一种基于酸敏性环氧单体的化学放大光刻胶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于酸敏性环氧单体的化学放大光刻胶组合物，所述的光刻胶组合物包括：酸敏性聚合物树脂、光敏剂、猝灭剂和溶剂；所述酸敏性聚合物树脂由酸敏性环氧单体在催化剂或引发剂的作用下，通过环氧开环的方式进行聚合反应制备得到。本发明专利技术提供的基于酸敏性环氧单体的化学放大光刻胶组合物具有酸敏感的聚合物主链及侧链，在光刻过程中可以同时发生主链与侧链结构的断裂，并产生羟基、羧基等强极性基团，提高了与非曝光区域的溶解度差异，从而可以得到更高的灵敏度、对比度、分辨率以及更低的线边缘粗糙度，弥补了一般化学放大型光刻胶材料的缺陷，可应用于g线光刻、i线光刻、KrF光刻、ArF光刻、极紫外光刻、电子束光刻和离子束光刻。和离子束光刻。

A chemically amplified photoresist composition based on acid sensitive epoxy monomer and its application

【技术实现步骤摘要】
一种基于酸敏性环氧单体的化学放大光刻胶组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及光刻胶领域，具体涉及一种基于酸敏性环氧单体的化学放大光刻胶组合物。

技术介绍

[0002]光刻技术是一种自上而下的微纳加工技术，通过光束或粒子束的选择性曝光，可以将所设计的微纳结构从掩膜版或数字文件转移到基片表面，从而制备得到光学器件、芯片、微机电系统等精密设备。
[0003]光刻胶是直接对光束或粒子束产生响应的物质，是光刻工艺中最关键的材料之一。随着人类社会对芯片运算能力和运行功耗要求的不断提高，芯片的基本单元，即晶体管的结构尺寸不断减小，目前正在进入3nm节点的时代。这对光刻技术，包括光源及光刻胶等都提出了更高的要求。在曝光光源波长不断降低的背景下，光源的功率急剧下降，光刻胶的灵敏度亟需提高，因此，化学放大光刻胶应运而生。
[0004]早在上世纪八十年代，IBM的三位化学家便提出了化学放大的概念(Ito H.,Willson C.G.,Fr
é
chet J.M.J.,Digest of Technical Papers of 1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于酸敏性环氧单体的化学放大光刻胶组合物，其特征在于所述的光刻胶组合物包括：酸敏性聚合物树脂、光敏剂、猝灭剂和有机溶剂；所述酸敏性聚合物树脂由酸敏性环氧单体在催化剂或引发剂的作用下，通过环氧开环的方式进行聚合反应制备得到；所述聚合反应为以下三种反应方法之一：(一)一种酸敏性环氧单体进行自聚合反应；(二)两种以上的酸敏性环氧单体进行共聚反应；(三)一种或多种酸敏性环氧单体与反应性单体进行共聚合反应，所述反应性单体为二氧化碳、一氧化碳、氧硫化碳、二硫化碳或一硫化碳；所述酸敏性环氧单体的化学式为下列式(1)～式(4)之一所述式(1)～式(4)中，R1、R2各自独立为H、未取代的或具有取代基的C1‑
C
20
烷基，所述烷基的碳链内含有或不含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种；所述烷基上的取代基选自卤素原子、C1‑
C
20
的支链或直链的烷基、C1‑
C
20
的支链或直链的烷氧基中的一种或多种；所述式(1)或式(2)中，R3为下列基团式A～式J之一：～式J之一：～式J之一：表示连接键；式A中，K1为0、C1‑
C
20
亚烷基、苯基、或碳链中含有氧或硫原子的C1‑
C
20
亚烷基，所述亚烷
基、苯基上的H不被取代或被C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基取代；式B中，K2为0、C1‑
C
20
亚烷基、苯基、或碳链中含有氧或硫原子的C1‑
C
20
亚烷基，所述亚烷基、苯基上的H不被取代或被C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基取代；式C中，K3为C1‑
C
20
次烷基；式D、式E中，K4、K5各自独立为0、C1‑
C
20
亚烷基、苯基、或碳链中含有氧或硫原子的C1‑
C
20
亚烷基，所述亚烷基、苯基上的H不被取代或被C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基取代；式E中，K6为C1～C
20
亚烷基、或碳链中含有氧或硫原子的C1‑
C
20
亚烷基；式F中，K7为C1～C
20
次烷基；式G、式H中，K8、K9各自独立为0、C1‑
C
20
亚烷基、苯基、或碳链中含有氧或硫原子的C1～C
20
亚烷基，所述亚烷基上、苯基的H不被取代或被C1‑
C
10
的烷基或C1‑
C
10
的烷氧基取代；式I、式J中，K
10
、K
11
各自独立为C1‑
C
20
次烷基；式F中，n1、n2各自独立的取自1～20之间的整数；式I、式J中，n3、n4、n5、n6各自独立的取自0
‑
20之间的整数，但不可同时取0；式A～式C中，R9、R
10
、R
11
、R
12
各自独立选自包含或不包含取代基的以下基团：C1‑
C
30
