光致抗蚀剂组合物和方法技术

本发明专利技术提供新型光致抗蚀剂，其适用于多种应用，包括负色调显影方法。优选抗蚀剂包含第一聚合物，其包含(i)第一单元，其包含有包含酸不稳定基团之含氮部分；以及(ii)第二单元，其(1)包含一或多个疏水性基团，和(2)与第一单元不同。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术大体上涉及电子装置的制造。更具体来说，本专利技术涉及光致抗蚀剂组合物和光刻方法，其允许使用负色调显影方法形成精细图案。光致抗蚀剂是用于将图像转移到衬底的感光膜。在衬底上形成光致抗蚀剂涂层并且随后经由光掩模使光致抗蚀剂层暴露于活化辐射源。在曝光之后，光致抗蚀剂被显影，得到允许选择性处理衬底的浮雕图像。已进行大量工作以扩展正调性抗蚀剂显影的实际分辨功能，包括在浸没式光刻中。一种这类实例涉及使用具体显影剂(通常有机显影剂，例如酮、酯或醚)进行传统正型化学放大光致抗蚀剂的负色调显影(NTD)，留下由不可溶的曝光区域产生的图案。参见例如U.S.6790579。然而，某些问题可由使用NTD方法引起。举例来说，通过抗蚀剂涂层的相关UV强度从上层区域到底层区域并且从异接触孔(C/Hs)到密集型接触孔(C/Hs)降低。而且，光生酸的浓度也通过抗蚀剂层变化(酸将以降低的量存在于下部抗蚀剂层区域中)且将在异C/Hs到密集型C/Hs范围内变化。因此，图案轮廓将呈现不合需要的T形顶部形状，可存在图案崩溃和遗失接触孔，并且异-密集型偏差和焦点边缘的深度可能是不可接受的程度。已经使用某些碱性添加剂尝试改良抗蚀剂分辨率。参见JPH11337722A；US2007190451；EP1702962B1；US20060172149；US20130177853；US20130344436；及US20140038102。电子装置制造商不断地寻求分辨率增加的图案化光致抗蚀剂图像。所期望的是具有可提供增强的成像能力的新型光致抗蚀剂组合物。
技术实现思路
我们现在提供新型光致抗蚀剂，其适用于多种应用，包括负色调显影方法。更具体地说，在优选方面中，提供光致抗蚀剂组合物，其包含第一聚合物，其包含(i)第一单元，其包含有包含酸不稳定基团的含氮部分；和(ii)第二单元，其(1)包含一或多个疏水性基团，和(2)与第一单元不同。光致抗蚀剂组合物还宜包含一或多
种酸产生剂，例如一或多种光酸产生剂和/或一或多种热酸产生剂。在某些优选方面中，本专利技术的光致抗蚀剂可包含另一种聚合物(第二聚合物)。第二聚合物适合地可包含酸不稳定基团。如下文进一步讨论，在某些实施例中，第一和第二聚合物可具有不同表面能。在某些优选方面中，第一聚合物可进一步包含第三单元，所述第三单元(1)包含一或多个疏水性基团并且(2)与第一和第二单元不同。适合地，第二单元和(如果存在)第三单元的一或多个疏水性基团各自包含3、4、5、6、7、8个或更多个碳原子。优选地，在光刻加工之前，第一聚合物的含氮部分为受保护胺，所述受保护胺可在光刻加工期间产生的酸的存在下脱除保护基。举例来说，酸可由光致抗蚀剂组合物中的一或多种光酸产生剂和/或热酸产生剂产生，所述酸产生剂在光致抗蚀剂组合物的涂层的曝光和/或曝光后烘烤加工步骤期间产生酸。通常，这类脱除保护基的氮与在光刻加工之前呈受保护形式的同一氮相比碱性将显著更大。举例来说，在1)在光刻加工之前的含氮部分与2)在光刻加工期间在酸存在下在脱除保护基后的含氮部分之间的pKa差异可以适合地是1到2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14或更大。呈受保护形式的第一聚合物含氮部分可以是可在如本文中所披露的光刻加工期间反应(例如裂解反应)的多种基团，例如氨基甲酸酯或氨基磺酸酯。在某些其它优选方面中，在光致抗蚀剂组合物的第一聚合物中，包含含氮部分的(i)单元还进一步包含疏水性基团。举例来说，受保护氮部分的酸不稳定部分可包含疏水性基团，例如具有3、4、5、6、7、8、9、10或更多个碳的任选地被取代的直链、分支链或环状烷基，例如异丙基、叔丁基、仲戊基、金刚烷基，包括甲基金刚烷基和1-乙基环戊基。尤其优选的第一聚合物可通过一或多种下式(I)的单体的聚合来提供：X1-R1-X2-R2-X3 (I)其中X1是可聚合官能团，例如丙烯酸酯或丙烯酸烷基酯(例如甲基丙烯酸酯)；R1可以是任选地被取代的直链、分支链或环状脂族基团或芳族基团；X2是碱性部分，例如氮，并且可以是R1的组分或与R1结合在一起(例如R1和X2可组合以形成哌啶基部分)；R2是酸不稳定基团，例如氨基甲酸酯或氨基磺酸酯；和X3可以是任选地被取代的直链、分支链或环状脂族基团或芳族基团。R2和R3可共同形成酸不稳定基团，例如R2可以是-C(＝O)O-并且X3可以包含季碳，例如叔丁基(因此，R2和X3将是-C(＝O)OC(CH3)3)。根据另一方面，提供经涂布的衬底。经涂布的衬底包含衬底和在衬底表面上方的本
