專利名稱：包含雙鍵的交聯(lián)劑單體及含有此單體的光致抗蝕劑共聚物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含雙鍵的光致抗蝕劑交聯(lián)劑單體，衍生自該單體的光致抗蝕劑聚合物，及包含該聚合物的光致抗蝕劑組合物。具體地說，本發(fā)明涉及酸不穩(wěn)定的光致抗蝕劑交聯(lián)劑單體，衍生自該單體的光致抗蝕劑聚合物，及包含該聚合物的光致抗蝕劑組合物。本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物適于采用KrF，ArF，EUV，VUV及相似光源的光刻工藝。
最近，已研究化學(xué)放大型DUV光致抗蝕劑用于制備半導(dǎo)體裝置的微影像形成工藝中增加感光性。該光致抗蝕劑是由摻合光酸產(chǎn)生劑與包括酸不穩(wěn)定基團(tuán)的基質(zhì)樹脂聚合物而制得。
在光刻工藝中，將光致抗蝕劑曝光于一特定波長(zhǎng)光中從存在于光致抗蝕劑中的光酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生酸。該產(chǎn)生的酸引起樹脂的主鏈或支鏈分解或交聯(lián)。此外，酸除去存在于聚合物中的酸不穩(wěn)定基團(tuán)并改變?cè)谄毓鈪^(qū)域中的光致抗蝕劑的極性。這種極性的改變產(chǎn)生了在顯影溶液中曝光部分和未曝光部分之間溶解度差異，因此使圖案形成。所形成圖案的清晰度視光源的波長(zhǎng)而定，即，一般波長(zhǎng)愈短，越能形成微細(xì)的圖案。
一般，有效的光致抗蝕劑(在此處縮寫為“PR”)具有各種所要的性質(zhì)，例如優(yōu)良的抗蝕刻性，抗熱性和粘附性。此外，光致抗蝕劑應(yīng)容易在商購(gòu)的顯影溶液，例如2.38重量％或2.6重量％的氫氧化四甲銨(TMAH)水溶液中快速顯影。然而，合成符合全部所述性質(zhì)的光致抗蝕劑聚合物是非常困難的。
已經(jīng)研究樹脂(也就是，光致抗蝕劑聚合物)像在193納米的波長(zhǎng)處具有高透明性及高抗蝕刻性的酚醛清漆樹脂。此外，Bell研究中心的研究員已研究由增加樹脂的聚合物主鏈中的脂環(huán)單元的數(shù)量改善抗蝕刻性。再者，F(xiàn)ujitsu和Sipri已經(jīng)研究加入甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯單體以改善抗蝕刻性的效果。不幸地，所產(chǎn)生的聚合物不具有令人滿意的抗蝕刻性。而且，制備聚合物主鏈中具有增加的脂環(huán)單元的聚合物的成本明顯較高。此外，許多光致抗蝕劑聚合物通常具有低粘附性；因此，在150納米以下的密集L/S圖案不可能適當(dāng)?shù)匦纬伞?br> 因此，需要提供具有上述特性的聚合物的光致抗蝕劑單體。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)在光致抗蝕劑薄膜的曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域之間的對(duì)比率可由，在優(yōu)選的情況下，將具有二個(gè)雙鍵的交聯(lián)劑單體加入到PR聚合物而提高。而且，已發(fā)現(xiàn)作為共聚單體的交聯(lián)劑單體的加入也改善圖案輪廓。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包含雙鍵的光致抗蝕劑交聯(lián)劑單體，優(yōu)選的是包含二個(gè)雙鍵。特別是包含酸不穩(wěn)定基團(tuán)的交聯(lián)劑單體。
本發(fā)明的另一目的是提供一種衍生自該光致抗蝕劑交聯(lián)劑單體的光致抗蝕劑聚合物。在優(yōu)選的情況下，該聚合物具有優(yōu)良的抗蝕刻性，再現(xiàn)性，耐久性，粘附性和清晰度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種包含該光致抗蝕劑聚合物的光致抗蝕劑組合物。
下面對(duì)附圖做簡(jiǎn)要說明

圖1顯示在實(shí)施例7中獲得的光致抗蝕劑圖案；圖2顯示在實(shí)施例8中獲得的光致抗蝕劑圖案；圖3顯示在實(shí)施例9中獲得的光致抗蝕劑圖案；
