分子玻璃化合物包括式C(R1)2＝C(R2)-O-(L)n-Ar1的芳族乙烯基醚与杯[4]芳烃的乙烯基醚加合物，其中R1和R2各自独立地为单键、H、C1-20烷基、C1-20卤烷基、C6-20芳基、C6-20卤芳基、C7-20芳烷基、或C7-20卤代芳烷基，L为C1-20连接基团，n为0或1，Ar1是含卤单环、或取代的或非取代的多环或稠合多环C6-20含芳族基团的基团，其中，当R1和R2任一个或两者为单键且n为0时，R1和R2连接到Ar1。还公开了包含所述分子玻璃化合物、溶剂、以及光致酸产生剂的光致抗蚀剂，包括(a)在其表面上具有待图案化的一个层或多个层的基材，和(b)在待图案化的一个层或多个层上的光致抗蚀剂组合物层的涂覆基材。本发明专利技术还公开了形成所述分子玻璃化合物的方法。
【技术实现步骤摘要】
杯芳烃和包含杯芳烃的光致抗蚀剂组合物本申请是2011年9月23日提交的美国临时申请第61/538，670号的非临时申请且要求其优先权，其内容在此全部引入并作参考。
技术介绍
用于先进一代微光刻(即，超出193nm浸没式光刻以及进入到下一代光学例如电子束、X射线和在很短的13. 4nm波长工作的极紫外光)的设计原则趋向于越来越小的尺寸，例如30nm及以下。通常，焦深(DOF)随着因数值孔径(NA)变大而变大的分辨率而必然会减小，且从而光致抗蚀剂厚度减小以适应越来越小的特征尺寸。随着线宽的变窄和抗蚀剂膜的变薄，一致性问题，例如线边缘粗糙度(LER)和分辨率，在限制光致抗蚀剂的表现和效能方面起到越来越重要的作用。这些现象在半导体设备的制造中是人们所关注的，例如，过度的LER可以导致在例如晶体管和栅构造中低劣蚀刻和缺乏线宽控制，会潜在地造成电路短接和信号延迟。由于一般用于制备EUV光致抗蚀剂的聚合物材料的回转半径比所述LER要求的(即，小于3nm)大得多，当浇铸形成非晶态薄膜时，通常被称作分子玻璃的小的、离散的和良好限定的分子已经被认为是发展EUV光致抗蚀剂平台的可能候选材料。分子玻璃已经在负性和正性抗蚀剂中使用。美国专利申请公开号2010/0266952A1描述了由间苯二酚/邻苯三酚和具有羧酸根/酯基团和具有附着到所述间苯二酚/邻苯三酚的羟基上的溶解控制基团的醛所制备的杯[4]芳烃的使用。然而，仍然存在基于杯[4]芳烃的光致抗蚀剂的需求，该基于杯[4]芳烃的光致抗蚀剂改进了分辨率来满足对于光致抗蚀剂具有想要的高分辨率和低LER的严格要求。
技术实现思路
现有技术的一个或多个以上或其它缺点可以通过根据本专利技术的分子玻璃化合物来克服，所述分子玻璃化合物包含，式C(R1)2 = C(R2)-O-(L)n-Ar1的芳族乙烯基醚与杯[4]芳烃的乙烯基醚加合物，其中R1和R2各自独立地为单键、H、C1^20烷基、C1J卤烷基、C6_2(l芳基、C6_2(l卤芳基、C7_2(l芳烷基`、或C7_2(l卤代芳烷基，L为连接基团，η为O或1，Ar1是含卤单环、或取代的或非取代的多环或稠合多环C6_2(l含芳基的基团，其中，当R1和R2中的之一或两者为单键且η为O时，R1和R2连接到Ar1。光致抗蚀剂还包含所述分子玻璃化合物、溶剂以及以光致酸产生剂。一种涂覆的基材，包括(a)其表面具有待形成图案的一个或多个层的基材；以及(b)在待形成图案的一个或多个层上的光致抗蚀剂组合物层。