[發(fā)明專利]含堿性香豆素結(jié)構(gòu)的聚合物樹脂及其光刻膠組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710858228.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN107621751B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許箭;劉曉華;秦龍;汪武平;耿文練
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 儒芯微電子材料（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/004
• 分類號(hào): G03F7/004;C08F212/14;C08F220/36;C08F220/18;C08F212/12
• 代理公司: 上海劍秋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31382
• 代理人: 楊飛

本發(fā)明提出了含堿性香豆素結(jié)構(gòu)的聚合物樹脂及其光刻膠組合物，涉及一系列含堿性香豆素結(jié)構(gòu)的聚合物樹脂的合成方法及包含該聚合物樹脂的光刻膠材料的制備方法。本發(fā)明將堿性香豆素結(jié)構(gòu)引入光刻膠主體樹脂中，該樹脂既可以滿足化學(xué)光刻膠基本樹脂的要求，又可以作為吸光劑和堿性添加劑，能夠有效地改善光刻圖形分辨率和形貌。該光刻膠主要應(yīng)用于大規(guī)模集成電路光刻技術(shù)中，如紫外、深紫外、極紫外及電子束等光刻技術(shù)中，尤其適用于248nm光刻技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻膠，具體涉及一系列含堿性香豆素結(jié)構(gòu)的聚合物樹脂的合成方法及包含該聚合物樹脂的光刻膠組合物的制備方法，屬于光刻膠技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光刻膠根據(jù)在顯影過程中曝光區(qū)域的去除或保留，分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。其中正性光刻膠，曝光區(qū)域的光刻膠發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，溶解于顯影液中，而未曝光區(qū)域仍然保留在襯底上，將與掩膜版上相同的圖形復(fù)制到襯底上。相反，負(fù)性光刻膠曝光區(qū)域的光刻膠因交聯(lián)固化而不溶于顯影液，將與掩膜版上相反的圖形復(fù)制到襯底上。

光刻膠根據(jù)作用機(jī)理不同一般又分為非化學(xué)放大光刻膠(non-CAR)和化學(xué)放大光刻膠(CAR)。早期紫外光刻技術(shù)中使用的多是非化學(xué)放大光刻膠。Non-CAR指的是光刻膠本身在UV或DUV照射下直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后與反應(yīng)前在顯影液中呈現(xiàn)較大的溶解度差異而實(shí)現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移，但這種光刻膠的反應(yīng)效率比較低。20世紀(jì)80年代初，基于化學(xué)放大光刻膠的光刻過程大大加快了光刻技術(shù)的發(fā)展。化學(xué)放大指的是在光的作用下，通過光產(chǎn)酸劑(PAG)的分解產(chǎn)生強(qiáng)酸，在熱作用下將光刻膠樹脂中對(duì)酸敏感的基團(tuán)分解成堿可溶的基團(tuán)，并在顯影液中通過溶解度差異而部分溶解，獲得光刻圖案。

現(xiàn)今深紫外光刻膠主要是由化學(xué)放大光刻膠組成。其成膜樹脂主要是高分子材料組成，如部分保護(hù)的聚對(duì)羥基苯乙烯(APEX類)、對(duì)羥基苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ESCAP類)、丙烯酸酯類共聚物(PMMA類)等。通常深紫外光刻膠除了包含主體樹脂和光致產(chǎn)酸劑外，還會(huì)添加相應(yīng)的吸光劑、堿性添加劑來對(duì)光刻抗反射性能及光刻圖形對(duì)比度進(jìn)行調(diào)配已獲得更高分辨率和更好光刻形貌。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于：提供一系列含堿性香豆素結(jié)構(gòu)的聚合物樹脂及其合成方法。

本發(fā)明的另一目的在于：提供上述包含堿性香豆素結(jié)構(gòu)的聚合物單體的高分子聚合物的光刻膠材料在大規(guī)模集成電路光刻工藝中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的光刻膠樹脂成分至少包含堿性香豆素結(jié)構(gòu)，該光刻膠樹脂通過包含堿性香豆素單體與其他烯類單體或丙烯酸酯類單體共聚而成。烯類單體選自對(duì)羥基苯乙烯、苯乙烯、羥基保護(hù)的對(duì)羥基苯乙烯，丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯。

含堿性香豆素結(jié)構(gòu)的共聚物的結(jié)構(gòu)通式如下：

其中R₁為H或甲基，R₂為H或含1～10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烴類；X和Y為含0～10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈、環(huán)狀烴類或醚類結(jié)構(gòu)；R₃和R₄為H或含1～10個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴類結(jié)構(gòu)；R₅、R₆為H或含1～5個(gè)碳原子的直鏈、支鏈烴類結(jié)構(gòu)；R₇為含1～10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烴類結(jié)構(gòu)；R₈為1～10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈、環(huán)狀烴類結(jié)構(gòu)或等結(jié)構(gòu)，其中R₁₀為1～10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈、環(huán)狀烴類結(jié)構(gòu)。

香豆素單體通式如下：