CN112313580A - 图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
如上对KrF激光器用光刻胶技术的以往专利公开有韩国公开专利公报第10-2010-0047038号“化学增幅型正性光刻胶组合物”、韩国授权专利公报第10-1363842号“化学增幅型正性光刻胶组合物及利用其的抗蚀图案形成方法”、韩国授权专利公报第10-1204915号“光刻胶聚合物、包含其的光刻胶组合物及利用其的光刻胶图案形成方法”、韩国授权专利公报第10-0273108号“光刻胶制备用共聚物及含有其的化学增幅型正性光刻胶组合物”、韩国授权专利公报第10-1655947号“具有高分辨率及高纵横比的KrF激光器用负性光刻胶组合物”等。
上述专利中，如上述记载，就KrF用光刻胶而言，为了使得分辨率和感光度变好而也主要使用248nm波长的透过度好的聚羟基苯乙烯及聚苯乙烯聚合物作为基本聚合物。
以这种聚羟基苯乙烯及聚苯乙烯聚合物为基础的正性用光刻胶由于倾斜的(Slope)图案模样或脚状(Footing)显影等，因而在以248纳米光源为基本的工艺中能够使用的范围受限，在进行工艺方面存在困难。
(现有技术文献)
(专利文献)
(专利文献1)韩国公开专利公报第10-2010-0047038号
(专利文献2)韩国授权专利公报第10-1363842号
(专利文献3)韩国授权专利公报第10-1204915号
(专利文献4)韩国授权专利公报第10-0273108号
(专利文献5)韩国授权专利公报第10-1655947号
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种，通过添加能够增加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。
解决问题的技术方案
为了达到上述目的，本发明提供一种KrF激光器用正性光刻胶组合物，包含由以下化学式1表示的重均分子量为2,000至20,000的化学增幅型抗蚀用透过率提高树脂添加剂。
所述a、b、c、d为形成共聚物的重复单元的摩尔比，其特征在于，各自为1至9。在上述结构中，R1、R2、R3为选自由甲基(R-CH3)、乙基(R-CH2CH3)、丙基(R-CH2CH2CH3)、丁基(R-CH2CH2CH2CH3)或它们的组合所组成的结构中一种以上的结构，所述R1、R2、R3各自不同，所述R表示结合部位。
本发明的优选的一实施例中，由上述化学式表示的抗蚀用透过率提高树脂添加物及类似结构能够从美源(Miwon)、明和(Meiwa)公司等国内外多个供应商以商业的方式获得。
本发明的优选的一实施例中，其特征在于，由上述化学式1表示的抗蚀用聚合物添加物的重均分子量为2,000至20,000。
本发明的优选的一实施例中，其特征在于，所述抗蚀用透过率提高树脂添加物，相对于组合物总重量，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剂。
本发明的优选的一实施例中，其特征在于，所述聚合物树脂，只要是通常使用的光刻胶树脂，则任一种都可以，且为选自由以下含有羟基的苯酚聚合物树脂化学式2至化学式5所组成的组中的一种以上。
由重复单元
及
形成的树脂。
(在上述结构中，R4为选自以下化学式a至化学式p结构中的一种结构，R表示结合部位。)
【化学式a】
【化学式b】
【化学式c】
【化学式d】
【化学式e】
【化学式f】
【化学式g】
【化学式h】
【化学式i】
【化学式j】
【化学式k】
【化学式l】
【化学式m】
【化学式n】
【化学式o】
【化学式p】
由重复单元
及
形成的树脂。
(在前述的结构中，R5与R4相同，且为选自化学式a至化学式p结构中的一种结构。)
由重复单元
及
形成的树脂。
(在前述的结构中，R6和R7为选自化学式a至化学式p结构中的一种或一种以上的结构。)
由重复单元
及
形成的树脂。
(在前述的结构中，R8和R9为选自化学式a至化学式p结构中的一种或一种以上的结构。)
本发明的优选的一实施例中，其特征在于，所述苯酚聚合物树脂为选自由以下含有羟基的苯酚聚合物树脂化学式2至化学式5所组成的组中的一种以上。
本发明的优选的一实施例中，其特征在于，所述光致酸产生剂包含选自由三苯基锍三氟甲磺酸盐(Triphenylsulfoniumtriflate)、三苯基锍锑酸盐(Triphenylsulfoniumantimonate)、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐(Diphenyliodoniumtriflate)、二苯基碘鎓锑酸盐(Diphenyliodoniumantimonate)、甲氧基二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐(Methoxydiphenyliodoniumtriflate)、二叔丁基二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐(Di-t-buthyldiphenyliodoniumtriflate)、2,6-二硝基苯磺酸盐(2,6-dinitrobenzylsulponate)、邻苯三酚三烷基磺酸盐(Pyrogalloltrisalkylsulfonate)、降冰片烯二羧基酰亚胺三氟甲磺酸盐(Norbornenedicarboxyimidetriflate)、三苯基锍全氟丁基磺酸盐(Triphenylsulfoniumnonaflate)、二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐(Diphenyliodoniumnonaflate)、甲氧基二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐(Methoxydiphenyliodoniumnonaflate)、二叔丁基二