[發明專利]含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂和ArF光刻膠及其制備方法和光刻方法

有效

• 申請號: 201811620801.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109679020B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 肖楠;宋里千;王靜
• 申請（專利權）人: 廈門恒坤新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08F220/20
• 分類號: C08F220/20;C08F220/18;G03F7/16
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 賴秀華

1.一種含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂，其特征在于，所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂由質量分數為20-60％的單元單體Ⅰ和質量分數為40-80％單元單體Ⅱ共聚得到，所述單元單體Ⅰ具有式(1)所示的結構，所述單元單體Ⅱ具有式(2)所示的結構：

其中，R₁和R¹各自獨立地為氫原子或甲基，R₂為酸敏基團且其結構選自下列結構式系列(3)中的任意一種：

其中，X為甲基或乙基，表示與主體結構中氧的連接鍵。

2.根據權利要求1所述的含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂，其特征在于，所述單元單體Ⅱ選自以下物質中的至少一種：叔丁醇(甲基)丙烯酸酯、環戊醇(甲基)丙烯酸酯、環己醇(甲基)丙烯酸酯、異冰片(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷醇(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-2-金剛烷醇(甲基)丙烯酸酯、叔丁氧羰基(甲基)丙烯酸酯、四氫呋喃-2-羥基-(甲基)丙烯酸酯、2-羰基-四氫呋喃-3-羥基-(甲基)丙烯酸酯、四氫吡喃-2-羥基-(甲基)丙烯酸酯、2-羰基-四氫吡喃-3-羥基-(甲基)丙烯酸酯。

3.根據權利要求1或2所述的含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂，其特征在于，所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂為二元共聚物、三元共聚物或者四元共聚物；所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂的重均分子量為15000-50000，分子量分布為1.5-3.0。

4.一種ArF光刻膠，其特征在于，所述ArF光刻膠含有權利要求1-3中任意一項所述的含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂以及光致產酸劑。

5.根據權利要求4所述的ArF光刻膠，其特征在于，所述光致產酸劑為離子型光致產酸劑和/或非離子型光致產酸劑，所述離子型光致產酸劑為碘鎓鹽和/或硫鎓鹽，所述非離子型光致產酸劑選自有機鹵素化合物、重氮砜和亞胺磺酸酯中的至少一種。

6.根據權利要求4所述的ArF光刻膠，其特征在于，所述ArF光刻膠中還含有添加劑和/或溶劑。

7.根據權利要求6所述的ArF光刻膠，其特征在于，以所述ArF光刻膠的總重量為基準，所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂的含量為10-35wt％，所述光致產酸劑的含量為0.5-5wt％，所述添加劑和溶劑的總含量為60-85wt％。

8.根據權利要求6所述的ArF光刻膠，其特征在于，所述添加劑選自流平劑、增塑劑、溶解速度增強劑和光敏劑中的至少一種，所述溶劑選自環己酮、雙丙酮醇、乙酸乙酯、乙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚醋酸酯和二丙二醇單甲醚中的至少一種。

9.權利要求4-8中任意一項所述的ArF光刻膠的制備方法，其特征在于，該方法包括將所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜樹脂、光致產酸劑以及任選的添加劑和溶劑混合均勻，接著依次用孔徑為20-50nm的第一過濾器和孔徑為2-20nm的第二過濾器過濾，所述第一過濾器的孔徑大于所述第二過濾器的孔徑。

10.一種光刻方法，其特征在于，該方法包括：

涂抗反射層：用勻膠機在晶圓襯底上涂覆抗反射層材料以形成抗反射層；

勻膠：將權利要求4-8中任意一項所述的ArF光刻膠涂覆在上述抗反射層表面以形成光刻膠層；

烘烤：在所述勻膠機的熱板腔體中于120-150℃烘烤80-150秒；

冷卻：在所述勻膠機的冷板腔體中冷卻至室溫；

曝光：用光刻機曝光以將掩膜板上的圖形復制到所述光刻膠層上；

烘烤：在所述勻膠機的熱板腔體中于90-120℃烘烤90-130秒；

顯影：用顯影機將曝光后的光刻膠完全顯影和沖洗。

11.根據權利要求10所述的光刻方法，其特征在于，涂覆所述光刻膠的方式為旋涂。

12.根據權利要求10所述的光刻方法，其特征在于，所述光刻膠層的厚度為0.1μm-1.0μm；所述曝光的波長為193nm。