CN1301778A - 有机抗反射涂料聚合物和其制备方法 - Google Patents

有机抗反射涂料聚合物和其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了抗反射涂料聚合物,包含该聚合物的抗反射涂料(ARC)组合物和使用该种组合物的方法。本发明的抗反射涂料聚合物特别适用于KrF(248nm),ArF(193nm)或F2(157nm)激光作为光源的超微平版印刷方法中,其包括能够吸收在超微平版印刷工艺中所用波长处的光线的发色团。所述ARC降低或阻止光的背反射和衍射和/或反射光造成的临界尺寸变化的问题;也明显地降低或消除了驻波效应和反射刻痕。所述适用于制备64M、256M、1G、4G和16G DRAM半导体器件的稳定的超细图案。并改进了此种半导体器件的产率。

Description

有机抗反射涂料聚合物和其制备方法
本发明涉及适合用于超微平版印刷方法中的抗反射聚合物，包含该聚合物的组合物和涉及制备该种组合物的方法。更具体地，本发明涉及可用于抗反射涂层中以在超微平版印刷方法中降低或阻止光的背反射和消除光致抗蚀层中的驻波。本发明也涉及一种含有所述聚合物的组合物以及使用该种组合物的方法。
在大多数超微平版印刷方法中，由于涂于基材上的底层的光学性能，和/或涂于其上的感光(即光致抗蚀)膜的厚度变化，因此通常出现驻波和光波的反射刻痕。另外，通常的超微平版印刷方法遭受由来自低层的衍射和反射光造成的CD(临界尺寸)变化的问题。
一个可能的解决方案是在基材和感光膜之间涂布抗反射涂料(即ARC)。有用的ARC对用于超微平版印刷方法中的光波长具有高吸收性。根据工作机理，将ARC类化合物通常分为“吸收性的”和“干涉性的”。对于使用I-线(365nm)作为光源的超微平版印刷方法，通常使用无机抗反射薄膜。其中，TiN或无定形碳通常用于吸收性抗反射层。SiON主要用于干扰性抗反射层。
基于SiON的抗反射涂层薄膜也适用于使用KrF光源的超微平版印刷方法。最近，考察了将有机化合物用作抗反射涂层。现在已大体上相信基于有机化合物的抗反射涂层特别适用于超微甲版印刷方法中、特别是使用KrF光源的超微平版印刷方法。
为了用作抗反射涂料，有机化合物需要具有许多不同和所需的物理性能。例如，固化的抗反射涂料不应用于溶于溶剂中，因为有机ARC的溶解可引起光致抗蚀组合物在平版印刷工艺中剥离。用于降低固化后的ARC的溶解度的一种方法是包括交联单元以使在固化时ARC变成交联的和变得不溶于平版印刷工艺中所用的大多数溶剂中。其次，应没有化学物质迁移(也就是扩散)，如酸或胺渗入或渗出ARC。若酸从ARC迁移入正性光致抗蚀的未曝光区域，则感光图形显影不足，同时碱如胺从ARC迁移入正性光致抗蚀的未曝光区域，造成镶边现象。再其次，与在上层感光薄膜中相比，在抗反射层中应实现更快的刻蚀速度，使刻蚀过程平稳进行，其中感光薄膜起到掩蔽的作用。优选地，有机抗反射层应尽可能薄，同时具有优异的防止光反射的性能。
虽然目前可得到许多ARC材料，但这些材料中没有可用于ArF激光超微平版印刷方法中的。在无ARC的情况下，辐照的光源渗透进光致抗蚀薄膜中且或从其底层或基材(例如半导体硅片)反射回来或散射，其影响了清晰度和/或光致抗蚀图形的形成。
因此，需要一种对使用KrF光源的超微平版印刷方法中波长具有高吸收的ARC材料。
本发明的一个目的是提供一种用于使用ArF激光(193nm)或KrF激光(248nm)的超微平版印刷工艺的抗反射材料的有机化合物。
本发明另一目的是提供制备一种可在超微平版印刷中防止散射和/或反射有机化合物的方法。
本发明另一目的是提供一种含该有机防止和降低散射/反射聚合物的抗反射组合物，和制备该组合物的方法。
本发明再一目的是提供一种使用ArF激光超微平版印刷方法在半导体器件上形成光致抗蚀图案的方法，其大大降低了驻波效应。
本发明又一目的是提供一种半导体器件，在该器件上通过超微平版印刷方法由所述抗反射组合物形成图形。
本发明的一方面提供一总丙烯酸酯聚合物，含有该聚合物的ARC组合物和使用该ARC的方法。在一个具体的实施方案中，在本发明的聚合物包括对193nm和248nm的光波长具有高吸收率的发色团。
本发明的ARC组合物可包含具有交联单元的聚合物混合物，以致于加热(即固化或“硬烘烤”)时该聚合物变成交联的。交联单元可包含醇基团和能够与醇基团反应与形成交联键的其它官能团。据认为，聚合物的交联明显地改进了ARC组合物的粘结性和溶解性。