圖4顯示在實(shí)施例10中獲得的光致抗蝕劑圖案；圖5顯示在實(shí)施例11中獲得的光致抗蝕劑圖案；圖6顯示在實(shí)施例12中獲得的光致抗蝕劑圖案。
本發(fā)明提供一種新穎的能達(dá)到上述目的的光致抗蝕劑交聯(lián)劑單體，和一種制備該單體的方法。本發(fā)明也提供一種衍生自上述光致抗蝕劑交聯(lián)劑單體的光致抗蝕劑聚合物，和一種包含該光致抗蝕劑聚合物的光致抗蝕劑組合物。本發(fā)明也提供一種由使用該光致抗蝕劑組合物制造的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種下式1表示的光致抗蝕劑交聯(lián)單體 R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8各自獨(dú)立地為H，或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈(C1-C5)烷基；和k是從0到3的整數(shù)。
優(yōu)選的情況下，R7和R8各自獨(dú)立地為H或CH3。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，式1化合物優(yōu)選的為式2或式3的化合物 其中R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，和k如上述定義。
如式2和3所示，本發(fā)明的交聯(lián)劑單體優(yōu)選具有二個(gè)雙鍵。如下所示，當(dāng)交聯(lián)劑單體和其它的光致抗蝕劑共聚單體(等)的混合物被聚合時(shí)，本發(fā)明的交聯(lián)劑單體允許交聯(lián)聚合物的形成。而且，所述交聯(lián)劑單體的交聯(lián)劑單元可被在曝光區(qū)域中所產(chǎn)生的酸化學(xué)降解(即，斷裂)。所述交聯(lián)劑單元的酸降解提高了在PR聚合物的曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域之間的對(duì)比率。
優(yōu)選情況下，式2的交聯(lián)劑單體選自由2，5-己二醇二丙烯酸酯、2，5-己二醇二甲基丙烯酸酯、2，4-戊二醇二丙烯酸酯、2，4-戊二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯(分別為化合物4，5，6，7，8和9)所組成的組
優(yōu)選的包含本發(fā)明的交聯(lián)劑單體的光致抗蝕劑聚合物(即，共聚物)包括下式的聚合物 其中R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，和k如上述定義。R9和R10各自獨(dú)立地為H，或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈(C1-C5)烷基；i是0或1；m和n獨(dú)立地為0到2的整數(shù)；及a∶b∶c∶d∶e的比例=0-80摩爾％∶1-30摩爾％∶1-30摩爾％∶0.1-48摩爾％∶10-50摩爾％。
所要了解的是表示于本發(fā)明聚合物式中的各單體單元的次序不必指示在實(shí)際聚合物中的該單體單元的實(shí)際次序。表示于聚合物式中的所述單體單元只是為了簡(jiǎn)單指示在所述聚合物中該種單體單元的存在，也就是，變數(shù)a，b，c，d，或e不是0。而且，這些變數(shù)a，b，c，d，和e表示每個(gè)單元的總相對(duì)比例。例如，衍生自順-丁烯二酸酐的聚合單元的總數(shù)量“e”可分散于整個(gè)聚合物中(不必以相同濃度)或該聚合單元的全部或多數(shù)可集中在聚合物的特定位置。
如上所示，使用原來存在的二個(gè)雙鍵，式1的交聯(lián)劑單體可與其它光致抗蝕劑共聚單體一起聚合。由于衍生自所述交聯(lián)劑單體的聚合單元的存在，所產(chǎn)生的聚合物是交聯(lián)聚合物。而且，本發(fā)明的交聯(lián)劑單體含有可被從曝光區(qū)域的光酸產(chǎn)生劑所產(chǎn)生的酸降解(也就是，水解)的酯部分。沒有受限于任何理論，一般相信衍生自本發(fā)明的交聯(lián)劑單體的聚合單元的酸降解改善了在曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域之間的對(duì)比率。此外，不像其它的光致抗蝕劑單體，例如，5-降冰片烯-2-叔丁基羧酸酯，本發(fā)明的光致抗蝕劑交聯(lián)劑單體不產(chǎn)生氣體，例如，異丁烯。
