[发明专利]一种聚碳酸酯作为紫外光刻胶材料的应用

说明书

本发明公开了一种聚碳酸酯作为紫外光刻胶材料的应用，所述聚碳酸酯是含有光敏基团或产酸基团侧基中的一种或同时含有的均聚物或共聚物。本发明将产酸基团或/和光敏基团引入聚碳酸酯主链，抑制了光酸的扩散，并结合了聚碳酸酯易断链的特点，使光刻胶具有高灵敏度、对比度、分辨率以及低线边缘粗糙度的特点，弥补了一般化学放大型光刻胶材料的缺陷。

技术领域

本发明涉及光刻胶领域，具体涉及一种聚碳酸酯作为紫外光刻胶材料的应用。

背景技术

英特尔的创始人之一戈登·摩尔曾经提出，当价格不变时集成电路上容纳的元器件数目每隔18～24个月便会增加一倍，揭示了集成电路的进步速度。伴随着集成电路的快速发展的同时，光刻技术及其主要材料光刻胶也在近50年来实现了从印刷工业到电子工业，再到微电子工业的技术性突破。

光刻技术是指在光照作用下，改变光刻胶的溶解度，将掩模版上的图像转移到基片上的一种成像技术。而光刻胶则是一种对光线或射线敏感的材料，通常由成膜树脂、光敏剂、和一些功能性添加剂组成，其物理性质如溶解性等会在曝光前后发生显著变化。

伴随着集成电路从微米级、亚微米级到纳米级水平的进步，产业对紫外光刻胶材料分辨率的要求也越来越高。紫外光刻胶材料也经历了从G线(436nm)、I线(365nm)近紫外光学光刻到深紫外(248nm和193nm)、真空紫外(157nm)光学光刻再到极紫外(13.5nm)等下一代光刻胶的发展历程。

随着集成电路的不断发展，传统的近紫外和深紫外光刻技术，已无法满足纳米级的加工要求。而目前的极紫外光刻胶的主要体系包括聚羟基苯乙烯、有机-无机杂化聚合物、分子玻璃聚合物以及无机金属氧化物等体系，然而这些体系均不能够同时满足高分辨率、高灵敏度和低线边缘粗糙度的要求。因此为了进一步实现集成电路版图的复杂化，新的紫外光刻胶亟待开发。

化学放大型光刻胶最早由Ito、Willson和Fréchet提出(Ito H，Willson C G，Fréchet J M J.Digest of Technical Papers of 1982Symposium on VLSI Technology，1982.86.)，该种光刻胶是酸敏基团在光酸作用下从曝光区树脂的侧链脱处，使得树脂的极性发生改变，起到增大曝光前后溶解度反差的作用，表现为化学增幅。2011年，DiPietro等通过对羟基苯乙烯(4HS)和2，2-二甲基-5-(4-乙烯基苯基)-1,3-二氧六环-4,6-二酮(VBMMA)共聚，并与产酸剂混合后，得到一种化学放大光刻胶，在248nm光刻胶中取得了分辨率达到0.15μm的良好成效(US7951525B2)。近年来国内也有不少专利致力于化学增幅光刻胶的发展(CN1268679A；CN101974121A；CN104614941A)，但由于聚合物链段间的相互作用以及光酸向未曝光区域的扩散，使得这些光刻胶在显影液脱除后线边缘粗糙度较不理想，难以适用于纳米级水平的光刻技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚碳酸酯作为紫外光刻胶材料的应用，该聚碳酸酯将光敏基团或/和产酸基团引入侧链可以减少光酸向未曝光区域的扩散，并使光刻胶在曝光后既发生极性反转，又发生主链断裂，使之具有低线边缘粗糙度、高灵敏度、高分辨率和高对比度的特点。

本发明提供的技术方案为：

一种聚碳酸酯作为紫外光刻胶材料的应用，所述聚碳酸酯具有式(Ⅰ)所述的化学结构:

其中，x、y、z表示为聚碳酸酯单元的个数，x、y、z各自独立地选自0～100000的任意整数，但不可同时取0；

R₁、R₂、R₃独立地选自下列的A～O取代基团：