一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物、底层胶组合物及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物、底层胶组合物及应用，聚合物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸聚合得到，其原料易得，便于生产，且生产方法简便，反应条件温和，作为双层剥离工艺的底层树脂材料，具有较好的化学稳定性和抗刻蚀能力。聚合物作为原料制备的底层胶应用于双层剥离工艺，只需要单次显影就可以得到目标光刻图案，且显影速率快，是上层光刻胶的3

【技术实现步骤摘要】
一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物、底层胶组合物及应用


[0001]本专利技术属于半导体制造
，具体涉及一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物、底层胶组合物及应用。

技术介绍

[0002] Lift
‑
off剥离工艺是一种精细的金属沉积剥离工艺。在微电子机械系统和集成电路的生产中，Lift
‑
off剥离工艺一般用于高密度的多层布线中，由于剥离工艺形成的金属引线台阶有一定倾斜度，所以有利于实现层间介质平坦化和提高电路密度。Lift
‑
off剥离工艺分为单层剥离工艺和双层剥离工艺，双层剥离工艺相比单层剥离工艺而言，在分辨率、底切控制、工艺简单化及良品率等方面都有明显的优势，且双层Lift
‑
off剥离工艺宽容度范围更大，可满足不同的制程需求。
[0003]双层Lift
‑
off剥离工艺路线参见图1，具体为：先涂覆一层均匀的底层胶(Lift
‑
off胶) ，烘烤除去底层胶中大部分溶剂，形成致密薄膜；再在其上涂覆光刻胶(Photoresist，PR)，曝光，显影，由于两层胶溶解速率的不同，造成底层胶在显影液中的侧向溶解速率快于上层光刻胶，形成如图所示的图案；接着淀积金属层，用有机溶剂将双层胶剥离，未被光刻胶保护的基片区域得到金属图案。
[0004]双层Lift
‑
off剥离工艺形成上宽下窄的形貌机理与单层Lift
‑
off胶不同。双层Lift
‑
off工艺的关键在于底层胶和上层光刻胶在显影液中的溶解速率不同，在相同显影条件下，底层胶侧向溶解速率快于上层光刻胶，从而形成底切形貌，易于显影液的渗透。故适用于底层胶中的基体树脂需要满足几点要求：不溶解于传统光刻胶的溶剂中，如丙二醇甲醚醋酸酯等；像酚醛树脂一样可溶于碱性溶液中；不溶于水；具有较高的玻璃化转化温度；具有好的化学稳定性和抗刻蚀能力；在硅片上有良好的粘附性等。而目前常用的底层树脂是聚二甲基戊二酰亚胺(Polydimethylglutarimide，PMGI)，其制备工艺是在高温高压下，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和氨气通过双螺杆挤出机反应得到。此制备方法反应条件要求高且需要特定的装置设备，成本高。
[0005]因此，现在亟需一种反应条件温和，成本低的双层剥离工艺的底层胶用聚合物。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物，具有反应条件温和，成本低。
[0007]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物，所述聚合物的结构式如下所示：
其中，n＞1，R选自氢、羟基、卤素、C1‑6烷基、C1‑6烷氧基、
‑
COOH、
‑
CO
‑
O
‑
CH2‑
CH2N(CH3)2、CO
‑
OCH3或CO
‑
OCH2‑
CH2N(CH3)
3+
Cl
‑
。
[0008]优选的，所述聚合物重均分子量为30000～80000g/mol。
[0009]优选的，所述聚合物多分散系数≤2.7。
[0010]优选的，所述聚合物的结构式如下所示：
[0011]其中，n＞1。
[0012]更优选的，所述聚合物由以下制备方法制备得到：（1）丙酮、甲基丙烯酸甲酯MMA和甲基丙烯酸MA混合均匀后，加热至63
‑
65℃反应；（2）反应12
‑
14小时后停止反应，冷却至室温；（3）将反应后溶液缓慢加入到石油醚溶液中，剧烈搅拌后产生沉淀；（4）将沉淀进行干燥，得到聚合物。
[0013]本专利技术的又一目的是提供一种底层胶组合物，所述底层胶组合物包括上述的聚合物、聚合物B、添加剂和溶剂。
