專利名稱：化學(xué)增幅型高分辨率含硅i-線紫外光刻膠及其成膜樹脂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫外光刻膠，特別涉及一種含硅共聚物成膜樹脂以及利用該成膜 樹脂配制而成的用于以I-線(365nm)紫外光為曝光光源的化學(xué)增幅型正性紫外光刻膠組 合物。
背景技術(shù)：
光刻膠是大規(guī)模集成電路工業(yè)中進(jìn)行光刻工藝過(guò)程的關(guān)鍵功能材料。其中成膜樹 脂又是光刻膠的重要組成部分，其化學(xué)及物理性能直接影響光刻膠在大規(guī)模集成電路工業(yè) 中的使用效果。傳統(tǒng)的紫外(UV)曝光光源為高壓汞燈，其光波波長(zhǎng)在600 300nm之間，其主要 光譜包括g_線(436nm)，h-線(405nm)和I-線(365nm)。在光刻工藝中分辨率與曝光波長(zhǎng) 成反比(R = α/NA)，即曝光波長(zhǎng)越短分辨率越高。因此，在紫外曝光的光刻工藝中I-線 光刻膠可獲得較高的分辨率。傳統(tǒng)的紫外光刻膠是以酚醛醛樹脂為成膜劑，以DNQ(重氮萘 醌)為基礎(chǔ)的光敏劑在合適的溶劑中配制而成，其分辨率一般在2. 0 1. 0微米左右。為 了提高紫外光刻膠的分辨率，人們對(duì)酚醛樹脂樹脂和光敏劑都作了大量的改進(jìn)，其分辨率 可達(dá)0. 8 0. 5 μ m范圍，但是現(xiàn)有技術(shù)再也無(wú)法進(jìn)一步突破光刻膠的分辨率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高分辨率含硅I-線紫外光刻膠組合物，目的是使I-線(354nm) 紫外光刻膠的分辨率可達(dá)0. 35-0. 25 μ m范圍。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第一種技術(shù)方案是一種含硅共聚物成膜樹脂，由 共聚單體在自由基引發(fā)劑存在的條件下，溶劑中進(jìn)行共聚合反應(yīng)制備而成，所述成膜樹脂 的分子量為4000 100000，分子量分布為1. 4 2. 8 ；所述共聚單體主要為下列質(zhì)量百分 含量的化合物取代苯乙烯40% 90%;含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑0.5% 20%;含酸敏基團(tuán)單體5% 60%;所述取代苯乙烯是符合化學(xué)通式(I)的至少一種化合物
H2C=CH
Λ
kx(0Ri)m⑴；式中，R1是H、乙?；蛘弑；?；m= 1或2;所述含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑的化學(xué)通式如(II)式所示
權(quán)利要求
一種含硅共聚物成膜樹脂，由共聚單體在自由基引發(fā)劑存在的條件下，溶劑中進(jìn)行共聚合反應(yīng)制備而成，其特征在于所述成膜樹脂的分子量為4000～100000，分子量分布為1.4～2.8；所述共聚單體主要為下列質(zhì)量百分含量的化合物取代苯乙烯 40％～90％；含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑0.5％～20％；含酸敏基團(tuán)單體 5％～60％；所述取代苯乙烯是符合化學(xué)通式(I)的至少一種化合物式中，R1是H、乙?；蛘弑；?；m＝1或2；所述含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑的化學(xué)通式如(II)式所示式中R2是H或CH3；R3是碳原子數(shù)為1～20的烷基；R4是碳原子數(shù)為1～20的烷基；R5是OH、碳原子數(shù)為1～20的烷基或碳原子數(shù)為1～20的烷氧基；n＝1～8；所述含酸敏基團(tuán)單體是符合化學(xué)通式(III)式和(IV)中的至少一種化合物式中R6是H、CH3或CF3；R7是或者其中，Rx是甲基或乙基；式中R8是或者其中Ry是甲基或乙基。FSA00000286387100011.tif,FSA00000286387100012.tif,FSA00000286387100013.tif,FSA00000286387100014.tif,FSA00000286387100015.tif,FSA00000286387100016.tif,FSA00000286387100021.tif,FSA00000286387100022.tif,FSA00000286387100023.