[发明专利]一种新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物及其应用

说明书

本发明公开了一种新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物及其应用，所述树脂组合物制得的光刻胶线条高宽比大于3，所述树脂组合物包括至少一种含有苯乙烯、苯乙烯的衍生物、含有脂环烷烃的丙烯酸酯类化合物和/或含有内酯结构的丙烯酸酯类化合物结构单元的树脂。本发明还包括上述新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物在光刻领域的应用。与现有技术相比，本发明方案的新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物具有制备工艺简单、制造成本低廉且应用前景广等优点。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物及其应用。

背景技术

光刻是半导体制造领域中最关键的工艺，光刻工艺的分辨率越高，制造出来的芯片尺寸就越小。近50年来，我国半导体行业一直沿着摩尔定律前行，即集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，元器件数目越多则集成电路的加工线宽越小，对光刻胶的分辨率的要求也将不断提高。现有技术中，以248nm的KrF激光为光源，采用化学增幅抗蚀剂和高孔径的分步投影曝光设备能够生产出分辨率为0.18μm的随机存取器，即使通过相位移掩膜等先进技术，也只能使其分辨率达到0.1μm的极限。然而，随着半导体技术的发展，光刻技术传递图形的尺寸限度缩小了2～3个数量级(从毫米级到亚微米级)，已从常规光学技术发展到应用电子束、X射线、微离子束、激光等新技术；使用波长已从4000埃扩展到0.1埃数量级范围。因此，光刻技术已成为一种精密的微细加工技术，因此，光刻技术中的活性光线也开始由248nm向193nm短波化发展。

由于193nm光刻胶膜厚较248nm、365nm胶的膜厚小且薄，通常为250nm以下(高宽比一般小于3)，无法满足光刻图形转换的要求。为了得到好的图形转化性能，提高高宽比将是一个不错的选择。与利用hard mask进行图形转化相比，高宽比高的光刻胶的工艺简单、成本低廉，因此，研制出膜厚适宜且耐刻蚀的193nm光刻胶具有重要意义。

光刻胶是芯片生产中需要的关键性材料之一，90nm以下高端半导体制造用的光刻胶技术是被禁止出口到中国，这使得光刻胶成为了电子化学品中技术壁垒最高的材料。国内从90nm制程到14nm制程的高端半导体芯片制造所用的光刻胶100％需要进口(其中96％为日本制造)，甚至连光刻胶原料即高端光刻树脂也是空白。光刻胶具有纯度要求高、生产工艺复杂、生产及检测等设备投资大、技术积累期长等特征，一旦光刻胶被禁售，所有的半导体厂都将面临停产。因此，研发出拥有我国自主知识产权的光刻树脂是填补光刻胶空白的前提，同时也是刻不容缓的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种制得的光刻胶线条高宽比大于3的新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物及其应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种新型高宽比大于三的半导体光刻用抗刻蚀树脂组合物，所述树脂组合物制得的光刻胶线条高宽比大于3。

进一步地，所述树脂组合物包括至少一种含有苯乙烯、苯乙烯的衍生物、含有脂环烷烃的丙烯酸酯类化合物和/或含有内酯结构的丙烯酸酯类化合物结构单元的树脂。

进一步地，所述结构单元选自以下通式1A、1B、1C、1D、1E、1F中的至少一种：

其中，通式1A、1B、1C、1D、1E和1F中，R₁～R₁₃表示取代基。

进一步地，所述通式1B～1F(即1B、1C、1D、1E和1F)中，R₁为H原子或甲基。