一种光刻胶组合物及其用途制造技术

本申请提供了一种光刻胶组合物及其用途，其中，光刻胶组合物通过添加含多羟基苯基化合物的添加剂，一方面提高了非曝光区的溶解速率，解决了显影后光刻胶图形表面有残留物的问题，另一方面由于光刻胶组合物的结构上可交联的羟基数目多，曝光区交联密度大，使曝光区与非曝光区，溶解速率差距进一步增大，提高了光刻胶的对比度，从而解决了显影后光刻胶图形的间隔区出现桥接缺陷的问题。将本申请的光刻胶组合物用作深紫外KrF负型光刻胶时，其具有更高的分辨率和更好的工艺窗口。高的分辨率和更好的工艺窗口。高的分辨率和更好的工艺窗口。

【技术实现步骤摘要】
一种光刻胶组合物及其用途


[0001]本申请涉及半导体材料
，特别是涉及一种光刻胶组合物及其用途。

技术介绍

[0002]光刻技术随着集成电路集成度的提高、加工线宽的缩小，经历了从G线(436nm)光刻，I线(365nm)光刻，到深紫外(DUV)KrF(248nm)光刻、ArF(193nm)光刻及极紫外(简称EUV，13.5nm)光刻的发展历程。随着曝光波长变化，光刻胶的组成与结构也不断变化，以使光刻胶的综合性能满足对应集成工艺制程的要求。
[0003]对半导体器件加工关键尺寸大于0.5μm的设计准则，可通过G线(436nm)的曝光波长光刻实现。对半导体器件加工关键尺寸为0.5μm～0.35μm的设计准则，可通过I线(365nm)的曝光波长光刻实现。对半导体器件加工关键尺寸为0.30μm～0.13μm的设计准则，可通过曝光波长为248nm的KrF准分子激光光刻实现。
[0004]在G线光刻、I线光刻中使用的是酚醛树脂
‑
重氮萘醌正型光刻胶。由于酚醛树脂在248nm的曝光波长下有很大的非漂白性吸收，使酚醛树脂
‑
重氮萘醌正型光刻胶不能继续应用于248nm光刻。聚对羟基苯乙烯在248nm具有高的光透过性而被广泛用248nm光刻胶中。
[0005]现有的深紫外248nm负型光刻胶，在解决显影后光刻胶图形表面有残留物的问题的同时，难以解决显影后在光刻胶图形的间隔区出现桥接缺陷的问题。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种光刻胶组合物及其用途，用以解决显影后光刻胶图形表面有残留物、且光刻胶图形的间隔区出现桥接缺陷的问题。具体技术方案如下：
[0007]本申请第一方面提供了一种光刻胶组合物，其包括含多羟基苯基化合物的添加剂，含多羟基苯基化合物的添加剂选自通式(I)表示的多羟基苯基化合物、通式(II)表示的多羟基多苯基化合物和通式(III)表示的多羟基多苯基化合物中的至少一种：
[0008][0009]通式(I)中，R1和R2各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；
[0010]m1表示羟基的个数，m1为2～6的整数；
[0011][0012]通式(II)中，R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；
[0013]m2和n2表示羟基的个数，m2和n2各自独立地为1～5的整数；
[0014]A为连接基团，p表示连接基团的重复次数，p为1～4的整数；
[0015]连接基团选自以下基团A1～基团A5中的任一种：
[0016][0017]其中，R7选自氢原子或C1～C4烷基；R8、R9、R
10
和R
11
各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；
[0018]m3表示羟基的个数，m3为1～5的整数；m4表示羟基的个数，m4为1～4的整数；
[0019]*表示连接位点；
[0020][0021]通式(III)中，R
12
、R
13
、R
14
和R
15
各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；
[0022]m5和n5表示羟基的个数，m5和n5各自独立地为1～4的整数；
[0023]各个多羟基苯基中羟基的个数各自独立地选自2个～6个。
[0024]本申请第二方面提供了一种本申请的光刻胶组合物用作深紫外KrF负型光刻胶的用途。
[0025]本申请实施例有益效果：
[0026]本申请提供了一种光刻胶组合物及其用途，其中，光刻胶组合物包括含多羟基苯基化合物的添加剂，含多羟基苯基化合物的添加剂选自通式(I)表示的多羟基苯基化合物、通式(II)表示的多羟基多苯基化合物和通式(III)表示的多羟基多苯基化合物中的至少一种。本申请的光刻胶组合物通过添加含多羟基苯基化合物的添加剂，一方面提高了非曝光区的溶解速率，解决了显影后光刻胶图形表面有残留物的问题，另一方面由于光刻胶组合物的结构上可交联的羟基数目多，曝光区交联密度大，使曝光区与非曝光区溶解速率差距进一步增大，提高了光刻胶的对比度，从而解决了显影后光刻胶图形的间隔区出现桥接缺陷的问题。使本申请的光刻胶组合物用作深紫外KrF负型光刻胶时，具有更高的分辨率和更好的工艺窗口。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0028]图1为现有技术中光刻胶图形表面有残留物的示意图；
