一种感光性聚合物及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种感光性聚合物及其制备方法和应用 (Photosensitive polymer and preparation method and application thereof ) 是由 邓云祥 钟春燕 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于高分子材料领域,公开了一种感光性聚合物及其制备方法和应用。该感光性聚合物,包含下列结构单元：(1A)：具有至少一个能够通过酸水解产生酸性基团的结构单元；(1B)：具有至少一个烯烃、乙烯基醚或(甲基)丙烯酸酯能够通过作用力配对的单体结构单元；(1C)：具有至少一个环状基团的结构单元。本发明通过对感光性聚合物结构的优化,使其具有良好的浸润性,利用其制备的光刻胶,与涂布材料的相容性好,能够应用于193nm浸没式光刻,满足45nm以下的半导体制程的分辨率。(The invention belongs to the field of high molecular materials, and discloses a photosensitive polymer, and a preparation method and application thereof. The photosensitive polymer comprises the following structural units: (1A) the method comprises the following steps Having at least one building block capable of generating an acidic group by acid hydrolysis; (1B) the method comprises the following steps Monomer building blocks having at least one olefin, vinyl ether or (meth) acrylate capable of pairing by force; (1C) the method comprises the following steps A structural unit having at least one cyclic group. The invention optimizes the structure of the photosensitive polymer to ensure that the photosensitive polymer has good wettability, and the photoresist prepared by the photosensitive polymer has good compatibility with coating materials, can be applied to 193nm immersion lithography, and meets the resolution of a semiconductor process below 45 nm.)
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种感光性聚合物及其制备方法和应用。
背景技术
集成电路(integrated circuit，IC)是信息化时代最关键的技术之一，在集成电路的制造中，光刻(photopilthography)是其中的关键技术。芯片的功能的提升离不开光刻材料与工艺的发展。
光刻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，光刻胶(photo-resist)是最关键的材料。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是离子注入等。