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐(Di-t-buthyldiphenyliodoniumnonaflate)、N-羟基丁二酰亚胺全氟丁基磺酸盐(N-hydroxysuccinimidenonaflate)、降冰片烯二羧基酰亚胺全氟丁基磺酸盐(Norbornenedicarboxyimidenonaflate)、三苯基锍全氟辛基磺酸盐(Triphenylsulfoniumperfluorooctanesulfonate)、二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐(Diphenyliodoniumperfluorooctanesulfonate)、甲氧基二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐(Methoxydiphenyliodoniumperfluorooctanesulfonate)、二叔丁基二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐、N-羟基丁二酰亚胺全氟辛基磺酸盐(N-hydroxysuccinimideperfluorooctanesulfonate)及降冰片烯二羧基酰亚胺全氟辛基磺酸盐(Norbornenedicarboxyimideperfluorooctanesulfonate)所组成的组中的一种以上。
本发明的优选的一实施例中，所述酸扩散抑制剂的特征在于，包含选自由二甲胺(Dimethylamine)、二乙胺(Diethylamine)、三甲胺(Trimethylamine)、三乙胺(Triethylamine)、三丁胺(Tributhylamine)、二甲醇胺(Dimethanolamine)、二乙醇胺(Diethanolamine)、三甲醇胺(Trimethanolamine)、三乙醇胺(Triethanolamine)、三丁醇胺(Tributhanolamine)所组成的组中的一种以上。
发明的效果
通过添加根据本发明的透过率提高树脂添加剂能够获得根据曝光能量的垂直的(Vertical)轮廓，并能够提高感光度而改善与以往的KrF光刻胶(PR，Photoresist)相比的工艺裕度。
最佳实施方式
除非以其他方式定义，否则本说明书中使用的全部技术及科学术语具有与根据本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的术语相同的含义。通常，本说明书中使用的命名法是本技术领域所熟知并通常使用的。
本发明的说明书全文中，当认为某个部分包括某个结构要素时，这意味着除非有特别相反的记载，否则并不排除其他的结构要素，而是还能够包括其他的结构要素。
本发明中，所谓光刻胶(Photoresist)是混合有高分子和感光剂的混合物，借助光其化学性质发生变化，从而当曝光于某波长的光时，对特定溶剂的溶解度会发生改变，因而在对该溶剂的曝光部和非曝光部的溶解速度方面出现差异而当经过规定时间的溶解时间时，剩留未完全溶解的部分而形成图案。
本发明中，光刻(Photolithographic)工艺是指利用如上所述的光刻胶的性质将刻着绘制有半导体的设计图的掩模(Mask)放置在光源和涂布于硅晶圆上的光刻胶膜之间，当打开光源时，刻在掩模的电路会照原样转移到光刻胶。
本发明中，KrF激光器是指具有248nm波长的氟化氪(KrF)激光器。
本发明的一实施例提供一种图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，含有由下述化学式1表示的透过率提高树脂添加物。
【化学式1】
所述a、b、c、d为形成共聚物的重复单元的摩尔比，其特征在于，各自为1至9。在前述的结构中，R1、R2、R3为选自由甲基(R-CH3)、乙基(R-CH2CH3)、丙基(R-CH2CH2CH3)、丁基(R-CH2CH2CH2CH3)或它们的组合所组成的结构中一种以上的结构，所述R1、R2、R3各自不同，所述R表示结合部位。
根据本发明的包含透过率提高树脂添加物的图案轮廓改善用正性光刻胶组合物，相对于组合物总重量，可以包含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、1至10重量％的交联剂、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剂。
优选地，由上述化学式1表示的透过率提高树脂添加物，相对于组合物总重量，包含0.1至10重量％。如果，当以小于0.1重量％的方式使用所述化合物时，透过率提高树脂添加物的量太少而对确保垂直的(Vertical)轮廓没有效果，当大于10重量％来使用时，能够确保垂直的(Vertical)轮廓，但会成为其他浮渣(Scum)、蚀刻(Etch)耐性不良及显影不良等缺陷(Defect)发生的原因，因而不可取。
所述聚合物树脂的特征在于，只要是通常使用的光刻胶树脂，则可以是任一种，且为选自由以下含有羟基的苯酚聚合物树脂化学式2至化学式5所组成的组中的一种以上。
【化学式2】
由重复单元
及
形成的树脂。
(在前述的结构中，R4为选自以下化学式a至化学式p结构中的一种结构，R表示结合部位。)
【化学式a】
【化学式b】
【化学式c】
【化学式d】
【化学式e】
【化学式f】
【化学式g】
【化学式h】
【化学式i】
【化学式j】
【化学式k】
【化学式l】
【化学式m】
【化学式n】
【化学式o】
【化学式p】
【化学式3】
由重复单元
及
形成的树脂。
(在前述的结构中，R5与R4相同，且为选自化学式a至化学式p结构中的一种结构。)
【化学式4】
由重复单元
及
形成的树脂。
(在前述的结构中，R6和R7为选自化学式a至化学式p结构中的一种或一种以上的结构。)
【化学式5】
由重复单元
及
形成的树脂。
(在前述的结构中，R8和R9为选自化学式a至化学式p结构中的一种或一种以上的结构。)
