专利名称：光刻胶组合物的利记博彩app
光刻胶组合物
相关申请的交叉引用本申请为2011年5月27日提交的第61/490，874号美国临时申请的正式申请，要求其的优先权，其全部内容通过引用的方式引入本文。
背景技术：
先进的光刻技术例如193nm浸入式光刻技术，已经发展到在微光刻技术工艺中实现高质量和更小的特征尺寸，以形成越来越小的逻辑和存储晶体管。重要的是，在仍然保持良好的工艺控制容错例如高曝光宽容度(EL)和宽焦深(DOF)的情况下，在微光刻工艺中使用的成像光刻胶中同时实现更小的临界尺寸(CD)，并且为光刻胶同时提供最低线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)。 国际半导体技术蓝图(ITRS)已经建议特征LER(特别是对于线条和沟槽)应该不大于⑶的8 %，其具有65nm的特征和更小，且越来越接近于LER理论极限，该理论极限可以基于在光刻胶中使用的聚合物链的尺寸来获得。光刻胶组分组合的设计和实践对于整体光刻性能和光刻胶混合物来说是非常关键的。虽然已经在现有技术中发现了用于配制光刻胶的一系列的光致产酸剂(PAGs)，例如美国专利No. 7，304, 175中公开的那些，但包括这些PAGs的光刻胶组合物没有显示出满足ITRS要求所必需的改善的LER性能。
发明内容
现有技术的上述和其它的不足之处可以通过下述实施方式克服。在一个实施方式中，提供一种组合物，其包括酸敏感聚合物和具有如下通式的环状锍化合物
(Ra) f (Ar) -S+ (-CH2-) m · O3S- (CRb2) n- (L) p-X
其中每个Ra独立地为取代或未取代的C1,烷基，C6,芳基，C7,芳烷基，或包含前述至少一种的组合，Ar是单环，多环，或稠合多环C6,芳基，每个Rb独立地为H，F，直链或支链的C1,氟烷基或直链或支链的含有杂原子的C1,氟烷基，L是C1,的连接基团，其任选包含杂原子，该杂原子包含0，S，N, F，或包含前述杂原子的至少一种的组合，X是取代或未取代的，C5或更大的单环，多环或稠合多环脂环基团，其任选包含杂原子，该杂原子包含0，S，N，F，或包含前述至少一种的组合，并且I是O到4的整数，m是3到20的整数，η是O到4的整数，且P是O到2的整数。在另一个实施方式中，可图案化的膜包含酸敏感聚合物，和具有如下通式的环状锍化合物
(Ra)厂(Ar) -S+ (-CH2-) m · O3S- (CRb2) n- (L) p-X
其中每个Ra独立地为取代或未取代的C1,烷基，C6,芳基，C7,芳烷基，或包含前述至少一种的组合，Ar是单环，多环，或稠合多环C6,芳基，每个Rb独立地为H，F，直链或支链的C1,氟烷基，或直链或支链的含有杂原子的C1,氟烷基，L是C1,的连接基团，其任选包含杂原子，该杂原子包含0，S，N, F，或包含前述杂原子的至少一种的组合，X是取代或未取代的，C5或更大的单环，多环或稠合多环脂环基团，其任选包含杂原子，该杂原子包含O，S，N,F，或包含前述至少一种的组合，并且I是O到4的整数，m是3到20的整数，η是O到4的整数，且P是O到2的整数。在另一实施方式中，一种配方包含酸敏感聚合物，溶剂，和具有如下通式的环状锍化合物
(Ra) f (Ar) -S+ (-CH2-) m · O3S- (CRb2) n- (L) p-X
其中每个Ra独立地为取代或未取代的C1,烷基，C6,芳基，C7,芳烷基，或包含前述至少一种的组合，Ar是取代或未取代的单环，多环，或稠合多环C6,芳基，每个Rb独立地为H，F，直链或支链的C1,氟烷基或直链或支链的含有杂原子的C1,氟烷基，L是C1,的连接基团，其任选包含杂原子，该杂原子包含0，S，N, F，或包含前述杂原子的至少一种的组合，X是取代或未取代的，C5或更大的单环，多环或稠合多环脂环基团，其任选包含杂原子，该杂原子包含0，S，N, F，或包含前述的至少一种的组合，并且I是O到4的整数，m是3到20的整 数，η是O到4的整数，且ρ是O到2的整数。
