[发明专利]用于光致抗蚀剂的交联单体,及使用其制备光致抗蚀剂聚合物的方法

说明书

本发明涉及用于光致抗蚀剂聚合物的交联单体，及使用其制备光致抗蚀剂聚合物的方法。更具体地说，本发明涉及用于能明显改善光致抗蚀剂共聚物的聚合比例的光致抗蚀剂聚合物的交联单体，及使用其制备光致抗蚀剂共聚物的方法。

近来，化学放大型DUV(深紫外)光致抗蚀剂已被证明在半导体制造的制备微线路方法上具有非常高的敏感性。这些光致抗蚀剂是将光酸产生剂与具有酸不稳定结构的聚合物基质大分子混合而制备的。

依据这样一种光致抗蚀剂的反应机制，当受到光源照射时光酸产生剂会产生酸，聚合物基质的主链或支链上的曝光部分和所产生的酸反应，因而分解或交联，如此聚合物的极性会明显地改变。这种极性改变会导致在显影溶液中曝光区或未曝光区溶解度的不同，因此在基材上形成一正或负掩模图像。

在一些光致抗蚀剂中，在聚合物的主链或支链上的官能基是与基质中其它聚合物的主链或支链产生交联的，因此，可在光致抗蚀剂中加入一交联剂以促进聚合物间的交联。

然而，交联单体也可用于促进组成光致抗蚀剂聚合物单体间的链结，如此可增加光致抗蚀剂聚合物的产率。例如，当在聚合反应时使用20克的单体，而没有使用交联剂，约可产生分子量约6000的聚合物4.8克(产率：24％)。当单体的数量增加至40克时，所得聚合物的数量只有约6克(即产率突然降低至约15％)，如此，为了大量制备光致抗蚀剂聚合物，必须使用一交联单体，以增加产率及可商业化生产光致抗蚀剂聚合物。

本发明的目的是提供一种用于光致抗蚀剂聚合物的交联单体，其能明显地改善光致抗蚀剂聚合物的聚合产率。

本发明的另一目的是提供一种使用所述交联单体制备光致抗蚀剂聚合物的方法，及由其所制得的光致抗蚀剂聚合物。

本发明的另一目的是提供使用上述交联单体所形成的聚合物制备而得的光致抗蚀剂组合物。

本发明的又另一目的是提供使用上述光致抗蚀剂组合物所制得的半导体元件。

图1是实施例3所得的光致抗蚀剂图像；

图2是实施例4所得的光致抗蚀剂图像。

为了达到上述的目的，本发明提供一种下述化学式1的交联单体：

<化学式1>其中R′和R″分别为氢或甲基；m是一从1至10的数；及R是选自直链或支链的C₁-C₁₀烷基，直链或支链的C₁-C₁₀酯，直链或支链的C₁-C₁₀酮，直链或支链的C₁-C₁₀羧酸，直链或支链的C₁-C₁₀缩醛，直链或支链的含有至少一个羟基的C₁-C₁₀烷基，直链或支链的含有至少一个羟基的C₁-C₁₀酯，直链或支链的含有至少一个羟基的C₁-C₁₀酮，直链或支链的含有至少一个羟基的C₁-C₁₀羧酸，及直链或支链的含有至少一个羟基的C₁-C₁₀缩醛。

为了达到本发明的另一目的，提供一种制备一光致抗蚀剂共聚物的方法，包括步骤(a)将两种或多种光致抗蚀剂共聚单体及化学式1的交联单体溶解于一有机溶剂中，及(b)向所得溶液中加入一种聚合引发剂或聚合催化剂，以诱发聚合反应。

发明人进行了大量深入细致的研究以达到本发明的上述目的，发现化学式1的化合物通过使光致抗蚀剂聚合物和另一聚合物交联，而改善了聚合物的聚合产率。本发明的交联单体对于改善具有脂环烯烃主链的共聚物的聚合产率特别有效。

化学式1所表示的化合物具有两个双键，且每一个双键和其它光致抗蚀剂单体结合形成交联，因此提高光致抗蚀剂聚合物的聚合产率。

化学式1的交联单体优选的是化学式2表示的1，3-丁二醇二丙烯酸酯或化学式3表示的1，4-丁二醇二丙烯酸酯：

<化学式2>

<化学式3>

依据本发明，光致抗蚀剂聚合的方法是在合成传统光致抗蚀剂共聚物的程序中向其它光致抗蚀剂单体中加入一种化学式1的交联单体而完成。