浸渍平版印刷用组合物和浸渍平版印刷方法技术

提供了一种新的光刻胶组合物，它可用于浸渍平版印刷。本发明专利技术优选的光刻胶组合物包括两种或多种基本上不能与光刻胶的树脂组分混合的不同材料。本发明专利技术特别优选的光刻胶能够在浸渍平版印刷加工过程中显示低的光刻胶材料浸析到与光刻胶层接触的浸液中的量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特别适用于浸渍平版印刷方法的新型光刻胶组合物。本专利技术优 选的光刻胶组合物包括两种或多种基本上不能与光刻胶的树脂组分混合的材 料。本专利技术特别优选的光刻胶能够在浸渍平版印刷加工过程中显示低的光刻胶 材料浸析到与光刻胶层接触的浸液中的量。
技术介绍
光刻胶是用于将图像转移到基材上的光敏膜。在基材上形成光刻胶的涂 层，然后光刻胶层通过光掩模曝光于活化辐射的光源。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。活化辐射暴光使光刻胶涂层产生 光诱导的化学转变，因此将光掩模的图案转移到涂覆光刻胶的基材上。在曝光 之后，对光刻胶进行显影，得到可对基材进行选择性加工的浮雕图像。半导体工业的增长是符合莫尔定律的，该定律声称ic设备的复杂性平均 每两年翻一番。这要求以平版印刷方式转移具有更少特征尺寸的图案和结构。获得更小特征尺寸的一种途径是使用较短波长的光，然而，寻找对低于193nm的光表现透明的材料是困难的，因此通过简单地使用一种液体将更多光 聚焦在膜上，开发了用浸渍平版印刷法提高透镜数值孔径的方法。浸渍平版印 刷法在成像设备(例如，KrF或ArF步进器)的最外层表面与硅晶片或其它基材 的第一表面之间使用较高折射率的流体。人们己经进行了某些努力以便克服与浸渍平版印刷术有关的问题。参见美 国专利申请出版物2006/0246373。浸渍平版印刷用的其它可靠的和方便的光刻 胶以及成像方法显然是所需要的。因此需要适用于浸渍照相平版印刷的新型材料和方法。
技术实现思路
我们现在提供用于浸渍照相平版印刷的新组合物和方法。本专利技术优选的光刻胶可包括(i) 一种或多种树脂，(ii) 可适当包括一种或多种光致酸产生剂(photoacid generator)化 合物的光活性组分，以及(iii) 两种或多种不同的材料，它们基本上不能与所述一种或多种树脂混合。附图简述附图说明图1描述了本专利技术较好光刻胶组合物层。在这些光刻胶组合物中，优选是化学增强正作用光刻胶 (chemically—amplified positive—acting resist)， 例如，所述树月旨组分 包括一种或多种树脂，所述树脂包括光致酸不稳定性基团，例如光致酸不稳定 性酯或乙縮醛(acetal)基团。所述光刻胶组合物的基本上不可混合的组分适当包括至少两种不同的材 料。这些不同的材料在本文中有时候指顶部材料(top material)和中 间材料(intermediate material)。优选的顶部材料和中间材料是聚合物 (树脂)，所述聚合物(树脂)中至少一个聚合物重复单元适当不同。在较好的体系中，所述顶部材料和中间材料也可通过疏水性区分，特别是 所述顶部材料的疏水性高于所述中间材料时。因此，例如所述中间材料可包含 更多的极性基团(相对于所述顶部材料)，其中该极性基团可适当包含一个或 多个杂原子(0、 N、 S)，如羟基、卤代醇(如-CH(OH) (CF3)2)、羧基(-C00H)、 酯(-C (=0) 0R，其中R是C,-2。烷基)、磺基(-S(WO和醚。例如，所述顶 部材料和中间材料是相同的一般树脂(general resin)，不同的是中间材料 的一个重复单元可包含卤代醇(例如-CH (OH) (CF3) 2)取代基，而顶部材料 的相应单元不含该卤代醇取代基。在其它较好的体系中，所述中间材料的疏水性也可不同于所述光刻胶组合 物的树脂组分，特别是中间材料的疏水性高于树脂组分时(同样地，在化学增 强正作用光刻胶中，所述树脂组分包括一种或多种具有光致酸不稳定性基团的 树脂)。因此，例如，所述一种或多种树脂可包括更多的极性基团(相对所述 中间材料以及顶部材料而言)，例如酯或乙縮醛基团(它可以是光活性的)或其它极性基团(它可适当包括一个或多个杂原子(0、 N、 S)，如羟基、卣代醇(如-CH (OH) (CF3) 2)、羧基(-C00H)、磺基(-S03H)和醚)。在该较好的光刻胶体系中，除了疏水性不同之外，所述顶部材料的表面能 较好大于所述中间材料的表面能。此外，较好的是所述中间材料的表面能大于 所述树脂组分的表面能(同样地，在化学增强正作用光刻胶中，所述树脂组分 包括一种或多种具有光致酸不稳定性基团的树脂)。例如，所述顶部材料和中 间材料之间的表面能之差可至少约为5、 10、 15、 20或25达因/厘米。类似地， 所述中间材料和树脂组分之间的表面能之差可至少约为5、 10、 15、 20或25 达因/厘米。