光刻膠組合物和形成光刻圖案的方法
【專(zhuān)利摘要】光刻膠組合物和形成光刻圖案的方法。一種光刻膠組合物，所述光刻膠組合物包含：包含酸不穩(wěn)定基團(tuán)的第一聚合物；第二聚合物，所述第二聚合物包含：由下列通式(I)的第一單體形成的第一單元，其中：P是可聚合的官能團(tuán)；R1選自取代和未取代的C1-C20線性、支化和環(huán)狀烴；Z是選自取代和未取代的線性或支化脂肪族和芳族烴及其組合的間隔單元，任選具有一個(gè)或多個(gè)選自-O-、-S-和-COO-的連接結(jié)構(gòu)部分；和n是0-5的整數(shù)；以及由具有堿性結(jié)構(gòu)部分的第二單體形成的第二單元，其中第一單體和第二單體不相同；其中第二聚合物不含酸不穩(wěn)定基團(tuán)且其中第二聚合物具有比第一聚合物低的表面能；光酸產(chǎn)生劑；和溶劑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光刻膠組合物和形成光刻圖案的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備的制備。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及光刻膠組合物和光刻方法，該方法允許使用負(fù)色調(diào)顯影工藝(negative tone development process)形成精細(xì)圖案(fine patterns)。
【背景技術(shù)】
[0002]人們已經(jīng)從材料和工藝兩個(gè)角度做了相當(dāng)大的努力來(lái)擴(kuò)展浸潰光刻方法中正色
調(diào)顯影(positive tone development)的實(shí)際分辯率性能。其中的--個(gè)實(shí)施例包括負(fù)色
調(diào)顯影(NTD)，即一種圖像翻轉(zhuǎn)技術(shù)，其允許使用用于印刷臨界暗區(qū)層的明區(qū)掩模獲得優(yōu)異的圖像質(zhì)量。NTD光刻膠通常使用具有酸不穩(wěn)定基團(tuán)的樹(shù)脂和光酸產(chǎn)生劑。暴露于光化輻射下導(dǎo)致光酸產(chǎn)生劑形成酸，該酸在后曝光(post-exposure)烘焙期間引發(fā)樹(shù)脂中的酸不穩(wěn)定基團(tuán)解離。由此，在曝光和未曝光的光刻膠區(qū)域之間產(chǎn)生在有機(jī)顯影劑中的溶解特性的差別，這樣使得可通過(guò)顯影劑除去光刻膠的未曝光區(qū)域，留下由不溶的曝光區(qū)域產(chǎn)生的圖案。此類(lèi)方法描述在例如Goodall等的美國(guó)專(zhuān)利N0.6，790, 579中。對(duì)于所述光刻膠化學(xué)現(xiàn)象，所述光刻膠層的曝光區(qū)域可以用堿性顯影劑有選擇地除去，或者替代地，所述未曝光區(qū)域可以通過(guò)適用于負(fù)色調(diào)顯影的非極性溶劑處理來(lái)有選擇地除去。
[0003]本發(fā)明人已經(jīng)注意到NTD工藝中的光刻膠表面抑制可以在顯影的抗蝕圖案中產(chǎn)生接觸孔的“頸縮(necking)”或線(line)以及溝槽圖案中的“T-頂(T-topping) ”。該效果圖解于圖1中，具有基材1、待圖案化層2和圖案化光刻膠層3。在光刻膠曝光期間，所述極性-轉(zhuǎn)換區(qū)域不希望地?cái)U(kuò)展到光刻膠表面的區(qū)域4，該區(qū)域位于不透明掩模圖案的邊緣部分之下。被認(rèn)為是不透明掩模圖案邊緣下漫射光散射的結(jié)果。在使用有機(jī)顯影劑顯影期間，光刻膠層的未曝光(未轉(zhuǎn)換)區(qū)域被除去，以形成接觸孔圖案5。所得的圖案在極性轉(zhuǎn)換光刻膠區(qū)域4沒(méi)有除去的光刻膠層上表面具有縮頸?！翱s頸”和“T-頂”的出現(xiàn)通常會(huì)導(dǎo)致差的加工窗口，包括聚焦深度和曝光范圍。這些問(wèn)題可導(dǎo)致如在窄溝槽或線圖案形成時(shí)，隨機(jī)消失接觸孔或者導(dǎo)致微橋(micro-bridging)缺陷,從而不利地影響設(shè)備產(chǎn)率。
