[发明专利]光敏苯并环丁烯树脂组合物及制备方法以及其图案化方法

说明书

本申请要求享有申请号为“201110268631.8”、名称为“苯并环丁烯封端的可溶性酰亚胺单体及其制备和使用方法”的中国专利申请的优先权，该优先权文本中的所有内容均引入本申请文件中，作为本申请文件的参考内容。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种光敏苯并环丁烯树脂组合物及制备方法以及其图案化方法。

背景技术

随着超大规模集成电路特征尺寸的不断减小，芯片的封装尺寸也在相应地减小，封装密度不断增大。在芯片的封装工艺中越来越多地采用了多层布线工艺。例如，对于256MB的动态随机存储器(DRAM)，金属互联线最多为4层；而对于1GB的DRAM，金属互联线的层数可多达10层。由于金属互联层数的不断增加以及互联线间距的不断减小而造成的连线间的串扰(cross-talk)问题和信号的延迟问题越来越突出，这在很大程度上影响到了超大规模集成电路器件的性能。

研究表明，互联延迟与所采用的层间介质层(Interlayer Dielectric，ILD)材料的介电常数k密切相关，采用低介电常数的ILD可有效降低芯片内部信号传输的延迟时间。

除了要求ILD材料的介电常数低之外，为了适应IC制造工艺的要求，还需要ILD材料具有优良的耐热稳定性、高绝缘强度、高尺寸稳定性、低应力、低吸水率以及与金属基材间优良的粘附性等。综合上述要求，耐高温聚合物无疑是低k ILD材料的理想选择。

在耐高温聚合物中，聚酰亚胺(PI，Polyimide)材料最早被应用于ILD领域。但是由于普通的PI材料的介电常数大于3，而且其吸水率较高，Cu迁移率也较高，因此限制了其应用。

与PI材料不同，苯并环丁烯(BCB，Benzocyclobutene)树脂是一类具有交联网状结构的有机聚合物，这类材料固化后具有优良的热稳定性、尺寸稳定性，尤其是较低的介电常数与介电损耗以及极低的Cu迁移率。这些优良特性使其成为ILD材料的理想选择。但普通的BCB树脂不具感光性，使其在微电子领域作为图形化的膜材料使用时必须与其它感光材料(例如光刻胶)相结合使用，从而使光刻工艺复杂化，并且增加了成本。

因此，有必要对现有的BCB树脂及其制备方法进行改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光敏苯并环丁烯树脂组合物及制备方法以及其图案化方法，以提高BCB树脂的性能。

为解决上述问题，本发明提出一种光敏苯并环丁烯树脂组合物，该光敏苯并环丁烯树脂组合物包括如下组分：苯并环丁烯树脂，光敏剂，以及有机溶剂。

可选的，所述苯并环丁烯树脂与光敏剂的摩尔比为1∶0.1～1∶1；所苯并环丁烯树脂与光敏剂的总重量为有机溶剂重量的5％～40％。

可选的，所述苯并环丁烯树脂的结构式如下：

其中，R为连接两个芳香族二元酸酐分子的官能团。

可选的，所述R为O、CO、C(CH₃)₂、C(CF₃)₂、S、SO₂中的任一种。

可选的，所述光敏剂为叠氮化合物。

可选的，所述光敏剂的结构式为如下结构式中的任一种：

可选的，所述有机溶剂为丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、或二甲基亚砜中的任一种。

同时，为解决上述问题，本发明还提供一种上述光敏苯并环丁烯树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：

将所述苯并环丁烯树脂加入至所述有机溶剂中，搅拌至完全溶解；

在所述完全溶解后的苯并环丁烯树脂与有机溶剂的混合溶液中加入所述光敏剂，并在紫外屏蔽条件下搅拌第一时间，得到负性光敏苯并环丁烯树脂组合物组。

可选的，所述第一时间的范围为0.5～12小时。

并且，为解决上述问题，本发明还提供一种上述光敏苯并环丁烯树脂组合物的图案化方法，包括如下步骤：

提供一涂膜基材；

将所述光敏苯并环丁烯树脂组合物旋转涂敷于所述涂膜基材上；

对涂覆于所述涂膜基材上的光敏苯并环丁烯树脂组合物进行前烘；

对前烘后的光敏苯并环丁烯树脂组合物进行曝光；

对曝光后的光敏苯并环丁烯树脂组合物进行显影；以及

对显影后的光敏苯并环丁烯树脂组合物进行固化。