光刻胶、光刻胶的图案化方法及集成电路板的刻蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种光刻胶，按重量份剂，包括有机溶剂、功能粒子1～50份、自由基淬灭剂0～2份且不为0份，所述功能粒子包括可自由基聚合型金属氧化物以及包被在所述金属氧化物表面的有机物配体，所述有机物配体具有可自由基引发聚合的基团。本发明专利技术还公开了一种光刻胶的图案化方法。本发明专利技术还公开了一种集成电路板的刻蚀方法。

【技术实现步骤摘要】
光刻胶、光刻胶的图案化方法及集成电路板的刻蚀方法
本专利技术涉及光刻
，特别是涉及一种光刻胶、光刻胶的图案化方法及集成电路板的刻蚀方法。
技术介绍
由于集成度不断提高，器件尺寸不断缩小，芯片的制造对光刻工艺提出了非常苛刻的工艺条件，包括极限特征尺寸，边缘粗糙度，尺寸均匀度，光刻胶截面形貌，缺陷等等。光刻胶的综合性能可用RLS来评价，即R(分辨率-特征线宽)、L(LER或LWR边缘粗糙度)、S(灵敏度)。为了满足工业生产的要求，光刻胶需要满足以下指标：分辨率<16nm，LWR<15％，灵敏度<20mJ/cm2。极紫外光刻技术(extremeultraviolet，简称EUV)被称为最有希望的下一代光刻技术。EUV光刻采用波长为10-14nm的极紫外光作为光源，可使曝光波长降到13.5nm，它能够把光刻技术扩展到32nm以下的特征尺寸。波长为13.5nm的EUV光子(约为92eV)入射到光刻胶时，光刻胶分子吸收光子发生离子化，产生二次电子，二次电子继而触发各种化学反应。但是，二次电子能量较高，容易导致光刻胶图案线边缘粗糙度大，尤其是对于16nm以下节点的高分辨光刻成像。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够降低EUV光刻图案线边缘粗糙度的光刻胶、光刻胶的图案化方法及集成电路板的刻蚀方法。一种光刻胶，其特征在于，按重量份计，包括有机溶剂、功能粒子1～50份、自由基淬灭剂0～2份且不为0份，所述功能粒子包括可自由基聚合型金属氧化物以及包被在所述金属氧化物表面的有机物配体，所述有机物配体具有可自由基引发聚合的基团。在其中一个实施例中，所述自由基淬灭剂选自对苯醌、对苯二酚、2-甲基对苯二酚、2-甲氧基对苯二酚、酚噻嗪、对叔丁基邻苯二酚、β-苯基萘胺、1,1-二苯基-2-苦肼、5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物及2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧化物中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述金属氧化物选自氧化锆、氧化锌、氧化铪、氧化镍、氧化钴、氧化铟及氧化锡中任意一种或多种。在其中一个实施例中，所述有机物配体为含有碳碳双键的有机物配体。在其中一个实施例中，所述有机物配体选自丙烯酸、甲基丙烯酸和3,3-二甲基丙烯酸中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述金属氧化物为氧化锆，所述功能粒子的分子通式为Zr6O4(OH)4X12，其中，X选自丙烯酸、甲基丙烯酸和3,3-二甲基丙烯酸中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述功能粒子的重量份数为5～25份。在其中一个实施例中，所述有机溶剂选自1,4-二氧六环、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、γ-丁内酯及环戊酮中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述功能粒子在所述光刻胶中的质量百分数为1％～50％，所述自由基淬灭剂在所述光刻胶中的质量百分数为0％～2％且不为0。在其中一个实施例中，所述功能粒子在所述光刻胶中的质量百分数为5％～25％一种所述的光刻胶的图案化方法，包括以下步骤：将所述光刻胶涂布在基底表面，除去所述光刻胶中的有机溶剂，在所述基底表面上形成预成膜层；将光源透过具有预设图案的掩膜照射在所述基底的预成膜层上进行曝光操作，使得预成膜层的曝光区域形成功能粒子团聚体；将显影剂施加在曝光后的预成膜层上，使得预成膜层上被掩膜遮挡的未曝光区域溶解于显影剂中，而预成膜层的曝光区域由于形成功能粒子团聚体而保留在基底上。在其中一个实施例中，所述曝光操作的曝光剂量为4.9mJ/cm2～150mJ/cm2。在其中一个实施例中，所述显影剂选自异丙醇、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、丙酮、环己烷、正庚烷、正戊烷、4-甲基-2-戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯、1,4-二氧六环及乙酸丁酯中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述基底选自硅板。一种集成电路板的刻蚀方法，包括如下步骤：按照所述的光刻胶的图案化方法制备硅板基底上具有图案化光刻胶层的预图案化板材；利用干法或湿法刻蚀所述预图案化板材，所述硅板基底的具有光刻胶层的区域未被刻蚀，而没有光刻胶层的区域被刻蚀。本专利技术的光刻胶通过抑制二次电子扩散距离可以有效提高光刻胶的性能，尤其是灵敏度高的EUV光刻的精度。EUV光源单个光子能量大，作用机理也不同于传统紫外光刻中只有感光剂与光反生反应，而是光刻胶中的所有物质都会与EUV光子发生反应，大部分反应会生成二次电子，二次电子会进一步引发光刻胶的光化学反应。二次电子能量较高，传统的光刻胶中二次电子的扩散现象严重，有研究表明其平均自由程可达几十纳米，二次电子的扩散导致图形的质量问题，尤其体现为图案的边缘粗糙度差。本专利技术通过在光刻胶中添加适量的自由基淬灭剂，能够有效地将由于二次电子在膜层中扩散触发的非曝光区域的活性离子碎片淬灭，抑制非曝光区域的进一步反应。EUV照射功能粒子导致表面少量有机物配体解离，表面电荷改变，进一步导致功能粒子聚集或者金属氧化物聚集形成团聚体，曝光区域在显影剂中溶解度降低，而非曝光区域由于不引发反应而能够溶解在显影剂中。本专利技术的光刻胶可在感光灵敏度较高的情况下控制由于二次电子扩散引起的边缘缺陷，降低边缘粗糙度，提高分辨率，尤其对于精密度要求较高的器件的光刻质量具有很大提升。另外，功能粒子的表面具有可自由基聚合的有机物配体，一方面提高金属氧化物在有机溶剂中的分散性，另一方面有机物配体本身可引发功能粒子表面的聚合，从而有利于提高光刻胶曝光区和非曝光区的溶解度差异，有利于提高图案化的灵敏性。附图说明图1为本专利技术对比例1的光刻胶的图案化曝光电镜照片；图2为本专利技术对比例2的光刻胶的图案化曝光电镜照片；图3为本专利技术对比例3的光刻胶的图案化曝光电镜照片；图4为本专利技术实施例3的光刻胶的图案化曝光电镜照片；图5为本专利技术实施例5的光刻胶的图案化曝光电镜照片；图6为本专利技术实施例7的光刻胶的图案化曝光电镜照片。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“特征线宽”指的是单次曝光能得到的最窄线宽。本专利技术实施例提供一种光刻胶，按重量份计，包括有机溶剂、功能粒子1～50份、自由基淬灭剂0～2份且不为0份，所述功能粒子包括可自由基聚合型金属氧化物以及包被在所述金属氧化物表面的有机物配体，所述有机物配体具有可自由基引发聚合的基团。本专利技术的光刻胶通过抑制二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光刻胶，其特征在于，按重量份计，包括有机溶剂、功能粒子1～50份、自由基淬灭剂0～2份且不为0份，所述功能粒子包括可自由基聚合型金属氧化物以及包被在所述金属氧化物表面的有机物配体，所述有机物配体具有可自由基引发聚合的基团。/n

