[发明专利]厚膜抗蚀剂组合物和使用该厚膜抗蚀剂组合物的抗蚀剂膜的制造方法

说明书

[课题]提供一种能够降低环境影响的厚膜抗蚀剂组合物。[技术方案]一种厚膜抗蚀剂组合物，包含(A)聚合物、(B)脱保护剂、(C)由阳离子和阴离子构成的特定的光反应淬灭剂，和(D)溶剂。

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体器件、半导体集成电路等的厚膜抗蚀剂组合物，以及使用该厚膜抗蚀剂组合物的抗蚀剂膜的制造方法。

背景技术

在半导体等器件的制造过程中，通常通过使用光致抗蚀剂的光刻技术进行精细加工。精细加工的工序是在硅晶片等半导体基板上形成薄的光致抗蚀剂层，用对应于目标器件的图案的掩模图案覆盖该层，通过掩模图案用紫外线等活性光线曝光该层，通过显影经曝光的层而得到光致抗蚀剂图案，将得到的光致抗蚀剂图案作为保护膜来对基板进行蚀刻加工，由此形成与上述图案对应的精细凹凸。

抗蚀剂图案需要精细化，但为了应对高能离子注入等，需要更厚的具有更高纵横比的抗蚀剂图案。在形成厚膜抗蚀剂图案时，与薄膜的情况不同，组合物所需的性能和工艺条件不同，因此需要简单地调节薄膜抗蚀剂组合物的粘度，使膜增厚，要成形的形状未能形成，具有特有的难度。

例如，为了得到厚的抗蚀剂膜，有提高组合物的粘度的方法，但存在对组合物的全溶液施加高负荷或膜厚变得不均匀的现象。在专利文献1中，研究了包含特定低分子量树脂组分和具有预定饱和蒸气压和粘度的有机溶剂的光刻用化学溶液。

专利文献2描述了膜越厚，由具有非矩形截面的抗蚀剂图案形成的元件的精度可能越差，以获得即使厚膜也形成截面形状接近于矩形的图案的组合物为目的，对包含化学增幅聚合物、第一光产酸剂和第二光产酸剂的组合物进行了研究。这些多种产酸剂作用于化学增幅聚合物，使聚合物脱保护并增加其碱溶解性。

当使用化学增幅型抗蚀剂时，如果从曝光到曝光后烘烤的时间变长，则抗蚀剂图案的形状可能由于空气中的胺等环境影响而改变。另一方面，已知有通过在组合物中添加胺等碱化合物来降低影响的方法。例如，专利文献3研究了虽具有0.7μm的膜厚，但添加三正己胺等来控制酸扩散。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开第2016-206673A号

专利文献2日本特开第2018-109701A号

专利文献3：日本特许第3677963号

非专利文献

非专利文献1：洁净室的洁净度管理支持(SCAS news 2006,p11-14)

发明内容

发明所要解决的课题

本发明人认为在抗蚀剂组合物及其使用方面还存在一个以上需要改进的问题。这些问题包括例如：组合物的涂布性不足；灵敏度不足；无法获得足够的分辨率；制造过程中受环境的严重影响；从曝光到曝光后烘烤之间受环境影响，图案的顶部间和/或底部间显著收缩；成膜不良和/或产生裂纹而无法形成厚膜；抗蚀剂图案的纵横比低；固体成分在溶剂中的溶解性差；缺陷数多；保存稳定性差；抗蚀剂膜的耐蚀刻性不足。

本发明是基于上述技术背景而完成的，提供了一种厚膜抗蚀剂组合物以及使用该厚膜抗蚀剂组合物的抗蚀剂膜的制造方法。

用于解决课题的手段

根据本发明的厚膜抗蚀剂组合物包含(A)聚合物、(B)脱保护剂、(C)光反应淬灭剂和(D)溶剂，

其中(C)光反应淬灭剂由式(C-1)表示：

C^m+阳离子C^m-阴离子式(C-1)

(式中，