光刻胶组合物制造技术

本发明专利技术的光刻胶包含添加的酸反应组分、以及一种或多种树脂和光活性组分。本发明专利技术优选的光刻胶可在微电子晶片之类的基材上提供所需的等密度偏置值。本发明专利技术特别优选的光刻胶是化学增强的正作用抗蚀剂，它除了酸反应组分以外，还包含酯基溶剂，例如乳酸乙酯或丙二醇甲醚乙酸酯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光刻胶组合物，这些组合物可具有提高的性能，这些性能包括优化的成像线路的等密度偏置(optimized iso-dense bias of imaged lines)。具体来说，本专利技术优选的抗蚀剂包含添加的酸反应组分，已发现该组分能够调节所需的成像线路的等密度偏置。本专利技术优选的抗蚀剂除了酸反应组分以外，还包含乳酸乙酯或丙二醇甲醚乙酸酯之类的酯基溶剂。
技术介绍
光刻胶是用来将图像转印到基材上的光敏膜。它们形成负像或正像。在基材上涂布了光刻胶之后，通过有图案的遮光模使涂层暴露于紫外光之类的活化能源之下，从而在光刻胶涂层上形成潜像。遮光模有些区域对活化辐射是不透明的，有些是透明的，从而形成需要被转印到下面基材上的图像。“化学增强(amplified)”的光刻胶组合物已经被用于更高性能的应用。这些光刻胶可具有负作用(negative acting)或正作用(positive acting)，依赖于每单位光生酸(photoacid)的多交联情况(对于负作用抗蚀剂)或去保护反应(对于正作用抗蚀剂)。换句话说，光生酸催化地起作用。例如见美国专利第6680159；6042997；5075199；4968851；4883740；4810613和4491628号。在光刻胶组合物中包含某些添加剂，以改进平版印刷性能。例如见美国专利第6743563；6727049；6607870和6300035号。对于一些具有亚微尺寸部件(feature)的平板印刷成像，等密度效果可以变得更加显著。这种等密度效果是由于密集部件与间隔更大的部件之间的转印尺寸差别造成的。在本文中，如果显影的抗蚀剂线路或其它部件与最近的相邻抗蚀剂部件之间的距离等于或大于线宽的3倍，通常便认为这些显影的抗蚀剂线路或其他部件是“孤立的”。因此，例如如果印刷的线宽为0.25微米，那么如果相邻的抗蚀剂部件与该线路相隔至少约0.75微米的话，便可认为该线路是孤立的(而非密集的)。孤立线路的常见分辨率问题包括圆顶和底切。因此，要在相同的图像区域中完成密集和孤立线路图像的理想转印还是有问题的。例如见美国专利第6667136号，根据该专利技术的讨论，很难理想地同样印刷孤立和嵌套结构，从而产生了不希望的情况，这种情况被称为跨晶片(across chip)的线宽变化。因此需要有新的光刻胶组合物。尤其需要有能够控制成像部件的等密度偏置的新光刻胶组合物。
技术实现思路
我们专利技术了一种新的光刻胶组合物，该组合物能够提供理想的成像部件等密度偏置。本专利技术的抗蚀剂包含添加的酸反应组分(在本文中有时称为酸反应产物)，合适的是一种或多种有机酸任选地与保护酸、特别是酯之类的一种或多种其它试剂反应所得的产物。我们惊讶地发现，向抗蚀剂配方中添加酸反应产物，可以将抗蚀剂的等密度偏置调节到所需的数值。例如见下文实施例所列的结果。如本文所述，通过如下方法适当地测定等密度线路偏置值。通过遮光模使孤立和密集的线路在光刻胶涂层上成像，对成像线路进行显影，形成光刻胶浮雕像。为了分析等密度线路偏置，孤立和密集的抗蚀剂都具有与遮光模所确定的相同尺寸(例如200微米、250微米、300微米、400微米、500微米等)。为了测定等密度线路偏置，从测得的密集线路的线宽中减去测得的密集线路的线宽，即等密度线路偏置＝(测得的显影的孤立线宽)-(测得的显影的密集线宽)。密集线路和孤立线路的宽度，可以通过显影线路的扫描电子显微照片(SEM)适当地测量。优选的用来为本专利技术光刻胶组合物提供添加剂的添加酸包含羧酸性部分，宜为较弱的酸，例如pKa(在25℃的水中)为零或更高(更正的数)，特别是pKa约为1、2或3或更大(即更大的正数)。特别优选pKa约为1至4。