專利名稱：一種丙烯酸正性光刻膠及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻膠，尤其涉及一種丙烯酸樹脂體系的正性光刻膠組合物及其制備方法。
背景技術：
在集成電路的制備過程中，光刻膠是進行光刻過程的關鍵功能材料。光刻是一種圖形復印和化學腐蝕相結合的精密表面加工技術。簡單來講就是用照相復印的方法將掩模版上的圖案轉移到硅片表面的光刻膠上，以實現后續的有選擇刻蝕或注入摻雜。它是IC制造業中最為重要的一道工藝，占據了芯片制造中大約一半的步驟，約占所有成本的35%。 而光刻膠作為光刻過程中的主要材料尤為重要。光刻膠可以分為兩類光致溶解的正性光刻膠和光致聚合的負性光刻膠。所謂正性光刻膠是在掩膜板上，圖形曝光的部分被顯影液洗去，留下未曝光的圖形形成圖形；而負性光刻膠是在光刻過程中，掩膜板上未曝光的部分在顯影時被洗去，而曝光的部分形成圖形。正膠與負膠相比存在著分辨率高，邊緣整齊，反刻易對準等優點。在光刻工藝中分辨率與曝光波長成反比，即曝光波長越短分辨率越高。為了提高光刻膠的分辨率，人們一直在對光刻膠不斷進行改進，但現有的光刻膠適用的紫外曝光光源的波長一般在300-600nm之間，因此普遍存在分辨率低的問題。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是根據現有技術存在的不足，提供一種衍射作用小、分辨率及靈敏度高、反差大以及透過性好、抗蝕刻能力強的丙烯酸正性光刻膠。本發明所要解決的第二個技術問題是根據現有技術存在的不足，提供一種衍射作用小、分辨率及靈敏度高、反差大以及透過性好、抗蝕刻能力強的丙烯酸正性光刻膠的制備方法。為解決上述第一個技術問題，本發明的技術方案是
一種丙烯酸正性光刻膠，所述正性光刻膠由包括以下重量百分比的原料制備而成 聚丙烯酸樹脂5 30wt%,
光致酸發生劑I 20wt%，
含有多個羥基的酯5 40wt%，
丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。作為一種優選，所述正性光刻膠由包括以下重量百分比的原料制備而成
聚丙烯酸樹脂5 30wt%,
光致酸發生劑I 10wt%，
含有多個羥基的酯5 40wt%，
丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。其中，所述光致酸發生劑是在紫外線的輻射下能釋放強酸的化合物。
作為一種優選，所述光致酸發生劑為三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(1:1)。作為一種優選，所述含有多個羥基的酯為二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。作為一種改進，所述丙烯酸正性光刻膠適用于波長為365納米、248納米、193納米或13. 5納米的曝光光源。本發明丙烯酸正性光刻膠可以采用常規的涂膠方法旋涂，使膠均勻的涂覆于晶圓上，再經過前烘、曝光、后烘、顯影等一系列步驟生成所需要圖形。為解決上述第二個技術問題，本發明的技術方案是
丙烯酸正性光刻膠的制備方法，是在無塵、黃光條件下，按照聚丙烯酸樹脂5 30wt%， 光致酸發生劑I 20wt%，含有多個羥基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt% ； 或聚丙烯酸樹脂5 30wt%，光致酸發生劑I 10wt%，含有多個羥基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%的重量百分比，包括以下步驟制備
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入含有多個羥基的酯；
(2)將步驟(I)的物質攪拌6 10個小時形成混合溶液；
(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸樹脂、光致酸發生劑；
(4)將(3)得到的組合物攪拌20 30小時，得到所述丙烯酸正性光刻膠。其中，所述光致酸發生劑是在紫外線的輻射下能釋放強酸的化合物。作為一種優選，所述光致酸發生劑為三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(1:1)。作為一種優選，所述含有多個羥基的酯為二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是
本發明的丙烯酸正性光刻膠組合物中，含有多個羥基的酯和聚丙烯酸樹脂在一定溫度條件下發生酯化而交聯，經過曝光之后，曝光區域被光致酸發生劑產生的酸水解，進而曝光區域在顯影時溶解于顯影液中得到所需要的正膠圖形。本發明是一個全新的丙烯酸正性光刻膠機理，根據本發明配制的丙烯酸正性光刻膠具有衍射作用小、分辨率及靈敏度高、反差大以及透過性好、抗蝕刻能力強等優點，可用于13. 5納米的曝光光源，克服了丙烯酸體系負膠在一些區域中所不能克服的缺點。
具體實施例方式下面結合具體的實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I
在無塵、黃光條件下，按照聚丙烯酸樹脂5wt%，三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽 (I: I) 2wt%，二季戊四醇六丙烯酸酯8wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30wt%的重量百分比，包括以下步驟制備
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入二季戊四醇六丙烯酸酯；
