专利名称：一种丙烯酸正性光刻胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻胶，尤其涉及一种丙烯酸树脂体系的正性光刻胶组合物及其制备方法。
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。光刻是一种图形复印和化学腐蚀相结合的精密表面加工技术。简单来讲就是用照相复印的方法将掩模版上的图案转移到硅片表面的光刻胶上，以实现后续的有选择刻蚀或注入掺杂。它是IC制造业中最为重要的一道工艺，占据了芯片制造中大约一半的步骤，约占所有成本的35%。 而光刻胶作为光刻过程中的主要材料尤为重要。光刻胶可以分为两类光致溶解的正性光刻胶和光致聚合的负性光刻胶。所谓正性光刻胶是在掩膜板上，图形曝光的部分被显影液洗去，留下未曝光的图形形成图形；而负性光刻胶是在光刻过程中，掩膜板上未曝光的部分在显影时被洗去，而曝光的部分形成图形。正胶与负胶相比存在着分辨率高，边缘整齐，反刻易对准等优点。在光刻工艺中分辨率与曝光波长成反比，即曝光波长越短分辨率越高。为了提高光刻胶的分辨率，人们一直在对光刻胶不断进行改进，但现有的光刻胶适用的紫外曝光光源的波长一般在300-600nm之间，因此普遍存在分辨率低的问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是根据现有技术存在的不足，提供一种衍射作用小、分辨率及灵敏度高、反差大以及透过性好、抗蚀刻能力强的丙烯酸正性光刻胶。本发明所要解决的第二个技术问题是根据现有技术存在的不足，提供一种衍射作用小、分辨率及灵敏度高、反差大以及透过性好、抗蚀刻能力强的丙烯酸正性光刻胶的制备方法。为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是
一种丙烯酸正性光刻胶，所述正性光刻胶由包括以下重量百分比的原料制备而成 聚丙烯酸树脂5 30wt%,
光致酸发生剂I 20wt%，
含有多个羟基的酯5 40wt%，
丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。作为一种优选，所述正性光刻胶由包括以下重量百分比的原料制备而成
聚丙烯酸树脂5 30wt%,
光致酸发生剂I 10wt%，
含有多个羟基的酯5 40wt%，
丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。其中，所述光致酸发生剂是在紫外线的辐射下能释放强酸的化合物。
作为一种优选，所述光致酸发生剂为三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(1:1)。作为一种优选，所述含有多个羟基的酯为二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。作为一种改进，所述丙烯酸正性光刻胶适用于波长为365纳米、248纳米、193纳米或13. 5纳米的曝光光源。本发明丙烯酸正性光刻胶可以采用常规的涂胶方法旋涂，使胶均匀的涂覆于晶圆上，再经过前烘、曝光、后烘、显影等一系列步骤生成所需要图形。为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是
丙烯酸正性光刻胶的制备方法，是在无尘、黄光条件下，按照聚丙烯酸树脂5 30wt%， 光致酸发生剂I 20wt%，含有多个羟基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt% ； 或聚丙烯酸树脂5 30wt%，光致酸发生剂I 10wt%，含有多个羟基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%的重量百分比，包括以下步骤制备
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入含有多个羟基的酯；
(2)将步骤(I)的物质搅拌6 10个小时形成混合溶液；
(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸树脂、光致酸发生剂；
(4)将(3)得到的组合物搅拌20 30小时，得到所述丙烯酸正性光刻胶。其中，所述光致酸发生剂是在紫外线的辐射下能释放强酸的化合物。作为一种优选，所述光致酸发生剂为三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(1:1)。作为一种优选，所述含有多个羟基的酯为二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是
本发明的丙烯酸正性光刻胶组合物中，含有多个羟基的酯和聚丙烯酸树脂在一定温度条件下发生酯化而交联，经过曝光之后，曝光区域被光致酸发生剂产生的酸水解，进而曝光区域在显影时溶解于显影液中得到所需要的正胶图形。本发明是一个全新的丙烯酸正性光刻胶机理，根据本发明配制的丙烯酸正性光刻胶具有衍射作用小、分辨率及灵敏度高、反差大以及透过性好、抗蚀刻能力强等优点，可用于13. 5纳米的曝光光源，克服了丙烯酸体系负胶在一些区域中所不能克服的缺点。
具体实施例方式下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例I
在无尘、黄光条件下，按照聚丙烯酸树脂5wt%，三苯基锍与三氟甲磺酸的盐 (I: I) 2wt%，二季戊四醇六丙烯酸酯8wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30wt%的重量百分比，包括以下步骤制备
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入二季戊四醇六丙烯酸酯；
