一种包含聚对羟基苯乙烯类聚合物和丙烯酸酯共聚物的光刻胶组合物制造技术

本申请涉及一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包含(a)丙烯酸酯共聚物；(b)聚对羟基苯乙烯类聚合物；(c)光生酸剂；(d)酸猝灭剂；和(e)溶剂。本申请的有益效果在于通过增加丙烯酸酯共聚物的分子量以及提高丙烯酸酯共聚物分子链的柔性，并将丙烯酸酯共聚物与传统的聚对羟基苯乙烯类聚合物共混，解决了基于丙烯酸酯的光刻胶在厚度大于或等于6微米时的开裂问题，使得本申请的光刻胶组合物可满足厚度大于或等于6微米且在248nm下光刻和刻蚀的需求。

Photoresist composition comprising poly (hydroxystyrene) polymer and acrylate copolymer

The application relates to a photoresist composition, the photoresist composition comprising (a) acrylate copolymer; (b) polyhydroxy styrene polymer; (c) photoacid; (d) acid quenching agent; and (E) solvent. The beneficial effect of this application is that by adding the molecular weight of the acrylate copolymer and improving the flexibility of the molecular chain of the acrylate copolymer, and blending the acrylate copolymer with the traditional polyhydroxystyrene polymer, the cracking problem of the acrylate based photoresist at a thickness greater than or equal to 6 microns is solved. The photoresist composition of the application can meet the requirement that the thickness is greater than or equal to 6 microns and lithography and etching at 248nm.

