[发明专利]能够得到90nm以下Trench及Hole图形的ArF光刻胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种能够得到90nm以下Trench及Hole图形的光刻胶及其制备方法与应用，所述化合物包含下述结构单元中的至少两种：(a1)：具有通过水解而产生酸性基团的结构单元；(a2)：能形成刚性主链的结构单元；(a3)：具有环状基团的结构单元；若含，则所述结构单元(a2)的摩尔占比为1～80％；若含，则所述结构单元(a3)的摩尔占比为20～99％。与现有技术相比，本发明方案的化合物能够用于获得尺寸在200nm以下的高分辨率Trench及hole图形，最高分辨率为46nm直径Hole，Iso space的分辨率可达到120nm、DOF 200nm。

技术领域

本发明涉及高分子领域，具体涉及一种能够得到90nm以下Trench及Hole图形的ArF光刻胶及其制备方法与应用。

背景技术

光刻(photolithography)是利用光化学反应将掩膜(mask)上的预设图形转印至衬底(substrate)上的过程。在光刻工艺中，入射光通过掩膜版，使掩膜版上的图形被投射到涂布在衬底上的光刻胶上，激发光化学反应，并经烘烤和显影从而形成光刻胶图形，随后光刻胶图形作为阻挡层，用于选择性地阻挡后续的刻蚀或离子注入等。因此，光刻胶对于光刻技术具有重要意义，尤其是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。

光刻胶根据曝光前后溶解度的变化可分为正胶与负胶。我国自主研发且已投入商业化生产的正胶材料目前主要包括酚醛树脂(novolac resin)、聚对羟基苯乙烯(poly(p-hydroxystyrene)，PHOST)等，这些正胶材料主要用于G-线(436nm)与I-线(365nm)的光刻工艺。光刻工艺中得到的图形主要包括线状沟槽(trench)与孔洞(contact hole)两种类型，但目前国内市场上的线上光刻胶得到的trench与hole图形分辨率均较低，可得到稳定trench的尺寸一般在300nm以上，而contact hole更是制约国内光刻胶得到图形精度的一大原因，可得到的hole的尺寸一般在500nm至3μm之间。

随着半导体器件和集成电路的发展，其对光刻工艺的精度提出了越来越高的要求，因此，如何能够获得更高分辨率的光刻图案对于半导体器件和集成电路的发展具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种能够得到尺寸小于200nm的高分辨率的trench与hole图形的光敏性聚合物，尤其是尺寸在90nm以下的高分辨率图形。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种利用上述感光性聚合物制得的能够得到90nm以下高分辨率的trench与hole图形的ArF光刻胶。

本发明所要解决的第三个技术问题是：提供一种上述ArF光刻胶的制备方法。

本发明所要解决的第四个技术问题是：提供一种上述ArF光刻胶的应用方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种能够得到90nm以下高分辨率Trench及Hole图形的化合物及其混合物，所述化合物包含下述结构单元中的至少两种：

(a1)：具有通过水解而产生酸性基团的结构单元；

(a2)：能形成刚性主链的结构单元；

(a3)：具有环状基团的结构单元；

若含，则所述结构单元(a2)的摩尔占比为1～80％，优选地，所述结构单元(a2)的摩尔占比为5～60％，更优选地，所述结构单元(a2)的摩尔占比为10～50％；若含，则所述结构单元(a3)的摩尔占比为20～99％，优选地，所述结构单元(a3)的摩尔占比为30～80％，更优选地，所述结构单元(a3)的摩尔占比为50～60％。

进一步地，所述结构单元(a1)中含有酯基、醚基、羟基和/或环氧基；优选地，所述结构单元(a1)为下式中的一个或多个：