【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制造工艺领域，涉及一种水溶性聚酯树脂、含有其的等离子体刻蚀保护液及其制备方法和应用，尤其涉及一种具有高选择比的等离子体刻蚀保护液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着半导体领域高度集成的精细化发展，晶圆上的晶粒密度逐渐增高，刻蚀道宽度也逐渐变小，这给晶圆刻蚀工艺带来了更大的挑战。
2、等离子体对材料的刻蚀分为物理刻蚀和化学刻蚀，以往较常见的等离子体深硅刻蚀是用于在硅片垂直方向上制造更多空间，制备更加精细的微纳结构，因此刻蚀前需要通过光刻工艺实现纳米级别的掩模，实施难度大，工艺成本高。而等离子体刻蚀是为了将制造好的晶粒从晶圆上分离，刻蚀道的宽度通常为微米级，因此刻蚀的工艺窗口要大得多。然而对于等离子体刻蚀技术，只需要在晶圆表面涂覆一层保护膜，再在需要刻蚀的位置用晶圆将保护膜及硅基底表面前道工艺施加的其他膜层切开，即可形成用于等离子体刻蚀的微米级掩模。这种制造掩模的工艺相比于光刻大大节约了工艺成本，降低了实施难度，但也对保护膜功能提出了新的要求。
3、等离子体刻蚀保护液需要具备一定的光吸收能力及耐热性才能保证在刻蚀过程中形成形貌良好的掩模，使得刻蚀道位置的保护膜在晶圆刻蚀气化的同时不会导致周围的膜层掀起影响膜的保护性。另外在刻蚀过程，保护膜需要能够抵抗等离子体的物理刻蚀及化学刻蚀，即保护膜需具备对刻蚀剂的化学稳定性的同时需具备一定的厚度以耐受等离子体各向异性离子轰击。最后，在等离子体刻蚀完成后需将保护膜洗净，因此保护膜所用树脂需要保证在等离子体刻蚀的高温过程中不会发生过度交联从而影响保护
4、正是由于上述问题的存在，研究人员对如何实现晶圆在切割时得以保护进行了研究，并取得了一定的成果，例如：cn 118772722 a公开了一种等离子体刻蚀保护材料及制备方法、清洗材料及应用。该等离子体刻蚀保护材料包括水溶性聚乙烯胺树脂或聚丙烯酰胺树脂、紫外光吸收剂、保湿剂和第一溶剂，清洗材料包括清洗介质和第二溶剂。其中，清洗介质通过电离出带负电荷的酸根离子可以吸附水溶性树脂电离后形成的带正电荷的阳离子高分子。该刻蚀保护材料与清洗材料互相配合使用，能够使形成的保护膜能够被轻易清洗除去，减少芯片表面的粒子残留。
5、cn 117777802 a公开了一种等离子体刻蚀保护材料，其组分包括：丙烯酸类树脂、增韧剂、水解助剂和溶剂。该等离子体刻蚀保护材料中通过水解助剂对树脂进行部分水解使得树脂的亲水性增强，提高与溶剂的混溶能力并可以在晶圆表面形成完整的保护膜以抵抗等离子体的刻蚀。在切割工艺完成后形成的保护膜具有极强的水溶性，能够被轻易除去使得清洗工艺简单。
6、cn118271608 a公开了一种由水溶性聚酰胺树脂构成的等离子体刻蚀保护液，该溶液包括水溶性聚酰胺树脂、助溶剂、紫外线吸收剂和溶剂。该专利技术的等离子体刻蚀保护液具有保护性能好、易水洗、无残留等优点，同时通过简单涂布可以形成均匀、致密的保护膜，在刻蚀工艺时提供良好的耐高温和保护性能，刻蚀后无开裂、熔渣，形成良好的刻蚀形貌。
7、基于以上对现有技术的分析发现，目前市售的等离子体刻蚀保护液一般添加聚乙烯胺树脂、丙烯酸类树脂或者聚酰胺树脂，这类树脂虽具备一定水溶性，但是在使用高能量等离子体时，这类聚合物涂层在热激活后会受热发生交联而失去水溶性或树脂结构被破坏从而造成热影响区偏大、刻蚀选择比偏低等影响，给后续刻蚀芯片或颗粒清洁带来极大的挑战。因此，在本领域亟需开发一款具有耐高温性、高选择性、成膜后膜面平整且致密、易水洗等性能的等离子体刻蚀保护液。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水溶性聚酯树脂、含有其的等离子体刻蚀保护液及其制备方法和应用。本专利技术的等离子体刻蚀保护液能够解决现有技术中树脂水溶性差，分子量不可控；等离子体刻蚀保护液耐高温性能差，涂覆效果不好，不易水洗以及刻蚀时候产生较大的热影响区和较低的选择刻蚀比等问题。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种水溶性聚酯树脂，所述水溶性聚酯树脂具有如下式i所示结构：
4、
5、其中r1和r3独立地选自多元羧酸或酸酐或多元羧酸酯的残基，且r1和r3中至少一个含有磺酸钠基团，r2和r4独立地选自烷基二元醇的残基、芳香族二元醇的残基或环烷基二元醇的残基，n选自20-300的整数(例如20、30、40、50、80、100、120、150、180、200、230、250、280或300等)。
6、优选地，r1和r3独立地选自其中x为o、n或s，波浪线代表基团的连接位点。
7、优选地，r2和r4独立地选自
8、其中波浪线代表基团的连接位点。
9、优选地，所述水溶性聚酯树脂选自如下树脂中的任意一种：
10、
11、
12、
13、优选地，所述水溶性聚酯树脂的重均分子量为20000-200000，例如20000、25000、30000、35000、40000、450000、50000、60000、80000、100000、120000、140000、160000、180000或200000。
14、另一方面，本专利技术提供一种如上所述的水溶性聚酯树脂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
