包括含光致生酸劑的端基的聚合物、光刻膠及制備方法
【專利摘要】一種聚合物包含不飽和單體和式(I)鏈轉(zhuǎn)移劑的聚合產(chǎn)物，所述不飽和單體包括酸可脫保護(hù)單體、堿可溶性單體、含內(nèi)酯單體、光酸產(chǎn)生單體或包含至少一種上述單體的組合；式(I)中，Z是y價(jià)C1-20有機(jī)基團(tuán)，L是雜原子或單鍵，A1和A2各自獨(dú)立地是含酯或不含酯的并且是氟化或非氟化的，A1和A2獨(dú)立地是C1-40亞烷基、C3-40環(huán)亞烷基、C6-40亞芳基或C7-40亞芳烷基，并且A1在與硫連接點(diǎn)的α位包含腈、酯或芳基取代基，X1是單鍵，–O-,-S-,–C(=O)-O-,-O-C(=O)-,-O-C(=O)-O-,–C(=O)-NR-,-NR-C(=O)-,-NR-C(=O)-NR-,-S(=O)2-O-,-O-S(=O)2-O-,-NR-S(=O)2-,或-S(=O)2-NR-，其中R是H,C1-10烷基,C3-10環(huán)烷基或C6-10芳基，Y-是陰離子基團(tuán)，G+是金屬或非金屬陽離子，以及y是1-6的整數(shù)。
【專利說明】包括含光致生酸劑的端基的聚合物、光刻膠及制備方法
【背景技術(shù)】
[0001]新一代微型光刻(即，例如在13.4nm的波長下操作的電子束、X射線和遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻)的設(shè)計(jì)原則正傾向于越來越小的尺寸，例如小于或等于30nm。在新一代微型光刻中使用的較窄線寬和較薄的抗蝕劑膜可能導(dǎo)致一致性(consistency)問題,例如線寬粗糙度(LWR)，分辨率越來越重要并限制光刻膠的性能和有用性。過度的LWR會(huì)導(dǎo)致刻蝕差，并缺少對(duì)例如晶體管和柵結(jié)構(gòu)的線寬控制，可能導(dǎo)致最終器件短路和信號(hào)延遲。
[0002]用于催化脫保護(hù)光刻膠膜中受保護(hù)的可顯影基團(tuán)的光致生酸劑(PAG)的不均勻分布可能使LW R增加，并因此得到差的分辨率?？梢酝ㄟ^制備PAG和光刻膠聚合物的物理摻混物將PAG結(jié)合如光刻膠配制物中，通過旋涂涂覆，光刻膠膜中可能發(fā)生PAG的不均勻分布，導(dǎo)致生成不均勻的酸和較大的線邊緣粗糙度(LER)?；蛘?，PAG可以連接到聚合物主鏈上，限制其在配制物中的遷移性。雖然這種策略可用改進(jìn)PAG在光刻膠膜中的分散，從而改進(jìn)圖像成形，但PAG雙重分布在聚合物鏈(其中某些鏈可能比其它鏈包含更多PAG)之間和聚合物鏈(其中某些鏈區(qū)域可能比其它區(qū)域包含更多PAG，這取決于含PAG單體的反應(yīng)活性比例)中。因此需要更均勻的PAG分散方法。
[0003]控制組分、分子量和多分散性在改進(jìn)PAG在光刻膠膜中的分散性是有用的?；诒┧狨サ腅UV光刻膠聚合物可通過改性的自由基聚合技術(shù)合成，該技術(shù)中控制單體和引發(fā)劑進(jìn)料速率有助于控制組成，但終止和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致在聚合過程中不同位點(diǎn)產(chǎn)生不同的組成，以及相對(duì)較寬的分子量分布。由于組成變化影響光刻膠溶解度，鏈上組成分布寬和分子量分布寬都是不希望的。
[0004]可以使用受控制的自由基聚合方法來制備多分散性小于2.0的包含(甲基)丙烯酸酯的聚合物。受控制的自由基聚合的一種方法涉及使用二硫酯鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA)來控制分子量分布。如Proc.0fSPIE, 2008，第6923卷，69232E-1-69232E-9頁所述，使用可逆加成片段化轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合技術(shù)來制備用于193nm光刻的光刻膠聚合物。根據(jù)CTA的量可以得到精確具體的分子量，由于CTA是鏈終止劑，可以對(duì)使用CTA制備的聚合物進(jìn)行端基官能化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]通過根據(jù)本發(fā)明的聚合物可以克服一種或多種現(xiàn)有技術(shù)的上述或其它缺陷，本發(fā)明包括一種聚合物，所述聚合物包含不飽和單體與式(I)的鏈轉(zhuǎn)移劑的聚合產(chǎn)物，所述不飽和單體包括酸可脫保護(hù)單體、堿溶性單體、含內(nèi)酯單體、光致生酸單體或包括至少一種上述單體的組合；
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種聚合物，其包含不飽和單體與式(I)的鏈轉(zhuǎn)移劑的聚合產(chǎn)物，所述不飽和單體包括: 酸可脫保護(hù)單體、堿溶性單體、含內(nèi)酯單體、光致生酸單體，或包括至少一種上述單體的組合，
2.如權(quán)利要求1所述的化合物，所述化合物具有式(1-a):
3.如權(quán)利要求2所述的化合物，所述化合物具有式(1-b)或(Ι-c):
4.如權(quán)利要求1所述的聚合物，其特征在于，G+是式(II)的陽離子:
5.如權(quán)利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述酸可脫保護(hù)單體包括式(III)單體，所述堿溶性單體包括式(IV)單體，所述含內(nèi)酯單體包括式(V)單體，所述光致生酸單體包括式(VI)單體:
6.如權(quán)利要求5所述的聚合物，其特征在于，所述式(III)酸可脫保護(hù)單體包括:
7.如權(quán)利要求5所述的聚合物，其特征在于，在式(VI)中，A是-[(C002)x-C(=0)0]。-(C (Rd) 2) y (CF2) z-基，或鄰位-、間位-或?qū)ξ?取代的-C6Re4-基，其中各R% Rd和Re各自獨(dú)立地是H，F(xiàn)，CN, CV6氟烷基或Cu烷基，c是O或1，X是1-10的整數(shù)，y和z獨(dú)立地是0-10的整數(shù)，y+z的和至少為I。
8.一種光刻膠組合物，所述光刻膠組合物包含如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的聚合物。
9.一種經(jīng)涂覆的基材，其包括:(a)基材，所述基材包括位于其表面上的將被圖案化的一個(gè)層或多個(gè)層；和(b)如權(quán)利要求8所述的光致抗蝕劑組合物層，其位于所述將被圖案化的一個(gè)層或多個(gè)層上。
10.一種形成電子器件的方法，其包括:(a)在基材上施加如權(quán)利要求8所述的光刻膠組合物層；(b)以圖案化方式將所述光刻膠組合物層曝光于活化輻射；以及(C)對(duì)經(jīng)曝光的光刻膠組合物層進(jìn)行顯影，以提供抗蝕劑浮雕圖像。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述輻照是遠(yuǎn)紫外輻照或電子束輻照。
【文檔編號(hào)】C08F220/32GK103665254SQ201310382684
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】J·W·克萊默, D·J·阿里奧拉 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司