【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物、制备方法及应用，属于光刻胶。
技术介绍
1、光刻胶是一种光敏性薄膜，可用于将掩膜板上的图形复制到基板上，基板上形成的光刻胶涂层通过掩膜完全暴露在活性辐射下，对于活性辐射来说，掩膜的透过性具有选择性，掩膜的部分区域并不能透过活性辐射。暴露在活性辐射下的光刻胶涂层发生光诱导化学转化，从而使图像由掩膜复制到基板上。曝光后的光刻胶涂层经过烘焙，再与显影剂溶液接触完成显影，从而得到允许选择性地处理基材的浮雕图像。
2、光刻技术是制作大规模集成电路的重要工艺，其先后经历了从g线（436nm）、i线（365nm）、krf（248nm)、arf（193nm）、euv（13.5nm）等技术的发展。其中arf光刻机使用准分子激光器作为光源，其光刻技术日渐成熟，应用极其广泛。
3、arf浸没式光刻技术，利用水对光刻胶进行曝光，然而当光刻胶与水接触时，将会有少量光致产酸剂组分沥出到水中，以至于污染光学镜头，浸没流体的有效折射率和透射率的性质也会发生变化，为阻止或缓解这种情况的发生，人们在光刻胶上方使用顶层涂层组合物，作为浸没流体与光刻胶层的阻挡层。然而随着顶层涂层的折射率、厚度、与下层光刻胶之间的相互作用以及浸没时间的变化，也会造成光刻过程工艺窗口、临界尺寸及其形貌的变化。
4、若要获得具有良好性能的顶层涂层组合物，需设计出在浸没式曝光时，具有高后退角的顶层涂层聚合物。因此，研究开发一种具有较高的后退角对于光刻胶技术的发展有着很大的意义。
技术
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物、制备方法及应用，所述聚合物配制的顶层涂层组合物具有较高的后退角，且光致产酸剂沥出量极少。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物，所述光刻胶为193nm浸没式光刻胶，所述聚合物为如下式i结构：
3、式i；
4、x、y、z、w分别为聚合物中重复单元的质量分数，x选自30-80%，y选自10-50%，z选自1-20%，w选自1-20%，所述聚合物的分子量选自2000-50000da，pdi选自1.0-4.0。
5、进一步的，所述x选自45-55%，y选自15-25%，z选自5-15%，w选自5-15%。
6、进一步的，所述聚合物的分子量选自8000-25000da，pdi选自1.5-2.5。
7、本专利技术还公开了一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，所述的制备方法为：将单体和自由基引发剂溶解于电子级溶剂中得到混合溶液，在惰性气体氛围下，将混合溶液滴加到电子级溶剂中形成反应体系，控制反应温度和反应时间，反应完毕后得到聚合物的溶液；
8、所述单体包括单体a、单体b、单体c和单体d；所述单体a为4,4,4-三氟-3-羟基-1-(2-甲基丙基)-3-(三氟甲基)丁基-2-甲基-2-丙烯酸，所述单体b为2-[[(三氟甲基)磺酰基]氨基]乙基-2-甲基-2-丙烯酸；所述单体c为甲基丙烯酸-1,1,2,2-四甲基丙酯；所述单体d为甲基丙烯酸三氟乙酯。
9、进一步的，所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰叔丁酯、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈中的任意一种。
10、优选的，所述自由基引发剂为偶氮二异戊腈。
11、进一步的，所述电子级溶剂为2-羟基异丁酸甲酯、丙二醇甲醚、甲基异丁基甲醇、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇甲醚中的任意一种。
12、优选的，所述电子级溶剂为甲基异丁基甲醇。
13、进一步的，所述自由基引发剂的用量是所述单体总质量的1-10%；所述单体和自由基引发剂在所述混合溶液中的质量浓度为40-80%，所述单体和自由基引发剂在所述反应体系中的质量浓度为15-55%。
14、优选的，所述自由基引发剂的用量是所述单体总质量的2-6%；所述单体和自由基引发剂在所述混合溶液中的质量浓度为55-65%，所述单体和自由基引发剂在所述反应体系中的质量浓度为25-45%。
15、进一步的，所述反应温度为55-130℃，反应时间为1-12小时。
16、优选的，所述反应温度为70-100℃，反应时间为4-8小时。
17、本专利技术还公开了一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的应用，所述聚合物应用于193nm浸没式光刻胶顶层涂层。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1）所述聚合物由四个单元组成，在 193nm 处的透明性很高，所含的三氟磺酰胺基团使聚合物具有更好的碱溶性，大大加强了聚合物在显影剂中的溶解速率，能够维持较高的动态接触角，且光致产酸剂沥出量极少；
20、2） 本专利技术所涉及的聚合物结构含有六氟叔丁醇基团，可以增大与水的接触角；
21、3）本专利技术所涉及的聚合物结构含有酸不稳定的基团，有助于提高暴露区域显影剂的溶解度以及改进动态接触角；
22、4）本专利技术所涉及的聚合物的制备方法简单方便。
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1.一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物，其特征在于，所述光刻胶为193nm浸没式光刻胶，所述聚合物为如下式I结构：
2.根据权利要求1所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物，其特征在于，所述x选自45-55%，y选自15-25%，z选自5-15%，w选自5-15%。
3.根据权利要求1所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物，其特征在于，所述聚合物的分子量选自8000-25000Da，PDI选自1.5-2.5。
4.一种根据权利要求1-3任意一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：将单体和自由基引发剂溶解于电子级溶剂中得到混合溶液，在惰性气体氛围下，将混合溶液滴加到电子级溶剂中形成反应体系，控制反应温度和反应时间，反应完毕后得到聚合物的溶液；
5.根据权利要求4所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，其特征在于，所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰叔丁酯、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈中的任意一种。
6.根据权利要求4所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方
7.根据权利要求4所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，其特征在于，所述自由基引发剂的用量是所述单体总质量的1-10%；所述单体和自由基引发剂在所述混合溶液中的质量浓度为40-80%，所述单体和自由基引发剂在所述反应体系中的质量浓度为15-55%。
8.根据权利要求4所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，其特征在于，所述反应温度为55-130℃，反应时间为1-12小时。
9.根据权利要求8所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，其特征在于，所述反应温度为70-100℃，反应时间为4-8小时。
10.一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的应用，其特征在于，权利要求1-3任意一项所述聚合物或权利要求4-9任意一项所述制备方法制备的聚合物应用于193nm浸没式光刻胶顶层涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物，其特征在于，所述光刻胶为193nm浸没式光刻胶，所述聚合物为如下式i结构：
2.根据权利要求1所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物，其特征在于，所述x选自45-55%，y选自15-25%，z选自5-15%，w选自5-15%。
3.根据权利要求1所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物，其特征在于，所述聚合物的分子量选自8000-25000da，pdi选自1.5-2.5。
4.一种根据权利要求1-3任意一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：将单体和自由基引发剂溶解于电子级溶剂中得到混合溶液，在惰性气体氛围下，将混合溶液滴加到电子级溶剂中形成反应体系，控制反应温度和反应时间，反应完毕后得到聚合物的溶液；
5.根据权利要求4所述一种用于光刻胶顶层涂层的聚合物的制备方法，其特征在于，所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰叔丁酯、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈中的任意一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：许磊，曹晓雷，陈帅，刘文昭，张鹏程，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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