TW202404974A - 增強的ｅｕｖ光阻劑 - Google Patents

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Abstract

本當前申請案揭示用於EUV微影阻抗組合物的兩性離子材料。該組合物提供光定義線幾何結構中的改進以及提高的微影感光速度。同時提供含有所揭示的新穎兩性離子之阻抗組合物。

Description

增強的EUV光阻劑及其使用方法
本專利申請案揭示當在EUV光阻劑中配製時具有改進的靈敏度（感光速度）、解析度（線寬粗糙度）或兩者之新穎兩性離子材料。
極紫外光微影(Extreme ultraviolet lithography, EUVL)技術是取代光學微影技術的領先技術選項之一，用於特徵大小＜20 nm的體積半導體(volume semiconductor)製造。極短的波長（13.4 nm）是在多個技術世代所需高解析度的關鍵實現因素。另外，整體系統概念-掃描曝光、投影光學、遮罩格式和抗蝕刻技術-與當前使用的光學技術非常相似。如同先前的微影世代，EUVL由抗蝕刻技術、曝光工具技術和遮罩技術組成。關鍵挑戰在EUV光源功率和通量。任何提高EUV光源功率的改進都將直接影響目前嚴格的抗蝕刻劑靈敏度規格。實際上，EUVL成像的主要問題是抗蝕刻劑的靈敏度，靈敏度越低，就需要更大的光源功率，或者需要更長的曝光時間才能完全曝光抗蝕刻劑。功率水準越低，雜訊對印刷線的線邊緣粗糙度(line edge roughness, LER)的影響就越大。
進行了各種嘗試，改變EUV光阻劑組合物的組成，以提高功能性性質的表現。電子裝置製造商持續尋求提升圖案化光阻影像的解析度。期望有新的光阻劑組合物能提供提升的成像能力，包括用於EUVL的新的光阻劑組合物。
眾所周知，諸如ICs、LSIs及類似裝置的各種電子或半導體裝置之製程涉及到在諸如半導體矽晶圓的基板材料表面上的抗蝕刻層的精細圖案化。此精細圖案化製程傳統上是由微影法進行的，這種方法中，基板表面均勻塗覆有正性或負性感光組合物以形成薄層，並選擇性地經由傳輸或反射遮罩以光化性射線（諸如紫外線(UV)、深紫外線、真空紫外線、極紫外線、X射線、電子束和離子束）進行照射，然後透過顯影處理，選擇性地將在被光化性射線照射或未照射的區域中分別溶解掉塗覆的感光層，使基板表面留下圖案化的抗蝕刻層。由此所得的圖案化抗蝕刻層可以用來作為後續在基板表面進行處理（諸如蝕刻）的遮罩。奈米級尺寸的結構製造是受到廣泛關注的領域，因為它使得實現利用諸如量子侷限效應的新現象的電子和光學裝置成為可能，並允許更高的組件封裝密度。因此，光阻劑圖案需要有不斷提高的細度，這可以透過使用比傳統紫外光波長更短的光化性射線來實現。據此，現在已經有使用電子束（e束）、準分子雷射束、EUV、BEUV和X射線作為短波長光化性射線取代傳統紫外光的例子。可獲得的最小尺寸其部分由抗蝕刻材料的性能決定，部分由光化性射線的波長決定。各種材料已被提議作為適合的抗蝕刻材料。例如，在基於聚合物交聯的負型抗蝕刻劑的例子中，解析度的原有限制大約是10 nm，這是一個單一聚合物分子的大約半徑。
也已知將用一種名為「化學擴增」的技術應用於抗蝕刻劑材料。化學放大的抗蝕刻劑材料通常是一種多組分配方，在其中有一種基質材料，經常是一種主要的聚合物組分，諸如酸不穩定基保護的聚羥基苯乙烯(polyhydroxystyrene, PHOST)樹脂和光酸生成劑(photo acid generator, PAG)，以及一種或多種賦予抗蝕刻劑所需性質的其他組分。基質材料提供諸如蝕刻抵抗和機械穩定性的性質。化學擴增是透過涉及PAG的催化製程發生的，其導致單一照射事件引起多個抗蝕刻劑分子的轉變。由PAG產生的酸與聚合物催化反應，使其失去一個官能團，或者，引起交聯事件。反應的速度例如可以透過加熱抗蝕刻劑膜來驅動。以此方式，材料對於光化性射線的明顯靈敏度大大增加，因為少量的照射事件產生大量的溶解度變化事件。如上所述，化學擴增的抗蝕刻劑可以是正性或負性運作的。
