[发明专利]正型抗蚀剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体元件等的制造中利用光刻法的抗蚀图案加工所使用的正型抗蚀剂组合物。尤其涉及在有机聚合物基板或设置了有机物薄膜的基板上进行抗蚀图案加工时适宜的正型抗蚀剂组合物。

背景技术

在半导体元件的制造中，通常会进行利用光刻法（以下简称为光刻）的微细加工。光刻是指对于涂布感光性物质（光致抗蚀剂，以后简称为抗蚀剂）而形成了抗蚀膜的基板表面隔着带有图案的光掩模照射高能量光，将抗蚀膜曝光成期望的图案，从而将该图案的形状转印到基板表面，光刻中的抗蚀剂的显影技术是指利用抗蚀剂的曝光部分与未曝光部分在显影液中的溶解度差异而在基板上形成微细的抗蚀图案的技术。

在用于半导体元件制造的光刻中，大多使用由单晶硅等无机物形成的无机基板，但也存在在有机聚合物膜、有机聚合物基板或基板上设置的有机物薄膜等有机材料上形成抗蚀图案的情况。需要说明的是，在本发明中，有机聚合物基板是指将有机化合物的分子聚合而生成的化合物（聚合物）作为材料的基板，作为代表性基板，可列举出将聚对苯二甲酸乙二醇酯（以下有时称为PET）作为材料的PET基板。

作为在这种有机材料上形成抗蚀膜时的抗蚀剂溶剂，若采用在玻璃基板等无机材料上湿式涂布抗蚀剂时通常使用的溶剂，则该溶剂会将有机材料润湿、即溶解或溶胀，存在失去基材表面的均匀性、无法加工微细的抗蚀图案这样的问题。

此外，关于在基板上的图案形成法，可列举出使用感光性抗蚀膜的方法、或喷墨法。

使用感光性抗蚀膜的方法为在将感光性抗蚀膜（以后有时称为抗蚀干膜）粘贴于基板后用紫外线进行曝光来形成抗蚀图案的方法。其中，抗蚀干膜市售有Asahi Kasei E-materials Corporation制造的商品名SUNFORT、或Nichigo-Morton Co.,Ltd.制造的商品名ALPHO等。使用感光性抗蚀膜的方法中，在将抗蚀干膜粘贴于基板前，为了提高抗蚀干膜与基板的密合性，推荐通过使用喷砂等的加工来使基板表面变得粗糙。然而，若形成粗糙面，则对于将抗蚀剂设成多层并反复进行微细加工的情况等来说会成为图案精度降低的主要原因，另外，在粘贴抗蚀干膜时，通常会加热抗蚀干膜，由于抗蚀干膜与基板的热膨胀率不同，尤其是使用有机聚合物基板时，与基板的尺寸变化的差异较大，因此存在难以准确地位置匹配这样的问题。

喷墨法为向基板上喷出墨等的液滴来直接描绘图案形状的方法。喷墨法对于显示屏小的情况来说是有用的，但在大型的显示屏的制作中相比于光刻来说存在难以大面积地精度良好地描绘图案且费时这样的问题。

关于光刻，正在研究通过湿式涂布形成抗蚀膜时用来涂布在耐溶剂性差的有机材料上的抗蚀剂组合物。

例如，在专利文献1～3中公开了作为抗蚀剂的溶剂使用不容易使耐溶剂性差的有机材料溶胀或溶解的溶剂醚、长链醇或氟化醇的抗蚀剂组合物。然而，在专利文献1～3中，没有研究抗蚀图案的耐溶剂性，存在耐溶剂性不充分这样的问题。

另外，为了得到更微细的抗蚀图案，有时会进行两次曝光。利用光刻法在基板上先加工出抗蚀图案，然后再次在抗蚀图案上涂布抗蚀液形成抗蚀膜，之后加工成抗蚀图案，在两次曝光中，抗蚀图案的耐溶剂性尤其重要。

关于抗蚀膜和抗蚀图案的耐溶剂性，专利文献4中公开了下述方法：先使树脂膜形成交联结构，在此基础上进行紫外光、电子束等高能量射线的照射使曝光部的交联结构断裂，从而使曝光部在显影液中溶解来显影，得到耐溶剂性优异的图案。然而，所使用的溶剂是对无机基板使用的常规溶剂，并非不会润湿有机材料的溶剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-226432号公报

专利文献2：日本特开2002-179733号公报

专利文献3：日本特开2010-276969号公报

专利文献4：国际公开WO2009/105556小册子

发明内容

发明要解决的问题

利用光刻法在有机材料上形成抗蚀图案等的情况下，由于有机材料相对于有机溶剂的耐溶剂性差，因此存在例如下述问题：由于有机聚合物基板在有机溶剂中溶胀或溶解而失去透明性、基板收缩或表面被侵蚀等有机聚合物基板的表面形状变化。

在这种状况下，正在寻找溶解或溶胀等的对于有机材料的影响小、例如可以在有机聚合物基板上通过湿式涂布形成抗蚀膜的抗蚀剂组合物。另外，正在寻找基板上形成的抗蚀膜、抗蚀图案的耐溶剂性优异的抗蚀剂组合物。