包含多種生酸劑化合物的光致抗蝕劑的制作方法
【專利摘要】包含多種生酸劑化合物的光致抗蝕劑。本發(fā)明涉及新的光致抗蝕劑組合物，其包括(a)包含與其相連的生酸劑的聚合物；和(b)并不與聚合物相連的且包含一個或多個酸不穩(wěn)定性基團(tuán)的生酸劑化合物。
【專利說明】包含多種生酸劑化合物的光致抗蝕劑
1.【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括兩種或更多種不同的生酸劑化合物的新的光致抗蝕劑組合物，其特別包括(a)包含與其相連的生酸劑的聚合物；和(b)并不與聚合物相連的且包含一個或多個酸不穩(wěn)定性基團(tuán)的生酸劑化合物。
2.【背景技術(shù)】
[0002]光致抗蝕劑是用于將圖像傳遞到基材的光敏膜。它們形成負(fù)圖像或正圖像。在基材上涂覆光致抗蝕劑之后，涂層通過圖案化的光掩膜曝光于活化能源，例如紫外光以在光致抗蝕劑涂層中形成潛像。該光掩膜具有對活化輻射不透明和透明的區(qū)域，限定期望轉(zhuǎn)移到下層基體的圖像。通過抗蝕劑涂層中潛像圖案的顯影而提供浮雕圖像。
[0003]已知的光致抗蝕劑可以提供具有足以用于許多現(xiàn)有商業(yè)應(yīng)用的分辨率和尺寸的特性。但是對于許多其他的應(yīng)用，還需要新的光致抗蝕劑以提供亞微米尺寸的高分辨圖像。
[0004]對改變光致抗蝕劑的組成進(jìn)行了許多嘗試以改進(jìn)功能性質(zhì)的性能。在其他情況中，報道了多種光活化化合物用于光致抗蝕劑組合物中。參見US20070224540和EP1906241。遠(yuǎn)紫外線(EUV)和e_電子束圖像技術(shù)也得以使用。參見U.S.專利7，459，260。EUV利用典型的在Inm到40nm之間的短波輻射，其通常具有13.5nm的輻射。
[0005]EUV光致抗蝕劑的發(fā)展繼續(xù)成為實現(xiàn)EUV平版印刷術(shù)(EUVL)技術(shù)的挑戰(zhàn)性問題。需要開發(fā)能夠提供高分辨精細(xì)特征(包括低線寬光潔度(LWR))和充分敏感性的材料，以滿足晶片生廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了新的光致抗蝕劑組合物，其包含具有多種不同生酸劑化合物的生酸劑組分。特別的，我們提供了光致抗蝕劑組合物，其包括(a)包含與其相連的生酸劑的聚合物；和(b)并不與聚合物相連的且其包含一個或多個酸不穩(wěn)定性基團(tuán)的生酸劑化合物。
[0007]在優(yōu)選的方面，本發(fā)明的生酸劑化合物和光致抗蝕劑組合物特別用于EUV成像。
[0008]在一個優(yōu)選的方面，提供的光致抗蝕劑組合物包括(a)包含與其相連的生酸劑的聚合物；和(b)并不與聚合物相連的且包含一個或多個酸不穩(wěn)定性基團(tuán)的生酸劑化合物。在這方面，光致抗蝕劑組合物適宜性的不需要包括與(a)包含與其相連的生酸劑的聚合物不同的其他聚合物。即，(a)包含與其相連的生酸劑的聚合物可以是所述光致抗蝕劑組合物的基質(zhì)聚合物。因此，例如在正性作用光致抗蝕劑的情況中，(a)包含與其相連的生酸劑的聚合物還可以包括包含酸不穩(wěn)定性基團(tuán)的重復(fù)單元，例如酸不穩(wěn)定性酯或縮醛基團(tuán)。
[0009]在另一個優(yōu)選的方面，提供的光致抗蝕劑組合物包括:(a)聚合物；和(b)包含(i)第一非聚合性生酸劑化合物的生酸劑組分，該生酸劑化合物包含一個或多個共價連接的酸不穩(wěn)定性基團(tuán)；和(ii)與第一生酸劑化合物和(a)聚合物不同的第二聚合性生酸劑化合物。對于化學(xué)放大正性光致抗蝕劑，(a)聚合物適宜性的包含酸不穩(wěn)定性基團(tuán)，例如酸不穩(wěn)定性酯或縮醛(acetal)基團(tuán)。第二聚合性生酸劑化合物也可以包含酸不穩(wěn)定性基團(tuán)，例如酸不穩(wěn)定性酯或縮醛基團(tuán)。
[0010]聚合性和非聚合性生酸劑化合物適宜性的可以是多種離子和非離子性生酸劑，例如鐵類化合物，磺酸鹽(sulfonate)化合物,二砜、重氮砜(diazosulfone), α，α-亞甲基二砜或二磺?；拢益j類化合物通常是優(yōu)選的，具體的生酸劑包括锍和/或碘鎗基團(tuán)。包含二苯并噻吩部分和/或噻噸酮(thioxanthone)部分的生酸劑化合物是特別優(yōu)選的。
[0011 ] 在其中聚合性生酸劑化合物是離子性的情況中，適宜性的生酸劑化合物的陰離子組分而不是陽離子組分可以與聚合物共價連接，或者生酸劑的陽離子組分而不是陰離子組分可以與聚合物共價連接，或者生酸劑的陰離子和陽離子組分中的每一個都可以與聚合物共價連接。 [0012]優(yōu)選的，聚合性生酸劑化合物和非聚合性生酸劑化合物中的一種或二者都包含共價連接的酸不穩(wěn)定性基團(tuán)。在某些優(yōu)選的方面，非聚合性生酸劑將是離子性的并且將包含與生酸劑化合物的陽離子組分共價連接的酸不穩(wěn)定性基團(tuán)。
