[发明专利]酚聚合物以及包含该酚聚合物的光刻胶

说明书

技术领域

本发明涉及新的酚共聚物，其包含光酸不稳定基团(photoacid-liable group)和不同的酚，该酚通过例如聚合丙烯酸酯部分与所述共聚物分隔开。本发明的聚合物作为化学增强型正性光刻胶的组分是特别有用的。

背景技术

光刻胶是用来将影像转印到基材上的光敏膜。在基材上形成光刻胶涂层，然后将该光刻胶层通过光掩膜曝光于活化辐射源中。所述光掩膜具有对活化辐射不透明的区域以及其它对活化辐射透明的区域。对活化辐射的曝光提供光刻胶涂层的光诱导化学转变，由此将所述光掩膜上的图案转印到所述光刻胶覆盖的基材上。曝光后，将所述光刻胶显影从而提供允许选择性处理基材的浮雕影像。

化学增强型光刻胶已经使用得越来越多，特别是用于形成亚微米影像以及其它高性能应用。这样的光刻胶可以是负性的或正性的，并且每单元光生成酸通常包括许多交联情况(在负性光刻胶情况下)或脱保护反应(在正性光刻胶情况下)。在正性化学增强型光刻胶情况下，某种阳离子光引发剂已经被用于诱导某种“阻断”基团侧链从光刻胶粘合剂上解离，或包含光刻胶粘合剂骨架的某种基团的解离。

虽然现有的光刻胶适用于许多用途，但是现有的光刻胶也显示了重大的缺陷，特别是在高性能应用例如高分辨率的亚半微米和亚四分之一微米特征的形成等应用中。

因此，那些能够以短波辐射光成像的光刻胶引起人们的注意，所述短波辐射包括270nm或更低的曝光辐射，例如248nm的波长(由KrF激光提供)。参见JP1996044063，其报道了使用KrF分档器进行曝光的某种光刻胶。使用这种短曝光波长能够形成更小的特征。所以，那些在248nm曝光获得良好分辨率影像的光刻胶能够形成极小(例如，低于0.25μm)的特征，这也对应于对于更小尺寸电路图形的稳定工业需要，例如，提供更大的电路密度以及经提高的装置性能。

因此，新的光刻胶组合物是合乎需要的，特别是能够在短波例如248nm成像的光刻胶组合物。

发明内容

我们现在已经发现新的酚聚合物，其包含光酸不稳定单元以及至少被碳或其它原子从所述聚合物骨架间隔开的酚基团。

本发明特别优选的聚合物包含聚合的丙烯酸酯基团，其包含与所述聚合物骨架间隔开的酚部分。

在一个方面，提供聚合物以及包含这种聚合物的光刻胶，其中所述聚合物包含含有下式I结构的重复单元：

其中，在式I中，Z是桥单元；X是一个或多个原子；每个R¹是相同的或不同的非氢取代基；以及m是从0(当不存在R¹取代基时)至4的整数。

在本发明的某优选方面，提供聚合物以及包含这种聚合物的光刻胶，其中所述聚合物包含含有下式II结构的重复单元：

其中，R为氢或烷基，例如C_1-6烷基，特别是甲基；以及X、R¹和m与上面式I的定义相同。

优选的聚合物以及包含这种聚合物的光刻胶可包含另外的重复单元，所述重复单元不同于间隔的酚单元例如上面式I和式II中的那些单元，也就是说，本发明优选的聚合物包括共聚物、三元共聚物、四元共聚物、五元共聚物及其它高阶(higher order)聚合物，其中三元共聚物和四元共聚物特别适用于许多光刻胶用途。

通常，优选的高阶聚合物可以包含可促进包含所述聚合物的光刻胶的光刻过程的重复单元。因此，优选的另外的聚合物重复单元是光酸不稳定基团，例如在光生成酸(photogenerated acid)存在时能够产生碱性、水溶性基团例如羧基的那些；可以是对光刻过程基本上惰性的基团，例如任选被在典型光刻条件下不经历裂解反应的环取代基(例如，卤素)取代的苯基、任选取代的烷基(包括C_1-6烷基)、以及任选取代的烷氧基(包括C_1-6烷氧基)；包含氰基的基团。

更特别地，本发明优选的高阶聚合物除间隔的酚基以及任意存在的另外的不同重复单元以外，还可包含光酸不稳定基团。例如，本发明优选的聚合物包括包含下式III结构的那些：

其中，每个Z是相同或不同的桥单元；X、R¹和m与上面式I的定义相同。

AL是包含光酸不稳定基团的部分，例如光酸不稳定酯或缩醛基团。