发明名称 负性光阻组成物、用于形成光阻图案之方法以及用于制造电子元件之方法
摘要 一种负性光阻组成物,其包含至少一构成组份,该组份具有一在其一分子内以缩醛保护之乙烯醚结构。在负性光阻图案之形成中,可在不膨胀下使用一水性硷性溶液。
申请公布号 TWI227813 申请公布日期 2005.02.11
申请号 TW090121326 申请日期 2001.08.29
申请人 富士通股份有限公司 发明人 野崎耕司;矢野映;小泽美和
分类号 G03F7/075;G03F7/004 主分类号 G03F7/075
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种化学放大的负性光阻组成物,其包含至少一 构成组份,该构成组份在其分子内具有一以缩醛保 护之乙烯醚结构,该构成组份与一可吸收影像辐射 而产生酸之光酸产生剂组合,该构成组份系一含有 以缩醛保护之乙烯醚结构于其分子内的薄膜成形 聚合物,或系一个由一薄膜成形聚合物与一含有以 缩醛保护之乙烯醚结构于其分子内的化合物所构 成之组合。 2.如申请专利范围第1项之负性光阻组成物,其中该 具有缩醛保护之乙烯醚结构的构成组份系为一薄 膜成形聚合物,其系可溶于一水性硷性溶液并具有 一硷可溶基团,且其在该薄膜成形聚合物之侧链内 含有缩醛保护乙烯醚结构。 3.如申请专利范围第2项之负性光阻组成物,其中该 薄膜成形聚合物为一硷可溶含矽聚合物。 4.如申请专利范围第2或3项之负性光阻组成物,其 包含一薄膜成形聚合物与一可产生酸之可在缩醛 保护乙烯醚结构因影像辐射吸收分解时产生去缩 醛化反应后,与硷可溶基团起反应之光酸产生剂, 其中该负性光阻组成物本身系可溶于水性硷性溶 液,且曝光部分在曝光后系变成在硷中不可溶。 5.如申请专利范围第1项之负性光阻组成物,其中该 具有缩醛保护乙烯醚结构之构成组份可为一在其 分子中含有缩醛保护乙烯醚结构之化合物。 6.如申请专利范围第5项之负性光阻组成物,其包含 一化合物之组合,其含有一缩醛保护乙烯醚结构与 一可产生酸之可在缩醛保护乙烯醚结构因影像辐 射吸收分解时产生去缩醛化反应后,与硷可溶基团 起反应之光酸产生剂,且负性光阻组成物本身系可 溶于水性硷性溶液,且曝光部分在曝光后系变成在 硷中不可溶。 7.如申请专利范围第2项之负性光阻组成物,其中该 硷可溶基团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺基 、基、醯胺基、1,1,1,3,3,3-六氟甲醇基以及硫酸 基所构成之组群中。 8.如申请专利范围第3项之负性光阻组成物,其中该 硷可溶基团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺基 、基、醯胺基、1,1,1,3,3,3-六氟甲醇基以及硫酸 基所构成之组群中。 9.如申请专利范围第4项之负性光阻组成物,其中该 硷可溶基团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺基 、基、醯胺基、1,1,1.3.3,3-六氟甲醇基以及硫酸 基所构成之组群中。 10.如申请专利范围第6项之负性光阻组成物,其中 该硷可溶基团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺 基、基、醯胺基、1,1,1,3,3,3-六氟甲醇基以及硫 酸基所构成之组群中。 11.如申请专利范围第10项之负性光阻组成物,其中 该薄膜成形聚合物系藉由聚合选自由丙烯酸、甲 基丙烯酸、衣康酸、乙烯苯酸、降冰片烯、乙烯 苯酚、苯乙烯及其衍生物所构成之组群中的单体 所形成。 12.如申请专利范围第11项之负性光阻组成物,其中 该薄膜成形聚合物系包含一选自由内酯环、醯胺 环以及酸酐所构成之组群中的弱硷可溶基团。 13.如申请专利范围第12项之负性光阻组成物,其中 该薄膜成形聚合物系包含一多环脂环烃结构部分 。 14.如申请专利范围第13项之负性光阻组成物,其中 该多环脂环烃结构部分包含一选自由金钢烷基、 降冰片基以及双环[2.2.2]辛基所构成之组群中的构 件。 15.如申请专利范围第14项之负性光阻组成物,其在 该多环脂环烃结构部分内系具有至少一烷氧基羰 基及/或酮基。 16.