本发明的未固化的聚合物是可溶解于大多数烃类溶剂中；然而，固化的聚合物是基本上不溶解于大多数烃类溶剂中。由此，本发明的聚合物可容易地涂覆在基材上且能够于感光材料(即光致抗蚀组合物)上形成图象时防止显影不足和镶边发生。此外，本发明的ARC比常规的感光膜具有更高的蚀刻速率，从而改进了在ARC和感光膜之间的蚀刻选择率。
本发明的一个实施方案提供了ARC聚合物，其选自于下列通式的聚合物：
Figure A0013744600092
Figure A0013744600101
其中，R12、Ra、Rb和Rc均独立地为氢或选择性地取代的C1-C10烷基，优选氢或甲基；
R1-R9之中的每一个独立地是氢、选择性地取代的C1-C5烷基，或选择性地取代的C1-C5烷氧基烷基；
Rd,R10和R11均是选择性地取代的C1-C10烷基；
x、y和z均独立地为0.01-0.09之间的摩尔分数；且
m和n独立地为1-5的整数。
本发明的烷基基团可以是脂肪烃直链或支链。烷基选择性地可以用一种或多种如下的取代基取代：例如卤素、链烯基、链炔基、芳基、羟基、氨基、硫代基、烷氧基、羧基、羰基或环氧基。可选择性地在所述烷基基团插入一个或多个氧、硫或取代的或未取代的氮原子。示例性的烷基基团包括甲基、乙基、异丙基、正丁基、叔丁基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯甲基、三氯甲基和五氟乙基。
特别有用的通式3的聚合物包括下列聚合物：
通式4-7的聚合物可通过在酸存在下与含醇化合物接触而固化。
本发明的另一方面提供一种制备上述聚合物的方法。
通式1的聚合物可通过对含有通式IA的丙烯酸9-蒽烷酯单体和通式ⅠB的丙烯酸羟烷基酯单体的单体混合物进行聚合而制得，其在足以制得通式Ⅰ的聚合物的条件下进行，
Figure A0013744600111
其中，Ra,Rb,R1-R9和n是按如上所定义的。在混合物中的每个单体的摩尔分数为0.01-0.99。
通式2的聚合物可通过对含有上述通式ⅠA的丙烯酸9-蒽烷酯单体、上述通式ⅠB的丙烯酸羟烷基酯单体和丙烯酸烷基酯单体的单体混合物进行聚合而制得，
Figure A0013744600112
其在足以制得通式2的聚合物的条件下进行，其中，Ra和Rd是如上所定义的。在混合物中的每种单体的摩尔分数为0.01-0.99。
通式ⅠB的丙烯酸羟烷基酯单体和通式ⅠC的丙烯酸烷基酯是可市售购得的或可容易地通过本领域熟练人员制得。
通式3的聚合物可通过对通式ⅠD的丙烯醛单体在足以制得通式ⅠE的聚(丙烯醛)聚合物的条件下进行聚合，并将所得的通式ⅠE的聚(丙烯醛)聚合物与醇在足以制得通式3的聚(缩醛)聚合物的条件下反应而制得：所述的醇可以是不同醇类的混合物(例如，R10-OH和R11-OH，其中R10和R11是如上所定义)或均相醇体系(即只有一种类型的醇)。例如，将(甲基)丙烯醛在有机溶剂中的溶液在聚合引发剂存在下于真空下在60-70℃下聚合4-6小时，之后将所得的聚合产物与C1-C10烷基醇在室温下于酸性催化剂(例如三氟代甲基磺酸)存在下反应20-30小时。合适醇的例子包括C1-C10烷基醇例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇和它们的异构体。特别地，甲醇和乙醇是优选的。
上述的聚合反应可包括聚合反应引发剂。合适聚合反应单体对本领域熟练人员是公知的，包括用作常规自由基聚合反应中的引发剂例如2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化月桂酰、过乙酸叔丁酯、和叔丁基过氧化物和二叔丁基过氧化物。
上述的聚合反应也可包括聚合反应溶剂。合适的聚合反应溶剂是本领域熟练人员所熟知的那些。示例性的聚合反应包括用在常规聚合反应中的有机溶剂。优选地，聚合反应溶剂是选自于四氢呋喃、环己酮、二甲基甲酰胺、二噁烷、甲乙酮、苯、甲苯、二甲苯和它们的混合物。
本发明的另一方面提供一种ARC组合物，其包括由将通式3的聚合物和通式1或2的聚合物或它们的混合物进行交联而制得的交联聚合物。交联的聚合物可通过将通式3的聚合物和通式1或2或它们的混合物的聚合物进行掺混而制得，其是在足以制得交联聚合物的条件下制得的。通常地，整个交联反应是在常规的有机溶剂中进行的。用于交联反应的合适的有机溶剂是本领域熟练人员熟知的且包括但不限于3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、环己酮和甲基醚乙酸丙二醇酯。所用的溶剂量是聚合物的总重量的约200-5000重量％。
