專(zhuān)利名稱(chēng)：新的丙烯酸類(lèi)單體、聚合物以及包含該聚合物的抗蝕劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型丙烯酸類(lèi)單體、聚合物以及包含該聚合物的抗蝕劑組合物，更具體地說(shuō)，涉及可用作形成抗蝕劑組合物的基礎(chǔ)聚合物的單體的新型丙烯酸類(lèi)單體、含來(lái)自該丙烯酸類(lèi)單體的重復(fù)單元的聚合物以及包含該聚合物的抗蝕劑組合物，所述抗蝕劑組合物在抗蝕劑形成圖案時(shí)較少依賴于襯底并能夠提高抗蝕劑的透明度、對(duì)比度、敏感度、分辨率和可顯影性。
背景技術(shù)：
近來(lái)，隨著半導(dǎo)體器件的高度集成，需要開(kāi)發(fā)用于在超大規(guī)模集成電路(LSI)等的生產(chǎn)中形成具有0.10微米或更小線寬的超精細(xì)圖案的技術(shù)。因此，用于曝光工藝的光的波長(zhǎng)與常用的g_線或i_線的區(qū)域相比也進(jìn)一步縮短，并且越來(lái)越注重研究使用遠(yuǎn)紅外輻射、KrF準(zhǔn)分子激光、ArF準(zhǔn)分子激光、遠(yuǎn)紫外激光(EUV)、X光輻射和電子束等的光刻技術(shù)。在形成具有0.10微米或更小的線寬的下一代圖案的光刻技術(shù)領(lǐng)域中，最受關(guān)注的光源是ArF準(zhǔn)分子激光。此種精細(xì)圖案形成工藝中一般使用的光致抗蝕劑組合物由具有酸不穩(wěn)定官能團(tuán)的組分(在下文中，稱(chēng)為"聚合物")、當(dāng)用輻射線進(jìn)行輻射時(shí)能夠產(chǎn)生酸的組分(在下文中，稱(chēng)為〃酸產(chǎn)生劑〃)和溶劑組成，并且根據(jù)情況，還可以使用堿性添加劑等。就用作光致抗蝕劑的主要原料的聚合物來(lái)說(shuō)，該聚合物應(yīng)該含有具備與顯影劑溶液合適的親合性、與襯底的粘合性、耐蝕刻性和優(yōu)異的分辨力的官能團(tuán)。此類(lèi)官能團(tuán)的具體實(shí)例包括用于提高與顯影劑溶液的親合性和與襯底的粘合性的羥基、內(nèi)酯基和羧基；和用于提高耐蝕刻性的在主鏈中不含氧原子的環(huán)烷基，例如降冰片烯基和金剛烷基。然而，為了提高分辨率，鑒于聚合物的結(jié)構(gòu)，由酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生的酸的移動(dòng)性比特殊官能團(tuán)更加有利。到目前為止已經(jīng)進(jìn)行了深入的研究以滿足這些性能。具體而言，韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) N0.2001-0104629,N0.2006_0122771、N0.2006-0122773 和 N0.2008-0011101 公開(kāi)了采用如下方法制備的共聚物的技術(shù):使丙烯酸類(lèi)單體與溴乙酰溴反應(yīng)，并擴(kuò)展鏈長(zhǎng)。然而，在當(dāng)前形勢(shì)下，對(duì)開(kāi)發(fā)新型單體以改善分辨率和線邊緣粗糙度存在日益增加的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供可用作形成抗蝕劑組合物的基礎(chǔ)聚合物的單體的新型丙烯酸類(lèi)單體，所述抗蝕劑組合物在抗蝕劑形成圖案時(shí)較少依賴于襯底，并且能夠提高抗蝕劑的透明度、對(duì)比度、敏感度、分辨率和可顯影性。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供含衍生自上述丙烯酸類(lèi)單體的重復(fù)單元的聚合物。本發(fā)明又一個(gè)目的是 提供含上述聚合物的抗蝕劑組合物和使用該抗蝕劑組合物形成抗蝕劑圖案的方法。
根據(jù)達(dá)到上述目的的本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了由以下式(I)表示的丙烯酸類(lèi)單體:[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.具有由以下化學(xué)式(I)表示的結(jié)構(gòu)的丙烯酸類(lèi)單體: [化學(xué)式I]
2.根據(jù)權(quán)利要求1的丙烯酸類(lèi)單體，其中R2選自亞甲基、亞乙基、亞丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、TK亞甲基和七亞甲基中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的丙烯酸類(lèi)單體，其中R3選自含3-14個(gè)碳原子的單環(huán)環(huán)烷基、含4-20個(gè)碳原子的二環(huán)環(huán)烷基、含10-30個(gè)碳原子的三環(huán)環(huán)烷基和含10-30個(gè)碳原子的四環(huán)環(huán)燒基中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的丙烯酸類(lèi)單體，具有由以下化學(xué)式(Ia)表示的結(jié)構(gòu): [化學(xué)式Ia]
