[发明专利]图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物

说明书

本发明涉及一种通过添加能够提高用于形成半导体图案的透过率的树脂而表现与以往的KrF正性光刻胶相比垂直的(Vertical)轮廓的KrF光源用光刻胶组合物。作为一种图形轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，相比于组合物总重量，包含5至60重量％的聚合物树脂、0.1至10重量％的由化学式1表示的透过率提高树脂添加物、0.05至10重量％的光致酸产生剂、0.01至5重量％的酸扩散抑制剂以及剩余的溶液。本发明，具有提供与以往正性光刻胶相比具备垂直的(Vertical)轮廓及改善的感光度，同时工艺裕度优异的组合物的效果。

技术领域

本发明涉及一种图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物。

背景技术

最近，随着由于半导体制造工艺技术的发展而需要半导体元件的小型化及高集成化，要求实现具有几十nm以下线宽的超微细图案的技术。用于形成这种超微细图案的技术的进步依靠具有更小波长的光源、根据光源的工艺技术开发、适合于光源的光刻胶(Photoresist)的开发等而实现。

在用于形成各种图案的光刻工艺(Photholithography)中使用光刻胶。光刻胶是指能够借助光的作用变化对显影液的溶解性，从而获得对应于曝光图案的图像的感光性树脂。

所述光刻胶图案形成方法有：利用负色调显影液的负性显影(NTD，Negative ToneDevelopment)和利用正色调显影液的正性显影(PTD，Positive Tone Development)。

利用所述负色调显影液的图案形成方法是利用负色调显影液选择性地溶解及除去非曝光区域而形成图案的方法，而利用所述正色调显影液的图案形成方法是利用正色调显影液选择性地溶解及除去曝光区域而形成图案的方法。

利用所述负色调显影液的图案形成方法与利用所述正色调显影液的图案形成方法相比，在因曝光量不足而难形成的接触孔图案或沟槽图案等中也实现反相图案，因而在实现相同图案时容易形成图案，并且作为用于除去未曝光部分的显影液使用有机溶剂，因此，能够更有效地形成光刻胶图案。

另一方面，通常，利用光刻胶组合物的光刻工艺包括：在晶圆上涂布光刻胶的工艺；加热涂布的光刻胶，使溶剂蒸发的软烘工艺；借助通过光掩模的光源而图像化的工艺；利用显影液根据曝光部、非曝光部的溶解度差异形成图案的工艺；对其进行蚀刻而完成电路的工艺。

所述光刻胶组合物由借助准分子激光器照射产生酸的感光剂(Photo AcidGenerator)和基础树脂以及其他添加剂组成。在基础树脂中，作为苯酚结构中含有羟基的结构基本上使用聚苯乙烯聚合物。作为感光剂，只要能够在特定波长下产生酸(H+)，则均是可以的，主要使用锍盐系、磺酰基重氮系、苯并磺酰系、碘系、氯系、羧酸系等。

并且，在如上所述的工艺中主要使用的光源是利用I-线、KrF准分子激光器、ArF准分子激光器光源的365nm至193nm的波长区域，且波长越短，能够形成越微细的图案。

其中，尽管之后开发了ArF激光器(193nm)系统，但KrF激光器(248nm)光刻胶也一直在进行追求光微细加工的研究开发。作为其理由可以举以下理由。即，尽管第二代ArF光刻胶的开发还存在不能令人满意的方面，但是如果继续使用KrF光刻胶，在半导体的大量生产中减少成本的效果大。随着这种技术的发展，KrF光刻胶的性能也应该提高，举代表性的例子有，随着高集成化而要求减小光刻胶的厚度，因此，迫切需要干法刻蚀耐性更加强化的光刻胶的开发。此外，需要的特性还有：高分辨率、宽的焦深裕度(DOF(Depth Of Focus)Margin)、形成无缺陷的薄膜、对基板的黏着力、高对比度(Contrast)、快的感光度、化学稳定性等。