本发明的ARC组合物也可包括一种或多种蒽衍生物添加剂。示例性的蒽衍生物包括但不限于蒽、9-蒽甲醇、9-蒽腈、9-蒽羧酸、1,8,9-蒽三酚、1,2,10-蒽三醇、2,6-二羟蒽醌、蒽醛肟、9-蒽醛、2-氨基-7-甲基-5-氧代-5H-[1]苯并吡喃酮[2,3-b]苯并吡啶-3-腈、1-氨基蒽醌、蒽醌-2-羧酸、1,5二羟基蒽醌、蒽酮、9-蒽基三氟代甲基酮、下列通式的9-烷基蒽衍生物：
Figure A0013744600131
下列通式的羧基蒽衍生物：和下列通式的羧基蒽衍生物：
Figure A0013744600133
其中R13R14和R15均独立地是氢、羟基、选择性地取代的C1-C5烷基，或选择性取代的C1-C5烷氧基烷基。
本发明的另一个方面是提供一种制备如上所述的抗反射涂料聚合物的方法。在一个实施方案中，将含有聚合物混合物的抗反射涂层组合物涂覆在一基材(例如晶片)上。聚合物的混合物包括通式3的聚合物和通式1或2的聚合物，或它们的混合物。聚合物的混合物可溶解在有机溶剂中且在涂覆之前进行过滤。聚合物混合物也可包括一种或多种上述的添加剂。然后将所涂覆的基材加热(即烘烤)以制得ARC涂布基材。优选将经涂覆的基材加热至约100-300℃的范围之内约10-1000秒。加热基材引起聚合物交联形成ARC涂层的薄膜。
本发明的发明者发现，本发明的ARC在使用KrF(248nm),ArF(193nm)和F2(157nm)激光作为光源的超微平版印刷方法中表现出高性能。
通过参照下列实施例，本发明的其它目的、优点和新特征对本领域熟练人员将变得十分明显，但这些实施例并不用于限制本发明。实施例Ⅰ合成聚[丙烯酸9-蒽甲酯-(2-丙烯酸羟乙酯)]二元共聚物合成丙烯酸9-蒽甲酯
将0.5摩尔9-蒽甲醇、0.5摩尔吡啶和0.5摩尔烯丙酰氯添加至四氢呋喃的溶液。在反应完成之后，过滤出产物，溶解在乙酸乙酯，用水洗涤和在真空下蒸馏浓缩以形成通式11的丙烯酸9-蒽甲酯。产率84％。
Figure A0013744600141
合成聚[丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸羟乙酯]共聚物
将0.5摩尔丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸2-羟乙酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式12的聚[丙烯酸9-蒽甲酯-丙烯酸2-羟乙酯]共聚物。产率：83％。
Figure A0013744600151
实施例Ⅱ合成聚[丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯]共聚物
将0.5摩尔丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸3-羟丙酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式13的聚[丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯]共聚物。产率：82％。
Figure A0013744600152
实施例Ⅲ合成聚[丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯]共聚物
将0.5摩尔丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸4-羟丁酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式14的聚[丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯]共聚物。产率：81％。
实施例Ⅳ合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/2-丙烯酸羟乙酯]共聚物合成甲基丙烯酸9-蒽甲酯
将0.5摩尔9-蒽甲醇、0.5摩尔吡啶和0.5摩尔甲基丙烯酰氯添加至四氢呋喃的溶液中。在反应完成之后，过滤出产物，溶解在乙酸乙酯，用水洗涤和在真空下蒸馏浓缩以形成通式15的甲基丙烯酸9-蒽甲酯。产率83％。
Figure A0013744600162
合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸2-羟乙酯]共聚物
将0.5摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸2-羟乙酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式16的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸2-羟乙酯]共聚物。产率：79％。
Figure A0013744600171
实施例Ⅴ合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯]共聚物
将0.5摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸3-羟丙酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式17的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯]共聚物。产率：81％。实施例Ⅵ合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯]共聚物
将0.5摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸4-羟丁酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式18的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯]共聚物。产率：81％。
Figure A0013744600181
实施例Ⅶ：合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸2-羟乙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物
将0.3摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸2-羟乙酯、0.2摩尔甲基丙烯酸甲酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式19的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸2-羟乙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物。产率：80％。
Figure A0013744600182
实施例Ⅷ合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物
将0.3摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸3-羟丙酯、0.2摩尔甲基丙烯酸甲酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式20的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物。产率：82％。
Figure A0013744600191
实施例Ⅸ合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物
将0.3摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸3-羟丙酯、0.2摩尔甲基丙烯酸甲酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式21的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物。产率：81％。实施例Ⅹ：合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸2-羟乙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物
将0.3摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸2-羟乙酯、0.2摩尔甲基丙烯酸甲酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式22的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸2-羟乙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物。产率：82％。
Figure A0013744600201
实施例Ⅺ合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物
将0.3摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸3-羟丙酯、0.2摩尔甲基丙烯酸甲酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式23的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物。产率：81％。
Figure A0013744600202
实施例Ⅻ合成聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物
将0.3摩尔甲基丙烯酸9-蒽甲酯、0.5摩尔丙烯酸3-羟丙酯、0.2摩尔甲基丙烯酸甲酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式24的聚[甲基丙烯酸9-蒽甲酯/丙烯酸4-羟丁酯/甲基丙烯酸甲酯]共聚物。产率：80％。
Figure A0013744600211
实施例ⅩⅢ合成聚[丙烯酸9-蒽乙酯/2-丙烯酸羟乙酯]共聚物合成丙烯酸9-蒽乙酯
将0.5摩尔9-蒽乙醇、0.5摩尔吡啶和0.5摩尔丙烯酰氯添加至四氢呋喃的溶液中。在反应完成之后，过滤出产物，溶解在乙酸乙酯，用水洗涤和在真空下蒸馏浓缩以形成通式25的丙烯酸9-蒽乙酯。产率80％。
Figure A0013744600212
合成聚[丙烯酸9-蒽乙酯/丙烯酸2-羟乙酯]共聚物
将0.5摩尔丙烯酸9-蒽乙酯、0.5摩尔丙烯酸2-羟乙酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式26的聚[丙烯酸9-蒽乙酯/丙烯酸2-羟乙酯]共聚物。产率：82％。
Figure A0013744600221
实施例ⅩⅣ合成聚[丙烯酸9-蒽乙酯/丙烯酸3-羟丙酯]共聚物
将0.5摩尔丙烯酸9-蒽乙酯、0.5摩尔丙烯酸3-羟丙酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式27的聚[丙烯酸9-蒽乙酯/丙烯酸3-羟丙酯]共聚物。产率：81％。
Figure A0013744600222
实施例ⅩⅤ合成聚[丙烯酸9-蒽乙酯/丙烯酸4-羟丁酯]共聚物
将0.5摩尔丙烯酸9-蒽乙酯、0.5摩尔丙烯酸4-羟丁酯、300克四氢呋喃和0.1-3克2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在60-75℃于氮气氛下搅拌5-20小时。将反应混合物在乙醚或正己烷中沉淀。过滤出沉淀物且干燥以得到通式28的聚[丙烯酸9-蒽乙酯/丙烯酸4-羟丁酯]共聚物。产率：80％。
Figure A0013744600231
实施例ⅩⅥ合成聚[丙烯醛二甲基缩醛]树脂
将100克丙烯醛、66克四氢呋喃和2克AIBN添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在真空下于65℃下搅拌5小时。将所得的白色沉淀(即聚丙烯醛)过滤和用乙醚洗涤。聚丙烯醛的产率是80％。
将80克白色固体、500克甲醇、和1ml三氟代甲基磺酸添加至一1000毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在室温下搅拌24小时或更长。随着反应的进行，白色固体逐渐地溶解。使用红外分光光度计监测反应的进程。当在1690cm-1处的基本上所有吸收波带在红外谱图中消失后，通过添加三乙胺而使反应中和。剩余甲醇是通过蒸馏除去和将所得的粘稠残液在水中沉淀而在真空中干燥而制成通式4的聚合物。
产率：85％。分子量：6820。多分散性：1.60。
1H NMR δ:1.2-2.1(3H),3.0-3.8(6H),3.8-4.7(1H)
实施例ⅩⅦ合成聚[丙烯醛二乙基缩醛]树脂
将100克丙烯醛、66克四氢呋喃和2克AIBN添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在真空下于65℃下搅拌5小时。将所形成的白色沉淀(即聚丙烯醛)过滤和用乙醚洗涤。聚丙烯醛的产率是80％。
