试剂和抗蚀剂组合物的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C.章节119(e)要求2013年5月13日提交的美国临时专利申 请第61/822, 603号的权益，其公开内容特此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明的几个方面涉及化学领域和增强酸产生的试剂并且还涉及抗蚀剂组合物。
【背景技术】
[0004] 现行高分辨率平版过程是基于化学放大型抗蚀剂（CAR)并且用以图案化尺寸小 于100nm的特征。特征尺寸收缩到小于50nm。
[0005] 形成尺寸小于lOOnm的图案特征的方法公开于US7851252 (2009年2月17日提 交）中，其全文的内容以引用的方式并入本文中。
【发明内容】
[0006] 描述了增强酸产生剂的酸产生的试剂和光阻剂的组合物。典型地，这种试剂有助 于产生布朗斯台德酸（Bronstedacid)。此外，这种试剂可以适用于产生路易斯酸（Lewis acid)。典型地，这种试剂产生具有还原特性的中间物。
[0007] 此类试剂的实例是双芳基酮、芳烷基酮、双芳甲基卤化物、苯偶姻、咔唑、烷氧基 (或芳氧基）二苯甲酮、烷氧基（或芳氧基）甲基萘和含有至少一个苯甲基的试剂。
[0008] 在某些实施例中，所述试剂特征在于：当向除所述试剂以外的受体直接或间接施 加能量时，所述试剂通过从所述经激发的受体接受能量或与所述经激发的受体或由所述受 体产生的反应性化学物质反应而产生中间物；并且所述中间物增进酸从前驱体产生。
[0009] 在某些实施例中，所述试剂特征在于：当向所述试剂直接或间接施加能量时，由所 述试剂产生中间物；并且所述中间物增进酸从前驱体产生。
[0010] 在某些实施例中，所述中间物可以具有还原特性。在某些实施例中，所述中间物可 以是自由基，例如羰游基自由基。
[0011] 在某些实施例中，所述中间物释放具有还原特征的氢原子和氢离子中的至少一 者。
[0012] 在某些实施例中，所述能量包括用光（例如远紫外光或波长小于或等于15nm的 光）辐照。所述能量可以包括暴露于粒子射线，例如电子束。
[0013] 作为一个实例，所述光致抗蚀剂组合物可以应用于制造电子装置，例如半导体装 置和电光学装置。
[0014] 在某些实施例中关于本发明的一个方面的试剂特征在于：向所述试剂提供能量或 向接受所述能量的受体提供能量，由所述试剂产生中间物；并且所述中间物增进酸和碱等 化学物质酸从前驱体产生。
[0015] 优选的是所述中间物具有还原特性或电子供体特性。光酸产生剂可以通过由所述 中间物接受电子而容易地产生酸或碱。
[0016] 优选的是所述中间物是反应性中间物，例如自由基。
[0017] 优选的是所述中间物释放具有还原特征的氢原子和氢离子中的至少一者。
[0018] 优选的是所述中间物是羰游基自由基。此类羰游基自由基可以由芳基使其稳定 化，且具有至少一个芳基的所述试剂可以容易地形成此类羰游基自由基。
[0019] 优选的是所述能量的提供通过用光辐照或暴露于粒子射线而进行。
[0020] 优选的是所述能量的提供通过用波长等于或短于15nm的光以及电子束中的至少 一者辐照所述试剂而进行。通过用此类光或电子束辐照而进行的能量提供实现了形成具有 超精细结构的图案。
[0021] 在某些实施例中关于本发明的一个方面的组合物包括：以上试剂中任一者；和充 当酸的产生源的第一化合物。
[0022] 优选的是所述组合物进一步包括：具有可通过化学物质（例如酸和碱）裂解的键 的第二化合物。
[0023] 在某些实施例中关于本发明的一个方面的组合物包括：由式（I)表示的试剂；和 充当酸的产生源的第一化合物。
[0024] 化学式1
[0025]
[0026] 优选的是R1是氢原子；R2是氢原子、烷基羰基、芳基羰基、烷基、烯基、芳烷基、炔 基、含有环状或多环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氢原子以外的原子的取代 基；并且R3是氢原子、烷基羰基、芳基羰基、烷基、烯基、芳烷基、炔基、含有环状或多环状部 分的烷基或含有至少一个除碳原子和氢原子以外的原子的取代基。
[0027] 在某些实施例中关于本发明的一个方面的组合物包括：试剂；和通过接受能量、 或是接受电子或至少一个氢原子而产生酸的第一化合物。
[0028] 关于所述组合物，优选的是所述试剂包括：羟基；和含有键结到所述羟基以及氢 原子的碳原子的第一环状部分。
[0029] 关于所述组合物，优选的是所述试剂进一步包括第二环状部分，并且所述第一环 状部分含有至少两个还含于所述第二环状部分中的原子。