目前主流工艺为使用波长为193nm的光源的ArF光刻工艺，所使用光源为氟化氩ArF激发的193nm激光，ArFi光刻胶为ArF浸没式光刻胶。193nm光刻根据曝光系统中晶圆与透镜之间介质的不同，又可分为193nm干法光刻和193nm湿法光刻，其中193nm干发光刻的晶圆与透镜之间是空气，通光量(NA)小于1.0，193nm干法光刻只能满足90nm和65nm半导体制程的分辨率；而45nm分辨率以下的半导体制程都必须利用水代替空气，得到通光量为1.07-1.35NA的高分辨率光刻工艺，所以更高端半导体制造如45nm、32nm的半导体制程必须使用193nm湿法光刻胶，即ArFi光刻胶。而目前的光刻胶的配方，无法应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。且，目前的光刻胶中的感光性聚合物的浸润性较差，浸润性也无法根据需要进行调节，使得光刻胶在应用中与涂布材料的相容性差，适用范围窄。
因此，希望提供有一种感光性聚合物，具有良好的浸润性，制备的光刻胶与涂布材料的相容性好，能够应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种感光性聚合物，具有良好的浸润性，制备的光刻胶与涂布材料的相容性好，能够应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。
本发明第一方面提供了一种感光性聚合物。
具体的，一种感光性聚合物，包含下述结构单元：
(1A)：具有至少一个能够通过酸水解产生酸性基团的结构单元；
(1B)：具有至少一个烯烃、乙烯基醚或(甲基)丙烯酸酯能够通过作用力配对的单体结构单元；
(1C)：具有至少一个环状基团的结构单元。
优选的，所述结构单元(1A)中含有酯基或醚基。
优选的，所述结构单元(1A)含有式a1和/或式a2所示的结构，
其中，Ra1、Ra1’各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：无、无取代或卤素取代的C1-C6直链烷基、无取代或卤素取代的C1-C6分支烷基、无取代或卤素取代的C6-C20环状烷基；
Ra2、Ra2’各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：羟基，羧基，未取代、被羟基或卤素取代的C1-C6直链烷基，未取代、被羟基或卤素取代的C1-C6分支烷基，未取代或被羟基或卤素取代的C6-C10芳基；
Ra3、Ra3’各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：无，卤素原子，取代或未取代的C1-C6直链烷基，取代或未取代的C1-C6分支烷基；所述烷基的取代选自卤素原子、羟基、羧基、胺基、酰胺基、硝基、亚硝基或酰氧基或酰胺基中的一种。
优选的，所述结构单元(1B)含有式b1所示的结构，
在式b1中，Rb1、Rb2和Rb3各自独立地代表取代基；其中，Rb1代表至少一种选自以下种类的取代基：无、C1-C10直链烷基、C1-C10分支烷基或C3-C30环状烷基；
Rb2代表至少一种选自以下种类的取代基：氢原子或甲基；
Rb3代表至少一种选自以下种类的取代基：无、C1-C30直链或分支烷基或C1-C30烷氧基；
L1、L2代表可通过共价键相连，或通过分子间作用力结合的结构，可具体为：
其中，X可取碳原子或硅原子；
Rb4、Rb5各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：未取代、被羟基或卤素取代的C1-C6直链烷基，未取代、被羟基或卤素取代的C1-C6分支烷基，未取代、被羟基或卤素取代的C6-C20芳基。
优选的，所述结构单元(1B)包含丙烯酸酯类结构与烯烃类结构。所述聚合物的主链根据丙烯酸酯类与烯烃类两种结构的比例可形成不同的序列结构。
优选的，所述丙烯酸酯类结构占总结构个数的50％-90％；所述烯烃类结构占总结构个数的10％-50％。可通过调整所述感光性聚合物主链上丙烯酸酯类结构与烯烃类结构的比例，调节树脂的Tg和制备的ArFi光刻胶的浸润性。
当所述丙烯酸酯类结构占85％，所述烯烃类结构占15％时，所述聚合物的主链可形成下列序列：-M-(O-M-O-M-O-M)-M-；
其中，M代表丙烯酸酯类结构，O代表烯烃类结构。
当所述丙烯酸酯类结构占75％，所述烯烃类结构占25％时，所述聚合物的主链可形成下列序列：-O-(M-M-M-O-M-M-M-O-M-O-M-O-M-O-M-M-M-M-M)-O-；
其中，M代表丙烯酸酯类结构，O代表烯烃类结构。
当所述丙烯酸酯类结构占65％，所述烯烃类结构占35％时，所述聚合物的主链可形成下列序列：-O-M-O-M-O-M-M-M-O-M-M-O-M-O-；
