[发明专利]一种193nm干法光刻胶用添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种193nm干法光刻胶用添加剂及其制备方法和应用。具体公开了一种如式I所示的添加剂在光刻胶中的应用；所述光刻胶包括如下原料：如式I所示的添加剂、如式(L)所示的树脂、光致产酸剂和溶剂，所述添加剂的重均分子量为1000～3000；所述添加剂的重均分子量/数均分子量比值为1～5。本发明的应用可以使光刻胶形成具有优异敏感性和高分辨率的光刻胶膜微图案。

技术领域

本发明涉及一种193nm干法光刻胶用添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

在使用ArF受激准分子激光作为光源的ArF干法光刻法中，在投影透镜和晶片衬底之间的空间充满水。根据该方法，即使使用具有1.0以上的NA的透镜，也可以利用水在193nm处的折射率来形成图案，并且此方法通常被称为浸没式光刻法。然而，由于光刻胶膜直接与水接触，光刻胶图案由于溶胀而可能变形或可能崩溃，或可能产生各种缺陷如气泡和水印。为此，亟需开发能改善该种情况的光刻胶树脂或添加剂。

在微电子工业以及其它工业包括微结构制造(比如，微型机器、磁电阻头等)中，一直都希望降低结构部件的尺寸。在微电子工业中，希望降低微电子设备的尺寸和/或为给定的芯片尺寸提供更多的电路数目。制造更小设备的能力受到光刻技术能否可靠分辨更小特征和间隙能力的限制。镜头性质使得产生更精细分辨率的能力在某些程度上受到形成光刻图案所用光波(或其它辐射)波长的限制。因此，光刻工艺中更短光波波长的应用一直都是正在推进的趋势。随着近年来大规模集成电路(Large Scale Integration,LSI)具有更高的集成度和更高的速度，需要光致光刻胶的准确微图案化。作为形成抗蚀图案中所用的曝光光源，ArF光源(193nm)或KrF光源(248nm)已被广泛使用。

虽然为193nm辐射用途已经设计了一些光刻胶组合物，但是由于不具备上述的一个或多个领域中的性能，这些组合物一般体现不出更短波长成像分辨率的真正优势。因此，亟需开发能够应用于较短波长辐射成像的(比如193nm的紫外辐射)并且具有良好显影性的光刻胶组合物。

发明内容

为了克服现有技术中短光波波长辐射成像在LSI中应用限制的问题，本发明提供了一种193nm干法光刻胶用添加剂及其制备方法和应用。本发明的添加剂用于光刻胶中，使光刻胶具有能够应用于较短波长辐射成像和具有良好显影性的优势。

本发明主要通过以下技术手段解决上述技术问题。

本发明提供了一种如式I所示的添加剂；所述添加剂的重均分子量为1000～3000，优选1500～2500，更优选1988；所述添加剂的重均分子量/数均分子量比值为1～5，优选1～2，更优选1.2；

在某一方案中，所述的添加剂的制备方法，其优选包括以下步骤：

S1：有机溶剂中，将化合物B1与L-酒石酸二甲酯和对甲苯磺酸进行缩醛反应，制得化合物C1(双环[3.2.1]辛烷-2,4二酮-L-酒石酸二甲酯)即可；所述化合物B1为

S2：溶剂中，在碱的作用下，将所述化合物C1进行酯水解反应，制得化合物D1(双环[3.2.1]辛烷-2,4二酮-L-酒石酸)即可；

S3：有机溶剂中，将所述化合物D1与4-二甲基氨基吡啶进行聚合反应，制得如式I所示的添加剂即可。

S1中，所述有机溶剂可为本领域常规有机溶剂，优选芳烃类溶剂，例如甲苯。

S1中，所述化合物B1与所述L-酒石酸二甲酯摩尔比可为本领域常规，优选1:(1～1.5)，例如1:1。

S1中，所述化合物B1与所述对甲苯磺酸摩尔比可为本领域常规，优选1：(0.02～0.04)，例如1:0.029。