光致酸生成共聚物和相关的光刻胶组合物、涂覆的基材以及形成电子器件的方法技术

本发明专利技术涉及光致酸生成共聚物和相关的光刻胶组合物、涂覆的基材以及形成电子器件的方法。一种共聚物，其包含源自下组的重复单元：对酸不稳定的单体；脂族、含内酯单体；(甲基)丙烯酸C1-12烷基酯，其中C1-12烷基包括具体的碱可溶性基团；包含脂族阴离子的光致酸生成单体；以及具有下式的中性芳族单体：其中，R1、R2、R3、X、m和Ar如本文所定义。所述共聚物用作光刻胶组合物的组分。描述了包含所述光刻胶组合物层的涂覆的基材，以及使用所述涂覆的基材形成电子器件的方法。

【技术实现步骤摘要】
光致酸生成共聚物和相关的光刻胶组合物、涂覆的基材以及形成电子器件的方法
本专利技术涉及用作光刻胶组合物的组分的光致酸生成共聚物。
技术介绍
当接触电子束或者极端紫外辐射时分解产生酸的化合物(也已知为光致酸生成剂)是用于微电子制造的化学放大光刻胶组合物中聚合物的化学放大脱保护或交联的基础。将光致酸生成剂作为分开的化合物或者作为共聚物内的重复单元结合到光刻胶组合物中。光刻胶组合物的存在提供了辐照敏感性、分辨率和线宽粗糙度的有用平衡。但是，希望光刻胶展现出增加的最终分辨率、降低的斑点(顶部粗糙度)和增加的聚焦深度，而基本上不危及辐射敏感性和/或线宽粗糙度。
技术实现思路
一个实施方式是一种共聚物，其包含源自下组的重复单元：对酸不稳定的单体；脂族、含内酯单体；碱可溶性单体，所述碱可溶性单体包含1,1,1,3,3,3-六氟-2-羟基丙-2-基取代基或者-NH-S(O)2-Rb取代基，其中Rb是C1-4全氟烷基；包含脂族阴离子的光致酸生成单体；以及具有下式的中性芳族单体：其中R1、R2和R3分别独立地是氢、卤素、C1-6烷基或者卤代的C1-6烷基；m是0或1；X是-O-、-C(O)-、-C(O)-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2-N(R4)-、-N(R4)-S(O)2-、C1-12亚烃基、-O-(C1-12亚烃基)-、-(C1-12亚烃基)-O-或者-C(O)-O-(C1-12亚烃基)-，其中R4是C1-6烷基；以及Ar是未取代或取代的C6-24芳基，其中当Ar是取代的C6-24芳基时，其被一个或多个选自下组的基团取代：卤素、C1-12烃基以及卤化的C1-12烃基；其中重复单元源自包含不超过55摩尔％的含芳族基团的单体的单体。另一个实施方式是包含本文所述的任意共聚物的光刻胶组合物。另一个实施方式是一种涂覆的基材，其包括：(a)基材，其包括位于其表面上的待图案化的一层或多层；以及(b)本申请所述的光刻胶组合物的层，其位于所述待图案化的一层或多层上。另一个实施方式是一种形成电子器件的方法包括：(a)在基材上施加光刻胶组合物层；(b)以图案化方式将光刻胶组合物层暴露于极端紫外辐照或者电子束活化辐射；以及(c)对暴露的光刻胶组合物层进行显影，以提供光刻胶浮雕图像。以下详细描述这些实施方式和其它实施方式。附图说明图1分别显示比较例1和2的光刻胶组合物的24纳米接触孔、22纳米和17纳米(半节距)线/间隔性能。图2是比较例1和2的光刻胶组合物的溶解速率与接触剂量的关系图。图3显示在极端紫外(EUV)图案化之后，比较例3在26纳米临界尺寸，以及比较例6和7与实施例1、5和7全都在21纳米临界尺寸的上下扫描电子显微镜(SEM)图像。图4左侧显示本专利技术的实施例2和4的光刻胶组合物的以及比较例8的对比光刻胶组合物的26纳米线/间隔性能；图4右侧显示相应的临界尺寸(CD；nm)相对焦距与用不同的线类型表示的剂量(mJ/cm2)的关系图。图5左侧显示实施例2、4和6以及比较例8的22纳米线/间隔性能；图5右侧显示相应的临界尺寸(CD；nm)相对焦距与剂量(mJ/cm2)的关系图。具体实施方式本专利技术的专利技术人已经确定本文所述的共聚物为光刻胶组合物提供增加的最终分辨率、降低的斑点(顶部粗糙度)和增加的聚焦深度，而基本上不危及辐射敏感性和/或线宽粗糙度。一个实施方式是一种共聚物，其包含源自下组的重复单元：对酸不稳定的单体；脂族、含内酯单体；(甲基)丙烯酸C1-12烷基酯，其中C1-12烷基包含1,1,1,3,3,3-六氟-2-羟基丙-2-基取代基或者-NH-S(O)2-Rb取代基，其中Rb是C1-4全氟烷基；包含脂族阴离子的光致酸生成单体；以及具有下式的中性芳族单体：其中R1、R2和R3分别独立地是氢、卤素、C1-6烷基或者卤代的C1-6烷基；m是0或1；X是-O-、-C(O)-、-C(O)-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2-N(R4)-、-N(R4)-S(O)2-、C1-12亚烃基、-O-(C1-12亚烃基)-、-(C1-12亚烃基)-O-或者-C(O)-O-(C1-12亚烃基)-，其中R4是C1-6烷基；以及Ar是未取代或取代的C6-24芳基，其中当Ar是取代的C6-24芳基时，其被一个或多个选自下组的基团取代：卤素、C1-12烃基以及卤化的C1-12烃基。除非另有说明，否则“取代的”应理解为表示包括至少一种如下取代基，例如：卤素(即F、Cl、Br、I)、羟基、氨基、硫醇(thiol)、羧基、羧酸酯/盐、酯(包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和内酯)、酰胺、腈、硫化物、二硫化物、硝基、C1-18烷基、C1-18烯基(包括降冰片烯基)、C1-18烷氧基、C2-18烯氧基(包括乙烯基醚)、C6-18芳基、C6-18芳氧基、C7-18烷基芳基或者C7-18烷基芳氧基。在中性脂族单体的Ar基团的上下文中，“取代的”应理解为被选自下组的一个或多个基团取代：卤素、C1-12烃基以及卤化的C1-12烃基。“氟化的”应理解为表示基团中结合了一个或多个氟原子。例如，对于C1-18氟烷基，氟烷基可包含一个或多个氟原子，例如单个氟原子、两个氟原子(例如，1,1-二氟乙基)、三个氟原子(例如，2,2,2-三氟乙基)或者或碳的每个自由价态上都连接氟原子(例如，全氟化基团，如-CF3、-C2F5、-C3F7或-C4F9)。本文所用术语“烷基”包括直链烷基、支链烷基、环烷基以及结合了直链、支链和环状基团的两向和三向组合的烷基。烷基可以是未取代或取代的。烷基的具体例子包括甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、环丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基、叔-丁基、环丁基、1-甲基环丙基、2-甲基环丙基、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基(新戊基)、环戊基、1-甲基环丁基、2-甲基环丁基、3-甲基环丁基、1,2-二甲基环丙基、2,2-二甲基环丙基、2,3-二甲基环丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-2-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、1,2,2-三甲基环丙基、2,2,3-三甲基环丙基、(1,2-二甲基环丙基)甲基、(2,2-二甲基环丙基)甲基、1,2,3-三甲基环丙基、(2,3-二甲基环丙基)甲基、2,2-二甲基环丁基、2,3-二甲基环丁基、(1-甲基环丁基)甲基、1,2-二甲基环丁基、2,3-二甲基环丁基、(2-甲基环丁基)甲基、1,3-二甲基环丁基、2,4-二甲基环丁基、(3-甲基环丁基)甲基、1-甲基环戊基、2-甲基环戊基、环戊基甲基、环己基、1-降冰片烷基、2-降冰片烷基、3-降冰片烷基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、八氢-1-戊烯基(pentalenyl)、八氢-2-戊烯基、八氢-3-戊烯基、八氢-1-苯基-1-戊烯基、八氢-2-苯基-2-戊烯基、八氢-1-苯基-3-戊烯基、八本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚物，其包含源自下组的重复单元：对酸不稳定的单体；脂族、含内酯单体；碱可溶性单体，所述碱可溶性单体包含1,1,1,3,3,3‑六氟‑2‑羟基丙‑2‑基取代基或者‑NH‑S(O)2‑Rb取代基，其中Rb是C1‑4全氟烷基；包含脂族阴离子的光致酸生成单体；以及具有如下化学式的中性芳族单体：其中R1、R2和R3分别独立地是氢、卤素、C1‑6烷基或者卤代的C1‑6烷基；m是0或1；X是‑O‑、‑C(O)‑、‑C(O)‑O‑、‑S‑、‑S(O)‑、‑S(O)2‑、‑S(O)2‑N(R4)‑、‑N(R4)‑S(O)2‑、C1‑12亚烃基、‑O‑(C1‑12亚烃基)‑、‑(C1‑12亚烃基)‑O‑或者‑C(O)‑O‑(C1‑12亚烃基)‑，其中R4是C1‑6烷基；以及Ar是未取代或取代的C6‑24芳基，其中当Ar是取代的C6‑24芳基时，其被一个或多个选自下组的基团取代：卤素、C1‑12烃基以及卤化的C1‑12烃基；其中重复单元源自包含不超过55摩尔％的含芳族基团的单体的单体。

