一种厚膜光刻胶用氨污染抑制添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种厚膜光刻胶用氨污染抑制添加剂及其制备方法，还提供了一种光刻胶组合物、其制备方法及其应用。该光刻胶组合物的原料包括：无规共聚物、光致生酸剂、光敏聚合物和有机溶剂。所述无规共聚物为由下述通式Ia、Ib和Ic表示的结构单元组成的重均分子量为1000

【技术实现步骤摘要】
一种厚膜光刻胶用氨污染抑制添加剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种厚膜光刻胶用氨污染抑制添加剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着最近大规模集成电路的高集成化和高速度化，要求光刻胶的图形更加细微化。光刻胶在图形曝光时主要使用i
‑
line(365nm),KrF(248nm)和ArF(193nm)作为光源。最近的半导体芯片大致上可以分为存储型和非存储型，而存储型又可细分为dram和nand flash。代表性的非存储型芯片是logic。集成电路正朝着将越来越多的信息存储在更小的空间上的技术方向发展，因此光刻胶技术能实现的图形的细微化也是与日俱增。另外，随着最近ArF immersion技术的到来，在Dram上应用像双重图形技术(double patterning)和四级图形技术(quadruple patterning)等多样的细微化技术；而在Nand flash上，为了储存更多容量的信息，在已有的2维平面设计上出现了以3维积层技术为基础的3D用nand flash。
[0003]随着越来越需要承载需求和高度信息的技术，3D Nand flash要满足更高的积层技术。为了实现其设计技术，已经出现并且技术成熟的CAR类型的I
‑
line和KrF PR重新被要求，从而拥有了新的市场和更多的需求。但是，这里的I
‑
line PR不是使用现有的Novolark树脂为基础的PAC类型，而是使用与KrF和ArF相同CAR类型PAG的材料，3D NAND Flash中使用的光刻胶的厚度基本上在1um～15um。因此，像这样新出现的I
‑
line和KrF PR的需求就要求在既有的成熟技术基础上，还需要能够满足3D NAND FLUSH设计中的新功能和作用的光刻技术和高水平的品质管理。
[0004]因此，为防止大气中的氨和胺污染导致光刻图形的歪曲，从而不能保证更高水平的CAR type的I
‑
line和KrF PR品质，需要开发出一种I
‑
line和KrF PR用高分子添加剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是现有的光刻胶组合物应用于I
‑
line和KrF光刻工艺中存在由大气中的氨和胺污染导致的光刻图形歪曲的问题，从而本专利技术提供了一种厚膜光刻胶用氨污染抑制添加剂及其制备方法。
[0006]本专利技术提供的氨污染抑制添加剂和光刻胶组成物，使用在光刻胶而形成光刻胶膜时，所述氨污染抑制添加剂移动到光刻胶膜的上部从而起到防止空气和PR表面接触的屏障作用。当光刻胶在图形工艺时，由于光刻胶的表面受到光照而产生酸扩散。因此，加入本专利技术的氨污染抑制添加剂或使用本专利技术提供的光刻胶组成物就会防止因PR表面产生的酸与空气中的氨反应而造成图形歪曲。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种由下述通式Ia、Ib和Ic表示的结构单元组成的重均分子量为1000
‑
50000的无规共聚物，其特征在于，
[0008][0009]其中上述结构单元Ia、Ib和Ic占三者总摩尔量的摩尔百分比为：0≤Ia<90％，0≤Ib<90％，0<Ic<50％；
[0010]R1和R2分别独立地为H、C3‑
10
环烷基、C1‑
20
烷基或C1‑
20
烷基
‑
C(O)
‑
，所述C1‑
20
烷基、C1‑
20
烷基
‑
C(O)
‑
和C3‑
10
环烷基任选被一个或多个R1‑1取代；每个R1‑1独立地为卤素或C1‑4烷基；
[0011]并且，R1和R2中至少有一个包含卤素；
[0012]R3为H或C1‑
20
烷基。
[0013]在一些实施方案中，所述无规共聚物的重均分子量可以为8500
‑
12000，例如9500
‑
11000。
[0014]在一些实施方案中，所述无规共聚物的分子量分布的值可以为1.62
‑
1.73，例如1.62、1.65、1.69、1.72或1.73。
[0015]在一些实施方案中，所述无规共聚物中结构单元Ia、Ib和Ic占三者总摩尔量的摩尔百分比为0≤Ia<75％，0≤Ib<20％，0<Ic<25％；优选为60％≤Ia<75％，0≤Ib<20％，20％<Ic<25％；例如Ia：60％，Ib：20％，Ic：20％；或，Ia：75％，Ib：0％，Ic：25％。
[0016]优选地，R1为卤素取代的C1‑
20