隨著特徵尺寸需求減小，例如減小至20 nm以下，需要控制負性運作系統中的陽離子聚合和/或交聯。基於酸催化去保護(deprotection)的光阻劑，諸如正性運作系統，典型為利用鹼淬滅劑控制許多光生成酸遷移至不需要去保護的區域。以環氧為基礎的負性運作光阻劑由光生成酸啟動，但活化的聚合和交聯種類並非光酸。（見圖1）。經觀察可見，在諸如氧環丁烷或酸不穩定保護基團的環氧或其他群體的起始反應之後，接續的步驟涉及光酸對環氧（或氧環丁烷）氧的質子化，產生環氧鈉中間體。然而，在此起始階段之後，透過由中性環氧基團的氧去攻擊環氧鈉中間體來繼續進行反應。然後繼續進行擴散、聚合和/或交聯，直到終止。在這些光照圖案製程中，控制聚合和/或交聯變得重要，以防止線條成長、銳化或線寬減小，以及在不期望的區域內的聚合體成長。這些問題包括線邊緣粗糙度、線寬減小、線條扭動(wiggle)以及其他不理想的圖案幾何形狀。此概念在小於20 nm的線條和空間幾何形狀中尤為重要。由此，任何可以控制光系統中的聚合和/或交聯的方法，諸如EUV，都被高度需要。
用於當前揭示內容中的穩定陰離子包括例如兩性離子，其中含有一個與分子上其他位置的正電荷相關聯的穩定碳陰離子，例如見圖2。
在本文中揭示和請求的是含有至少一種如上所述的兩性離子的微影組合物。
在本文中所使用的術語「酸」、「質子」和「H+」可互換使用，並指涉質子酸的酸性離子。
如前所述，鹼性淬滅劑已在依賴光生成酸的引發和擴散的標準正性系統中使用。在當前揭示的負性系統中，光生成酸的功能在於引發固化過程，同時進一步的聚合和/或交聯並不依賴於酸。用於典型微影系統的鹼淬滅劑在當前存在的系統中僅有非常有限的效果，這些系統需要生成小於20 nm的線條和空間幾何形狀。
當前揭示內容的穩定陰離子被加入到含有光酸生成組分的光阻劑中。根據能源來源，例如I線（365 nm波長）或極紫外線（EUV, 13 nm），每次光曝光生成的酸的量將會改變。EUV將比諸如I線的低能量曝光生成更多的酸。
不受到理論的拘束，據信穩定陰離子在高光/輻射強度的區域內作為酸緩衝劑。本文所使用的術語「緩衝」指的是穩定陰離子添加劑與光生成酸的交互作用。
在基於極紫外線的曝光中，產生許多H+原子（經由光電子生成），這種緩衝似乎可以改善微影創建的圖案的結構、清晰度和完整性。
在高曝光區域中，據信光阻劑的穩定陰離子與高量的光生成酸反應。然後，剩餘的酸與光阻劑的聚合和/或交聯組分反應。在這個例子中，光阻劑的環氧聚合和/或交聯組分就是環氧組分。
在低曝光或酸遷移的區域中，出現低量的光生成酸，穩定陰離子作為淬滅劑，阻止聚合和/或交聯的引發和/或擴散移動至未曝光區域，防止不期望的光照圖案化結構，圖3。另外，在這些低光系統中，穩定陰離子作為酸的清除劑。
研究顯示，當前揭示內容中光阻劑的穩定陰離子，尤其是在EUV光阻劑中，由於其緩衝和淬滅性質，可以提升對比度並降低LER。我們進一步認為，當前揭示內容中的穩定陰離子作為停止光敏組合物的聚合遷移到未曝光區域的淬滅劑。
在高光強度區域，已經用來作為緩衝劑的穩定陰離子不能再作為淬滅劑。在穩定陰離子已經被用來作為緩衝劑的地方，擴散或鏈轉移（聚合的機制）將按所期望的方式進行。穩定陰離子可以作為非常有效的分子開關。
用於當前揭示內容的合成偶極化合物的例子可以在美國專利號9,122,156、美國專利號9,229,322以及美國專利號9,519,215中找到，所有這些專利都為Robinson等人所有，並透過引用併入本文。
如在本文中所使用的，連接詞「和」旨在包括，而連接詞「或」除非上下文另有指示或要求，否則非旨在排他性的。例如，短語「或者，替代地」旨在排他性的。如在本文中所使用的，術語「示例性的」旨在描述一個例子，並非旨在表示優先。如在本文中所使用的，術語「能量上可得的」被用來描述可以經由化學反應在熱力學或動力學上可得的產品。
如在本文中所使用的，術語「具有」、「含有」、「包括」「包含」以及類似的術語是開放結尾的術語，其表示存在所述的元素或特性，但不排除額外的元素或特性。冠詞「一(a, an)」和「該(the)」旨在包括複數以及單數，除非上下文明確地另外指示。
我們驚訝地發現，向正性或負性光阻劑添加某些穩定的偶極材料，可以改善在EUV曝光和處理後的線和空間的幾何形狀和完整性，諸如，改善線邊緣粗糙度、線條扭動、底切、橋接(bridging)，線條崩潰等。
在本文中所使用的，術語「偶極」意指在同一分子上含有正電荷中心和負電荷中心的分子，無論彼此之間是鄰位的還是在分子中進一步間隔開。如在本文中進一步所使用的，術語「偶極」指兩性離子，並不意味著任何一種特定的分子，而是該群組的代表性分子。
兩性離子，也稱為內鹽，是具有相反符號的形式單位電荷的中性化合物。
在第一實施例中，本文揭示和請求的是包含以下化學結構的物質的組合物：
其中m = 1-4，n = 1-4，並且其中X和Y可以相同或不同，且為1-24個碳原子之分支或非分支的、取代或未取代的鏈，其包含烷基團、烯基團、芳基團、氧基團、取代的芳基團或者其組合。