[0014]优选的，所述聚合物B为间
‑
甲基酚醛树脂、邻
‑
甲基酚醛树脂、对
‑
甲基酚醛树脂中至少一种。
[0015]优选的，所述添加剂包括表面活性剂和颜料，所述溶剂为丙二醇甲醚、乙酸乙酯或苯甲醚。
[0016]一种双层体系，包括顶层光刻胶和上述的底层胶组合物形成的底层胶。
[0017]本专利技术的另一目的是提供一种双层体系在双层剥离工艺中的应用，对上述双层体系进行曝光，显影。
[0018]优选的，曝光为i/g线曝光。
[0019]优选的，曝光后烘烤温度为130～180℃，曝光后烘烤时间为热板3～5min或烤箱20～40min，显影采用的显影液包括1.19wt％～2.38wt％氢氧化四甲铵显影液。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）本专利技术的双层剥离工艺的底层胶用聚合物，其反应条件温和，成本低。
[0021]（2）相比于聚二甲基戊二酰亚胺，本专利技术的底层胶用聚合物所制备的底层胶组合
物应用于双层Lift
‑
off剥离工艺只需要单次显影就可以得到目标光刻图案，光刻效率得到很大提高。另外，在同一显影液显影时，本专利技术的底层胶组合物形成的底层胶的显影速率大于顶层光刻胶，底层胶的显影速率为顶层光刻胶的3~5倍，可以形成大角度底切图形，工艺窗口更宽。
附图说明
[0022]图1为双层Lift
‑
off剥离工艺路线图。
[0023]图2为本专利技术实施例1的共聚物组合物形成的底层胶和CJ2137紫外正性光刻胶形成的形貌图。
[0024]其中，（a）为显影时间25s所形成的形貌图；（b）为显影时间40s所形成的形貌图；（c）为显影时间90s所形成的形貌图。
[0025]图3为本专利技术实施例2的共聚物组合物形成的底层胶和CJ2240紫外负性光刻胶形成的形貌图。
实施方式
[0026]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
实施例1
[0027]一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物的制备方法为：a)清洗反应容器；b)向反应容器内加入30L丙酮、6g甲基丙烯酸甲酯（MMA）和3g甲基丙烯酸（MA）；c)将反应容器加热至65℃进行反应；d)反应12小时后停止，冷却至室温；e)将反应后溶液缓慢加入到30L石油醚中，在1000r/min转速下进行搅拌30min，产生沉淀；f)将沉淀经抽滤后放在干燥箱内进行干燥，得到底层胶用聚合物PMMA
‑
MMA。
[0028]底层胶包括7wt％PMMA
‑
MMA、3wt％间
‑
甲基酚醛树脂、0.1wt％表面活性剂改性聚硅氧烷（BASF的Efka
®ꢀ
SL 3288）、0.3wt％颜料苏丹红和89.6wt％丙二醇甲醚。
[0029]在洁净的硅片上先涂一层均匀的底层胶，膜厚0.7μm，前烘150℃/300s。烘烤完成后再涂覆产品CJ2137紫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层剥离工艺的底层胶用聚合物，其特征在于：所述聚合物的结构式如下所示：其中，n＞1，R选自氢、羟基、卤素、C1‑6烷基、C1‑6烷氧基、
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COOH、
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CO
‑
O
‑
CH2‑
CH2N(CH3)2、CO
‑
OCH3或CO
‑
OCH2‑
CH2N(CH3)
3+
Cl
‑
。2.根据权利要求1所述的双层剥离工艺的底层胶用聚合物，其特征在于：所述聚合物的结构式如下所示：其中，n＞1。3.根据权利要求1所述的双层剥离工艺的底层胶用聚合物，其特征在于：所述聚合物重均分子量为30000～80000g/mol。4.根据权利要求2所述的双层剥离工艺的底层胶用聚合物，其特征在于：所述聚合物由以下制备方法制备得到：（1）丙酮、甲基丙烯酸甲酯MMA和甲基丙烯酸MA混合均匀后，加热至63
‑
65℃反应；（2）反应12
‑
14小时后停止反应，冷却至室温；（3）将...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，严翔，薛钰铸，朱宣烨，
申请(专利权)人：江苏长进微电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：