[0013]我們還發(fā)現(xiàn)相對較高重量的非聚合性生酸劑的使用可以提供增強(qiáng)的平版印刷結(jié)果，包括形成的抗蝕劑浮雕圖像的線邊緣光潔度和對比度。
[0014]本發(fā)明特別優(yōu)選的光致抗蝕劑可以包含成像有效量的一種或多種本說明書公開的生酸劑化合物和合適的聚合物組分。
[0015]還可以提供本說明書公開的兩種或多種不同生酸劑化合物的混合物或共混物，包括包含(i)含一個或多個共價連接的酸不穩(wěn)定性基團(tuán)的非聚合性生酸劑化合物；和(ii)聚合性生酸劑化合物的共混物或混合物。
[0016]本發(fā)明還提供了形成本發(fā)明光致抗蝕劑組合物的浮雕圖像的方法(包括具有小于50nm或小于20nm尺寸的圖像線)。提供了在其上涂覆了本發(fā)明的光抗蝕劑組合物的基材，例如微電子晶片。
【具體實施方式】
[0017]生酸劑化合物
[0018]正如本發(fā)明中指出的，當(dāng)曝光于活化輻射，例如EUV輻射、e-電子束輻射或其他輻射源，如193nm波長的輻射時，生酸劑化合物可以產(chǎn)生酸。如本說明書指出的生酸劑化合物還可以認(rèn)為是光生酸劑化合物。
[0019]優(yōu)選的本發(fā)明光致抗蝕劑的聚合性和非聚合性生酸劑化合物可以具有式(I)的結(jié)構(gòu):
[0020]
RZ
⑴' 八i.…(T,)m*
_ (L)n(L)n,_ (I)
[0021]其中:Z是抗衡陰離子；
[0022]R是非氫取代基；[0023]X 是〉C = O ; > S(O) ； > S(O)2 ;_C( = 0)0- ;_C( = 0)NH_ ;_C( = 0)_C(=0)-;-0-;CH0H;CH2*S，或者X是單鍵(以提供5元環(huán))；每個T和每個T'是相同或不同的非氫取代基；
[0024]每個L和每個L'是相同或不同的酸不穩(wěn)定性基團(tuán)，且T、L、T'和L'非氫基團(tuán)可以一起形成環(huán)；
[0025]m和V各自獨立的為O (其中對于T或Iw可以存在氫)、1、2、3或4 ;且η和Y各自獨立的為O (其中對于L或L'可以存在氫)、1、2、3或4，其中如果R不包含酸不穩(wěn)定性基團(tuán)，那么η和n'中的至少一個大于0，由此生酸劑化合物包括至少一個酸不穩(wěn)定性基團(tuán)。在某些優(yōu)選的方面，優(yōu)選m和m'中的一個或二者都是O。
[0026]本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物特別優(yōu)選的聚合性和非聚合性生酸劑化合物包括包含下式(IA)結(jié)構(gòu)的化合物:
【權(quán)利要求】
1.一種光致抗蝕劑組合物，所述光致抗蝕劑包括: (a)包含與其相連的生酸劑的聚合物；和 (b)并不與聚合物相連的且包含一個或多個酸不穩(wěn)定性基團(tuán)的生酸劑化合物。
2.權(quán)利要求1的光致抗蝕劑組合物，其中(a)連接的生酸劑和/或(b)生酸劑化合物包含锍部分和/或碘鎗部分。
3.權(quán)利要求1或2的光致抗蝕劑組合物，其中(a)連接的生酸劑和/或(b)生酸劑化合物包含噻噸酮部分。
4.權(quán)利要求1到3中任一項的光致抗蝕劑組合物，其中(a)連接的生酸劑和/或(b)生酸劑化合物包含二苯并噻吩部分。
5.權(quán)利要求1到3中任一項的光致抗蝕劑組合物，其中(a)連接的生酸劑包含與聚合物共價連接的陰離子組分。
6.權(quán)利要求1到5中任一項的光致抗蝕劑組合物，其中(a)連接的生酸劑包含酸不穩(wěn)定性基團(tuán)。
7.權(quán)利要求1到6中任一項的光致抗蝕劑組合物，其中(b)生酸劑化合物的酸不穩(wěn)定性基團(tuán)在生酸劑化合物的陽離子組分上。
8.權(quán)利要求1到7中任一項的光致抗蝕劑組合物，其中相對于(a)具有連接的生酸劑的聚合物，(b)生酸劑化合物以10到50重量％的量存在。
9.一種提供光致抗蝕劑浮雕圖象的方法，所述方法包括: a)在基材上施用權(quán)利要求1到8中任一項的光致抗蝕劑組合物的涂層；并且 b)使該光致抗蝕劑組合物層曝光于活化輻射并且使曝光的光致抗蝕劑組合物涂層顯影。
10.權(quán)利要求9的方法，其中光致抗蝕劑組合物層曝光于EUV或e-電子束輻射。
【文檔編號】G03F7/004GK103676478SQ201310637229
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月15日
【發(fā)明者】J·W·撒克里, 成鎮(zhèn)旭, P·J·拉寶美, V·簡恩 申請人:羅門哈斯電子材料有限公司