专利名称：新聚合物和光致抗蚀剂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有含有一个或多个光酸产生基团的单元的新聚合物及含有该聚合物的光致抗蚀剂组合物。本发明优选的聚合物适用于在短波长，如亚-nm特别是193nm成像的光致抗蚀剂。
背景技术：
光致抗蚀剂是将图像转移到基底上的感光性膜。在基底上形成光致抗蚀剂涂层之后，通过光掩模使光致抗蚀剂(photoresist)层曝光于活化辐射源。该光掩模具有对活化辐射透明和不透明区域。曝光于活化辐射使得光致抗蚀剂涂料发生光诱导的化学变化，从而将光掩模图案转移至光致抗蚀剂涂覆的基底。曝光后，显影光致抗蚀剂得到能够实现对基底进行选择性处理的浮雕图案。尽管目前能够获得的光致抗蚀剂适用于多种应用，但是目前的抗蚀剂也显示出明显的缺陷，特别是在高性能的应用中，如形成高分辨率的亚-半微米和亚-四分之一微米的功能元件(feature)。将光酸产生剂成分共价连接到抗蚀剂树脂上的某些努力已见报道。 参见 US 专利 7049044 和 US 2008/0206671。
发明内容
我们现在已经发现新光活性聚合物和含有该聚合物作为树脂组分的光致抗蚀剂组合物。一方面，提供具有光酸不稳定基团的光活性聚合物。在优选的实施例中，树脂的酸不稳定部分包括光酸产生剂。在优选的实施例中，聚合物部分的光诱导断裂(cleavage)导致从聚合物中释放出酸性基团(如磺酸等)。在优选的方面，合适的树脂酸不稳定基团包括例如酯和缩醛。另一方面，提供具有共价连接的离子光酸产生剂基团的光活性聚合物，包括作为鐺盐络合的离子光酸产生基团，如锍鐺基团或碘鐺基团。另一个方面，提供具有共价连接的非离子光酸产生剂基团的光活性聚合物，如酰亚胺磺酸盐、肟磺酸盐、N-氧酰亚胺磺酸盐、二砜、N-磺酰氧基酰亚胺、硝基卞基化合物和卤化物。另一方面，提供具有碳脂环、杂脂环、酸酐、内酯、萘基、羟基或丙烯酸酯基团的光活性聚合物。本发明特别优选的光活性聚合物具有含有以下单体或由以下单体组成的聚合单元丙烯酸2-甲基金刚烷酯、丙烯酸羟基金刚烷酯、甲基丙烯酸羟基金刚烷酯、马来酸酐、 降冰片烯、3，4-二氢吡喃、任选取代的苯基或任选取代的萘基。可以通过多种方式将光酸产生剂基团引入(共价连接)聚合物结构。例如，可聚合单体如丙烯酸酯单体具有光酸产生剂部分，这些单体可与其它试剂反应从而提供具有含有光酸产生剂部分(moiety)的重复单元的聚合物。可选地，光酸产生剂基团可接枝到形成的聚合物上，如使光酸产生剂化合物接枝到聚合物的重复单元的羟基基团上。
本发明的聚合物优选应用于在亚-200nm，例如193nm下成像的光致抗蚀剂中，因此优选基本上不含苯基取代基。例如，优选的聚合物含有少于约IOmol%的苯基基团，更优选少于约5mol%、4mol%、3mol%、2mol%或lmol%的苯基基团。在某些方面，特别优选的在193nm下成像的聚合物完全不含有苯基基团。本发明的聚合物也适用于在更长波长如248nm成像的抗蚀剂中。这样的聚合物适当含有芳香基团，如通过乙烯基芳香基团的聚合而提供的，例如乙烯基苯酚、乙酰氧基 (acetoxy)苯乙烯(其中聚合后乙酰氧基基团可脱保护从而提供酚单元)、苯乙烯、甲基苯乙烯和乙烯基萘等。本发明还提供含有本文所公开的聚合物或聚合物的混合物的负性光致抗蚀剂。负性光致抗蚀剂优选具有交联剂成分，如胺基材料，比如三聚氰胺树脂或苯并胍胺 (benzaguanamine)树月旨。本发明还提供了形成浮雕图案的方法，包括形成高分辨率浮雕图案的方法，如，如线形图案，其中各线具有基本垂直的侧壁且线宽为0. 25微米或以下。本发明进一步提供制品，所述制品包括基底，例如其上覆有本发明的聚合物、光致抗蚀剂或抗蚀剂的浮雕图案的微电子晶片基底、光电基底、液晶显示或其它平板显示基底。
