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正性光刻膠組成物及其制備方法

文檔序號:2737904閱讀:1067來源:國知局
專利名稱:正性光刻膠組成物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種能夠在堿性顯影液中顯影的正性光刻膠組成物,及該光刻膠的制備方法和使用這種光刻膠產(chǎn)生細(xì)微圖形結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)
光刻膠(又稱光致抗蝕劑)是指通過紫外光、準(zhǔn)分子激光、電子束、離子束、X射線等光源的照射或輻射,其溶解度發(fā)生變化的耐蝕刻薄膜材料。它具有快速固化、節(jié)省時(shí)間和低的溶劑釋放等特點(diǎn),主要用于集成電路和半導(dǎo)體分立器件的細(xì)微圖形加工,近年來已逐步應(yīng)用于光電子領(lǐng)域中平板顯示器的制作。由于光刻膠具有光化學(xué)敏感性,可利用其進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng),經(jīng)曝光、顯影等過程,將所需要的微細(xì)圖形從掩模板復(fù)制到待加工的襯底上, 然后進(jìn)行刻蝕、擴(kuò)散、離子注入等工藝加工。因此,光刻膠已成為光電信息產(chǎn)業(yè)中微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)材料?;瘜W(xué)增幅型光刻膠是目前光刻膠領(lǐng)域的主流技術(shù)?;瘜W(xué)增幅型光刻膠是通過在基礎(chǔ)樹脂中加入光致產(chǎn)酸劑而得到的;光致產(chǎn)酸劑因曝光而產(chǎn)生酸,此酸在負(fù)性光刻膠中可催化多重交聯(lián)活動(dòng),在正性光刻膠中催化去保護(hù)反應(yīng)。在正性化學(xué)增幅型光刻膠中,基礎(chǔ)樹脂普遍含有多羥基苯乙烯單元、被叔丁基保護(hù)的(甲基)丙烯酸單元的樹脂等。CN1193753A報(bào)道了一種化學(xué)增幅型光刻膠,它是將不同分子量的t-BOC保護(hù)的多羥基苯乙烯的混合物作為化學(xué)增強(qiáng)光刻膠的基質(zhì)聚合物和PAG混合在一起,它減弱了溶解速度對曝光的依賴性,但需要加入大量的光致產(chǎn)酸劑才能形成目標(biāo)圖案,曝光后需要后烘等步驟除去未反應(yīng)的酸。JP 05-17711公開了一種包含(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸四氫呋喃和丙烯酸烷基酯的共聚物及酸性光致產(chǎn)酸劑的抗蝕劑組合物。這種組合物通過電沉積涂布沉積于片基上,得到一層具有高度統(tǒng)一性的薄膜。然而這種抗蝕劑的光敏性相對較低,此外,該工藝也需要曝光后熱處理。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題為了解決現(xiàn)有化學(xué)增幅型光刻膠技術(shù)中對光致產(chǎn)酸劑的嚴(yán)重依賴和步驟繁瑣等眾多問題,本發(fā)明擬制備一類正性光刻膠。該光刻膠不需要添加任何感光劑、產(chǎn)酸劑等助劑,直接將光刻膠樹脂溶解在溶劑中就可以應(yīng)用于光刻工藝中。技術(shù)方案在本發(fā)明的正性光刻膠組合物中,該光刻膠可在堿性介質(zhì)中顯影的,該光刻膠包括a)光刻膠樹脂;b)光刻膠溶劑。光刻膠本身在堿性顯影液中不溶解或溶解度很小,但通過紫外照射作用,聚合物結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)變化,聚合物轉(zhuǎn)變成堿溶性的。該光刻膠樹脂優(yōu)選0 25%的具有式Ia的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元
權(quán)利要求
1.一種可在堿性水溶液中顯影的正性光刻膠組成物,該光刻膠包括a)光刻膠樹脂,b)光刻膠溶劑,所述的光刻膠溶劑為能溶解光刻膠樹脂的有機(jī)溶劑,且按重量計(jì),光刻膠樹脂占光刻膠溶劑的5% 30%。
2.如權(quán)利要求1所述的正性光刻膠組成物,其特征在于,所述光刻膠樹脂為一種共聚物,且按重量計(jì),含有0-25%具有式Ia的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元和0-25%具有式Λ的重復(fù)結(jié)構(gòu)單式中,禮、R2J3彼此獨(dú)立,為氫原子或者甲基,R4為單元脂環(huán),R5為二元或三元脂環(huán),R6 為含有鄰硝基芐基結(jié)構(gòu)的基團(tuán)。
3.如權(quán)利要求1所述的正性光刻膠組成物,其特征為,光刻膠溶劑為四氫呋喃、甲基乙基酮、丙酮、環(huán)己酮、乙二醇、丙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇乙醚乙酸酯、甲醚、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的1種或2種。
4.如權(quán)利要求2所述的正性光刻膠組成物,其特征為R4為由五個(gè)碳原子或者六個(gè)碳原子組成的單元脂環(huán)。
5.如權(quán)利要求2所述的正性光刻膠組成物,其特征為&為金剛烷及其衍生物或者異冰片基。
6.如權(quán)利要求2、4或5所述的正性光刻膠樹脂,其特征在于可采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法ATRP、可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移法RAFT兩種活性自由基聚合方法進(jìn)行制備。
7.如權(quán)利要求1 6所述的正性光刻膠組成物,其特征在于用以下方法得到細(xì)微圖形結(jié)構(gòu),將權(quán)利要求1 6所述的正性光刻膠組成物旋涂在基片上,在除去溶劑后,將所獲得的光刻膠放于光掩模板下進(jìn)行曝光,然后在顯影液中顯影。
8.如權(quán)利要求7所述,所用的顯影液可以為堿性水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可在堿性水溶液中顯影的正性光刻膠組成物,該光刻膠組合物只包括a)光刻膠樹脂b)光刻膠溶劑。該光刻膠樹脂中含有鄰硝基芐基結(jié)構(gòu),在紫外曝光時(shí)能發(fā)生化學(xué)變化,使得該光刻膠在顯影液中的溶解度發(fā)生變化,即該光刻膠不用加入光致產(chǎn)酸劑、感光劑等額外添加劑就能夠顯影,得到具有較高分辨率的圖像,滿足其作為光致抗蝕劑的要求。
文檔編號G03F7/00GK102402119SQ20111036072
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者楊洪, 林保平, 趙曉芳, 郭玲香 申請人:東南大學(xué)
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