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅共聚物成膜樹脂，其特征在于所述共聚單體中還包含 質(zhì)量百分含量為 40%的符合化學(xué)通式(V)和(VI)中的至少一種化合物；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅共聚物成膜樹脂，其特征在于所述取代苯乙烯是對(duì)羥 基苯乙烯、對(duì)乙酰氧基苯乙烯、間羥基苯乙稀、間乙酰氧基苯乙烯、3，4_ 二羥基苯乙烯、3， 4- 二乙酰氧基苯乙烯、3，5- 二羥基苯乙烯和3，5- 二乙酰氧基苯乙烯中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅共聚物成膜樹脂，其特征在于所述符合化學(xué)通式(III) 式化合物是丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔戊酯、甲基丙烯酸叔戊酯、丙烯 酸-1-甲基環(huán)戊酯、甲基丙烯酸-ι-甲基環(huán)戊酯、丙烯酸-ι-甲基環(huán)己酯、甲基丙烯酸-ι-甲 基環(huán)己酯、丙烯酸-ι-乙基環(huán)戊酯、甲基丙烯酸-ι-乙基環(huán)戊酯、丙烯酸-ι-乙基環(huán)己酯、甲 基丙烯酸-1-乙基環(huán)己酯、丙烯酸-2-甲基金剛烷醇酯、甲基丙烯酸-2-甲基金剛烷醇酯、 丙烯酸-2-乙基金剛烷醇酯、甲基丙烯酸-2-乙基金剛烷醇酯、丙烯酸-2-丁內(nèi)酯基酯、甲 基丙烯酸-2- 丁內(nèi)酯基酯、丙烯酸-2-己內(nèi)酯基酯或者甲基丙烯酸-2-己內(nèi)酯基酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅共聚物成膜樹脂，其特征在于所述符合化學(xué)通式(IV) 式化合物是對(duì)叔丁氧基苯乙烯、對(duì)叔戊氧基苯乙烯、對(duì)叔丁基碳酸酯苯乙烯或者對(duì)1-乙氧 異乙氧基苯乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含硅共聚物成膜樹脂，其特征在于所述符合化學(xué)通式(V) 式化合物是苯乙烯、對(duì)叔丁基苯乙烯、對(duì)叔戊基苯乙烯、對(duì)乙氧基苯乙烯、3，5_ 二甲氧基苯 乙烯、3，5- 二乙氧基苯乙烯、對(duì)苯氧基苯乙烯或者對(duì)2-羥乙氧基苯乙烯。
7.一種化學(xué)增幅型高分辨率含硅I-線紫外光刻膠，其特征在于主要由下列質(zhì)量份的 材料組成I-線光致酸 10份；成膜樹脂1 3份；溶劑60 120份；所述成膜樹脂如權(quán)利要求1 6中任一權(quán)利要求所述；所述溶劑是丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇單醋酸醚、丙二醇單乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、 二縮乙二醇甲醚、二縮乙二醇乙醚、醋酸丁酯、醋酸新戊酯、乳酸乙酯、甲基乙基酮和甲基異 丁基酮中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學(xué)增幅型高分辨率含硅I-線紫外光刻膠，其特征在于所 述I-線光致酸是符合結(jié)構(gòu)式(VII)和通式(VIII)、(X) > (XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)中的 至少一種化合物
全文摘要
一種含硅共聚物成膜樹脂，由共聚單體在自由基引發(fā)劑存在的條件下，溶劑中進(jìn)行共聚合反應(yīng)制備而成，其特征在于所述成膜樹脂的分子量為4000～100000，分子量分布為1.4～2.8；所述共聚單體主要為40％～90％的取代苯乙烯、0.5％～20％的含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑以及5％～60％的含酸敏基團(tuán)單體。本發(fā)明在以聚對(duì)羥基苯乙烯為基礎(chǔ)的成膜樹脂配方中引入了可以與之共聚合的含硅的丙烯酸酯類偶聯(lián)劑，進(jìn)行共聚合制備成一類新的成膜樹脂。這種新的成膜樹脂由于含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑單元的作用，增加了光刻膠與硅片之間的粘結(jié)性能，同時(shí)也改善了抗刻蝕的性能。
文檔編號(hào)C08F212/08GK101974121SQ20101029420
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者冉瑞成, 沈吉 申請(qǐng)人:昆山西迪光電材料有限公司