[0004]Bae等的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.US2011/0294069A1，公開(kāi)了光刻膠組合物，其中包括酸敏感基體聚合物，比所述第一聚合物表面能低的特定添加聚合物；光酸產(chǎn)生劑和溶劑。但該文件同樣承認(rèn)存在與表面抑制相關(guān)的問(wèn)題，并認(rèn)為需要有針對(duì)該問(wèn)題的進(jìn)一步改進(jìn)方法。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中還需要繼續(xù)改進(jìn)用于負(fù)色調(diào)顯影的組合物和光刻方法，以允許在電子設(shè)備制造中形成精細(xì)圖案并解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供光刻膠組合物。所述光刻膠組合物包含:光刻膠組合物，包含:第一聚合物，包含酸不穩(wěn)定基團(tuán)；第二聚合物，包含:具有下列通式(I)的第一單體形成的第一單元:[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種光刻膠組合物，所述光刻膠組合物包含: 包含酸不穩(wěn)定基團(tuán)的第一聚合物； 第二聚合物，所述第二聚合物包含: 由下列通式(I)的第一單體形成的第一單元:
2.權(quán)利要求1的光刻膠組合物，其中第一單元由下列通式(1-1)的單體形成:

3.權(quán)利要求2的光刻膠組合物，其中R4選自氟化和非氟化C3-C8烷基。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的光刻膠組合物，其中第二單元由包含可聚合基團(tuán)和堿性結(jié)構(gòu)部分的單體形成，所述可聚合基團(tuán)選自(烷基)丙烯酸酯、乙烯基、烯丙基和馬來(lái)酰亞胺，以及所述堿性結(jié)構(gòu)部分選自胺。
5.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的光刻膠組合物，其中第二單元由包含可聚合基團(tuán)和堿性結(jié)構(gòu)部分的單體形成，所述可聚合基團(tuán)選自(烷基)丙烯酸酯、乙烯基、烯丙基和馬來(lái)酰亞酰胺，以及所述堿性結(jié)構(gòu)部分選自酰胺。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的光刻膠組合物,其中含堿性結(jié)構(gòu)部分單兀由選自如下的一種或多種單體形成:
7.權(quán)利要求6的光刻膠組合物,其中含堿性結(jié)構(gòu)部分單兀由選自如下的一種或多種單體形成:
8.一種涂覆基材，包含基材和形成在基材表面上的權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的光刻膠組合物的層。
9.一種通過(guò)負(fù)色調(diào)顯影形成光刻圖案的方法，所述方法包括: (a)提供基材，所述基材的表面上包括一個(gè)或多個(gè)待圖案化層； (b)在所述一個(gè)或多個(gè)待圖案化層上涂覆權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的光刻膠組合物層； (C)將所述光刻膠組合物層圖案化曝光于光化輻射下； (d)在后曝光烘焙工藝中加熱曝光的光刻膠組合物層；和 (e)向所述光刻膠組合物層施加包含有機(jī)溶劑的顯影劑，其中光刻膠層的未曝光部分通過(guò)顯影劑被除去，從而在所述一個(gè)或多個(gè)待圖案化層上留下光刻膠圖案。
10.權(quán)利要求9的方法，其中通過(guò)浸潰光刻法進(jìn)行所述圖案化曝光。
【文檔編號(hào)】G03F7/004GK103576458SQ201310491354
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】樸鐘根, C·N·李, C·安德斯, D·王 申請(qǐng)人:羅門(mén)哈斯電子材料有限公司