其中，M代表丙烯酸酯类结构，O代表烯烃类结构。
或通过部分或全部断开结构单元(1B)中L1、L2相连共价键调节ArFi光刻胶浸润性与树脂Tg：
优选的，在所述结构单元(1C)中，所述环状基团选自金刚烷、苯乙烯或α-蒎烯中的一种或多种。
进一步优选的，所述结构单元(1C)中含有式c1、式c2或式c3中的至少一种，
通式(c1)、(c2)和(c3)中，Rc1、Rc1’和Rc1”各自独立地代表以下取代基中的一种或多种：无，取代或未取代的C1-C10直链烷基，取代或未取代的C1-C10分支烷基，取代或未取代的C3-C30环状烷基；若有，所述烷基的取代基选自卤素原子(优选为氟原子)、羟基或羧基中的至少一种；
Rc2、Rc2’和Rc2”各自独立地代表以下取代基中的一种或多种：氢，卤素，取代或未取代的C1-C30的直链烷基，取代或未取代的C1-C30的分支烷基，取代或未取代的C1-C30烷氧基，取代或未取代的C6-C30芳基；若有，所述烷基、烷氧基或芳基中的取代基选自卤素原子(优选为氟原子)、羟基和羧基中的至少一种。
本发明第二方面提供了一种ArFi光刻胶。
具体的，一种ArFi光刻胶，包括以下组分：所述感光性聚合物、光敏产酸剂、酸扩散终止剂、表面活性剂和溶剂。
优选的，按重量份计，所述光刻胶包括以下组分：
优选的，所述光敏产酸剂包含以下结构：
其中，Rd1、Rd2、Rd3各自独立地表示取代基；所述取代基团选自C1-C20的直链烷基、C1-C20的分支烷基或C1-C20的芳基；X-表示非亲核性阴离子。
优选的，Rd1、Rd2、Rd3中的两个可经由单键或键联基团连接成环，所述键联基团选自酯键、酰胺键、羰基、亚甲基、亚乙基或醚键。
优选的，X-表示非亲核性阴离子且选自磺酸根阴离子、双磺酰基酰胺阴离子或三磺酰基甲基阴离子中的一种；进一步优选的，所述X-选自下式表示的阴离子：
其中，Re1、Re1’、Re2’、Re1”、Re2”、Re3”各自独立地表示C1-C10的烷基衍生物或C6-C20的芳基衍生物。
优选的，所述C1-C10的烷基衍生物为在α位处经氟原子或氟烷基取代的C1-C10的烷基。
优选的，所述C6-C20的芳基衍生物为经氟原子或氟烷基取代的C6-C20的芳基。
优选的，所述酸扩散终止剂选自叔胺化合物、酰胺化合物、氢氧化季铵化合物或含氮杂环化合物中的至少一种。
优选的，所述表面活性剂包含以下结构：
结构单元(3A)和(3B)中，Rc1、Rc2、Rc1’各自独立地表示有机基团，其中Rc1、Rc2选自C1-C8的直链烷基；Rc1’选自以下取代基中的一种或多种：取代或未取代的C1-C30的直链烷基，取代或未取代的C1-C30的分支烷基，取代或未取代的C1-C30烷氧基，取代或未取代的C6-C30芳基；
n表示分子数均聚合度，n的取值范围为5-200；优选的，n的取值范围为10-100。
本发明第三方面提供了一种ArFi光刻胶的制备方法。
具体的，一种ArFi光刻胶的制备方法，包括以下步骤：
将所述感光性聚合物、光敏产酸剂、酸扩散终止剂、表面活性剂溶解于溶剂中，搅拌，过滤，取滤液静置，即制得所述ArFi光刻胶。
本发明第四方面提供了一种ArFi光刻胶在制备光刻膜中的应用。
本发明第五方面提供了一种光刻膜，包含所述ArFi光刻胶。
一种光刻膜的制备方法，包括以下步骤：
将所述ArFi光刻胶涂布于衬底上，一次烘烤，涂布防水涂层，曝光，二次烘烤，显影，即制得所述光刻膜。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的一种感光性聚合物，包括能够通过酸水解产生酸性基团的结构单元，烯烃、乙烯基醚或(甲基)丙烯酸酯能够通过作用力配对的单体结构单元，以及具有环状基团的结构单元，通过对感光性聚合物结构的优化，使其具有良好的浸润性，利用其制备的光刻胶，与涂布材料的相容性好，能够应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。
(2)本发明提供的一种感光性聚合物，能够调控浸润性和Tg(玻璃化温度)；利用其制备的ArFi光刻胶的水接触角可在36-87°的范围内进行调整，ArFi光刻胶的Tg能够在0-240℃的范围内进行调整。
附图说明
图1为实施例1制得的感光性聚合物的分子量分布曲线图形；
图2为实施例1制得的感光性聚合物的核磁共振氢谱图形；
图3为实施例1制得的感光性聚合物的核磁共振碳谱图形；
图4为实施例2制得的光刻胶的线条图形；
