[发明专利]芳族(甲基)丙烯酸酯化合物、光敏聚合物、以及抗蚀剂组合物

说明书

相关申请的参考

本申请要求于2007年12月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2007-0133684号的优先权，将其全部披露内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种芳族(甲基)丙烯酸酯化合物、一种光敏聚合物、以及一种抗蚀剂组合物(resist composition)。更具体地说，本发明涉及一种具有极好的粘合和抗干蚀刻性(dry etching resistance)特性的芳族(甲基)丙烯酸酯化合物、一种光敏聚合物、以及一种包括光敏聚合物的化学增幅型(化学增强型，化学放大型，chemicallyamplified)抗蚀剂组合物。

背景技术

最近，日益需要半导体制造过程的复杂化和半导体的集成以形成精细图案。对于光致抗蚀剂材料，利用更短波长如193nm的ArF准分子激光器的抗蚀剂材料优选于利用248nm的常规KrF准分子激光器的抗蚀剂材料。

然而，按照设计规则，具有大于16吉字节容量的半导体器件需要小于70nm的图案尺寸。因此，抗蚀剂膜(resist film)变得更薄并在底层(下层)蚀刻具有减小的加工余量，因此利用ArF准分子激光器的抗蚀剂材料也具有限制。就商业可行性而言，利用ArF准分子激光器的用于光刻的抗蚀剂材料具有比常规抗蚀剂材料更多的问题。最典型的问题是光敏树脂的抗干蚀刻性。

常规ArF抗蚀剂主要包括丙烯酸基(acryl-based)或甲基丙烯酸基(methacryl-based)聚合物。在它们当中，最通常使用聚(甲基丙烯酸酯)基聚合物材料。然而，这些聚合物具有不良抗干蚀刻性的严重问题。换句话说，它们具有如此低的选择性以致它们在半导体器件制造过程中在利用等离子体气体进行干蚀刻加工时可能会引起困难。

因此，为了改善抗干蚀刻性，应该将对干蚀刻具有强抗性的脂环化合物，例如异冰片基基团、金刚烷基基团(adamantyl group)、三环癸基基团等加入(intrude)聚合物的骨架中。即使如此，它们对于干蚀刻仍然具有弱抗性，因为它们具有一种以上的三元共聚物结构以满足在显影溶液中的溶解性以及与底层的粘合(作为光致抗蚀剂材料的关键特性)，从而包括相对较少部分的脂环基团。相反，当三元共聚物结构愈加包括脂环化合物时，它可以恶化抗蚀剂层与底层的粘合，因为脂环化合物是疏水的。

根据另一种常规的实施方式，作为抗蚀树脂，提供了环烯-马来酐(COMA)交替聚合物。然而，共聚物如COMA具有显著低产率的问题，即使它可以用低成本加以制备。此外，因为这些聚合物包括疏水脂环基团作为骨架，所以它们可能具有与层的不良粘合。COMA型光敏树脂在抗蚀剂组合物的储存稳定性方面还有问题。

发明内容

根据本发明的一种实施方式，提供了一种具有α-羟基的芳族(甲基)丙烯酸酯化合物，其没有常规技术的上述问题并且具有极好的抗干蚀刻性和与底层的粘合特性以及低制造成本，以致它可以容易地用来制备光敏聚合物。

根据本发明的另一种实施方式，提供了一种光敏聚合物，其包括具有α-羟基的芳族(甲基)丙烯酸酯化合物作为单体并具有极好的抗干蚀刻性。

根据本发明的又一种实施方式，提供了一种抗蚀剂组合物，其包括光敏聚合物并在利用超短波长区如193nm区和EUV(13.5nm)作为光源的光刻工艺中提供极好的光刻性能。

本发明的实施方式并不限于上述技术目的，并且本领域普通技术人员可以明了其它技术目的。

本发明的一种实施方式提供了一种具有α-羟基的芳族(甲基)丙烯酸酯化合物。

本发明的另一种实施方式提供了一种芳族(甲基)丙烯酸酯光敏聚合物，其包括衍生自上述芳族(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元作为单体。

本发明的又一种实施方式提供了一种包括光敏聚合物的抗蚀剂组合物。

在下文中，将详细描述本发明的另外的实施方式。

根据本发明的实施方式，包括芳族(甲基)丙烯酸酯化合物作为单体的光敏聚合物包括具有羟基基团的化合物，以改善芳族取代基与底层的粘合特性，因为芳族取代基对于干蚀刻具有抗蚀刻性，因此在光刻工艺中可以具有与底层的极好的粘合特性以及极好的抗干蚀刻性。因此，它可以应用于化学增幅抗蚀剂组合物。

此外，包括光敏聚合物的抗蚀剂组合物可以具有比常规ArF抗蚀剂材料更好的抗干蚀刻特性以及与底层的极好的粘附。因此，因为它对于图案崩塌(图案倒塌，pattern collapse)具有非常强的抗性，所以它可以非常有利地用来制作下一代半导体。

具体实施方式