[发明专利]产酸剂和含有它的光刻胶

说明书

产酸剂和含有它的光刻胶。提供作为光刻胶组合物组分特别有用的产酸剂化合物。在一个优选的方面，提供光刻胶，包括：(i)一种聚合物；(ii)第一鎓盐产酸剂，当光刻胶组合物曝光于活化辐射时，其产生第一种酸；和(iii)第二鎓盐产酸剂，其1)含有共价键合的酸不稳定部分并且2)当光刻胶组合物曝光于活化辐射时，其产生第二种酸，其中第一种酸和第二种酸具有相差至少0.5的pKa值。

1.技术领域

一方面，本发明涉及新的光刻胶组合物，其包括第一鎓盐产酸剂；含有共价键合的酸不稳定部分的第二鎓盐产酸剂，且其中第一和第二鎓盐曝光于活化辐射时产生具有不同pKa值的酸。

2.背景技术

光刻胶是用于将图像转移到基材的光敏膜。它们形成负像或正像。在基底上涂敷光刻胶后，该涂层通过图案化的光掩模曝光于活化能源中，例如紫外线，从而在光刻胶涂层中形成潜像。该光掩模具有对活化辐射不透明的和透明的区域，以限定要转印到下面基材上的图像。浮雕图像是通过显影光刻胶涂层上的潜在图案得到的。

已知的光刻胶能够提供足够用于许多已经存在的商业应用的分辨率和尺寸特征。然而对于许多其他应用，存在对于能够提供亚微米尺寸的高分辨率图像的新光刻胶的需求。

已经做了各种尝试来改变光刻胶组合物的组成以提高功能特性的性能。其中，各种光活性化合物已被报道用于光刻胶组合物中。参见US20070224540和EP1906241。也可参见US2012/0065291。深紫外线(EUV)和电子束成像技术也被应用。参见美国专利US7,459,260。EUV利用短波辐射，一般在1nm-40nm之间，通常采用13.5nm辐射。

EUV光刻胶的研发一直是EUV光刻(EUVL)技术实现的挑战性问题。需要研发可以提供高分辨率精细特性的材料，包括低线宽粗糙度(LWR)，和足量的敏感性以提供晶片生产能力。

发明内容

我们现已发现了包括产酸剂混合物的新光刻胶组合物，其中该产酸剂曝光于活化辐射时产生具有不同pKa值的酸并且至少一种产酸剂含有共价键合的酸不稳定部分。

不受理论限制，相信在某些优选的系统中，具有较弱酸阴离子组分的产酸剂可作为一种光分解性淬灭化合物，从而降低曝光区域中非复合碱的浓度，所述非复合碱可导致更高的对比度，以及例如改进的LWR(线宽粗糙度)、CDU和CER。其他能够感知到的好处包括更快的感光速度和改进的曝光宽容度。

在优选的方面，本发明的产酸剂化合物和光刻胶尤其适用于EUV成像。

在一个优选的方面，提供的光刻胶组合物包括(i)一种聚合物；(ii)第一鎓盐产酸剂；和(iii)含有共价键合酸不稳定部分的第二鎓盐产酸剂；其中第一和第二鎓盐曝光于活化辐射时产生pKa值相差至少0.5的不同酸。该第一和第二鎓盐也适合制备pKa值在更大数量上不同的各自的酸，例如，第一鎓盐曝光于活化辐射时产生的酸(第一种酸)在pKa值上相对于第二鎓盐曝光于活化辐射时产生的酸(第二种酸)的pKa值相差至少0.5、1、1.2、1.5、1.7、2、2.2、2.5、2.7、3、3.2、3.5、3.7或4.0。

另外，在一方面，由第一鎓盐产生的第一种酸的pKa值低于由第二鎓盐产生的第二种酸的pKa值。在另一方面，由第二鎓盐产生的第二种酸的pKa值低于由第一鎓盐产生的第一种酸的pKa值。

在另一优选的方面，提供的光刻胶组合物包括：(i)一种聚合物；(ii)第一鎓盐产酸剂，其包含磺酸根阴离子，在磺酸根部分的α位置含有至少一个吸电子取代基；以及(iii)第二鎓盐产酸剂，其包含(a)共价键合的酸不稳定部分和(b)磺酸根、羧酸根或氨基磺酸根阴离子，在磺酸根、羧酸根或氨基磺酸根部分的α位置不包含吸电子基团。

在某些方面，产酸剂中的一种具有相对弱的酸阴离子组分，如pKa为1.0或更高、1.5或更高、2.0或更高、2.5或更高、3.0或更高、或4.0或更高的阴离子组分。