如式10和11所示，本發(fā)明的聚合物可包括衍生自包括立體龐大基團(tuán)的單體的聚合單元。因此，加入預(yù)定量的具有相對(duì)較小位阻現(xiàn)象的降冰片烯和四環(huán)十二碳烯以使其可適當(dāng)?shù)乜刂凭酆衔锏姆肿恿恐链蠹s5000到大約8000，增加大約40％或以上的聚合產(chǎn)率并改善聚合物的熱穩(wěn)定性。
而且，當(dāng)降冰片烯和/或四環(huán)十二碳烯部分存在于所述聚合物中時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)紫外線的光致抗蝕劑，所述光致抗蝕劑的蝕刻速率度降低。例如，如果使用Cl2氣的紫外線光致抗蝕劑的蝕刻速率是“1”，包含降冰片烯和/或四環(huán)十二碳烯部分的本發(fā)明的聚合物的蝕刻速率在大約0.8到大約0.92的范圍。
本發(fā)明的光致抗蝕劑聚合物可由多種方法制備。在一特別優(yōu)選的方法中，本發(fā)明的聚合物由將式1的交聯(lián)劑單體加至其它適當(dāng)?shù)墓庵驴刮g劑單體(等)的混合物中而制備。
在本發(fā)明的一特別方面中，用于制備本發(fā)明的光致抗蝕劑聚合物的方法包括下列步驟(a)混合一種式1的交聯(lián)劑單體，至少一種其它適當(dāng)?shù)墓庵驴刮g劑單體，和聚合作用引發(fā)劑；及(b)提供足以產(chǎn)生光致抗蝕劑聚合物的聚合條件。
在優(yōu)選的情況下，在聚合之前將所述混合物溶解在有機(jī)溶劑中。多種有機(jī)溶劑可用于聚合反應(yīng)中，優(yōu)選的有機(jī)溶劑選自由環(huán)己酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、二噁烷、甲基乙基酮、苯、甲苯和二甲苯及其混合物所組成的組中。
當(dāng)多種反應(yīng)條件從所述混合物產(chǎn)生聚合物時(shí)，在一特別具體實(shí)施例中，聚合條件包括在惰性氣體下，優(yōu)選在氮或氬氣下加熱所述混合物至大約60℃到大約70℃范圍的溫度約4小時(shí)到24小時(shí)。
優(yōu)選的情況下，聚合引發(fā)劑選自由2，2′-偶氮雙異丁腈(AIBN)、乙酰基過氧化物、月桂基過氧化物、過乙酸叔丁基酯、叔丁基過氧化氫和二叔丁基過氧化物所組成的組中。
此外，該方法還包括結(jié)晶和/或純化所產(chǎn)生的聚合物。在一特別具體實(shí)施例中，由結(jié)晶的純化作用可通過使用選自乙醚，石油醚，包括甲醇、乙醇和丙醇的醇類，水，和其混合物的結(jié)晶溶劑達(dá)到。
本發(fā)明也提供一種光致抗蝕劑組合物，其包括本發(fā)明的光致抗蝕劑聚合物，一種有機(jī)溶劑和一種光酸產(chǎn)生劑。
硫化物或鎓類化合物優(yōu)選作為光酸產(chǎn)生劑使用。另外，適合的光酸產(chǎn)生劑選自包括六氟化磷酸二苯碘葎、六氟化砷酸二苯碘葎、六氟化銻酸二苯碘葎、三氟甲磺酸二苯基對(duì)甲氧基苯基酯、三氟甲磺酸二苯基對(duì)亞芐基酯、三氟甲磺酸二苯基對(duì)異丁基苯基酯、三氟甲磺酸二苯基對(duì)叔丁基苯基酯、六氟化磷酸三苯基锍、六氟化砷酸三苯基锍、六氟化銻酸三苯基锍、三氟甲磺酸三苯基锍、和三氟甲磺酸二丁基萘基锍。優(yōu)選地，光酸產(chǎn)生劑的量為所使用的聚合物重量的0.05％到10％。已發(fā)現(xiàn)當(dāng)光酸產(chǎn)生劑使用量小于大約0.05％時(shí)，PR組合物的光敏度被降低，并且當(dāng)光酸產(chǎn)生劑使用量大于約10％時(shí)，由于其高的光吸收而造成差的圖案形成。
用于光致抗蝕劑組合物的有機(jī)溶劑優(yōu)選地選自由3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、2-庚酮和乙酸(2-甲氧基)乙酯。所用溶劑的量?jī)?yōu)選為PR樹脂(亦即PR聚合物)重量的大約200％到大約1000％范圍。當(dāng)涂布在適當(dāng)?shù)幕纳侠绨雽?dǎo)體元件的制造中的硅晶片上時(shí)，該比例被發(fā)現(xiàn)在獲得所要厚度的光致抗蝕劑層中特別有效。特別是，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)當(dāng)有機(jī)溶劑的量為PR聚合物的大約500重量％時(shí)，可獲得具有0.5μm厚度的PR層。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述光致抗蝕劑組合物由將所述聚合物以10％到30重量％的量溶解在所使用的有機(jī)溶劑中，以所使用的聚合物的0.05％到10重量％的量將光酸產(chǎn)生劑混入，并用超細(xì)過濾器過濾所得混合物而制得。
