[發明專利]用于基于有機溶劑的雙性光致抗蝕劑的含磺酸酯的聚合物

有效

• 申請號: 201480052827.5
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN105723281B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: R.阿約蒂;S.A.斯旺森;G.M.沃爾拉夫
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司;捷時雅株式會社
• 主分類號: G03F7/038
• 分類號: G03F7/038;G03F7/039;G03F7/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 肖靖泉

提供化學增幅抗蝕劑組合物，所述組合物包括在有機溶劑中能顯影的酸不穩定的磺酸酯光致抗蝕劑聚合物。所述化學增幅抗蝕劑取決于有機顯影溶劑的選擇而產生高分辨率正性顯影(PTD)和負性顯影(NTD)圖像。此外，通過添加包含酸不穩定的磺酸酯部分的光致抗蝕劑聚合物，對于雙性成像可優化傳統化學增幅抗蝕劑的溶解反差。

技術領域

本文描述的發明遵守International Business Machines Corporation和JSRCorporation之間的聯合研究協議。

本發明總體涉及光致抗蝕劑(光刻膠，photoresist)組合物。更具體地，本發明涉及包含酸不穩定的(acid-labile)磺酸酯的光致抗蝕劑聚合物，其在有機溶劑中顯影時取決于顯影溶劑的選擇而產生正或負性(色調，tone)圖像(雙性(dual-tone)成像(imaging))。

背景技術

在過去的三十年，使用含水堿顯影的正性化學增幅(chemically amplified，CA)光致抗蝕劑一直是先進半導體制造的工業標準。近來，存在向在有機溶劑中顯影的負性抗蝕劑的轉變，因為它們在某些光刻過程中的性能出色。典型地，對于正性含水溶劑顯影的抗蝕劑和負性有機溶劑顯影的抗蝕劑使用相同的CA抗蝕劑。因為CA抗蝕劑未曾針對有機溶劑顯影進行優化，所以當它們用作負性有機溶劑顯影的抗蝕劑時可受到性能限制，特別是對于不想要的抗蝕劑變薄和反差(對比度，contrast)損失。鑒于上述情況，在本領域中對如下方法存在需求：其改進常規CA抗蝕劑的性能使得CA抗蝕劑與有機溶劑負性顯影更相容。如果改進的有機溶劑能顯影的CA抗蝕劑可作為負性和正性抗蝕劑兩者進行處理，則在本領域中將是另外的優點。

發明內容

本發明通過如下對目前使用的CA光致抗蝕劑提供改進：維持CA配方大體上不變，同時以低水平在標準光致抗蝕劑聚合物的聚合物主鏈上引入提升性能的酸不穩定的磺酸酯部分(或單元)。向標準光致抗蝕劑聚合物引入低水平的酸不穩定的磺酸酯部分改進CA抗蝕劑的性能，使得所述抗蝕劑可在有機溶劑中作為正和負性抗蝕劑兩者進行處理。

在本發明的一個實施方案中，提供包括如下的方法：制備化學增幅光致抗蝕劑組合物，所述組合物包括：有機溶劑能顯影的光致抗蝕劑聚合物，所述聚合物以1-50重量％的范圍包括酸不穩定的磺酸酯部分。可使用有機溶劑將所述化學增幅光致抗蝕劑顯影以在光致抗蝕劑膜中產生正性或負性圖像。

在本發明的另一實施方案中，提供包括如下步驟的方法：(a)制備包括有機酸能顯影的光致抗蝕劑聚合物、流延溶劑(cast solvent)、和任選地光酸產生劑(PAG)的化學增幅光致抗蝕劑組合物，所述光致抗蝕劑聚合物以1-50重量％的范圍包括酸不穩定的磺酸酯部分；(b)將步驟(a)的抗蝕劑組合物施加至基材以形成抗蝕劑膜；(c)任選地，烘烤抗蝕劑膜(PAB)；(d)將抗蝕劑膜曝光(暴露，expose)于輻射；(e)任選地，烘烤抗蝕劑膜(PEB)；(f)使用有機溶劑將抗蝕劑膜顯影以暴露蝕刻至抗蝕劑膜上的圖案；并且(g)任選地使用水或有機溶劑清洗抗蝕劑膜。

在進一步的實施方案中，光致抗蝕劑聚合物包括聚(羥基苯乙烯)。在該實施方案中，酸不穩定的磺酸酯部分可以5-10重量％的范圍存在于聚(羥基苯乙烯)光致抗蝕劑聚合物中。

在另一實施方案中，光致抗蝕劑聚合物包括基于內酯的聚合物。在該實施方案中，酸不穩定的磺酸酯部分優選地以5-31重量％的范圍存在于基于內酯的光致抗蝕劑聚合物中。

在進一步的實施方案中，光致抗蝕劑聚合物基本上不含內酯。在該實施方案中，酸不穩定的磺酸酯部分優選地以5-31重量％的范圍存在于基本上不含內酯的光致抗蝕劑聚合物中。

在另一實施方案中，將所述光致抗蝕劑聚合物與不含酸不穩定的磺酸酯部分的另外的聚合物共混。在該實施方案中，經共混的聚合物組合提升光致抗蝕劑的溶解反差(溶解對比度，dissolution contrast)。