一种化学放大型正性I线光刻胶及其制备与使用方法技术

本发明专利技术涉及一种化学放大型正性I线光刻胶及其制备与使用方法，该光刻胶包括以下质量百分比的各组分：聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂15～35％；光致产酸剂0.1～0.6％；酸猝灭剂0.1～0.2％；流平剂0.05～0.1％；溶剂余量。制备方法包括以下步骤：按化学放大型正性I线光刻胶的各组分混合。使用方法包括以下步骤：将化学放大型正性I线光刻胶涂布在硅片上，依次经过前烘、曝光、后烘和显影。本发明专利技术解决光刻胶曝光窗口低的问题，尤其正性薄膜(0.8～4μm)光刻胶曝光窗口低的问题，适合集成电路后段钝化层或高能注入工艺，扩大了应用范围。扩大了应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种化学放大型正性I线光刻胶及其制备与使用方法


[0001]本专利技术涉及光刻胶
，具体为一种化学放大型正性I线光刻胶及其制备与使用方法。

技术介绍

[0002]聚对羟基苯乙烯类树脂主要基于KrF化学放大型光刻胶的研发，目前，关于I线的化学放大型光刻胶的报道很少。随着集成电路及器件的研制开发，在大规模集成电路、超大规模集成电路中光刻胶的分辨率越来越高，相较于传统型酚醛树脂类光刻胶，I线的化学放大型光刻胶可进一步提高胶的分辨率，使得光刻胶材料的特征尺寸达到0.35μm。
[0003]对于聚对羟基苯乙烯类I线薄膜光刻胶来讲，最大的问题即是曝光窗口小，使得工艺调整范围小，给产品加工带来困难。本专利技术主要针对曝光窗口低的问题进行改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种化学放大型正性I线光刻胶及其制备与使用方法，以解决聚对羟基苯乙烯类I线薄膜光刻胶曝光窗口低的问题。
[0005]为了实现本专利技术之目的，本申请提供以下技术方案。
[0006]在第一方面中，本申请提供一种化学放大型正性I线光刻胶，所述光刻胶包括以下质量百分比的各组分：
[0007][0008][0009]在第一方面的一种实施方式中，所述聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂包括第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂和第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂；
[0010]其中，所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂为对羟基苯乙烯、苯乙烯和丙烯酸叔丁酯的共聚物；
[0011]所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂为对羟基苯乙烯、苯乙烯和对甲氧基苯乙烯的共聚物。
[0012]在第一方面的一种实施方式中，在所述聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂中，所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的质量百分比为50～80％，所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的质量百分比为20～50％。
[0013]在第一方面的一种实施方式中，所述光刻胶还包括如下技术特征中的至少一项：
[0014]a1)所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂重均分子量为20000～30000；
[0015]a2)所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的分子量分布系数为1.5～3.5；
[0016]a3)所述第一聚对羟基苯乙烯聚合物树脂由如下摩尔比的各组分共聚得到：
[0017]对羟基苯乙烯
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55～65％；
[0018]苯乙烯
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15～30％；
[0019]丙烯酸叔丁酯
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15～30％；
[0020]a4)所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的重均分子量为6000～18000；
[0021]a5)所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的分子量分布系数为1.5～3.5；
[0022]a6)所述第二聚对羟基苯乙烯聚合物树脂由如下摩尔比的各组分共聚得到：
[0023]对羟基苯乙烯
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91～98％；
[0024]苯乙烯
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1～7％；
[0025]对甲氧基苯乙烯
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0.5～2％。
[0026]在第一方面的中一种实施方式中，所述光刻胶还包括如下技术特征中的至少一项：
[0027]b1)所述光致产酸剂选自(4
‑
羟基
‑
1萘基)二甲基锍九氟丁磺酸盐(PAG1)、(4,7
‑
二羟基
‑1‑
萘基)二甲基锍九氟丁磺酸盐(PAG2)、(4,7
‑
二丁氧基
‑1‑
萘基)四氢噻吩九氟丁磺酸盐(PAG3)、(4,7
‑
二丁氧基
‑1‑
萘基)四氢噻吩三氟甲磺酸盐(PAG4)、(4,7
‑
二羟基
‑1‑
萘基)四氢噻吩樟脑磺酸盐(PAG5)、(4,7
‑
二羟基
‑1‑
萘基)二甲基锍三氟甲磺酸盐(PAG6)、(4,7
‑
二羟基
‑1‑
萘基)四氢噻吩九氟丁磺酸盐(PAG7)或(4,7
‑
二羟基
‑1‑
萘基)四氢噻吩三氟甲磺酸盐(PAG8)中的至少一种；
[0028]b2)所述酸猝灭剂选自三(3,6
‑
二氧杂庚基)胺(BASE1)、四丁基乳酸铵(BASE2)、4
‑
苯基吗啡啉(BASE3)、2
‑
苯基苯并咪唑(BASE4)、N,N
‑
二甲基苯胺(BASE5)、二乙醇胺(BASE6)、1,2
‑
二苯基乙二胺(BASE7)或1,2
‑
环己二胺(BASE8)中的至少一种；
[0029]b3)所述流平剂选自3M氟碳表面活性剂FC
‑
4430或特洛伊Troysol S366中的至少一种；