这种酸还可有其它的取代基，例如羟基、卤素、氰基、C1-12烷氧基之类的烷氧基等。这种酸宜含有1至20个碳原子，更优选2至约12个碳原子。更佳的是具有2至大约6个碳原子的酸。特别优选的反应酸为乳酸、乙酸、丙酸等。为了提供本专利技术光刻胶的添加剂组分(即酸反应产物)，可使一种或多种酸或保护的酸一起反应，提供分子量更高的物质，例如一种或多种酸、或酸被保护的形式(例如酯、缩醛等)的二聚物、三聚物等。该反应宜在酸性或碱性条件下进行，以便进行所需的反应，反应可在纯相中进行，也可在一种或多种惰性溶剂中进行。特别优选的抗蚀剂添加剂为乳酸和乳酸乙酯的反应产物，通过反应生成包括缩二乳酸乙酯的更高分子量物质。特别优选的光刻胶包含这种乳酸乙酯/乳酸反应产物添加剂和包含乳酸乙酯的溶剂组分。同样宜使乙酸和丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)与乙酸反应，生成更高分子量物质。特别优选的光刻胶包含这种PGMEA/乙酸反应产物添加剂和包含丙二醇甲醚乙酸酯的溶剂组分。在本文中，术语酸的“反应产物”表示该化合物具有酸(例如羧基C(＝O)O-)部分或掩蔽的酸基，例如酯，或者化合物中的这些部分是反应后的形式。本专利技术优选的光刻胶是正化学增强的抗蚀剂，该抗蚀剂包含一种或多种树脂和一种或多种光致酸形成剂化合物之类的光活性组分。特别优选的抗蚀剂也包含添加的碱，例如胺，特别是四烷基铵化合物之类的胺盐。特别优选的抗蚀剂具有溶剂组分，该溶剂组分包含乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇乙醚乙酸酯、乙酸戊酯或丙酸3-乙醚乙酯(EEP)之类的含酯溶剂。通常优选乳酸乙酯、乙酸戊酯和PGMEA。优选的溶剂组分宜包含大量的酯基溶剂，例如以抗蚀剂总溶剂体积为基准计，其中至少约10、15、20、25、30、40或50体积％为一种或多种酯基溶剂，更佳的是，以抗蚀剂总溶剂体积为基准计，其中至少约60、70、80、90或95体积％为一种或多种酯基溶剂，例如乳酸乙酯、乙酸戊酯或PGMEA。可通过各种方法制备本专利技术的抗蚀剂。在一方案中，制备了抗蚀剂制剂，并将酸反应组分加入生成的抗蚀剂中。或者也可将酸与所有其它抗蚀剂组分配制在一起，即将树脂、光致酸形成剂、碱性组分和酸反应组分一起加入溶剂载体中。本专利技术还包括用来将特定部分的等密度线路偏置调节到所需的值的方法。本专利技术的这些方法通常包括向光刻胶组合物中加入足以提供所需的等密度线路偏置的一种或多种酸反应产物。足以提供所需等密度线路偏置值的一种或多种酸反应产物的量，可以很容易地凭经验确定。例如，可以向光刻胶组合物的样品中加入不同量的一种或多种酸反应产物，然后简单地测量这些抗蚀剂样品的等密度线路偏置值。具有如此测得的所需等密度线路偏置的光刻胶样品，便可作为能够提供所需等密度线路偏置的标准配方。优选的调节光刻胶等密度偏置的方法可包括确定一种用来提供等密度线路偏置目标值的光刻胶，然后提供足量的一种或多种酸反应产物，从而提供所需的等密度线路偏置值。该方法还可包括用一种或多种添加的酸反应产物对该光刻胶组合物的涂层进行成像和显影，并测量显影的光刻胶层的等密度线路偏置值。这些方法还可包括将测得的等密度线路偏置值与参比值或所需的等密度线路偏置值进行比较。然后，如果测得的等密度线路偏置值与参比值之间有差别，可以对光刻胶中的一种或多种添加的酸反应产物的量进行调节(即可以增加或减少光刻胶中的一种或多种添加的酸反应产物的量)，使得测得的等密度线路偏置值与参比等密度线路偏置值相匹配或至少基本相匹配(例如与参比值的匹配程度是，之间的差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻胶组合物，它包含：ｉ）一种或多种树脂；ｉｉ）一种或多种光致酸形成剂化合物；和ｉｉｉ）一种或多种酸反应组分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM明茨，MJ考夫曼，NS杰西曼，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]