图5为实施例2制得的光刻胶的DOF图；
图6为实施例3制得的光刻胶的线条图形；
图7为实施例3制得的光刻胶在不同焦距和不同能量下得到的线条图形；
图8为实施例4制得的感光性聚合物的分子量分布曲线图形；
图9为实施例5制得的光刻胶的线条图形；
图10为对比例1制得的光刻胶的线条图形；
图11为对比例1制得的光刻胶在不同焦距和不同能量下得到的线条图形；
图12为对比例2制得的光刻胶的线条图形。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种感光性聚合物，该感光性聚合物由如下式所示的单体制备而成：
感光性聚合物的制备过程具体如下：将30g单体M1、15g单体M2和15g单体M3用70mL乙腈溶解并转移至反应瓶中，将混合液体系温度提高至90℃，加入0.20g过氧化二苯甲酰(Dibenzoyl peroxide，BPO)，混合均匀，将反应体系温度提高至100℃，继续进行反应8h，加入5mL乙醇终止反应，将反应终止后的混合液在乙醇中沉淀，所得固体在烘箱中在100℃下加热干燥8h，得到白色粉末状的感光性聚合物Q152.1g。
采用凝胶渗透色谱(Gel permeation chromatography，GPC)测得感光性聚合物Q1的数均分子量为27890，重均分子量为53498，感光性聚合物Q1的分子量分布如图1所示。
对感光性聚合物Q1进行酸处理后利用核磁共振氢谱(H Nuclear magneticresonance，H-NMR)与核磁共振碳谱(C Nuclear magnetic resonance，C-NMR)分别测定其树脂主链结构中甲基丙烯酸酯单元与烯烃单元的比例和具体排列结构，测得比例分别为85％与15％，排列结构如下：-M-M-M-M-M-M-M-(O-M-O-M-O-M)-M-。
测得核磁共振氢谱与碳谱如图2与图3所示。图2为表征树脂中M2经酸处理脱保护后结构的核磁共振氢谱，图2中断续符号“-”表示后续结构的省略；图3为树脂分子链形成序列结构后由序列中化学环境呈规律性变化的碳原子所形成的核磁共振碳谱。
通过调节M2的投料比例，可得到一系列不同甲基丙烯酸酯单元与烯烃单元比例的聚合物，具体情况见表1。
表1
取20g实施例1中制得感光性聚合物Q1溶于25mLTHF(四氢呋喃)中，常温下滴加1mL三氟乙酸，然后搅拌12h进行酸处理，将酸处理后溶液加入100mL乙醇中沉淀，所得固体在烘箱中在100℃下加热干燥8h，得到淡黄色粉末状固体19g，即酸化后的感光性聚合物Q1，记为Q1’。
采用相同的方法酸化处理感光性聚合物Q2-Q5，得到Q2’、Q3’、Q3’、Q5’。
分别取1g感光性聚合物Q1-Q5，和酸化后的Q1’-Q5’，溶于10mL PGMEA(丙二醇甲醚乙酸酯)，旋涂于1cm*1cm硅片上烘干，并滴加1滴清水测量其接触角，接触角的测试结果见表2。
表2接触角测试结果
样品序号
处理前
酸化处理后
Q1
87°
24°
Q2
95°
29°
Q3
102°
33°
Q4
114°
36°
Q5
133°
40°
由表2可知，通过酸处理能够调节感光性聚合物对水的浸润性，且经过酸处理后，感光性聚合物对水的浸润性更强。通过调节感光性聚合物对水的浸润性，使含该感光性聚合物的光刻胶能够与更多的涂布材料兼容，增加光刻胶与涂布材料的相容性，提高涂层的均匀性和涂层间的渗透行为；同时，通过调节感光性聚合物对水的浸润性，能够拓宽其应用的工艺窗口，使其能够在更多样化的环境下使用，制得满足45nm以下的半导体制程的分辨率的图形。
通过测试发现，采用本发明提供的感光性聚合物制备光刻胶，通过调节ArFi光刻胶浸润性，能够使其水接触角可在36-87°的范围内进行调整。
分别取15mg Q1与Q1’，利用DSC(Q2000 calorimeter)在10℃/min的升/降温速率下测量Tg，测得Q1与Q1’的Tg分别为33℃与40℃。通过测试发现，采用本发明提供的感光性聚合物制备光刻胶，通过调节ArFi光刻胶浸润性，能够使光刻胶的Tg在20-140℃的范围内进行调整。
实施例2
一种ArFi光刻胶，包括25g实施例1制备的感光性聚合物Q1、0.2g光敏产酸剂P2、0.05g酸扩散终止剂P3和0.01g表面活性剂P4，其中，P2包含组分为0.02g P2a，0.05g P2b，0.03gP2c与0.1g P2d，P3包含组分为0.01g P3a，0.05g P3b，0.04g P3c。