【技术实现步骤摘要】
一种包含聚对羟基苯乙烯类聚合物和丙烯酸酯共聚物的光刻胶组合物
本申请涉及光刻胶
具体来说，本申请涉及一种包含聚对羟基苯乙烯类聚合物和丙烯酸酯共聚物的光刻胶组合物。
技术介绍
在3DNAND存储器的制备中，需要一种厚度大于或等于6微米的深紫外DeepUV(DUV248nm)光刻胶，用于NAND中台阶的多次刻蚀。传统的248nmKrF光刻胶基于聚(对羟基苯乙烯)类聚合物，其具有较高的UV吸收，在大于5um，特别是大于或等于6微米的厚度时不能进行有效光刻。此外，丙烯酸酯类光刻胶通常用作193nm的ArF光刻胶。据专利技术人所知，目前尚无文献报道或披露厚度大于或等于6微米且可在248nm下光刻的同时包含聚对羟基苯乙烯类聚合物以及丙烯酸酯树脂共混型树脂的光刻胶。为此，本领域迫切需要一种厚度大于或等于6微米且可在248nm下光刻的包含聚对羟基苯乙烯类聚合物以及丙烯酸酯共聚物共混型树脂的光刻胶组合物。
技术实现思路
本申请之目的在于提供一种包含聚对羟基苯乙烯类聚合物以及丙烯酸酯共聚物共混型树脂的光刻胶组合物，从而解决现有技术中的上述技术问题。具体来说，本申请采用UV吸收度小的，且耐刻蚀的含金刚烷的丙烯酸酯共聚物与传统的聚羟基苯乙烯类聚合物(poly(hydroxystyrene)，PHS)树脂(比如，ESCAP树脂，PHS-t-Boc,或PHS乙缩醛等)共混，来制备6um或以上的DUVKrF厚胶，最大厚度可达16um。由于金刚烷的侧基较大，含有金刚烷的甲基丙烯酸酯类聚合物的柔韧性能较差，在膜厚较大时(5um或更大)易出现开裂现象。本申请采用增加金刚烷聚合物分子量和增加其主链柔性的方法，同时与经典的PHS类树脂(比如ESCAP树脂)共混，有效地解决了厚膜的开裂问题。本申请的厚胶是化学放大型的KrF正胶，厚度在6-16微米(um)；采用金刚烷丙烯酸酯类的共聚物，其重均分子量(Mw)在约两万以上，与传统的ESCAP树脂(PHS树脂；分子量Mw在约1万至6万)共混；光酸采用鋶鎓盐或碘鎓盐，特别是UV吸收较小的光酸；且采用有机胺作为酸猝灭剂。有关化学放大型光刻胶的文献，请参阅：H.Ito,Adv.Polym.Sci.,Vol.172,37,2005。有关ESCAP光刻胶的文献，请参阅：H.Ito,等，J.Photopolym.Sci.&Tech.,Vol.7,No.3,433,1994。为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。在第一方面中，本申请提供一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物可包含(a)丙烯酸酯共聚物；(b)聚对羟基苯乙烯类聚合物；(c)光生酸剂；(d)酸猝灭剂；和(e)溶剂，其中所述丙烯酸酯共聚物由具有下述通式(I)的共聚单体共聚而成：其中在通式(I)中，R1基团为H原子或CH3基团，R2基团源自具有下述通式(II)的醇：R2-OH通式(II)，其中R2-OH包括单羟基取代的金刚烷、双羟基取代的金刚烷、单羟基取代的含羰基的四氢呋喃、和倍半萜内酯醇中的任意一种或者它们的组合；其中所述共聚单体中的至少一种的R2基团源自单羟基取代的金刚烷；其中所述共聚单体中的至少一种的R2基团源自双羟基取代的金刚烷；其中所述共聚单体中的至少一种的R2基团源自单羟基取代的含羰基的四氢呋喃；其中所述丙烯酸酯共聚物的重均分子量为15000-80000。在第一方面的一种实施方式中，所述具有通式(I)的共聚单体可选自下组中的一种或几种：2-甲基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，2-甲基-2-金刚烷醇丙烯酸酯，2-乙基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，2-乙基-2-金刚烷醇丙烯酸酯；2-异丙基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，2-异丙基-2-金刚烷醇丙烯酸酯；3-羟基-1-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，3-羟基-1-金刚烷醇丙烯酸酯；2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯，2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-丙烯酸酯；以及甲基丙烯酸柏木醇酯，丙烯酸柏木醇酯；甲基丙烯酸二环戊基酯；丙烯酸二环戊基酯；甲基丙烯酸异冰片酯；丙烯酸异冰片酯；等。在第一方面的另一种实施方式中，所述丙烯酸酯共聚物是三元共聚物或三元以上的多元共聚物。在第一方面的另一种实施方式中，所述三元共聚物可通过共聚单体2-乙基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，3-羟基-1-金刚烷醇丙烯酸酯，以及2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯的共聚反应来形成。在第一方面的另一种实施方式中，所述聚对羟基苯乙烯类聚合物的重均分子量为10000-60000；比较好的在18000-50000。在第一方面的另一种实施方式中，所述聚对羟基苯乙烯类聚合物可通过4-乙酰氧基苯乙烯、苯乙烯和丙烯酸叔丁酯的共聚反应来形成，然后去保护形成的对羟基苯乙烯，苯乙烯和丙烯酸叔丁酯的共聚物。在第一方面的另一种实施方式中，所述聚对羟基苯乙烯类聚合物还包括其他的聚对羟基苯乙烯衍生物，比如t-BOC和叔丁基保护的聚对羟基苯乙烯，缩醛或缩酮保护的聚对羟基苯乙烯；及含混合型保护基的聚对羟基苯乙烯树脂.在第一方面的另一种实施方式中，所述(c)光生酸剂可包括锍鎓盐，所述锍鎓盐包括三苯基锍鎓盐，三对甲苯基锍鎓盐，三对叔丁基苯基锍鎓盐，其配位阴离子为三氟甲基磺酸或全氟丁基磺酸.在第一方面的另一种实施方式中，所述(c)光生酸剂可包括二芳基碘鎓盐，所述二芳基碘鎓盐包括二苯基碘鎓盐，二对甲苯基碘鎓盐，二对叔丁基苯基碘鎓盐，其配位阴离子为三氟甲基磺酸或全氟丁基磺酸。在第一方面的另一种实施方式中，所述(d)酸猝灭剂包括有机胺。在第一方面的另一种实施方式中，所述(e)溶剂包括丙二醇单醋酸酯，丙二醇单甲醚，丙二醇单乙醚，丙二醇甲醚醋酸酯，二缩乙二醇甲醚，二缩乙二醇乙醚，醋酸丁酯，醋酸新戊酯，乳酸乙酯，甲基乙基酮和甲基异丁基酮，环戊酮，环己酮，双丙酮醇,3-甲氧基丁基乙酸酯,γ-丁内脂中的一种或几种。与现有技术相比，本申请的有益效果在于通过增加丙烯酸酯共聚物的分子量以及提高丙烯酸酯共聚物分子链的柔性，并将丙烯酸酯共聚物与传统的聚对羟基苯乙烯类聚合物共混，解决了基于丙烯酸酯的光刻胶在厚度大于或等于6微米时的开裂问题，使得本申请的光刻胶组合物可满足厚度大于或等于6微米且在248nm下蚀刻的需求。具体实施方式本申请涉及一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物可包含(a)丙烯酸酯共聚物；(b)聚对羟基苯乙烯类聚合物；(c)光生酸剂；(d)酸猝灭剂；和(e)溶剂。本申请的光刻胶组合物适于形成厚度大于或等于6微米且可在248nm下光刻的光刻胶。除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包含(a)丙烯酸酯共聚物；(b)聚对羟基苯乙烯类聚合物；(c)光生酸剂；(d)酸猝灭剂；和(e)溶剂，其中所述丙烯酸酯共聚物由具有下述通式(I)的共聚单体共聚而成：

