光致抗蚀剂组合物、包括光致抗蚀剂组合物的经涂布衬底和形成电子装置的方法制造方法及图纸

一种光致抗蚀剂组合物，其包括酸敏性聚合物和具有式(I)的光酸产生剂化合物：

【技术实现步骤摘要】
光致抗蚀剂组合物、包括光致抗蚀剂组合物的经涂布衬底和形成电子装置的方法
本专利技术涉及一种包括含甲基化物的光酸产生剂(PAG)化合物的光致抗蚀剂组合物和形成电子装置的方法。
技术介绍
已知光致抗蚀剂可提供分辨率和尺寸足以用于许多现有商业应用的特征。然而，对于许多其它应用，需要可提供亚微米级尺寸的高分辨率图像的新光致抗蚀剂。已经进行各种尝试来改变光致抗蚀剂组合物的构成以改进功能特性的性能。除其它之外，已经报导用于光致抗蚀剂组合物中的多种光敏性化合物。参见例如美国专利第7,304,175号和美国专利申请公开案第2007/0027336号。确切地说，酸扩散可控且与聚合物的混溶性得到改进的经调试的光酸产生剂(PAG)对于满足因高分辨率光刻而升高的抗蚀剂材料的挑战极重要。举例来说，如果PAG未均匀分布在抗蚀剂膜内，那么在成像的光致抗蚀剂膜中可能产生如T型顶、底脚形成和凹口的某些缺陷。相信PAG阴离子的结构通过影响光酸产生剂与其它光致抗蚀剂组分的相互作用而在光致抗蚀剂的总体性能方面起关键作用。这些相互作用转而对光生酸的扩散特征具有显著作用。PAG结构和尺寸极大地影响光致抗蚀剂膜中的PAG的均匀分布。在本领域中，已广泛研究离子光酸产生剂化合物(PAG)，其含有氟化烷基磺酸酯基团。在光化分解后，这些PAG产生格外强的磺酸(超强酸)。已公开替代性有机阴离子，如经吸电子基团取代的酰亚胺阴离子或甲基化物阴离子的制造。参见例如美国专利第5,874,616号、第5,273,840号和第5,554,664号。确切地说，已使用具有式(RfSO2)2N-或(RfSO2)3C-(其中Rf为氟化烷基链)的有机阴离子作为PAG抗衡阴离子。举例来说，高度氟化酰亚胺或甲基化物阴离子的锍盐或碘盐用作193nm抗蚀剂调配物中的PAG组分(参见例如M.Padmanaban等人，《国际光学工程学会(SPIE)》，2003，第5039卷，第723页)。然而，上述甲基化物阴离子的高氟含量归因于其有限生物降解性而赋予非所需的环境影响。另外，疏水性氟化链赋予低表面能，其可导致贯穿光致抗蚀剂膜的深度的PAG的不均匀分布。随后PAG非均匀分布可能严重影响光刻成像结果。已尝试在光致抗蚀剂组合物中实现使用无氟PAG。参见例如美国专利第7,655,379号和美国专利申请公开案第2009/0176175号、第2009/0181319号以及第2009/0181320号。然而，这些尝试并未解决关键的PAG结构特征和物理特性。确切地说，所制备的PAG阴离子不具有缩短光刻处理期间的酸扩散长度所必需的结构特征，如易于与其它光致抗蚀剂组分非键合相互作用的庞大基团或官能团的并入。另外，这些PAG阴离子包含稠合芳族或杂芳族基团，其1)特征在于在深紫外辐射下的较强吸收且2)使得PAG难溶于典型的调配物溶剂中，尤其为如丙二醇单甲基醚(PGME)或丙二醇乙酸单甲酯(PGMEA)的极性溶剂中。因此，仍需要不含磺酸全氟烷基酯的PAG阴离子，其具有某些结构、化学和物理特征以限制光酸扩散率，提供与其它光致抗蚀剂组分的较好混溶性且在光分解后产生超强酸。
技术实现思路
一个实施例提供光致抗蚀剂组合物，其包括：酸敏性聚合物，溶剂，和具有式(I)的光酸产生剂化合物：其中：EWG为吸电子基团；Y为单键或键联基团；R为氢、直链或分支链C1-20烷基、直链或分支链C2-20烯基、单环或多环C3-20环烷基、单环或多环C3-20环烯基、单环或多环C3-20杂环烷基、单环或多环C3-20杂环烯基、单环或多环C6-20芳基、单环或多环C1-20杂芳基，除了氢以外的其中的每一个经取代或未经取代，其中当R包含可聚合基团时，光酸产生剂为酸敏性聚合物的聚合单元；且M+为有机阳离子。另一实施例提供包括酸敏性聚合物(其为光酸产生剂化合物的聚合产物)和溶剂的光致抗蚀剂组合物。另一实施例提供一种经涂布衬底，其包括：(a)在表面上具有一或多个待图案化的层的衬底；和(b)在所述一或多个待图案化的层上方的光致抗蚀剂组合物的层。另一实施例提供一种形成电子装置的方法，其包括：(a)将光致抗蚀剂组合物的层涂覆在衬底上；(b)逐图案地将所述光致抗蚀剂组合物层曝光于活化辐射；和(c)使所曝光的光致抗蚀剂组合物层显影以提供抗蚀剂浮雕图像。具体实施方式现在将详细参考例示性实施例，所述实施例的实例在附图中说明，其中相同的参考数字始终指代相同的元件。在这点上，本例示性实施例可具有不同形式并且不应被解释为限于本文中所阐述的描述。因此，例示性实施例仅通过参看图式在下文中进行描述以解释本专利技术概念的各方面。如本文所使用，术语“和/或”包括相关所列项目中的一或多个的任何和所有组合。如“中的至少一者”等表述当在元件列表之前时修饰元件的整个列表而不是修饰列表的个别元件。将理解，当元件称为在另一元件“上”时，其可直接与其它元件接触或中间元件可以存在于其之间。相比之下，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在插入元件。应了解，虽然本文中可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分加以区分。因此，在不脱离本专利技术实施例的教示内容的情况下，下文所论述的第一元件、组件、区域、层或部分可以称为第二元件、组件、区域、层或部分。本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且并不打算为限制性的。除非上下文另外清楚地指示，否则如本文所用，单数形式“一”和“所述”意图同样包括复数形式。另外应了解，术语“包含(comprises/comprising)”或“包括(includes/including)”在本说明书中使用时，意指所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或加入。除非另外界定，否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科技术语)具有本专利技术所属领域的技术人员的通常所理解的相同意义。另外应理解，术语(如在常用词典中所定义的那些术语)应解释为具有与其在相关技术和本专利技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文中明确地定义，否则将不会以理想化或过分正式意义进行解释。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“烷基”是指衍生自直链或分支链饱和脂肪族烃的基团具有指定碳原子数目并且具有至少一种价态。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“氟烷基”是指至少一个氢原子经氟原子置换的烷基。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“烷氧基”是指“烷基-O-”，其中术语“烷基”具有与上文所描述相同的意义。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“氟烷氧基”是指至少一个氢原子经氟原子置换的烷氧基。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“烯基”是指衍生自具有指定碳原子数目且具有至少一的价态的直链或分支链不饱和脂族烃的基团。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“亚氟烷基”是指至少一个氢原子经氟原子置换的亚烷基。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“环烷基”是指具有一或多个饱和环(其中所有环成员为碳)的单价基团。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“氟环烷基”是指至少一个氢原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致抗蚀剂组合物，其包含：酸敏性聚合物，溶剂，和具有式(I)的光酸产生剂化合物：