在第二實施例中，本文所揭示和請求的是上述實施例中的物質的組合物，其中m=2且n=3，且該鏈的鏈上有0-16個雜原子被取代，並包含取代或未取代的芳基團、雜芳基團或者融合芳基團或融合雜芳基團或兩者的組合，並且芳基團包含一個或多個取代基，包括t-丁氧基羰氧基團、t-丁酯基團、t-丁酯醚基團、t-戊氧基羰氧基團、羥基團、醚基團、烷基或烯基取代基、烷矽基團，含有芳香族取代基的矽氧基團，或其組合。
在第三實施例中，本文所揭示和請求的是上述實施例中的物質的組合物，進一步包含以混合物型態存在的一種或多種光酸產生劑，其選自由鋶鹽、錪鎓鹽、亞胺碸、含鹵素化合物、碸化合物、酯磺酸化合物，重氮甲烷化合物、二羧醯亞胺基磺酸酯(dicarboximidyl dicarboximidyl sulfonic acid ester)、亞胺氧基磺酸酯(ylideneaminooxy sulfonic acid ester)、氫硫基重氮甲烷或其混合物。
在第四實施例中，本文所揭示和請求的是上述實施例中的物質的組合物，進一步包含至少一種交聯劑，其中至少一種交聯劑包含酸敏感單體、寡聚物或聚合物，並且至少一種交聯劑包含環氧基團、氧環丁烷基團、氧雙環[4.1.0]庚烷-醚基團、氧環丁烷甲醇基團、環氧丙基醚、芳香族基團的環氧丙基醚、環氧丙基酯、環氧丙基胺、甲氧基甲基基團、乙氧基甲基基團、丁氧基甲基基團、苯甲氧基甲基基團、二甲胺基甲基基團、二乙胺基甲基基團、二丁氧甲基基團、二羥甲基胺基甲基基團、二羥乙基胺基甲基基團、二羥丁基胺基甲基基團，嗎啉代甲基基團、乙醯氧基甲基基團、苯甲氧基甲基基團、甲醯基基團、乙醯基團、乙烯基基團或異丙烯基團。
在第五實施例中，本文所揭示和請求的是上述實施例中的物質的組合物，進一步包含一溶劑，該溶劑包含醚、酯、醚酯、酮和酮酯，更具體地，包含乙二醇單烷基醚、二甘醇二烷基醚、丙二醇單烷基醚、丙二醇二烷基醚、諸如甲基苯基醚的烷基苯基醚、醋酸酯、羥基醋酸酯和諸如乙基乳酸酯的乳酸酯。上述溶劑可以單獨使用，也可以混合兩種或更多種類來使用。此外，至少一種高沸點溶劑可以加入到上述溶劑中，前述高沸點溶劑諸如苯甲基乙基醚、二己基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、丙酮基丙酮、異壬酸(isoholon)、己酸、癸酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲基醇、苯甲基醋酸、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯和苯溶纖醋酸酯。其他適合的溶劑包括含鹵溶劑。
在第六實施例中，本文所揭示和請求的是上述實施例中的物質的組合物，進一步其中鏈和/或鏈上的基團以一種或更多種的碘化物、氟化物和/或氟化碳取代。
在第七實施例中，本文所揭示和請求的是上述實施例中的物質的組合物，其中該組合物是對紫外線(UV)、深UV、真空UV、極UV、X光、電子束和離子束敏感的光阻劑。
實驗性 以下是可用於當前揭示的兩性離子的代表性示例。
化合物 1 將四溴甲烷（9.32 g，28.10 mmol，1.11 eq）加入到2 L圓底燒瓶中。用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。經由總共1.25 L的無水甲苯加入A（15.2g，25.48 mmol，1 eq）。將混合物在氮氣下攪拌30分鐘直至全部溶解。透過注射器緩慢加入1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，16.54 mL，110.8 mmol，4.37 eq）。將反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（5.44 g，29%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物 2 經由甲苯將B（14.5 g，17.16 mmol，1 eq）加入到2 L圓底燒瓶中。將四溴甲烷（6.32 g，19.04 mmol，1.11 eq）加入到相同的2 L圓底燒瓶中。加入額外的甲苯至總量為1.21 L。將混合物在氮氣下攪拌30分鐘直至全部溶解。用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，11.21 mL，74.97 mmol，4.37 eq）。將反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化。收集產物，除去溶劑得到固體(10.25 g，60%回收率)。透過 1H NMR評價產物。