15、带有r1基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物、带有r2基团的二元醇化合物、带有r3基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物与带有r4基团的二元醇化合物进行聚合反应，得到所述水溶性聚酯树脂；
16、优选地，所述带有r1基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物或者带有r3基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物选自如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：
17、d-樟脑酸、1,1-环丙烷二甲酸、1,1-环丙烷二甲酸二乙酯、环丁四甲酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,3-金刚烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,2-环己烷二甲酸等脂肪羧酸或脂肪酸酐；邻苯二甲酸/邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸/间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、对苯二甲酸、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、3-氟邻苯二甲酸、4-硝基邻苯二甲酸等芳香羧酸或酸酐或某酯；均苯三甲酸、偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐、均四苯甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸等三元芳香羧酸/酯；呋喃二甲酸/呋喃二甲酸二甲酯、吡咯二甲酸、噻吩二甲酸等杂芳基羧酸或酯，以上化合物中的一种或多种组合，优选为d-樟脑酸、1,1-环丙烷二甲酸、邻苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸、偏苯三酸酐、呋喃二甲酸二甲酯。
18、在本专利技术中由于r1和r3中至少一个含有磺酸钠基团，所以带有r1基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物或者带有r3基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物中至少一者选自带有磺酸钠基团的化合物，优选间苯二甲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水溶性聚酯树脂，其特征在于，所述水溶性聚酯树脂具有如下式I所示结构：
2.根据权利要求1所述的水溶性聚酯树脂，其特征在于，R1和R3独立地选自其中X为O、N或S，波浪线代表基团的连接位点；
3.根据权利要求1或2所述的水溶性聚酯树脂，其特征在于，所述水溶性聚酯树脂选自如下树脂中的任意一种：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水溶性聚酯树脂，其特征在于，所述水溶性聚酯树脂的重均分子量为20000-200000。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的水溶性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述带有R1基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物或者带有R3基团的羧酸、酸酐或羧酸酯化合物选自如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：
7.一种等离子体刻蚀保护液，其特征在于，所述等离子体刻蚀保护液按照重量份计，包括如下组分：
8.根据权利要求7所述的等离子体刻蚀保护液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.根据
10.根据权利要求7所述的等离子体刻蚀保护液在芯片刻蚀工艺中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种水溶性聚酯树脂，其特征在于，所述水溶性聚酯树脂具有如下式i所示结构：
2.根据权利要求1所述的水溶性聚酯树脂，其特征在于，r1和r3独立地选自其中x为o、n或s，波浪线代表基团的连接位点；
3.根据权利要求1或2所述的水溶性聚酯树脂，其特征在于，所述水溶性聚酯树脂选自如下树脂中的任意一种：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水溶性聚酯树脂，其特征在于，所述水溶性聚酯树脂的重均分子量为20000-200000。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的水溶性聚酯树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：黄兵，黄明起，刘中生，谭弘羊，
申请(专利权)人：深圳市化讯半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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