[发明专利]用于光致抗蚀剂应用的低活化能溶解改性剂

说明书

技术领域

本发明一般地涉及照相平版印刷领域。更具体地，本发明涉及含有溶解改性剂的化学放大的光致抗蚀剂体系组合物，使用含有溶解改性剂的化学放大的光致抗蚀剂体系组合物的方法，和用于化学放大的抗蚀剂体系的溶解改性剂。

背景技术

采用在波长为436、365、257、248、193或157纳米(nm)的光化辐射，例如紫外线等对辐射敏感的聚合物膜进行构图是确定半导体器件中获得的高溶解电路的主要方式。辐射敏感的膜(常常称为光致抗蚀剂)通常由在所需基底上涂布的多组分配方组成。辐射线图像式样曝光，并诱导化学转换，当用合适的显影剂处理膜时，所述化学转换使得膜的曝光区域的溶解度不同于未曝光区域。

化学放大的光致抗蚀剂基于允许相对大量化学事件的催化机理，例如在正性光致抗蚀剂情况下的去保护反应，或者在负性调色光致抗蚀剂情况下的交联反应，这通过施加相对低剂量的将诱导催化剂(常常为强酸)形成的辐射线引起。然而，化学放大的光致抗蚀剂，尤其在亚50nm区域内，就出现低图像分辨率或者对比度的问题，常常称为“图像模糊”。

因此，对于具有改进的图像分辨能力以及对基底构图的改进方法的新的光致抗蚀剂组合物存在着持续的需求。

发明内容

本发明的第一方面是光致抗蚀剂组合物，它包括：

在含水碱性显影剂中可溶的聚合物；光致产酸剂；和溶解改性剂，其中溶解改性剂用下述结构中至少一种表示：

其中W和X独立地选自具有1-12个碳原子的亚烷基，和具有1-12个碳原子的氟化亚烷基；

其中P¹、P²、P³、P⁴、P⁵、P⁶、P⁷、P⁸、P⁹、P¹⁰、P¹¹、P¹²、P¹³、P¹⁴和P¹⁵各自独立地选自结构V、结构VI和结构VII：

其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶和R⁷各自独立地选自氢原子、具有4-12个碳原子的烃基、具有4-12个碳原子的取代烃基、具有4-12个碳原子的杂烃基，和具有4-12个碳原子的取代杂烃基；和

其中R¹、R²、R³中的任何两个或者R⁴、R⁵、R⁶中的任何两个可连接形成3-8元环基团。

本发明的第二方面是用以下结构表示的溶解改性剂：

本发明的第三方面是用以下结构表示的溶解改性剂：

本发明的第四方面是用以下结构表示的溶解改性剂：

本发明的第五方面是用以下结构表示的溶解改性剂：

本发明第六方面是光致抗蚀剂组合物，它进一步包括选自环己酮、乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯及其结合物中的流延溶剂。

本发明第七方面是在暴露于紫外辐射线之前，在碱性显影剂中不溶的光致抗蚀剂组合物。

本发明的第八方面是光致产酸剂，它通过暴露于波长小于约250nm的紫外辐射线下时，则产生游离酸。

本发明的第九方面是在光致抗蚀剂组合物暴露于紫外辐射线下之后，溶解改性剂成为可溶于含水碱性显影剂内。

本发明的第十方面是在光致抗蚀剂组合物暴露于紫外辐射线下并紧跟着加热到小于或等于约100℃下之后，溶解改性剂成为可溶于含水碱性显影剂内。

本发明第十一方面是光致抗蚀剂组合物，它进一步包括流延溶剂，和其中该光致抗蚀剂组合物包括约8重量％-约15重量％的聚合物，约1重量％-约3重量％的光致产酸剂，和约10重量％-约20重量％的溶解改性剂。

本发明的第十二方面是光致抗蚀剂组合物，其中该聚合物包括用下述结构表示的一种或更多种单体的重复单元：

M¹-R⁸(VIII_i)

M²-R⁹(VIII_ii)