如申请专利范围第15项之负性光阻组成物,其中 该缩醛保护乙烯醚结构系具有以下列通式(I)至(III )中任一者所表示之部分结构: 其中X表示一氢原子或一任意取代基,且X本身可具 有一额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,且系可在除 了1-与2-位置外之任意位置键结与该乙烯醚结构键 结, Y与R各表示一任意烃基且此等烃基且可为直链、 或枝链, Z表示一氢原子或一任意取代基,且Z本身可具有一 额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,以及 n表示1至6之整数。 17.如申请专利范围第16项之负性光阻组成物,其进 一步含有除了上述以通式(I)至(III)中任一者所表 示之部分结构外之一脂环结构及/或多环脂环结构 。 18.如申请专利范围第17项之负性光阻组成物,其中 在曝光光源波长之吸收为1.75m-1或更低。 19.如申请专利范围第18项之负性光阻组成物,其含 有选自由乳酸乙酯、甲基戊基酮、甲基-3-甲氧基 丙烯酸酯、乙基-3-乙氧基丙烯酸酯、丙烯乙二醇 甲基醚乙酸酯、甲基异丁基酮以及n-丁基醚单独 或组合所构成之组群中的溶剂。 20.如申请专利范围第19项之负性光阻组成物,其进 一步含有选自由乙酸丁酯、-丁内酯以及丙烯乙 二醇甲基醚所构成之组群中的溶剂作为辅助溶剂 。 21.一种用于形成一光阻图案的方法,其包含下列步 骤: 将一化学放大的负性光阻组成物施加至一欲处理 基材上,该负性光阻组成物包含至少一构成组份, 该构成组份在其分子内具有一以缩醛保护之乙烯 醚结构,该构成组份与一可吸收影像辐射而产生酸 之光酸产生剂组合,该构成组份系一含有以缩醛保 护之乙烯醚结构于其分子内的薄膜成形聚合物,或 系一个由一薄膜成形聚合物与一含有以缩醛保护 之乙烯醚结构于其分子内的化合物所构成之组合; 选择性地将所形成之光阻薄膜曝光至可引发光阻 组成物之光酸产生剂分解的影像辐射,以及 以一水性硷性溶液将该曝光的光阻薄膜显影。 22.如申请专利范围第21项之方法,其中该具有缩醛 保护之乙烯醚结构的构成组份系为一薄膜成形聚 合物,其系可溶于一水性硷性溶液并具有一硷可溶 基团,且其在该薄膜成形聚合物之侧链内含有缩醛 保护乙烯醚结构。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中该薄膜成形 聚合物为一硷可溶含矽聚合物。 24.如申请专利范围第22或23项之方法,其中该组成 物包含一薄膜成形聚合物与一可产生酸之可在缩 醛保护乙烯醚结构因影像辐射吸收分解时产生去 缩醛化反应后,与硷可溶基团起反应之光酸产生剂 ,其中该负性光阻组成物本身系可溶于水性硷性溶 液,且曝光部分在曝光后系变成在硷中不可溶。 25.如申请专利范围第21项之方法,其中该具有缩醛 保护乙烯醚结构之构成组份可为一在其分子中含 有缩醛保护乙烯醚结构之化合物。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中该组成物包 含一化合物之组合,其含有一缩醛保护乙烯醚结构 与一可产生酸之可在缩醛保护乙烯醚结构因影像 辐射吸收分解时产生去缩醛化反应后,与硷可溶基 团起反应之光酸产生剂,且负性光阻组成物本身系 可溶于水性硷性溶液,且曝光部分在曝光后系变成 在硷中不可溶。 27.如申请专利范围第22项之方法,其中该硷可溶基 团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺基、基、 醯胺基、1,1,1,3,3,3-六氟甲醇基以及硫酸基所构成 之组群中。 28.如申请专利范围第23项之方法,其中该硷可溶基 团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺基、基、 醯胺基、1,1,1,3,3,3-六氟甲醇基以及硫酸基所构成 之组群中。 29.如申请专利范围第24项之方法,其中该硷可溶基 团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺基、基、 醯胺基、1,1,1,3,3,3-六氟甲醇基以及硫酸基所构成 之组群中。 30.如申请专利范围第26项之方法,其中该硷可溶基 团系选自由酚基、羧基、N-羟基醯胺基、基、 醯胺基、1,1,1,3,3,3-六氟甲醇基以及硫酸基所构成 之组群中。 