一种i线光刻胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种i线光刻胶及其制备方法和应用。本发明专利技术公开的i线光刻胶组合物包括以下组分：树脂、光敏剂、有机硅流平剂和有机溶剂；所述树脂包括下述重量份数的组分：80

【技术实现步骤摘要】
一种i线光刻胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种i线光刻胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光刻胶是一类通过光束、电子束、离子束等能量辐射后，溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，在集成电路和半导体分立器件的微细加工中有着广泛的应用。通过将光刻胶涂覆在半导体、导体和绝缘体材料上，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩膜版转移到待加工的衬底上，因此光刻胶是微细加工技术中的关键材料。根据光化学反应机理不同，光刻胶分为正性光刻胶与负性光刻胶：曝光后，光刻胶在显影液中溶解性增加，得到与掩膜版相同图形的称为正性光刻胶；曝光后，光刻胶在显影液中溶解性降低甚至不溶，得到与掩膜版相反图形的称为负性光刻胶。两种光刻胶都有各自不同的应用领域，通常来讲，正性光刻胶用的更为普遍，占到光刻胶总量的80％以上。
[0003]光刻技术随着集成电路集成度的提高、加工线宽的缩小，经历了从g线(436nm)光刻，i线(365nm)光刻，到深紫外248nm光刻，及目前的193nm光刻的发展历程，相对应于各曝光波长的光刻胶也应用而生。随着曝光波长变化，光刻胶的组成与结构也不断地变化，以使光刻胶的综合性能满足对应集成工艺制程的要求。但目前，i线光刻的光敏性和分辨率都有待改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有的i线光刻得到的光刻胶图形的光敏性差，分辨率低等的缺陷，从而提供了一种i线光刻胶及其制备方法和应用。采用本专利技术的i线光刻胶组合物在用于i线光刻时得到的光刻胶图光敏性和分辨率高。
[0005]本专利技术提供了一种i线光刻胶组合物，其包括以下组分：树脂、光敏剂、有机硅流平剂和有机溶剂；
[0006]所述树脂包括下述重量份数的组分：80
‑
90份酚醛树脂、20
‑
50份树脂C和10
‑
15份树脂D；
[0007]所述酚醛树脂为酚醛树脂A和酚醛树脂B的至少一种；
[0008]所述酚醛树脂A的制备方法包括下列步骤：在草酸的作用下，将间甲酚、对甲酚、3,5
‑
二甲酚和甲醛进行反应得到；
[0009]所述酚醛树脂B的制备方法包括下列步骤：在草酸的作用下，将间甲酚、对甲酚和甲醛进行反应得到；
[0010]所述树脂C和树脂D的结构如下所示：
[0011][0012][0013]所述有机硅流平剂为聚甲基苯基硅氧烷。
[0014]本专利技术中，所述酚醛树脂以重量份数计优选80份。
[0015]本专利技术中，所述酚醛树脂优选酚醛树脂A。
[0016]本专利技术中，所述酚醛树脂优选酚醛树脂B。
[0017]本专利技术中，所述酚醛树脂优选酚醛树脂A和酚醛树脂B的组合。当所述酚醛树脂为酚醛树脂A和B的组合时，酚醛树脂A和酚醛树脂B的质量比优选2:7
‑
7:2(例如1:1、3.5:1、3:1、0.4:1、0.5:1)。
[0018]本专利技术中，所述树脂C以重量份数计优选30份。
[0019]本专利技术中，所述树脂D以重量份数计优选10份。
[0020]在一实施方案中，所述树脂由80
‑
90份酚醛树脂、20
‑
50份树脂C和10
‑
15份树脂D组成，其中所述酚醛树脂为酚醛树脂A和酚醛树脂B的至少一种。
[0021]本专利技术中，所述光敏剂以重量份数计可以为本领域常规的份数，优选10
‑
40份，例如10份。
[0022]本专利技术中，所述有机硅流平剂在所述i线光刻胶组合物中的浓度可以为本领域常规的浓度，优选500
‑
2000ppm，例如500ppm、1000ppm或2000ppm。
[0023]本专利技术中，所述有机溶剂以重量份数计可以为本领域常规的份数，优选450
‑
800份，例如450份。
[0024]本专利技术中，所述有机硅流平剂为的重均分子量优选为3000
‑
6000。
[0025]本专利技术中，所述光敏剂可以为本领域常规的光敏剂，优选2,2',4,4'
‑
四羟基二苯甲酮
‑
1,2
‑
重氮萘醌
‑5‑
磺酸酯。
[0026]本专利技术中，所述光敏剂的平均酯化度优选为60％。
[0027]本专利技术中，所述有机溶剂可以为本领域常规的溶剂，优选醚类溶剂、酯类溶剂、酰胺类溶剂、芳烃类溶剂和酮类溶剂的一种或多种(例如一种或两种)。所述醚类溶剂可以为乙二醇单甲醚、苯甲醚、丙二醇单乙醚、二缩乙二醇甲醚和二缩乙二醇乙醚中的一种或多种；优选乙二醇单甲醚。所述酯类溶剂可以为丙二醇单甲醚乙酸酯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯和γ
‑
丁内酯中的一种或多种；优选丙二醇单甲醚乙酸酯。所述酰胺类溶剂可以为二甲基乙酰胺。所述芳烃类溶剂可以为二甲苯。所述酮类溶剂可以为N
‑
甲基吡咯烷酮。当使用两种溶剂时，第一种溶剂和第二种溶剂的重量比可不做具体限定，优选1:1
‑
1:2，例如1:1.25。