专利技术的光致抗蚀剂组合物层。根据另一方面，提供形成光刻图案的方法。所述方法适合地包含：(a)提供衬底，其包含衬底表面上待图案化的一或多个层；(b)将本专利技术的光致抗蚀剂组合物层涂覆在待图案化的一或多个层上；(c)使光致抗蚀剂组合物层以逐个图案方式暴露于活化辐射；和(d)将显影剂涂覆到光致抗蚀剂组合物层，由此产生抗蚀剂浮雕图像。适合地，在曝光后烘烤过程中以热学方式处理被曝光的光致抗蚀剂组合物层，随后进行显影。在优选方面中，光致抗蚀剂组合物的第一聚合物的含氮部分的酸不稳定基团将在曝光和曝光后、显影前热处理期间经历反应，从而得到连接到第一聚合物的胺。在一个优选方面中，用显影剂移除光致抗蚀剂层的未曝光部分，在一或多个待图案化层上留下光致抗蚀剂图案。以逐个图案方式曝光可通过浸没式光刻或可替代地使用干式曝光技术进行。在某些方面中，注入和EUV光刻工艺也为优选的。还提供通过所披露的方法形成的电子装置，包括通过所披露的负色调显影方法形成的装置。本文中对含氮基团或其它基团的pKa值的参考表示通过Taft参数分析测定的值，如这类分析在本领域中已知并且描述于J.Cameron等人，“《光酸产生剂对深UV抗蚀剂性能的结构作用(Structural Effects of Photoacid Generators on Deep UV Resist Performance)》”，Society of Plastic Engineers,Inc.Proceedings.，“《光聚合物、原理、方法和材料(Photopolymers,Principles,Processes and Materials)》”，11th International Conference,第120-139页(1997)；和J.P.Gutthrie，《加拿大化学杂志(Can.J Chem.)》，56：2342-2354(1978)中。如本文所用，除非另外明确地或在上下文中指明，否则冠词“一个(a和an)”包括一或多个。本专利技术的其它方面披露于下文中。具体实施方式如所讨论，本专利技术的光致抗蚀剂组合物尤其适用于负色调显影方法。当用于负色调显影方法中时，本专利技术的尤其优选光致抗蚀剂组合物提供以下优点中的一种或优选多种：改良的焦点宽容度和曝光宽容度，几何形状均匀的抗蚀剂图案(例如线条和接触孔)，和降低的缺陷度。在优选组合物中，在光致抗蚀剂组合物的涂布期间，第一聚合物可朝向抗蚀剂涂层的上表面迁移。在某些系统中，这可形成实质上由第一聚合物组成的表面层。不受任何
理论限制，相信第一聚合物的氮(碱性)部分可促进散射光或杂散光的控制，从而能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致抗蚀剂组合物，其包含：(a)第一聚合物，其包含：(i)第一单元，其包含含氮部分，所述含氮部分包含酸不稳定基团；(ii)第二单元，其(1)包含一或多个疏水性基团并且(2)与所述第一单元不同；(b)一或多种酸产生剂。

【技术特征摘要】
2015.04.30 US 62/1549571.一种光致抗蚀剂组合物，其包含：(a)第一聚合物，其包含：(i)第一单元，其包含含氮部分，所述含氮部分包含酸不稳定基团；(ii)第二单元，其(1)包含一或多个疏水性基团并且(2)与所述第一单元不同；(b)一或多种酸产生剂。2.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述第一聚合物进一步包含第三单元，其(1)包含一或多个疏水性基团并且(2)与所述第一和第二单元不同。3.根据权利要求1或2所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述第二和第三单元的一或多个疏水性基团各自包含三个或更多个碳原子。4.根据权利要求1到3中任一项所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述含氮部分是受保护胺。5.根据权利要求1到4中任一项所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述含氮部分可在光刻加工期间在酸存在下脱除保护基。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：EH·柳，MK·蒋，CY·洪，DY·金，DJ·洪，HJ·林，MY·金，H·全，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料韩国有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR