【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体涂层材料，尤其涉及一种底部抗反射膜树脂和组合物及其制备方法和图案形成方法。
技术介绍
1、光刻胶是用于将图像转移到基材上的光敏膜。在光刻过程中，在基材上形成光刻胶层，然后将光刻胶层通过光掩模暴露于活化辐照源，曝光后，显影光刻胶以提供浮雕图像，从而完成光刻。光刻胶主要用于半导体制造，其目的是将高度抛光的半导体晶片(例如硅)转换成能够执行电路功能的电子传导通路复杂矩阵。正确的光刻胶加工是达到该目的的关键。曝光被认为是得到高分辨率光刻胶图像的非常关键的步骤。用于曝光光刻胶的活化辐照的反射通常会对形成在光刻胶层中的图像的分辨率造成限制。辐照在所述基材/光刻胶界面上的反射可在光刻胶的辐照强度中形成空间变化，从而在显影时导致不均匀的光刻胶线宽。辐照也可从所述基材/光刻胶界面散射到不需要曝光的光刻胶区域，从而再次导致线宽变化。
2、目前降低辐照反射的方式是通过在光刻胶和基底之间加入一层能够有效消除干涉驻波的底部抗反射涂层，该底部抗反射涂层能够增加曝光能量范围和焦距，减少光的反射，从而提高图像分辨率的效果。根据目前使用的材料可将底部抗反射涂层分为无机抗反射涂层和有机抗反射涂层。有机抗反射涂层材料是由聚合物制成。与无机抗反射涂层相比，有机抗反射涂层不需要复杂和昂贵的设备，且有机抗反射涂层具有更高的光吸收率和优异的蚀刻速率。底部抗反射涂层的引入虽然可以在一定程度上减少光反射，但是由于基底材料表面存在一定的结构缺陷，底部抗反射涂层不能完全填充这些缺陷，这样会导致空隙的存在，从而引起摆动曲线效应和凹缺效应，抗反射效果不理
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于克服现有的底部抗反射涂层的抗反射效果不好且填洞效果差的缺陷，而提供一种新的底部抗反射膜树脂的制备方法，采用该方法制备得到的底部抗反射膜树脂能够提高底部抗反射膜涂层的折射率，且具有良好的填洞效果。
2、具体地，本专利技术提供的底部抗反射膜树脂的制备方法包括将单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ在自由基引发剂的存在下进行聚合反应，即得所述底部抗反射膜树脂；所述单体ⅰ具有式(1)所示的结构，所述单体ⅱ具有式(2)所示的结构，所述单体ⅲ具有式(3)所示的结构；
3、
4、式(1)中，w为o或s，k为0或1；
5、式(2)中，r1、r2和r3彼此独立地为h或c1-c5的烷基，r4为发色团，x不存在或者为c1-c5的亚烷基、氧、碳基或酯基；
6、式(3)中，r1、r2和r3彼此独立地为h或c1-c5的烷基，x`不存在或者为c1-c5的亚烷基、氧、碳基或酯基。
7、本专利技术的第二目的在于提供由上述方法制备得到的底部抗反射膜树脂。
8、本专利技术提供的第三目的在于提供一种底部抗反射膜组合物，所述底部抗反射膜组合物含有上述底部抗反射膜树脂、产酸剂、有机溶剂以及任选的表面活性剂。
9、本专利技术的第四目的在于提供上述抗反射涂层组合物的制备方法，该方法包括将底部抗反射膜树脂、产酸剂、有机溶剂以及任选的表面活性剂混合均匀。
10、本专利技术提供的第五目的在于提供一种图案形成方法，该方法包括：
11、将上述抗反射涂层组合物涂覆至基底上并进行热固化，以在基底上形成抗反射涂层；
12、在抗反射涂层上形成光致抗蚀剂层；
13、将所述光致抗蚀剂层曝光并显影以形成光刻胶图案。
14、本专利技术的关键在于将具有特定结构的单体ⅰ、单体ⅱ以及单体ⅲ进行自由基聚合反应，其中，单体ⅰ同时具有紧密键连的7-氧杂二环[2.2.1]庚烷结构和酸酐结构且酸酐位于端部，单体ⅱ为带发色团的丙烯酸酯类化合物，单体ⅲ为带巯基的丙烯酸酯类化合物，这三种单体经自由基聚合反应后可以在同一聚合物链上键连上7-氧杂二环[2.2.1]庚烷结构、酸酐结构、带发色团的丙烯酸酯结构以及带巯基的丙烯酸酯结构，源自单体ⅰ的酸酐结构以及源自单体ⅲ的巯基悬挂于聚合物主链的两侧，这两个基团可以使聚合物发生自交联反应，由此所得底部抗反射膜树脂可以很好地填充至基底表面，从而赋予其高折射率及良好的填洞效果。相应地，当将该底部抗反射膜树脂应用于光刻成型时，能够减少反射光散射造成的圆形缺口，缓解基底表面形态导致光刻胶厚度不同而引起的摆动曲线效应和凹缺效应，以最终实现提高图像分辨率的效果。