[0028]在某一方案中，所述有机溶剂优选醚类溶剂、酯类溶剂、酰胺类溶剂、芳烃类溶剂和酮类溶剂的一种。
[0029]在某一方案中，所述有机溶剂优选醚类溶剂(第一种溶剂)和酰胺类溶剂(第二种溶剂)两种。
[0030]在所述酚醛树脂A的制备方法中，间甲酚以重量份数计可以为本领域常规的份数，优选30
‑
80份，例如65份。
[0031]在所述酚醛树脂A的制备方法中，对甲酚以重量份数计可以为本领域常规的份数，优选20
‑
50份，例如35份。
[0032]在所述酚醛树脂A的制备方法中，3,5
‑
二甲酚以重量份数计可以为本领域常规的份数，优选1
‑
10份，例如5份。
[0033]在所述酚醛树脂A的制备方法中，草酸以重量份数计可以为本领域常规的份数，优选1
‑
10份，例如2份。
[0034]在所述酚醛树脂A的制备方法中，甲醛优选以福尔马林溶液的形式参与到所述酚醛树脂A的制备。所述的福尔马林溶液的质量浓度可以是36.9％。所述的福尔马林溶液以重量份数计可以为本领域常规的份数，优选20
‑
80份，例如60份。
[0035]在所述酚醛树脂A的制备方法可在氮气氛围下进行。
[0036]在所述酚醛树脂A的制备方法中，优选包括下列步骤：将间甲酚、对甲酚、3,5
‑
二甲酚、甲醛、草酸混合进行反应，中间补加一次草酸。当中间补加一次草酸时，第一次和第二次加入草酸的量相同。两次草酸用量为2重量份。
[0037]在所述酚醛树脂A的制备方法中，反应温度可以为本领域常规的反应温度，优选40
‑
100℃，例如40℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种i线光刻胶组合物，其特征在于，其包括以下组分：树脂、光敏剂、有机硅流平剂和有机溶剂；所述树脂包括下述重量份数的组分：80
‑
90份酚醛树脂、20
‑
50份树脂C和10
‑
15份树脂D；所述酚醛树脂为酚醛树脂A和酚醛树脂B的至少一种；所述酚醛树脂A的制备方法包括下列步骤：在草酸的作用下，将间甲酚、对甲酚、3,5
‑
二甲酚和甲醛进行反应得到；所述酚醛树脂B的制备方法包括下列步骤：在草酸的作用下，将间甲酚、对甲酚和甲醛进行反应得到；所述树脂C和树脂D的结构如下所示：所述树脂C和树脂D的结构如下所示：所述有机硅流平剂为聚甲基苯基硅氧烷。
2.如权利要求1所述的i线光刻胶组合物，其特征在于，所述酚醛树脂以重量份数计为80份；和/或，所述树脂C以重量份数计为30份；和/或，所述树脂D以重量份数计为10份；和/或，所述光敏剂以重量份数计为10
‑
40份；和/或，所述有机硅流平剂在所述i线光刻胶组合物中的浓度为500
‑
2000ppm；和/或，所述有机溶剂以重量份数计为450
‑
800份。3.如权利要求1或2所述的i线光刻胶组合物，其特征在于，所述有机硅流平剂的重均分子量为3000
‑
6000；和/或，所述酚醛树脂为酚醛树脂A、酚醛树脂B或者酚醛树脂A和酚醛树脂B的组合；当所述酚醛树脂为酚醛树脂A和B的组合时，酚醛树脂A和酚醛树脂B的质量比优选2:7
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7:2；和/或，所述光敏剂为2,2',4,4'
‑
四羟基二苯甲酮
‑
1,2
‑
重氮萘醌
‑5‑
磺酸酯；和/或，所述光敏剂的平均酯化度为60％；和/或，所述有机溶剂为醚类溶剂、酯类溶剂、酰胺类溶剂、芳烃类溶剂和酮类溶剂的一种或多种。4.如权利要求3所述的i线光刻胶组合物，其特征在于，所述醚类溶剂为乙二醇单甲醚、苯甲醚、丙二醇单乙醚、二缩乙二醇甲醚和二缩乙二醇乙醚中的一种或多种；和/或，所述酯类溶剂为丙二醇单甲醚乙酸酯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯和γ
‑
丁内酯中的一种或多种；和/或，所述酰胺类溶剂为二甲基乙酰胺；和/或，所述芳烃类溶剂为二甲苯；和/或，所述酮类溶剂为N
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甲基吡咯烷酮。5.如权利要求1
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4任一项所述的i线光刻胶组合物，其特征在于，在所述酚醛树脂A的制备方法中，间甲酚以重量份数计为30
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80份；和/或，在所述酚醛树脂A的制备方法中，对甲酚以重量份数计为20
‑
50份；和/或，在所述酚醛树脂A的制备方法中，3,5
‑
二甲酚以重量份数计为1
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10份；和/或，在所述酚醛树脂A的制备方法中，草酸以重量份数计为1
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10份；和/或，在所述酚醛树脂A的制备方法中，甲醛以福尔马林溶液的形式参与到所述酚醛树脂A的制备；所述的福尔马林溶液的质量浓度为36.9％；所述的福尔马林溶液以重量份数计为20
‑
80份；和/或，在所述酚醛树脂A的制备方法在氮气氛围下进行；和/或，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：方书农，王溯，耿志月，唐晨，
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：