纳米粒子-聚合物抗蚀剂制造技术

一种复合材料，其是包含以下各者的掺和物：包含核心和围绕所述核心的涂层的纳米粒子；和聚合物，其中所述纳米粒子的所述涂层包含配体，其中所述配体是被取代或未被取代的C

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及半导体和半导体工艺的领域。确切来说，本专利技术提供一种包括纳米粒子-聚合物抗蚀剂的复合材料。
技术介绍
近年来已开发金属氧化物纳米粒子以用于光致抗蚀剂。由有机配体(如甲基丙烯酸)围绕的一些金属氧化物(如HfO2或ZrO2)可以在EUV波长下经图案化。在这种工艺期间，配体添加到金属氧化物中以形成纳米粒子聚集体，所述纳米粒子聚集体与光酸产生剂组合以形成光致抗蚀剂。由溶剂(如PGMEA)涂布的这些光致抗蚀剂可以呈正(水性碱)或负(2-庚酮)型显影。然而，仍需要一种与现有光致抗蚀剂相比敏感性更高并且分辨率更高的新光刻物质。
技术实现思路
一实施例提供一种复合材料，其是包含以下各者的掺和物：包含核心和围绕核心的涂层的纳米粒子；和聚合物，其中纳米粒子的涂层包含配体，其中配体是被取代或未被取代的C1-C16羧酸或其盐、被取代或未被取代的C1-C16氨基酸或其盐、被取代或未被取代的膦酸C1-C16二烷酯或其组合；并且其中聚合物是以下的聚合产物：包含可聚合基团的光酸产生剂；至少一种不饱和单体，其不同于包含可聚合基团的光酸产生剂；和式(I)的链转移剂；其中：Z是y价的C1-20有机基团，x是0或1，并且Rd是被取代或未被取代的C1-20烷基、C3-20环烷基、C6-20芳基或C7-20芳烷基。另一个实施例提供一种制备复合材料的方法，其包含混合包含核心和围绕核心的涂层的纳米粒子；和聚合物，其中纳米粒子的涂层包含配体，其中配体是被取代或未被取代的C1-C16羧酸或其盐、被取代或未被取代的C1-C16氨基酸或其盐、被取代或未被取代的膦酸C1-C16二烷酯或其组合；并且其中聚合物是以下的聚合产物：包含可聚合基团的光酸产生剂；至少一种不饱和单体，其不同于包含可聚合基团的光酸产生剂；和式(I)的链转移剂；其中：Z是y价的C1-20有机基团，x是0或1，并且Rd是被取代或未被取代的C1-20烷基、C3-20环烷基、C6-20芳基或C7-20芳烷基。附图说明通过参考附图进一步详细描述本专利技术例示性实施例，本专利技术的以上和其它方面、优势和特征将变得更显而易见，其中：图1是根据一实施例的制备纳米粒子-聚合物复合材料的工艺的示意性图示；图2是表示异丙醇锆的13C-SS-NMR波谱的图；图3是表示ZrO2-IBA的13C-SS-NMR波谱的图；图4是表示在乳酸乙酯中的ZrO2-IBA的动态光散射(DLS)简图的图；图5是在300,000放大率下ZrO2-IBA的透射电子显微镜(TEM)图像；图6是表示ZrO2-IBA的ATR-FTIR波谱的图；图7是表示HfO2-IBA的ATR-FTIR波谱的图；图8是表示ZrO2-IBA粉末的热解重量分析(TGA)的图；图9是表示HfO2-IBA粉末的热解重量分析(TGA)的图；图10是表示PMMA22-共-PPAG2的1H-NMR波谱的图；图11A-11B是分别在140μC/cm2和240μC/cm2之面积剂量下得到的CD目标100nm(CD:LW＝1:1)的原子力显微镜(AFM)图像；和图12A-12C是分别在240μC/cm2、340μC/cm2和460μC/cm2的面积剂量下得到的CD目标100nm(CD:LW＝1:4)的原子力显微镜(AFM)图像。具体实施方式现在将详细参考例示性实施例，所述实施例的实例在附图中说明，其中相同的参考数字始终指代相同的元件。在这点上，本例示性实施例可具有不同形式并且不应被解释为限于本文中所阐述的描述。因此，例示性实施例仅通过参考图式在下文中进行描述以阐释本说明书的各方面。如本文中所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一者或多者的任何和所有组合。如“中的至少一者”等表述当在元件列表之前时修饰元件的整个列表而不是修饰列表的个别元件。将理解，当元件称为“在”另一个元件“上”时，其可以直接与另一个元件接触或插入元件可以存在于其之间。相比之下，当元件称为“直接在”另一个元件“上”时，不存在插入元件。将理解，虽然本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用以区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层、部分或部分。因此，在不脱离本专利技术实施例的教示内容的情况下，下文所论述的第一元件、组件、区域、层或部分可以称为第二元件、组件、区域、层或部分。本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且并不意欲是限制性的。如本文中所使用，单数形式“一(a/an)”和“所述”打算还包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。将进一步理解，术语“包含(comprises/comprising)”或“包括(includes/including)”在本说明书中使用时，意指所陈述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或加入。考虑到相关测量和与特定数量的测量相关的误差(即测量系统的局限性)，如由所属领域的普通技术人员所确定，如本文所使用的“约”或“大致”包括所陈述值并且意谓在针对特定值的偏差的可接受范围内。举例来说，“约”可以意谓在一个或多个标准偏差内，或在所陈述值的±30％、20％、10％、5％内。除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科技术语)具有本专利技术所属领域的普通技术人员的通常所理解的相同意义。将进一步理解，术语(如在常用词典中所定义的那些术语)应解释为具有与其在相关技术和本专利技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文中明确地定义，否则将不会以理想化或过分正式意义进行解释。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“烷基”是指衍生自具有指定碳原子数目并且价态至少是一的直链或分支链饱和脂肪族烃的基团。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“氟烷基”是指一个或多个氢原子经氟原子置换的烷基。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“烷氧基”是指“烷基-O-”，其中术语“烷基”具有与以上所描述的含义相同的含义。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“氟烷氧基”是指一个或多个氢原子经氟原子置换的烷氧基。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“环烷基”是指具有一个或多个饱和环(其中所有环成员是碳)的单价基团。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“杂环基”是指具有至少两个不同元素的原子作为其环成员的单价饱和或不饱和环基。如本文中所使用，当未另外提供定义时，单独或呈组合形式使用的术语“芳基”是指含有至少一个环并且具有指定碳原子数目的芳香族烃。术语“芳基”可以解释为包括芳香族环稠合到至少一个环烷基环的基团。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“芳氧基”是指“芳基-O-”，其中术语“芳基”具有与以上所描述的含义相同的含义。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“芳烷基”是指共价键联到烷基(键联到化合物)的被取代或未被取代的芳基。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“亚烷基”是指价态至少是二、任选地被一个或多个所指示取代基取代的直链或分支链饱和脂肪族烃基，前提是不超过亚烷基的价态。如本文中所使用，当未另外提供定义时，术语“亚环烷基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料，其是包含以下各者的掺合物：包含核心和围绕所述核心的涂层的纳米粒子；和聚合物，其中所述纳米粒子的所述涂层包含配体，其中所述配体是被取代或未被取代的C1‑C16羧酸或其盐、被取代或未被取代的C1‑C16氨基酸或其盐、被取代或未被取代的膦酸C1‑C16二烷酯或其组合；并且其中所述聚合物是以下的聚合产物：包含可聚合基团的光酸产生剂；至少一种不饱和单体，其不同于所述包含可聚合基团的光酸产生剂；和式(I)的链转移剂；其中：Z是y价的C1‑20有机基团，x是0或1，并且Rd是被取代或未被取代的C1‑20烷基、C3‑20环烷基、C6‑20芳基或C7‑20芳烷基。

