性显影剂的图形形成方法是通过用正性显影剂选择性地溶解以及去除曝光区域来形成图形。

与所述使用正性显影剂的图形形成方法进行比较时，所述使用负性显影剂的图形形成方法即使在因曝光量不足而难以形成接触孔图形或沟槽图形等的情况下也能够实现反相图形，进而在形成相同图形时容易形成图形，并且使用有机溶剂作为除去未曝光部分的显影液，因此能够更有效地形成光致抗蚀剂图形。

另一方面，通常使用光致抗蚀剂组合物的光刻工艺包括：在晶片上涂敷光致抗蚀剂的工艺、加热涂敷的光致抗蚀剂以蒸发溶剂的软烘烤工艺、利用通过光掩模的光源来成像的工艺、使用显影液通过曝光部分和未曝光部分之间的溶解度差异形成图形的工艺以及对其进行蚀刻以完成电路的工艺。

所述光致抗蚀剂组合物可列举包含通过准分子激光照射产生酸的光敏剂(PhotoAcid Generator，光酸发生器)、基础树脂和其它添加剂。基础树脂基本使用酚结构中带有羟基的结构，具体有聚苯乙烯聚合物；光敏剂只要能够在特定波长下产生酸(H⁺)的化合物就没有限制，主要使用锍盐系、磺酰基重氮系、苯并磺酰系、碘系、氯系、羧酸系。

另外，在上述工艺主要使用的光源为使用I-射线、KrF准分子激光器、 ArF准分子激光器光源的365nm至193nm的波长范围的光源，并且越是短波长的光源形成越精细的图形。

其中，对于KrF激光(波长248nm)光致抗蚀剂，即使在之后开发了 ArF激光(波长193nm)系统，也还在持续追求光学精细加工的研究开发。这是因为下一代的ArF光致抗蚀剂的开发并不令人满意，不仅如此如果直接使用KrF光致抗蚀剂，在对半导体的大量生产中可大幅度降低成本。也应提高KrF光致抗蚀剂的性能以应对这种技术开发，举代表性的例子，随着高集成度化，要求光致抗蚀剂的厚度逐变薄，因此迫切需要开发更加强化干蚀刻耐性的光致抗蚀剂。除此之外要求的性能包括：高分辨率、宽焦点深度DOF(Depth Of Focus)裕度(Margin)、形成无缺陷薄膜、对基板的粘附力、高对比度(Contrast)、高敏感度和化学稳定性等。

如上所述，对于KrF激光器用负性光刻胶技术的现有的专利如下：韩国注册专利公报第10-0266276号(负性光刻胶组合物)、韩国公开专利公报第10-2015-0067236号(负性光敏树脂组合物)、韩国公开专利公报第 10-2015-0047433号(盐和含盐光刻胶组合物)、韩国公开专利公报第10- 2015-0026996号(化合物、树脂、光刻胶组合物以及光刻胶图形的制造方法)等。