[发明专利]脂环族单体，包含该单体的聚合物以及包含所述聚合物的光致抗蚀剂组合物

说明书

背景技术

基于短波辐射(例如在193nm处运行ArF准分子激光器产生)或其它类似的短波源的改进的光刻技术能用于通过增加集成电路的器件密度得到更快且更高效的半导体器件。可用于这种短波应用的光致抗蚀剂材料包括化学扩增型辐射敏感树脂组合物，它依赖于包含酸不稳定官能团的树脂组分和通过辐照产生酸的光致生酸剂的有效相互作用。

用于ArF准分子激光器光刻技术的光致抗蚀剂材料的必需性质包括在193nm处的透明度(即低光学密度)，以及高抗蚀性，具有高碳密度和多环结构。可用的光致抗蚀剂平台树脂包括基于聚(甲基)丙烯酸酯骨架和由大的叔烷基保护的羧酸部分的树脂，它在193nm处是高度透明的。对羧酸脱保护（本文中也称为“解封闭”）的效率与对比度和分辨率直接相关。

已知多种不同的基于(甲基)丙烯酸酯的单体，具有对酸敏感的叔酯基团。例如，美国专利申请公开第2007/0275324A1号公开了基于包含叔中心的环烷基部分的(甲基)丙烯酸酯，其中酯氧与叔烷基环碳原子相连，所述叔烷基环碳原子在同一中心处具有另一烷基或环烷基取代基(即得到季中心)。使用这些单体制备的聚合物可以在光致抗蚀剂中提供对比度。

但是，随着半导体器件临界尺寸(CD)的缩小，制备器件设计结点等于或小于45nm的器件仍需要能提供窄CD控制的较高分辨率光致抗蚀剂。

发明内容

现有技术的上述或其它问题可以通过具有式I结构的单体来克服：

式中，R¹,R²和R³各自独立地是C_1-30单价有机基团，R¹,R²和R³各自独立地是未取代的，或包括卤素、腈、醚、酯、酮、醇，或者包括至少一种上述官能团的组合；R⁴包括H,F,C_1-4烷基，或C_1-4氟代烷基；A是单键或二价连接基团，其中是A是未取代的，或被取代的而包括卤素、腈、醚、酯、酮、醇，或者包括至少一种上述官能团的组合；m和n各自独立地是1-8的整数；以及x是0至2n+2，y是0至2m+2。

聚合物，包含式I的单体。

光致抗蚀剂组合物，包含所述聚合物和光致生酸剂。

一种涂覆的基材，其包括：(a)基材，其包括位于其表面之上的将被图案化的一个层或多个层；和(b)光致抗蚀剂组合物层，其位于所述将被图案化的一个层或多个层上。

通过用193nm的光化辐照对涂覆的基材以图案化方式成像形成图案化的层。

具体实施方式

本文公开了一种新的适用于ArF浸没光刻的可用酸脱保护的(甲基)丙烯酸型单体。在本文中，“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或者包括至少一种这些可聚合基团的组合。所述单体是具有叔多环离去基团的可聚合的不饱和酯单体(例如(甲基)丙烯酸酯-基叔脂环族单体)，所述叔多环离去基团包括两个脂环族环的芯环结构，所述两个脂环族环通过σ键连接，从而在一个环上形成叔中心，在另一个环上形成季中心。通过所述叔中心连接酯(从而形成第二季中心)。可以使用所述单体制备用于化学扩增光致抗蚀剂组合物的聚合物，其具有高分辨率和对ArF光刻技术的抗蚀性。本文还公开了图案化的层和使用所述光致抗蚀剂组合物形成浮雕图案的图案化方法。

所述酸-可脱保护的单体具有式I：

式中，R¹,R²和R³各自独立地是C_1-30单价有机基团。这些单价有机基团的其中一种之上可以包括取代基团。因此R¹,R²和R³各自独立地是未取代的，或包括卤素、腈、醚、酯、酮、醇，或者包括至少一种上述官能团的组合。优选地，R¹,R²和R³各自独立地是C_1-10烷基，C_1-10氟代烷基，C_1-10烷氧基，C_1-10氟代烷氧基，C_1-10链烷醇基，或者包括至少一种上述基团的组合。示例性的基团R¹,R²和R³包括甲基、乙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、2-羟乙基或包含至少一种上述基团的组合。