[发明专利]双敏感光刻胶的方法和组成

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造，具体而言，涉及光刻方法和光刻胶材料。

背景技术

半导体技术不断发展到更小的部件尺寸，直到65纳米、45纳米以下。用来生产这些小的部件尺寸的光刻胶材料不再满足分辨率和工艺的要求。举例来说，通过穿过光掩模的UV光照射涂布在衬底表面上的现有正性(positive tone)光刻胶，最终在曝光区域中产生质子酸。然后，对衬底实施曝光后烘烤工艺以增强酸增幅，并且与光刻胶发生的酸反应导致曝光区域的极性变换。对光刻胶实施显影剂冲洗以溶解曝光区域中的光刻胶。然而，由于酸扩散，特别是在曝光后烘烤期间，光刻胶和相应的方法是不太适用的。这使得未曝光区域中存在酸，从而导致低成像对比度和降低的成像质量。在窄沟槽图案中难以获得足够的光学对比度。现有光刻解决方法不能用于高掩模覆盖率层，诸如金属线层和通孔层。因此，需要解决上述问题的方法和材料。

发明内容

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种双敏感材料，包括：聚合物，响应于与酸的反应转变成可溶于碱液；多种光产碱剂(PBG)，响应于辐射能分解以形成碱；以及热敏组分，响应于热能产生酸。

在所述的双敏感材料中，所述热敏组分包括响应于热能产生酸的多种热生酸剂(TAG)。

在所述的双敏感材料中，所述热敏组分包括响应于热能产生酸且响应于辐射能可酸猝灭的多种可光猝灭生酸剂(PQ-AG)。

在所述的双敏感材料中，所述热敏组分包括响应于热能产生酸且响应于辐射能可酸猝灭的多种可光猝灭生酸剂(PQ-AG)，其中，所述PQ-AG每一种都包含：响应于辐射能产生碱的辐射敏感基团；以及响应于热能产生酸的热敏基团。

在所述的双敏感材料中，所述热敏组分包括响应于热能产生酸且响应于辐射能可酸猝灭的多种可光猝灭生酸剂(PQ-AG)，其中，所述PQ-AG每一种都包含：响应于辐射能产生碱的辐射敏感基团；以及响应于热能产生酸的热敏基团，其中，所述PQ-AG每一种都包括：

其中，

R1和R2每一个都包括选自H、OH、卤化物、芳香碳环、以及具有1-12个链上碳的直链或环状烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基链的化学基团；

Rf是芳香碳环、相应链上碳为1-4个的直链或环状烷基、烷氧基、氟代烷基和氟代烷氧基链中的一种；

Z1和Z2每一个都包括选自羧基、O、P、S、巯基、亚砜、砜、酰胺、亚胺和它们的组合中的一种的可断裂的连接基团；

A1是酸并且包含选自氨基酸、透明质酸、乙酸、水杨酸、抗坏血酸、柠檬酸、α-硫辛酸、尿酸、苯甲酸、乳酸、硝酸、硫酸、盐酸和它们的组合中的一种的酸部分；

A2是酸并且包含选自伯胺、仲胺和叔胺中的一种的碱部分；以及

X是介于1和6之间的数。

在上面所述的双敏感材料中，R1、R2和Rf中的一个还包括选自-Cl、-Br、-I、-NO₂、-SO₃-、-H-、-CN、-NCO、-OCN、-CO₂-、-OH、-OR^*、-OC(O)CR^*、-SR、-SO₂N(R^*)₂、-SO₂R^*、SOR、-OC(O)R^*、-C(O)OR^*、-C(O)R^*、-Si(OR^*)₃、-Si(R^*)₃和环氧基基团中的一种的化学基团，其中，R^*是H、直链或支链的、环状或非环状的、饱和或不饱和的烷基、烯基和炔基基团中的一种。

在所述的双敏感材料中，所述热敏组分包括响应于热能产生酸且响应于辐射能可酸猝灭的多种可光猝灭生酸剂(PQ-AG)，其中，所述PQ-AG每一种都包含：响应于辐射能产生碱的辐射敏感基团；以及响应于热能产生酸的热敏基团，其中，所述PQ-AG包括：

在所述的双敏感材料中，所述热敏组分包括响应于热能产生酸且响应于辐射能可酸猝灭的多种可光猝灭生酸剂(PQ-AG)，其中，所述PQ-AG每一种都包含：响应于辐射能产生碱的辐射敏感基团；以及响应于热能产生酸的热敏基团，其中，所述PQ-AG包括：