[0030] 关于所述组合物，优选的是所述试剂进一步包括第三环状部分，并且所述第一环 状部分含有至少两个还含于所述第三环状部分中的原子。
[0031] 关于所述组合物，优选的是所述第一环状部分是六元环或五元环。
[0032] 关于所述组合物，优选的是所述第二环状部分是芳香族基团。
[0033] 在某些实施例中关于本发明的一个方面的组合物包括：由式（II)表示的试剂；和 通过接受能量、或是接受电子或至少一个氢原子而产生酸的第一化合物。
[0034] 化学式2
[0035]
[0036] 关于所述组合物，优选的是：Z是羰基、亚甲基、烷氧基亚甲基、芳氧基亚甲基或羟 基亚甲基；R4是芳基，或含有芳香族基团并且在所述芳香族基团上具有含有至少一个除碳 原子和氢原子以外的原子的取代基的芳基；并且R5是氢原子、烷基羰基、芳基羰基、烷基、烯 基、芳烷基、炔基、含有环状或多环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氢原子以外的 原子的取代基。
[0037] 关于所述组合物，优选的是所述第一化合物是含有鑛离子或锍离子的有机盐。
[0038] 关于所述试剂，优选的是所述中间物通过从所述试剂提取氢原子而产生。
[0039] 关于所述试剂，优选的是所述中间物的基态的第一氧化电位和激发态的第二氧化 电位中的至少一者与所述前驱体的基态的第一还原电位和激发态的第二还原电位中的至 少一者之间的差值等于或大于〇. 10eV。
[0040] 关于所述试剂，优选的是所述第一还原电位低于所述第一氧化电位和所述第二氧 化电位中的至少一者。
[0041 ] 关于所述试剂，优选的是所述中间物具有还原特性。
[0042] 关于所述试剂，优选的是所述中间物是自由基。
[0043] 关于所述试剂，优选的是所述中间物释放具有还原特性的氢原子和氢离子中的至 少一者。
[0044] 关于所述试剂，优选的是所述中间物是羰游基自由基。
[0045] 关于所述试剂，优选的是所述能量的提供通过用光辐照所述试剂而进行。
[0046] 关于所述试剂，优选的是所述能量的提供通过用波长等于或小于15nm的光以及 电子束中的至少一者辐照所述试剂而进行。
[0047] 关于所述试剂，优选的是所述中间物通过使所述试剂的氢原子被提取而产生。
[0048] -种在某些实施例中关于本发明的一个方面的制造装置的方法，所述方法包括： 涂覆所述组合物中任一者的溶液到衬底，使得包括所述组合物的膜形成于所述衬底上；和 用电磁射线和粒子射线中的至少一者辐照所述膜，使得所述膜的第一部分经所述电磁射线 和所述粒子射线中的所述至少一者辐照而所述膜的第二部分未经所述电磁射线和所述粒 子射线中的所述至少一者辐照。
[0049] 关于所述方法，优选的是所述方法进一步包括：去除所述第一部分。
[0050] 关于所述方法，优选的是所述方法进一步包括：蚀刻所述衬底，使得已经存在了所 述第一部分的衬底的第三部分被蚀刻。
[0051] 关于所述方法，优选的是辐照所述膜是使用EUV光和电子束中的至少一者进行。
[0052] 在某些实施例中关于本发明的一个方面的试剂的特征在于：当向所述试剂直接或 间接施加能量时，从所述试剂产生中间物；并且所述中间物增进酸从前驱体的产生。
[0053] 关于所述试剂，优选的是所述中间物具有还原特性。
[0054] 关于所述试剂，优选的是所述中间物是自由基。
[0055] 关于所述试剂，优选的是所述中间物是羰游基自由基。
[0056] 关于所述试剂，优选的是所述中间物释放具有还原特性的氢原子和氢离子中的至 少一者。
[0057] 关于所述试剂，优选的是所述能量包括用光辐照。
[0058] 关于所述试剂，优选的是所述光的波长小于或等于15nm。
【附图说明】
[0059] 在图中，说明了当前视为实施发明的最佳方式的内容。
[0060][图1]图1展示了利用包括酸产生增强剂的光致抗蚀剂制造装置（例如集成电路 (1C))的过程。
【具体实施方式】
[0061] 本发明借助于以下说明性实例进一步描述。
[0062] 实验程序：
[0063] 合成4-氢吡喃基苯乙酮.
[0064] 将10. 0g4-羟基苯乙酮和9. 89g2H-二氢吡喃溶解于80. 0g二氯甲烷中。添加 0. 74g对甲苯磺酸吡啶鑰到含有4-羟基苯乙酮和2H-二氢吡喃的二氯甲烷溶液中。将混合 物在25摄氏度下搅拌3小时。然后，在添加1%氢氧化钠水溶液之后，进一步搅拌混合物。将 有机相通过借助液体萃取进行分离而收集。通过从收集的有机相蒸发溶剂获得14. 4g4-氢 吡喃基苯乙酮。
[0065] 合成1-(4-四氢吡喃基苯基）乙醇（实例1)·
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