发明详述本发明涉及一种光刻胶组合物和膜，其为先进光刻技术的应用提供具有足够分辨率和尺寸的特征。请求保护的光刻胶组合物可以提供亚微米尺寸的高分辨图像。显示了改善的性能表现，包括低的线边缘粗糙度(LWR)，宽的焦深(DOF)，和优异的临界尺寸(CD)均一性。所述光刻胶组合物包括a)含有酸可裂解的不稳定基团的聚合物组分，其暴露于酸时在酸催化作用下在碱性显影剂或有机溶剂显影剂中的溶解性发生改变，和b)用于产生酸的光致产酸剂(PAG)组分。特别的，所述PAG是环状锍PAG，其具有连接到锍中心的取代或未取代芳族基团，和包括通过氟化连接基团连接到C5或更大基团上的磺酸根的阴离子。所述组合物可进一步包括至少一种碱性添加剂(base additive)。也可以包括溶剂和添加剂，例如嵌入式表面活性添加剂、表面活性剂和其他活性组分。所述组合物包括一种环状锍化合物，其具有通式(I)
(Ra) r (Ar) -S+ (-CH2-) m · -O3S- (CRb2) n- (L) p-X (I)
其中，在通式(I)中，每个Ra独立地为取代或未取代的C1,烷基、C6,芳基、C7,芳烷基、或包含前述至少一种的组合。如本说明书整篇中使用的和除非另有说明，“取代”指的是具有取代基，所述取代基包括-0Η，-SH, -CN，包括F、Cl、Br或I的卤素，羧酸，羧酸酯，C1,
烧基， ^3-10 环焼基， Q-IO
芳基，c7_10芳烷基，
Cl-IO 氣焼基， C3-10 氟环烷基， Q-IO
氟芳基，C7,氟
芳烷基，C1,烷氧基，c3_10环烷氧基，c6_10芳氧基，C2,含酯的基团，C1,含酰胺的基团，c2_10含酰亚胺的基团，c3_1(l含内酯的基团，C3,含内酰胺的基团，c2_1(l含酸酐的基团，或包含前述至少一种的组合。示例性Ra基团包括，但不限于，甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，叔丁基，正己基，新戊基，正辛基，正癸基，正十二烷基，正十八烷基，环戊基，环己基，环己基甲基，苯基，奈基，节基等等。优选的，Ra包括甲基，乙基，异丙基，叔丁基，环戍基，或环己基。同样，在通式⑴中，Ar是单环，多环，或稠合多环C6_3(l芳基。示例性单环C6,芳基包括苯基，甲苯基，二甲苯基等等；多环C6,芳基可以包括联苯基，1，2_，1，3_，或1，4-(联苯)苯基等等；以及稠合多环C6,芳基可以包括茚基，1,2- 二氢化茚基，茚酮基，萘基，苊基，芴基，蒽基等等。优选，Ar是苯基，2-(1-茚酮)，或萘基。也可以理解为，在通式(I)中显示的(_CH2-)m部分表示的是具有m个-CH2-重复单元的环状结构，其中每个自由端连接到硫上；和进一步，尽管显示为-CH2-,可以理解为在(_CH2-)m上的一个或更多的氢原子可以被非氢取代基取代。同样，在通式(I)中，每个Rb独立地为H，F，直链或支链的C1,氟烷基或直链或支链的含有杂原子的C1,氟烷基。如整个本说明书中使用的，前缀“氟”指的是一个或更多连接到相关的基团上的氟基团。例如，根据这种定义并且除非另有说明，“氟烷基”包括单氟烷基，二氟烷基，等等，也包括全氟烷基，其中烷基基团的基本上全部碳原子被氟原子取代。本文中“基本上全部”指的是大于或等于90%，优选大于或等于95%，和更具体的大于或等于98%的连接到碳原子上的所有原子是氟原子。优选，至少一个Rb是F，以使得至少一个氟位于最接近与磺酸根的连接点的碳原子上。更优选，在通式(I)中连接到磺酸根上的碳原子上的两个Rb基团均为氟。有用的氟烷基基团包括，例如，三氟甲基，五氟乙基，2，2，2-三氟乙基等等。优选，每个Rb独立的是F或直链CV4全氟烷基基团。示例性的全氟烷基基团包括三氟甲烷，五氟乙烷，七氟-正丙烷，和九氟-正丁烷。