P2a-P2d的结构式如下：
P3a-P3c的结构式如下：
P4的结构式如下：
制备ArFi光刻胶，具体操作步骤如下：
取25g实施例1制备的感光性聚合物Q1，通过酸处理将其接触角从87°调节至24°，在乳酸乙酯(ethyl lactate，EL)中溶解至聚合物浓度为约5％质量浓度为止，然后加入0.2g光敏产酸剂P2，0.05g酸扩散终止剂P3和0.01g表面活性剂P4，利用口径为0.2μm的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，得到光刻胶。
一种光刻膜，由上述ArFi光刻胶制得。
一种光刻膜的制备方法，具体操作如下：
于12寸的硅板上旋涂六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane，HDMS)，随后于上述六甲基二硅氮烷膜上旋涂上述光刻胶，并通过90℃/120s的烘烤得到厚度在100-150nm的光刻膜层。
得到光刻膜层后，在光刻膜层上旋涂厚度在20-50nm的顶部防水涂层(Immersiontop coating，ITC)，使用193浸没式光刻机(ArFi excimer scanner，ASML制，XT1900)，进行L/S图形的曝光，曝光能量范围为15-35mJ/cm2。
曝光完成后，于热台上进行120℃/60s的曝光后烘烤(post-exposure bake,PEB)，利用碱性的水性显影液(质量百分数为2.38％的氢氧化四甲基铵(Tetramethylammoniumhydroxide，TMAH)水溶液)，对曝光过后的光刻膜层进行60s的显影后，利用超纯水淋洗得到光刻图案。
对得到的图案利用微距量测扫描式电子显微镜(Critical Dimension ScanElectronic Microscope，CD-SEM，Hitachi)测量图像尺寸。测量结果如下表3所示。
表3
本实施例制得的光刻胶可得到非常规整的45nm光刻胶线条，对得到的45nm光刻胶线条图案利用CD-SEM(Hitachi)测量，如图4所示，图4为光刻胶的线条图形。测量过程中参数为45nm/45nm L/S FEM。在23mj能量下，该光刻胶在ASML1900机台上可得到160nm的聚焦深度(DOF，全称为Depth ofFocus)图，聚焦深度图如图5所示。在图5中，横坐标代表对焦深度的为μm，纵坐标代表图形尺寸。由图5可知，在23mj能量下，该光刻胶可在160nm的聚焦深度变化范围内得到符合尺寸要求(160±10nm)的图形。
实施例3
一种ArFi光刻胶，包括25g实施例1制备的感光性聚合物Q4、0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’。其中，P2包含组分为0.02g P2a’，0.05gP2b’，0.03g P2c’，P3包含组分为0.01g P3a’，0.01g P3b’，0.03g P3c’。
P2a’-P2c’的结构式如下：
P3a’-P3c’的结构式如下：
P4’的结构式如下：
ArFi光刻胶的制备方法，具体操作步骤如下：
取25g实施例1制备的感光性聚合物Q4，通过酸处理将其接触角从114°调节至36°，在乳酸乙酯(ethyl lactate，EL)中溶解至聚合物浓度为约5％质量浓度为止，然后加入0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’，室温下搅拌24h，利用口径为0.2μm的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，得到ArFi光刻胶。
一种光刻膜，由上述ArFi光刻胶制得。
一种光刻膜的制备方法，具体操作如下：
于12寸的硅板上旋涂六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane，HDMS)，随后于上述六甲基二硅氮烷膜上旋涂上述操作制得的光刻胶，并通过90℃/120s的烘烤得到厚度在100-150nm的光刻膜层。
得到光刻膜层后，在光刻膜层上旋涂厚度在20-50nm的顶部防水涂层(Immersiontop coating,ITC)，使用193浸没式光刻机(ArFi excimer scanner，ASML制，XT1900)，进行L/S图形的曝光，曝光能量范围为15-35mJ/cm2。