将80克白色固体、500克甲醇、和1ml三氟代甲基磺酸添加至一1000毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在室温下搅拌24小时或更长。随着反应的进行，白色固体逐渐地溶解。使用红外分光光度计监测反应的进程。当在1690cm-1处的基本上所有吸收波带在红外谱图中消失后，通过添加三乙胺而使反应中和。剩余乙醇是通过蒸馏除去和将所得的粘稠残液在水中沉淀而在真空中干燥而制成通式5的聚合物。
产率：60％。分子量：7010。多分散性：1.78。
1H NMR(δ):1.2-2.1(9H),3.0-3.8(4H),3.8-4.7(1H)
实施例ⅩⅧ合成聚[丙烯醛二甲基缩醛]树脂
将100克甲基丙烯醛、66克四氢呋喃和2克AIBN添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在真空下于65℃下搅拌5小时。将所形成的白色沉淀(即聚甲基丙烯醛)过滤和用乙醚洗涤。
将80克白色固体、500克甲醇、和1ml三氟代甲基磺酸添加至一1000毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在室温下搅拌24小时或更长。随着反应的进行，白色固体逐渐地溶解。使用红外分光光度计监测反应的进程。当在1690cm-1处的基本上所有吸收波带在红外谱图中消失后，通过添加三乙胺而使反应中和。剩余甲醇是通过蒸馏除去和将所得的粘稠残液在水中沉淀而在真空中干燥而制成通式6的聚合物。
产率：65％。分子量：6800。多分散性：1.63。
1H NMR(δ):1.2-2.1(5H),3.0-3.8(6H),3.8-4.7(1H)
实施例ⅩⅨ合成聚[丙烯醛二甲基缩醛]树脂
将100克甲基丙烯醛、66克四氢呋喃和2克AIBN添加至一500毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在真空下于65℃下搅拌5小时。将所形成的白色沉淀(即甲基丙烯醛)过滤和用乙醚洗涤。
将80克白色固体、500克乙醇、和1ml三氟代甲基磺酸添加至一1000毫升圆底烧瓶中。将所得的溶液在室温下搅拌24小时或更长。随着反应的进行，白色固体逐渐地溶解。使用红外分光光度计监测反应的进程。当在1690cm-1处的基本上所有吸收波带在红外谱图中消失后，通过添加三乙胺而使反应中和。剩余乙醇是通过蒸馏除去和将所得的粘稠残液在水中沉淀而在真空中干燥而制成通式7的聚合物。
产率：61％。分子量：7200。多分散性：2.0。
1H NMR(δ):1.2-2.1(11H),3.0-3.8(4H),3.8-4.7(1H)
实施例ⅩⅩ制备抗反射涂层
将实施例Ⅰ至ⅩⅤ之一制得的聚合物和在实施例ⅩⅥ-ⅩⅨ之一制得的聚合物溶解于甲基醚乙酸丙二醇酯(PGMEA)中。将这些溶液单独地使用或者和0.1-30重量％的至少一种常规的蒽类添加剂结合使用，将所得溶液过滤，涂覆在晶片上，然后在100-300℃硬烘烤10-1000秒以形成抗反射涂层。感光材料(即光致抗蚀组合物)可涂覆于由此制得的抗反射涂层上并使用超微平版印刷工艺以形成光致抗蚀超细图案。
本发明的ARC可用于在基材上使用超微平版印刷方法，例如使用KrF(248nm)、ArF(193nm)或F2(157nm)激光作为光源，形成超细图案。特别地，本发明的ARC使得可形成适用于64M、256M、1G、4G和16G DRAM半导体器件的稳定的超细图案并且大大地改进了这些器件的产率。
上面对本发明以说明性的方式进行了描述，而应理解的是所用的术语仅用于说明而不意欲限制。根据上述教导，本发明的许多改进和变化是可能的。因此，应理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可按上面具体描述以外的方式的进行。

Claims (21)

1、下列通式的聚(缩醛)聚合物：
Figure A0013744600021
其中，R10和R11各自独立地是选择性地取代的C1-C10烷氧基；且R12是氢或烷基。
2、如权利要求1的聚(缩醛)聚合物，其中R12是氢或甲基。
3、制备下列通式的聚(缩醛)聚合物的方法：所述方法包括：聚合下列通式的丙烯醛单体的步骤
Figure A0013744600023
其在足以制备下列通式的聚(缩醛)聚合物的条件下进行
Figure A0013744600024