[0030]b4)所述溶剂选自苯甲醚、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯代苯、二氯苯、丙二醇单醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二缩乙二醇甲醚、二缩乙二醇乙醚、二缩乙二醇甲乙醚、醋酸丁酯、醋酸新戊酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮、双丙酮醇、γ
‑
丁内脂或乳酸乙酯中的至少一种。
[0031]在第二方面中，本申请提供一种如上所述化学放大型正性I线光刻胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将所述聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂、所述光致产酸剂、所述酸猝灭剂、所述流平剂按质量百分比溶于溶剂中，搅拌溶解后，得到所述化学放大型正性I线光刻胶。
[0032]在第二方面的一种实施方式中，在所有原料混合后，所述制备方法包括过滤。
[0033]在第二方面的一种实施方式中，所述过滤采用孔径为0.22μm的聚四氟乙烯微孔滤膜过滤器。
[0034]在第三方面中，本申请提供一种如上所述化学放大型正性I线光刻胶的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：将所述化学放大型正性I线光刻胶旋涂在硅片上，依次经过前烘、曝光、后烘、显影，得到光刻图案。
[0035]在第三方面的一种实施方式中，所述使用方法还包括如下技术特征中的一项：
[0036]c1)所述光刻胶旋涂的主转速为1800rpm；
[0037]c2)所述前烘的温度为100～130℃，前烘的时间为40～100s；
[0038]c3)所述曝光采用的设备I12步进式曝光机，曝光能量为100～300ms；
[0039]c4)所述后烘的温度为90～120℃，后烘的时间为40～100s；
[0040]c5)所述显影采用的显影液包括四甲基氢氧化铵(TMAH)。
[0041]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的化学放大型正性I线光刻胶通过调整第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂和第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的比例，同时筛选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学放大型正性I线光刻胶，其特征在于，所述光刻胶包括以下质量百分比的各组分：2.如权利要求1所述的化学放大型正性I线光刻胶，其特征在于，所述聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂包括第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂和第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂；其中，所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂为对羟基苯乙烯、苯乙烯和丙烯酸叔丁酯的共聚物；所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂为对羟基苯乙烯、苯乙烯和对甲氧基苯乙烯的共聚物。3.如权利要求2所述的化学放大型正性I线光刻胶，其特征在于，在所述聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂中，所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的质量百分比为50～80％，所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的质量百分比为20～50％。4.如权利要求2所述的化学放大型正性I线光刻胶，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：a1)所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的重均分子量为20000～30000；a2)所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的分子量分布系数为1.5～3.5；a3)所述第一聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂由如下摩尔比的各组分共聚得到：对羟基苯乙烯
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55～65％；苯乙烯
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15～30％；丙烯酸叔丁酯15～30％；a4)所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的重均分子量为6000～18000；a5)所述第二聚对羟基苯乙烯类聚合物树脂的分子量分布系数为1.5～3.5；a6)所述第二聚对羟基苯乙烯聚合物树脂由如下摩尔比的各组分共聚得到：对羟基苯乙烯
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91～98％；苯乙烯
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1～7％；对甲氧基苯乙烯
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0.5
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2％。5.如权利要求1所述的化学放大型正性I线光刻胶，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：b1)所述光致产酸剂选自(4
‑
羟基
‑
1萘基)二甲基锍九氟丁磺酸盐、(4,7
‑
二羟基
‑1‑
萘基)二甲基锍九氟丁磺酸盐、(4,7
‑
二丁氧基
‑1‑
萘基)四氢噻吩九氟丁磺酸盐、(4,7
‑
二丁氧基
‑1‑
萘基)四氢噻吩三氟甲磺酸盐、(4,7
‑
二羟基
‑1‑
萘基)四氢噻吩樟脑磺酸盐、(4,7
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：傅志伟，谈云龙，赵蕊，潘新刚，梅崇余，
申请(专利权)人：徐州博康信息化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：