抗蝕劑組合物和用于形成圖案的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及抗蝕劑組合物和用于形成圖案的方法。所述抗蝕劑組合物包含：溶劑；和在所述溶劑中的樹脂，所述樹脂通過在酸或堿的存在下水解并縮合包含與硅原子或鍺原子相結合的烷氧基的含烷氧基化合物來制備，其中利用能量輻射輻照的所述抗蝕劑組合物的一部分在顯影液中是不可溶的。
【專利說明】抗蝕劑組合物和用于形成圖案的方法

【技術領域】
[0001] 本文所討論的實施方案涉及抗蝕劑組合物和用于形成圖案的方法。

【背景技術】
[0002] 無機材料(例如氧化硅（SiO)、氮化硅（SiN)以及磷加氧化硅（PSG)和氟加氧化硅 (SiOF))和有機材料(例如聚酰亞胺）已知為用于電子設備(例如半導體設備）的絕緣膜的 材料。作為形成絕緣膜的方法，例如以下方法是已知的：其中施用化學氣相沉積（CVD )法的 方法、其中施用包含硅的化合物的聚合的方法以及其中施用待形成絕緣膜的樹脂材料的方 法。
[0003] 日本公開申請公開No. 2010-056156、2006-278506和2012-053243是相關技術的 例子。
[0004] 在形成絕緣膜時進行熱處理的情況中，取決于溫度，導電部分如布線可能會因為 熱應力而被破壞并且用于導電部分的材料可能擴散。
[0005] 存在一種這樣的方法：其包括形成絕緣膜、形成抗蝕劑圖案、通過用充當掩模的抗 蝕劑圖案的蝕刻在絕緣膜中形成開放部分、以及在所形成的開放部分中形成導電部分如布 線。在該方法中，絕緣膜中的開放部分和下層可被蝕刻損壞并且開放部分的尺寸可發(fā)生變 化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] -些實施方案的目的是提供一種方法，所述方法包括在所形成的開放部分中形成 導電部分如布線，而沒有蝕刻引起的損壞和開放部分的尺寸變化。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，抗蝕劑組合物包含：溶劑；和在所述溶劑中的樹脂，所述 樹脂通過在酸或堿的存在下使包含與硅原子或鍺原子相結合的烷氧基的含烷氧基化合物 水解并縮合來制備，其中所述抗蝕劑組合物的利用能量輻射輻照的部分在顯影液中是不可 溶的。
[0008] 將通過特別是在權利要求書中指出的要素和組合來實現(xiàn)并得到本發(fā)明的目的和 優(yōu)點。
[0009] 應理解，前述一般描述和下述詳細描述二者均為示例性的和解釋性的，并且不是 對所要求保護的本發(fā)明的限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為抗蝕劑組合物的實例的示意圖；
[0011] 圖2為施用抗蝕劑組合物的步驟的實例的示意圖；
[0012] 圖3為熱處理步驟的實例的示意圖；
[0013] 圖4為采用能量輻射進行輻照的步驟的實例的示意圖；
[0014] 圖5為顯影步驟的實例的示意圖；以及
[0015] 圖6為形成導電部分的步驟的實例的示意圖。

【具體實施方式】
[0016] 抗蝕劑組合物包含溶劑中的樹脂，該樹脂通過在酸或堿的存在下使含烷氧基化合 物(包含與硅原子或鍺原子相結合的烷氧基)水解并縮合來制備?？刮g劑組合物為負型抗蝕 劑組合物，其中抗蝕劑組合物的利用能量輻射輻照的部分在顯影液中是不可溶的。
[0017] 在本文中，含烷氧基化合物用式（1)表示：
[0018] RVnM(〇R2)n(l)
[0019] 其中，在式（1)中，Μ表示硅（Si)原子或鍺（Ge)原子；η表示1至4的整數(shù)；R1表 示氫原子、氟原子、具有1至8個碳原子的烷基、乙烯基、脂環(huán)基、芳基或前述基團的衍生物， 并且當η表示2或更小時，R 1可以相同或不同；R2表示氫原子、具有1至8個碳原子的烷基、 烯丙基、乙烯基或脂環(huán)基，并且當η表示2或更大時，R 2可以相同或不同。
[0020] 包含于抗蝕劑組合物中的樹脂通過在酸或堿的存在下使用式（1)表示的一個或 更多個含烷氧基化合物水解并縮合來制備。