本發(fā)明亦提供一種形成光致抗蝕劑圖案的方法，其包括下列步驟(a)將上述的光致抗蝕劑組合物涂布于半導(dǎo)體元件的基材上以形成光致抗蝕劑薄膜；(b)使用一光源將光致抗蝕劑薄膜曝光；和(c)顯影該光致抗蝕劑薄膜。
形成光致抗蝕劑圖案的方法在曝光步驟(b)之前和/或之后還可以包括烘烤步驟。優(yōu)選地，烘烤步驟在從大約70℃到在約200℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
可有效形成PR圖案的實(shí)例光源包括ArF、KrF、VUV、EUV、E-光束、X-射線和離子束。優(yōu)選地，輻射能量在從大約1mJ/cm2到大約100mJ/cm2的范圍內(nèi)。
顯影步驟(c)可使用堿性顯影溶液或蒸餾水進(jìn)行。堿性顯影溶液優(yōu)選為一種包括約0.01至約5重量％的TMAH的水溶液。
此外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，該裝置使用上述光致抗蝕劑組合物制造。
本發(fā)明的其它目的，優(yōu)點(diǎn)，和新穎特征對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說通過下列實(shí)施例的檢驗(yàn)后將會(huì)變得顯而易見，這些實(shí)施例不用于限制本發(fā)明。Ⅰ、聚合物的制備實(shí)施例1聚(單-2-乙基-2-(羥甲基)丁基雙環(huán)[2．2．1]庚-5-烯-2．3-二羧酸酯/順-丁烯二酸酐/降冰片烯/叔丁基雙環(huán)-[2．2．1]庚-5-烯-2-羧酸酯/2，5-己二醇二丙烯酸酯)的合成將單-2-乙基-2-(羥甲基)丁基雙環(huán)[2．2．1］庚-5-烯-2，3-二羧酸酯(10毫摩耳)，順-丁烯二酸酐(100毫摩爾)，降冰片烯(33毫摩爾)，叔丁基雙環(huán)[2．2．1］庚-5-烯-2-羧酸酯(55毫摩爾)，2，5-己二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)和AIBN(0.30克)加至25毫升四氫呋喃中，將所獲得的混合物加熱到溫度大約65℃保持8小時(shí)。將如此制備的聚合物沉淀在乙醚或乙醚/石油醚混合物中以產(chǎn)生粗固體。過濾固體且干燥以獲得標(biāo)題聚合物。實(shí)施例2聚(單-2-乙基-2-(羥甲基)丁基雙環(huán)[2．2．1]庚-5-烯-2，3-二羧酸酯/順-丁烯二酸酐/降冰片烯/叔丁基雙環(huán)-[2．2．1]庚-5-烯-2-羧酸酯/2，4-戊二醇二丙烯酸酯)的合成重復(fù)實(shí)施例1的步驟，但使用2，4-戊二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)代替2，5-己二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)，獲得標(biāo)題聚合物。實(shí)施例3聚(單-2-乙基-2-(羥甲基)丁基雙環(huán)[2．2．1]庚-5-烯-2，3-二羧酸酯/順-丁烯二酸酐/降冰片烯/叔丁基雙環(huán)-[2．2．1]庚-5-烯-2-羧酸酯/新戊二醇二丙烯酸酯)的合成重復(fù)實(shí)施例1的步驟，但使用新戊二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)代替2，5-己二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)，獲得標(biāo)題聚合物。