[发明专利]含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂和ArF光刻胶及其制备方法和光刻方法

权利要求书

1.一种含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂，其特征在于，所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂由质量分数为20-60％的单元单体Ⅰ和质量分数为40-80％单元单体Ⅱ共聚得到，所述单元单体Ⅰ具有式(1)所示的结构，所述单元单体Ⅱ具有式(2)所示的结构：

其中，R₁和R¹各自独立地为氢原子或甲基，R₂为酸敏基团且其结构选自下列结构式系列(3)中的任意一种：

其中，X为甲基或乙基，表示与主体结构中氧的连接键。

2.根据权利要求1所述的含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂，其特征在于，所述单元单体Ⅱ选自以下物质中的至少一种：叔丁醇(甲基)丙烯酸酯、环戊醇(甲基)丙烯酸酯、环己醇(甲基)丙烯酸酯、异冰片(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-2-金刚烷醇(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-2-金刚烷醇(甲基)丙烯酸酯、叔丁氧羰基(甲基)丙烯酸酯、四氢呋喃-2-羟基-(甲基)丙烯酸酯、2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-(甲基)丙烯酸酯、四氢吡喃-2-羟基-(甲基)丙烯酸酯、2-羰基-四氢吡喃-3-羟基-(甲基)丙烯酸酯。

3.根据权利要求1或2所述的含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂，其特征在于，所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂为二元共聚物、三元共聚物或者四元共聚物；所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂的重均分子量为15000-50000，分子量分布为1.5-3.0。

4.一种ArF光刻胶，其特征在于，所述ArF光刻胶含有权利要求1-3中任意一项所述的含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂以及光致产酸剂。

5.根据权利要求4所述的ArF光刻胶，其特征在于，所述光致产酸剂为离子型光致产酸剂和/或非离子型光致产酸剂，所述离子型光致产酸剂为碘鎓盐和/或硫鎓盐，所述非离子型光致产酸剂选自有机卤素化合物、重氮砜和亚胺磺酸酯中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的ArF光刻胶，其特征在于，所述ArF光刻胶中还含有添加剂和/或溶剂。

7.根据权利要求6所述的ArF光刻胶，其特征在于，以所述ArF光刻胶的总重量为基准，所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂的含量为10-35wt％，所述光致产酸剂的含量为0.5-5wt％，所述添加剂和溶剂的总含量为60-85wt％。

8.根据权利要求6所述的ArF光刻胶，其特征在于，所述添加剂选自流平剂、增塑剂、溶解速度增强剂和光敏剂中的至少一种，所述溶剂选自环己酮、双丙酮醇、乙酸乙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚醋酸酯和二丙二醇单甲醚中的至少一种。

9.权利要求4-8中任意一项所述的ArF光刻胶的制备方法，其特征在于，该方法包括将所述含立方烷的丙烯酸酯系成膜树脂、光致产酸剂以及任选的添加剂和溶剂混合均匀，接着依次用孔径为20-50nm的第一过滤器和孔径为2-20nm的第二过滤器过滤，所述第一过滤器的孔径大于所述第二过滤器的孔径。

10.一种光刻方法，其特征在于，该方法包括：

涂抗反射层：用匀胶机在晶圆衬底上涂覆抗反射层材料以形成抗反射层；

匀胶：将权利要求4-8中任意一项所述的ArF光刻胶涂覆在上述抗反射层表面以形成光刻胶层；

烘烤：在所述匀胶机的热板腔体中于120-150℃烘烤80-150秒；

冷却：在所述匀胶机的冷板腔体中冷却至室温；

曝光：用光刻机曝光以将掩膜板上的图形复制到所述光刻胶层上；

烘烤：在所述匀胶机的热板腔体中于90-120℃烘烤90-130秒；

显影：用显影机将曝光后的光刻胶完全显影和冲洗。

11.根据权利要求10所述的光刻方法，其特征在于，涂覆所述光刻胶的方式为旋涂。

12.根据权利要求10所述的光刻方法，其特征在于，所述光刻胶层的厚度为0.1μm-1.0μm；所述曝光的波长为193nm。