!^是仏，连接基团。所述连接基团L可任选包括杂原子，该杂原子包括0，S，N，F，或包含前述杂原子中至少一种的组合。本文中有用的连接基团包括直链或支链的C1,亚烷基(alkylene)，直链或支链的C1,环状亚烷基，直链或支链的C1,杂亚烷基，和直链或支链的C1,杂环状亚烷基。可以使用这些基团的组合。进一步，所述连接基团L可以包括含有杂原子的官能团部分，例如醚，酯，磺酸酯，或酰胺。连接基团L的骨架中可以包含此类官能团以连接两个不同的亚基团L’和L”，其中L’和L”的总碳含量等于L的。优选，L因而是包括-0-、-C ( = O) -O-,-O-C ( = O) -、-C ( = O) -NR 或-O-C ( = O) -NR-部分的 C卜30 连接基团，其中R是H或X。可以使用此类官能团部分的组合。示例性的连接基团L，或L’和L”，因而可以是取代的或未取代的，包括亚甲基，亚乙基，1，2-亚丙基，1，3-亚丙基，1，4_亚丁基，2-甲基-I，4-亚丁基，2，2- 二甲基-I，3-亚丙基，I，5-亚戊基，I，6-亚己基，I，8-亚辛基，I，4-亚环己基，I，4-亚环己基二亚甲基，包括全氟化类型的上述基团的氟化类型等等，并且包括前述的至少一种的组合。同样在通式⑴中，X是取代或未取代的，C5或更大的单环，多环或稠合多环脂环基团，其任选包含杂原子，该杂原子包含0，S，N, F，或包含前述至少一种的组合。优选的，其中X包含杂原子，所述杂原子是0，S，或包含前述至少一种的组合。示例性的单环X基团包括取代或未取代的环戊基，环己基，环庚基，环辛基等；多环X基团包括取代或未取代二环烷基，例如2_，3-或4-(环丙基)环己基，2_，3-或4-(环戊基)环己基，2_，3-或4-(环己基)环己基，二环己基甲基等；以及稠合多环脂环基团包括取代或未取代降冰片基(norbornyl)，金刚烷基(有时本文缩写为“Ad”)，甾族基团例如衍生自胆酸的那些基团、多环内酯等等。优选的，X是取代或未取代的，并且是C19或更小的金刚烷基，C19或更小的降冰片烯基(norbornenyl), C7_20的内酯基，留族基团，或C2tl或更大的非留族有机基团。同样在通式⑴中，I是O到4的整数，m是3到20的整数，η是O到4的整数，和P是O到2的整数。优选，I是I，m是5-12, η是I或2, ο是0-2, ρ是O或I。当ρ是I时，L是-O-C ( = O)_或-C ( = O) -O-,并且X是CH2-Ad, -Ad-,或留族基团，并且Ad是任选包含取代基团的I-或2-金刚烷基，该取代基团包含-0Η，C1^20烷氧基，C1^20卤代烷氧基，或包含前述至少一种的组合。
通式(I)的阳离子部分可以是通式(I-a)，(I-b)或者(I-c)的阳离子
权利要求
1.一种组合物，其包含 酸敏感聚合物，和 具有如下通式的环状锍化合物 (Ra) f (Ar) -S+ (-CH2-) m · O3S- (CRb2) n- (L) p-X 其中每个Ra独立地为取代或未取代的C1,烷基，C6,芳基，C7,芳烷基，或包含前述至少一种的组合， Ar是单环、多环、或稠合多环C6,芳基， 每个Rb独立地为H、F、直链或支链的C1,氟烷基、或直链或支链的含有杂原子的C1,氣烧基， L是C1,的连接基团，其任选包含杂原子，所述杂原子包含O、S、N、F，或包含至少一种前述杂原子的组合， X是取代或未取代的C5或更大的单环、多环或稠合多环脂环基团，任选包含杂原子，所述杂原子包含O、S、N、F，或包含前述至少一种的组合，并且， I是O到4的整数，m是3到20的整数，η是O到4的整数，且ρ是O到2的整数。
2.如权利要求I所述的组合物，其特征在于，X是取代或未取代的，并且是C19或更小的金刚烷基、C19或更小的降冰片烯基、C7_2(l内酯、甾族基团、或C2tl或更大的非甾族有机基团。
3.如权利要求I所述的组合物，其特征在于，P是1，X是取代或未取代的C5或更大的单环、多环或稠合多环脂环基团，任选包含杂原子，所述杂原子包含0、s，或包含前述至少一种的组合，并且 L 是包括-0-、-C ( = O) -O-,-O-C ( = O) -、_c ( = O) -NR 或者-0-C ( = O) -N-部分的C1,连接基团，其中R是H或X。
