光刻胶下层材料组合物及其制备方法、光刻胶下涂层技术

本发明专利技术涉及光刻材料技术领域，特别是涉及光刻胶下层材料组合物及其制备方法、光刻胶下涂层。本发明专利技术通过采用具有式I所示的重复单元，且重均分子量为1000Da～50000Da的聚合物作为光刻胶下层材料组合物的组分，并控制每个重复单元中的羟基数目，可以使该聚合物具有合适的碱溶性，形成涂层后在碱性显影液中具有合适的溶解度，能在30～150秒的最佳显影时间范围内部分溶解，从而与其上层的光刻胶层共同形成易于剥离的结构；此外，该组合物形成的涂层在光刻胶常用溶剂中溶解性差，因此与光刻胶层具有较好的粘接度，不易在处理过程中出现与光刻胶分离的情况，因此不会对光刻图案的精细程度造成负面影响。成负面影响。成负面影响。

【技术实现步骤摘要】
光刻胶下层材料组合物及其制备方法、光刻胶下涂层


[0001]本专利技术涉及光刻材料
，特别是涉及光刻胶下层材料组合物及其制备方法、光刻胶下涂层。

技术介绍

[0002]光刻技术是指在光照作用下，借助光刻胶将掩膜版上的图形转移到衬底上的技术。随着半导体技术的发展，光刻技术传递图形的尺寸限度缩小了2～3个数量级(从毫米级到亚微米级)，已从常规光学技术发展到应用电子束、X射线、微离子束、激光等新技术，是一种精密的微细加工技术。
[0003]当在衬底上获得图案化的光刻胶结构后，需要对光刻胶进行剥离处理，以获得与目标图案一致的涂层结构，因此，剥离工艺是决定光刻技术精密性的重要步骤。传统技术中，为了使光刻胶易于剥离，需要将光刻胶制备成倒梯形的结构，这种具有特殊结构的光刻胶制备工艺复杂，成本较高，大规模的使用受到限制，而且无法满足日渐复杂的多样性加工需求。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种光刻胶下层材料组合物及其制备方法，该下层材料组合物形成的光刻胶下涂层在显影过程中能部分溶解于常用的碱性显影液中，从而与其上层的光刻胶能共同构成类似于传统技术中倒梯形的易剥离结构，能适用于多种光刻加工场景。
[0005]本专利技术的一个方面，提供了一种光刻胶下层材料组合物，其包括聚合物和溶剂；所述聚合物的重均分子量为1000Da～50000Da，所述聚合物具有式I所示的重复单元；
[0006][0007]其中，Ar1、Ar2每次出现，分别独立地选自取代或未取代的具有6～25个环原子数的芳香基团，或取代或未取代的具有5～25个环原子数的杂芳香基团，且所述Ar1和/或所述Ar2被羟基取代，所述羟基的数量之和为1～8个。
[0008]在一些实施方式中，所述Ar1和所述Ar2分别独立地选自式II
‑
1～式II
‑
6任一项所示的结构：
[0009][0010]其中，x选自单键、CR1R2、NR3、O、S、C(＝O)或S(＝O)；
[0011]y每次出现，独立地选自CR4或N；
[0012]*表示连接位点；
[0013]R1～R4每次出现，分别独立地选自
‑
H、
‑
D、
‑
OH、
‑
F、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
CF3、
‑
NO2、
‑
CN、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、具有5～14个碳原子数的芳基或杂芳基；R1和R2互相连接成环或不成环。
[0014]在一些实施方式中，所述Ar1和所述Ar2分别独立地选自式III
‑
1～式III
‑
6任一项所示的结构：
[0015][0016]其中，x选自单键、CR1R2或O；
[0017]y每次出现，独立地选自CR4或N；
[0018]R1、R2或R4每次出现，独立地选自
‑
H、
‑
D、
‑
OH、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环己基或苯基；R1和R2互相连接成环或不成环；
[0019]*表示连接位点。
[0020]在一些实施方式中，所述Ar1和所述Ar2分别独立地选自式IV
‑
1～式IV
‑
15任一项所示的结构：
[0021][0022]其中，*表示连接位点。
[0023]在一些实施方式中，按质量百分比计，所述聚合物在所述光刻胶下层材料组合物中的占比为5％～30％；和/或
[0024]所述溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基乙酰胺、二甲苯、苯甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚乙酸酯、二缩乙二醇甲醚、二缩乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ
‑
丁内酯以及N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
[0025]在一些实施方式中，所述光刻胶下层材料组合物还包括流平剂和/或交联剂。
[0026]本专利技术的另一方面，还提供了一种前述光刻胶下层材料组合物的制备方法，其包括以下步骤：
[0027]将与进行缩合反应制备所述聚合
物，将所述聚合物溶于所述溶剂中。
[0028]本专利技术的又一方面，还提供了一种光刻胶下涂层，其由前述任一实施方式所述的光刻胶下层材料组合物固化而成。