本发明的优选的一实施例中，其特征在于，所述苯酚聚合物树脂为选自由含有羟基的苯酚聚合物树脂化学式2至化学式5所组成的组中的一种以上。
优选地，相对于组合物总重量，包含5至60重量％的聚合物树脂。如果，当以小于5重量％的方式使用聚合物树脂时，则会存在轮廓不良、浮渣(Scum)、蚀刻(Etch)耐性不良等问题，当超过60重量％的方式使用时，则会存在因显影不足而发生图案化(Patterning)不良的的问题。
所述光致酸产生剂可以包含选自由三苯基锍三氟甲磺酸盐(Triphenylsulfoniumtriflate)、三苯基锍锑酸盐(Triphenylsulfoniumantimonate)、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐(Diphenyliodoniumtriflate)、二苯基碘鎓锑酸盐(Diphenyliodoniumantimonate)、甲氧基二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐(Methoxydiphenyliodoniumtriflate)、二叔丁基二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐(Di-t-buthyldiphenyliodoniumtriflate)、2,6-二硝基苯磺酸盐(2,6-dinitrobenzylsulponate)、邻苯三酚三烷基磺酸盐(Pyrogalloltrisalkylsulfonate)、降冰片烯二羧基酰亚胺三氟甲磺酸盐(Norbornenedicarboxyimidetriflate)、三苯基锍全氟丁基磺酸盐(Triphenylsulfoniumnonaflate)、二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐(Diphenyliodoniumnonaflate)、甲氧基二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐(Methoxydiphenyliodoniumnonaflate)、二叔丁基二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐(Di-t-buthyldiphenyliodoniumnonaflate)、N-羟基丁二酰亚胺全氟丁基磺酸盐(N-hydroxysuccinimidenonaflate)、降冰片烯二羧基酰亚胺全氟丁基磺酸盐(Norbornenedicarboxyimidenonaflate)、三苯基锍全氟辛基磺酸盐(Triphenylsulfoniumperfluorooctanesulfonate)、二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐(Diphenyliodoniumperfluorooctanesulfonate)、甲氧基二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐(Methoxydiphenyliodoniumperfluorooctanesulfonate)、二叔丁基二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐、N-羟基丁二酰亚胺全氟辛基磺酸盐(N-hydroxysuccinimideperfluorooctanesulfonate)及降冰片烯二羧基酰亚胺全氟辛基磺酸盐(Norbornenedicarboxyimideperfluorooctanesulfonate)所组成的组中的一种以上。
优选地，所述光致酸产生剂，相对于组合物总重量，包含0.05至10重量％。如果，当以小于0.05重量％的方式使用光致酸产生剂时，因产生的酸不足发生图案倾斜面相比于一般程度变得过分的现象，当超过10重量％时，光致酸产生剂吸收曝光源的光而减小透过率，因而会发生无法界定(define)等图案不良问题。
所述酸扩散抑制剂可以包含选自由二甲胺(Dimethylamine)、二乙胺(Diethylamine)、三甲胺(Trimethylamine)、三乙胺(Triethylamine)、三丁胺(Tributhylamine)、二甲醇胺(Dimethanolamine)、二乙醇胺(Diethanolamine)、三甲醇胺(Trimethanolamine)、三乙醇胺(Triethanolamine)、三丁醇胺(Tributhanolamine)所组成的组中的一种以上。
优选地，所述酸扩散抑制剂，相对于组合物总重量，包含0.01至5重量％。如果，当以小于0.01重量％的方式使用酸扩散抑制剂时，因过量酸的产生会发生图案壁面或棱部分的图案成不良(线宽粗糙度(LWR)、线条边缘粗糙度(LER))等图案不良问题，当大于5重量％时，存在会发生无法形成图案的情况的问题。
另一方面，包含本发明的透过率提高树脂添加物的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物的厚度，可以根据所使用的溶剂的种类及使用量，以
至
来使用，并且相对于溶剂重量可以以10至90重量％溶解后使用。
作为所述溶剂，可以使用乙二醇单甲醚(Ethyleneglycolmonomethylether)、乙二醇单乙醚(Ethyleneglycolmonoethylether)、乙酸甲氧乙酯(Methylcellosolveacetate)、乙酸乙氧乙酯(Ethylcellosolveacetate)、二乙二醇单甲醚(Diethyleneglycolmonomethylether)、二乙二醇单乙醚(Diethyleneglycolmonoethylether)、丙二醇单甲醚(PropyleneglycolMonomethylether)、丙二醇甲醚乙酸酯(Propyleneglycolmethyletheracetate)、丙二醇丙醚乙酸酯(Propyleneglycolpropyletheracetate)、二乙二醇二甲醚(Diethyleneglycoldimethylether)、乳酸乙酯(Ethyllactate)、甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、甲乙酮(Methylethylketone)、环己酮(Cyclohexanone)、2-庚酮(2-heptanone)、3-庚酮(3-heptanone)、4-庚酮(4-heptanone)等，并可以单独或混合使用。