(2)将步骤(I)的物质搅拌6个小时形成混合溶液；(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸树脂、三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(1:1)；
(4)将(3)得到的组合物搅拌20小时，得到所述丙烯酸正性光刻胶。实施例2
在无尘、黄光条件下，按照聚丙烯酸树脂30wt%，三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(I: I) 20wt%,二季戍四醇五丙烯酸酯40wt%,丙二醇甲醚醋酸酯60wt%的重量百分比,包括以下步骤制备
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入二季戊四醇五丙烯酸酯；
(2)将步骤(I)的物质搅拌10个小时形成混合溶液；
(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸树脂、三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(1:1)；
(4)将(3)得到的组合物搅拌30小时，得到所述丙烯酸正性光刻胶。实施例3
在无尘、黄光条件下，按照聚丙烯酸树脂15wt%，三苯基锍与三氟甲磺酸的盐 (I: I)6wt%,二季戍四醇六丙烯酸酯20wt%,丙二醇甲醚醋酸酯50wt%的重量百分比,包括以下步骤制备
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入二季戊四醇六丙烯酸酯；
(2)将步骤(I)的物质搅拌8个小时形成混合溶液；
(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸树脂、三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(1:1)；
(4)将(3)得到的组合物搅拌24小时，得到所述丙烯酸正性光刻胶。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。一切从本发明的构思出发，不经过创造性劳动所作出的结构变换均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种丙烯酸正性光刻胶，其特征在于所述正性光刻胶由包括以下重量百分比的原料制备而成聚丙烯酸树脂5 30wt%,光致酸发生剂1 20wt%，含有多个羟基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。
2.如权利要求I所述的丙烯酸正性光刻胶，其特征在于所述正性光刻胶由包括以下重量百分比的原料制备而成聚丙烯酸树脂5 30wt%,光致酸发生剂1 10wt%，含有多个羟基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。
3.如权利要求I或2所述的丙烯酸正性光刻胶，其特征在于所述光致酸发生剂是在紫外线的辐射下能释放强酸的化合物。
4.如权利要求3所述的丙烯酸正性光刻胶，其特征在于所述光致酸发生剂为三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(1:1)。
5.如权利要求I或2所述的丙烯酸正性光刻胶，其特征在于所述含有多个羟基的酯为二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。
6.如权利要求I或2所述的丙烯酸正性光刻胶，其特征在于所述丙烯酸正性光刻胶适用于波长为365纳米、248纳米、193纳米或13. 5纳米的曝光光源。
7.制备如权利要求6所述的丙烯酸正性光刻胶的方法，其特征在于在无尘、黄光条件下，按权利要求I或2所述的重量百分比，包括以下步骤制备(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入含有多个羟基的酯；(2)将步骤(I)的物质搅拌6 10个小时形成混合溶液；(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸树脂、光致酸发生剂；(4)将(3)得到的组合物搅拌20 30小时，得到所述丙烯酸正性光刻胶。
8.如权利要求7所述的丙烯酸正性光刻胶的制备方法，其特征在于所述光致酸发生剂是在紫外线的辐射下能释放强酸的化合物。
9.如权利要求8所述的丙烯酸正性光刻胶的制备方法，其特征在于所述光致酸发生剂为三苯基锍与三氟甲磺酸的盐(1:1)。
10.如权利要求7至9任一权力要求所述的丙烯酸正性光刻胶的制备方法，其特征在于所述含有多个羟基的酯为二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。
全文摘要
本发明公开了一种丙烯酸正性光刻胶及其制备方法，是在无尘、黄光条件下，按聚丙烯酸树脂5～30wt%，光致酸发生剂1～20wt%，含有多个羟基的酯5～40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30～60wt%的重量百分比，包括以下步骤制备(1)向丙二醇甲醚醋酸酯中加入含有多个羟基的酯；(2)将步骤(1)的物质搅拌6～10个小时形成混合溶液；(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸树脂、光致酸发生剂；(4)将(3)得到的组合物搅拌20～30小时，得到所述丙烯酸正性光刻胶。根据本发明配制的丙烯酸正性光刻胶具有衍射作用小、分辨率及灵敏度高、反差大以及透过性好、抗蚀刻能力强等优点。
文档编号G03F7/004GK102608866SQ20121003367
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月15日 优先权日2012年2月15日
发明者孙越, 张盼, 杨光 申请人:潍坊星泰克微电子材料有限公司