[0029]图2为现有技术中光刻胶图形的间隔区出现桥接缺陷的示意图。
具体实施方式
[0030]下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]现有技术中的深紫外248nm负型光刻胶，主体聚合物为聚对羟基苯乙烯聚合物或对羟基苯乙烯
‑
苯乙烯的共聚物。但此种负型光刻胶容易出现显影不干净的现象，光刻胶图形表面有残留物10(如图1所示)。通过降低聚合物中苯乙烯的共聚比率或降低聚合物的分子量可以解决显影后有残留物的问题，但显影后在光刻胶图形的间隔区出现桥接缺陷20(如图2所示)。因此需要一种既能解决显影后光刻胶图形表面有残留物的问题，又能解决显影后在光刻胶图形的间隔区出现桥接缺陷的问题。鉴于此，本申请提供了一种光刻胶组合物及其用途。
[0032]本申请第一方面提供了一种光刻胶组合物，其包括含多羟基苯基化合物的添加剂，含多羟基苯基化合物的添加剂选自通式(I)表示的多羟基苯基化合物、通式(II)表示的多羟基多苯基化合物和通式(III)表示的多羟基多苯基化合物中的至少一种：
[0033][0034]通式(I)中，R1和R2各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；
[0035]m1表示羟基的个数，m1为2～6的整数；
[0036][0037]通式(II)中，R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；
[0038]m2和n2表示羟基的个数，m2和n2各自独立地为1～5的整数；
[0039]A为连接基团，p表示连接基团的重复次数，p为1～4的整数；
[0040]连接基团选自以下基团A1～基团A5中的任一种：
[0041][0042]其中，R7选自氢原子或C1～C4烷基；R8、R9、R
10
和R
11
各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶组合物，其包括含多羟基苯基化合物的添加剂，所述含多羟基苯基化合物的添加剂选自通式(I)表示的多羟基苯基化合物、通式(II)表示的多羟基多苯基化合物和通式(III)表示的多羟基多苯基化合物中的至少一种：通式(I)中，R1和R2各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；m1表示羟基的个数，m1为2～6的整数；通式(II)中，R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；m2和n2表示羟基的个数，m2和n2各自独立地为1～5的整数；A为连接基团，p表示所述连接基团的重复次数，p为1～4的整数；所述连接基团选自以下基团A1～基团A5中的任一种：所述连接基团选自以下基团A1～基团A5中的任一种：其中，R7选自氢原子或C1～C4烷基；R8、R9、R
10
和R
11
各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；m3表示羟基的个数，m3为1～5的整数；m4表示羟基的个数，m4为1～4的整数；*表示连接位点；
通式(III)中，R
12
、R
13
、R
14
和R
15
各自独立地选自氢原子、C1～C4烷基、羟甲基或多羟基苯基；m5和n5表示羟基的个数，m5和n5各自独立地为1～4的整数；各个所述多羟基苯基中羟基的个数各自独立地选自2个～6个
。
2.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其中，所述通式(I)表示的多羟基苯基化合物选自以下化合物：选自以下化合物：3.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其中，所述通式(II)表示的多羟基多苯基化合物选自以下化合物：
4.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其中，所述通式(III)表示的多羟基多苯基化合物选自以下化合物：合物选自以下化合物：5.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑金红，王璨，马洁，孙嘉，李冰，陈昕，温煜明，董栋，张宁，
申请(专利权)人：上海彤程电子材料有限公司彤程新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：