[发明专利]两性离子光可破坏淬灭剂

说明书

技术领域

本发明係关于光可破坏淬灭剂和其在光致抗蚀剂组合物中的用途。

背景技术

出于形成更小逻辑和存储晶体管的目的，已经开发出如电子束和远紫外线光刻的高级光刻技术以在微刻工艺中实现高质量和较小特征大小。这些高级光刻技术使用光致抗蚀剂组合物，其常常包括光酸产生剂。光酸产生剂在曝光于入射辐射时产生酸。在光致抗蚀剂的曝光区中，所产生的酸与光致抗蚀剂聚合物中的酸敏性基团反应以改变聚合物的溶解度，由此产生在光致抗蚀剂曝光区与未曝光区之间的溶解度差异。

除光酸产生剂以外，光致抗蚀剂有时还包括光可破坏淬灭剂。类似于光酸产生剂，光可破坏淬灭剂在光致抗蚀剂的曝光区中产生酸，但由光可破坏淬灭剂产生的酸不足够强到与光致抗蚀剂聚合物上的酸敏性基团快速反应(这是有效地去除曝光区中的“碱”组分但在未曝光区中留下活性淬灭剂系统)。然而，在曝光区中由光酸产生剂产生的强酸迁移到未曝光区中，在未曝光区中的光可破坏淬灭剂进行阴离子交换，失去弱酸的阴离子(共轭碱)并获得强酸的阴离子(共轭碱)。这导致未曝光区中的强酸中和。因此，因为光可破坏淬灭剂在曝光区中被破坏，所以在所述区中的碱浓度降低。相应地，共轭碱阴离子的浓度在曝光区中比在未曝光区中更低，这有助于图像对比。

已知含有光可破坏猝灭剂的抗蚀剂配制物在不牺牲分辨率和敏感性的情况下改良线宽粗糙度。常规光可破坏淬灭剂是与配制物中的光酸产生剂具有相同阳离子但共轭碱阴离子不同(并且更弱)的锍盐。因而，将在配制物中的两种盐对之间出现的任何复分解将不影响总概貌，或不影响光酸产生剂相对于光可破坏淬灭剂的浓度补充。

在特征大小持续收缩时，期望进一步改良线宽粗糙度，并且科学家开始更深地探索光可破坏淬灭剂概念以寻求答案。改良线宽粗糙度的一种潜在解决方案可能是使用阳离子和阴离子与锍光酸产生剂不同的锍光可破坏淬灭剂。然而，这存在一个明显问题，因为这两种盐之间的复分解可能出现在配制物内，其完全或部分消除每种化合物的既定个别目的。

因此，仍然需要可以在配制物中避免与光酸产生剂进行盐交换的结构上新颖的光可破坏淬灭剂。

发明内容

一个实施例提供一种具有式(I)的光可破坏淬灭剂：

式(I)

其中

每个R⁰连接到X，并且独立地是C_1-30烷基、多环或单环C_3-30环烷基、多环或单环C_6-30芳基，或包含前述中的至少一个的组合，前提是至少一个R⁰是多环或单环C_6-30芳基；

r0是1或2，前提是当X是I时，r0是1，并且当X是S时，r0是2，其中当X是S时，基团R⁰任选地彼此连接以形成环；并且

Ar是被取代或未被取代的二价C₆-C₃₀芳香族基团；

L¹和L²各自独立地是二价C₁-C₃₀键联基团，任选地包含有包含O、S、N、F的杂原子或包含前述杂原子中的至少一个的组合；

M是被取代或未被取代的二价C₅-C₃₀或更大的单环、多环或稠合多环环脂肪族基团，任选地包含有包含O、S、N、F的杂原子或包含前述中的至少一个的组合；

Y是含氧阴离子基团；并且

l₁、l₂和m各自独立地是0或1的整数。

另一实施例提供一种组合物，其包括有包括以下的化合物：

酸敏性聚合物；

光酸产生剂；和

具有式(I)的光可破坏淬灭剂。

再另一个实施例提供一种涂布的衬底，其包括：(a)表面上具有一个或多个待图案化层的衬底；和(b)安置于一个或多个待图案化层上方的组合物的层。

又另一个实施例提供一种制备浮雕图像的方法，所述方法包括：

涂布衬底，所述衬底具有包含光酸产生剂和具有式(I)的光可破坏淬灭剂的层，

按照图案将组合物层曝光于辐射；和

通过用水性碱性显影剂处理使图案显影以形成正型浮雕图像，或用有机溶剂显影剂处理以形成负型浮雕图像。

具体实施方式