포토레지스트 조성물 document_id A220517010403

본 발명은 아세탈 및 알리사이클릭 그룹을 가지는 수지를 포함하는 화학 증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 포토레지스트는 현저히 증가된 리소그래피 성질을 나타낼 수 있다. 본 발명의 바람직한 포토레지스트는 하나 이상의 포토애시드 발생제 화합물 및/또는 하나 이상의 포토애시드-불안정성 아세탈 그룹 및 하나 이상의 알리사이클릭 그룹, 예컨대 아다만틸을 가지는 하나 이상의 페놀 수지를 포함한다. 포토레지스트는 기판에 이미지를 전사하기 위해 사용되는 감광성 필름이다. 이들은 네거티브 또는 포지티브 이미지를 형성한다. 포토레지스트를 기판상에 코팅한 후, 코팅을 패턴화된 포토마스크(photomask)를 통해 자외선, EUV, e-빔 등과 같은 활성화 에너지원에 노광시켜 포토레지스트 코팅에 잠상을 형성한다. 포토마스크는 하부 기판에 전사되기를 희망하는 이미지를 한정하는 활성화 조사선에 불투명한 영역 및 투명한 영역을 갖는다. 레지스트 코팅에서 잠상 패턴을 현상하여 릴리프(relief) 이미지를 제공한다. 포토레지스트의 용도가 예를 들어 문헌 [Deforest, Photoresist Materials and Processes, McGraw Hill Book Company, New York (1975)] 및 [Moreau, Semiconductor Lithography, Principles, Practices and Materials, Plenum Press, New York (1988)]에 개괄적으로 기술되었다. 화학 증폭형 포지티브 작용성 포토레지스트 조성물은 포토레지스트 바인더로부터 어떤 펜던트 블록킹 그룹의 절단 또는 포토레지스트 바인더 백본을 포함하는 어떤 그룹의 절단을 포함하고, 이 절단은 예를 들어 카복실, 페놀 또는 이미드와 같은 극성 그룹을 제공하며, 레지스트 코팅층의 노광 및 비노광 영역에서 특징적인 용해도 차이를 야기한다. 예를 들어, 미국 출원 5,075,199호; 4,968,851호; 4,888,740호; 4,810,613호 및 4,491,628호, 및 캐나다 특허출원 2,001,384호를 참조하라. 화학 증폭형 포지티브 작용성 포토레지스트의 포토레지스트 리소그래피 효율을 증가시키는 한가지 접근은 하나 이상의 수정된 수지 성분을 사용하는 것이다. 예를 들어, 미국 특허 6,042,997호 및 6,492,086호, 미국 특허공보 20020012869호, 20030232273호 및 20040002017호를 참조하라. 또한, 미국 특허 6,312,870호 및 미국 특허공보 200301946643호 20030224289호 및 20040034160호; 미국 특허 6,312,870호; Malik et al., Lithographic Properties of Novel Acetal-Derivatized Hydroxy Styrene Polymers, SPIE Proceedings, vol. 3678 pages 388-400 (1999); Uetani et al., Standard Developer Available ArF resis and Performance, SPIE Proceedings, vol. 3333, pages 546-553; Fujimori et al., Structural design of a new class of acetal polymer of DUV resists, SPIE Proceedings, vol. 3999, pages 579-590 (2000)을 참조하라. 또한, T. Hojo et al., Journal of Photopolymer Science and Technology, 16(3):455-458 (2003)을 참조하라. 현재 이용 가능한 포토레지스트가 많은 적용에 적합하지만, 현재의 레지스트는 또한 상당한 결점을 특히 고 해상도 서브-쿼터(sub-quarter) 미크론 피쳐(feature)의 형성과 같은 고 효율 적용에서 보이고 있다. 예를 들어, 종래의 어떤 디블록킹 포지티브 포토레지스트는 레지스트 수지의 상당량이 절단 반응을 일으키는 수지 조성물을 함유하고, 이 절단 반응은 활성화 조사선에 노광된 레지스트 코팅층 영역의 상당한 수축을 야기할 수 있다. 이러한 수축은 포토레지스트 코팅층에 패턴화된 이미지의 해상도를 포함할 수 있다. 이런 비바람직한 레지스트 층 수축외에, 레지스트 성분(들)의 포토애시드-유도는 또한 휘발성 절단 반응 산물의 아웃개싱(outgassing) 문제를 야기할 수 있다. 특히, 휘발성 포토애시드 분해 산물은 노광기구의 렌즈 요소에 침착되어 기구의 성능을 저하시킬 수 있고, 또는 주기적 관리를 요한다. 또한, 종래의 포토레지스트는 현상된 레지스트 릴리프 이미지로 코팅된 기질의 후-현상 프로세싱에서 결점을 보여왔다. 특히, 현상된 레지스트 릴리프 이미지에 의해 한정된 노출 기판 표면을 에칭하는 경우에 문제가 발생하였다. 예를 들어, 알루미늄, 실리콘 옥사이드 및 다른 기판을 비교적 엄격한 조건에서 에칭하는 일은 종종 있다. 클로린 및 플루오린-기초 가스 에칭제(etchant)가 자주 사용되고 , 광범위한 국소 가열이 에칭 시퀀스(sequence) 중에 자주 발생한다. 결과적으로, 기판상에 패턴화된 포토레지스트 코팅은 수축 또는 다른 분해를 겪을 수 있다. 이런 분해는 기판에 에칭되는 피쳐의 해상도를 낮추고,심지어 기판을 목적에 사용할 수 없게도 한다.