发明名称 石印光阻组合物及其利用方法
摘要 本发明提供一种可用做化学性放大光阻的石印光阻组合物。在一较佳具体实炮例中,该组合物对深紫外线辐射(亦即波长小于250奈米的辐射,包括157奈米、193奈米和248奈米辐射)是实质上透明的,且具有改良的灵敏度和解析度。该组合物包括氟化乙烯系聚合物,特别是氟化甲基丙烯酸甲酯、氟化甲基丙烯或氟化甲基丙烯酸以及光酸产生剂。该聚合物可以是同聚物或共聚物。本发明同时提供一种利用该组合物在基板上产生阻隔影像的方法,亦即用于积体电路或其类似物的制造。
申请公布号 TWI258636 申请公布日期 2006.07.21
申请号 TW091100938 申请日期 2002.01.22
申请人 万国商业机器公司 发明人 菲利普 乔 布鲁克;丹尼尔 约瑟夫 道森;伊藤 浩;葛列格里 麦可 渥拉芙
分类号 G03F7/039;C08F20/04;C08F20/10 主分类号 G03F7/039
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种石印光阻组合物,其包括:(a)具有羧酸、、 醯胺或酸可断裂官能基之侧基的氟化乙烯系聚合 物;及 (b)辐射敏感性酸产生剂,其中该氟化乙烯系聚合物 具有化学式(I)结构的单体单位 其中R1是氟、甲基或三氟甲基;而R2系选自由下列 各基组成之群 其中R3是氢、低碳烷基或氟化低碳烷基、或选择 以使R2成为酸可断裂者;R4和R5是低碳烷基或是连结 成一个可以含或不含其他杂原子的五或六-杂环;R6 和R7是低碳烷基或是连结成一个可以含或不含其 他杂原子和/或羰基部份的五或六-杂环;m是在1至3( 含)范围内的整数;n是0或1;而L是连结基, 其中该氟化乙烯系聚合物对于波长小于250奈米的 辐射是实质上透明的。 2.如申请专利范围第1项之组合物,其中R1是氟。 3.如申请专利范围第2项之组合物,其中R2具有结构( II)。 4.如申请专利范围第2项之组合物,其中R3具有结构( III)。 5.如申请专利范围第4项之组合物,其中R4是H,所以R2 是-COOH。 6.如申请专利范围第4项之组合物,其中R3是低碳烷 基。 7.如申请专利范围第4项之组合物,其中R3是氟化低 碳烷基。 8.如申请专利范围第4项之组合物,其中R3系选择以 使R2成为酸可断裂者。 9.如申请专利范围第8项之组合物,其中R3是第三烷 基取代基。 10.如申请专利范围第9项之组合物,其中R3是第三丁 基。 11.如申请专利范围第9项之组合物,其中R3是具有第 三接点的C6-C12的环或非环取代基。 12.如申请专利范围第11项之组合物,其中R3系选自 由下列各基组成之群:金刚烷基、原冰烯基、异茨 基、2-甲基-2-金刚烷基、2-甲基-2-异茨基、2-甲基- 2-四环十二碳烯基和1-甲基环己基。 13.如申请专利范围第2项之组合物,其中R2具有结构 (IV)。 14.如申请专利范围第2项之组合物,其中R2具有结构 (V)。 15.如申请专利范围第2项之组合物,其中R2具有结构 (VI)。 16.如申请专利范围第2项之组合物,其中R2具有结构 (VII)。 17.如申请专利范围第1项之组合物,其中氟化乙烯 系聚合物为同聚物。 18.如申请专利范围第1项之组合物,其中氟化乙烯 系聚合物包含二或多个具有化学式(I)结构的不同 单体单位。 19.如申请专利范围第1项之组合物,其中氟化乙烯 系聚合物是一种含有其他不具化学式(I)结构之单 体单位的共聚物。 20.如申请专利范围第19项之组合物,其中其他单体 单位由可加成聚合的乙烯系不饱和单体的聚合反 应而得。 21.如申请专利范围第20项之组合物,其中可加成聚 合的乙烯系不饱和单体是乙烯单体。 22.如申请专利范围第20项之组合物,其中可加成聚 合的乙烯系不饱和单体系选自由下列各物组成之 群:丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸酯 类和醯胺类、氟化丙烯酸和甲基丙烯酸酯类、未 取代的苯乙烯和有一或二个低碳烷基、卤素或羟 基取代的苯乙烯、丁二烯、醋酸乙烯酯、溴乙烯 、亚乙烯氯、以及C5-C20的环烯烃单体。 23.如申请专利范围第1项之组合物,其中氟化乙烯 系聚合物对于157奈米波长的辐射是实质上透明的 。 24.一种石印光阻组合物,其包括:(a)氟化乙烯系聚 合物;(b)第二聚合物,其具有羧酸、、醯胺或酸 可断裂官能基之侧基;以及(c)辐射敏感性酸产生剂 ,其中该氟化乙烯系聚合物具有化学式(I)结构的单 体单位 其中R1是氟、甲基或三氟甲基;而R2系选自由下列 各基组成之群 其中R3是氢、低碳烷基或氟化低碳烷基、或选择 以使R2成为酸可断裂者;R4和R5是低碳烷基或是连结 成一个可以含或不含其他杂原子的五或六-杂环;R6 和R7是低碳烷基或是连结成一个可以含或不含其 他杂原子和/或羰基部份的五或六-杂环;m是在1至3( 含)范围内的整数;n是0或1;而L是连结基, 其中该氟化乙烯系聚合物对于波长小于250奈米的 辐射是实质上透明的。 25.