如上所述，由本发明提供的包含本发明的透过率提高树脂添加物的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，通过包含由化学式1表示的透过率提高树脂添加物来组成，提供能够确保适用于半导体制造工艺中的垂直的(Vertical)轮廓的光刻胶组合物，从而能够提供优异的工艺裕度。
具体实施方式
【实施例】
以下，通过实施例，更详细地说明本发明。这些实施例仅用于例示本发明，并不能解释为依据这些实施例而限定本发明的范围，这对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说是显而易见的。
【实施例1】
以作为基础树脂的重均分子量为15,000的苯酚聚合物树脂(化学式5中R8为化学式a，R9为化学式c，共聚比例1、m、n分别为7、2、1的结构)100g、重均分子量为17,000的透过率提高树脂添加物(化学式1中R1、R2、R3分别为甲基(methyl)、丙基(propyl)、丁基(butyl)，共聚比例a、b、c、d分别为20、50、15、15的结构)0.25g、作为光致酸产生剂的三苯基锍全氟丁基磺酸盐4g、作为酸扩散抑制剂的三乙醇胺0.6g的组成来使用，并作为溶剂利用丙二醇单甲醚104g、丙二醇甲醚乙酸酯104g混合液，从而制备了KrF准分子激光器正性光刻胶组合物。利用旋涂仪将所制备的所述组合物涂布在硅晶圆上，并在140℃下软烘90秒之后，确认了目标厚度10um。若在248nm光源下完成曝光工艺，则在110℃下进行烘烤工艺80秒之后，进行利用2.38％四甲基氢氧化铵显影的工艺，从而形成图案。其结果，确认了感光度为100mJ/cm2，并确认了线条/空间基准分辨率3.0μm的图案坡度(Pattern Slope)倾斜角为75°的正坡度图案(Positive Slope Pattern)。
【实施例2】
以作为基础树脂的重均分子量为15,000的苯酚聚合物树脂(化学式5中R8为化学式a，R9为化学式c，共聚比例1、m、n分别为7、2、1的结构)100g、重均分子量为17,000的透过率提高树脂添加物(化学式1中R1、R2、R3分别为甲基(methyl)、丙基(propyl)、丁基(butyl)，共聚比例a、b、c、d分别为20、50、15、15的结构)1.5g、作为光致酸产生剂的三苯基锍全氟丁基磺酸盐4g、作为酸扩散抑制剂的三乙醇胺0.6g的组成来使用，并作为溶剂利用丙二醇单甲醚105g、丙二醇甲醚乙酸酯105g混合液，从而制备了KrF准分子激光器正性光刻胶组合物。利用旋涂仪将所制备的所述组合物涂布在硅晶圆上，并在140℃下软烘90秒之后，确认了目标厚度10um。若在248nm光源下完成曝光工艺，则在110℃下进行烘烤工艺80秒之后，进行利用2.38％四甲基氢氧化铵显影的工艺，从而形成图案。其结果，确认了感光度为97mJ/cm2，并确认了具有线条/空间基准分辨率3.0μm的图案坡度(Pattern Slope)倾斜角为85°的接近垂直的坡度(Slope)的图案(Pattern)。
【实施例3】
以作为基础树脂的重均分子量为15,000的苯酚聚合物树脂(化学式5中R8为化学式a，R9为化学式c，共聚比例1、m、n分别为7、2、1的结构)100g、重均分子量为17,000的透过率提高树脂添加物(化学式1中R1、R2、R3分别为甲基(methyl)、丙基(propyl)、丁基(butyl)，共聚比例a、b、c、d分别为20、50、15、15的结构)25.0g、作为光致酸产生剂的三苯基锍全氟丁基磺酸盐4g、作为酸扩散抑制剂的三乙醇胺0.6g的组成来使用，并作为溶剂利用丙二醇单甲醚129g、丙二醇甲醚乙酸酯129g混合液，从而制备了KrF准分子激光器正性光刻胶组合物。利用旋涂仪将所制备的所述组合物涂布在硅晶圆上，并在140℃下软烘90秒之后，确认了目标厚度10um。若在248nm光源下完成曝光工艺，则在110℃下进行烘烤工艺80秒之后，进行利用2.38％四甲基氢氧化铵显影的工艺，从而形成图案。其结果，确认了感光度为91mJ/cm2，并确认了具有线条/空间基准分辨率2.5μm的图案坡度(Pattern Slope)倾斜角为87°的接近垂直的坡度(Slope)的图案(Pattern)。
【实施例4】
以作为基础树脂的重均分子量为15,000的苯酚聚合物树脂(化学式5中R8为化学式a，R9为化学式c，共聚比例1、m、n分别为7、2、1的结构)100g、重均分子量为17,000的透过率提高树脂添加物(化学式1中R1、R2、R3分别为甲基(methyl)、丙基(propyl)、丁基(butyl)，共聚比例a、b、c、d分别为20、50、15、15的结构)50.0g、作为光致酸产生剂的三苯基锍全氟丁基磺酸盐4g、作为酸扩散抑制剂的三乙醇胺0.6g的组成来使用，并作为溶剂利用丙二醇单甲醚154g、丙二醇甲醚乙酸酯154g混合液，制备了KrF准分子激光器正性光刻胶组合物。利用旋涂仪将所制备的所述组合物涂布在硅晶圆上，并在140℃下软烘90秒之后，确认了目标厚度10um。若在248nm光源下完成曝光工艺，则在110℃下进行烘烤工艺80秒之后，进行利用2.38％四甲基氢氧化铵显影的工艺，从而形成图案。其结果，确认了感光度为80mJ/cm2，并能够确认了线条/空间基准分辨率2.0μm的图案坡度(Pattern Slope)倾斜角为90°的接近垂直的图案(Pattern)，但是在晶圆(Wafer)下部确认到浮渣(Scum)及残渣性的残留物缺陷(Residue Defect)。