曝光完成后，于热台上进行120℃/60s的曝光后烘烤(post-exposure bake,PEB)，利用碱性的水性显影液(质量百分数为2.38％的氢氧化四甲基铵(Tetramethylammoniumhydroxide，TMAH)水溶液)，对曝光过后的光刻膜层进行60s的显影后，利用超纯水淋洗得到光刻图案。
对得到的图案利用微距量测扫描式电子显微镜(Critical Dimension ScanElectronic Microscope，CD-SEM，Hitachi)测量图像尺寸。测量结果如下表4所示。
表4
根据测试结果，该光刻胶在ASML1900上进行曝光，得到线宽范围为45-92nm的图像。对得到的43nm光刻胶线条图案利用CD-SEM(Hitachi)测量，结果如图6所示，图6为光刻胶的线条图形，由图6可知，其图像线条笔直光滑。图7为光刻胶在不同焦距和不同能量下得到的线条图形，对应表4。本发明提供的感光树脂可以应用于193浸没式光刻胶并得到较高的分辨率。测量过程中参数为150nm/1500nm L/P FEM。
实施例4
一种感光性聚合物，该感光性聚合物由如下式所示的单体制备而成：
感光性聚合物的制备过程具体如下：将25g单体M4、15g单体M5和20g单体M6用70mL乙腈溶解并转移至反应瓶中，将混合液体系温度提高至90℃，加入0.20g过氧化二苯甲酰(Dibenzoyl peroxide，BPO)，混合均匀，将反应体系温度提高至100℃，继续进行反应8h，加入5mL乙醇终止反应，将反应终止后的混合液在乙醇中沉淀，所得固体在烘箱中在100℃下加热干燥8h，得到白色粉末状的感光性聚合物Q652.1g。
采用凝胶渗透色谱(Gel permeation chromatography，GPC)测得感光性聚合物Q6的数均分子量为24783，重均分子量为48997，感光性聚合物Q6的分子量分布如图8所示。
实施例5
一种ArFi光刻胶，包括25g实施例4制备的感光性聚合物Q6与实施例3使用的0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’。
ArFi光刻胶的制备方法，具体操作步骤如下：
取25g实施例1制备的感光性聚合物Q6，在乳酸乙酯(ethyl lactate，EL)中溶解至聚合物浓度为约5％质量浓度为止，然后加入0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’，室温下搅拌24h，利用口径为0.2μm的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，得到ArFi光刻胶。
一种光刻膜，由上述ArFi光刻胶制得。
一种光刻膜的制备方法，具体操作如下：
于12寸的硅板上旋涂六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane，HDMS)，随后于上述六甲基二硅氮烷膜上旋涂上述操作制得的光刻胶，并通过90℃/120s的烘烤得到厚度在100-150nm的光刻膜层。
得到光刻膜层后，在光刻膜层上旋涂厚度在20-50nm的顶部防水涂层(Immersiontop coating,ITC)，使用193浸没式光刻机(ArFi excimer scanner，ASML制，XT1900)，进行L/S图形的曝光，曝光能量范围为15-35mJ/cm2。
曝光完成后，于热台上进行120℃/60s的曝光后烘烤(post-exposure bake,PEB)，利用碱性的水性显影液(质量百分数为2.38％的氢氧化四甲基铵(Tetramethylammoniumhydroxide，TMAH)水溶液)，对曝光过后的光刻膜层进行60s的显影后，利用超纯水淋洗得到光刻图案。
对得到的图案利用微距量测扫描式电子显微镜(Critical Dimension ScanElectronic Microscope，CD-SEM，Hitachi)测量图像尺寸。该光刻膜层在30mJ J/cm2的条件下可得到规整的40nm光刻线条，线条图形如图9所示。
对比例1
一种ArFi光刻胶，包括以下组分：25g专利201910388389.4实施例1制备的感光性聚合物P1(数均分子量为24957，重均分子量为67647)，0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’。