實(shí)施例4聚(單-2-乙基-2-(羥甲基)丁基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2，3-二羧酸酯/順-丁烯二酸酐/降冰片烯/叔丁基雙環(huán)-[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸酯/2，5-己二醇二甲基丙烯酸酯)的合成重復(fù)實(shí)施例1的步驟，但使用2，5-己二醇二甲基丙烯酸酯(2毫摩爾)代替2，5-己二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)，獲得標(biāo)題聚合物。實(shí)施例5聚(單-2-乙基-2-(羥甲基)丁基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2，3-二羧酸酯/順-丁烯二酸酐/降冰片烯/叔丁基雙環(huán)-[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸酯/2，4-戊二醇二甲基丙烯酸酯)的合成重復(fù)實(shí)施例1的步驟，但使用2，4-戊二醇二甲基丙烯酸酯(2毫摩爾)代替2，5-己二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)，獲得標(biāo)題聚合物。實(shí)施例6聚(單-2-乙基-2-(羥甲基)丁基雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2，3-二羧酸酯/順-丁烯二酸酐/降冰片烯/叔丁基雙環(huán)-[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸酯/新戊二醇二甲基丙烯酸酯)的合成重復(fù)實(shí)施例1的步驟，但使用新戊二醇二甲基丙烯酸酯(2毫摩爾)代替2，5-己二醇二丙烯酸酯(2毫摩爾)，獲得標(biāo)題聚合物。Ⅱ、光致抗蝕劑組合物的制備和圖案的形成將如此制得的光致抗蝕劑組合物旋轉(zhuǎn)涂布在硅晶片上，并于110℃的烘箱或熱板軟烘烤90秒。在烘烤之后，將所述光致抗蝕劑使用ArF激光曝光器曝光，然后于120℃后烘烤90秒。當(dāng)后烘烤完成時(shí)，其在2.38重量％TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液中顯影40秒，獲得0.13μmL/S圖案(參見圖1)。
將如此制得的光致抗蝕劑組合物旋轉(zhuǎn)涂布在硅晶片上，并于110℃的烘箱或熱板軟烘烤90秒。在烘烤之后，將所述光致抗蝕齊劑使用ArF激光曝光器曝光，然后于120℃后烘烤90秒。當(dāng)后烘烤完成時(shí)，其在2.38重量％TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液中顯影40秒，獲得0.13μmL/S圖案(參見圖2)。
將如此制得的光致抗蝕劑組合物旋轉(zhuǎn)涂布在硅晶片上，并于110℃的烘箱或熱板軟烘烤90秒。在烘烤之后，將所述光致抗蝕劑使用ArF激光曝光器曝光，然后于120℃后烘烤90秒。當(dāng)后烘烤完成時(shí)，其在2.38重量％TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液中顯影40秒，獲得0.13μmL/S圖案(參見圖3)。
將如此制得的光致抗蝕劑組合物旋轉(zhuǎn)涂布在硅晶片上，并于110℃的烘箱或熱板軟烘烤90秒。在烘烤之后，將所述光致抗蝕劑使用ArF激光曝光器曝光，然后于120℃后烘烤90秒。當(dāng)后烘烤完成時(shí)，其在2.38重量％TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液中顯影40秒，獲得0.13μmL/S圖案(參見圖4)。
將如此制得的光致抗蝕劑組合物旋轉(zhuǎn)涂布在硅晶片上，并于110℃的烘箱或熱板軟烘烤90秒。在烘烤之后，將所述光致抗蝕劑使用ArF激光曝光器曝光，然后于120℃后烘烤90秒。當(dāng)后烘烤完成時(shí)，其在2.38重量％TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液中顯影40秒，獲得0.13μmL/S圖案(參見圖5)。
將如此制得的光致抗蝕劑組合物旋轉(zhuǎn)涂布在硅晶片上，并于110℃的烘箱或熱板軟烘烤90秒。在烘烤之后，將所述光致抗蝕劑使用ArF激光曝光器曝光，然后于120℃后烘烤90秒。當(dāng)后烘烤完成時(shí)，其在2.38重量％TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液中顯影40秒，獲得0.13μmL/S圖案(參見圖6)。