具体实施例方式以下公开了本发明的其它方面。如上所述，我们现在提供具有树脂组分的新光致抗蚀剂组合物，该树脂组分具有一个或多个共价连接的光酸产生剂基团，其中一个或多个光酸产生剂部分为一个或多个树脂光酸不稳定基团的成分(例如共价键合)。优选的是，树脂光酸不稳定基团的光诱导断裂反应导致光酸产生剂基团从树脂上断裂(共价键断裂)。如此，在优选的方面，光刻过程中，光酸不稳定基团的光诱导反应导致一个或多个光酸产生剂基团从树脂上断裂。本发明的树脂可以具有多种共价连接的光酸产生剂基团， 其包括离子或非离子光酸产生剂。特别优选具有(或光活化时产生)磺酸的光酸产生基团， 包括具有氟取代基的磺酸。在特别优选的方面，树脂的氟代磺酸PAG成分的结构式为R(CH2)n(CF2)2S03_，其中 η为0-5的整数(优选η为0、1、2或3，R为化学键或非氢取代基如取代的酯。在另一优选的方面，树脂的氟代磺酸PAG成分的结构式为R(CY2)n(CF2)2S03_，其中η为0-5的整数(优选 η为0、1、2或3 ；每个Y相同或不同，为氢，卤原子，如F，任选取代的烷基特别为C1,的卤代烷基，如氟代烷基尤其是CV6的氟代烷基，例如-CF3 ；R为化学键或非氢取代基如取代的酯。本发明特别优选的PAG单体化合物包括以下物质。这些单体可以共聚以提供本发明的PAG-树脂。这些优选的化合物也适于与除以下所描述的特别优选的阴离子基团外的其它阴离子络合。
权利要求
1.一种光致抗蚀剂组合物，所述组合物包括树脂，所述树脂具有(i) 一个或多个共价连接于树脂上的光酸产生剂基团，和(ii) 一个或多个光酸不稳定基团，其中一个或多个光酸产生剂部分为一个或多个光酸不稳定基团的成分。
2.权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中光酸不稳定基团的光诱导反应使得一个或多个光酸产生剂基团从树脂上断裂。
3.权利要求1或2所述的光致抗蚀剂组合物，其中光酸产生剂基团为离子型。
4.权利要求1或2所述的光致抗蚀剂组合物，其中光酸产生剂基团为非离子型。
5.权利要求2所述的光致抗蚀剂组合物，其中断裂导致磺酸从树脂上断裂。
6.权利要求1-5任一项所述的光致抗蚀剂组合物，其中具有光酸产生剂基团的树脂还具有碳脂环、杂脂环、酸酐、内酯、萘基、羟基和/或丙烯酸酯基团。
7.权利要求1-6任一项所述的光致抗蚀剂组合物，其中具有光酸产生剂基团的树脂还具有丙烯酸2-甲基金刚烷基酯、丙烯酸羟基金刚烷基酯、甲基丙烯酸羟基金刚烷基酯、马来酸酐、降冰片烯、3，4-二氢吡喃、任选取代的苯基和/或任选取代的萘基的聚合单元。
8.—种制造电子设备的方法，所述方法包括将权利要求1-7任一项所述的光致抗蚀剂的涂层施加到基底上；使光致抗蚀剂涂层曝光于图案化的活性辐射；和显影曝光后的光致抗蚀剂涂层以提供光致抗蚀剂的浮雕图案。
9.权利要求8所述的方法，其中光致抗蚀剂组合物使用193nm图案化的活性辐射进行浸渍曝光。
10.一种树脂，所述树脂具有(i) 一个或多个共价连接于树脂上的光酸产生剂基团，和(ii) 一个或多个光酸不稳定基团，其中一个或多个光酸产生剂基团为一个或多个光酸不稳定基团的成分。
全文摘要
新聚合物和光致抗蚀剂组合物。提供了一种光致抗蚀剂组合物，所述组合物包括树脂，所述树脂具有(i)一个或多个共价连接于树脂上的光酸产生剂基团，和(ii)一个或多个光酸不稳定基团，其中一个或多个光酸产生剂部分为一个或多个光酸不稳定基团的成分。本发明优选的聚合物适用于在短波长，如200nm以下，特别是193nm成像的光致抗蚀剂。
文档编号G03F7/00GK102279520SQ201110137538
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者C-B·徐, E·阿恰达, 刘骢 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司