[发明专利]通过氮氧调控聚合制备聚合物的方法和聚合物

说明书

本发明涉及通过氮氧调控聚合制备聚合物的方法。在此，引发包含至少一种可自由基聚合的单体的混合物，该混合物另外还包含至少一种引发剂、至少一种将在自由基聚合期间产生的烷氧基胺端基的至少一部分转化为不可聚合的基团的反应性试剂以及至少一种促进羟基调控聚合和/或烷氧基胺端基向不可聚合的基团的转化的添加剂。

本发明涉及通过氮氧调控聚合(硝酰基调控聚合,Nitroxyl-kontrolliertePolymerisation)制备聚合物的方法。在该方法中，引发包含至少一种可自由基聚合的单体的混合物，该混合物另外还包含至少一种引发剂、至少一种将在自由基聚合中产生的烷氧基胺端基的至少一部分转化为不可聚合的基团的反应性试剂以及至少一种促进羟基调控聚合(Hydroxyl-kontrollierte Polymerisation)和/或烷氧基胺端基向不可聚合的基团的转化的添加剂。

光刻是制造电子半导体部件的过程中的一个必要步骤。在该过程中，为了产生必要的结构，将用光致抗蚀剂(光刻胶)涂覆基底，并且随后通过掩模曝光。在正性抗蚀剂的情况下，曝光操作通过化学结构的变化使得曝光部分对某些溶剂可溶，而未曝光部分保持不溶。相反，在负性抗蚀剂的情况下，曝光部分由于聚合物的交联而变得不溶。通过随后用选择性溶剂处理，将可溶部分除去，由此在抗蚀剂下面的基底裸露以用于进一步的选择性处理。光致抗蚀剂至少由光敏剂和聚合物粘合剂组成，该聚合物粘合剂的溶解度在曝光区域被光敏剂改变。

为了生产更紧凑和高性能的电子器件，需要越来越高的部件密度，因此需要更小的结构。因此，对光致抗蚀剂中的粘合剂的要求也提高，其必须能够使这些可在一百至几百纳米的数量级范围内的结构成像。为了能使结构清晰地成像，要求粘合剂具有窄的分子量分布，因为宽的分子量分布会导致溶解度的局部差异，因此精细结构可能无法清晰的清晰地成像。对粘合剂的另一个重要要求是尽可能低的浓度的由金属离子导致的杂质，从而不具有导电性并且不会由于有色金属离子而导致任何曝光性的劣化。此外，粘合剂必须是热稳定的，使得其在化学组成或分子量分布方面不会因加工期间的主要温度(例如可达130℃)而改变。同样重要的是可经济地进行的生产加工。这些产品目标描述于，例如，US6107425；EP 0542523 A1，C.MackFundamental Principles of Optical Lithography:The Science of MicrofabricationJohn WileySons Ltd,Chichester,2007；H.Steppan,D.C.Mammato,T.Stoudt,M.C.P.WattsImaging Technology,4.Imaging forElectronicsinUllmann′s Encyclopedia of Industrial ChemistryWiley-VCH,Weinheim,2012或Z.J.Wang,M.Maric,Polymers 2014,6,565-582。

适合作为用于光致抗蚀剂的粘合剂的聚合物的实例是以下的聚合物：4-羟基苯乙烯及其具有以下所示的通式的衍生物以及包括与各种其他单体的组合。

该式中的基团R可为氢、烷基或酰基。以上所示的苯乙烯衍生物的芳族和烯属质子还可被其他基团取代。所描述的共聚单体包括苯乙烯以及各种丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

可适合于该应用的聚合物的详细描述可见于许多综述文章和书籍章节中，例如：R.Leuschner,G.PawlowskiPhotolithographyinHandbook of SemiconductorTechnology-Volume 2K.A.Jackson,W.Schroter(Eds.),Wiley VCH,2000。