[发明专利]含倍半萜的成膜树脂及其负性248nm光刻胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种含天然产物倍半萜共聚物成膜树脂（亦称成膜剂）以及利用这种成膜树脂配制而成的用于以KrF激光（248nm）为曝光光源的深紫外（DUV）负性化学增幅型光刻胶组合物。

背景技术

光刻胶是大规模集成电路工业中进行光刻过程的关键功能材料。其中成膜树脂又是光刻胶的重要组成部分，其化学及物理性能直接影响光刻胶在大规模集成电路工业中的使用效果。

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。负性化学增幅型光刻胶一般由成膜剂，光致酸，交联剂，溶剂，阻溶剂，流平剂等组成。

在实际光刻工艺中，由于负性光刻胶是因曝光区在光的作用下而发生交联等化学反应变得不溶于显影液中而形成图形，由于他的分辨率高、抗刻蚀性优秀，有些工艺情况下非他莫属。随着大规模集成电路工业的飞速发展，集成电路产品及品种的多样化，光刻工艺的不断改进，对光刻工艺过程中使用的关键功能材料，特别是光刻胶的要求也更高，种类及性能也要多样化、专门化。负性光刻胶至今仍在不断的改进、发展。

发明内容

本发明第一个目的是提供一种含倍半萜内酯成膜树脂，该含倍半萜内酯成膜树脂提高以聚羟基苯乙烯（PHS）为基础的光刻胶耐热性，与硅片的粘附性及抗刻蚀性能，改善其工艺特性，应用在深紫外（DUV）波段曝光的负性化学增幅型光刻胶，提高粘附性及抗刻蚀性能；且避免形成气体溢出而影响光刻图形和损坏昂贵的曝光机镜头的情形，进一步对比度和工艺精度。

本发明的第二个目的是提供一种应用上述含倍半萜内酯成膜树脂制成的负性248nm光刻胶。

为达到上述第一个发明目的，本发明采用的技术方案是：一种含倍半萜成膜树脂，由共聚单体在自由基引发剂存在的条件下，溶剂中进行共聚反应制备而成，所述成膜树脂的分子量为2000～100000；所述共聚单体主要为下列质量百分含量的化合物：

取代苯乙烯                                40%～90%；

含天然产物倍半萜的组成单元                5%～60%；

性能调节组成单元                          1%～20%；

所述取代苯乙烯是符合化学通式（                                                ）的至少一种化合物：

               （）；

式中，R₁是H、乙酰基或者丙酰基；m=1或2；例如：对羟基苯乙烯，对乙酰氧基苯乙烯，间羟基苯乙烯，间乙酰氧基苯乙烯，3,4-二羟基苯乙烯，3,4-二乙酰氧基苯乙烯，3,5-二羟基苯乙烯，3,5-二乙酰氧基苯乙烯。

所述含天然产物倍半萜的组成单元是指符合化学通式（）的至少一种倍半萜醇的（甲基）丙烯酸酯类化合物：

    （II）

所述性能调节组成单元为符合化学通式（）和（）中的至少一种化合物。化学通式（）为：

             （）；

式中：R_w是H、碳原子数为1～20的烷基或者碳原子数为1～20的烷氧基。

例如：苯乙烯、对羟基苯乙烯，对叔丁基苯乙烯、对叔戊基苯乙烯、对乙氧基苯乙烯、3,5-二甲氧基苯乙烯、3,5-二乙氧基苯乙烯、对苯氧基苯乙烯、对2-羟乙氧基苯乙烯； 

所述性能调节组成单元符合化学通式（IV）为：

       （）；

式中：R₁₁是H或CH₃，R₁₂是H、-CH₂CH₂OH、       、         、