【比较例1】
除不添加所述透过率提高树脂添加物之外，与实施例1相同的方式进行了实验。其结果，确认了感光度为110mJ/cm2，线条/空间基准分辨率3.5μm的图案坡度(PatternSlope)倾斜角为70°的正坡度图案(Positive Slope Pattern)。
特性测定
对同上述实施例1至4及比较例1一样制备的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物的特性进行了测定。
就分辨率而言，使用能够观察图案的线宽(Critical Dimension)的关键尺寸测量用扫描电子显微镜(CD-SEM)，以L/S(Line/Space，线条/宽度)为基准观察并确认了最小线宽(分辨率)。并且，就感光度而言，将能够确定最小线宽(分辨率)的能量(Energy)作为感光度进行了测定。
将如此测定的结果示于以下表1中。
【表1】
从以上表1中可知，可以确定，实施例2、3与比较例1相比感光度优异，作为最小线宽尺寸的分辨率和垂直的图案坡度(Pattern Slope)也得到改善，但实施例1的情况，将其与比较例1进行比较时，并不具有分辨率及垂直的图案坡度(Pattern Slope)的改善效果。实施例4的情况，将其与比较例1进行比较时，感光度、作为最小线宽尺寸的分辨率及垂直的图案坡度(Pattern Slope)得到改善，但确认到浮渣(Scum)、残留物(Residue)等缺陷(Defect)。
结果，确认了当以最优的含量包含所述化学式1结构的透过率提高树脂添加物时，能够提高所形成的图案的感光度及透过率而提供表示与以往的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。
本发明的简单变形或变更均能够根据本发明所属技术领域的普通技术人员容易地实现，且可以认为这种变形或变更均包括在本发明的领域中。
Claims (6)
1.一种图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，
所述光刻胶组合物能够用248nm波长的光源曝光，整个组合物中，包含0.1至10重量％的由下述化学式1表示的透过率提高树脂添加剂，
【化学式1】
其中，所述a、b、c、d为形成共聚物的重复单元的摩尔比且各自为1至9；在前面记载的结构中，R1、R2、R3为选自由甲基(R-CH3)、乙基(R-CH2CH3)、丙基(R-CH2CH2CH3)、丁基(R-CH2CH2CH2CH3)及它们的组合所形成的结构中一种以上的结构，所述R1、R2、R3各自不同，所述R表示结合部位。
2.根据权利要求1所述的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，
所述图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，在整个组合物中，包含5至60重量％的聚合物树脂、0.1至10重量％的由所述化学式1表示的透过率提高树脂添加剂、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剂。
3.根据权利要求2所述的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，
由化学式1表示的透过率提高树脂添加剂的重均分子量为2,000至20,000。
4.根据权利要求2所述的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，
所述聚合物树脂为选自由含有羟基的苯酚聚合物树脂化学式2至化学式5所组成的组中的一种以上，
【化学式2】
由重复单元
及
形成的树脂，
在前述的结构中，R4为选自以下化学式a至化学式p结构中的一种结构，R表示结合部位，
【化学式a】
【化学式b】
【化学式c】
【化学式d】
【化学式e】
【化学式f】
【化学式g】
【化学式h】
【化学式i】
【化学式j】
【化学式k】
【化学式l】
【化学式m】
【化学式n】
【化学式o】
【化学式p】
【化学式3】
由重复单元
及
形成的树脂，
在前述的结构中，R5与R4相同，且为选自化学式a至化学式p结构中的一种结构，
【化学式4】
由重复单元
及
形成的树脂，
在前述的结构中，R6和R7为选自化学式a至化学式p结构中的一种或一种以上的结构，
【化学式5】
由重复单元
及
形成的树脂，
在前述的结构中，R8和R9为选自化学式a至化学式p结构中的一种或一种以上的结构。
5.根据权利要求2所述的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，
所述光致酸产生剂包含选自由三苯基锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍锑酸盐、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓锑酸盐、甲氧基二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二叔丁基二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、2,6-二硝基苯磺酸盐、邻苯三酚三烷基磺酸盐、降冰片烯二羧基酰亚胺三氟甲磺酸盐、三苯基锍全氟丁基磺酸盐、二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐、甲氧基二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐、二叔丁基二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐、N-羟基丁二酰亚胺全氟丁基磺酸盐、降冰片烯二羧基酰亚胺全氟丁基磺酸盐、三苯基锍全氟辛基磺酸盐、二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐、甲氧基二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐、二叔丁基二苯基碘鎓全氟辛基磺酸盐、N-羟基丁二酰亚胺全氟辛基磺酸盐及降冰片烯二羧基酰亚胺全氟辛基磺酸盐所组成的组中的一种以上。
