专利名称：含硅i-线紫外正性光刻胶及其成膜树脂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于大规模集成电路的制备中应用的高分辨率的含硅I-线 (365nm)紫外正性光刻胶及其成膜树脂。
背景技术：
在集成电路的制备过程中，光刻胶是进行光刻过程的关键功能材料。根据光刻胶 工艺的不同，光刻胶又分为正性光刻胶与负性光刻胶两大类。所谓正性光刻胶是指在光刻 过程中的光刻胶薄膜上，图形曝光的部分最后被显影液洗去，留下未曝光的部分形成图形。 而负性光刻胶与此相反，在光刻过程中，光刻胶薄膜上未曝光的部分在显影时被洗去，而曝 光的部分形成图形。传统的紫外(UV)曝光光源为高压汞灯，其光波波长在300-600nm之间，其主要光 谱包括g-线(436nm)、h_线(405nm)和I-线(365nm)。在光刻工艺中分辨率与曝光波长 成反比(R = kX /NA)，即曝光波长越短分辨率越高，因此，在紫外曝光的光刻工艺中I-线 光刻胶可获得较高的分辨率。传统的紫外光刻胶是以甲酚_甲醛树脂为成膜剂，以DNQ (重 氮萘醌)为基础的光敏剂在合适的溶剂中配制而成，其分辨率一般在2. O-l.Oym左右。为 了提高紫外光刻胶的分辨率，人们对甲酚树脂和光敏剂都作了大量的改进，其分辨率可达 0.8-0.35i!m范围。目前，由于曝光设备进步，工艺革新及光刻胶的不断改进，I-线紫外光 刻胶的分辨率不断提高，已可达到0. 25i!m，这是一般只有KrF(氟化氪)(248nm)激光曝光 的深紫外(DUV)光刻胶才能达到的水平。而且紫外光刻胶至今仍在不断的改进、发展、和完
業中口丁。
发明内容
本发明目的是提供一种含硅I-线紫外正性光刻胶及其成膜树脂。为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是所述成膜树脂由酚醛树脂和 含硅共聚物成膜树脂两部分组成；所述酚醛树脂是由符合通式(I)、(II)和(III)中的至少一种甲基苯酚与甲醛经 缩聚反应而得，其平均分子量为2000 15000 ；
权利要求
一种成膜树脂，其特征在于所述成膜树脂由酚醛树脂和含硅共聚物成膜树脂两部分组成；所述酚醛树脂是由符合通式(I)、(II)和(III)中的至少一种甲基苯酚与甲醛经缩聚反应而得，其平均分子量为2000～15000；式中R1为CH3；所述含硅共聚物成膜树脂由符合化学通式(IV)的单体、符合化学通式(V)的单体以及符合化学通式(VI)的单体在自由基引发剂存在的条件下经共聚反应而得，其平均分子量为5000～15000；式中R2是H或CH3；R3是碳原子数为1～20的烷基；R4是碳原子数为1～20的烷基；R5是OH、碳原子数为1～20的烷基或碳原子数为1～20的烷氧基；n＝1～5；式中R6是H或CH3；R7是H、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为3～8的环烷基或碳原子数为1～20的羟基烷基；式中R8是H、OH、OCH3或OCOCH3。FSA00000290872700011.tif,FSA00000290872700012.tif,FSA00000290872700013.tif,FSA00000290872700014.tif
2.根据权利要求1所述的成膜树脂，其特征在于所述的甲基苯酚为邻甲苯酚、对甲苯 酚、间甲苯酚、2，3-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、2，4_ 二甲基苯酚、2，6_ 二甲基苯酚、2，3， 5-三甲基苯酚或2，4，6_三甲基苯酚。
3.根据权利要求1所述的成膜树脂，其特征在于所述符合化学通式(IV)的单体有甲基丙烯酸丙基三烷氧基硅烷酯；丙烯酸丙基三烷氧基硅烷酯；甲基丙烯酸丙基二烷氧基硅烷酯；丙烯酸丙基二烷氧基硅烷酯；甲基丙烯酸乙基三烷氧基硅烷酯；丙烯酸乙基三烷氧基硅烷酯；甲基丙烯酸乙基二烷氧基硅烷酯；丙烯酸乙基二烷氧基硅烷酯；甲基丙烯酸甲基三烷氧基硅烷酯；丙烯酸甲基三烷氧基硅烷酯；甲基丙烯酸甲基二烷氧基硅烷酯；丙烯酸甲基二烷氧基硅烷酯；其中，所述烷氧基是碳原子数为1 20的烷氧基。
4.根据权利要求1所述的成膜树脂，其特征在于所述符合化学通式(V)的单体有 丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯 酸-羟乙酯、甲基丙烯酸_羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甘油 酯、甲基丙烯酸甘油酯、丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸环戊酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己
5.根据权利要求1所述的成膜树脂，其特征在于所述符合化学通式(VI)的单体有 对羟基苯乙烯、对乙酰氧基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、间羟基苯乙烯、间乙酰氧基苯乙烯、间 甲氧基苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的成膜树脂，其特征在于所述酚醛树脂与所述含硅共聚物成 膜树脂的质量比例为10 30 1 10。
7.一种含硅I-线紫外正性光刻胶，其特征在于主要由下列质量份的材料组成 成膜树脂11 40份；光敏化合物5 20份；溶剂30 85份；所述成膜树脂如权利要求1 6中任一权利要求所述；所述光敏化合物为符合化学通式(VII)、(VIII)、(IX)和(X)的至少一种化合物；
全文摘要
一种含硅I-线紫外正性光刻胶及其成膜树脂，主要由10～30份的酚醛树脂、1～10份的含硅共聚物成膜树脂、5～20份的重氮萘醌类光敏化合物、30～85份溶剂以及少量其他添加剂如正丁胺和表面活性剂作为原料配制，然后经过5微米，1微米和0.2微米的过滤器过滤而得。本发明使用含硅的聚对羟基苯乙烯(PHS)共聚物成膜树脂及其应用于紫外I-线波段(365nm)曝光的正性光刻胶，有效提高了传统的以酚醛树脂为基础的成膜剂及光刻胶与基材硅片的粘附性，进一步提高光刻胶的耐热性改进耐刻蚀性能，改进光刻工艺，以获得更好的图形，并提高分辨率。
文档编号C08L25/18GK101974202SQ20101029775
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者冉瑞成, 沈吉 申请人:昆山西迪光电材料有限公司