含硅偶联剂的193nm光刻胶及其成膜树脂

摘要

一种含硅偶联剂的共聚物成膜树脂以及利用该成膜树脂配制的用于深紫外(193nm)波段曝光的正性化学增幅型光刻胶组合物。本发明采用含硅丙烯酸酯类偶联剂和丙烯酸酯类及环烷烯烃的共聚物成膜树脂，用在193nm波段处吸收微弱，偶联剂易于和其它单体共聚合。光刻胶由于含硅偶联剂单元作用，有效提高了光刻胶与基材硅片的粘附性，减少了未曝光区的膜厚损失，增加了曝光区在碱性显影液中的溶解性，同时，也改善了光刻胶胶膜的抗干刻蚀性能。进一步说，由于含硅偶联剂单元在成膜树脂中的存在，其硅片上的光刻胶胶膜在光刻过程中，在曝光区，含硅丙烯酸酯偶联剂中存在的Si－OR基团在光致酸产生的酸作用下形成的Si－OH基团将进一步增加胶膜在显影液中的溶解性，从而增加了曝光区与非曝光区对比度，而形成更加清晰的光刻图形。

主权项

1、一种含硅偶联剂的共聚物成膜树脂，由共聚单体在自由基引发剂存在的条件下，通过在溶剂中进行共聚合反应以及相应的后处理制备而成，其特征在于：共聚单体包括：(1)、含酸敏基团单体      5％-60％重量；所述含酸敏基团单体在以下两类物质范围中选择一种单体或两种单体：①、丙烯酸酯类化学通式：式中：R₁＝H或CH₃；R₂选择下列取代基团之一：其中：Rz＝CH₃或C₂H₅；Rx＝H或OH；Ry＝H或OH；R₄，R₅，R₆和R₇任选下列取代基团之一：②、降冰片烯的衍生物类选择符合下列化学通式或化学式的物质：其中：R₈，R₉，R₁₀，R₁₁和R₁₂任选下列取代基团之一：(2)、含硅丙烯酸酯类偶联剂    0.5％-20％重量；所述含硅丙烯酸酯类偶联剂在符合下列化学通式物质范围中选择一种单体或两种单体：①、化学通式：式中：n＝1-8；R₁₃＝H、CH₃或CF₃；R₁₄＝C₁-C₂₀烷基；R₁₅＝C₁-C₂₀烷基；R₁₆＝OH、C₁-C₂₀烷基或C₁-C₂₀烷氧基；②、化学通式：式中：m＝1-8；R₁₇＝H、CH₃或CF₃；R₁₈＝C₁-C₂₀烷基；R_18’＝C₁-C₂₀烷基；R₁₉＝C₁-C₂₀烷基；R_19’＝C₁-C₂₀烷基；R₂₀＝OH、C₁-C₂₀烷基或C₁-C₂₀烷氧基；R_20’＝OH、C₁-C₂₀烷基或C₁-C₂₀烷氧基；(3)、含碱性可溶性基团单体    30％-80％重量；所述含碱性可溶性基团单体在下列物质范围中选择一种单体或两种单体：①、降冰片烯的衍生物选择符合下列化学通式的物质：式中：R₂₁，R₂₂，R₂₃，R₂₄和R₂₅任选下列取代基团之一：②、马来酸酐及其类似物选择符合下列化学式的物质：③、降冰片烯的氟化物选择符合下列化学式的物质：④、胆酸的丙烯酸酯或胆酸的甲基丙烯酸酯符合下列化学式的物质：  名称  Rv  Rw  胆酸(CA)  脱氧胆酸(DCA)  脱氧胆酸(CDCA)  脱氧胆酸(UDCA)  石胆酸(LCA)  OH  OH  H  H  H  OH  H  OH(α)  OH(β)  H上述共聚物的分子量为3000-500000，分子量分布为1.4-2.8。