6.根据权利要求2所述的图案轮廓改善用化学增幅型正性光刻胶组合物，其特征在于，
所述酸扩散抑制剂包含选自由二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、三丁胺、二甲醇胺、二乙醇胺、三甲醇胺、三乙醇胺及三丁醇胺所组成的组中的一种以上。
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|---|---|---|---|---|
| KR101977886B1 (ko) * | 2018-06-18 | 2019-05-13 | 영창케미칼 주식회사 | 패턴 프로파일 개선용 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
| KR102374293B1 (ko) * | 2021-08-23 | 2022-03-17 | 영창케미칼 주식회사 | 패턴 프로파일 및 해상도 개선용 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
| CN115873175B (zh) * | 2021-09-28 | 2023-09-12 | 上海新阳半导体材料股份有限公司 | 一种duv光刻用底部抗反射涂层及其制备方法和应用 |
| KR20240053698A (ko) | 2022-10-17 | 2024-04-25 | 와이씨켐 주식회사 | 2-Hydroxy-succinic acid를 포함하는 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
| KR102516974B1 (ko) * | 2022-10-17 | 2023-04-04 | 영창케미칼 주식회사 | 패턴 프로파일 개선 및 부착력(Adhesion) 증진용 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
| KR20240053699A (ko) | 2022-10-17 | 2024-04-25 | 와이씨켐 주식회사 | Pentanedionic acid를 포함하는 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
| KR20240056851A (ko) | 2022-10-21 | 2024-05-02 | 와이씨켐 주식회사 | 해상도 및 치수 안정성 개선용 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
| KR102500679B1 (ko) * | 2022-10-21 | 2023-02-17 | 영창케미칼 주식회사 | 패턴 프로파일 개선 및 에치 내성(Etch Resistance) 증진용 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001114822A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-04-24 | Korea Kumho Petrochem Co | 化学増幅形フォトレジスト製造用共重合体及びこれを含めた化学増幅形陽性フォトレジスト組成物 |
| JP2003177541A (ja) * | 2002-11-21 | 2003-06-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 化学増幅型ポジ型レジスト組成物 |
| CN1573550A (zh) * | 2003-06-06 | 2005-02-02 | 东京应化工业株式会社 | 正型抗蚀剂组合物及抗蚀图案的形成方法 |
| KR20050014178A (ko) * | 2003-07-30 | 2005-02-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포토레지스트 중합체 및 이를 함유하는 포토레지스트 조성물 |
| CN1791838A (zh) * | 2003-05-16 | 2006-06-21 | Az电子材料美国公司 | 用于深uv的光刻胶组合物及其成像方法 |
| CN1853140A (zh) * | 2003-09-18 | 2006-10-25 | 东京应化工业株式会社 | 正型抗蚀剂组合物和形成抗蚀图案的方法 |
| KR20130102974A (ko) * | 2012-03-09 | 2013-09-23 | 주식회사 엘지화학 | 아크릴레이트 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6194840A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 電動ミラ−装置 |
| US5364738A (en) * | 1991-10-07 | 1994-11-15 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Light-sensitive composition |
| JPH06110209A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-22 | Hitachi Chem Co Ltd | ポジ型感光性アニオン電着塗料樹脂組成物、これを用いた電着塗装浴、電着塗装法及びプリント配線板の製造法 |
