[发明专利]杯芳烃化合物和包含该杯芳烃化合物的抗蚀剂组合物

说明书

相关申请的交叉参考

本申请是于2011年9月23日提交的美国临时申请第61/538,672号的非临时申请，其内容在此全部引入并作参考。

背景技术

用于先进一代微光刻(即，超出193nm浸没式光刻以及进入到下一代光学例如电子束、X射线和在很短的13.4nm波长工作的极紫外光刻)的设计原则趋向于越来越小的尺寸，例如30nm及以下。通常，焦深(DOF)随着因数值孔径(NA)变大而变大的分辨率而必然会减小，且从而抗蚀剂厚度也会减小以适应越来越小的特征尺寸。随着线宽的变窄和抗蚀剂的变薄，一致性问题，例如线边缘粗糙度(LER)和分辨率，在限制光致抗蚀剂的表现和效能方面起到越来越重要的作用。这些现象在半导体设备的制造中是人们所感兴趣的，例如，过度的LER可以导致在例如晶体管和栅构造中低劣蚀刻和缺乏线宽控制，会潜在地造成电路短接和信号延迟。由于一般用于制备EUV光致抗蚀剂的聚合物材料的回转半径比所述LER要求的(即，小于3nm)大得多，当浇铸形成非晶薄膜时通常被称作分子玻璃的小的、离散的和定义完善的分子已经被认为是发展EUV光致抗蚀剂平台的可能候选者。

分子玻璃已经在负性和正性抗蚀剂中使用。美国专利申请公开号2010/0047709A1描述了基于杯[4]芳烃的低析出气体的抗蚀剂，该杯[4]芳烃由间苯二酚或连苯三酚和具有例如侧苯基或环己基的取代醛制备，且溶解控制基团连接到间苯二酚/连苯三酚的羟基上。然而，仍然存在基于杯[4]芳烃的抗蚀剂的需求，该基抗蚀剂改进了分辨率来满足对于抗蚀剂具有想要的高分辨率和低LER的严格要求，以及具有在处理稳定性上的进一步改善。

发明内容

现有技术的一个或多个以上或其它缺点可以通过根据本发明的分子玻璃化合物来克服，其包含式(I)的芳族化合物和式(II)的多环或稠环芳香醛的四聚反应产物：

C₆R¹_x(OR²)_y    (I)

其中R¹为H、F、C_1-20烷基、C_1-20卤烷基、C_6-20芳基、C_6-20卤芳基、C_7-20芳烷基、或C_7-20卤代芳烷基，R²为H、C_1-20烷基、C_1-20卤烷基，x为6-y且y为2或3，至少一个OR²基团为羟基，并且至少两个OR²基团是彼此处于间位的，

Ar¹-CHO    (II)

其中，Ar¹是取代的、卤取代的或非取代的C_4-20杂环含芳族基团的部分，或取代的、卤取代的或非取代的C_8-20稠合多环芳基部分，以及作为与所述芳族化合物的羟基的加合物、与所述多环或稠合多环芳香醛的羟基的加合物、或者与包括至少以上之一的组合的加合物的酸可除去保护基团。

一种光致抗蚀剂，其包含所述分子玻璃化合物、溶剂以及光致酸产生剂。

一种涂覆的基材，包括：(a)其表面具有待形成图案的一个或多个层的基材；以及(b)在待形成图案的一个或多个层上的光致抗蚀剂组合物层。

一种形成图案化基材的方法，包括将涂覆的基材置于激发辐射中曝光。

具体实施方式

这里所披露的新型分子玻璃化合物具有改进的玻璃化转变温度，并且所述分子玻璃化合物基于由包括羟基和/或烷氧基的芳族化合物和稠环芳族或杂芳族醛的缩合来制备的新型杯[4]芳烃。所述羟基的一部分或全部与酸可除去保护基团和/或非可清除侧基反应，来形成当所述酸可除去基团被除去时，或在所述加合物交联的地方能够呈现碱性溶解速率差异的加合物。这里所使用的“加合物”除非特别指定，指的是所述杯[4]芳烃的芳族羟基与所述酸可清除保护基团和/或非可清除侧基的加成或缩合产物。