[发明专利]光酸产生单体、自其衍生的聚合物、包括所述聚合物的光致抗蚀剂组合物

说明书

一种单体具有以下结构：其中R为包含可聚合碳‑碳双键或碳‑碳三键的有机基团；X和Y在每次出现时独立地为氢或非氢取代基；EWG1和EWG2在每次出现时独立地为拉电子基团；p为0、1、2、3或4；n为1、2、3或4；且M⁺为有机阳离子。由单体制备的聚合物适用作光致抗蚀剂组合物的组分。

技术领域

本发明涉及具有光酸产生基团的单体，由所述单体形成的聚合物，包含所述聚合物的光致抗蚀剂组合物，和用所述光致抗蚀剂组合物形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法。

背景技术

先进光刻技术，如电子束和远紫外线(EUV)光刻正用于形成精细图案。除其它方法和工具相关要求以外，图案尺寸进一步收缩至25纳米和更小需要高度解析化学增幅的化学增幅型光致抗蚀剂组合物的显影。证明使用缓慢扩散光酸产生剂(PAG)添加剂对于解析和图案质量的改进至关重要。化学增幅型光致抗蚀剂组合物中的缓慢酸扩散是通过将酸性单元附接至一或多个大型和极性取代基而达成。然而，增加PAG体积具有降低典型光致抗蚀剂组合物溶剂中的PAG溶解性的缺点。因此，大量的PAG在光致抗蚀剂膜矩阵中经受隔离或不均匀分布。另外，减少的PAG溶解性使光致抗蚀剂组合物调配物空间变窄且限制可在化学增幅型光致抗蚀剂组合物中负载的PAG的量。此外，低PAG溶解性与在光刻处理期间和之后形成缺陷相关联。

达成缓慢PAG扩散的替代方法通过将光酸产生剂附接至光致抗蚀剂聚合物主链实现。在聚合物结合PAG(PBP)的优势中包括格外缓慢的酸扩散、均匀PAG分布和较高PAG负载能力。可聚合PAG和对应聚合物描述于例如Thackeray等人的美国专利第7,838,199 B2号和第8,507,176 B2号和第8,900,792 B2号、Coley等人的第8,716,518 B2号和第8,907,122B2号、Cameron等人的第8,945,814 B2号和Ongayi等人的第9,182,669 B2号，以及Thackeray等人的美国专利申请公开案第US 2014/0080062A1号和第US 2014/0186767 A1号、LaBeaume的第US 2015/0093709 A1号和Jain等人的第US 2015/0177613 A1号和第US2015/0177615 A1号中。

仍需要在20至26纳米或更小标度上展现特征解析，同时提供低未曝光膜厚度损失，和可接受感光度、图案崩溃容限、曝光宽容度和线宽粗糙度的可聚合PAG和对应聚合物和光致抗蚀剂组合物。

发明内容

一个实施例为具有以下结构的单体

其中R为包含可聚合碳-碳双键或碳-碳三键的有机基团；X和Y在每次出现时独立地为氢或非氢取代基；EWG1和EWG2在每次出现时独立地为拉电子基团；p为0、1、2、3或4，其条件为当EWG1和EWG2各独立地为氟基、三氟甲基或五氟乙基时，p为1、2、3或4；n为1、2、3或4；且M⁺为有机阳离子。

另一实施例为包含衍生自单体的重复单元的聚合物。

另一实施例为包含聚合物的光致抗蚀剂组合物。

另一实施例为形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，其包含：(a)在衬底上涂覆光致抗蚀剂组合物的层以形成光致抗蚀剂层；(b)将光致抗蚀剂层逐图案曝光于活化辐射以形成曝光的光致抗蚀剂层；和(c)对曝光的光致抗蚀剂层显影以得到光致抗蚀剂浮雕图像。

以下详细描述这些和其它实施例。

附图说明

图1为制备单体指示的TBPDBT ADMA-TFPS的合成流程。

图2为制备单体指示的ECPPDBT ADMA-TFPS的合成流程。

图3为制备单体指示的ECPPDBT HNMA-TFPS的合成流程。

具体实施方式