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶，其特征在于，按重量份计，包括有机溶剂、功能粒子1～50份、自由基淬灭剂0～2份且不为0份，所述功能粒子包括可自由基聚合型金属氧化物以及包被在所述金属氧化物表面的有机物配体，所述有机物配体具有可自由基引发聚合的基团。


2.根据权利要求1所述的光刻胶，其特征在于，所述自由基淬灭剂选自对苯醌、对苯二酚、2-甲基对苯二酚、2-甲氧基对苯二酚、酚噻嗪、对叔丁基邻苯二酚、β-苯基萘胺、1,1-二苯基-2-苦肼、5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物及2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧化物中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的光刻胶，其特征在于，所述金属氧化物选自氧化锆、氧化锌、氧化铪、氧化镍、氧化钴、氧化铟及氧化锡中任意一种或多种。


4.根据权利要求1所述的光刻胶，其特征在于，所述有机物配体为含有碳碳双键的有机物配体。


5.根据权利要求4所述的光刻胶，其特征在于，所述有机物配体选自丙烯酸、甲基丙烯酸和3,3-二甲基丙烯酸中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的光刻胶，其特征在于，所述金属氧化物为氧化锆，所述功能粒子的分子通式为Zr6O4(OH)4X12，其中，X选自丙烯酸、甲基丙烯酸和3,3-二甲基丙烯酸中的一种或多种，优选的，所述功能粒子的重量份数为5～25份。


7.根据权利要求1所述的光刻胶，其特征在于，所述有机溶剂选自1,4-二氧六环、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、γ-丁内酯及环戊酮中的一种或多种。


8.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宏，何向明，王倩倩，
申请(专利权)人：清华大学，北京华睿新能动力科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11