光酸产生单体、自其衍生的聚合物、包括所述聚合物的光致抗蚀剂组合物制造技术

一种单体具有以下结构：

【技术实现步骤摘要】
光酸产生单体、自其衍生的聚合物、包括所述聚合物的光致抗蚀剂组合物
本专利技术涉及具有光酸产生基团的单体，由所述单体形成的聚合物，包含所述聚合物的光致抗蚀剂组合物，和用所述光致抗蚀剂组合物形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法。
技术介绍
先进光刻技术，如电子束和远紫外线(EUV)光刻正用于形成精细图案。除其它方法和工具相关要求以外，图案尺寸进一步收缩至25纳米和更小需要高度解析化学增幅的化学增幅型光致抗蚀剂组合物的显影。证明使用缓慢扩散光酸产生剂(PAG)添加剂对于解析和图案质量的改进至关重要。化学增幅型光致抗蚀剂组合物中的缓慢酸扩散是通过将酸性单元附接至一或多个大型和极性取代基而达成。然而，增加PAG体积具有降低典型光致抗蚀剂组合物溶剂中的PAG溶解性的缺点。因此，大量的PAG在光致抗蚀剂膜矩阵中经受隔离或不均匀分布。另外，减少的PAG溶解性使光致抗蚀剂组合物调配物空间变窄且限制可在化学增幅型光致抗蚀剂组合物中负载的PAG的量。此外，低PAG溶解性与在光刻处理期间和之后形成缺陷相关联。达成缓慢PAG扩散的替代方法通过将光酸产生剂附接至光致抗蚀剂聚合物主链实现。在聚合物结合PAG(PBP)的优势中包括格外缓慢的酸扩散、均匀PAG分布和较高PAG负载能力。可聚合PAG和对应聚合物描述于例如Thackeray等人的美国专利第7,838,199B2号和第8,507,176B2号和第8,900,792B2号、Coley等人的第8,716,518B2号和第8,907,122B2号、Cameron等人的第8,945,814B2号和Ongayi等人的第9,182,669B2号，以及Thackeray等人的美国专利申请公开案第US2014/0080062A1号和第US2014/0186767A1号、LaBeaume的第US2015/0093709A1号和Jain等人的第US2015/0177613A1号和第US2015/0177615A1号中。仍需要在20至26纳米或更小标度上展现特征解析，同时提供低未曝光膜厚度损失，和可接受感光度、图案崩溃容限、曝光宽容度和线宽粗糙度的可聚合PAG和对应聚合物和光致抗蚀剂组合物。
技术实现思路
一个实施例为具有以下结构的单体其中R为包含可聚合碳-碳双键或碳-碳三键的有机基团；X和Y在每次出现时独立地为氢或非氢取代基；EWG1和EWG2在每次出现时独立地为拉电子基团；p为0、1、2、3或4，其条件为当EWG1和EWG2各独立地为氟基、三氟甲基或五氟乙基时，p为1、2、3或4；n为1、2、3或4；且M+为有机阳离子。另一实施例为包含衍生自单体的重复单元的聚合物。另一实施例为包含聚合物的光致抗蚀剂组合物。另一实施例为形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，其包含：(a)在衬底上涂覆光致抗蚀剂组合物的层以形成光致抗蚀剂层；(b)将光致抗蚀剂层逐图案曝光于活化辐射以形成曝光的光致抗蚀剂层；和(c)对曝光的光致抗蚀剂层显影以得到光致抗蚀剂浮雕图像。以下详细描述这些和其它实施例。附图说明图1为制备单体指示的TBPDBTADMA-TFPS的合成流程。图2为制备单体指示的ECPPDBTADMA-TFPS的合成流程。图3为制备单体指示的ECPPDBTHNMA-TFPS的合成流程。具体实施方式本专利技术人已确定具有特定结构的可聚合光酸产生剂可与一或多种其它单体聚合或共聚合以产生聚合物结合的PAG。并有聚合物结合的PAG的光致抗蚀剂组合物在20至26纳米或更小标度上展现特征解析，同时提供低未曝光膜厚度损失，和可接受感光度、图案崩溃容限、曝光宽容度和线宽粗糙度。一个实施例为具有以下结构的单体其中R为包含可聚合碳-碳双键或碳-碳三键的有机基团；X和Y在每次出现时独立地为氢或非氢取代基；EWG1和EWG2在每次出现时独立地为拉电子基团；p为0、1、2、3或4，其条件为当EWG1和EWG2各独立地为氟基、三氟甲基或五氟乙基时，p为1、2、3或4；n为1、2、3或4；且M+为有机阳离子。此单体有时在本文中称为PAG单体。如上所陈述，R为包含(即在结构内包括)可聚合碳-碳双键或碳-碳三键的有机基团。