一种感光性聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，公开了一种感光性聚合物及其制备方法和应用。该感光性聚合物，包含下列结构单元：(1A)：具有至少一个能够通过酸水解产生酸性基团的结构单元；(1B)：具有至少一个烯烃、乙烯基醚或(甲基)丙烯酸酯能够通过作用力配对的单体结构单元；(1C)：具有至少一个环状基团的结构单元。本发明专利技术通过对感光性聚合物结构的优化，使其具有良好的浸润性，利用其制备的光刻胶，与涂布材料的相容性好，能够应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。的半导体制程的分辨率。的半导体制程的分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种感光性聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种感光性聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]集成电路(integrated circuit，IC)是信息化时代最关键的技术之一，在集成电路的制造中，光刻(photopilthography)是其中的关键技术。芯片的功能的提升离不开光刻材料与工艺的发展。
[0003]光刻是利用光化学反应将掩膜(mask)上的预设图形转印至衬底(substrate)上的过程。在光刻工艺中，光刻胶(photo
‑
resist)是最关键的材料。入射光通过掩膜版，使掩膜版上的图形被投射到涂布在衬底上的光刻胶上，激发光化学反应，并经烘烤和显影从而形成光刻胶图形，随后光刻胶图形作为阻挡层，用于选择性地阻挡后续的刻蚀或是离子注入等。
[0004]目前主流工艺为使用波长为193nm的光源的ArF光刻工艺，所使用光源为氟化氩ArF激发的193nm激光，ArFi光刻胶为ArF浸没式光刻胶。193nm光刻根据曝光系统中晶圆与透镜之间介质的不同，又可分为193nm干法光刻和193nm湿法光刻，其中193nm干发光刻的晶圆与透镜之间是空气，通光量(NA)小于1.0，193nm干法光刻只能满足90nm和65nm半导体制程的分辨率；而45nm分辨率以下的半导体制程都必须利用水代替空气，得到通光量为1.07
‑
1.35NA的高分辨率光刻工艺，所以更高端半导体制造如45nm、32nm的半导体制程必须使用193nm湿法光刻胶，即ArFi光刻胶。而目前的光刻胶的配方，无法应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。且，目前的光刻胶中的感光性聚合物的浸润性较差，浸润性也无法根据需要进行调节，使得光刻胶在应用中与涂布材料的相容性差，适用范围窄。
[0005]因此，希望提供有一种感光性聚合物，具有良好的浸润性，制备的光刻胶与涂布材料的相容性好，能够应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种感光性聚合物，具有良好的浸润性，制备的光刻胶与涂布材料的相容性好，能够应用于193nm浸没式光刻，满足45nm以下的半导体制程的分辨率。
[0007]本专利技术第一方面提供了一种感光性聚合物。
[0008]具体的，一种感光性聚合物，包含下述结构单元：
[0009](1A)：具有至少一个能够通过酸水解产生酸性基团的结构单元；
[0010](1B)：具有至少一个烯烃、乙烯基醚或(甲基)丙烯酸酯能够通过作用力配对的单体结构单元；
[0011](1C)：具有至少一个环状基团的结构单元。
[0012]优选的，所述结构单元(1A)中含有酯基或醚基。
[0013]优选的，所述结构单元(1A)含有式a1和/或式a2所示的结构，
[0014][0015]其中，Ra1、Ra1’
各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：无、无取代或卤素取代的C1‑
C6直链烷基、无取代或卤素取代的C1‑
C6分支烷基、无取代或卤素取代的C6‑
C
20
环状烷基；
[0016]Ra2、Ra2’
各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：羟基，羧基，未取代、被羟基或卤素取代的C1‑
C6直链烷基，未取代、被羟基或卤素取代的C1‑
C6分支烷基，未取代或被羟基或卤素取代的C6‑
C
10
芳基；
[0017]Ra3、Ra3’