【技术特征摘要】
2015.12.31 US 62/2735231.一种光致抗蚀剂组合物，其包含：酸敏性聚合物，溶剂，和具有式(I)的光酸产生剂化合物：其中：EWG为吸电子基团；Y为单键或键联基团；R为氢、直链或分支链C1-20烷基、直链或分支链C2-20烯基、单环或多环C3-20环烷基、单环或多环C3-20环烯基、单环或多环C3-20杂环烷基、单环或多环C3-20杂环烯基、单环或多环C6-20芳基、单环或多环C1-20杂芳基，除了氢以外的其中的每一个经取代或未经取代，其中当R包含可聚合基团时，所述光酸产生剂为酸敏性聚合物的聚合单元；且M+为有机阳离子。2.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述光酸产生剂化合物具有式(II)或(III)：其中：X1、X2、X3和X4各自独立地为吸电子基团；X5和X6各自独立地为选自C(CN)2、C(NO2)2、C(COR27)2、C(CO2R28)2、C(SO2R29)2和C(Rf)2的吸电子基团，其中Rf为C1-C30氟烷基；Z1和Z2各自独立地为氢、直链或分支链C1-50烷基、单环或多环C3-50环烷基、单环或多环C3-50杂环烷基、单环或多环C6-50芳基、单环或多环C5-20杂芳基或其组合，其中基团Z1和Z2任选地彼此连接形成环；Y、R和M+与权利要求1中相同；且每个表示部分双键。3.根据权利要求2所述的光致抗蚀剂组合物，其中在式(III)中：EWG为CN；R为多环C3-20环烷基；Y为单键、-C(R30)2-、-N(R31)-、-O-、-S-、-S(＝O)2-、-(C＝O)-或其组合，其中每个R30和R31独立地为氢或C1-6烷基；且M+为有机锍阳离子或有机碘阳离子。4.根据权利要求2和3中任一项所述的光致抗蚀剂组合物，其中在式(III)中：X5和X6各自为C(CN)2；R为氢；且Y为单键。5.根据权利要求1到4中任一项所述的光致抗蚀剂组合物，其具有式(IV)：其中，X5、X6和M+与权利要求2中相同；R1为卤素、C1-10烷基、C1-10氟烷基、C1-10烷氧基、C1-10氟烷氧基、C3-10环烷基、C3-10氟环烷基、C3-10环烷氧基、C3-10氟环烷氧基或选自NO2、CN、C(RF)3或CO2R的吸电子基团，其中Rf为C1-C30氟烷基；且k为0、1、2、3或4的整数。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·阿卡德，W·威廉姆斯三世，J·F·卡梅伦，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US