(2)將步驟(I)的物質攪拌6個小時形成混合溶液；(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸樹脂、三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(1:1)；
(4)將(3)得到的組合物攪拌20小時，得到所述丙烯酸正性光刻膠。實施例2
在無塵、黃光條件下，按照聚丙烯酸樹脂30wt%，三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(I: I) 20wt%,二季戍四醇五丙烯酸酯40wt%,丙二醇甲醚醋酸酯60wt%的重量百分比,包括以下步驟制備
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入二季戊四醇五丙烯酸酯；
(2)將步驟(I)的物質攪拌10個小時形成混合溶液；
(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸樹脂、三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(1:1)；
(4)將(3)得到的組合物攪拌30小時，得到所述丙烯酸正性光刻膠。實施例3
在無塵、黃光條件下，按照聚丙烯酸樹脂15wt%，三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽 (I: I)6wt%,二季戍四醇六丙烯酸酯20wt%,丙二醇甲醚醋酸酯50wt%的重量百分比,包括以下步驟制備
(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入二季戊四醇六丙烯酸酯；
(2)將步驟(I)的物質攪拌8個小時形成混合溶液；
(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸樹脂、三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(1:1)；
(4)將(3)得到的組合物攪拌24小時，得到所述丙烯酸正性光刻膠。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。一切從本發明的構思出發，不經過創造性勞動所作出的結構變換均落在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種丙烯酸正性光刻膠，其特征在于所述正性光刻膠由包括以下重量百分比的原料制備而成聚丙烯酸樹脂5 30wt%,光致酸發生劑1 20wt%，含有多個羥基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。
2.如權利要求I所述的丙烯酸正性光刻膠，其特征在于所述正性光刻膠由包括以下重量百分比的原料制備而成聚丙烯酸樹脂5 30wt%,光致酸發生劑1 10wt%，含有多個羥基的酯5 40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30 60wt%。
3.如權利要求I或2所述的丙烯酸正性光刻膠，其特征在于所述光致酸發生劑是在紫外線的輻射下能釋放強酸的化合物。
4.如權利要求3所述的丙烯酸正性光刻膠，其特征在于所述光致酸發生劑為三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(1:1)。
5.如權利要求I或2所述的丙烯酸正性光刻膠，其特征在于所述含有多個羥基的酯為二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。
6.如權利要求I或2所述的丙烯酸正性光刻膠，其特征在于所述丙烯酸正性光刻膠適用于波長為365納米、248納米、193納米或13. 5納米的曝光光源。
7.制備如權利要求6所述的丙烯酸正性光刻膠的方法，其特征在于在無塵、黃光條件下，按權利要求I或2所述的重量百分比，包括以下步驟制備(O向丙二醇甲醚醋酸酯中加入含有多個羥基的酯；(2)將步驟(I)的物質攪拌6 10個小時形成混合溶液；(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸樹脂、光致酸發生劑；(4)將(3)得到的組合物攪拌20 30小時，得到所述丙烯酸正性光刻膠。
8.如權利要求7所述的丙烯酸正性光刻膠的制備方法，其特征在于所述光致酸發生劑是在紫外線的輻射下能釋放強酸的化合物。
9.如權利要求8所述的丙烯酸正性光刻膠的制備方法，其特征在于所述光致酸發生劑為三苯基锍與三氟甲磺酸的鹽(1:1)。
10.如權利要求7至9任一權力要求所述的丙烯酸正性光刻膠的制備方法，其特征在于所述含有多個羥基的酯為二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯。
全文摘要
本發明公開了一種丙烯酸正性光刻膠及其制備方法，是在無塵、黃光條件下，按聚丙烯酸樹脂5～30wt%，光致酸發生劑1～20wt%，含有多個羥基的酯5～40wt%，丙二醇甲醚醋酸酯30～60wt%的重量百分比，包括以下步驟制備(1)向丙二醇甲醚醋酸酯中加入含有多個羥基的酯；(2)將步驟(1)的物質攪拌6～10個小時形成混合溶液；(3)向所述混合溶液中加入聚丙烯酸樹脂、光致酸發生劑；(4)將(3)得到的組合物攪拌20～30小時，得到所述丙烯酸正性光刻膠。根據本發明配制的丙烯酸正性光刻膠具有衍射作用小、分辨率及靈敏度高、反差大以及透過性好、抗蝕刻能力強等優點。
文檔編號G03F7/004GK102608866SQ20121003367
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月15日 優先權日2012年2月15日
發明者孫越, 張盼, 楊光 申請人:濰坊星泰克微電子材料有限公司