各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：无，卤素原子，取代或未取代的C1‑
C6直链烷基，取代或未取代的C1‑
C6分支烷基；所述烷基的取代选自卤素原子、羟基、羧基、胺基、酰胺基、硝基、亚硝基或酰氧基或酰胺基中的一种。
[0018]优选的，所述结构单元(1B)含有式b1所示的结构，
[0019][0020]在式b1中，Rb1、Rb2和Rb3各自独立地代表取代基；其中，Rb1代表至少一种选自以下种类的取代基：无、C1‑
C
10
直链烷基、C1‑
C
10
分支烷基或C3‑
C
30
环状烷基；
[0021]Rb2代表至少一种选自以下种类的取代基：氢原子或甲基；
[0022]Rb3代表至少一种选自以下种类的取代基：无、C1‑
C
30
直链或分支烷基或C1‑
C
30
烷氧基；
[0023]L1、L2代表可通过共价键相连，或通过分子间作用力结合的结构，可具体为：
[0024][0025]其中，X可取碳原子或硅原子；
[0026]Rb4、Rb5各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：未取代、被羟基或卤素
取代的C1‑
C6直链烷基，未取代、被羟基或卤素取代的C1‑
C6分支烷基，未取代、被羟基或卤素取代的C6‑
C
20
芳基。
[0027]优选的，所述结构单元(1B)包含丙烯酸酯类结构与烯烃类结构。所述聚合物的主链根据丙烯酸酯类与烯烃类两种结构的比例可形成不同的序列结构。
[0028]优选的，所述丙烯酸酯类结构占总结构个数的50％
‑
90％；所述烯烃类结构占总结构个数的10％
‑
50％。可通过调整所述感光性聚合物主链上丙烯酸酯类结构与烯烃类结构的比例，调节树脂的Tg和制备的ArFi光刻胶的浸润性。
[0029]当所述丙烯酸酯类结构占85％，所述烯烃类结构占15％时，所述聚合物的主链可形成下列序列：
‑
M
‑
(O
‑
M
‑
O
‑
M
‑
O
‑
M)
‑
M
‑
；
[0030]其中，M代表丙烯酸酯类结构，O代表烯烃类结构。
[0031]当所述丙烯酸酯类结构占75％，所述烯烃类结构占25％时，所述聚合物的主链可形成下列序列：
‑
O
‑
(M
‑
M
‑
M
‑
O
‑
M
‑
M
‑
M
‑
O
‑
M
‑
O
‑
M
‑
O
‑
M
‑
O
‑
M
‑
M
‑
M
‑
M
‑
M)
‑
O
‑
；
[0032]其中，M代表丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感光性聚合物，其特征在于，包含下列结构单元：(1A)：具有至少一个能够通过酸水解产生酸性基团的结构单元；(1B)：具有至少一个烯烃、乙烯基醚或(甲基)丙烯酸酯能够通过作用力配对的单体结构单元；(1C)：具有至少一个环状基团的结构单元。2.根据权利要求1所述的感光性聚合物，其特征在于，所述结构单元(1A)中含有酯基或醚基。3.根据权利要求2所述的感光性聚合物，其特征在于，所述结构单元(1A)含有式a1和/或式a2所示的结构，其中，Ra1、Ra1’
各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：无、无取代或卤素取代的C1‑
C6直链烷基、无取代或卤素取代的C1‑
C6分支烷基、无取代或卤素取代的C6‑
C
20
环状烷基；Ra2、Ra2’
各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：羟基，羧基，未取代、被羟基或卤素取代的C1‑
C6直链烷基，未取代、被羟基或卤素取代的C1‑
C6分支烷基，未取代或被羟基或卤素取代的C6‑
C
10
芳基；Ra3、Ra3’
各自独立地代表至少一种选自以下种类的取代基：无，卤素原子，取代或未取代的C1‑
C6直链烷基，取代或未取代的C1‑
C6分支烷基；所述烷基的取代选自卤素原子、羟基、羧基、胺基、酰胺基、硝基、亚硝基或酰氧基或酰胺基中的一种。4.根据权利要求1所述的感光性聚合物，其特征在于，所述结构单元(1B)含有式b1所示的结构，在式b1中，Rb1、Rb2和Rb3各自独立地代表取代基；其中，Rb1代表至少一种选自以下种类的取代基：无、C1‑
C
10
直链烷基、C1‑
C
10
分支烷基或C3‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓云祥，钟春燕，
申请(专利权)人：珠海雅天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：