【技术特征摘要】
2015.07.29 US 14/8122381.一种复合材料，其是包含以下各者的掺合物：包含核心和围绕所述核心的涂层的纳米粒子；和聚合物，其中所述纳米粒子的所述涂层包含配体，其中所述配体是被取代或未被取代的C1-C16羧酸或其盐、被取代或未被取代的C1-C16氨基酸或其盐、被取代或未被取代的膦酸C1-C16二烷酯或其组合；并且其中所述聚合物是以下的聚合产物：包含可聚合基团的光酸产生剂；至少一种不饱和单体，其不同于所述包含可聚合基团的光酸产生剂；和式(I)的链转移剂；其中：Z是y价的C1-20有机基团，x是0或1，并且Rd是被取代或未被取代的C1-20烷基、C3-20环烷基、C6-20芳基或C7-20芳烷基。2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述纳米粒子的所述核心包含ZrO2、HfO2、TiO2或其组合。3.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述配体是被取代或未被取代的C1-C16羧酸或其盐。4.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述纳米粒子的中数直径是10纳米或小于10纳米。5.根据权利要求1所述的复合材料，其中包含可聚合基团的光酸产生剂是由式(II)表示的单体：其中每一Ra独立地是H、F、C1-10烷基或C1-10氟烷基；Q2是单键或选自C1-20亚烷基、C3-20亚环烷基、C6-20亚芳基和C7-20亚芳烷基的含酯或不含酯的氟化或非氟化基团；A是选自C1-20亚烷基、C3-20亚环烷基、C6-20亚芳基和C7-20亚芳烷基的含酯或不含酯的氟化或非氟化基团；Z是包含磺酸盐的阴离子部分、磺酰胺的阴离子或磺酰亚胺的阴离子；并且G+具有式(III)：其中X是S或I，每一Rc是卤化或非卤化的并且独立地是C1-30烷基；多环或单环C3-30环烷基；多环或单环C4-30芳基，其中当X是S时，所述Rc基团中的一个任选地通过单键连接到一个相邻Rc基团，并且z是2或3，其中当X是I时，z是2，或当X是S时，z是3。6.根据权利要求1所述的复合材料，其中不同于所述包含可聚合基团的光酸产生剂的至少一种不饱和单体是式(IV)的酸可脱保护单体、式(V)的碱可溶性单体或式(VI)的含内酯单体：其中，Ra独立地是H、F、C1-10烷基或C1-10氟烷基；Rb独立地是H、C1-20烷基、C3-20环烷基、C6-20芳基或C7-20芳烷基，并且每一Rb是单独的或至少一个Rb键结到相邻Rb从而形...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·W·萨克莱，M·西奥沃，P·特雷福纳斯三世，I·布莱基，A·K·惠特克，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，昆士兰大学，
类型：发明
国别省市：美国;US