化合物 3 將四溴甲烷（1.12 g，3.38 mmol，1.11 eq）加入到250 mL圓底燒瓶中。用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。經由總共167 mL的無水甲苯加入C（2 g，3.05 mmol，1 eq）。將混合物在氮氣下攪拌30分鐘直至全部溶解。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，1.99 mL，13.31 mmol，4.37 eq）超過五分鐘。將反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（0.874 g，36%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物4 將D（2 g，1.87 mmol，1 eq）和四溴甲烷（0.69 g，2.07 mmol，1.11 eq）加入到500 mL圓底燒瓶中。將總共167 mL的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，1.22 mL，8.15 mmol，4.37 eq），同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（1.16 g，51%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物5 將E（1.03 g，3.06 mmol，1 eq）和四溴甲烷（1.13 g，3.4 mmol，1.11 eq）加入到250 mL圓底燒瓶中。將總共86 mL的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，2 mL，13.38 mmol，4.37 eq），同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（0.818 g，55%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物6 將F（2.5 g，4.19 mmol，1 eq）和四溴甲烷（1.54 g，4.65 mmol，1.11 eq）加入到500 mL圓底燒瓶中。將總共208 mL的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，2.74 mL，18.31 mmol, 4.37 eq），同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（1.23 g，39%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物7 將G（2.05 g，3.03 mmol，1 eq）和四溴甲烷（1.12 g，3.36 mmol，1.11 eq）加入到500 mL圓底燒瓶中。將總共171 mL的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，1.98 mL，13.24 mmol，4.37 eq），同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（0.558 g，22%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物8 將H（3.3 g，5.61 mmol，1 eq）和四溴甲烷（2.07 g，6.23 mmol，1.11 eq）加入到500 mL圓底燒瓶中。將總共275 mL的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，3.67 mL，24.52 mmol，4.37 eq），同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（2.00 g，48%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物9 將I（1.7 g，4.38 mmol，1 eq）和四溴甲烷（1.61 g，4.86 mmol，1.11 eq）加入到500 mL圓底燒瓶中。