[0029]本专利技术同时还提供了前述光刻胶下涂层的制备方法，其包括以下步骤：
[0030]将前述任一实施方式所述的光刻胶下层材料组合物涂覆于基材表面，于100℃～200℃条件下烘烤30～300秒。
[0031]此外，本专利技术还提供了一种光刻工艺，其包括以下步骤：
[0032]在基材表面制备前述的光刻胶下涂层，在所述光刻胶下涂层表面涂覆光刻胶，制备光刻胶层；曝光，然后在碱性显影液中显影30～150秒。
[0033]通过采用具有式I所示的重复单元，且重均分子量为1000Da～50000Da的聚合物作为光刻胶下层材料组合物的组分，并控制每个重复单元中的羟基数目，可以使该聚合物具有合适的碱溶性，形成涂层后在碱性显影液中具有合适的溶解度，能在30～150秒的最佳显影时间范围内部分溶解，从而与其上层的光刻胶层共同形成易于剥离的结构；此外，该组合物形成的涂层在光刻胶常用溶剂中溶解性差，因此与光刻胶层具有较好的粘接度，不易在处理过程中出现与光刻胶分离的情况，因此不会对光刻图案的精细程度造成负面影响。该组合物成分简单，无需复杂的特殊设计，成本低、可操控性强，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0034]图1为本专利技术一实施例的光刻工艺示意图；
[0035]图2为传统技术中采用倒梯形光刻胶的光刻工艺示意图；
[0036]图3为实施例1中显影后的光刻胶层及光刻胶下涂层的断面扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
[0037]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0038]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在专利技术的描述中，“多种”的含义是至少两种，例如两种，三种等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶下层材料组合物，其特征在于，包括聚合物和溶剂；所述聚合物的重均分子量为1000Da～50000Da，所述聚合物具有式I所示的重复单元；其中，Ar1、Ar2每次出现，分别独立地选自取代或未取代的具有6～25个环原子数的芳香基团，或取代或未取代的具有5～25个环原子数的杂芳香基团，且所述Ar1和/或所述Ar2被羟基取代，所述羟基的数量之和为1～8个。2.根据权利要求1所述的光刻胶下层材料组合物，其特征在于，所述Ar1和所述Ar2分别独立地选自式II
‑
1～式II
‑
6任一项所示的结构：其中，x选自单键、CR1R2、NR3、O、S、C(＝O)或S(＝O)；y每次出现，独立地选自CR4或N；*表示连接位点；R1～R4每次出现，分别独立地选自
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H、
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D、
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OH、
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F、
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Cl、
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Br、
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CF3、
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NO2、
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CN、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、具有5～14个碳原子数的芳基或杂芳基；R1和R2互相连接成环或不成环。3.根据权利要求1所述的光刻胶下层材料组合物，其特征在于，所述Ar1和所述Ar2分别独立地选自式III
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1～式III
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6任一项所示的结构：其中，x选自单键、CR1R2或O；y每次出现，独立地选自CR4或N；R1、R2或R4每次出现，独立地选自
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H、
‑
D、
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓伟，
申请(专利权)人：苏州理硕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：