[發(fā)明專利]一種生物基星型ArF光刻膠成膜樹脂、光刻膠組合物及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110466774.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN113214428B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季生象;顧雪松;劉亞棟;李小歐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院
• 主分類號(hào): C08F220/18
• 分類號(hào): C08F220/18;C08F220/28;C08F220/38;G03F7/039
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛(ài)鵬

本發(fā)明公開了一種生物基星型ArF光刻膠成膜樹脂、光刻膠組合物及其制備方法，所述成膜樹脂包含如下式I無(wú)規(guī)星型聚合物結(jié)構(gòu)；其中n、m、x和y為單體的摩爾占比，0＜n≤0.3，0＜m≤0.8，0＜x≤0.2，0＜y≤0.3，n+m+x+y＝1；R₁、R₂、R₃和R₄為H、CH₃或CH₂CH₃。本發(fā)明將光致產(chǎn)酸劑引入到星型樹脂中可以均勻的分布在成膜樹脂的膜中。光致產(chǎn)酸劑不僅可以在曝光的區(qū)域產(chǎn)酸，同時(shí)還能有效地在光刻膠中均勻分布，提高光刻膠的粘附性、靈敏度(≤31mJ/cm²)、分辨率(≤90nm)，改善光刻膠的成膜能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)光刻膠微電子化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于光刻膠的星型樹脂及其制備方法，以及光刻膠組合物。

背景技術(shù)

光刻膠，又稱光致抗蝕劑，是在微電子制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)精細(xì)線路和圖形加工的核心材料。光刻技術(shù)利用光刻膠在射前后溶解度的差異轉(zhuǎn)移圖案，不同光刻膠與曝光光源的組合會(huì)得到不同精細(xì)度的線路圖形。光刻膠伴隨著微電子技術(shù)的發(fā)展而不斷更新?lián)Q代。根據(jù)摩爾定律，集成電路的集成度每18個(gè)月翻一倍。這使得集成電路的加工線寬不斷縮小，對(duì)光刻膠分辨率的要求不斷增高。根據(jù)Relay公式，光刻膠的分辨率與曝光波長(zhǎng)成反比，所以降低曝光波長(zhǎng)成為提高分辨率的主要途徑。因此，隨著集成電路的發(fā)展，光刻工藝經(jīng)歷了從從365nm(I-線)發(fā)展到248nm(KrF)、193nm(ArF)、13nm(EUV)。

為提高光刻膠的靈敏度，目前主流的KrF、ArF、EUV光刻膠采用了化學(xué)放大型光敏樹脂。目前，我國(guó)自主研發(fā)的商業(yè)化光刻膠材料主要包括酚醛樹脂、聚對(duì)羥基苯乙烯等，主要用于G-線(436nm)與I-線(365nm)的光刻工藝。但目前國(guó)際主流光刻工藝所使用的光源波長(zhǎng)為193nm，而上述光刻膠材料在用于193nm工藝時(shí)存在光敏性較低，得到圖形分辨率低，抗刻蝕能力較差，得到圖形對(duì)比度差等缺點(diǎn)。

因此，如何設(shè)計(jì)開發(fā)出符合光刻膠配方需求的配套材料(成膜樹脂)，是當(dāng)前光刻膠產(chǎn)品配方開發(fā)的重點(diǎn)。此外，光刻膠配方的篩選和定型更是一個(gè)世界級(jí)的難題。如何使整個(gè)光刻膠配方具備良好的分辨率和線條粗糙度，一直是業(yè)界需要重點(diǎn)研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于光刻膠的成膜樹脂及光刻膠組合物和制備方法。進(jìn)而制備得到適用于193nm遠(yuǎn)紫外曝光波長(zhǎng)的光刻膠。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種生物基星型ArF光刻膠成膜樹脂，包含如下無(wú)規(guī)星型聚合物結(jié)構(gòu)：

其中n、m、x和y為單體的摩爾占比，0＜n≤0.3，0＜m≤0.8，0＜x≤0.2，0＜y≤0.3，n+m+x+y＝1；R₁、R₂、R₃和R₄為H、CH₃或CH₂CH₃。

優(yōu)選地，所述R是由單體I、II、III和IV共聚制備而成，所述單體I、II、III和IV分別為：

其中，R₁、R₂、R₃和R₄為H、CH₃或CH₂CH₃。

所述成膜樹脂的制備方法，包括如下步驟：

(1)在惰性氣氛下，將單體I、II、III和IV與引發(fā)劑、鹵化亞銅及配體加入到溶劑中，攪拌均勻，進(jìn)行反應(yīng)；