將總共142 mL的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，2.86 mL，19.12 mmol，4.37 eq），同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（1.48 g，63%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物10 將J（3.25 g，4.00 mmol，1 eq）和四溴甲烷（1.47 g，4.44 mmol，1.11 eq）加入到500 mL圓底燒瓶中。將總共271 mL的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，2.61 mL，17.48 mmol，4.37 eq），同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化。收集產物，除去溶劑得到固體（0.9 g，34%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
化合物11 將K（60 g，105.6 mmol，1 eq）和四溴甲烷（38.87 g，117.2 mmol，1.11 eq）加入到12 L圓底燒瓶中。將總共5 L的甲苯加入到燒瓶中。將燒瓶密封，將混合物攪拌30分鐘直至全部溶解。在此期間，用惰性氣體和真空將燒瓶泵吹掃三次。滴加1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU，69.0 mL，461.43 mmol，4.37 eq）超過30分鐘，同時持續攪拌。反應混合物在氮氣下攪拌過夜，然後過濾。濾液經由矽膠層析法純化，使用甲苯，然後是丙酮，接著是乙酸乙酯，接著是1:1乙酸乙酯：異丙醇。收集產物，除去溶劑得到固體（51 g，67%回收率）。透過 1H NMR評價產物。
配方 一般配方：以下配方是一般配方，其中當前揭示內容的材料用於測試。當具有不同分子量的材料進行測試時保持莫耳比。去除金屬內含物的技術在文獻中是眾所周知的。 也發現兩種或更多種兩性離子材料，包括當前揭示內容的不同異構體，其可以各種比例結合以獲得一組合以形成那些混合的兩性離子的性質的共混物。 可以改變配方中的固體百分比，以在旋轉和乾燥時獲得20 nm的薄膜厚度。 將 536  mL的乳酸乙酯、0.495 g的化合物 11和 6.090 g的交聯劑（下文的CL01）經由超音波混合。借助來自單頸圓底燒瓶的套管，混合物在 6 psi下被推過預調節的金屬離子去除過濾器組。向500 mL的混合物中加入1.595 g的PAG02，如下，以及0.513 g的親核淬滅劑Q02，如下，並混合直至完全溶解。 該配方透過0.2 µm的PTFE過濾器過濾並避光以及保持在5℃直至使用。 CL01：分子量838.22 PAG02 Q02：分子量434.28
配方測試 注意：配方的製備是以特定濃度並在1500 – 2500 rpm 下旋轉並乾燥時獲得20 nm的薄膜厚度。使用橢圓光學技術測量薄膜厚度。 使用Brewer Science Optistack AL 212以2000 rpm將矽晶圓旋轉塗覆在底層，並且在205℃下烘烤30秒。使用滴管將光阻劑配方施予到晶圓上，然後以獲得20 nm膜厚度目標所需的旋轉速度旋轉，通常為1200 – 2300 rpm。晶圓在60℃下烘烤3分鐘，並確認膜仍然適合曝光（例如，無抗潤濕）。使用非接觸遮罩晶圓以PSI同步加速器進行曝光，遮罩含有44 nm線寬間距的圖案，並在一塊晶圓上以增加的劑量曝光多個晶粒。晶圓可選擇性地進行曝光後烘烤1 – 2分鐘，通常在60℃– 80℃。晶圓在nBA（n-乙酸丁酯）中浸潤顯影持續30-60秒，然後可選擇性地在MIBC（甲基異丁基碳醇）中沖洗15秒。 然後使用SEM檢查圖案，並在劑量下拍攝影像。 使用名為SMILE的軟體包測量線寬和線寬粗糙度。線寬和LWR根據劑量繪製，計算出趨勢線，並從所繪製的圖計算出達到22 nm線寬所需的劑量；同時記錄在22 nm線處的LWR。
結果： 圖8示出使用當前揭示的化合物11的配方的掃描電子顯微鏡影像。 結果示出，當在EUV光阻劑中使用時，各種非常特定的兩性離子表現出在線寬粗糙度或感光速度或兩者上的重大改善。 臨界尺寸（ CD ）單位為奈米計算 靈敏度單位為 mJ/cm 2 線寬粗糙度（ LWR ）單位為奈米計在下列的表1中示出了本文中描述的微影製程的結果。圖表在第一行列出了本文揭示的示例化合物。第二行示出光阻劑組合物的臨界尺寸，第三行示出達到所需幾何形狀的靈敏度。如圖可見，圖8示出化合物11的SEM，示出隨著照片曝光的增加之臨界尺寸的增加。 注意化合物2 – 7示出非常低的LWR同時保持優秀的靈敏度。
