光致抗蚀剂底层组合物的制作方法

本发明涉及用于半导体制造的组合物、更具体地、用于半导体的图案化工艺的组合物，以及电子装置的制造。

背景技术：

1、极紫外(“euv”)光刻是替代光学光刻的领先技术选择之一，用于特征尺寸小于20nm的体积半导体制造。euv极短的波长(13.4nm)是用于实现这样的高分辨率的关键促成因素。整体的工艺系统概念如扫描暴露、投影光学、掩模格式和抗蚀剂技术可能与当前光学光刻技术所使用的类似。然而，euv成像(即图案化)中的关键挑战是抗蚀剂灵敏度，例如，灵敏度越低，euv源功率越大，或者完全暴露抗蚀剂所需的暴露时间就越长。

2、在相同剂量下，euv光子比arf光子具有高得多的能量，并且因此，许多现在用于euv光刻的抗蚀剂的光子密度可能是arf光刻的光子密度的14分之一，从而导致相对慢的感光速度(photo-speed)。此外，低光子密度还可能导致空间光子均匀性降低，从而导致相对差的图案分辨率。

3、为了改善处理量，用于改善euv光刻灵敏度的方法仍然是euv光刻的重要问题。已经示出的是，euv光吸收截面和二次电子产生产率是euv灵敏度的重要因素。增加euv光致抗蚀剂灵敏度的一种方式是增加在13.5nm下的吸收截面，这是可以理论上使用已知的原子吸收截面计算的材料的原子特性。构成抗蚀剂材料的典型原子如碳、氧、氢和氮在13.5nm下具有非常弱的吸收。氟原子具有稍高的吸收，并且已被用于开发高euv吸收的光致抗蚀剂。

4、碘也具有非常高的euv光吸收截面。含碘单体和对应的聚合物可以用于光刻加工。这些材料已主要应用于抗蚀剂组合物，但除了转让给罗门哈斯电子材料(韩国)有限公司(rohm and haas electronic materials korea ltd.)的美国专利申请序列号17/138,069中描述的组合物以外，尚未应用于底层组合物，该美国专利申请描述了一种底层组合物，其包含可交联的聚酯聚合物和包括含碘聚合物的交联剂。

5、在开发新颖的材料以改善euv光子吸收并具有相对高的图案分辨率方面仍然有强烈的兴趣。

技术实现思路

1、提供了一种包含聚合物的组合物，该聚合物包含：

2、衍生自具有式a1、式a2、或式a3的单体的重复单元，

3、

4、衍生自具有式b1、式b2、式b3、或式b4的单体的重复单元，

5、

6、衍生自具有式c1或式c2的单体的重复单元，

7、

8、其中，

9、ar1、ar2、和ar3各自独立地是芳香族基团；

10、r1是c1-20烷基醇、c1-20环烷基醇、具有3至12个碳的环氧基、或具有一至六个被羟基、缩水甘油基、c1-10烷基醇、或具有3至12个碳的环氧基取代的环碳的c5-20芳香族基团；

11、r2是r1或-oh；

12、r2a、r2b和r2c中的每一个独立地是未取代或取代的c1-20烷基、未取代或取代的c3-20环烷基、未取代或取代的c3-20杂环烷基，或者可选地，r2a可以与r2b一起形成环，或者r2a可以与式b2或b4的r2c一起形成环，或者r2a、r2b和r2c中的一个是氢；

13、l是未取代或取代的c1-8亚烷基或未取代或取代的c2-8亚杂烷基；

14、l1是未取代或取代的c1-8亚烷基、未取代或取代的c2-8亚杂烷基、未取代或取代的c6-10亚芳基、未取代或取代的c3-10亚杂芳基；

15、l2是单键、-o-、-o(c＝o)-、-(c＝o)o-、-o(so2)-、-(so2)o-、-nh(so2)-、

16、-(so2)nh-、-nh(c＝o)-、-(c＝o)nh-、-so2-、或-so-；

17、d是单键、-o-、-oc(o)-、-nh(c＝o)-、或-(c＝o)nh-；

18、a是未取代或取代的c1-16亚烷基、未取代或取代的c2-16亚杂烷基、未取代或取代的c6-20亚芳基、未取代或取代的c3-20亚杂芳基；

19、每个hal独立地是卤素原子或c1-4卤代烷基；

20、ra是氢原子、卤素原子、c1-4烷基、或c1-4卤代烷基；

21、m是0或1并且n是1至12；

22、交联剂；

23、酸催化剂；以及溶剂。

24、还提供了一种经涂覆的衬底，其包括衬底、由上文所描述的或本文所描述的所描述的组合物中的任一种形成的光致抗蚀剂底层以及在该光致抗蚀剂底层上的光致抗蚀剂层。

25、还提供了一种方法，其包括：

26、在衬底之上提供光致抗蚀剂底层，其中该光致抗蚀剂底层由上文所描述的或本文所描述的所描述的组合物中的任一种形成，

27、在该光致抗蚀剂底层之上形成光致抗蚀剂层；

28、使该光致抗蚀剂层图案化；以及

29、将图案从该图案化的光致抗蚀剂层转移到该光致抗蚀剂底层。

技术特征：

1.一种包含聚合物的组合物，所述聚合物包含：

2.如权利要求1所述的组合物，其中ar1和ar3各自独立地是苯基、萘基、蒽基、芘基、吡啶基、喹啉基、联苯基、芴基或咔唑基，其各自可选地在环碳上被进一步取代；并且ar2是亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚芘基、亚吡啶基、亚喹啉基、亚联苯基、亚芴基、或亚咔唑基，其各自可选地在环碳上被进一步取代。

3.如权利要求1所述的组合物，其中ar1和ar3各自独立地是苯基、萘基、联苯基、或芴基，其各自可选地在环碳上被进一步取代；

4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中

5.如权利要求1所述的组合物，其中

6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中具有式c1和c2的所述单体由以下中的一个或多个表示：

7.一种经涂覆的衬底，其包括：

8.如权利要求7所述的经涂覆的衬底，其中所述光致抗蚀剂层是含金属的光致抗蚀剂层。

9.一种形成图案的方法，所述方法包括：

技术总结公开了一种包含聚合物的组合物，所述聚合物包含：衍生自具有式A1、式A2、或式A3的单体的重复单元，衍生自具有式B1、式B2、式B3、或式B4的单体的重复单元，以及衍生自具有式C1或式C2的单体的重复单元，各单体的结构如本文所描述。还公开了一种经涂覆的衬底，其包括衬底、由上述组合物形成的光致抗蚀剂底层、以及在该光致抗蚀剂底层上的光致抗蚀剂层。技术研发人员：Y-J·姜,安载润,Y·R·申,李晶真,沈载桓受保护的技术使用者：罗门哈斯电子材料韩国有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29