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1.一种底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括将单体Ⅰ、单体Ⅱ和单体Ⅲ在自由基引发剂的存在下进行聚合反应，即得所述底部抗反射膜树脂；所述单体Ⅰ具有式(1)所示的结构，所述单体Ⅱ具有式(2)所示的结构，所述单体Ⅲ具有式(3)所示的结构；
2.根据权利要求1所述的底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，所述单体Ⅰ、单体Ⅱ和单体Ⅲ的摩尔比为(1～5):1:(1～5)。
3.根据权利要求1所述的底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，式(2)中，R1、R2和R3彼此独立地为H或C1-C3的烷基，R4为具有1～4个单独环或稠合环的芳烃基，X不存在或者为C1-C3的亚烷基；式(3)中，R1、R2和R3彼此独立地为H或C1-C3的烷基，X`为C1-C3的亚烷基。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的条件包括温度为80～120℃，时间为5～20h。
5.由权利要求1～4中任意一项所述方法制备得到的底部抗反射膜树脂。
6.根据权利要求5所述的底部抗反射膜树脂，其特征在于，
7.一种底部抗反射膜组合物，其特征在于，所述底部抗反射膜组合物含有权利要求5所述的底部抗反射膜树脂、产酸剂、有机溶剂以及任选的表面活性剂。
8.根据权利要求7所述的底部抗反射膜组合物，其特征在于，以所述底部抗反射膜组合物的总重量为基准，所述底部抗反射膜树脂的含量为8～20wt％，所述产酸剂的含量为0.01～5wt％，所述有机溶剂的含量为70～90wt％，所述表面活性剂的含量为0～5wt％；
9.权利要求7或8所述抗反射涂层组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括将底部抗反射膜树脂、产酸剂、有机溶剂以及任选的表面活性剂混合均匀。
10.一种图案形成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括将单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ在自由基引发剂的存在下进行聚合反应，即得所述底部抗反射膜树脂；所述单体ⅰ具有式(1)所示的结构，所述单体ⅱ具有式(2)所示的结构，所述单体ⅲ具有式(3)所示的结构；
2.根据权利要求1所述的底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，所述单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ的摩尔比为(1～5):1:(1～5)。
3.根据权利要求1所述的底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，式(2)中，r1、r2和r3彼此独立地为h或c1-c3的烷基，r4为具有1～4个单独环或稠合环的芳烃基，x不存在或者为c1-c3的亚烷基；式(3)中，r1、r2和r3彼此独立地为h或c1-c3的烷基，x`为c1-c3的亚烷基。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的底部抗反射膜树脂的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的条件包括温度为80～120℃，时间为5～20h。
5.由...
【专利技术属性】
技术研发人员：李禾禾，康文兵，王静，毛鸿超，王雪枫，张文婷，
申请(专利权)人：厦门恒坤新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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