[0021] 含烷氧基化合物(硅烷化合物)(其中式（1)中的Μ表示硅原子)的實例包括四烷氧 基娃燒、二燒氧基娃燒、甲基二燒氧基娃燒、乙基二燒氧基娃燒、丙基二燒氧基娃燒、苯基二 燒氧基娃燒、乙稀基二燒氧基娃燒、稀丙基二燒氧基娃燒、縮水甘油基二燒氧基娃燒、-燒 氧基娃燒、-甲基-燒氧基娃燒、-乙基-燒氧基娃燒、-丙基-燒氧基娃燒、-苯基-燒 氧基硅烷、二乙烯基二烷氧基硅烷、二烯丙基二烷氧基硅烷、二縮水甘油基二烷氧基硅烷、 苯甲基-燒氧基娃燒、苯基乙基-燒氧基娃燒、苯基丙基二燒氧基娃燒、苯基乙稀基-燒氧 基硅烷、苯基烯丙基二烷氧基硅烷、苯基縮水甘油基二烷氧基硅烷、甲基乙烯基二烷氧基硅 燒、乙基乙稀基-燒氧基娃燒和丙基乙稀基-燒氧基娃燒；其中在每種如述娃燒化合物中 對應于式（1)中R 1的基團的氫原子被替換為氟原子的化合物；以及其中在每種前述硅烷化 合物中對應于式（1)中R1的烷基、乙烯基、脂環(huán)基或芳基的預定氫原子被替換為另一個基 團(例如，芳基或者包含酯鍵或醚鍵的基團）的化合物。
[0022] 含烷氧基化合物(鍺烷化合物)(其中式（1)中的Μ表示鍺原子)的實例包括其中前 述硅烷化合物中的硅原子被鍺原子替代的化合物，即四烷氧基鍺烷、三烷氧基鍺烷、甲基三 燒氧基錯燒、乙基二燒氧基錯燒、丙基二燒氧基錯燒、苯基二燒氧基錯燒、乙稀基二燒氧基 錯燒、稀丙基二燒氧基錯燒、縮水甘油基二燒氧基錯燒、-燒氧基錯燒、-甲基-燒氧基錯 燒、-乙基-燒氧基錯燒、-丙基-燒氧基錯燒、-苯基-燒氧基錯燒、-乙稀基-燒氧基 錯燒、-稀丙基-燒氧基錯燒、-縮水甘油基-燒氧基錯燒、苯甲基-燒氧基錯燒、苯基乙 基-燒氧基錯燒、苯基丙基二燒氧基錯燒、苯基乙稀基-燒氧基錯燒、苯基稀丙基-燒氧基 鍺烷、苯基縮水甘油基二烷氧基鍺烷、甲基乙烯基二烷氧基鍺烷、乙基乙烯基二烷氧基鍺烷 和丙基乙稀基-燒氧基錯燒；在每種如述錯燒化合物中對應于式（1)中R 1的基團的氫!原子 被替換為氟原子的化合物；以及其中在每種前述鍺烷化合物中對應于式（1)中R1的烷基、 乙烯基、脂環(huán)基或芳基的預定氫原子被替換為另一個基團(例如，芳基或者包含酯鍵或醚鍵 的基團）的化合物。
[0023] 包含于抗蝕劑組合物中的樹脂（由上述一種或更多種含烷氧基化合物制備）優(yōu)選 地具有500至50000000、更優(yōu)選7000至48000000的重均分子量（Mw)。低于500的重均分 子量可導致樹脂沸點降低，造成在主要用于干燥下述溶劑目的的在熱處理期間樹脂骨架的 裂解和解離組分的蒸發(fā)。超過50000000的重均分子量可導致溶劑中的溶解度(或稀釋特性） 降低。
[0024] 抗蝕劑組合物優(yōu)選地具有按質量計10%至按質量計70%、更優(yōu)選按質量計20%至按 質量計60%的樹脂含量。
[0025] 包含于抗蝕劑組合物中的溶劑沒有特別限制，只要樹脂溶解于其中即可。溶劑的 實例包括環(huán)己酮、甲基異丁基酮、甲基乙基酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、辛烷、癸烷、丙二 醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇、丙二醇單乙醚和丙二醇單丙醚。
[0026] 例如，可使具有包含碳氫化合物的骨架的硅酮化合物添加至包含樹脂和上述溶劑 的抗蝕劑組合物中，以改進對例如酸和堿的化學耐受性以及耐水性。加成化合物的實例包 括聚二甲基碳硅烷、聚羥甲基碳硅烷、聚二乙基碳硅烷、聚羥乙基碳硅烷、聚碳硅烷苯乙烯、 聚苯甲基碳硅烷、聚二苯基碳硅烷、聚二甲基硅亞苯基硅氧烷、聚甲基硅亞苯基硅氧烷、聚 二乙基硅亞苯基硅氧烷、聚乙基硅亞苯基硅氧烷、聚二丙基硅亞苯基硅氧烷、聚丙基硅亞苯 基硅氧烷、聚苯基硅亞苯基硅氧烷、聚二苯基硅亞苯基硅氧烷、聚苯甲基硅亞苯基硅氧烷、 聚苯基乙基硅亞苯基硅氧烷、聚苯基丙基硅亞苯基硅氧烷、聚乙基甲基硅亞苯基硅氧烷、聚 甲基丙基娃亞苯基娃氧燒和聚乙基丙基娃亞苯基娃氧燒。