31.如申请专利范围第22项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系藉由聚合选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、 衣康酸、乙烯苯酸、降冰片烯、乙烯苯酚、苯乙 烯及其衍生物所构成之组群中的单体所形成。 32.如申请专利范围第23项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系藉由聚合选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、 衣康酸、乙烯苯酸、降冰片烯、乙烯苯酚、苯乙 烯及其衍生物所构成之组群中的单体所形成。 33.如申请专利范围第25项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系藉由聚合选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、 衣康酸、乙烯苯酸、降冰片烯、乙烯苯酚、苯乙 烯及其衍生物所构成之组群中的单体所形成。 34.如申请专利范围第26项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系藉由聚合选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、 衣康酸、乙烯苯酸、降冰片烯、乙烯苯酚、苯乙 烯及其衍生物所构成之组群中的单体所形成。 35.如申请专利范围第22项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一选自由内酯环、醯胺环以及酸酐 所构成之组群中的弱硷可溶基团。 36.如申请专利范围第23项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一选自由内酯环、醯胺环以及酸酐 所构成之组群中的弱硷可溶基团。 37.如申请专利范围第25项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一选自由内酯环、醯胺环以及酸酐 所构成之组群中的弱硷可溶基团。 38.如申请专利范围第26项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一选自由内酯环、醯胺环以及酸酐 所构成之组群中的弱硷可溶基团。 39.如申请专利范围第22项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一多环脂环烃结构部分。 40.如申请专利范围第23项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一多环脂环烃结构部分。 41.如申请专利范围第25项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一多环脂环烃结构部分。 42.如申请专利范围第26项之方法,其中该薄膜成形 聚合物系包含一多环脂环烃结构部分。 43.如申请专利范围第42项之方法,其中该多环脂环 烃结构部分包含一选自由金钢烷基、降冰片基以 及双环[2.2.2]辛基所构成之组群中的构件。 44.如申请专利范围第43项之方法,其在该多环脂环 烃结构部分内系具有至少一烷氧基羰基及/或酮基 。 45.如申请专利范围第22项之方法,其中该缩醛保护 乙烯醚结构系具有以下列通式(I)至(III)中任一者 所表示之部分结构: 其中X表示一氢原子或一任意取代基,且X本身可具 有一额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,且系可在除 了1-与2-位置外之任意位置键结与该乙烯醚结构键 结, Y与R各表示一任意烃基且此等烃基且可为直链、 或枝链, Z表示一氢原子或一任意取代基,且Z本身可具有一 额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,以及 n表示1至6之整数。 46.