一种光可成像组合物，含有光活性组分和聚合物组分，聚合物组分包括含有下式所示重复单元的聚合物： －［＊ｉＯ↓［３／２］］↓［ｍ］－［ＳｉＯ↓［２］］↓［ｎ］－ 其中Ｒ是氢或非氢取代基；ｍ和ｎ每个都大于０。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有非碳四价元素(Si、Ti、Ge、Zr、Sn)的新的聚合物，以及含有这些聚合物的光可成像组合物。优选的聚合物是有机的，例如一种或多种含碳原子的聚合重复单元。尤其优选的是含有SiO2或TiO2重复单元的聚合物，其可非常有利地作为在短波长例如亚-300nm和亚-200nm波长下成像抗蚀剂的树脂成分。2.
技术介绍
光刻胶是用于将图像转移到基材上的光敏薄膜。在基材上形成光刻胶的涂层，然后将光刻胶层经由光掩模在活化辐射源下曝光。该光掩模具有对活化辐射不透明的区域和对活化辐射透明的其它区域。在活化辐射下曝光可以为光刻胶涂层提供光致化学变换，从而将光掩模的图案转移到光刻胶涂敷的基材上。在曝光之后，该光刻胶经过显影得到浮雕像，允许基材的选择性加工。人们更多的兴趣在于用短波长辐射来进行光成像，包括约300nm或更短波长、或200nm或更短波长的曝光辐射，如约248nm(由KrF激光器提供)、193nm(由ArF曝光工具提供)、或157nm(由F2激发器提供)的波长。参见欧洲公开申请EP915382A2。此类短的曝光波长的使用使得能够形成较小特征。因此，在248nm、193nm或157nm曝光下得到高解析图像的光刻胶使得能够形成极小(例如亚-0.2或0.1微米)特征，其对应于当前工业上所需的较小尺寸电路图形，例如提供更高的电路密度和增强的器件性能。除了在曝光时使用较短波长，使用较薄的抗蚀剂层也是可取的。然而，使用薄的抗蚀剂层的主更缺陷是当图案尺寸变小时，通过扩散步骤到基材上和蚀刻图案内的抗蚀剂层厚度的变化增大。变化指的是任何在抗蚀剂内成像的图案尺寸随着所通过的步骤几何图形而变化。因此，在单一层抗蚀剂体系中，在晶片中缺少尺寸控制能够在整个抗蚀剂中产生不同的线宽，从而降低电子仪器的品质。为了改进尺寸控制，已经使用了双层(或两层或多层)抗蚀剂体系。在典型双层体系中，底层抗蚀剂首先施涂在基材上使晶片表面平面化。底层抗蚀剂固化，然后另外较薄的成像顶层抗蚀剂施涂到底层抗蚀剂上。然后顶层抗蚀剂温和烘烤，使用常规的抗蚀剂曝光和显影形成图案(或成像)，然后是使用顶层抗蚀剂图形作为蚀刻掩模通过底层抗蚀剂蚀刻转移顶部图案。参见Sugiyama等，Positive Excimer Laser Resists Prepared with Aliphatic Diazoketones，Soc.Plastics Eng.，Conference Proceedings，51-60页(1988年11月)；和美国专利4745169、5338818、5619396、5731126、6296985和6340734。也参见WO02/091083、美国专利公开2002/0090572；和美国专利5378585。已经报道了用于成像的一些无机Si组合物。参见Fedynyshyn等，Encapsulated Inorganic Resist Technology，Proceedings of SPIE，卷3999第627页(2000)；Y.Hu等，Nanocomposite resists for electron beamnonlithography，Microelectronic Engineering 56，289(2001)；L.Merhai等，Nanocomposite resists systems for next generation lithography，MicroelectronicEngineering 1(2002)。目前这些报道的体系对于高性能应用是不实际的。与薄层双层抗蚀剂体系有关的问题是为曝光辐射提供可接受的透明度和优良的耐等离子蚀刻性。对于在亚-200nm波长如193nm和157nm成像的双层抗蚀剂，这尤其成为一个问题。参见美国公开申请2003/0207205和美国专利6593058，其中报道了增加双层抗蚀剂的耐蚀刻性的尝试。希望得到新的光刻胶，其能够提供高分辨率的小图像。尤其希望得到能够用短的波长辐射，包括亚-300nm如248nm和亚-200nm辐射如193nm和157nm有效成像的新的光刻胶。更希望得到具有耐等离子蚀刻性和对于短曝光波长例如193nm和157nm具有良好的透明度的光刻胶。