一种形成分子玻璃化合物的方法，包括在存在酸性催化剂的条件下，使得杯[4]芳烃，和具有式C(R1)2 = C(R2)-O-(L)n-Ar1的芳族乙烯基醚结合，其中R1和R2各自独立地为单键、H、C1^烷基、C1^卤烷基、C6_2(l芳基、C6_2(l卤芳基、C7_2(l芳烷基、或C7_2(l卤代芳烷基，L为CV2tl连接基团，η为O或1，Ar1是含卤单环、或取代的或非取代的多环或稠合多环C6_2(l含芳基的基团，其中，当R1和R2为之一或两者为单键且η为O时，R1和R2连接到Ar1。一种形成图案化基材的方法，包括将涂覆基材置于激发辐射中曝光。附图说明从与附图结合的详细说明中，本专利技术之前的和其它的目标、特征、和优点是显而易见。其中附图1显示示例性光致抗蚀剂(A和B)和比较性光致抗蚀剂(C)的1:1线/间隔扫描电子显微镜(SEM)图像。详细说明这里所披露的是对制备光致抗蚀剂有用的分子玻璃化合物。所述分子玻璃化合物是四聚杯[4]芳烃，其具有使用缩醛化学物质修饰的自由羟基以使其包括碱稳定但酸可除去的芳族保护基团。杯[4]芳烃是具有从酚类化合物与醛的反应中获得的交替结构的离散环状四聚化合物。核结构优选由具有羟基的芳族化合物和优选也具有羟基的醛形成的碗型四聚杯[4]芳烃，其中所述羟基的一部分或全部与芳族乙烯基醚进行反应形成作为缩醛保护基团的所述加合物。这里所使用的“加合物”除非另有规定，指的是具有芳族羟基的乙烯基醚的加合产物。杯[4]芳烃存在四种不同的异构体顺-顺-顺，顺-反-顺，顺-顺-反，以及反-反-反。典型地，热力学最优选的异构体是顺-顺-顺，在该异构体中所有四个芳烃环在相同的方向上翻转(flip)，从而所述杯[4]芳烃分子占据了 C4对称轴，与之相比，反-反-反异构体具有C2对称轴。当使用羟基芳族化合物例如间苯二酚(1，3- 二羟基苯)制备时，所述羟基通过在相邻苯环上的羟基之间的几何结构上有利的氢键键合的相互作用有效地锁定构象。该锁定的构象使得所述全顺式杯[4]芳烃具有“碗型”结构。从杯[4]芳烃上的芳族乙烯 基醚得到的缩醛基团的存在赋予了在碱性显影剂中的溶解抑制性，暴露于酸时，其断裂以增强了溶解性及与杯[4]芳烃的差异，也提高了玻璃化转化温度。在使用保护的杯[4]芳烃和光致酸产生剂制备的光致抗蚀剂的涂覆膜进行的曝光时，缩醛保护基团的酸解使得核可溶于碱性显影剂。分子玻璃化合物因此包括式(I)的芳族乙烯基醚与杯[4]芳烃的乙烯基醚加合物C(R1)2 = C(R2)-O-(L)n-Ar1 (I)在式⑴中，R1和R2各自独立地为单键、H、C。烷基、C。卤烷基、C6_2Q芳基、C6_2Q卤芳基、C7_2(l芳烷基、或C7_2(l卤代芳烷基，L为C1J连接基团，η为O或1，Ar1是含卤单环、或取代的或非取代的多环或稠合多环C6_2(l含芳族基的基团。R1和R2可以为，例如，氢，以形成非取代乙烯基团，或当R1和R2之一或两者为单键且η为O时可以连接到Ar1，以形成内环乙烯基醚。这里所使用的“取代”指的是包括取代基团例如素(即，？、(1|、1)、轻基、氨基、疏基、竣酸基、竣酸酷基、酸胺、臆、疏基、硫酿、~■硫酿、硝基、C1^0烧基、C1^0烧氧基、C6_10芳基、c7_10烷芳基、C7,烷芳氧基、或至少包括以上之一的组合。“卤取代”指的是该基团特别地包括卤素取代基(即，F、Cl、Br、I)，且可以包括这些单独的卤素，或与以上所列的其它取代基的结合。可以理解的是，关于这里结构式揭示的任何基团或结构可以是这样取代的，除非有特别的指明，或者在这样的取代将会明显不利地影响结果结构的期望属性。这里还使用的前缀“卤”意思是所述基团包括任何卤素或其组合(F、Cl、Br、I)。