[發(fā)明專利]光致抗蝕劑組合物、包括光致抗蝕劑組合物的經(jīng)涂布襯底和形成電子裝置的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611196014.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN106933030A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·阿卡德;W·威廉姆斯三世;J·F·卡梅倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G03F7/004
• 分類號(hào): G03F7/004;G03F7/09
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 陳哲鋒,胡嘉倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括含甲基化物的光酸產(chǎn)生劑(PAG)化合物的光致抗蝕劑組合物和形成電子裝置的方法。

背景技術(shù)

已知光致抗蝕劑可提供分辨率和尺寸足以用于許多現(xiàn)有商業(yè)應(yīng)用的特征。然而，對(duì)于許多其它應(yīng)用，需要可提供亞微米級(jí)尺寸的高分辨率圖像的新光致抗蝕劑。

已經(jīng)進(jìn)行各種嘗試來(lái)改變光致抗蝕劑組合物的構(gòu)成以改進(jìn)功能特性的性能。除其它之外，已經(jīng)報(bào)導(dǎo)用于光致抗蝕劑組合物中的多種光敏性化合物。參見例如美國(guó)專利第7,304,175號(hào)和美國(guó)專利申請(qǐng)公開案第2007/0027336號(hào)。確切地說(shuō)，酸擴(kuò)散可控且與聚合物的混溶性得到改進(jìn)的經(jīng)調(diào)試的光酸產(chǎn)生劑(PAG)對(duì)于滿足因高分辨率光刻而升高的抗蝕劑材料的挑戰(zhàn)極重要。舉例來(lái)說(shuō)，如果PAG未均勻分布在抗蝕劑膜內(nèi)，那么在成像的光致抗蝕劑膜中可能產(chǎn)生如T型頂、底腳形成和凹口的某些缺陷。相信PAG陰離子的結(jié)構(gòu)通過(guò)影響光酸產(chǎn)生劑與其它光致抗蝕劑組分的相互作用而在光致抗蝕劑的總體性能方面起關(guān)鍵作用。這些相互作用轉(zhuǎn)而對(duì)光生酸的擴(kuò)散特征具有顯著作用。PAG結(jié)構(gòu)和尺寸極大地影響光致抗蝕劑膜中的PAG的均勻分布。

在本領(lǐng)域中，已廣泛研究離子光酸產(chǎn)生劑化合物(PAG)，其含有氟化烷基磺酸酯基團(tuán)。在光化分解后，這些PAG產(chǎn)生格外強(qiáng)的磺酸(超強(qiáng)酸)。已公開替代性有機(jī)陰離子，如經(jīng)吸電子基團(tuán)取代的酰亞胺陰離子或甲基化物陰離子的制造。參見例如美國(guó)專利第5,874,616號(hào)、第5,273,840號(hào)和第5,554,664號(hào)。確切地說(shuō)，已使用具有式(R_fSO₂)₂N^-或(R_fSO₂)₃C^-(其中R_f為氟化烷基鏈)的有機(jī)陰離子作為PAG抗衡陰離子。舉例來(lái)說(shuō)，高度氟化酰亞胺或甲基化物陰離子的锍鹽或碘鹽用作193nm抗蝕劑調(diào)配物中的PAG組分(參見例如M.Padmanaban等人，《國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)(SPIE)》，2003，第5039卷，第723頁(yè))。然而，上述甲基化物陰離子的高氟含量歸因于其有限生物降解性而賦予非所需的環(huán)境影響。另外，疏水性氟化鏈賦予低表面能，其可導(dǎo)致貫穿光致抗蝕劑膜的深度的PAG的不均勻分布。隨后PAG非均勻分布可能嚴(yán)重影響光刻成像結(jié)果。已嘗試在光致抗蝕劑組合物中實(shí)現(xiàn)使用無(wú)氟PAG。參見例如美國(guó)專利第7,655,379號(hào)和美國(guó)專利申請(qǐng)公開案第2009/0176175號(hào)、第2009/0181319號(hào)以及第2009/0181320號(hào)。然而，這些嘗試并未解決關(guān)鍵的PAG結(jié)構(gòu)特征和物理特性。確切地說(shuō)，所制備的PAG陰離子不具有縮短光刻處理期間的酸擴(kuò)散長(zhǎng)度所必需的結(jié)構(gòu)特征，如易于與其它光致抗蝕劑組分非鍵合相互作用的龐大基團(tuán)或官能團(tuán)的并入。另外，這些PAG陰離子包含稠合芳族或雜芳族基團(tuán)，其1)特征在于在深紫外輻射下的較強(qiáng)吸收且2)使得PAG難溶于典型的調(diào)配物溶劑中，尤其為如丙二醇單甲基醚(PGME)或丙二醇乙酸單甲酯(PGMEA)的極性溶劑中。

因此，仍需要不含磺酸全氟烷基酯的PAG陰離子，其具有某些結(jié)構(gòu)、化學(xué)和物理特征以限制光酸擴(kuò)散率，提供與其它光致抗蝕劑組分的較好混溶性且在光分解后產(chǎn)生超強(qiáng)酸。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)實(shí)施例提供光致抗蝕劑組合物，其包括：

酸敏性聚合物，

溶劑，和

具有式(I)的光酸產(chǎn)生劑化合物：

其中：

EWG為吸電子基團(tuán)；

Y為單鍵或鍵聯(lián)基團(tuán)；

R為氫、直鏈或分支鏈C_1-20烷基、直鏈或分支鏈C_2-20烯基、單環(huán)或多環(huán)C_3-20環(huán)烷基、單環(huán)或多環(huán)C_3-20環(huán)烯基、單環(huán)或多環(huán)C_3-20雜環(huán)烷基、單環(huán)或多環(huán)C_3-20雜環(huán)烯基、單環(huán)或多環(huán)C_6-20芳基、單環(huán)或多環(huán)C_1-20雜芳基，除了氫以外的其中的每一個(gè)經(jīng)取代或未經(jīng)取代，其中當(dāng)R包含可聚合基團(tuán)時(shí)，光酸產(chǎn)生劑為酸敏性聚合物的聚合單元；且

M⁺為有機(jī)陽(yáng)離子。

另一實(shí)施例提供包括酸敏性聚合物(其為光酸產(chǎn)生劑化合物的聚合產(chǎn)物)和溶劑的光致抗蝕劑組合物。

另一實(shí)施例提供一種經(jīng)涂布襯底，其包括：(a)在表面上具有一或多個(gè)待圖案化的層的襯底；和(b)在所述一或多個(gè)待圖案化的層上方的光致抗蝕劑組合物的層。