[0027] 相對于抗蝕劑組合物中按重量計100份樹脂，所添加添加劑化合物的量優(yōu)選地為 按重量計0. 1份至按重量計200份。當所添加添加劑化合物的量低于按重量計0. 1份時，在 一些情況中，沒有提供化學耐受性和耐水性的作用。當所添加添加劑化合物的量超過按重 量計200份時，在一些情況中，降低了如下所述由抗蝕劑組合物所形成絕緣膜的機械強度。
[0028] 制備抗蝕劑組合物的方法沒有特別限制。可通過以下來制備抗蝕劑組合物：例如 使上述硅烷化合物或鍺烷化合物溶解于溶劑(如上所述)中，然后使得進行式（1A)所示的水 解以及式（2A)和（2B)所示的縮合。
[0029]

【權利要求】
1. 一種抗蝕劑組合物，其包含： 溶劑；和 在所述溶劑中的樹脂，所述樹脂通過在酸或堿的存在下使含烷氧基化合物水解并縮合 來制備，所述含烷氧基化合物包含與硅原子或鍺原子相結合的烷氧基， 其中所述抗蝕劑組合物的利用能量輻射輻照的部分在顯影液中是不可溶的。
2. 根據(jù)權利要求1所述的抗蝕劑組合物， 其中所述含烷氧基化合物用下式表示，并且 所述樹脂通過使至少一種類型的所述含烷氧基化合物水解并縮合來制備， RVnM1 (〇R2)n(l) 其中在式（1)中，Μ1表示硅原子或鍺原子；η表示1至4的整數(shù)；R1表示氫原子、氟原 子、具有1至8個碳原子的烷基、乙烯基、脂環(huán)基、芳基，或者所述具有1至8個碳原子的烷 基、所述乙烯基、所述脂環(huán)基或所述芳基的衍生物，當η表示2或更小時，R 1可相同或不同； 并且R2表示氫原子、具有1至8個碳原子的烷基、烯丙基、乙烯基或脂環(huán)基，并且當η表示2 或更大時，R 2可相同或不同。
3. 根據(jù)權利要求2所述的抗蝕劑組合物， 其中所述衍生物包含芳基。
4. 根據(jù)權利要求2所述的抗蝕劑組合物， 其中所述衍生物包含酯鍵或醚鍵。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的抗蝕劑組合物， 其中所述抗蝕劑組合物包含所述溶劑中的酸化合物或堿化合物。
6. -種用于形成圖案的方法，包括： 制備抗蝕劑組合物，其包含： 溶劑；和 在所述溶劑中的樹脂，所述樹脂通過在酸或堿的存在下使含烷氧基化合物水解并縮合 來制備，所述含烷氧基化合物包含與硅原子或鍺原子結合的烷氧基，并且所述抗蝕劑組合 物的利用能量輻射輻照的部分在顯影液中是不可溶的； 將所制備的抗蝕劑組合物布置在基材上； 利用所述能量輻射部分地輻照所布置的抗蝕劑組合物；以及 使用所述顯影液將所述抗蝕劑組合物的未利用所述能量輻射輻照的部分從所述基材 中除去。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法， 其中所述含烷氧基化合物用下式表示，并且 所述樹脂通過使至少一種類型的所述含烷氧基化合物水解并縮合來制備， R34_nM2(〇R4)n(2) 其中，在式（2)中，Μ2表示硅原子或鍺原子；η表示1至4的整數(shù)；R3表示氫原子、氟原 子、具有1至8個碳原子的烷基、乙烯基、脂環(huán)基、芳基，或者所述具有1至8個碳原子的烷 基、所述乙烯基、所述脂環(huán)基或所述芳基的衍生物，當η表示2或更小時，R 3可以相同或不 同；并且R4表示氫原子、具有1至8個碳原子的烷基、烯丙基、乙烯基或脂環(huán)基，并且當η表 示2或更大時，R 4可以相同或不同。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法， 其中所述衍生物包含芳基。
9. 根據(jù)權利要求7所述的方法， 其中所述衍生物包含酯鍵或醚鍵。
10. 根據(jù)權利要求6至9中任一項所述的方法， 其中所制備的抗蝕劑組合物包含所述溶劑中的酸化合物或堿化合物。
【文檔編號】G03F7/038GK104062851SQ201310611191
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年3月18日
【發(fā)明者】今純一, 中田義弘 申請人:富士通株式會社