光刻胶组合物和形成光刻图案的方法
【专利摘要】光刻胶组合物和形成光刻图案的方法。一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包含：包含酸不稳定基团的第一聚合物；第二聚合物，所述第二聚合物包含：由下列通式(I)的第一单体形成的第一单元，其中：P是可聚合的官能团；R1选自取代和未取代的C1-C20线性、支化和环状烃；Z是选自取代和未取代的线性或支化脂肪族和芳族烃及其组合的间隔单元，任选具有一个或多个选自-O-、-S-和-COO-的连接结构部分；和n是0-5的整数；以及由具有碱性结构部分的第二单体形成的第二单元，其中第一单体和第二单体不相同；其中第二聚合物不含酸不稳定基团且其中第二聚合物具有比第一聚合物低的表面能；光酸产生剂；和溶剂。
【专利说明】光刻胶组合物和形成光刻图案的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子设备的制备。更具体地说，本发明涉及光刻胶组合物和光刻方法，该方法允许使用负色调显影工艺(negative tone development process)形成精细图案(fine patterns)。
【背景技术】
[0002]人们已经从材料和工艺两个角度做了相当大的努力来扩展浸溃光刻方法中正色
调显影(positive tone development)的实际分辩率性能。其中的--个实施例包括负色
调显影(NTD)，即一种图像翻转技术，其允许使用用于印刷临界暗区层的明区掩模获得优异的图像质量。NTD光刻胶通常使用具有酸不稳定基团的树脂和光酸产生剂。暴露于光化辐射下导致光酸产生剂形成酸，该酸在后曝光(post-exposure)烘焙期间引发树脂中的酸不稳定基团解离。由此，在曝光和未曝光的光刻胶区域之间产生在有机显影剂中的溶解特性的差别，这样使得可通过显影剂除去光刻胶的未曝光区域，留下由不溶的曝光区域产生的图案。此类方法描述在例如Goodall等的美国专利N0.6，790, 579中。对于所述光刻胶化学现象，所述光刻胶层的曝光区域可以用碱性显影剂有选择地除去，或者替代地，所述未曝光区域可以通过适用于负色调显影的非极性溶剂处理来有选择地除去。
[0003]本发明人已经注意到NTD工艺中的光刻胶表面抑制可以在显影的抗蚀图案中产生接触孔的“颈缩(necking)”或线(line)以及沟槽图案中的“T-顶(T-topping) ”。该效果图解于图1中，具有基材1、待图案化层2和图案化光刻胶层3。在光刻胶曝光期间，所述极性-转换区域不希望地扩展到光刻胶表面的区域4，该区域位于不透明掩模图案的边缘部分之下。被认为是不透明掩模图案边缘下漫射光散射的结果。在使用有机显影剂显影期间，光刻胶层的未曝光(未转换)区域被除去，以形成接触孔图案5。所得的图案在极性转换光刻胶区域4没有除去的光刻胶层上表面具有缩颈。“缩颈”和“T-顶”的出现通常会导致差的加工窗口，包括聚焦深度和曝光范围。这些问题可导致如在窄沟槽或线图案形成时，随机消失接触孔或者导致微桥(micro-bridging)缺陷,从而不利地影响设备产率。
[0004]Bae等的美国专利申请公开N0.US2011/0294069A1，公开了光刻胶组合物，其中包括酸敏感基体聚合物，比所述第一聚合物表面能低的特定添加聚合物；光酸产生剂和溶剂。但该文件同样承认存在与表面抑制相关的问题，并认为需要有针对该问题的进一步改进方法。
[0005]在现有技术中还需要继续改进用于负色调显影的组合物和光刻方法，以允许在电子设备制造中形成精细图案并解决与现有技术相关的一个或多个问题。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，提供光刻胶组合物。所述光刻胶组合物包含:光刻胶组合物，包含:第一聚合物，包含酸不稳定基团；第二聚合物，包含:具有下列通式(I)的第一单体形成的第一单元:[0007]
【权利要求】
1.一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包含: 包含酸不稳定基团的第一聚合物； 第二聚合物，所述第二聚合物包含: 由下列通式(I)的第一单体形成的第一单元:
2.权利要求1的光刻胶组合物，其中第一单元由下列通式(1-1)的单体形成:
3.权利要求2的光刻胶组合物，其中R4选自氟化和非氟化C3-C8烷基。
4.权利要求1-3中任一项的光刻胶组合物，其中第二单元由包含可聚合基团和碱性结构部分的单体形成，所述可聚合基团选自(烷基)丙烯酸酯、乙烯基、烯丙基和马来酰亚胺，以及所述碱性结构部分选自胺。
5.权利要求1-3中任一项的光刻胶组合物，其中第二单元由包含可聚合基团和碱性结构部分的单体形成，所述可聚合基团选自(烷基)丙烯酸酯、乙烯基、烯丙基和马来酰亚酰胺，以及所述碱性结构部分选自酰胺。
6.权利要求1-5中任一项的光刻胶组合物,其中含碱性结构部分单兀由选自如下的一种或多种单体形成:
7.权利要求6的光刻胶组合物,其中含碱性结构部分单兀由选自如下的一种或多种单体形成:
8.一种涂覆基材，包含基材和形成在基材表面上的权利要求1-7中任一项的光刻胶组合物的层。
9.一种通过负色调显影形成光刻图案的方法，所述方法包括: (a)提供基材，所述基材的表面上包括一个或多个待图案化层； (b)在所述一个或多个待图案化层上涂覆权利要求1-7中任一项的光刻胶组合物层； (C)将所述光刻胶组合物层图案化曝光于光化辐射下； (d)在后曝光烘焙工艺中加热曝光的光刻胶组合物层；和 (e)向所述光刻胶组合物层施加包含有机溶剂的显影剂，其中光刻胶层的未曝光部分通过显影剂被除去，从而在所述一个或多个待图案化层上留下光刻胶图案。
10.权利要求9的方法，其中通过浸溃光刻法进行所述图案化曝光。
【文档编号】G03F7/004GK103576458SQ201310491354
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】朴钟根, C·N·李, C·安德斯, D·王 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司