正如上述所討論，本發(fā)明的光致抗蝕劑聚合物包括衍生自交聯(lián)劑單體的聚合單元。所述交聯(lián)劑單體包括可被酸降解(例如，斷裂或水解)的官能部分。結(jié)果，在本發(fā)明的聚合物中的交聯(lián)劑單元可被在曝光區(qū)域中所產(chǎn)生的酸水解。一般相信交聯(lián)劑的酸降解反應(yīng)使得曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域之間的對(duì)比率增加。而且，本發(fā)明的聚合物不產(chǎn)生例如異丁烯的氣體，因此限制了氣體產(chǎn)生。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物除了具有優(yōu)異的清晰度，感光性，耐久性和再現(xiàn)性之外還改善了圖案的輪廓并提高了粘附性。
權(quán)利要求
1．一種衍生自單體的光致抗蝕劑聚合物，該聚合物包括(ⅰ)下式的交聯(lián)劑單體 R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7和R8各自獨(dú)立地為H，或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈(C1-C5)烷基；和k是從0到3的整數(shù)；及(ⅱ)至少一種其它適當(dāng)?shù)墓庵驴刮g劑單體。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑聚合物，其中所說的交聯(lián)劑單體選自由下式的化合物
3．根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑聚合物，其中所說的交聯(lián)劑單體選自由2，5-己二醇二丙烯酸酯、2，5-己二醇二甲基丙烯酸酯、2，4-戊二醇二丙烯酸酯、2，4-戊二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、和新戊二醇二甲基丙烯酸酯所組成的組中。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑聚合物，其式為 其中R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，和k如權(quán)利要求1所定義；R9和R10各自獨(dú)立地為H，或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈(C1-C5)烷基；i是0或1；m和n獨(dú)立地為0到2的整數(shù)；及a∶b∶c∶d∶e的比例=0-80摩爾％∶1-30摩爾％∶1-30摩爾％∶0.1-48摩爾％∶10-50摩爾％。
5．一種制備權(quán)利要求1的光致抗蝕劑聚合物的方法，該方法包括下列步驟(a)混合(ⅰ)一種下式的交聯(lián)劑單體 其中A，B，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，和k如權(quán)利要求1所定義；(ⅱ)至少一種其它適當(dāng)?shù)墓庵驴刮g劑單體，和(ⅲ)一種聚合作用引發(fā)劑；及(b)提供足以從步驟a)所獲得的混合物制備所說的光致抗蝕劑聚合物的聚合條件。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的聚合條件包括在惰性氣體下將所說的混合物加熱至大約60到大約70℃的溫度范圍保持4到24小時(shí)。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的混合物還包括選自由環(huán)己酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、二噁烷、甲基乙基酮、苯、甲苯、二甲苯和其混合物所組成的組中的一種有機(jī)溶劑。
8．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的聚合作用引發(fā)劑選自由2，2＇-偶氮雙異丁腈(AIBN)、乙酰過氧化物、月桂基過氧化物、過乙酸叔丁基酯，叔丁基過氧化氫和二叔丁基過氧化物所組成的組中。