4.如权利要求I所述的组合物，其特征在于，所述酸敏感聚合物包含具有保护碱溶性基团的酸可裂解的保护基团的结构单元，其中碱溶性基团包含羧酸基团、磺酸基团、酰胺基团、磺酰胺基团、磺酰亚胺基团、酰亚胺基团、苯酚基团、硫醇基团、氮杂内酯基团、羟肟基团，或包含前述至少一种的组合。
5.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述具有酸可裂解的保护基团的结构单元衍生自具有如下通式的单体 H2C = C (Rc) -C ( = O) -O-A1 其中Re是H、CV6烷基、F，或者CF3,和 A1是C4_5(l的含有叔烷基的基团，其中A1的叔基中心连接到单体的酯氧原子上。
6.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述具有酸可裂解的保护基团的结构单元衍生自具有如下通式的单体 H2C = C (Rd) -C ( = O) -O-C (Re) 2-0- (CH2)。-A2 其中，Rd是H、C1^6烷基、F，或者CF3, 每个Re独立的是H或Cy烷基， A2是C1,脂环基团或Cu烷基，且 ο是O到4的整数。
7.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，A1是叔丁基，I-乙基环戊基，I-甲基环戊基，1_乙基环己基，I-甲基环己基，2-乙基-2-金刚烧基，2-甲基_2-金刚烧基，I-金刚烧基异丙基，2-异丙基-I-金刚烷基，或包含前述的至少一种的组合。
8.如权利要求I所述的组合物，其特征在于， Ra是甲基，乙基，异丙基，叔丁基，环戊基，或环己基； Ar是苯基，2-(1-茚酮)，或萘基； 每个Rb独立的是F或线性Cy全氟烷基， I是l，m是5到12,η是I或2,ο是O到2,且ρ是O或I, 其中当P是I时， L 是-0-C( = O)-或-C( = 0)-0_，且 X是-CH2-Ad, -Ad,或留族基团，且Ad是I-或2_金刚烧基，任选包含取代基团，所述取代基团包含-OH，C1^20烷氧基，C1^20卤代烷氧基，或包含前述至少一种的组合。
9.如权利要求I所述的组合物，其进一步包括猝灭剂，所述猝灭剂包含胺、酰胺、氨基甲酸酯、或包含前述至少一种的组合，溶剂，和任选的添加剂，所述添加剂包含嵌入式表面活性添加剂、表面活性剂、或包含前述至少一种的组合。
10.一种可图案化的膜，其包含 酸敏感聚合物，和 权利要求1-9中任一项的环状锍化合物。
11.一种配方，其包含 酸敏感聚合物， 溶剂，和 权利要求1-9中任一项的环状锍化合物。
全文摘要
一种光刻胶组合物包含酸敏感聚合物，和具有如下通式的环状锍化合物(Ra)1-(Ar)-S+(-CH2-)m·-O3S-(CRb2)n-(L)p-X其中每个Ra独立地为取代或未取代的C1-30烷基，C6-30芳基，C7-30芳烷基，或包含前述至少一种的组合，Ar是单环，多环，或稠合多环C6-30芳基，每个Rb独立地为H，F，直链或支链的C1-10氟烷基，或直链或支链的含有杂原子的C1-10氟烷基，L是C1-30的连接基团，任选包含杂原子，所述杂原子包含O，S，N，F，或包含至少一种前述杂原子的组合，X是取代或未取代的C5或更大的单环，多环或稠合多环脂环基团，任选包含杂原子，所述杂原子包含O，S，N，F，或包含前述至少一种的组合，并且1是0到4的整数，m是3到20的整数，n是0到4的整数，且p是0到2的整数。
文档编号G03F7/039GK102799068SQ20121026401
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月28日 优先权日2011年5月27日
发明者李明琦, E·阿恰达, 刘骢, 陈庆隆, 山田晋太郎, C-B·徐, J·玛蒂亚 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司