5.包含由以下化學(xué)式(2)表示的重復(fù)單元的聚合物: [化學(xué)式2]
6.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，其中R2選自亞甲基、亞乙基、亞丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基和七亞甲基中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，其中R3選自含3-14個(gè)碳原子的單環(huán)環(huán)烷基、含4-20個(gè)碳原子的二環(huán)環(huán)烷基、含10-30個(gè)碳原子的三環(huán)環(huán)烷基和含10-30個(gè)碳原子的四環(huán)環(huán)烷基中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，包含由以下化學(xué)式(2a)表示的重復(fù)單元: [化學(xué)式2a]
9.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，還包含選自由以下化學(xué)式(3)和(4)表示的重復(fù)單元中的一種或多種重復(fù)單元: [化學(xué)式3]
10.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，其中所述聚合物由以下化學(xué)式(5)表示: [化學(xué)式5]
11.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，包含10mol%-40mol%的含量的由化學(xué)式(2)表示的重復(fù)單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，其中所述聚合物選自由以下化學(xué)式(6)-(17)表示的
13.根據(jù)權(quán)利要求5的聚合物，其中所述聚合物采用凝膠滲透色譜法測(cè)定并相對(duì)于聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)品計(jì)算的重均分子量為2，000g/mol到1，000, 000g/mol，且分子量分布為I到5。
14.一種抗蝕劑組合物,包含根據(jù)權(quán)利要求5-13中任一項(xiàng)的聚合物、酸產(chǎn)生劑和溶劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的抗蝕劑組合物，其中相對(duì)于該抗蝕劑組合物的總重量，抗蝕劑組合物包含3wt%到20wt%含量的所述聚合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的抗蝕劑組合物，其中所述酸產(chǎn)生劑是選自由以下化學(xué)式(18)和(19)表示的化合物中的一種或多種化合物: [化學(xué)式18]
17.根據(jù)權(quán)利要求14的抗蝕劑組合物，其中相對(duì)于100重量份該抗蝕劑組合物的固體含量，抗蝕劑組合物包含0.3到10重量份含量的所述酸產(chǎn)生劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的抗蝕劑組合物，還包含選自堿溶解抑制劑、酸擴(kuò)散抑制劑、表面活性劑、敏化劑及其混合物中的添 加劑。
19.形成抗蝕劑圖案的方法，該方法包括: 將根據(jù)權(quán)利要求14的抗蝕劑組合物施用在襯底上，從而形成抗蝕劑膜； 對(duì)上述抗蝕劑膜進(jìn)行熱處理，然后將該抗蝕劑膜曝光成預(yù)定圖案；和 對(duì)曝光的抗蝕劑圖案進(jìn)行顯影。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的形成抗蝕劑圖案的方法，其中所述曝光過(guò)程使用選自KrF準(zhǔn)分子激光、ArF準(zhǔn)分子激光、遠(yuǎn)紫外激光、X光輻射和電子束中的光源進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了具有由化學(xué)式(1)表示的結(jié)構(gòu)的丙烯酸類(lèi)單體、含有來(lái)自所述丙烯酸類(lèi)單體的重復(fù)單元的聚合物和通過(guò)使用該聚合物制備的抗蝕劑組合物，該抗蝕劑組合物顯示優(yōu)異的粘合性、存儲(chǔ)穩(wěn)定性和改善的線寬度粗糙度，在C/H圖案和L/S圖案二者中顯示優(yōu)異的分辨率，具有優(yōu)異的工藝窗口，使得可以獲得優(yōu)異的圖案輪廓而與襯底的類(lèi)型無(wú)關(guān)，并且顯示改善的對(duì)比度。化學(xué)式中各取代基的定義如說(shuō)明書(shū)中所述。
文檔編號(hào)C07C67/14GK103172518SQ20121056429
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者韓俊熙, 金真湖, 任鉉淳, 申大鉉 申請(qǐng)人:錦湖石油化學(xué)株式會(huì)社