[發明專利]含苯并噁嗪結構的共聚物成膜樹脂及其深紫外負性化學增幅型光刻膠

有效

• 申請號: 200910058004.4
• 申請日: 2009-01-04
• 公開（公告）號: CN101463106A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 楊剛
• 申請（專利權）人: 成都金槳高新材料有限公司
• 主分類號: C08F212/14
• 分類號: C08F212/14;C08F212/32;C08F216/12;C08F222/40;C08F8/32;G03F7/038
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及一種含有苯并噁嗪結構的共聚物成膜樹脂(亦稱“成膜劑”)的制備方法，以及利用這種成膜樹脂配置而成的用于深紫外(DUV)負性化學增幅型光刻膠組合物。

背景技術

光刻膠，又稱光致抗蝕劑，是指通過紫外光、準分子激光束、電子束、離子束、X射線等曝光源的照射或輻射，使其溶解度發生變化的耐蝕刻薄膜材料。光刻膠主要應用于電子工業中集成電路和半導體分立器件的微細加工過程中，它利用光化學反應，經曝光，顯影將所需要的微細圖形從掩膜板轉移至待加工的基片上，然后進行刻蝕，擴散，離子注入，金屬化等工藝。因此光刻膠是電子工業中關鍵性基礎化工原料，其中成膜樹脂又是光刻膠的重要組成部分，其化學及物理性能直接影響光刻膠在大規模集成電路工業中的使用效果。

根據光刻膠曝光后形成的圖像，光刻膠可分為正性光刻膠和負性光刻膠兩大類。所謂正性光刻膠是指在光刻工藝中，圖層經曝光、顯影后，曝光部分在顯影液中溶解而未曝光部分保留下來形成圖像的光刻膠；而負性光刻膠與此相反，其中被溶解的是未曝光部分，而曝光部分形成圖像。負性化學增幅型光刻膠一般由成膜樹脂，光致產酸劑，交聯劑，溶劑，阻溶劑，流平劑等組成。其中成膜樹脂在很大程度上對光刻膠的性能起著決定性作用。

在光刻膠的實際應用過程中，負性光刻膠是由于曝光部分發生交聯反應，使其不溶于顯影液中，它存在的最大問題主要是溶脹問題，在烘烤時出現膜的收縮以及熱穩定性等問題。

中國專利文獻公開了一種“深紫外負性光刻膠及其成膜樹脂”(CN1818781A)，在一般以聚對羥基苯乙烯(PHS)為基礎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劑，進行共聚合制備成一類新的成膜樹脂。這種新的成膜樹脂組成光刻膠后，由于含硅丙烯酸酯類偶聯劑單元的作用，增加了光刻膠與硅片之間的粘結性能。同時，也改善了抗干刻蝕的性能。光刻膠膠膜在光刻過程中，在曝光區，含硅丙烯酸酯偶聯劑中存在的Si-OH基團以及Si-OR基團在光致酸產生的酸作用下形成的Si-OH基團將參與同交聯劑的交聯反應，進一步減少膠膜在顯影液中的溶解性。這樣就增加了曝光區與非曝光區對比度，而形成更加清晰的光刻圖形。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構穩定、耐熱性良好的含苯并噁嗪的共聚物成膜樹脂。

本發明的目的是這樣是實現的：一種含苯并噁嗪結構的共聚物成膜樹脂，由共聚單體在自由基引發劑存在的條件下，通過在溶劑中進行聚合反應，以及相應的后處理制備而成，共聚單體為：

(1)含羥基苯乙烯單體，40～90份重量；

化學通式：

式中：R＝H、縮醛、縮酮、乙酰基、硅烷基、呋喃基、特丁基、α-甲基芐基、丁內酯基、戊內酯基、乙烯基乙基、乙烯基特丁基；

(2)含苯并噁嗪結構的單體，5～40份重量；

化學通式：

R₁是乙烯基、馬來酰亞胺基；R₂是甲基、乙基、苯基、對甲氧基苯基、對烯丙氧基苯基、馬來酰亞胺基苯基；

(3)丙烯酸酯類單體或/和苯乙烯類單體，1～40份重量；

化學通式：

式中：R₄＝H、C₁-C₂₀烷基、C₁-C₂₀烷氧基、C₁-C₂₀芳基、C₁-C₂₀芳氧基；

R₅＝H、C₁-C₂₀烷基、C₁-C₂₀烷氧基、C₁-C₂₀芳基、C₁-C₂₀芳氧基；

Rx＝H、C₁-C₂₀烷基、C₁-C₂₀烷氧基、C₁-C₂₀芳基、C₁-C₂₀芳氧基；

Ry＝H、C₁-C₂₀烷基、C₁-C₂₀烷氧基、C₁-C₂₀芳基、C₁-C₂₀芳氧基；

共聚物成膜樹脂的分子量為2000～40000，分子量分布為1.3～3。