[发明专利]一种光刻胶组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻胶组合物，本发明还涉及这种光刻胶组合物的制备方法，本发明还涉及这种光刻胶组合物的应用。

背景技术

光刻技术是集成电路的关键技术之一，是半导体工业的“领头羊”。光刻是决定集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因，如果没有光刻技术的进步，集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。光刻确定了器件的关键尺寸。光刻技术先进与否的一个重要标志就在于光刻分辨率。光刻分辨率是决定光刻系统的最重要的指标，也是决定芯片最小特征尺寸的因素。光刻分辨率越高，器件的关键尺寸越小，集成电路的集成度越高。目前一般的紫外光刻胶的光刻分辨率在2μm左右。现有技术中光刻胶在光刻接近光刻分辨率的小尺寸器件时线条边缘往往不平整光滑。而提高光刻分辨率的一个最有效的方法就是减小光刻胶敏感的波长(即光刻波长、曝光波长)。光刻波长的减小，也对光刻胶提出了新的要求。更短的曝光波长意味着需要研制对更短波长敏感的光刻胶。

经过文献检索，发现很少有记载向光刻胶中掺杂某种离子而减小光刻胶的曝光波长、提高光刻分辨率的文献。改变光刻胶的基底或多数组分来实现光刻胶对更短的曝光波长的敏感，实际效果非常复杂并且效果有限。

光致发光离子是一类有特殊光学性能的离子。当用一种波长的光激发光致发光离子时，光致发光离子能够发出另外一种波长的光。本案发明人设想，这种特性或许可以在光刻胶性能的改善上得到应用。本案发明人设想，向光刻胶中掺杂光致发光离子，便有可能减小光刻胶敏感的曝光波长，使光刻胶能够光刻出更小尺寸的线条，从而提高光刻分辨率。令人惊奇地，本案发明人的设想得以实现，本发明应运而生。

发明内容

本发明的第一方面目的是提供一种光刻胶组合物，这种光刻胶组合物的光刻分辨率高，解决了现有技术中光刻胶的光刻分辨率低、光刻小尺寸器件时线条边缘往往不平整光滑的技术问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题，达到本发明的第一方面目的。

本发明的光刻胶组合物，包括：

光刻胶，所述光刻胶作为连续相；

和金属盐类光致发光离子，所述金属盐类光致发光离子作为分散相，所述金属盐类光致发光离子是具有光致发光性能的金属盐类离子；

所述金属盐类光致发光离子分散于所述光刻胶，所述金属盐类光致发光离子在所述光刻胶中的质量体积浓度为0.0005～0.004g/mL。

在本发明具体实施时，优选所述光刻胶是紫外正性光刻胶。上述紫外正性光刻胶优选AZ 4330型的正性光刻胶(安智电子材料(日本)株式会社(AZ Electronic Materials(Japan)K.K.)出品)或AZ P4903型的正性光刻胶(安智电子材料(日本)株式会社出品)。

本发明的光刻胶组合物中，优选所述金属盐类光致发光离子是具有光致发光性能的铯盐离子、钆盐离子、铒盐离子、铊盐离子和钇盐离子中的一种。进一步，所述具有光致发光性能的铯盐离子来自碘化铯或氯化铯；所述具有光致发光性能的钆盐离子来自氯化钆或硝酸钆；所述具有光致发光性能的铒盐离子来自氯化铒；所述具有光致发光性能的铊盐离子来自硝酸铊；所述具有光致发光性能的钇盐离子来自硼酸钇。

本发明的光刻胶组合物，包含金属盐类光致发光离子，利用金属盐类光致发光离子能够吸收某种波长的光而发出另一种波长的光的性能，使本发明的光刻胶组合物用200nm左右的深紫外光就可以实现曝光，从而达到提高光刻分辨率的效果。本发明的光刻胶组合物的光刻分辨率可以达到1.5μm，光刻小尺寸器件时线条边缘平整光滑。

本发明的第二方面目的在于提出上述光刻胶组合物的制备方法，以本发明的制备方法制备得到的光刻胶组合物的光刻分辨率高，解决了现有技术中制备光刻胶的方法制备得到的光刻胶光刻分辨率低、光刻小尺寸器件时线条边缘往往不平整光滑的技术问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题，达到本发明的第二方面目的。

本发明的制备如上面所述的光刻胶组合物的方法，包括以下步骤：

a)、取有机溶剂，所述有机溶剂是既可以溶解所述金属盐类光致发光离子、又可以与所述光刻胶混溶的有机溶剂，用所述有机溶剂溶解所述金属盐类光致发光离子，溶解均匀，得到金属盐类光致发光离子的有机溶剂溶液；

b)、将所述金属盐类光致发光离子的有机溶剂溶液与所述光刻胶混溶，混合均匀，得到金属盐类光致发光离子的有机溶剂溶液与光刻胶的混溶物；

c)、将所述金属盐类光致发光离子的有机溶剂溶液与光刻胶的混溶物加热，去除所述有机溶剂，得到所述光刻胶组合物。