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包含(a)丙烯酸酯共聚物；(b)聚对羟基苯乙烯类聚合物；(c)光生酸剂；(d)酸猝灭剂；和(e)溶剂，其中所述丙烯酸酯共聚物由具有下述通式(I)的共聚单体共聚而成：其中在通式(I)中，R1基团为H原子或CH3基团，R2基团源自具有下述通式(II)的醇：R2-OH通式(II)，其中R2-OH包括单羟基取代的金刚烷、双羟基取代的金刚烷、单羟基取代的含羰基的四氢呋喃、和倍半萜内酯醇中的任意一种或者它们的组合；其中所述共聚单体中的至少一种的R2基团源自单羟基取代的金刚烷；其中所述共聚单体中的至少一种的R2基团源自双羟基取代的金刚烷；其中所述共聚单体中的至少一种的R2基团源自单羟基取代的含羰基的四氢呋喃；其中所述丙烯酸酯共聚物的重均分子量为15000-80000。2.如权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述具有通式(I)的共聚单体是选自下组中的一种或几种：2-甲基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，2-甲基-2-金刚烷醇丙烯酸酯，2-乙基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，2-乙基-2-金刚烷醇丙烯酸酯；2-异丙基-2-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，2-异丙基-2-金刚烷醇丙烯酸酯；3-羟基-1-金刚烷醇甲基丙烯酸酯，3-羟基-1-金刚烷醇丙烯酸酯；2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯，2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-丙烯酸酯；以及甲基丙烯酸柏木醇酯，丙烯酸柏木醇酯；甲基丙烯酸二环戊基酯；丙烯酸二环戊基酯；甲基丙烯酸异冰片酯；丙烯酸异冰片酯；柏木醇丙烯酸酯或柏木醇甲基丙烯酸酯。3.如权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯共聚物是三元共聚物或三元以上的多元共聚物。4.如权利要求3所述的光刻胶组合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛国平，霍建辉，刘平，陈英博，韩政，孙友松，冉瑞成，
申请(专利权)人：江苏汉拓光学材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31