[发明专利]碱可溶树脂及其制备方法、光致抗蚀剂

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种碱可溶树脂及其制备方法、光致抗蚀剂。

背景技术

一般光致抗蚀剂的主要成分包括碱可溶树脂、光活性化合物、光引发剂、颜料分散液、有机溶剂以及其它添加剂。由于光致抗蚀剂是将颜料分散在树脂溶液中，当树脂与颜料的兼容性不佳时，通常会产生下面的问题：（1）储存中因颜料的再凝聚造成光致抗蚀剂失效；（2）显影过程中造成非曝光区部分无法完全去除而造成残留；（3）由于涂膜不均，膜的表面比较粗糙。

环糊精由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4糖苷键首尾相连形成，根据其中葡萄糖单元数目的不同而拥有不同的空腔尺寸，其中最为常见的是分别含有6、7和8个葡萄糖单元的α-、β-和γ-环糊精。环糊精由于具有疏水的空腔和亲水的外壁，其自身的特殊结构使其能够键合各种客体分子形成超分子包结配合物。β-环糊精由于易于制备，价格低廉，并且其环的空腔尺寸和芳香基团匹配，应用最为广泛。

发明内容

本发明的目的是提供一种修饰有β-环糊精或β-环糊精衍生物的碱可溶树脂，该碱可溶树脂和颜料的兼容性大大增强。

本发明所提供的碱可溶树脂，是修饰有β-环糊精或β-环糊精衍生物的碱可溶树脂，所述β-环糊精或β-环糊精衍生物通过酯键或酰胺键与碱可溶树脂结合。

其中，所述β-环糊精或β-环糊精衍生物的修饰比例优选为2-15%。

所述β-环糊精衍生物优选为多胺基修饰的β-环糊精衍生物，如：6-脱氧-6-胺基-β-环糊精、6-脱氧-6-乙二胺基-β-环糊精、6-脱氧-6-二乙撑三胺基-β-环糊精和6-脱氧-6-三乙撑四胺基-β-环糊精等。

未经修饰的碱可溶树脂具体可以为碱溶型丙烯酸树脂。

本发明的另一个目的是提供上述碱可溶树脂的制备方法。

上述碱可溶树脂的制备方法，包括如下步骤：

使碱可溶树脂与β-环糊精或β-环糊精衍生物在有机溶剂环境下发生酯化或酰胺化反应，获得修饰有β-环糊精或β-环糊精衍生物的碱可溶树脂。

酯化反应可以按照本领域已知的方法进行，如所述酯化反应在氮气氛围和浓硫酸存在的条件下进行。

酰胺化反应可以按照本领域已知的方法进行，如所述酰胺化反应在1-羟基苯并三唑和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺存在下进行。

其中，有机溶剂一般作为反应进行的媒介，不参与反应，可选择的有机溶剂种类很多，例如丙二醇甲醚醋酸酯或二氯甲烷。

其中，所述β-环糊精或β-环糊精衍生物的修饰比例优选为2-15%。

所述β-环糊精衍生物优选为多胺基修饰的β-环糊精衍生物，如：6-脱氧-6-胺基-β-环糊精、6-脱氧-6-乙二胺基-β-环糊精、6-脱氧-6-二乙撑三胺基-β-环糊精和6-脱氧-6-三乙撑四胺基-β-环糊精等。

本发明的另一个目的是提供一种稳定性好，显影性能优良的光致抗蚀剂。

本发明的光致抗蚀剂主要包括上述的碱可溶树脂，即修饰有β-环糊精或β-环糊精衍生物的碱可溶树脂。

本发明的光致抗蚀剂还包括：颜料分散液、多官能基单体和有机溶剂。

本发明的颜料分散液中的颜料不限为特定颜色，可依照实际形成的彩色滤光片选择适当的种类，可以是有机颜料，如红色颜料、绿色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、紫色颜料、青色颜料和黑色颜料等，其结构中含有芳香基团。颜料分散在颜料分散剂中即可制备成颜料分散液。

本发明的光致抗蚀剂包括多官能基单体，此处的多官能基单体具有两个以上可聚合的乙烯化不饱和键可进行交联反应形成网状结构。多官能基单体包括但不限于：乙二醇二甲基丙烯酸酯，二乙二醇二丙烯酸酯、异戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化异戊四醇四丙烯酸酯等。上述的多官能基单体可以单独使用或者两个以上并用。

本发明的光致抗蚀剂还包括光引发剂，较佳的包括但不限于苯乙酮、安息香、二苯甲酮、蒽醌等。上述的光引发剂可以单独使用或者两个以上并用。

本发明的光致抗蚀剂还包括有机溶剂，有机溶剂只要能够溶解或分散上述组合物的成分，不和上述的成分反应，并有一定的挥发性即可。较佳的有丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二乙酸酯、3-乙氧基-3-亚胺丙酸乙酯、2-甲基己烷、3-甲基己烷、环戊酮、环己酮等。这些溶剂可单独使用或两种以上混合使用。

除此之外，本发明的光致抗蚀剂根据需要可添加其它成分，如：表面活性剂、流平剂或其它助剂。