【技术特征摘要】
2013.12.19 US 61/918,1631.一种共聚物，其包含源自下组的重复单元：对酸不稳定的单体；脂族、含内酯单体；碱可溶性单体，所述碱可溶性单体包含1,1,1,3,3,3-六氟-2-羟基丙-2-基取代基或者-NH-S(O)2-Rb取代基，其中Rb是C1-4全氟烷基；包含脂族阴离子的光致酸生成单体；以及中性芳族单体，所述中性芳族单体包括：或其组合，其中Ra是-H、-F、-CH3或者-CF3；每次出现的Rc独立地是卤素、C1-6全氟烷基或者C3-6全氟环烷基；Rd是C1-10烷基、C3-10环烷基、C1-6全氟烷基、C3-6全氟环烷基、C1-10烯基、C3-10环烯基或者C6-12芳基；每次出现的Re独立地是C1-10亚烷基或者C3-10环亚烷基；n是1；以及q是1、2、3、4或5；其中重复单元源自包含不超过55摩尔％的含芳族基团的单体的单体。2.如权利要求1所述的共聚物，其特征在于，所述中性芳族单体的cLogP为2.5-6。3.如权利要求1或2所述的共聚物，其特征在于，所述对酸不稳定的单体包括未取代或取代的(甲基)丙烯酸叔烃基酯，其包括如下：或其组合；其中Ra是-H、-F、-CH3或者-CF3。4.如权利要求1或2所述的共聚物，其特征在于，所述碱可溶性单体包括：或其组合，其中Ra是...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·简恩，O·昂格伊，J·W·撒克里，J·F·卡梅隆，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US