酚聚合物以及包含该酚聚合物的光刻胶制造技术

本发明专利技术涉及新的聚合物，其包含与聚合物骨架间隔开的酚基团和光酸不稳定基团。本发明专利技术优选的聚合物可用作化学增强型正性光刻胶的组分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新的酚共聚物，其包含光酸不稳定基团(photoadd-liable group) 和不同的酚，该酚通过例如聚合丙烯酸酯部分与所述共聚物分隔开。本专利技术的 聚合物作为化對曾强型正性光刻胶的组分是特别有用的。
技术介绍
光亥贩是用来将影像转印到基材上的光敏膜。在基材上形成光刻胶涂层， 然后将该光刻胶层通过光掩膜曝光于活化辐射源中。所述光掩膜具有对活化辐 射不透明的区域以及其它对活化辐射透明的区域。对活^(七辐射的曝光提供光刻 胶涂层的光诱导化学转变，由此将所述光掩膜上的图案转印到所述光刻胶覆盖 的基材上。曝光后，将所述光刻胶显影从而提供允许选择性处理基材的浮雕影 像。化学增强型光刻胶已经使用得越来越多，特别是用于形成亚微米影像以及 其它高性能应用。这样的光刻胶可以是负性的或正性的，并且每单元光生成酸 通常包括许多交联瞎况(在负性光刻胶瞎况下)或脱保护反应(在正性光刻胶隋况 下)。在正性化学增强型光刻胶情况下，某种阳离子光引发剂已经被用于诱导某 种"阻断，基团侧链从光刻胶粘合剂上解离，或包含光刻胶粘合齐U骨架的某种基 团的解离。虽然现有的光刻胶适用于许多用途，但是现有的光刻胶也显示了重大的缺 陷，特别是在高性^^Z用例如高分辨率的亚半微米和亚四分之一微米特征的形 成等应用中。因此，那些能够以短波辐射光成像的光刻胶弓跑人们的注意，所述短波辐 射包括270 nm或更低的曝光辐射，例如248 nm的波长(由KrF激光提供)。参见 JP1996044063，其J隨了〗顿KrF分档器进行曝光的某禾中光刻胶。4顿这种短 曝光波长能够形成更小的特征。所以，那些在248腦曝光获得良好分辨率影像 的光亥齩能够形成极小(例如，低于0.25 Mm)的特征，这舰应于对于更小尺寸电路图形的稳定工业需要，例如，劍共更大的电路密度以及经提高的錢性能。因此，新的光刻胶组合物是合乎需要的，特别是育辦在短波例如248nm成 像的光刻胶组合物。
技术实现思路
我们现在己经发现新的酚聚合物，其包含光酸不稳定单元以及至少被碳或 其它原子,AB^述聚合物骨架间隔开的酚基团。本专利技术特别优选的聚合物包含聚合的丙烯酸酯基团，其包含与所述聚合物 骨架间隔开的酚部分。在一个方面，提供聚合物以及包含这种聚合物的光刻f交，其中所述聚合物包含含有下式I结构的重复单元其中，在式I中，Z是桥单元；X是一个或多个原子；每个R'是相同的或不同的非氢取代基；以及m是从O(当不存在R1取代基时)至4的整数。在本专利技术的某优选方面，提供聚合物以及包含这种聚合物的光刻胶，其中戶;M聚合物包含含有下式n结构的重复单元<formula>formula see original document page 5</formula>其中，R为氢鹏基，例如Cw烷基，特别是甲基；以及X、 R'和m与上 面式I的定义相同。优选的聚合物以及包含这种聚合物的光刻胶可包含另外的重复单元，所述重复单元不同于间隔的酚单元例如上面式i和式n中的那些单元，也就是说，本专利技术,的聚合物包括共聚物、三元共聚物、四元共聚物、五元共聚物及其它高阶(higher order)聚合物，其中三元共聚物和四元共聚物特别适用于许多光刻胶 用途。通常，优选的高阶聚合物可以包含可促进包含所述聚合物的光刻胶的光刻 过程的重复单元。因此，tt^的另外的聚合物重复单元是光酸不稳定基团，例 如在光生成,hotogenerated acid碎在时會激产生碱性、水溶性基团例如羧基的 那些；可以^t光刻过程基本上惰性的基团，例如任选被在典型光刻条件下不 经历裂解反应的环取代教例如，囟素)取代的苯基、任选取代的烷教包括C" 烷基)、以及任选取代的烷ft^(包括Qv烷氧基)；包^m基的基团。