聚合物、包含其的光致抗蚀剂组合物及图案形成方法技术

公开了一种聚合物，其包含含有酸不稳定基团的第一重复单元；选自羧酸根基团或氨基磺酸根基团的阴离子端基；以及有机阳离子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于光致抗蚀剂组合物的聚合物以及使用此类光致抗蚀剂组合物的图案形成方法。本专利技术适用于半导体制造工业中的光刻应用。

技术介绍

1、光致抗蚀剂材料是典型地用于将图像转移到布置在半导体衬底上的一个或多个下层，如金属、半导体或介电层上的光敏感组合物。为了增加半导体装置的集成密度并且允许形成具有在纳米范围内的尺寸的结构，已经并且继续开发具有高分辨率能力的光致抗蚀剂和光刻处理工具。

2、化学增强的光致抗蚀剂通常用于高分辨率处理。此类抗蚀剂典型地采用具有酸不稳定基团的聚合物、光酸产生剂和酸淬灭材料。通过光掩模以图案方式暴露于活化辐射使酸产生剂形成酸，在暴露后烘烤期间，该酸使在聚合物的暴露区域中的酸不稳定基团裂解。通常将酸淬灭材料添加到光致抗蚀剂组合物中来控制酸向未暴露区域的扩散，以改善对比度。光刻工艺的结果是在显影剂溶液中抗蚀剂的暴露与未暴露区域之间产生溶解度特性的差异。在正性显影(ptd)过程中，光致抗蚀剂层的暴露区域可溶于显影剂中并且从衬底表面除去，而不溶于显影剂的未暴露区域在显影后保留以形成正像。所得的浮雕图像允许对衬底进行选择性处理。

3、尽管有抗蚀剂技术取得的进步，但仍然需要解决与现有技术相关的一个或多个问题的光致抗蚀剂组合物。特别地，持续需要对于线/空间图案可以实现较高敏感度和/或较低lwr的光致抗蚀剂组合物。

技术实现思路

1、一方面提供了一种聚合物，其包含含有酸不稳定基团的第一重复单元；选自羧酸根基团或氨基磺酸根基团的阴离子端基；以及有机阳离子。

2、另一方面提供了一种制备该聚合物的方法，该方法包括使以下聚合：包含该酸不稳定基团的第一单体；和包含羧酸根基团或氨基磺酸根基团的化合物。

3、还另一方面提供了一种光致抗蚀剂组合物，其包含含有该聚合物的第一聚合物；以及溶剂。

4、另一方面提供了一种形成图案的方法，该方法包括将光致抗蚀剂组合物的层施加在衬底上以形成光致抗蚀剂组合物层；用活化辐射使该光致抗蚀剂组合物层以图案方式暴露，以形成暴露的光致抗蚀剂组合物层；以及使该暴露的光致抗蚀剂组合物层显影。

5、又另一方面提供了一种聚合物，其包含含有酸不稳定基团的第一重复单元；选自羧酸根基团、磺酸根基团、或氨基磺酸根基团的阴离子端基；以及有机阳离子，其中该聚合物是由式(9c)、(10c)、或(10d)中的至少一个表示的化合物的聚合产物：

6、

7、其中r22和r23各自独立地是氢、卤素、取代或未取代的c1-30烷基、取代或未取代的c3-30环烷基、取代或未取代的c3-30杂环烷基、取代或未取代的c2-30烯基、取代或未取代的c3-30环烯基、取代或未取代的c3-30杂环烯基、取代或未取代的c6-30芳基、取代或未取代的c7-30芳基烷基、取代或未取代的c7-30烷基芳基、取代或未取代的c2-30杂芳基、取代或未取代的c3-30杂芳基烷基、或取代或未取代的c3-30烷基杂芳基；前提是r22和r23中的至少一个不是氢；r22和r23可选地键合在一起形成环；r24和r25各自独立地是取代或未取代的c1-30烷基、取代或未取代的c3-30环烷基、取代或未取代的c3-30杂环烷基、取代或未取代的c6-30芳基、取代或未取代的c7-30芳基烷基、取代或未取代的c7-30烷基芳基、取代或未取代的c2-30杂芳基、取代或未取代的c3-30杂芳基烷基、或取代或未取代的c3-30烷基杂芳基；r26至r29各自独立地是氢、卤素、取代或未取代的c1-30烷基、取代或未取代的c3-30环烷基、取代或未取代的c3-30杂环烷基、取代或未取代的c6-30芳基、取代或未取代的c7-30芳基烷基、取代或未取代的c7-30烷基芳基、取代或未取代的c2-30杂芳基、取代或未取代的c3-30杂芳基烷基、或取代或未取代的c3-30烷基杂芳基；x是氰基或卤素；l15和l16各自独立地是二价连接基团；l17是单键或二价连接基团；每个a-是羧酸根基团、氨基磺酸根基团、或磺酸根基团；并且每个m+是有机阳离子。

8、通过以下具体实施方式来举例说明上述和其他特征。

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【技术保护点】

1.一种聚合物，其包含：

2.如权利要求1所述的聚合物，其中，所述聚合物进一步包含第二重复单元，并且其中所述第二重复单元包含内酯基团、极性基团、或其组合。

3.如权利要求1所述的聚合物，其中，所述阴离子端基经由亚烷基、亚环烷基、亚芳基、或亚杂芳基键合到所述聚合物的主链上，它们中的每一个可以进一步包含作为其结构的一部分的一个或多个选自-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O)2-、-N(Rc)-、或-C(O)N(Rc)-的基团，其中Rc是氢、取代或未取代的C1-20烷基、取代或未取代的C3-20环烷基、或取代或未取代的C3-20杂环烷基。

4.如权利要求1至3中任一项所述的聚合物，其中，所述聚合物是具有式(8)的化合物的聚合产物：

5.如权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其中，所述聚合物是具有式(9a)或(9b)的化合物的聚合产物：

6.如权利要求1至5中任一项所述的聚合物，其中，所述聚合物是具有式(10a)、(10b)、或(10c)的化合物的聚合产物：

7.一种制备如权利要求1至6中任一项所述的聚合物的方法，所述方法包括：

8.一种光致抗蚀剂组合物，其包含：

9.如权利要求8所述的光致抗蚀剂组合物，其进一步包含第二聚合物，其中所述第一聚合物和所述第二聚合物不同。

10.如权利要求8或9所述的光致抗蚀剂组合物，其进一步包含光酸产生剂。

11.一种形成图案的方法，所述方法包括：

12.一种聚合物，其包含：

...

【技术特征摘要】

1.一种聚合物，其包含：

2.如权利要求1所述的聚合物，其中，所述聚合物进一步包含第二重复单元，并且其中所述第二重复单元包含内酯基团、极性基团、或其组合。

3.如权利要求1所述的聚合物，其中，所述阴离子端基经由亚烷基、亚环烷基、亚芳基、或亚杂芳基键合到所述聚合物的主链上，它们中的每一个可以进一步包含作为其结构的一部分的一个或多个选自-o-、-c(o)-、-c(o)o-、-s-、-s(o)2-、-n(rc)-、或-c(o)n(rc)-的基团，其中rc是氢、取代或未取代的c1-20烷基、取代或未取代的c3-20环烷基、或取代或未取代的c3-20杂环烷基。

4.如权利要求1至3中任一项所述的聚合物，其中，所述聚合物是具有式(8)的化合物的聚合产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·马兰戈尼，何欢，J·凯茨，崔莉，岑寅杰，E·阿卡德，李明琦，
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：