一种含硅或硫的成膜树脂、光刻胶组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种含硅或硫的成膜树脂、光刻胶组合物，所述成膜树脂的共聚单体包括丙烯酸酯衍生物与丁烯酸酯衍生物；所述丁烯酸酯衍生物为含硅丁烯酸酯衍生物或含硫丁烯酸酯衍生物；所述含硅丁烯酸酯衍生物具有如下式(1)所示结构：所述含硫丁烯酸酯衍生物具有如下式(2)所示结构：其中R

【技术实现步骤摘要】
一种含硅或硫的成膜树脂、光刻胶组合物


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种含硅或硫的成膜树脂、光刻胶组合物。

技术介绍

[0002]光刻技术是指在基材顶部形成由光刻胶构成的抗蚀剂膜，将具有预设图案的光掩模用紫外光、电子束或X射线等照射，经过显影处理得到光刻图案。经曝光和显影后，光刻胶溶解度增加的属于正性光刻胶，反之则属于负性光刻胶。
[0003]随着光刻技术就不断发展，其制作的线路图形由简单到复杂，线条由粗糙到精细，曝光光源从逐步缩短：由以i线(365nm)和g线(436nm)为代表的紫外线辐射，到KrF准分子激光(248nm)，再到ArF准分子激光(193nm)、F2准分子激光(157nm)等。光刻技术已经成为制造集成电路不可或缺的技术。
[0004]光刻胶是指能通过曝光光源的照射，溶解度发生变化的薄膜材料，是光刻技术中的关键材料。聚(甲基)丙烯酸酯及其共聚物是248nm光刻胶常用的成膜树脂，但这种成膜树脂存在脆性大、与基底材料附着力差的问题。同时，还需要具有高分辨率的光刻胶材料才能实现非常精细的光刻图案的制备。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中248nm光刻胶常用的成膜树脂脆性大、与基底材料附着力差的技术问题以及采用该成膜树脂得到的光刻胶分辨率较差的技术问题，而提供一种含硅或硫的成膜树脂、光刻胶组合物。本专利技术的成膜树脂具有较好的韧性，对基底具有较好的附着力，采用本专利技术的成膜树脂得到的光刻胶具有较高的分辨率。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种含硅或硫的成膜树脂，所述成膜树脂的共聚单体包括丙烯酸酯衍生物与丁烯酸酯衍生物；所述丁烯酸酯衍生物为含硅丁烯酸酯衍生物或含硫丁烯酸酯衍生物；
[0008]所述含硅丁烯酸酯衍生物具有如下式(1)所示结构：
[0009][0010]其中x为1～6的整数，R1和R2、R2和R3可以相互结合构成环状结构，R1、R2、R3分别独立地取自氢原子、无取代或被取代基取代的C1‑
20
直链或支链烃基、无取代或被取代基取代的C3‑
10
环烃基、无取代或被取代基取代的硅烃基中的一种；
[0011]所述含硫丁烯酸酯衍生物具有如下式(2)所示结构：
[0012][0013]其中R
22
和R
33
、R
11
和R
33
可以相互结合构成环状结构；R
11
是构环原子数为3～10的环状基团且至少含有一个硫原子作为构环原子；R
22
和R
33
分别独立地取自氢原子、无取代或被取代基取代的C1‑
20
直链或支链烃基、无取代或被取代基取代的C3‑
20
环烃基、无取代或被取代基取代的C6‑
10
芳基、无取代或被取代基取代的C7‑
10
烯基、构环原子数3～30的多环基团中的一种。
[0014]优选地，所述含硅丁烯酸酯衍生物选自如下结构中的任意一种：
[0015][0016]优选地，所述含硫丁烯酸酯衍生物选自如下结构中的任意一种：
[0017][0018]进一步地，所述丙烯酸酯衍生物具有如下式(3)所示结构：
[0019][0020]其中R5取自甲基或氢原子，R4取自氢原子、C1‑
10
直链或支链烃基、C3‑
10
环烃基、含硅直链或支链基团。
[0021]优选地，所述丙烯酸酯衍生物中R4选自如下结构中的任意一种：
[0022][0023]其中表示R4结构中与氧的连接键。
[0024]进一步地，所述成膜树脂的分子量为6000～35000g/mol，分子量分布为1.0～3.0。
[0025]本专利技术另一方面提供包含上述成膜树脂的光刻胶组合物。