如申请专利范围第23项之方法,其中该缩醛保护 乙烯醚结构系具有以下列通式(I)至(III)中任一者 所表示之部分结构: 其中X表示一氢原子或一任意取代基,且X本身可具 有一额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,且系可在除 了1-与2-位置外之任意位置键结与该乙烯醚结构键 结, Y与R各表示一任意烃基且此等烃基且可为直链、 或枝链, Z表示一氢原子或一任意取代基,且Z本身可具有一 额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,以及n表示1至6之 整数。 47.如申请专利范围第25项之方法,其中该缩醛保护 乙烯醚结构系具有以下列通式(I)至(III)中任一者 所表示之部分结构: 其中X表示一氢原子或一任意取代基,且X本身可具 有一额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,且系可在除 了1-与2-位置外之任意位置键结与该乙烯醚结构键 结, Y与R各表示一任意烃基且此等烃基且可为直链、 或枝链, Z表示一氢原子或一任意取代基,且Z本身可具有一 额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,以及n表示1至6之 整数。 48.如申请专利范围第26项之方法,其中该缩醛保护 乙烯醚结构系具有以下列通式(I)至(III)中任一者 所表示之部分结构: 其中X表示一氢原子或一任意取代基,且X本身可具 有一额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,且系可在除 了1-与2-位置外之任意位置键结与该乙烯醚结构键 结, Y与R各表示一任意烃基且此等烃基且可为直链、 或枝链, Z表示一氢原子或一任意取代基,且Z本身可具有一 额外的以缩醛保护之乙烯醚结构,以及n表示1至6之 整数。 49.如申请专利范围第48项之方法,其中该缩醛保护 乙烯醚结构进一步含有除了上述以通式(I)至(III) 中任一者所表示之部分结构外之一脂环结构及/或 多环脂环结构。 50.如申请专利范围第49项之方法,其中在曝光光源 波长之吸收为1.75m-1或更低。 51.如申请专利范围第50项之方法,其含有选自由乳 酸乙酯、甲基戊基酮、甲基-3-甲氧基丙烯酸酯、 乙基-3-乙氧基丙烯酸酯、丙烯乙二醇甲基醚乙酸 酯、甲基异丁基酮以及n-丁基醚单独或组合所构 成之组群中的溶剂。 52.如申请专利范围第51项之方法,其进一步含有选 自由乙酸丁酯、-丁内酯以及丙烯乙二醇甲基醚 所构成之组群中的溶剂作为辅助溶剂。 53.一种用于制造电子元件的方法,其包含使用由第 21至52项中任一项之方法所形成的光阻图案作为光 罩装置,来选择性地去除底下欲处理基材,以形成 预定功能构件层的步骤。 54.如申请专利范围第53项之用于制造电子元件的 方法,其包含下列步骤: 将负性光阻组成物施加至一欲处理基材上; 选择性地将所形成之光阻薄膜曝光至可引发光阻 组成物之光酸产生剂分解的影像辐射, 以一水性硷性溶液将该曝光的光阻薄膜显影,以形 成一光阻图案;以及 藉由使用光阻图案作为光罩装置之蚀刻选择性地 去除底下欲处理基材,以形成一预定功能构件层。 55.如申请专利范围第53或54项之方法,其中该曝光 步骤系在形成光阻图案中,经由一相转移光罩所执 行。 56.一种形成光阻图案的方法,其包含下列步骤: 将如第1至20项中任一项之负性光阻组成物形成于 一欲处理基材上; 选择性地将所形成光阻薄膜曝光至具有210nm或更 短波长之曝光光源,以引发光阻组成物之光酸产生 剂的分解,以及 以一水性硷性溶液将该曝光光阻薄膜显影。 57.如申请专利范围第56项之形成光阻图案的方法, 其中该曝光步骤系藉由使用一相转移光罩执行。 图式简单说明: 第1A、1B、1C、1D、1E以及1F图系截面图,其依序显示 根据本发明之MOS电晶体之制造方法;以及 第2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H以及2I图系截面图, 其依序显示根据本发明之薄膜磁头之制造方法。
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