化合物 CD LWR 靈敏度
2 17.54 3.17 34.98
4 19.87 3.70 46.58
8 20.95 3.19 51.17
9 20.45 3.04 55.07
10 19.95 3.09 56.42
12 21.34 3.59 50.65
14 22.14 4.19 44.37
15 na 4.65 39.89
21 na 5.25 65.28
23 na 4.15 39.98
24 na 4.17 48.90
     
1:化合物 2:化合物 3:化合物 4:化合物 5:化合物 6:化合物 7:化合物 8:化合物 9:化合物 10:化合物 11:化合物
圖1示出環氧材料聚合的聚合和擴散機制。 圖2示出當前揭示的材料的兩性離子功能。 圖3示出當前揭示的兩性離子的理論路線。 圖4-7示出當前揭示中所揭示和請求的新穎兩性離子的示例。 圖8示出在所述配方和製程中使用化合物11以微影法獲得的線條和空間的 SEM。
無
1:化合物
2:化合物
11:化合物

Claims (14)

  1. 一種包含以下化學結構的物質的組合物： 其中m = 1-4，n = 1-4，並且其中X和Y可以相同或不同，且為1-24個碳原子之分支或非分支的、取代或未取代的鏈，其包含烷基團、烯基團、芳基團、氧基團、取代的芳基團或者其組合。
  2. 如請求項1所述的物質的組合物，其中，m=2且n=3。
  3. 如請求項1所述的物質的組合物，其中，該鏈的鏈上有0-16個雜原子被取代，並包含取代或未取代的芳基團、雜芳基團或者融合芳基團或融合雜芳基團或兩者的組合，並且其中該芳基團包含一個或多個取代基，包括t-丁氧基羰氧基團、t-丁酯基團、t-丁酯醚基團、t-戊氧基羰氧基團、羥基團、醚基團、烷基或烯基取代基、烷矽基團，含有芳香族取代基的矽氧基團，或其組合。
  4. 如請求項3所述的物質的組合物，其中，m=2且n=3。
  5. 如請求項3所述的物質的組合物，進一步包含以混合物型態存在的一種或多種光酸產生劑，其選自由鋶鹽、錪鎓鹽、亞胺碸、含鹵素化合物、碸化合物、酯磺酸化合物、重氮甲烷化合物、二羧醯亞胺基磺酸酯、亞胺氧基磺酸酯、氫硫基重氮甲烷或其混合物。
  6. 如請求項5所述的物質的組合物，進一步包含至少一種交聯劑，其中該至少一種交聯劑包含酸敏感單體、寡聚物或聚合物，並且該至少一種交聯劑包含環氧基團、氧環丁烷基團、氧雙環[4.1.0]庚烷-醚基團、氧環丁烷甲醇基團、環氧丙基醚、芳香族基團的環氧丙基醚、環氧丙基酯、環氧丙基胺、甲氧基甲基基團、乙氧基甲基基團、丁氧基甲基基團、苯甲氧基甲基基團、二甲胺基甲基基團、二乙胺基甲基基團、二丁氧甲基基團、二羥甲基胺基甲基基團、二羥乙基胺基甲基基團、二羥丁基胺基甲基基團，嗎啉代甲基基團、乙醯氧基甲基基團、苯甲氧基甲基基團、甲醯基基團、乙醯基團、乙烯基基團或異丙烯基團中的至少一種。
  7. 如請求項6所述的物質的組合物，進一步包含一溶劑，該溶劑包含醚、酯、醚酯、酮和酮酯，更具體地，包含乙二醇單烷基醚、二甘醇二烷基醚、丙二醇單烷基醚、丙二醇二烷基醚、諸如甲基苯基醚的烷基苯基醚、醋酸酯、羥基醋酸酯和諸如乙基乳酸酯的乳酸酯。上述溶劑可以單獨使用，也可以混合兩種或更多種類來使用。此外，至少一種高沸點溶劑可以加入到上述溶劑中，前述高沸點溶劑諸如苯甲基乙基醚、二己基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、丙酮基丙酮、異壬酸、己酸、癸酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲基醇、苯甲基醋酸、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯和苯溶纖醋酸酯。其他適合的溶劑包括含鹵溶劑。
  8. 如請求項87所述的物質的組合物，其中，該組合物是對紫外線(UV)、深UV、真空UV、極UV、X光、電子束和離子束敏感的光阻劑。
  9. 一種包含以下化學結構的物質的組合物： 其中m=2且n=3，並且X和Y可以相同或不同，且為1-24個碳原子之分支或非分支的、取代或未取代的鏈，其包含烷基團、烯基團、芳基團、氧基團、取代的芳基團、羥基團、醚基團、烷基或烯基取代基、烷矽基團，含有芳香族取代基的矽氧基團，或其組合，並且其中鏈和/或鏈上的基團以一種或更多種的碘化物、氟化物和/或氟化碳取代。