技术实现思路
我们现在提供新的含有非碳四价元素(Si、Ti、Ge、Zr、Sn)的新的聚合物，以及含有这些聚合物的光刻胶。本专利技术优选的聚合物含有有机成分。本专利技术优选的聚合物具有高SiO和/或TiO含量，尤其其中聚合物含有重复单元，在单元中组合含有式SiO1.5＜X＜2的SiO或含有式TiO1.5＜X＜2的TiO。已经发现本专利技术的聚合物能够显示出异常工作性能，使其特别适用于作为光刻胶树脂。特别的，本专利技术优选的聚合物能够显示出高的玻璃化转变温度(例如高于约150℃或160℃)；高Si或Ti含量其可以给予良好的耐等离子蚀刻性；以及对曝光辐射极好的透明度，包括短波长例如亚-200nm，如193nm和157nm。已经证实含有这些聚合物的本专利技术的光刻胶，在亚-200nm和亚-170nm，尤其是193nm和157nm曝光波长下能够提供高解析度图像。参见，例如后面实施例中的结果。本专利技术优选的聚合物含有能够光致成像的官能团，例如光酸不稳定基团如光酸不稳定的酯基或缩醛基或其它对比度增强基团例如氟化醇(以提供正色调抗蚀剂浮雕像)，或用于交联的位点例如羟基(以提供负色调抗蚀剂浮雕像)。如以上所述，优选的聚合物是有机的且含有一个或多个重复单元，其中含有含碳基团例如烷基、碳脂环基，或碳环芳香基如苯基、萘基等。优选地，含碳基团可以散布在整个聚合物(如不仅是末端基团)并且可以是侧链或含有聚合物骨架部分。合适的，至少聚合物的5重量％是碳，优选至少聚合物的约10、20、30或40重量％是碳。用于本专利技术光可成像组合物中更为合适的聚合物，其部分特征在于含有硅酸盐分子式SiO2或TiO2作为一种重复、不同共聚物重复单元的共聚物。对于这样的Si聚合物，优选的聚合物具有式SiO1.5＜X＜2的SiO并且含有光酸不稳定基团，如光酸不稳定的酯基或缩醛基作为一个或更多重复单元中的组份，或其它对比度增强基团例如氟化醇作为一个或更多重复单元中的组份。本专利技术优选的Si聚合物可以含有下式(I)所示结构的重复单元 其中R是氢或优选非氢取代基，如任选取代的烷基，特别是C1-20烷基；任选取代的脂环基，特别是C3-20脂环基如金刚烷基、降冰片基、环己基、异冰片基、葑基等；任选取代的芳基，例如任选取代的碳环芳基如任选取代的苯基、萘基等；或任选取代的杂环芳基；并且m和n分别大于0。R基团中可以含有促进光致成像的基团，如光酸不稳定基团如酯基或缩醛基或对比度增强基团例如氟化醇。以聚合物单元的总量计，m的数值优选20-90％。此外，优选聚合物中含有至少一些具有一定碳含量(提供有机聚合物)的重复单元，例如任选取代的烷基、任选取代的脂环基、任选取代的碳环芳基等。本专利技术特别优选的聚合物含有两个或更多不同的重复单元的聚合物(如三元共聚物、四元共聚物)，其也可以包括另外的重复单元，用以对光刻胶的性质进一步调整。例如，优选的聚合物可以含有下式(II)所示结构的重复单元 其中，R1和R2不同，并可以是氢或非本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光可成像组合物，含有光活性组分和聚合物组分，聚合物组分包括含有下式所示重复单元的聚合物 其中R是氢或非氢取代基；m和n每个都大于0。2.权利要求1所述的光可成像组合物，其中聚合物含有下式所示重复单元 其中R1和R2不同并可以是氢或非氢取代基，并且至少R1和R2中的一个是氢以外的基团；并且x、y和z每个都大于0。3.含有光活性组分和聚合物组分的光可成像组合物，聚合物组分含有通过一种或多种式M(Y)4化合物反应制得的聚合物，其中M是Si、Ti、Zr、Ge或Sn；每个Y相同或不同并至少两个Y基团是活性基团。4.适于157nm成像的光刻胶组合物，该组合物中含有光活性组分和聚合物组分，其中光刻胶组合物的Abs157/μm值为1.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·赞比尼，张弢，J·H·李，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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