[发明专利]酸不稳定超支化共聚物和相关联的光致抗蚀剂组合物以及形成电子器件的方法

说明书

酸不稳定超支化共聚物通过共聚合包括双官能单体和单(甲基)丙烯酸酯的单体形成。所述双官能单体包括使所述共聚物酸不稳定的至少一个缩甲醛基团、缩醛基团或缩酮基团。所述共聚物适用作提供除了其它期望的光微影特性外的低线宽粗糙度的光致抗蚀剂组合物的组分。

技术领域

本发明涉及可用于光致抗蚀剂组合物的酸不稳定超支化共聚物。

背景技术

用于极紫外线光致抗蚀剂的共聚物通常通过仔细选择的(甲基)丙烯酸酯单体的自由基共聚制备。所得线性共聚物通常分子量在6,000到10,000克/摩尔的范围内，以便平衡如抗蚀剂玻璃化转变温度和模量、溶解度(在调配期间和在曝光后的显影剂中两者)、酸扩散和线边缘粗糙度的因素。当关注聚合物分子量时，苛刻需要的数量产生必要权衡。举例来说，为了具有带有获取亚20纳米特征所需的高模量的最稳固抗蚀剂，将期望具有较高分子量的聚合物。然而，对于在显影剂中降低的线边缘粗糙度和增加的溶解度，较低的分子量为有利的。最后，对于酸扩散，理想的抗蚀剂在未暴露的区域中将具有高分子量和在暴露的区域中将具有低分子量，以提升在整个暴露区域中的增加的酸扩散，同时迟延通过未暴露的区域的扩散。

为了调和这些矛盾的抗蚀剂分子量需要，已基于超支化聚合物构型开发出聚合物抗蚀剂的新型平台。见例如C.L Chochos等人“用于光微影应用的超支化聚合物-针对理解在聚合物树脂的化学结构和光刻性能之间的关系(Hyperbranched Polymers forPhotolithographic Applications-Towards Understanding the Relationship betweenChemical Structure of Polymer Resin and Lithographic Performances.)”《先进材料(Advanced Materials)》2009，21，1121-1125；H.Ridaoui等人“用于193-nm光微影的化学放大光致抗蚀剂：光图案化的分子结构和光子参数的效应(Chemically AmplifiedPhotoresists for 193-nm Photolithography：Effect of Molecular Structure andPhotonic Parameters on Photopatterning.)”《聚合物科学杂志，部分A(Journal ofPolymer Science，Part A)》，2010，48，1271-1277；H.-S.Sohn等人“经由可逆的加成断裂链转移聚合用于氟化氩光致抗蚀剂的酸可裂解支化聚合物的制备(Preparation of Acid-Cleavable Branched Polymers for Argon Fluoride Photoresists via ReversibleAddition-Fragmentation Chain-Transfer Polymerization.)”《应用聚合物科学杂志(Journal of Applied PolymerScience)》2012，125，344-352；H.-S.Sohn等人“由甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯构成的定义明确的酸可裂解支化聚合物的制备(Preparation of Well-Defined Acid-Cleavable Branched Polymers Composed of Methacrylates andAcrylates.)”《工业和工程化学杂志(Journal of Industrial and EngineeringChemistry)》2015，21，1098-1104。超支化聚合物可使用双官能单体将若干单个聚合物链连接在一起，由此产生较高分子量聚合物来制备。在一些情况下，双官能单体含有酸不稳定叔酯基。见，例如H.-S.Sohn等人“经由可逆的加成断裂链转移聚合用于氟化氩光致抗蚀剂的酸可裂解支化聚合物的制备(Preparation of Acid-Cleavable Branched Polymers forArgon Fluoride Photoresists via Reversible Addition-Fragmentation Chain-Transfer Polymerization.)”《应用聚合物科学杂志(Journal of Applied PolymerScience)》2012，125，344-352；H.-S.Sohn等人“由甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯构成的定义明确的酸可裂解支化聚合物的制备(Preparation of Well-Defined Acid-CleavableBranched Polymers Composed of Methacrylates and Acrylates.)”《工业和工程化学杂志(Journal of Industrial and Engineering Chemistry)》2015，27，1098-1104。然而，仍需要提供相对于线性共聚物改善的线宽粗糙度(LWR)的超支化共聚物。