| JPH06194840A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | ポジ型化学増幅系レジスト |
| JPH06230574A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | ポジ型感光性組成物 |
| US5744281A (en) * | 1993-09-14 | 1998-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Resist composition for forming a pattern and method of forming a pattern wherein the composition 4-phenylpyridine as an additive |
| ATE195590T1 (de) * | 1994-06-22 | 2000-09-15 | Ciba Sc Holding Ag | Positiv-photoresist |
| JP2000075488A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Nec Corp | 化学増幅系ポジ型レジスト材料 |
| KR100273108B1 (ko) | 1998-10-07 | 2001-03-02 | 박찬구 | 포토레지스트 제조용 공중합체 및 이를 함유하는 화학증폭형 양성 포토레지스트 조성물 |
| DE69910335T2 (de) * | 1998-12-11 | 2004-07-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington | Zusammensetzung für ein Silber enthaltendes, lichtempfindliches, leitendes Band und das damit behandelte Band |
| JP4103523B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2008-06-18 | Ｊｓｒ株式会社 | レジスト組成物 |
| EP1562077B1 (en) * | 2002-10-23 | 2018-01-17 | Merck Patent GmbH | Chemically amplified positive photosensitive resin composition |
| KR100583094B1 (ko) * | 2003-06-27 | 2006-05-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포토레지스트 조성물 |
| JP4440600B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2010-03-24 | Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | 厚膜および超厚膜対応化学増幅型感光性樹脂組成物 |
| KR20070019666A (ko) * | 2003-10-31 | 2007-02-15 | 에이제토 엘렉토로닉 마티리알즈 가부시키가이샤 | 후막 및 초후막 대응 화학 증폭형 감광성 수지 조성물 |
| KR101204915B1 (ko) * | 2005-07-20 | 2012-11-26 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 포토레지스트 중합체, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 패턴 형성 방법 |
| JP5159123B2 (ja) * | 2007-02-27 | 2013-03-06 | 富士フイルム株式会社 | 赤外線レーザ用感光性平版印刷版原版 |
| KR101363842B1 (ko) | 2007-05-09 | 2014-02-14 | 동우 화인켐 주식회사 | 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한레지스트 패턴 형성 방법 |
| WO2009020029A1 (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Jsr Corporation | 感放射線性樹脂組成物 |
| KR20090100262A (ko) * | 2008-03-18 | 2009-09-23 | 후지필름 가부시키가이샤 | 감광성 수지 조성물, 차광성 컬러필터와 그 제조 방법, 및 고체촬상소자 |
| KR20100047038A (ko) | 2008-10-28 | 2010-05-07 | 동우 화인켐 주식회사 | 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
| JP5077594B2 (ja) * | 2010-01-26 | 2012-11-21 | 信越化学工業株式会社 | ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 |
| JP2011203646A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Fujifilm Corp | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、及びそれを用いたパターン形成方法 |
