光致抗蚀剂组合物和使用其的光致抗蚀剂膜制造技术

本发明专利技术涉及光致抗蚀剂组合物和使用其的光致抗蚀剂膜，所述光致抗蚀剂组合物能够在形成精细图案期间实现优异的图案性能，并且能够制备具有优异的镀覆液化学稳定性的光致抗蚀剂膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光致抗蚀剂组合物和使用其的光致抗蚀剂膜
相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0158924号和于2018年10月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0131270号的申请日的权益，它们的全部内容通过引用并入本文。本专利技术涉及光致抗蚀剂组合物和使用其的光致抗蚀剂膜。更具体地，本专利技术涉及这样的光致抗蚀剂组合物和使用其的光致抗蚀剂膜，所述光致抗蚀剂组合物能够在形成精细图案期间实现优异的图案性能，并且能够制备具有优异的镀覆液化学稳定性的光致抗蚀剂膜。
技术介绍
光加工已成为主流微加工技术，并且封装技术不断变化为用于制造高密度封装的工艺。特别地，随着半导体输入/输出端的数量增加，扩展倒装芯片的使用并且正在引入FOWLP(Fan-OutWaferLevelPackaging，扇出型晶圆级封装)技术。此外，扩展实现芯片之间的直接连接以使信号延迟最小化的TSV(ThroughSiliconVia，硅通孔)工艺。在这方面，对凸起(bump)技术的需求增加，并且形成凸起的凸起光致抗蚀剂的技术开发被认为非常重要。在凸起光致抗蚀剂的情况下，(i)在10微米至100微米的厚膜中的感光度和分辨率应为优异的；(ii)应通过镀覆过程形成金属凸起，因此图案性能例如平直度、残留特性、基脚(footing)特性和切口特性应为良好的；以及(iii)对镀覆液的耐受性应为优异的。因此，使用光致抗蚀剂以提高厚膜中的感光度和分辨率。通常，上述光致抗蚀剂组合物包含：(a)树脂，其通过酸离解以增加其在碱性显影液中的溶解度；(b)光敏产酸剂(光致产酸剂)；以及(c)酸扩散控制剂。然而，通常向现有的光致抗蚀剂组合物中添加腐蚀抑制剂，但存在如下问题：抗蚀剂组合物的制造生产率降低，例如腐蚀抑制剂的溶解性差，腐蚀抑制剂没有很好地溶解，或者搅拌时间延长；此外，在形成抗蚀剂图案之后在镀覆过程中抗蚀剂图案中包含的腐蚀抑制剂溶解在镀覆液中，从而污染镀覆液。在这方面，需要开发这样的新光致抗蚀剂组合物，其能够在形成精细图案期间实现优异的图案性能，并且能够制备具有优异的镀覆液化学稳定性的光致抗蚀剂膜。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供光致抗蚀剂组合物，所述光致抗蚀剂组合物能够在形成精细图案期间实现优异的图案性能，并且能够制备具有优异的镀覆液化学稳定性的光致抗蚀剂膜。本专利技术的另一个目的是提供使用上述光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂膜。技术方案本专利技术提供了光致抗蚀剂组合物，其包含(甲基)丙烯酸类树脂，所述(甲基)丙烯酸类树脂包含(甲基)丙烯酸类重复单元和键合至所述重复单元的支链末端的由以下化学式1表示的官能团。[化学式1]在化学式1中，R1和R2各自独立地为氢、羧基、基于聚氧化烯的官能团、具有1至20个碳原子的烷基、或具有6至20个碳原子的芳基，或者R1和R2彼此连接以形成具有3至20个碳原子的环烷基。本专利技术还提供了光致抗蚀剂膜，其特征在于基脚长度与光致抗蚀剂膜厚度之比为0.05或更小。本专利技术人通过实验发现，当使用包含(甲基)丙烯酸类树脂(其中具有如化学式1所示的特定结构的官能团键合至(甲基)丙烯酸类重复单元的支链末端)的光致抗蚀剂组合物时，即使不添加另外的腐蚀抑制剂，也可以通过与能够用作腐蚀抑制剂的化学式1的官能团化学键合的(甲基)丙烯酸类树脂来改善由光致抗蚀剂组合物获得的膜的图案性能，并且可以解决在通过将腐蚀抑制剂与(甲基)丙烯酸类树脂共混而获得的组合物中产生的诸如镀覆液的混溶性降低和污染的问题，从而完成了本专利技术。特别地，由化学式1表示的官能团可以使用叠氮化合物和烷烃化合物作为反应前体通过点击反应容易地引入，并且具有不同取代基的(甲基)丙烯酸类树脂的合成也是容易的。在下文中，将详细地描述根据本专利技术的具体实施方案的光致抗蚀剂组合物和光致抗蚀剂膜。在整个本说明书中，除非另外具体描述，否则当一个部分“包括”一个构成要素时，这不意指排除另一构成要素，而是意指还可以包括另一构成要素。在本专利技术中，术语“(甲基)丙烯酸类”以包括丙烯酸类或甲基丙烯酸类的含义使用。在本专利技术中，取代基的实例在下面描述，但不限于此。如本文所用，术语“经取代的”意指键合另一官能团代替化合物中的氢原子，并且待取代的位置没有限制，只要该位置是氢原子被取代的位置(即，取代基可以取代的位置)即可，并且当两个或更多个取代时，两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。如本文所用，术语“经取代或未经取代的”意指未被取代或者被选自以下的一个或更多个取代基取代：氘；卤素基团；氰基；硝基；羟基；羰基；酯基；酰亚胺基；酰胺基；氨基；羧基；磺酸基；磺酰胺基；氧化膦基；烷氧基；芳氧基；烷基硫基；芳基硫基；烷基磺酰基；芳基磺酰基；甲硅烷基；硼基；烷基；环烷基；烯基；芳基；芳烷基；芳烯基；烷基芳基；芳基膦基；或者包含N、O和S原子中的至少一者的杂环基，或者未被取代或者被以上所例示的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代。例如，“两个或更多个取代基连接的取代基”可以为联苯基。即，联苯基也可以为芳基，并且可以被解释为两个苯基连接的取代基。如本文所用，符号或-*意指与另一取代基连接的键，直接键意指其中在由L表示的部分处不存在单独原子的情况。如本文所用，重均分子量意指通过GPC法测量的依据聚苯乙烯的重均分子量。在确定通过GPC法测量的依据聚苯乙烯的重均分子量的过程中，可以使用公知的分析装置、检测器(例如折射率检测器)、和分析柱。可以使用通常应用的温度、溶剂和流量条件。测量条件的具体实例如下：使用WatersPL-GPC220仪器，在160℃的评估温度下使用PolymerLaboratoriesPLgelMIX-B300mm柱，使用1,2,4-三氯苯作为溶剂，流量为1mL/分钟，以10mg/10mL的浓度制备样品然后以200μL的量进料，可以使用由聚苯乙烯标准物形成的校准曲线确定Mw的值。本文使用的聚苯乙烯标准物的分子量为2000/10,000/30,000/70,000/200,000/700,000/2,000,000/4,000,000/10,000,000九种。在本专利技术中，烷基可以为直链或支链的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至40。根据一个示例性实施方案，烷基的碳原子数为1至20。根据另一个示例性实施方案，烷基的碳原子数为1至10。根据又一个示例性实施方案，烷基的碳原子数为1至6。烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环庚基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光致抗蚀剂组合物，包含(甲基)丙烯酸类树脂，所述(甲基)丙烯酸类树脂包含(甲基)丙烯酸类重复单元和键合至所述重复单元的支链末端的由以下化学式1表示的官能团：/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171124 KR 10-2017-0158924;20181030 KR 10-2018-011.一种光致抗蚀剂组合物，包含(甲基)丙烯酸类树脂，所述(甲基)丙烯酸类树脂包含(甲基)丙烯酸类重复单元和键合至所述重复单元的支链末端的由以下化学式1表示的官能团：
[化学式1]



