[發明專利]一種光刻膠組合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201110274041.6
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102385249A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 張亞非;陶燾;魏浩;胡南滔
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004;G03F7/039;H01L21/027
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 高為華

技術領域

本發明涉及一種光刻膠組合物，本發明還涉及這種光刻膠組合物的制備方法，本發明還涉及這種光刻膠組合物的應用。

背景技術

光刻技術是集成電路的關鍵技術之一，是半導體工業的“領頭羊”。光刻是決定集成電路按照摩爾定律發展的一個重要原因，如果沒有光刻技術的進步，集成電路就不可能從微米進入深亞微米再進入納米時代。光刻確定了器件的關鍵尺寸。光刻技術先進與否的一個重要標志就在于光刻分辨率。光刻分辨率是決定光刻系統的最重要的指標，也是決定芯片最小特征尺寸的因素。光刻分辨率越高，器件的關鍵尺寸越小，集成電路的集成度越高。目前一般的紫外光刻膠的光刻分辨率在2μm左右。現有技術中光刻膠在光刻接近光刻分辨率的小尺寸器件時線條邊緣往往不平整光滑。而提高光刻分辨率的一個最有效的方法就是減小光刻膠敏感的波長(即光刻波長、曝光波長)。光刻波長的減小，也對光刻膠提出了新的要求。更短的曝光波長意味著需要研制對更短波長敏感的光刻膠。

經過文獻檢索，發現很少有記載向光刻膠中摻雜某種離子而減小光刻膠的曝光波長、提高光刻分辨率的文獻。改變光刻膠的基底或多數組分來實現光刻膠對更短的曝光波長的敏感，實際效果非常復雜并且效果有限。

光致發光離子是一類有特殊光學性能的離子。當用一種波長的光激發光致發光離子時，光致發光離子能夠發出另外一種波長的光。本案發明人設想，這種特性或許可以在光刻膠性能的改善上得到應用。本案發明人設想，向光刻膠中摻雜光致發光離子，便有可能減小光刻膠敏感的曝光波長，使光刻膠能夠光刻出更小尺寸的線條，從而提高光刻分辨率。令人驚奇地，本案發明人的設想得以實現，本發明應運而生。

發明內容

本發明的第一方面目的是提供一種光刻膠組合物，這種光刻膠組合物的光刻分辨率高，解決了現有技術中光刻膠的光刻分辨率低、光刻小尺寸器件時線條邊緣往往不平整光滑的技術問題。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題，達到本發明的第一方面目的。

本發明的光刻膠組合物，包括：

光刻膠，所述光刻膠作為連續相；

和金屬鹽類光致發光離子，所述金屬鹽類光致發光離子作為分散相，所述金屬鹽類光致發光離子是具有光致發光性能的金屬鹽類離子；

所述金屬鹽類光致發光離子分散于所述光刻膠，所述金屬鹽類光致發光離子在所述光刻膠中的質量體積濃度為0.0005～0.004g/mL。

在本發明具體實施時，優選所述光刻膠是紫外正性光刻膠。上述紫外正性光刻膠優選AZ?4330型的正性光刻膠(安智電子材料(日本)株式會社(AZ?Electronic?Materials(Japan)K.K.)出品)或AZ?P4903型的正性光刻膠(安智電子材料(日本)株式會社出品)。

本發明的光刻膠組合物中，優選所述金屬鹽類光致發光離子是具有光致發光性能的銫鹽離子、釓鹽離子、鉺鹽離子、鉈鹽離子和釔鹽離子中的一種。進一步，所述具有光致發光性能的銫鹽離子來自碘化銫或氯化銫；所述具有光致發光性能的釓鹽離子來自氯化釓或硝酸釓；所述具有光致發光性能的鉺鹽離子來自氯化鉺；所述具有光致發光性能的鉈鹽離子來自硝酸鉈；所述具有光致發光性能的釔鹽離子來自硼酸釔。

本發明的光刻膠組合物，包含金屬鹽類光致發光離子，利用金屬鹽類光致發光離子能夠吸收某種波長的光而發出另一種波長的光的性能，使本發明的光刻膠組合物用200nm左右的深紫外光就可以實現曝光，從而達到提高光刻分辨率的效果。本發明的光刻膠組合物的光刻分辨率可以達到1.5μm，光刻小尺寸器件時線條邊緣平整光滑。

本發明的第二方面目的在于提出上述光刻膠組合物的制備方法，以本發明的制備方法制備得到的光刻膠組合物的光刻分辨率高，解決了現有技術中制備光刻膠的方法制備得到的光刻膠光刻分辨率低、光刻小尺寸器件時線條邊緣往往不平整光滑的技術問題。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題，達到本發明的第二方面目的。

本發明的制備如上面所述的光刻膠組合物的方法，包括以下步驟：

a)、取有機溶劑，所述有機溶劑是既可以溶解所述金屬鹽類光致發光離子、又可以與所述光刻膠混溶的有機溶劑，用所述有機溶劑溶解所述金屬鹽類光致發光離子，溶解均勻，得到金屬鹽類光致發光離子的有機溶劑溶液；

b)、將所述金屬鹽類光致發光離子的有機溶劑溶液與所述光刻膠混溶，混合均勻，得到金屬鹽類光致發光離子的有機溶劑溶液與光刻膠的混溶物；

c)、將所述金屬鹽類光致發光離子的有機溶劑溶液與光刻膠的混溶物加熱，去除所述有機溶劑，得到所述光刻膠組合物。