优选地，所述芳族乙烯基醚具有以下化学式H2C = CH-O-(L)n-Ar2, (II)其中L为C1,连接基团，η为O或1，Ar2是C6_2(l芳基、C6_2(l杂芳基、C6_2(l卤芳基、c7_20芳烷基、c7_2(l杂芳烷基、c7_20卤代芳烷基。也如同这里所使用的，前缀“杂环-，，意思是任何非碳、非卤素原子。优选的杂环原子包括B、N、P、0、S和Si。优选地，在式(I)和(II)中，L为-((-CH2)m0-)p_，或-((-CH2)m0-)P-C (O) _，且其中m和p各自独立地为O到10的整数。优选地，可以使用较短的连接基团L，在其中m和/或P为O或I。示例性芳族乙烯基醚包括具有以下结构式的那些本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分子玻璃化合物，其包含式C(R1)2＝C(R2)?O?(L)n?Ar1的芳族乙烯基醚与杯[4]芳烃的乙烯基醚加合物，其中R1和R2各自独立地为单键、H、C1?20烷基、C1?20卤烷基、C6?20芳基、C6?20卤芳基、C7?20芳烷基、或C7?20卤代芳烷基，L为C1?20连接基团，n为0或1，Ar1是含卤单环、或取代的或非取代的多环或稠合多环C6?20含芳族基团的基团，其中，当R1和R2任一个或两者为单键且n为0时，R1和R2连接到Ar1。
【技术特征摘要】
2011.09.23 US 61/538,6701.一种分子玻璃化合物，其包含式C(R1)2 = C(R2)-O-(L)n-Ar1的芳族乙烯基醚与杯[4]芳烃的乙烯基醚加合物， 其中R1和R2各自独立地为单键、H、CV2tl烷基、C1^卤烷基、C6_M芳基、C6_2(l卤芳基、C7_2Q芳烷基、或C7_2(l卤代芳烷基，L为C1J连接基团，n为0或LAr1是含卤单环、或取代的或非取代的多环或稠合多环C6_2(l含芳族基团的基团，其中，当R1和R2任一个或两者为单键且n为0时，R1和R2连接到Ar1。2.根据权利要求1所述的分子玻璃化合物，其中，所述芳族乙烯基醚的化学式为H2C=CH-O-(L)n-Ar2,其中L为C1,连接基团，n为0或1，Ar2是C6_2(l芳基、C6_2(l杂芳基、C6_2(l卤芳基、C7_20芳烷基、C7_20杂芳烷基或C7_2(l卤代芳烷基。3.根据权利要求1所述的分子玻璃化合物，其中L为-((-CH2)m0-)p-，或- ((-CH2)m0_)p-C (0)-，且m和P独立地为0到10的整数。4.根据权利要求1所述的分子玻璃化合物，其中所述乙烯基醚加合物进一步包含式C(R3)2 = C(R4)-O-(L)n-R5的脂环族乙烯基醚，其中，R3和R4各自独立地为H、C1^烷基、C1,卤烷基、C6_M芳基、C6_2(l卤芳基、C7_2(l芳烷基、或C7_2(l卤代芳烷基，L为C1,连接基团，n为0或I，R5是取代的或非取代的C2_3(l环烧基或C2_4(l齒代环烧基。5.根据权利要求1所述的分子玻璃化合物，其中，所述杯[4]芳烃包括以下物质的四聚反应产物 式C6R6x(OR7)y的芳族化合物，其中，R6为，H、F、C1^20烷基、C1J卤烷基、C6_2...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·简恩，J·W·撒克里，S·J·康，D·P·格林，B·C·贝利，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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