制备ArFi光刻胶，具体操作步骤如下：
取25g专利201910388389.4实施例1制备的感光性聚合物P1(数均分子量为24957，重均分子量为67647)，将该聚合物在乳酸乙酯(EL)中溶解至聚合物浓度为约5％质量浓度为止，0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’，利用口径为0.2μm的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，得到ArFi光刻胶。
一种光刻膜，由上述ArFi光刻胶制得。
一种光刻膜的制备方法，具体操作如下：
于12寸的硅板上旋涂六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane，HDMS)，随后于上述六甲基二硅氮烷膜上旋涂上述光刻胶，并通过90℃/120s的烘烤得到厚度在100-150nm的光刻膜层。
得到光刻膜层后，在光刻膜层上旋涂厚度在20-50nm的顶部防水涂层(Immersiontop coating,ITC)，使用193浸没式光刻机(ArFi excimer scanner，ASML制，XT1900)，进行L/S图形的曝光，曝光能量范围为15-35mJ/cm2。
曝光完成后，于热台上进行120℃/60s的曝光后烘烤(post-exposure bake,PEB)，利用碱性的水性显影液(质量百分数为2.38％的氢氧化四甲基铵(Tetramethylammoniumhydroxide，TMAH)水溶液)，对曝光过后的光刻膜层进行60s的显影后，利用超纯水淋洗得到光刻图案。
对得到的图案利用CD-SEM测量(40nm/40nm L/S FEM下)，包括图像尺寸，图像线宽粗糙度(line width roughness，LWR)，测试结果如图10所示，图10为光刻胶的线条图形。图11为CD-SEM测得的在不同焦距和不同能量下得到的线条图形，但图像对比度较差，直线形状不平滑且直线间有桥连缺陷出现。
对比例2
一种ArFi光刻胶，包括以下组分：25g专利201910388389.4实施例2制备的感光性聚合物P1(数均分子量为21349，重均分子量为39875)，0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’。
制备ArFi光刻胶，具体操作步骤如下：
取25g专利201910388389.4实施例2制备的感光性聚合物P1(数均分子量为21349，重均分子量为39875)，将该聚合物在乳酸乙酯(EL)中溶解至聚合物浓度为约5％质量浓度为止，0.15g光敏产酸剂P2’，0.05g酸扩散终止剂P3’与0.01g表面活性剂P4’，利用口径为0.2μm的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤，得到ArFi光刻胶。
一种光刻膜，由上述ArFi光刻胶制得。
一种光刻膜的制备方法，具体操作如下：
于12寸的硅板上旋涂六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane，HDMS)，随后于上述六甲基二硅氮烷膜上旋涂上述操作制得的光刻胶，并通过90℃/120s的烘烤得到厚度在100-150nm的光刻膜层。
得到光刻膜层后，在光刻膜层上旋涂厚度在20-50nm的顶部防水涂层(Immersiontop coating，ITC)，使用193浸没式光刻机(ArFi excimer scanner，ASML制，XT1900)，进行L/S图形的曝光，曝光能量范围为15-35mJ/cm2。
曝光完成后，于热台上进行120℃/60s的曝光后烘烤(post-exposure bake,PEB)，利用碱性的水性显影液(质量百分数为2.38％的氢氧化四甲基铵(Tetramethylammoniumhydroxide，TMAH)水溶液)，对曝光过后的光刻膜层进行60s的显影后，利用超纯水淋洗得到光刻图案。
对得到的图案利用CD-SEM测量，包括图像尺寸，图像线宽粗糙度(line widthroughness，LWR)，测试结果如图12所示，图12为光刻胶在90nm/110nm L/S FEM下的线条图形，图像整体直线形状平滑均一，但直线间有桥连缺陷出现。
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