[發明專利]用于光刻的包含雜取代的碳環芳基組分的組合物和方法

有效

• 申請號: 200910249079.0
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN101943856A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: D·王;C·-B·徐;G·G·巴克雷
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/004;G03F7/075
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

技術領域

本發明涉及特別用于沉浸式光刻方法的新的光刻膠組合物。本發明優選的光刻膠組合物包含一種或多種包含具有雜環取代基(尤其是羥基或硫代)的碳環芳基單元的材料。優選地，所述包含雜取代的碳環芳基單元的一種或多種材料基本上不可與光刻膠的樹脂組分混合。本發明特別優選的光刻膠可在使用堿性水溶液顯影以后減少其缺陷。

背景技術

光刻膠是用于將圖像轉印到基材的光敏膜。在基材上形成光刻膠的涂層之后，通過遮光模使光刻膠層曝光于活化輻射源之下。遮光模有些區域對活化輻射是不透明的，其它區域是透明的。曝光于活化輻射使得光刻膠涂層發生光致化學變化，從而將遮光模的圖案轉印到光刻膠涂敷的基材上。在曝光之后，對光刻膠進行顯影，形成立體像，通過該立體像可以對基材進行選擇性加工。參見美國專利申請2006/0246373和US?7,244,542。

Moore定律推動了半導體行業的發展，該定律指出，IC裝置的復雜性平均每兩年增加一倍。這使得人們需要通過光刻法來轉印特征尺寸越來越小的圖案和結構。

盡管當前使用的光刻膠適用于很多應用，但是當前的光刻膠還表現出顯著的缺點，特別是在高性能的應用上，比如在形成高分辨率的低于0.25微米以及甚至低于0.1微米的特征時。

發明內容

以下提供新的光刻膠組合物和方法。光刻膠組合物包含一種材料，其包含一種或多種包含具有雜環取代的碳環芳基基團的單元，包括具有雜環取代基比如羥基萘基的多環碳環芳基。

更具體地，本發明的優選的光刻膠可以包含：

(i)一種或多種樹脂，

(ii)可以適當包含一種或多種光酸產生劑化合物的光活性組分，以及

(iii)包含具有雜環取代的碳環芳基的一種或多種材料。優選地，所述包含雜取代的碳環芳基單元的一種或多種材料基本不可與光刻膠的一種或多種樹脂相混合。

特別優選的用于本發明光刻膠的材料是可以包含除了包含雜取代的碳環芳基基團之外的官能團的樹脂，例如，這些優選的樹脂可以包含光酸不穩定基團，以及包括氟代醇比如-C(OH)(CF₃)₂的氟化基團。同樣還優選包含聚合的丙烯酸酯基(包括包含光酸不穩定和/或氟化部分的丙烯酸酯基)的樹脂。

本發明特別優選的光刻膠可以表現出減少的與光刻膠立體像相關的缺陷，所述立體由光刻膠組合物形成。在某些方面，可以將形成的光刻膠立體像線之間的細微橋接降至最低或避免。

正如在本文中所提到的那樣，基本上不可與一種或多種光刻膠樹脂混合的一種或多種材料可以是任何加入到光刻膠中能在堿性水溶液顯影時減少缺陷的材料。

適合用于本發明光刻膠的基本不可混合的材料包括除了具有雜環取代的碳環芳基以外還包含硅和/或氟取代的組合物。

同樣優選那些具有雜取代的碳環芳基單元的材料(其可以是基本不可混合的材料)，所述材料包含光酸不穩定基團，比如光酸不穩定酯或乙縮醛基，包括在本文中所描述的用于化學增強光刻膠的樹脂組分的那些基團。

用于本發明光刻膠的具有雜取代的碳環芳基單元的優選材料(其可以是基本不可混合的材料)也可溶于用于配制光刻膠組合物的相同的有機溶劑中。

特別優選的用于本發明光刻膠的基本不可混合的材料的表面能和/或流體力學體積都小于所述光刻膠樹脂組分中一種或多種樹脂的表面能和/或流體力學體積。較低的表面能可以促進隔離或促進基本不可混合的材料向所施涂的光刻膠涂層的頂部或上部的遷移。另外，較小的流體力學體積能夠促進一種或多種基本不可混合的材料向所施涂的光刻膠涂層的上部區域的有效遷移(更高的擴散系數)，因此也是優選的。

優選用于本發明光刻膠的基本不可混合的材料也可溶于光刻膠顯影劑組合物(例如0.26N堿性水溶液，比如0.26N四甲基氫氧化銨(TMAH)顯影劑水溶液)。因此，除了上面討論的光酸不穩定基團以外，其它水基溶解基也可以包含在基本不可混合的材料中，比如羥基、氟代醇(如-CH(CF₃)₂)以及羧基等。