在该较好的体系中，通过疏水性和表面能之间的差异，所述光刻胶组合物 的旋涂层可具有分级构造(graded configuration)，其中所述树脂组分的大 部分(substantial portion)(同样地，在化学增强正作用光刻胶中，所述 树脂组分包括一种或多种具有光致酸不稳定性基团的树脂)可相对于所述中间 材料和顶部材料更接近下面的基材表面，并且所述中间材料的大部分可比所述 光刻胶组合物层中的顶部材料更接近下面的基材表面。本文中，顶部材料、中 间材料或树脂组分的大部分表示所述材料或组分的至少30、 40、 50、 60 或70重量％，以所述光刻胶组合物中的所述材料或组分的总重量计。在曝光步骤中在与浸液接触的过程中，本专利技术的特别优选的光刻胶能够显 示低的光刻胶组分向浸液迁移(浸析)的量。重要的是，无需在光刻胶之上施加 任何类型的覆盖层或在光刻胶层和浸液之间施加阻隔层就可实现这种低量的 光刻胶材料向浸液迁移的效果。我们已经发现，酸和/或其它光刻胶材料从光刻胶层中向浸液层中不希望 有的迁移是特别有问题的。迁移到浸液中的酸或其它光刻胶材料至少会损害曝 光工具以及降低在光刻胶层中形成图案的分辨率。因此，本专利技术的光刻胶构成 了重要的进步。不受任何理论束缚，相信所述与一种或多种光刻胶树脂基本上不能混合种 或多种材料迁移至所施涂的光刻胶涂层的上层区域，因此抑制了光刻胶材料从 光刻胶层向外迁移到在浸渍曝光步骤中与光刻胶层接触的浸液中。另外，通过使用多种不可混合的材料，可控制光刻胶组合物的多个平板印 刷性质。例如，光刻胶组合物的顶部材料可提供最佳的水接触角，从而在浸渍 平板印刷过程中促进与保护涂层液体的相互作用。所述中间材料接着可用作主要阻挡物，以避免浸析。一起使用两种不同的材料(即顶部材料和中间材料) 也可提供对光刻胶组分不利地浸析入保护涂层浸液的更有效的控制。在本文中，与所述一种或多种光刻胶树脂基本上不可混合的材料包括被添 加到光刻胶中以后会导致光刻胶材料减少迁移或浸析到浸液中的这些材料。此 类基本上不可混合(non-raixable)的材料能够通过相对于对照光刻胶进行测 试而容易地依据经验加以确定，该对照光刻胶的组成与被测试光刻胶相同、但 与备选的基本上不可混合性材料不同。用于本专利技术光刻胶的合适的基本上不可混合的材料包括包含硅和/或氟取 代基的组分。用于本专利技术的光刻胶中的优选的基本上不可混合性材料可以是颗粒形式。 此类颗粒可以包括以离散颗粒形式所聚合而成的聚合物，即作为单独和分离的 聚合物颗粒形式。此类聚合物颗粒典型地具有一种或多种与线性或梯形聚合物 (如线性或梯形硅聚合物)不同的特性。例如，此类聚合物颗粒可具有规定的 尺寸和低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工光刻胶组合物的方法，所述方法包括：　（ａ）在基材上施加光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包括：　（ｉ）一种或多种树脂；　（ｉｉ）光活性组分；以及　（ｉｉｉ）两种或多种基本上不能与所述一种或多种树脂混合的材料；和　 　（ｂ）将所述光刻胶层浸渍暴露于辐照，以活化所述光刻胶组合物。

【技术特征摘要】
US 2007-11-5 61/001,8841.一种加工光刻胶组合物的方法，所述方法包括(a)在基材上施加光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包括(i)一种或多种树脂；(ii)光活性组分；以及(iii)两种或多种基本上不能与所述一种或多种树脂混合的材料；和(b)将所述光刻胶层浸渍暴露于辐照，以活化所述光刻胶组合物。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述两种或多种不可混合的材料 包括(i)顶部材料和(ii)中间材料，所述顶部和中间材料具有不同的表面能。3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述两种或多种基本上不可 混合的材料包括(i)顶部材料和(ii)中间材料，所述顶部和中间材料具有不 同的相对疏水性。4. 如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于所述两种或多种基本 上不可混合的材料包括(i)顶部材料和(ii)中间材料，所述顶部材料和中间 材料的疏水性大于所述一种或多种树脂的疏水性。5. 如权利要求l-4中任一项所述的方法，其特征在于所述两种或多种基本 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：D王，CB徐，GG巴克雷，
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]