[发明专利]嵌段共聚物和相关光致抗蚀剂组合物以及形成电子装置的方法

说明书

本发明涉及一种适用于电子束和远紫外线光刻的嵌段共聚物，其包括具有来源于碱溶解度增强型单体和频带外吸收型单体的单元的第一嵌段，和具有低表面能的第二嵌段。来源于频带外吸收型单体的重复单元允许共聚物在150到400纳米波长范围内大量吸收。当与光致抗蚀剂无规聚合物一起并入光致抗蚀剂组合物中时，所述嵌段共聚物自动分离以形成可有效屏蔽频带外辐射的顶层。

技术领域

本发明涉及嵌段共聚物，其适用作光致抗蚀剂组合物的组分。

背景技术

远紫外线(EUV)光刻和电子束光刻是有前景的在20纳米和更小的规模下的图案化技术。EUV辐射源还产生较长的波长辐射，所谓的频带外(OOB)辐射，其可使成像效能显著恶化。因此，需要可减少频带外辐射的不良影响而不会过度降低其它光刻反应的光致抗蚀剂组合物。

发明内容

一个实施例是嵌段共聚物，其包含：第一嵌段，其包含来源于频带外吸收型单体(其不包括经氟取代的酯基)和碱溶解度增强型单体的重复单元；和第二嵌段，其具有15到34毫焦耳/米²的表面能；其中由嵌段共聚物铸成的膜在150到400纳米范围内的波长下的消光系数k是0.1到0.5。

另一实施例是包含嵌段共聚物的光致抗蚀剂组合物。

另一实施例是包含光致抗蚀剂组合物的膜。

另一实施例是形成电子装置的方法，其包含：(a)在基板上涂覆光致抗蚀剂组合物的层；(b)使光致抗蚀剂组合物层按图案逐次方式暴露于电子束或远紫外线辐射；以及(c)将经曝光的光致抗蚀剂组合物层显影以提供抗蚀剂浮雕图像。

下文详细描述这些和其它实施例。

附图说明

图1是聚(ECPMA-共-BzMA)的可逆加成片段化链转移(RAFT)合成的反应方案。

图2是RAFT合成型聚(ECPMA-共-BzMA)的链端改性(端基移除)的反应方案。

图3是具有甲基丙烯酸酯单体的聚(ECPMA-共-BzMA)的RAFT链延伸的反应方案。

图4是RAFT合成型聚[(ECPMA-共-BzMA)-b-TFEMA]的质子核磁共振(¹H NMR)谱图。

图5是从聚[(ECPMA-共-BzMA)-b-TFEMA]的RAFT端基移除的反应方案。

图6是在RAFT端基移除之前和之后，聚[(ECPMA-共-BzMA)-b-TFEMA]的紫外线-可见光(UV-VIS)谱图。

图7A、7B和7C呈现掺合光致抗蚀剂膜的飞行时间次级离子质谱分析(time offlight secondary ion mass spectrometry；TOF-SIMS)结果。图7A展示CBP-4(1号)、CBP-4+10％聚(ECPMA₃₂-共-BzMA₃₄)-b-(MA-4-HFA-CHOH)₂₆(4号)和聚(ECPMA₃₂-共-BzMA₃₄)-b-(MA-4-HFA-CHOH)₂₆(6号)的PC1和PC2上正性质谱的得分曲线。图7B展示1号、4号和6号样品的CF₃⁺片段的强度。图7C展示以统计方式评估的1号、4号和6号的C₉H₁₁⁺强度。

图8是低表面能聚合物(LSEP)聚(ECPMA₃₂-共-BzMA₃₄-b-HFACHOH₂₆)的102纳米厚度膜的消光系数与波长的关系曲线。