烷基
‑
C(O)
‑
。
[0017]优选地，R1为更优选地，R1为
[0018]优选地，R2为C1‑
20
烷基、C3‑
10
环烷基、C1‑4烷基取代的C3‑
10
环烷基(例如乙基取代的环戊基，例如)、或其中，R4为卤素或被一个或多个卤素取代的C1‑9烷基。
[0019]优选地，R4为氟或三氟甲基。
[0020]优选地，R2为叔丁基、
[0021]优选地，R3为H。
[0022]本专利技术中，C1‑
20
烷基在任一处出现时可以为C1‑
10
烷基，例如C1‑4烷基。
[0023]本专利技术中，C3‑
10
环烷基在任一处出现时可以为C5‑8环烷基。
[0024]本专利技术中，卤素在任一处出现时可以为氟、氯、溴或碘，优选为氟。
[0025]本专利技术中，组成所述无规共聚物的通式Ia、Ib和Ic表示的结构单元可选自以下组合1
‑
7中的任一种：
[0026]组合1：式Ia为式Ib为式Ic为
[0027]组合2：式Ia为式Ib为式Ic为
[0028]组合3：式Ia为式Ib为式Ic为
[0029]组合4：式Ia为式Ib为式Ic为
[0030]组合5：式Ia为式Ib为式Ic为
[0031]组合6：式Ia为式Ib为式Ic为
[0032]组合7：式Ia为式Ic为式Ib的摩尔百分比为0；
[0033]其中，R3和R4如本专利技术中所定义。
[0034]本专利技术中，优选地，组成所述无规共聚物的通式Ia、Ib和Ic表示的结构单元可选自以下组合8
‑
12中的任一种：
[0035]组合8：式Ia为式Ib为式Ic为
[0036]组合9：式Ia为式Ib为式Ic为
[0037]组合10：式Ia为式Ib为式Ic为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶组合物，其特征在于，其由下述原料制得，所述原料包括：无规共聚物、光致生酸剂、光敏聚合物和有机溶剂；所述无规共聚物由下述通式Ia、Ib和Ic表示的结构单元组成的重均分子量为1000
‑
50000的无规共聚物，其中上述结构单元Ia、Ib和Ic占三者总摩尔量的摩尔百分比为：0≤Ia<90％，0≤Ib<90％，0<Ic<50％；R1和R2分别独立地为H、C3‑
10
环烷基、C1‑
20
烷基或C1‑
20
烷基
‑
C(O)
‑
，所述C1‑
20
烷基、C1‑
20
烷基
‑
C(O)
‑
和C3‑
10
环烷基任选被一个或多个R1‑1取代；每个R1‑1独立地为卤素或C1‑4烷基；并且，R1和R2中至少有一个包含卤素；R3为H或C1‑
20
烷基。2.如权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，以质量分数计，所述无规共聚物的含量，为光刻胶组合物的0.05wt％
‑
5wt％，例如0.058wt％；和/或，以质量分数计，所述光致生酸剂的含量为0.1wt％至10wt％，例如0.1wt％至0.36wt％，又例如0.36wt％至10wt％；和/或，以质量分数计，所述光敏聚合物的含量为5wt％至60wt％，例如5.83％；和/或，以质量分数计，所述有机溶剂的含量为20wt％至95wt％，例如93.23wt％；和/或，所述光致生酸剂为和/或，所述光敏聚合物由结构单元x1、y1和z1组成：
其中上述结构单元x1:y1:z1的摩尔百分比为：1:1:1，所述光敏聚合物的重均分子量Mw为9000
‑
11000，分子量分布系数为1.5
‑
2.0；和/或，所述有机溶剂为丙二醇单乙醚醋酸酯；和/或，所述无规共聚物的重均分子量为8500
‑
12000，例如9500
‑
11000；和/或，所述无规共聚物的分子量分布的值为1.62
‑
1.73，例如1.62、1.65、1.69、1.72或1.73；和/或，所述无规共聚物中结构单元Ia、Ib和Ic占三者总摩尔量的摩尔百分比为0≤Ia<75％，0≤Ib<20％，0<Ic<25％；优选为60％≤Ia<75％，0≤Ib<20％，20％<Ic<25％；例如Ia：60％，Ib：20％，Ic：20％；或，Ia：75％，Ib：0％，Ic：25％；和/或，R1为卤素取代的C1‑
20
烷基
‑
C(O)
‑
；优选地，R1为为更优选地，R1为和/或，R2为C1‑
20
烷基、C3‑
10
环烷基、C1‑4烷基取代的C3‑
10
环烷基、或其中，R4为卤素或被一个或多个卤素取代的C1‑9烷基；优选地，R4为氟或三氟甲基；优选地，R2为叔丁基、和/或，R3为H。3.如权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，组成所述无规共聚物的通式Ia、Ib和Ic表示的结构单元选自以下组合1
‑
7中的任一种：组合1：式Ia为式Ib为式Ic为
组合2：式Ia为...

【专利技术属性】
技术研发人员：方书农，王溯，耿志月，
申请(专利权)人：上海芯刻微材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：