[0026]进一步地，所述光刻胶组合物包括如下质量百分数的原料：所述成膜树脂10～50％、光产酸剂0.01～5％、助剂0.1～1％、溶剂44～89.89％。
[0027]再进一步地，所述产酸剂包括但不限于硫鎓盐类化合物、碘鎓盐类化合物、三嗪类化合物、磺酸酯类化合物、对甲苯磺酸衍生物、重氮盐类化合物、重氮甲烷衍生物中的一种或多种。
[0028]再进一步地，所述助剂包括但不限于三乙醇胺、三丙胺、正丁胺、三乙氧基乙醇胺、三辛胺、三丁胺、三甲氧乙氧甲氧乙基胺、四甲基氢氧化铵、聚季胺碱、9
‑
(2
‑
甲氧乙氧)甲基蒽、9
‑
蒽基甲基乙酸酯、重氮甲烷磺酰、金刚烷羧酸、双酚酸、O,O
‑
缩醛、N,O
‑
缩醛、片呐二醇类物质、邻苯二醛、邻苯二酚、苯甲酸酯的一种或多种；
[0029]所述溶剂包括但不限于丙二醇单醋酸酯、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二缩乙二醇甲醚、二缩乙二醇乙醚、二缩乙二醇甲乙醚、醋酸丁酯、醋酸新戊酯、乳酸乙酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮、双丙酮醇、γ
‑
丁内脂的一种或多种。
[0030]有益技术效果：
[0031]本专利技术通过将含硅丁烯酸酯衍生物或者含硫杂环丁烯酸酯衍生物与丙烯酸酯衍生物进行共聚得到成膜树脂，并将其用于制备248nm光刻胶，所制得的光刻胶均具有较好的韧性、对基底材料均具有较好的附着力，光刻显影后均具有较高的分辨率。
[0032]其中含硫杂环光刻胶具有比含硅光刻胶更优秀的分辨率，而含硅光刻胶具有比含硫杂环光刻胶更好的附着力。这是由于含硫杂环光刻胶相较于含硅光刻胶可以通过共振来有效地分散与酯相连的碳原子上带有的正电荷，从而能够提高酸敏基团的解离性使得分辨率更高、光刻图案更清晰；而含硅光刻胶相较于含硫杂环光刻胶具有柔性硅氧键，柔性的硅氧键能够降低成膜树脂的脆性，且烷氧基硅结构能够提升成膜树脂对基底的附着力。
附图说明
[0033]图1为采用实施例6的成膜树脂制成的光刻胶6光刻显影后得到光刻图案的SEM图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本专利技术的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硅或硫的成膜树脂，其特征在于，所述成膜树脂的共聚单体包括丙烯酸酯衍生物与丁烯酸酯衍生物；所述丁烯酸酯衍生物为含硅丁烯酸酯衍生物或含硫丁烯酸酯衍生物；所述含硅丁烯酸酯衍生物具有如下式(1)所示结构：其中x为1～6的整数，R1和R2、R2和R3可以相互结合构成环状结构，R1、R2、R3分别独立地取自氢原子、无取代或被取代基取代的C1‑
20
直链或支链烃基、无取代或被取代基取代的C3‑
10
环烃基、无取代或被取代基取代的硅烃基中的一种；所述含硫丁烯酸酯衍生物具有如下式(2)所示结构：其中R
22
和R
33
、R
11
和R
33
可以相互结合构成环状结构；R
11
是构环原子数为3～10的环状基团且至少含有一个硫原子作为构环原子；R
22
和R
33
分别独立地取自氢原子、无取代或被取代基取代的C1‑
20
直链或支链烃基、无取代或被取代基取代的C3‑
20
环烃基、无取代或被取代基取代的C6‑
10
芳基、无取代或被取代基取代的C7‑
10
烯基、构环原子数3～30的多环基团中的一种。2.根据权利要求1所述的一种含硅或硫的成膜树脂，其特征在于，所述含硅丁烯酸酯衍生物选自如下结构中的任意一种：3.根据权利要求1所述的一种含硅或硫的成膜树脂，其特征在于，所述含硫丁烯酸酯衍生物选自如下结构中的任意一种：
4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种含硅或硫的成膜树脂，其特征在于，所述丙烯酸酯衍生物具有如下式(3)所示结构：其中R5取自甲基或氢原子，R4取自氢原子、C1‑
10
...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂俊，朱晓群，李三保，张宇蔚，孙芳，
申请(专利权)人：江苏集萃光敏电子材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：