| KR20110124099A (ko) * | 2010-05-10 | 2011-11-16 | 동우 화인켐 주식회사 | 마이크로 렌즈용 화학증폭형 포토레지스트 조성물, 및 이를 사용하여 제조된 마이크로 렌즈 |
| IL213195A0 (en) * | 2010-05-31 | 2011-07-31 | Rohm & Haas Elect Mat | Photoresist compositions and emthods of forming photolithographic patterns |
| WO2014084147A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 富士フイルム株式会社 | 組成物、赤外線透過フィルタ及びその製造方法、並びに赤外線センサー |
| JP2014143415A (ja) * | 2012-12-31 | 2014-08-07 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | イオン注入法 |
| JP2014202969A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法、電子デバイス及びその製造方法 |
| JP6261285B2 (ja) * | 2013-10-31 | 2018-01-17 | 富士フイルム株式会社 | 積層体、有機半導体製造用キットおよび有機半導体製造用レジスト組成物 |
| JP6170515B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2017-07-26 | 富士フイルム株式会社 | カラーフィルタ用緑色着色組成物、着色膜、カラーフィルタ、固体撮像素子 |
| JP6122454B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2017-04-26 | 富士フイルム株式会社 | カラーフィルタ用赤色着色組成物、着色膜、カラーフィルタ、固体撮像素子 |
| JP6432170B2 (ja) * | 2014-06-09 | 2018-12-05 | 信越化学工業株式会社 | 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 |
| KR101655947B1 (ko) | 2016-03-22 | 2016-09-09 | 영창케미칼 주식회사 | 고해상도 및 고아스펙트비를 갖는 KrF 레이저용 네가티브형 포토레지스트 조성물 |
| KR101877029B1 (ko) * | 2016-05-13 | 2018-07-11 | 영창케미칼 주식회사 | 화학증폭형 네가티브형 포토레지스트 조성물 |
| KR101977886B1 (ko) * | 2018-06-18 | 2019-05-13 | 영창케미칼 주식회사 | 패턴 프로파일 개선용 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001114822A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-04-24 | Korea Kumho Petrochem Co | 化学増幅形フォトレジスト製造用共重合体及びこれを含めた化学増幅形陽性フォトレジスト組成物 |
| JP2003177541A (ja) * | 2002-11-21 | 2003-06-27 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 化学増幅型ポジ型レジスト組成物 |
| CN1791838A (zh) * | 2003-05-16 | 2006-06-21 | Az电子材料美国公司 | 用于深uv的光刻胶组合物及其成像方法 |
| CN1573550A (zh) * | 2003-06-06 | 2005-02-02 | 东京应化工业株式会社 | 正型抗蚀剂组合物及抗蚀图案的形成方法 |
| KR20050014178A (ko) * | 2003-07-30 | 2005-02-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포토레지스트 중합체 및 이를 함유하는 포토레지스트 조성물 |
| CN1853140A (zh) * | 2003-09-18 | 2006-10-25 | 东京应化工业株式会社 | 正型抗蚀剂组合物和形成抗蚀图案的方法 |
| KR20130102974A (ko) * | 2012-03-09 | 2013-09-23 | 주식회사 엘지화학 | 아크릴레이트 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘建国等: "一种248nm光刻胶成膜树脂的合成及相关性能研究", 影像科学与光化学, vol. 31, no. 05, 15 September 2013 (2013-09-15), pages 349 - 360 * |
| 李伟杰等: "水溶性丙烯酸酯类感光干膜的制备及其性能研究", 影像科学与光化学, vol. 34, no. 02, 15 March 2016 (2016-03-15), pages 172 - 180 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US20210216013A1 (en) | 2021-07-15 |
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| TW202001427A (zh) | 2020-01-01 |
| US11906900B2 (en) | 2024-02-20 |
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