專利名稱：化學增幅型含硅i-線紫外負性光刻膠及其成膜樹脂的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光刻膠及其成膜樹脂，特別涉及一種含硅共聚物成膜樹脂以及利 用這種成膜樹脂配制而成的用于以I-線(365nm)紫外光為曝光光源的高分辨率紫外(UV) 負性化學增幅型光刻膠組合物。
背景技術：
光刻膠是大規(guī)模集成電路工業(yè)中進行光刻過程的關鍵功能材料，其中含有的成膜 樹脂又是光刻膠中的重要組成部分。成膜樹脂的化學及物理性能直接影響光刻膠在大規(guī)模 集成電路工業(yè)中的使用效果。傳統(tǒng)的紫外(UV)曝光光源為高壓汞燈，其光波波長在300 600nm之間，主要光 譜包括g_線(436nm)、h-線(405nm)和I-線(365nm)。在光刻工藝中，分辨率與曝光波長 成反比(R=k λ/NA)，即曝光波長越短分辨率越高。因此，在紫外曝光的光刻工藝中I-線光 刻膠可獲得較高的分辨率。根據(jù)光刻工藝的不同，光刻膠又分為正性光刻膠與負性光刻膠兩大類。所謂正性 光刻膠是指在光刻過程中光刻膠薄膜上，圖形曝光的部分最后被顯影液洗去，留下未曝光 的部分形成圖形。而負性光刻膠與此相反，在光刻過程中，光刻膠薄膜上未曝光的部分在顯 影時被洗去，而曝光的部分形成圖形。化學增幅型負性光刻膠一般由成膜劑、光致酸、交聯(lián) 劑、溶劑、阻溶劑以及流平劑等組成。在實際光刻工藝中，負性光刻膠是因為曝光區(qū)在光的作用下而發(fā)生交聯(lián)等化學反 應而不溶于顯影液中而形成圖形。由于負性光刻膠具有分辨率高、抗刻蝕性優(yōu)秀等特點，因 此應用范圍比較廣。隨著大規(guī)模集成電路工業(yè)的飛速發(fā)展，集成電路產(chǎn)品及品種的多樣化， 光刻工藝的不斷改進，對光刻工藝過程中使用的關鍵功能材料，特別是光刻膠的要求也更 高，種類及性能也要多樣化、專門化。負性光刻膠至今仍在不斷的改進、發(fā)展和完善中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種含硅共聚物成膜樹脂以及利用這種成膜樹脂配制而成的用于以 I-線(365nm)紫外光為曝光光源的高分辨率紫外(UV)負性化學增幅型光刻膠組合物，目的 是為IC制造行業(yè)提供一支高分辨率的I-線負性光刻膠并有效提高現(xiàn)有光刻膠與基材硅片 的粘附性，增加曝光區(qū)的交聯(lián)度，降低其在顯影液中的溶解性，從而增加曝光區(qū)與非曝光區(qū) 對比度，以獲得更好的圖形。為達到上述目的，本發(fā)明采用的第一種技術方案是一種成膜樹脂，由共聚單體在 自由基引發(fā)劑存在的條件下，于溶劑中進行共聚合反應制備而成，其所述成膜樹脂的分子 量為2000 100000，分子量分布為1. 4 2. 8 ；所述共聚單體主要為下列質(zhì)量百分含量的 化合物取代苯乙烯40% 90%;含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑0. 5% 40% ；式中 是H、CH3或CF3 ；R3是碳原子數(shù)為1 20的烷基；R4是碳原子數(shù)為1 20的 燒基；
權利要求
1. 一種成膜樹脂，由共聚單體在自由基引發(fā)劑存在的條件下，于溶劑中進行共聚合反 應制備而成，其特征在于所述成膜樹脂的分子量為2000 100000，分子量分布為1. 4 2. 8 ；所述共聚單體主要為下列質(zhì)量百分含量的化合物 取代苯乙烯40% 90%;含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑0. 5% 40% ；所述 取代苯 乙烯是 符合化 學通式( I)的至少一種化合物
2.根據(jù)權利要求1所述的成膜樹脂，其特征在于所述共聚單體中還包含質(zhì)量百分含 量為1% 40%的符合化學通式(III)和(IV)的化合物中的至少一種
3.根據(jù)權利要求1所述的成膜樹脂，其特征在于所述取代苯乙烯是對羥基苯乙烯、對 乙酰氧基苯乙烯、間羥基苯乙烯、間乙酰氧基苯乙烯、3，4- 二羥基苯乙烯、3，4- 二乙酰氧基 苯乙烯、3，5- 二羥基苯乙烯或3，5- 二乙酰氧基苯乙烯。
4.根據(jù)權利要求2所述的成膜樹脂，其特征在于所述符合化學通式QU)的化合物有 下列種類苯乙烯、對叔丁基苯乙烯、對叔戊基苯乙烯、對乙氧基苯乙烯、3，5_ 二甲氧基苯 乙烯、3，5-二乙氧基苯乙烯、對苯氧基苯乙烯、對2-羥乙氧基苯乙烯。
5.根據(jù)權利要求2所述的成膜樹脂，其特征在于所述符合化學通式(IV)的化合物有 下列種類甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、 丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)戊酯、丙烯酸環(huán)戊酯、甲基丙烯酸 環(huán)己酯、丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯、丙烯酸環(huán) 氧丙酯、甲基丙烯酸甘油酯、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸膽留醇酯、丙烯酸膽留醇酯、甲基丙 烯酸乙氧乙基酯、丙烯酸乙氧乙基酯、甲基丙烯酸β-丁內(nèi)酯、丙烯酸β-丁內(nèi)酯、甲基丙烯 酸芐酯、丙烯酸芐酯。
6.一種化學增幅型含硅I-線紫外負性光刻膠，其特征在于主要由以下重量份的材料 經(jīng)混合后制成
全文摘要
一種化學增幅型含硅I-線紫外負性光刻膠，主要由10～30份的成膜樹脂、0.5～6份的光致酸；0.5～10份的交聯(lián)劑；70～90份的溶劑經(jīng)混合后制成所述成膜樹脂主要由0.5%～40%的含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑和40%～90%的取代苯乙烯經(jīng)共聚反應制得。本發(fā)明在一般以聚對羥基苯乙烯(PHS)為基礎的成膜樹脂配方中引入了可以與之共聚合的含硅的丙烯酸酯類偶聯(lián)劑，進行共聚合制備成一類新的成膜樹脂，這種新的成膜樹脂由于含硅丙烯酸酯類偶聯(lián)劑單元的作用，增加了光刻膠與硅片之間的粘結(jié)性能，同時也改善了抗干刻蝕的性能。
文檔編號C08F212/14GK102050908SQ20101055263
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2010年11月22日
發(fā)明者冉瑞成, 沈吉 申請人:昆山西迪光電材料有限公司