[发明专利]光刻胶组合物

说明书

本发明专利申请是申请号为200510128706.7，申请日为2005年11月24日，名称为“光刻胶组合物”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种化学增幅（chemically－amplified）型正性光刻胶组合物，它包含具有缩醛（acetal）和脂环基的添加剂。本发明的光刻胶具有显著提高的凹版印刷性能。本发明优选的光刻胶包括树脂组分、一种或多种光酸生成化合物和添加剂，所述树脂组分包括具有一个或多个光酸不稳定部分的聚合物，所述添加剂包含一个或多个脂环基团，例如金刚烷基等。本发明特别优选的光刻胶添加剂包含缩醛光酸不稳定基团。

背景技术

光刻胶是用于将图像转印到基材上的光敏膜。它们形成了负性或正性图像。在基材上涂覆光刻胶后，所述涂层通过有图形的光掩模曝光于活化能（例如紫外线、EUV、电子束等）中，从而在光刻胶涂层上形成潜在的图像。所述光掩模具有对光化辐射透明的区域和不透明的区域，以限定要转印到下层基材上的图像。浮雕图像是通过显影所述光刻胶涂层中的潜在图像得到的。光刻胶的使用一般可参见例如Deforest的Photoresist Materials and Processes，McGraw Hill Book Company，纽约（1975年），以及Moreau的Semiconductor Lithography，Principals，Practices and Materials，Plenum Press，纽约（1988年）。

化学增幅型正性光刻胶组合物可用来裂解光刻胶粘合剂的某些“保护”侧基，或者裂解组成光刻胶粘合剂主链的某些基团，该裂解形成了极性官能团，例如羧基、苯基或酰亚胺（imide），从而在所述光刻胶涂层的曝光区域和未曝光区域形成了不同的溶解特性。具体参见例如美国专利5075199、4968851、4883740、4810613和4491628以及加拿大专利申请2001384。

提高化学增幅型正性光刻胶的光刻胶凹版印刷性能的一种方法是，除了使用去保护树脂和光酸生成化合物之外，还使用某些有机添加剂。具体参见JP2003-241383、JP2003-241376和WO02102759。也可以参见美国专利6607870、6727049、6767688和6743563。

尽管目前可用的光刻胶可适用于许多用途，但目前的光刻胶也具有明显的缺陷，特别是在高性能应用（例如形成高分辨率亚－0.25微米功能元件（feature），或其它有挑战性的功能元件）中，例如用于形成一个图像中同时存在密集的和单独的线条的图像。在本文中，如果显影的光刻胶线或其它功能元件与最相邻的光刻胶功能元件相隔的距离等于其线宽的两倍或以上，那么通常认为它是“单独”的。因此，例如，如果印刷的线宽是0.25微米，那么当另一个相邻功能元件与该线间隔至少约0.50微米时，则该线认为是单独的（而不是密集的）。关于单独线条的常见分辨率问题包括圆顶（rounded top）和咬边（undercutting），当密集线（即线与最相邻光刻胶功能元件的间距小于其线宽的2倍）和隔离线形成于同一曝光区域时，该分辨率问题会加剧。

因此，目前需要新的光刻胶组合物，特别需要具有提高的凹版印刷性能的新光刻胶组合物。

发明内容

我们提供了一种新的光刻胶组合物，它包括：1）包括一种或多种聚合物的树脂组分，所述聚合物包括光酸不稳定基团；2）一种或多种光酸生成化合物；和3）一种或多种有机添加剂，所述有机添加剂包括一种或多种脂环基团和一种或多种光酸不稳定缩醛基团。

更具体地说，我们发现本发明优选的光刻胶组合物具有提高的氧化物基蚀刻剂耐受性、具有高的光刻胶组合物层的曝光和未曝光区域之间的对比度、和/或低的小功能元件（例如100纳米线）的线崩塌。相对于不包含本发明添加剂的可比光刻胶，本发明的光刻胶具有明显提高的单独线的性能。

本发明优选的光酸不稳定添加剂包括一种或多种脂环基团，例如金刚烷基、环己基、环戊基、降冰片基（norobornyl）等。包括许多稠合的或共价连接的环基的脂环基通常是优选的，其可包括2、3或4或更多个环基。优选的添加剂化合物具有较低的分子量，例如2000道尔顿或更低，更优选约1500、1000或800道尔顿或更低。