[发明专利]用于光刻的包含糖组分的组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2010年11月15日提出的US临时申请序列号为61/413825的权益，所述申请的全部内容以参考的形式被引入这里。

本发明涉及特别适用于浸没平版印刷方法的新型光刻胶组合物。一方面，本发明优选的光刻胶组合物含有一种或多种含糖的材料。优选地，所述一种或多种含糖的材料与光刻胶的单独树脂组分基本上不互溶。特别优选的本发明的光刻胶用碱性水溶液显影时可表现出降低的缺陷。

背景技术

光刻胶是用来将图像转移到基材上的光敏膜。在基材上形成光刻胶涂层，然后光刻胶层通过光掩模曝光于活化辐射源之下。光掩模具有对活化辐射不透明的区域和对活化辐射透明的其它区域。曝光于活化辐射使得光刻胶涂层发生光致化学变化，从而将光掩模的图案转印到光刻胶涂敷的基材上。曝光之后，对光刻胶进行显影，得到可对基材进行选择性加工的浮雕图像。参见美国专利申请公开2006/0246373和20090197204的美国专利申请。

半导体工业的发展正在被Moore定律所推动，该定律声称IC设备的复杂性平均每两年翻一番。这要求以平版印刷方式转印具有更小特征尺寸的图案和结构。

虽然现有的光刻胶适用于许多用途，但现有的光刻胶还是显示出显著的缺陷，特别是在高性能应用，例如小于四分之一微米和小于十分之一微米特征的高分辨率形成等应用中。

我们现在提供新的光刻胶组合物和方法。光刻胶组合物包含含有一种或多种糖(sugar)基的材料。

更特别地，本发明优选的光刻胶可包含：

(i)一种或多种树脂，

(ii)适当地含有一种或多种光酸产生剂化合物的光活性成分，和

(iii)一种或多种含有糖取代基的材料(这样的材料在本文中有时候称为“糖取代的材料”或“糖材料”或其它类似的术语)。优选地，所述一种或多种含有糖取代基的材料与所述一种或多种树脂基本上不互溶(non-mixable)。

优选的光刻胶组合物包含一种或多种材料，所述材料包含任选取代的糖基基团。应该理解，本文所述的“糖”包括包含一个或多个蔗糖基的基团。

本发明特别优选的光刻胶可以显示出降低的与由光刻胶组合物形成的光刻胶浮雕图像相关的缺陷。在某些方面，形成的光刻胶浮雕图像的线路间的微桥可以被最小化或避免。

在本文中，与一种或多种光刻胶树脂基本上不互溶的一种或多种材料可以是任何具有以下功能的材料，当把它们加入到光刻胶中能够减少碱性水溶液显影时的缺陷。

除了糖取代基，适用于本发明光刻胶的糖取代材料(包括基本上不互溶的糖基取代材料)还包括含有硅和/或氟取代的组合物。

其他优选的是那些包含光酸不稳定基团的糖基取代材料(包括基本上不互溶的糖基取代材料)，所述光酸不稳定基团例如是光酸不稳定酯或缩醛基团，包括这里所述的用于化学放大光刻胶的树脂组分中的基团。

优选的适用于本发明光刻胶的糖基取代材料(包括基本上不互溶的糖基取代材料)能够溶于用于制备光刻胶组合物的相同的有机溶剂。

特别优选的适用于本发明光刻胶的糖基取代材料(包括基本上不互溶的糖基取代材料)与光刻胶树脂组分中的一个或多个树脂相比，具有较低的表面能和流体力学体积。较小的表面能更有利于使基本上不互溶的糖基取代材料隔离或迁移到光刻胶涂覆层的顶部或上部。同时，优选的糖基取代材料具有较小较高的流体力学体积，因为更有利于使一种或多种基本上不互溶的材料有效地迁移(较高的扩散系数)到光刻胶涂覆层的上部区域。

优选的适用于本发明光刻胶的糖基取代材料(包括基本上不互溶的糖基取代材料)能够溶于光刻胶显影组合物中(例如0.26N碱性水溶液，像0.26N的氢氧化四甲基氨水溶性显影剂)。因此，除了上述光致酸不稳定基团外，基本上不互溶的材料还包括其他溶于碱性水溶液的基团，例如烃基、氟化醇(例如-C(OH)(CF₃)₂)、羧基等。