在一些实施例中，R包含C2-12烯基、C2-12炔基、丙烯酰基、2-(C1-12烷基)丙烯酰基、2-(C1-12氟烷基)丙烯酰基、2-氰基丙烯酰基或2-氟丙烯酰基作为其结构的一部分或全部。如本文所用，术语“氟烷基”是指包含至少一个氟取代基的烷基。氟烷基可经部分氟化或全氟化。R可任选地包含以下二价基团中的一或多个：直链或分支链C1-20亚烷基、单环或多环C3-20亚环烷基、单环或多环C3-20亚杂环烷基、单环或多环C6-20亚芳基、单环或多环C1-20亚杂芳基，其中的每一个可经取代或未经取代。如本文所用，“经取代”意指包括至少一个取代基，如卤素(即，F、Cl、Br、I)、羟基、氨基、巯基、羧基、羧酸酯基、酰胺、腈、硫化物、二硫化物、硝基、C1-18烷基、C1-18烷氧基、C6-18芳基、C6-18芳氧基、C7-18烷基芳基或C7-18烷基芳氧基。应了解，除非另外规定，否则关于本文中的式所公开的任何基团或结构可如此经取代。此外，“氟化”意指有一或多个氟原子并入至基团中。举例来说，在指示C1-18氟烷基的情况下，氟烷基可包括一或多个氟原子，例如单个氟原子、两个氟原子(例如，呈1,1-二氟乙基形式)、三个氟原子(例如，呈2,2,2-三氟乙基形式)或位于碳的各自由价上的氟原子(例如，呈全氟化基团形式，如-CF3、-C2F5、-C3F7或-C4F9)。应理解，对于经取代基团的碳计数包括取代基的任何碳原子。举例来说，“经取代-C(＝O)-(C1-8亚烷基)-C(＝O)-”中的C1-8亚烷基具有1至8个碳原子，包括衍生自取代的任何碳原子。在一些实施例中，R选自由以下组成的群组：其中R1为氢、氟基、氰基、C1-10烷基或C1-10氟烷基。如上所陈述，X和Y在每次出现时独立地为氢或非氢取代基。非氢取代基包括例如任选经取代的烷基，包括任选经取代的C1-30烷基；任选经取代的环烷基，包括C3-30环烷基；任选经取代的烷氧基，包括任选经取代的C1-30烷氧基；任选经取代的碳环基，包括C6-30碳环基；任选经取代的杂脂环基，包括含有1、2或3个氮、氧或硫环原子的C3-30杂脂环基。在一些实施例中，p为1、2、3或4；且X和Y为氢。在单体结构中，p为0、1、2、3或4，其条件为当EWG1和EWG2各独立地为氟基、三氟甲基或五氟乙基时，p为1、2、3或4；且n为1、2、3或4。在一些实施例中，p为1、2、3或4，或1、2或3。在一些实施例中，n为1、2或3，或n为1或2。在一些实施例中，n和p的总和为至少2，或至少3，或至少4。如上所陈述，EWG1和EWG2在每次出现时独立地为拉电子基团(EWG)。拉电子基团为通过共振效应、感应效应、超共轭效应或其组合自相邻原子朝向自身吸取电子密度的基团。EWG可为弱拉电子基团、中等拉电子基团或强拉电子基团。EWG可例如为卤素原子(例如氟)、部分卤代或全卤化烷基(例如-CF3、-CF2CF3、-CCl3)(通常为C1-10、C1-5或C1-3部分氟化或全氟化烷基)、醛(-CHO)、酮(-COR11)、羧酸(-CO2H)、酯(-CO2R11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有以下结构的单体：

【技术特征摘要】
2016.02.29 US 15/055911;2016.04.18 US 15/1311351.一种具有以下结构的单体：其中R为包含可聚合碳-碳双键或碳-碳三键的有机基团；X和Y在每次出现时独立地为氢或非氢取代基；EWG1和EWG2在每次出现时独立地为拉电子基团；p为0、1、2、3或4，其条件为当EWG1和EWG2各独立地为氟基、三氟甲基或五氟乙基时，p为1、2、3或4；n为1、2、3或4；且M+为有机阳离子。2.根据权利要求1所述的单体，其中p为1、2、3或4。3.根据权利要求1或2所述的单体，其中EWG1和EWG2在每次出现时独立地为F、部分氟化烷基或全氟化烷基。4.根据权利要求3所述的单体，其中EWG1和EWG2在每次出现时为F。5.根据权利要求1或2所述的单体，其中EWG1和EWG2在每次出现时独立地为F、CF3、-CN、-NO2、-C(＝O)R11、-C(＝O)OR11和-SO2R11，其中R11为C1-30脂族有机基团、C6-30芳族有机基团或C1-30杂芳族有机基团。6.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·阿卡德，J·W·萨克莱，J·F·卡梅伦，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US