其中，在化学式1中，
R1和R2各自独立地为氢、羧基、基于聚氧化烯的官能团、具有1至20个碳原子的烷基、或具有6至20个碳原子的芳基，或者R1和R2彼此连接以形成具有3至20个碳原子的环烷基。


2.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述支链包含由以下化学式2表示的官能团：
[化学式2]



其中，在化学式2中，
R3为具有1至20个碳原子的烷基、或具有6至30个碳原子的芳基，
L为直接键、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)y-、-O(CH2)yO-、-{(CH2)yO}p-、-NH-、-NH(CH2)y-NH-、-NH(CH2)yO-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)y-OCO-、或-OCO-(CH2)y-COO-，以及
L中的y和p各自独立地为1至10的整数。


3.根据权利要求2所述的光致抗蚀剂组合物，其中化学式1的官能团键合至化学式2的R3。


4.根据权利要求2所述的光致抗蚀剂组合物，其中，在化学式2中，R3为苯基，L为直接键或-{(CH2)yO}p-，以及y和p各自独立地为1至5的整数。


5.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中所述基于聚氧化烯的官能团为由以下化学式3表示的官能团：
[化学式3]



其中，在化学式3中，
R'为具有1至5个碳原子的亚烷基，
X为氢、氘、卤素、氰基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、氨基、羧基、磺酸基、磺酰胺基、氧化膦基、烷氧基、芳氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、甲硅烷基、硼基、烷基、环烷基、烯基、芳基、芳烷基、芳烯基、烷基芳基、芳基膦基、或包含N、O和S原子中的至少一者的杂环基，
L'为直接键、-O-、-CO-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CONH-、-COO-、-(CH2)z-、-O(CH2)zO-、-O(CH2)z-、-NH-、-NH(CH2)z-NH-、-NH(CH2)zO-、-OCH2-C(CH3)2-CH2O-、-COO-(CH2)z-OCO-、或-OCO-(CH2)z-COO-，以及
L'中的z为1至10的整数。


6.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物，其中R1和R2彼此连接以形成具有7至10个碳原子的环烷基。


7....

【专利技术属性】
技术研发人员：朴银石，林敏映，金智慧，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR