專(zhuān)利名稱(chēng)：含磺酰胺的光刻膠組合物及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及光刻膠組合物。更具體而言，本發(fā)明涉及具有高分辨率、低模糊成像的改良性能的含磺酰胺的正型光刻膠組合物，以及用于雙重圖案化應(yīng)用的醇溶性正型光刻膠。
背景技術(shù)：
對(duì)于193nm光刻法，已經(jīng)報(bào)道并入氟醇，尤其是1，1，1，3，3，3_六氟異丙-2-醇-2-基基團(tuán)(所謂的六氟醇(HFA))或磺酰胺基團(tuán)的光刻膠。在光刻膠樹(shù)脂中并入HFA或磺酰胺基團(tuán)可改善光刻圖案化性能的各方面。尤其，與使用較親水酸基如羧酸基團(tuán)的材料相比，基于HFA和磺酰胺的抗蝕劑的特色是在部分曝光區(qū)域(例如在線的邊緣)的溶脹較低。有關(guān)基于HFA的抗蝕劑的實(shí)例參見(jiàn)Ito等人，Polym. Adv. Technol. 17:104(2006)及 Varanasi 等人，J. Photopolymer Sci. Technol. 18:381 (2005)。有關(guān)基于橫酸胺的抗蝕劑的實(shí)例參見(jiàn) Varanasi 等人，J. Photopolymer Sci. Technol. 20:481 (2007)及 Li 等人，Proc. SPIE 6519:65190F-1 (2007)。除了在單層光刻膠中的應(yīng)用之外，對(duì)于可在預(yù)先圖案化光刻膠上旋轉(zhuǎn)成型(spin cast)而不會(huì)溶解其下面的圖案的醇溶性光刻膠的興趣也得到提高。對(duì)于這些應(yīng)用，基于HFA或磺酰胺的単體在光刻膠聚合物中的數(shù)量可達(dá)到50%或更高的量。在此類(lèi)應(yīng)用中，EATf-MA(例如參見(jiàn)圖I中的聚(EATF-MA))的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、高堿溶解速率和低耐蝕刻性限制了其在高分辨率光刻膠中的應(yīng)用?；蛘?，基于具有環(huán)狀鏈接基團(tuán)的AMNB-Tf-MA的聚合物提供更高的耐蝕刻性、更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、以及更適度的堿溶解速率；然而，這ー単體合成更加復(fù)雜并且可由復(fù)雜的異構(gòu)體混合物組成。因此，仍然需要具有高分辨率、低模糊成像的改善性能的新単體和光刻膠材料以及用于雙重圖案化應(yīng)用的醇溶性光刻膠。發(fā)明概述本發(fā)明通過(guò)提供包含具有磺酰胺基團(tuán)和支化連接基團(tuán)的重復(fù)單元的含磺酰胺的正型光刻膠組合物，克服了本領(lǐng)域的需求。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種正型光刻膠組合物，其包含聚合物、PAG、和溶劑，其中聚合物包括具有磺酰胺基團(tuán)和支化基團(tuán)的第一重復(fù)單元、和包括通過(guò)酸不穩(wěn)定保護(hù)基保護(hù)的酸基的第二重復(fù)單元。 在另ー個(gè)實(shí)施方案中，支化的磺酰胺取代的重復(fù)單元具有式(I)的結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種正型光刻膠組合物，其包含聚合物、PAG、和溶劑，其中聚合物包括式(I)的具有磺酰胺基團(tuán)和支化基團(tuán)的第一重復(fù)單元
2.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中R7選自三氟甲基和全氟丁基。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中該組合物包含式(X)的重復(fù)單元
4.根據(jù)權(quán)利要求3的組合物，其中R25選自三氟甲基和全氟丁基。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中該組合物包含式(XI)的重復(fù)單元
6.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物，其中R27選自三氟甲基和全氟丁基。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中該組合物包含式(XII)的重復(fù)單元
8.根據(jù)權(quán)利要求7的組合物，其中R29選自三氟甲基和全氟丁基。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中該組合物包含式(VI)的重復(fù)單元
10.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，其中R17選自三氟甲基和全氟丁基。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中該組合物包含選自式(IV)和(VII)-(IX)的重復(fù)單元
12.根據(jù)權(quán)利要求11的組合物，其中R13、R19>R21、和R23獨(dú)立地選自三氟甲基和全氟丁基。
13.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中該組合物包含選自式(II)、(III)、(V)和(XIII)的重復(fù)單元
14.根據(jù)權(quán)利要求13的組合物，其中R9、R11> R15、和R31獨(dú)立地選自三氟甲基和全氟丁基。
15.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中第一重復(fù)單元構(gòu)成至少5mol%的聚合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中酸基選自羧酸、磺酰胺、酚和氟醇。
17.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中保護(hù)基選自叔酯、原酸酯、縮醛、縮酮、碳酸酯、硅烷基釀、和娃燒基酷。
18.一種圖案化正型光刻膠的方法，包括以下步驟 (a)在基材上施涂一層根據(jù)權(quán)利要求I的正型光刻膠； (b)任選地，烘烤該正型光刻膠； (C)以圖案曝光該正型光刻膠； (d)任選地，烘烤該曝光的正型光刻膠；以及 (e)顯影該正型光刻膠，以選擇性除去部分該正型光刻膠。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中基材包括圖案化光刻膠。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中使用193nm水浸式光刻法進(jìn)行以圖案曝光。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中使用水性堿顯影劑顯影正型光刻膠，以選擇性除去光刻膠的曝光部分，以形成正影像。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中使用有機(jī)溶劑顯影正型光刻膠，以選擇性除去光刻膠的曝光部分，以形成正影像。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中使用有機(jī)溶劑顯影正型光刻膠，以選擇性除去光刻膠的未曝光部分，以形成負(fù)影像。
24.一種圖案化正型光刻膠的方法，包括以下步驟 (a)在基材上施涂一層根據(jù)權(quán)利要求I的正型光刻膠； (b)任選地，烘烤該正型光刻膠； (C)施涂一層頂涂層材料，以在正型光刻膠上形成頂涂層； (d)任選地，烘烤該頂涂層； (e)以圖案曝光該正型光刻膠； (f)任選地，烘烤該曝光的正型光刻膠；以及 (g)顯影該正型光刻膠，以選擇性除去頂涂層材料和部分該正型光刻膠。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中基材包括圖案化光刻膠。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中使用193nm水浸式光刻法進(jìn)行以圖案曝光。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中顯影步驟包括使用水性堿顯影劑，以選擇性除去頂涂層和光刻膠的曝光部分，以形成正影像。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中顯影步驟包括使用有機(jī)溶劑，以選擇性除去頂涂層和正型光刻膠的曝光部分，以形成正影像。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中顯影步驟包括使用有機(jī)溶劑，以選擇性除去頂涂層和正型光刻膠的未曝光部分，以形成負(fù)影像。
全文摘要
提供在光刻技術(shù)中使用的含磺酰胺的光刻膠組合物，其具有高分辨率、低模糊成像的改良性能。還提供用于抗蝕應(yīng)用的醇溶性光刻膠。本發(fā)明的含磺酰胺的光刻膠組合物包括正型光刻膠組合物，其包括如式(I)所示的具有支化連接基團(tuán)的磺酰胺取代的重復(fù)單元。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102770808SQ201180010028
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月19日
發(fā)明者D·P·桑德斯, 照井貴陽(yáng), 藤原昌生 申請(qǐng)人:中央硝子株式會(huì)社, 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司