[发明专利]一种具有高黏附性的ArF光刻胶树脂及其制备方法

说明书

本发明适用于电路制造材料技术领域，提供了一种具有高黏附性的ArF光刻胶树脂及其制备方法。该ArF光刻胶树脂含有如下按重量百分比计的组分：10％～40％内酯单体、20％～60％酸保护单体、0％～25％非极性单体和0％～15％腈基单体。本发明引入腈基结构，可以增加树脂与基材表面的作用力，增加黏附性，且腈基与硅烷偶联剂不同，不会与基材表面分子形成化学键。因此，在显影过程中可轻松去除，不会产生残留。使用本发明的ArF光刻胶树脂制备的光刻胶具有优异的黏附性，曝光区内的光刻胶没有残留，减小了光刻图形缺陷，提升了产品良率，光刻图形没有出现倒胶和剥离现象。

技术领域

本发明属于电路制造材料技术领域，尤其涉及一种具有高黏附性的ArF光刻胶树脂及其制备方法。

背景技术

光刻胶是集成电路制造领域的关键材料之一，随着制造技术的不断发展，对光刻胶的技术要求越来越高，为了满足日益苛刻的工艺条件，需要开发更高性能的光刻胶产品。相对于传统的I线、G线、KrF光刻胶，ArF光刻胶产品具有优异的分辨率，可达到55nm以下，是目前先进集成电路制造工艺使用的主流光刻胶。ArF光刻胶由树脂、光敏剂、添加剂溶剂等组成，树脂是光刻胶性能的载体，对光刻胶的分辨率和线边粗糙度等性能有重要影响，随着加工线宽的不断减小，光刻胶的线条越来越细，容易发生剥离及倒胶现象，使光刻图形发生缺陷。图在形化工艺中增加光刻胶与基材黏附性的方法通常有两种，一种是改善光刻胶自身的性能，另一种是通过改变光刻工艺提升黏附性。

专利申请CN1828418A公开了一种含硅烷偶联剂的共聚物成膜树脂以及利用这种成膜树脂配制而成的以ArF激光为曝光光源的深紫外正性化学增幅型光刻胶，可通过降低成膜树脂在193nm波段对光波的吸收以及改变各单体的共聚合性，提高光刻胶与基材的黏附性，获得更好的光刻图形。专利申请CN104965389A公开了一种正性光刻胶配方，用该配方制备的光刻胶具有较高的分辨率且具有一定的韧性，适合柔性FPD/TP生产工艺需要，解决了光刻图形出现的胶膜开裂，图形易断裂和缺损等问题。

专利申请CN1828418A和专利申请CN104965389A中均使用了硅烷偶联剂，硅烷偶联剂中会与基材表面发生化学反应，生成稳定的硅氧键，在曝光区，硅烷偶联剂与基材表面形成的硅氧键会增加光刻胶的黏附性，效果明显，但是在非曝光区，硅烷偶联剂同样会与基材表面发生化学反应，形成硅氧键。因此在显影过程中将不可避免的在基材表面产生残留，无法去除，使光刻图形产生缺陷，影响产品良率。

专利申请CN107942623A公开了一种增强显影后光刻胶黏附性的方法，在光刻胶显影完成后，对硅片增加一步去离子水的清洗浸润，保证光刻胶与硅片之间保留良好的黏附性，解决了高剂量注入时光刻胶剥离的问题，提高工艺宽容度。但是，此工艺一方面增加了光刻工艺步骤，延长了晶圆加工时间，降低了生产效率，另一方面，使用去离子水清洗后产生大量废水，增加了能源损耗，产生污染，提高了晶圆生产成本。此工艺流程未给出使用此工艺处理后的效果实例，对不同种类光刻胶的处理效果差异也未阐述。

发明内容

本发明实施例提供一种具有高黏附性的ArF光刻胶树脂，旨在解决在显影过程中将不可避免的在基材表面产生残留，无法去除，使光刻图形产生缺陷，影响产品良率等的技术问题。

本发明实施例是这样实现的，一种具有优异性能的ArF光刻胶树脂，含有如下按重量百分比计的组分：10％～40％内酯单体、20％～60％酸保护单体、0％～25％非极性单体和0％～15％腈基单体；

所述腈基单体具有如下结构：

其中，R₃＝H或CH₃；R₉＝C_nH_2n，n为1-12的整数；R₁₀＝C_nH_2n，n为1-12的整数。