更特别地，本专利技术i^的高阶聚合物除间隔的酚基以及任意存在的另外的不同重复单元以外，还可包含光酸不稳定基团。例如，本专利技术伏选的聚合物包括包含下式ni结构的那些其中，齡Z是相同或不同的桥单元；X、 R'和m与上面劝的定义相同。 AL是包含光酸不稳定基团的部分，例如光酸不稳定酯或缩錢团。 Y是与戶诚间隔的酚基团不同的部分，或者是包含AL的部分，例如，适 当的Y基团可包含对光刻过程基本上不反应的部分，例如，任选被对光刻过程 基本上惰性的部分如卤素、氰基、烷基、烷氧基取代的苯基；不经历光酸诱导 的裂解反应的酯基；具有例如具有5-20个环碳原子的基团例如环己基 (cylohexyl)、金刚烷萄adamantly)、降冰片對norbomyl)的脂环基；以及内酯，例 如丁内酉Kbutyrolacontes);a、 b和c是基于所述聚合物中的总重复单元的各聚合物单元的摩尔百分比， 并且a和b各自大于0以及c可以是O(当所述聚合物中不存在Y基团时)或大于0。 &的伏选值为5%至约95%或更高，更典型的为约10%至约40%、 50%、 60 %、 70%、 80%或90%; 1^的，值为约1%至约70%，更《腿为约2%、 3%、 4%或5%至约10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 40%或50%; c的iM值为0、 1%、 2%、 5%、 10%或15%至约20%、 25%、 30%、 40%、 50%或60%，更 典型地为约5%或10至约15%、 20%、 25%或30%。在一个方面，本专利技术优选的聚合物除间隔的酚基团之外，还包含光酸不稳 定酯基。例如，这种优选的聚合物包含下式IV的结构其中，X、 R1、 m、 Y、 a、 b和c各自与上面式ffl中的定义相同；各个R是相同的或不同的，并且为氢或任选取代的烷基，例如任选取代的 C,V烷基，特别是甲基；以及P为提供光酸不稳定酯的部分，特别地，P提供与所述酯氧原子相连的完全 取代的烷基原子，例如叔丁基和甲基金刚烷基。本专利技术，的聚合物作为光刻胶组合物的树脂组分是非常有用的。本专利技术 的光刻胶典型地包含光活性组分，例如，除了所述树脂组分之外的一种或多种 光酸发生剂化合物。本专利技术的光亥贩还可包含树脂混合物，其中至少一种树脂 混合物成分是本专利技术的聚合物。优选的光刻胶是化学增强型光刻胶，其中本发 明的聚合物和域另一 种光亥帔组分例如包含一 个或多个光酸不稳定基团的另外 的树脂。本专利技术还提供形成浮雕影像的方法，包括形成高分辨率浮雕影像例如线路 图形的方法，所述线路图形中每条线路具有基本上垂直的侧敷sidewalls)以及线 宽为0.40樣1^更小，并且甚至宽度为0.25、 0.20或0.I6樣j^更小。本专利技术 进一步提供包括其上涂有本专利技术的聚合物、光刻胶或光刻胶浮雕影像的基材例 如微电子晶片基材或液晶显示器或其它平板显示器基材的制品。本专利技术还包括 使用本专利技术的光刻胶和/或聚合物制it^种制品，特别是半导体芯片的方法。另外，在一雌的方面，本专利技术提供改善的离子注入方法。这种方法可包括将掺杂离节例如，m族和/跡族离子，例如硼、砷、磷等荀，IAS树例如，半导体晶片廣面，戶服基材上具有作为光刻掩模的本专利技术的光亥'服。该经光刻 胶掩模的基材可被放入反应室中，该反应室能够提供减压条件以及来自电离源 的等离子体。那些离子包括掺杂剂，所述掺杂剂当植入所述基材时是电学上活性的。可在所述反应室中应用电压(例如，通过导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含光活性组分和树脂的光刻胶组合物，所述树脂包含ｉ）一个或多个间隔酚基团和ｉｉ）一个或多个光酸不稳定基团。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JF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：US[美国]