将所述聚(缩醛)聚合物与通式为R10-OH和R11-OH的醇接触，其在足以制成所述聚(缩醛)聚合物的条件下进行，其中
R10和R11各自独立地是选择性地取代的C1-C10烷氧基；且
R12是氢或烷基。
4、如权利要求3的方法，其中在进行所述聚合步骤之前将聚合反应引发剂加入至所述丙烯醛单体中。
5、如权利要求4的方法，其中所述聚合反应引发剂是选自于2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化月桂酰、过乙酸叔丁酯、和叔丁基过氧化物和二叔丁基过氧化物。
6、如权利要求3的方法，其中所述聚合步骤是在有机溶剂中进行。
7、如权利要求6的方法，其中所述有机溶剂选自于四氢呋喃、环己酮、二甲基甲酰胺、二噁烷、甲乙酮、苯、甲苯、二甲苯和它们的混合物。
8、如权利要求3的方法，其中所述聚合步骤包括将所述丙烯醛单体加热至约60℃至约70℃之间的温度范围内。
9、如权利要求8的方法，其中将所述丙烯醛单体加热约4小时至6小时。
10、如权利要求3的方法，其中R12是氢或甲基。
11、一种含有下列通式的聚(缩醛)聚合物的抗反射涂料组合物：
其中，R10和R11各自独立地是选择性地取代的C1-C10烷氧基；且R12是氢或烷基。
12、一种含有通过用含有羟基官能团的聚合物交联下列通式的聚(缩醛)聚合物而制得的交联聚合物的抗反射涂料组合物：
Figure A0013744600032
其中，R10和R11各自独立地是选择性地取代的C1-C10烷氧基；且R12是氢或烷基。
13、如权利要求12的抗反射涂料组合物，其中所述含有羟基官能团的聚合物是具有如下通式或它们的混合物：
其中，Ra、Rb和Rc均独立地为氢或选择性地取代的C1-C10烷基；Rd是选择性地取代的C1-C10烷基；
R1-R9之中的每一个独立地是氢、选择性地取代的C1-C5烷基，或选择性地取代的C1-C5烷氧基烷基；
x、y和z均独立地为0.01-0.09之间的摩尔分数；且
m和n独立地为1-5的整数。
14、如权利要求13的抗反射涂料组合物，其中R12、Ra、Rb和Rc之中的每一个独立地是氢或甲基。
15、如权利要求12的抗反射涂料组合物，其包括选自于下列添加剂的添加剂：蒽、9-蒽甲醇、9-蒽腈、9-蒽羧酸、1,8,9-蒽三酚、1,2,10-蒽三醇、2,6-二羟蒽醌、蒽醛肟、9-蒽醛、2-氨基-7-甲基-5-氧代-5H-[1]苯并吡喃酮[2,3-b]苯并吡啶-3-腈、1-氨基蒽醌、蒽醌-2-羧酸、1,5二羟基蒽醌、蒽酮、9-蒽基三氟代甲基酮、下列通式的9-烷基蒽衍生物：
Figure A0013744600042
下列通式的羧基蒽衍生物：和下列通式的羧基蒽衍生物：
Figure A0013744600052
和它们的混合物；其中R13、R14和R15均独立地是氢、羟基、选择性地取代的C1-C5烷基，或选择性取代的C1-C5烷氧基烷基。
16、如权利要求12的抗反射涂料组合物，其还包括有机溶剂。
17、如权利要求16的抗反射涂料组合物，其中所述有机溶剂选自于3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、环己酮和甲基醚乙酸丙二醇酯。
18、如权利要求16的抗反射涂料组合物，其中所述有机溶剂的用量是所述交联聚合物的总重量的约200-5000重量％。
19、一种制备抗反射涂料涂敷的基材的方法，其包括下列步骤：
(a)将包含聚合物混合物的抗反射涂料组合物涂敷在基材上，其中所述聚合物的混合物包含：
(ⅰ)下列通式的聚(缩醛)聚合物：
Figure A0013744600053
其中，R10和R11各自独立地是选择性地取代的C1-C10烷氧基；且R12是氢或烷基。
(ⅱ)下列通式的含羟基官能团的聚合物或它们的混合物：
Figure A0013744600061
其中，Ra、Rb和Rc均独立地为氢或选择性地取代的C1-C10烷基；
Rd是选择性地取代的C1-C10烷基；
R1-R9之中的每一个独立地是氢、选择性地取代的C1-C5烷基，或选择性地取代的C1-C5烷氧基烷基；
x、y和z均独立地为0.01-0.09之间的摩尔分数；且
m和n独立地为1-5的整数。
(b)加热所述经涂敷的基材以制得ARC涂敷基材。
20、如权利要求19的方法，其中所述的加热步骤包括将所述涂敷基材加热至约100℃至约300℃的温度范围内约10秒至约1000秒。
21、通过权利要求19的方法制得的半导体器件。
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