[发明专利]包含多酰胺组分的光致抗蚀剂

说明书

技术领域

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求提交于2011年9月9日的美国临时申请No.61/533,128的优先权益，其内容在此全部以引用的方式全文插入于此。

本发明涉及包括含两个或多个酰胺基团组分的光致抗蚀剂组合物。本发明优选的光致抗蚀剂可包括具有光酸不稳定基团的树脂；光致产酸剂化合物；和多酰胺组分，其能减少光生酸不需要地扩散出光致抗蚀剂涂层的未曝光区域。

背景技术

光致抗蚀剂是将图像转移到基底的光敏薄膜。它们形成负性或正性图案。在基底上涂覆光致抗蚀剂之后，通过图案光掩膜将涂层曝光于激活能量源，如紫外光，在光致抗蚀剂涂层中形成潜像。光掩膜具有对于激活辐射不透明和透明区域从而限定转移到下层基底的图案。

已知的光致抗蚀剂可提供对许多现有的商业应用足够的分辨率和尺寸的功能部件(feature)。然而对于许多其它应用，需要能够提供小于四分之一微米(＜0.25μm)尺寸的高分辨率图案的新光致抗蚀剂。

已经进行了各种尝试改变光致抗蚀剂组合物的组成以改善功能特性效果。其中，许多碱性化合物已经被报道用于光致抗蚀剂组合物中。参见如美国专利No.6,607,870和7,379,548，以及日本公开专利申请JP61219951。

发明内容

本发明提供了光致抗蚀剂组合物，其包括树脂、光致产酸剂化合物(光致产酸剂或“PAG”)和包括以下式所示多酰胺(multi-amide)组分的酸扩散控制剂：

其中R¹、R²、R³和R⁴独立选自H、(C₁-C₃₀)烷基、和酰胺(amido)取代(C₁-C₃₀)烷基；R¹和R²，或R¹和R³或R³和R⁴可与连接其上的原子一起形成5到12元杂环；和L是在羰基之间提供3到8个原子间隔的连接基团；其中多酰胺化合物没有羟基。这些多酰胺组分包括多于一个酰胺基团。这些光致抗蚀剂可为正性作用或负性作用，并优选正性作用。

在优选的方面，本发明的光致抗蚀剂用于短波成像应用，如193nm成像。

尤其优选的本发明的光致抗蚀剂可用于浸没光刻应用中。

此处使用的术语“烷基”包括直链、支链和环烷基。术语“(甲基)丙烯酸酯”既包括丙烯酸酯也包括甲基丙烯酸酯。类似地，术语“(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和甲基丙烯酸。冠词“一”和“一个”指的是单数和复数。下述缩写具有如下意义：℃＝摄氏度；nm＝纳米；μm＝微＝微米；cm＝厘米；mJ＝毫焦耳；wt％＝重量百分比；和PAG＝光致产酸剂。

具体实施方式

我们已经发现在光致抗蚀剂组合物(包括化学放大光致抗蚀剂组合物)中使用特定多酰胺化合物可显著提高抗蚀剂浮雕图案(如精细线)的分辨率。尤其地，我们已经发现在酰胺羰基之间具有3到8个原子间隔(spacing)的多酰胺化合物相对于可比较的光致抗蚀剂显著提高了光刻结果，包括，所述可比较的光致抗蚀剂等同于下述光致抗蚀剂，其相反地含具有单酰胺基或不同排列多酰胺基的添加剂，或含有其它类型的碱性添加剂如含多酰胺的化合物。本发明的多酰胺化合物的使用也能对含所述化合物的光致抗蚀剂提供良好的储存寿命。不为任何理论所限制，认为多酰胺化合物添加剂在光致抗蚀剂层的曝光区域相对于含单一酰胺片段的可比较添加剂所提供的络合能更有效地与光生酸络合，并因此防止酸不需要的迁移入未曝光的抗蚀剂层区域。即，本发明的多酰胺化合物在光刻过程中适合作为光生酸的淬灭剂。

本发明的多酰胺化合物包括两个或多个酰胺片段(moiety)。优选地，本发明多酰胺化合物具有2到6个酰胺基，更优选2到4个酰胺基团，再优选2到3个酰胺基团和最优选2个酰胺基团。多酰胺化合物在光刻条件下用于络合光生酸且在使用的光致抗蚀剂配方中充分可溶或可分散。

适合用于本发明的多酰胺化合具有下式：