[发明专利]含硅多苯基单分子树脂及其光刻胶组合物

说明书

本发明公开了一类含硅的多苯基单分子树脂，具有如下分子结构：其中，式(I)中R₀、R_a1～R_a12相同或不同，式(II)中R₀、R_b1～R_b18相同或不同，均各自独立地表示氢原子、羟基、烷氧基或酸敏感性取代基，条件是每个苯环上至少有一个取代基不为氢原子，R₀表示氢原子、羟基、烷氧基或酸敏感性取代基，式(I)中的Rx和Ry相同或不同，各自独立表示烷基、环烷基、苯基或取代苯基，式(II)中Rz表示烷基、环烷基、苯基或取代苯基。本发明中含硅多苯基单分子树脂在各种极性溶剂中都具有很好的溶解性，适于制成薄膜，同时，具有很高的玻璃化转变温度，能够很好的满足光刻工艺的要求。本发明还公开了包括上述含硅多苯基单分子树脂的光刻胶组合物，并制得不同厚度的用于光刻的光刻胶涂层。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一类含硅多苯基单分子树脂及其光刻胶组合物、光刻胶涂层及其应用。

背景技术

光刻胶又称为光致抗蚀剂，是一类通过光束、电子束、离子束或X射线等能量辐射后，溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，广泛用于集成电路和半导体分立器件的微细加工。通过将光刻胶涂覆在基底表面，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上，因此光刻胶是器件微细加工技术中的关键性材料。半导体产业的迅速发展对光刻技术提出了越来越高的要求，从最早的g线(436nm)光刻，i线(365nm)光刻，深紫外248nm光刻，到目前的193nm光刻，以及下一代即将量产的极紫外(EUV，13.5nm)光刻，光刻技术的分辨率从微米级发展到纳米级，光刻技术要求达到的分辨率越来越高，边缘粗糙度要求也越来越小，对光刻胶材料所能达到的综合性能提出了更高的要求。开发新型具有高分辨率、高灵明度、低边缘粗糙度的光刻胶，使其综合性能满足光刻工艺的要求，尤其是满足下一代光刻技术的要求，成为目前光刻技术的发展重要内容。

传统的光刻胶主体材料采用分子量5000～15000道尔顿的聚合物树脂，这类聚合物树脂通常采用传统的聚合方法来制备，即使采用可控聚合的方法来降低分子量分散程度，也无法获得单分散的聚合物树脂。这类聚合物树脂通常由于分子体积大、分子量多分散以及分子链的缠绕等原因影响光刻图案的分辨率和边缘粗糙度，无法满足更为精细的刻线要求。因此，通过化学合成控制的方法，来降低光刻胶主体材料树脂的分子量到一定大小，使其达到单一分子状态，形成单分子树脂，是实现高分辨光刻的一种重要方法。单分子树脂既保留有树脂本身具有的成膜特性和易于加工的性能，同时易于合成和修饰，具有确定的分子结构，能够形成单分散的材料，基于单分子树脂的光刻胶材料有望满足高分辨光刻的要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供了式(I)和式(II)所示的一系列含硅多苯基单分子树脂。

本发明通过如下技术方案实现：

一类式(I)或式(II)所示的含硅多苯基单分子树脂：

其中：

式(I)中R₀、R_a1～R_a12相同或不同，各自独立地选自氢原子、羟基、C_1-15烷氧基或-OR_b，所述R_b为具有酸敏感性的基团；式(II)中，R₀、R_b1～R_b18相同或不同，各自独立地选自氢原子、羟基、C_1-15烷氧基或-OR_b，所述R_b为具有酸敏感性的基团；