9．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，該方法還包括由使用選自乙醚、石油醚、醇、水和其混合物的結(jié)晶溶劑的結(jié)晶作用純化聚合物的步驟。
10．一種光致抗蝕劑組合物，該組合物含有(ⅰ)一種權(quán)利要求1的光致抗蝕劑聚合物，(ⅱ)一種有機(jī)溶劑，和(ⅲ)一種光酸產(chǎn)生劑。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其中所說的光酸產(chǎn)生劑為硫化物或鎓類化合物。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其中所說的光酸產(chǎn)生劑包括六氟化磷酸二苯碘葎、六氟化砷酸二苯碘葎、六氟化銻酸二苯碘葎、三氟甲磺酸二苯基對(duì)甲氧基苯基酯、三氟甲磺酸二苯基對(duì)亞芐基酯、三氟甲磺酸二苯基對(duì)異丁基苯基酯、三氟甲磺酸二苯基對(duì)叔丁基苯基酯、六氟化磷酸三苯基锍、六氟化砷酸三苯基锍、六氟化銻酸三苯基锍、三氟甲磺酸三苯基锍、三氟甲磺酸二丁基萘基锍或其混合物。
13．根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其中所說的光酸產(chǎn)生劑的量為所說的光致抗蝕劑聚合物重量的大約0.05到大約10％。
14．根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其中所說的有機(jī)溶劑選自由3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、2-庚酮和乙酸(2-甲氧基)乙酯所組成的組中。
15．根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，其中所說的有機(jī)溶劑的量為所說的光致抗蝕劑聚合物重量的大約200到大約1000％。
16．一種形成光致抗蝕劑圖案的方法，該方法包括下列步驟(a)將根據(jù)權(quán)利要求10的所說的光致抗蝕劑組合物涂布至半導(dǎo)體裝置的基材上以形成光致抗蝕劑薄膜；(b)使用一光源將光致抗蝕劑薄膜曝光；和(c)顯影該經(jīng)曝光的光致抗蝕劑薄膜。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，該方法還包括在步驟(b)的曝光之前和/或之后的烘烤步驟。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述的烘烤步驟在70到200℃進(jìn)行。
19．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所說的光源為ArF、KrF、VUV、EUV、E-光束、X-射線或離子束。
20．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中將所說的光致抗蝕劑薄膜以大約1毫焦耳/平方厘米至大約100毫焦耳/平方厘米的曝光能量輻射。
21．一種半導(dǎo)體裝置，該裝置根據(jù)權(quán)利要求16的方法制得。
全文摘要
本發(fā)明提供一種式1的交聯(lián)劑單體,由包含該交聯(lián)劑單體的單體生成的光致抗蝕劑聚合物,及包含該光致抗蝕劑聚合物的光致抗蝕劑組合物。光致抗蝕劑聚合物的交聯(lián)單元可被曝光區(qū)域中由光酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生的酸水解(或降解或斷裂)。據(jù)信該交聯(lián)單元的酸降解增加了曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域之間的對(duì)比率。本發(fā)明的光致抗蝕劑組合物具有改善的圖案輪廓,增強(qiáng)的粘附性,優(yōu)異的清晰度,感光性,耐久性及再現(xiàn)性。
文檔編號(hào)H02J3/00GK1285529SQ00123479
公開日2001年2月28日 申請(qǐng)日期2000年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月23日
發(fā)明者李根守, 鄭載昌, 白基鎬 申請(qǐng)人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社