[发明专利]一种能够用于90～60nm半导体制程的ArF光刻胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种能够用于90～60nm半导体制程的ArF光刻胶及其制备方法与应用，所述感光性聚合物中含有至少一个能够通过酸水解产生酸性基团的结构单元(a1)和至少一个具有环状基团的结构单元(a2)。所述结构单元(a1)的摩尔占比优选为20～99％。所述感光性聚合物中还含有能形成刚性主链的结构单元(a3)；优选地，所述结构单元(a3)的摩尔占比为1～80％。以该感光性聚合物制备的ArF光刻胶可用于光刻膜的制备中，制得的光刻膜能够同时具备高灵敏度、高对比度及高耐刻蚀能力等多种优良性质。

技术领域

本发明涉及高分子领域，具体涉及一种感光性聚合物、能够用于90～60nm 半导体制程的ArF光刻胶及其制备方法与应用。

背景技术

集成电路(integrated circuit，IC)是信息化时代最关键的技术之一，从日常 生活到工业生产，所有涉及到电子运算的器件均离不开芯片，也正是因为有了 功能不断变得强大的芯片，个人计算机才变得能够集成越来越强大的功能，移 动电话才能走入3G和4G的时代。在集成电路的制造中，光刻(photopilthography) 是举足轻重的关键技术。芯片的功能能够得到不断的提高，离不开光刻材料与 工艺的发展。

光刻(photolithography)是利用光化学反应将掩膜(mask)上的预设图形 转印至衬底(substrate)上的过程。在光刻工艺中，光刻胶(photo-resist)是最 关键的材料。入射光通过掩膜版，使掩膜版上的图形被投射到涂布在衬底上的 光刻胶上，激发光化学反应，并经烘烤和显影从而形成光刻胶图形，随后光刻 胶图形作为阻挡层，用于选择性地阻挡后续的刻蚀或是离子注入等。

光刻胶根据曝光前后溶解度的变化可分为正性光刻胶与负性光刻胶。曝光 后形成不可溶物质的是负性光刻胶(简称负胶)，反之，对某些溶剂是不可溶的， 经曝光后变成可溶物质的即为正性光刻胶(简称正胶)。紫外光刻胶是目前为止， 应用最为广泛、工艺最为成熟、配套技术最完整的光刻胶。紫外负胶已国产化， 而紫外正胶目前还大多处于研发阶段。我国自主研发且已投入商业化生产的正 胶材料目前主要包括酚醛树脂(novolacresin)、聚对羟基苯乙烯 (poly(p-hydroxystyrene)，PHOST)等，主要用于G-线(436nm)与I-线(365nm) 的光刻工艺。但目前国际主流工艺为使用波长为193nm光源的光刻工艺，而上述正胶材料在用于193nm工艺时存在光敏性较低，得到图形分辨率低，抗刻蚀 能力较差，得到图形对比度差等缺点。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种可用于193nm光刻工艺中 的感光性聚合物。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种利用上述感光性聚合物制 得的能够用于90～60nm半导体制程的ArF光刻胶。

本发明所要解决的第三个技术问题是：提供一种上述ArF光刻胶的制备方 法。

本发明所要解决的第四个技术问题是：提供一种上述ArF光刻胶的应用方 法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种感光性聚 合物，所述感光性聚合物中含有至少一个能够通过酸水解产生酸性基团的结构 单元(a1)和至少一个具有环状基团的结构单元(a2)，所述结构单元(a1)的摩尔 占比为20～99％。

优选地，所述结构单元(a1)的摩尔占比为30～75％；更优选地，所述结构单 元(a1)的摩尔占比为40～65％；最优选地，所述结构单元(a1)的摩尔占比为 45～60％。

进一步地，所述结构单元(a1)中含有酯基、醚基和/或环氧基；优选地，所述 结构单元(a1)含有下式中的一个或多个：