烷基、C3‑
C
30
环烷基、C3‑
C
30
炔基、C4‑
C
30
硅烷基、C6‑
C
30
芳香基、C3‑
C
30
杂环基或C5‑
C
30
杂芳香基，或者为碳链中含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种的所述基团；其中所述取代基选自卤素原子、羟基、三氟甲基、C1‑
C
20
的支链或直链的烷基、C1‑
C
20
的支链或直链的烷氧基、C3‑
C
20
的支链或直链的环烷基、C6‑
C
30
的芳香基、C5‑
C
30
的杂芳香基中的一种或多种；式D中R
13
、R
14
各自独立为H或选自包含或不包含取代基的以下基团：C1～C
30
烷基或C6～C
30
芳香基，或者为碳链中含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种的所述基团；其中所述取代基选自卤素原子、羟基、C1～C
20
的支链或直链的烷基、C1～C
20
的支链或直链的烷氧基、C3～C
20
的支链或直链的环烷基、C6～C
30
的芳香基、C5～C
30
的杂芳香基中的一种或多种；所述式E中，R
16
为H或C1～C
30
烷基；式F中，R
18
、R
19
各自独立为H或选自包含或不包含取代基的以下基团：C1～C
30
烷基或C6～C
30
芳香基，或者为碳链中含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种的所述基团；其中所述取代基选自卤素原子、羟基、C1～C
20
的支链或直链的烷基、C1～C
20
的支链或直链的烷氧基、C3～C
20
的支链或直链的环烷基、C6～C
30
的芳香基、C5～C
30
的杂芳香基中的一种或多种；所述式D中，R
15
选自包含或不包含取代基的以下基团：C1‑
C
30
烷基，C3‑
C
30
环烷基、C3‑
C
30
炔基、C4‑
C
30
硅烷基、C6‑
C
30
芳香基、C3‑
C
30
杂环基或C5‑
C
30
杂芳香基，或者为碳链中含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种的所述基团；其中所述取代基选自卤素原子、羟基、C1‑
C
20
的支链或直链的烷基、C1‑
C
20
的支链或直链的烷氧基、C3‑
C
20
的支链或直链的环烷基、C1‑
C
20
的支链或直链的硅烷基、C6‑
C
30
的芳香基、C5‑
C
30
的杂芳香基中的一种或多种；所述式E中，R
17
为氧杂环上的取代基，R
17
为未取代的或具有取代基的C1‑
C
20
烷基，所述烷基的碳链内含有或不含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种；所述烷基上的取代基选自卤素原子、C1‑
C
10
的支链或直链的烷基、C1‑
C
10
的支链或直链的烷氧基中的一种或多种；t代表氧杂环上R
17
的个数，t为0～3的整数；所述式F中，R
20
为氧杂环上的取代基，R
20
为未取代的或具有取代基的C1‑
C
20
烷基，所述烷基的碳链内含有或不含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种；所述烷基上的取代基选自卤素原子、C1‑
C
10
的支链或直链的烷基、C1‑
C
10
的支链或直链的烷氧基中的一种或多种；s代表氧
杂环上R
20
的个数，s为0～3的整数；所述式(1)中，R4为H、未取代的或具有取代基的C1‑
C
20
烷基，或者为式A～式C之一；式A～式C中K1～K
11
、R9～R
20
、n1～n6、t、s的定义如前所述；所述烷基的碳链内含有或不含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种；所述烷基上的取代基选自卤素原子、C1‑
C
10
的支链或直链的烷基、C1‑
C
10
的支链或直链的烷氧基中的一种或多种；式(2)中，i代表Q环上R3的个数，i＝1或2；所述式(2)中，Q环代表环氧基团上的两个碳原子和碳链连接成环的环状基团，所述Q环为下列之一：为下列之一：表示连接键；其中Z表示O、N、S、C1‑
C
20
亚烷基或碳链中含有氧、氮或硫原子中的一种或多种的C1‑
C
20
亚烷基；所述式(2)中，R
q
代表Q环上除R3以外的取代基，R
q
为未取代的或具有取代基的C1‑
C
20
烷基，所述烷基的碳链内含有或不含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种；所述烷基上的取代基选自卤素原子、C1‑
C
10
的支链或直链的烷氧基中的一种或多种；j代表Q环上R
q
的个数，j为0～3的整数；所述式(3)中，m1、m2各自独立的取自0
‑
20之间的整数，但不可同时取0；所述式(3)中，R5为未取代的或具有取代基的C1‑
C
20
烷基，所述烷基的碳链内含有或不含有O、S、N、Si、P原子中的一种或多种；所述烷基上的取代基选自卤素原子、C1‑
C
10

【专利技术属性】
技术研发人员：陆新宇，杨贯文，李博，
申请(专利权)人：烯欧途杭州新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：