[发明专利]降低基片依赖性的试剂

说明书

本发明涉及一种可作为用于制备半导体元件等的光刻胶组合物的成分的化合物，该化合物可降低光刻胶组合物的基片依赖性，本发明还涉及加入了该化合物的光刻胶组合物。

根据高集成度半导体器件对超细加工的需要，最近在石印方法中使用的曝光光源已从i-谱线(365nm)变为一种具有更短波长的光源如KrF激发物激光(248nm)、ArF激发物激光(193nm)或电子束。与从高压水银灯变为激发物激光作为曝光光源相一致，要求使用的光刻胶组合物是高灵敏性的，因此迄今为止使用的溶解抑制性光刻胶已被化学增强的光刻胶组合物所代替。在化学增强的光刻胶组合物中，光化辐射产生的酸起到很重要的作用，因此经常能观察到由基片的种类造成的影响，而在溶解抑制性光刻胶组合物中酸没有起到作用。即在特定的基片如SiN、TiN、SiON、BPSG和强碱性有机抗反射膜的情况下，碱性基片和这些基片产生的水使在其表面产生的酸失活，因此无法得到良好的图案。由于这一原因，这种基片依赖性在半导体器件的生产中是一个严重的问题。为了解决化学增强的光刻胶组合物中的这一问题，已提出使用有机羧酸如水杨酸(例如日本专利公开号262721/1996，160247/1997)，使用有机羧酸如双酚酸(例如日本专利公开号207066/1998，20504/1998)或酰亚胺化合物如琥珀酰亚胺(例如日本专利公开号44950/1999)等。然而加入水杨酸等会导致关于光刻胶溶液的稳定性问题，加入双酚酸导致几乎不能实现降低基片依赖性的问题。此外，加入琥珀酰亚胺等可以在某些种类的基片上实现降低基片依赖性，但这种降低还不够。因此强烈需要开发化学增强的光刻胶组合物，该组合物即使在特定基片上就象在包括氧化物膜基片和有机抗反射膜的普通基片(即观察不到基片依赖性)上一样能形成矩形图案并且在尺寸的可调节性和溶液的稳定性方面都很出色。

在这种情况下，本发明要解决的问题是提供一种光刻胶组合物，该组合物即使在特殊基片如SiN、TiN、SiON、BPSG和强碱性有机抗反射膜上也能形成矩形图案并且在尺寸的可调节性和溶液的稳定性方面都很出色。

为实现本发明的上述目的，本发明包括下列实施方案。

(1)一种降低光刻胶组合物的基片依赖性的试剂，包括如下通式[1]表示的化合物：

其中R₄₁是氢原子或甲基，R₄₂是氢原子、甲基、乙基或苯基，R₄₃是含有1-6个碳原子的直链、支链或环状烷基，n是0或1。

(2)一种降低光刻胶组合物的基片依赖性的方法，包括加入如下通式[1]所示的化合物作为用于降低基片依赖性的试剂：

其中R₄₁，R₄₂，R₄₃和n的含义同上。

(3)一种光刻胶组合物，包括a)如下通式[1]所示的化合物：

其中R₄₁，R₄₂，R₄₃和n的含义同上，b)一种聚合物，该聚合物通过酸的作用发生化学变化而可溶于碱性显影水溶液，和c)一种酸产生剂(下文缩写为本发明的光刻胶组合物-1)。

(4)一种光刻胶组合物，包括a)如下通式[1]所示的化合物：

其中R₄₁，R₄₂，R₄₃和n的含义同上，b)一种可溶于碱性显影水溶液的聚合物，c)一种酸产生剂和d)一种通过酸的作用发生化学变化而可溶于碱性显影水溶液的化合物(下文缩写为本发明的光刻胶组合物-2)。

(5)一种光刻胶组合物，包括a)如下通[1]所示的化合物：

其中R₄₁，R₄₂，R₄₃和n的含义同上，b)一种可溶于碱性显影水溶液的聚合物，c)一种酸产生剂和d)一种交联化合物，该化合物可通过酸的作用发生化学变化而使聚合物很难溶于碱性显影水溶液(下文缩写为本发明的光刻胶组合物-3)。

图1表示在实施例1-8中得到的正色调图案的横截面视图，该图案为良好的无底(footing)矩形。

图2表示在比较实施例1中的TiN基片和SiON基片、在比较实施例2中使用了储存3个月后的光刻胶组合物的硅基片以及在比较实施例3-5中的TiN基片上的图案的横截面视图，这些图案为不良图案，在其上部和底部伴有圆形。

图3表示在比较实施例2中的硅基片和TiN基片上剥离的不良图案的横截面视图。