一种在基板上产生阻隔影像的方法,其包含下列 步骤: (a)以光阻的薄膜涂布基板,该光阻包含(i)氟化乙烯 系聚合物,其具有包含具有化学式(I)结构之单体单 位的氟化乙烯系聚合物 其中R1是氟、甲基或三氟甲基;而R2系选自由下列 各基组成之群 其中R3是氢、低碳烷基或氟化低碳烷基、或选择 以使R2成为酸可断裂者;R4和R5是低碳烷基或是连结 成一个可以含或不含其他杂原子的五或六-杂环;R6 和R7是低碳烷基或是连结成一个可以含或不含其 他杂原子和/或羰基部份的五或六一杂环;m是在1至 3(含)范围内的整数;n是0或1;而L是连结基;和(ii)辐 射敏感性酸产生剂; (b)使薄膜选择性地曝光成预定的辐射图案以在薄 膜形成隐藏的图像;然后 (c)以显影剂使隐藏的影像显影, 其中该辐射为波长小于250奈米的深紫外线辐射。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中R1是氟。 27.如申请专利范围第26项之方法,其中R2具有结构( II)。 28.如申请专利范围第26项之方法,其中R2具有结构( III)。 29.如申请专利范围第28项之方法,其中R3是H,所以R2 是-COOH。 30.如申请专利范围第28项之方法,其中R3系选择以 使R2成为酸可断裂者。 31.如申请专利范围第30项之方法,其中R3是第三烷 基取代基。 32.如申请专利范围第30项之方法,其中R3是具有第 三接点的C6-C12之环或非环取代基。 33.如申请专利范围第25项之方法,其中R2具有结构( IV)。 34.如申请专利范围第25项之方法,其中R2具有结构(V )。 35.如申请专利范围第25项之方法,其中R2具有结构( VI)。 36.如申请专利范围第25项之方法,其中R2具有结构( VII)。 37.如申请专利范围第25项之方法,其中氟化乙烯系 聚合物为同聚物。 38.如申请专利范围第25项之方法,其中氟化乙烯系 聚合物包含二或多个具有化学式(I)结构的不同单 体单位。 39.如申请专利范围第25项之方法,其中氟化乙烯系 聚合物是含有其他不具化学式(I)结构之单体单位 的共聚物。 40.如申请专利范围第25项之方法,其中该深紫外线 辐射具有157奈米的波长。 41.一种在基板上形成具有图案物质结构的方法,该 物质系选自由下列各物组成之群:半导体、陶瓷和 金属;该方法包括: (a)提供一种具有该物质层的基板; (b)将阻剂组合物加到基板上以在该物质层上形成 阻隔层,该阻剂组合物包括(i)氟化乙烯系聚合物, 其包含具有化学式(I)结构的单体单位 其中R1是氟、甲基或三氟甲基;而R2系选自由下列 各基组成之群 其中R3是氢、低碳烷基或氟化低碳烷基、或选择 以使R2成为酸可断裂者;R4和R5是低碳烷基或是连结 成一个可以含或不含其他杂原子的五或六-杂环;R6 和R7是低碳烷基或是连结成一个可以含或不含其 他杂原子和/或状基部份的五或六-杂环;m是在1至3( 含)范围内的整数;n是0或1;而L是连结基;和(ii)辐射 敏感性酸产生剂; (c)使基板按图案地曝露于辐射,因此酸会经由辐射 敏感性酸产生剂在阻隔层的曝露区域产生; (d)以显影剂溶液接触基板来显现具有图案的阻隔 结构;然后 (e)经由该阻隔结构图案的空间蚀刻物质层,使阻隔 结构图案转移到物质层, 其中该辐射为波长小于250奈米的深紫外线辐射。 42.如申请专利范围第41项之方法,其中该深紫外线 辐射具有157奈米的波长。 43.具有图案的基板系以如申请专利范围第41项之 方法制造。 44.一种共聚物,其包含具有化学式(I)结构的第一单 体单位 其中R1是氟、甲基或三氟甲基;而R2系选自由下列 各基组成之群 其中R3是氢、低碳烷基或氟化低碳烷基、或选择 以使R2成为酸可断裂者;R4和R5是低碳烷基或是连结 成一个可以含或不含其他杂原子的五或六-杂环;R6 和R7是低碳烷基或是连结成一个可以含或不含其 他杂原子和/或羰基部份的五或六-杂环;m是在1至3( 含)范围内的整数;n是0或1;而L是连结基;以及由乙 烯系不饱和单体的加成聚合反应形成的第二单体 单位, 其中该共聚物对于波长小于250奈米的辐射是实质 上透明的。 45.如申请专利范围第44项之组合物,其中可加成聚 合的乙烯系不饱和单体系选自由下列各物组成之 群:丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸酯 类和醯胺类、氟化丙烯酸和甲基丙烯酸酯类、未 取代的苯乙烯和有一或二个低碳烷基、卤素或羟 基取代的苯乙烯、丁二烯、醋酸乙烯酯、溴乙烯 、亚乙烯氯、以及C5-C20的环烯烃单体。 46.如申请专利范围第45项之共聚物,其中做为第二 单体单位的乙烯系不饱和单体是苯乙烯或取代的 苯乙烯。 47.如申请专利范围第46项之共聚物,其中做为第二 单体单位的乙烯系不饱和单体系选自由下列各物 组成之群:苯乙烯、4-乙烯基甲苯、4-乙烯基酚、 -甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、4-第三丁基苯 乙烯和2-氯苯乙烯。
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