  10. 如請求項9所述的物質的組合物，進一步包含以混合物型態存在的一種或多種光酸產生劑，其選自由鋶鹽、錪鎓鹽、亞胺碸、含鹵素化合物、碸化合物、酯磺酸化合物、重氮甲烷化合物、二羧醯亞胺基磺酸酯、亞胺氧基磺酸酯、氫硫基重氮甲烷或其混合物。
  11. 如請求項10所述的物質的組合物，進一步包含至少一種交聯劑，其中至少一種交聯劑包含酸敏感單體、寡聚物或聚合物，並且該至少一種交聯劑包含環氧基團、氧環丁烷基團、氧雙環[4.1.0]庚烷-醚基團、氧環丁烷甲醇基團、環氧丙基醚、芳香族基團的環氧丙基醚、環氧丙基酯、環氧丙基胺、甲氧基甲基基團、乙氧基甲基基團、丁氧基甲基基團、苯甲氧基甲基基團、二甲胺基甲基基團、二乙胺基甲基基團、二丁氧甲基基團、二羥甲基胺基甲基基團、二羥乙基胺基甲基基團、二羥丁基胺基甲基基團，嗎啉代甲基基團、乙醯氧基甲基基團、苯甲氧基甲基基團、甲醯基基團、乙醯基團、乙烯基基團或異丙烯基團中的至少一種。
  12. 如請求項11所述的物質的組合物，其中所述交聯劑包含被碘化物基團、氟化物基團、烷基-氟化物基團或其組合取代的芳香族取代基。
  13. 如請求項12所述的物質的組合物，進一步包含一溶劑，該溶劑包含醚、酯、醚酯、酮和酮酯，更具體地，包含乙二醇單烷基醚、二甘醇二烷基醚、丙二醇單烷基醚、丙二醇二烷基醚、諸如甲基苯基醚的烷基苯基醚、醋酸酯、羥基醋酸酯和諸如乙基乳酸酯的乳酸酯。上述溶劑可以單獨使用，也可以混合兩種或更多種類來使用。此外，至少一種高沸點溶劑可以加入到上述溶劑中，前述高沸點溶劑諸如苯甲基乙基醚、二己基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、丙酮基丙酮、異壬酸、己酸、癸酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲基醇、苯甲基醋酸、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸伸乙酯、碳酸丙烯酯和苯溶纖醋酸酯。其他適合的溶劑包括含鹵溶劑。
  14. 如請求項13所述的物質的組合物，其中，該組合物是對紫外線(UV)、深UV、真空UV、極UV、X光、電子束和離子束敏感的光阻劑。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4394496A (en) * 1971-08-19 1983-07-19 The Dow Chemical Company Epoxidation products of 1,1,1-tri-(hydroxyphenyl) alkanes
US4717760A (en) * 1986-07-10 1988-01-05 The Dow Chemical Company Fluorinated tris-epoxides based on triphenyl methane
GB0420702D0 (en) * 2004-09-17 2004-10-20 Univ Birmingham Use of methanofullerene derivatives as resist materials and method for forming a resist layer
US9519215B2 (en) * 2013-10-31 2016-12-13 Irresistible Materials, Ltd Composition of matter and molecular resist made therefrom
JP6199811B2 (ja) * 2014-06-18 2017-09-20 信越化学工業株式会社 ポジ型感光性樹脂組成物、光硬化性ドライフィルム並びにその製造方法、積層体、及びパターン形成方法
CN113994256A (zh) * 2019-05-19 2022-01-28 亚历克斯·P·G·罗宾逊 Euv图案化抗蚀剂形成方法
CN117716292A (zh) * 2021-07-04 2024-03-15 亚历克斯·P·G·罗宾逊 增强型euv光致抗蚀剂及其使用方法
CN113788803B (zh) * 2021-09-13 2023-12-15 北京化工大学 一种缩水甘油醚型四官能度环氧树脂及其固化物和制备方法

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