[發(fā)明專利]用于光刻膠的熱致酸生成劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910409869.4
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN110119067A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·P·普羅科普維茨;G·珀勒斯;劉驄;C·吳;C-B·徐
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004;G03F7/039;G03F7/038
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 胡嘉倩

提供了新的光刻膠組合物，其包含一種組分，該組分包含熱致酸生成劑和遏制劑。本發(fā)明優(yōu)選的光刻膠可以包含：具有對光致酸不穩(wěn)定的基團(tuán)的樹脂；光致酸生成劑化合物；以及至少一種熱致酸生成劑和至少一種遏制劑，所述遏制劑用來改進(jìn)線寬粗糙度和光刻速度。

1.領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻膠組合物，該組合物包含用于改進(jìn)線寬粗糙度(LWR)的熱致酸生成劑。本發(fā)明優(yōu)選的光刻膠可以包含：具有對光致酸不穩(wěn)定的基團(tuán)的樹脂；光致酸生成劑和本發(fā)明所述的熱致酸生成劑。

2.技術(shù)背景

光刻膠是用來將圖像轉(zhuǎn)移到基材上的光敏膜。它們形成負(fù)性圖像或正性圖像。在將光刻膠施涂到基材上之后，通過具有圖案的光掩模使得涂層對活化能量源(例如紫外光)曝光，在光刻膠涂層中形成潛像。所述光掩模具有對活化輻射不透明的區(qū)域和透明的區(qū)域，這些區(qū)域限定了需要轉(zhuǎn)移到下方的基材上的圖像。

已知的光刻膠可以用來提供足以應(yīng)對許多現(xiàn)有商業(yè)應(yīng)用所需的分辨率和尺寸的特征體。但是，對于許多其他的應(yīng)用，人們?nèi)匀恍枰_發(fā)新的光刻膠，以提供具有小于1/4微米(<0.25微米)的尺寸的高分辨圖像。

人們進(jìn)行了各種嘗試來改變光刻膠組合物的組成，從而改進(jìn)功能性質(zhì)。例如，人們已經(jīng)報道了將各種堿性化合物等用于光刻膠組合物。參見美國專利第7,479,361；7,534,554；和7,592,126號。也可參見美國專利第2011/0223535和US 2012/0077120號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了光刻膠組合物，該組合物包含樹脂，光致酸生成劑，熱致酸生成劑(“TAG”),以及相對于所述熱致酸生成劑以摩爾量過量(或當(dāng)量過量，即堿的當(dāng)量過量)存在的堿性組分(“遏制劑”)。在某些實施方式中,在光刻膠組合物的涂層隨后的(例如施涂后或曝光后)熱處理過程中，所述熱致酸生成劑產(chǎn)生pKa等于或小于2.0的酸。較佳的是,所述熱致酸生成劑化合物當(dāng)配入光刻膠組合物中的時候，是對輻射不敏感的,也即是說，在包含所述熱致酸生成劑化合物的光刻膠暴露于輻射(例如193納米)以進(jìn)行活化的過程中，直至進(jìn)行合適的施涂后熱處理為止，所述熱致酸生成劑化合物不會產(chǎn)生酸。

在某些實施方式中，本發(fā)明提供了一種光刻膠組合物，該組合物包含(a)樹脂；(b)光致酸生成劑；(c)熱致酸生成劑；以及(d)堿性組分，相對于所述熱致酸生成劑，所述堿性組分的含量是當(dāng)量過量的。

在某些實施方式中，本發(fā)明提供了一種光刻膠組合物，該組合物包含(a)樹脂；(b)光致酸生成劑；(c)熱致酸生成劑，在對所述光刻膠組合物進(jìn)行熱處理的過程中，所述熱致酸生成劑會產(chǎn)生pKa等于或小于2.0的酸；以及(d)堿性組分。

所述熱致酸生成劑在熱處理的時候會產(chǎn)生強(qiáng)酸，所述強(qiáng)酸能夠使得光刻膠中未曝光區(qū)域和曝光區(qū)域內(nèi)的光刻膠組合物的對酸不穩(wěn)定的聚合物保護(hù)基團(tuán)都發(fā)生解封閉。在未曝光的區(qū)域內(nèi),所產(chǎn)生的熱致酸將會被所述堿遏制劑部分地中和(例如通過形成鹽)。在曝光的區(qū)域,所述熱值生成的酸會與光致生成的酸一起使得保護(hù)基團(tuán)解封閉,從而改進(jìn)線寬粗糙度(LWR)和輪廓。另外,與不含TAG/遏制劑的組合的光刻膠組合物相比，TAG/遏制劑組合物可以表現(xiàn)出改進(jìn)的光刻速度。

優(yōu)選的熱致酸生成劑化合物可以在250℃、優(yōu)選150℃或100℃的溫度產(chǎn)生酸。

本發(fā)明的光刻膠可以是正作用的或者負(fù)作用的。在一個優(yōu)選的方面，本發(fā)明的光刻膠用于短波長成像應(yīng)用，例如用于193納米成像。在另一個優(yōu)選的方面，所述光刻膠是化學(xué)放大的正性光刻膠，包括酸催化的化學(xué)放大光刻膠。

本發(fā)明特別優(yōu)選的光刻膠可以用于浸沒光刻應(yīng)用。

我們發(fā)現(xiàn)通過在光刻膠組合物(包括化學(xué)放大光刻膠組合物在內(nèi))中應(yīng)用熱致酸生成劑和堿性組分，可以顯著提高光刻膠的立體圖像(例如細(xì)線條)的分辨率。具體來說，與其他方面都相同、但是不含熱致酸生成劑和堿性組分的類似光刻膠相比，我們發(fā)現(xiàn)施用本發(fā)明所述的熱致酸生成劑和堿性組分，可以顯著改進(jìn)光刻結(jié)果。例如，可以參見下文的比較數(shù)據(jù)。