[发明专利]光刻胶用含氟聚合物、包含其的顶部抗反射膜组合物及其在光刻胶中的应用

说明书

本发明涉及光刻胶用含氟聚合物、包含其的顶部抗反射膜组合物及其在光刻胶中的应用。该光刻胶用含氟聚合物的结构式如下：CF2(CF3)CF2‑[O‑CF(CF3)CF2]n‑O‑CF(CF3)COO‑R，其中，n在1‑8的范围内，R为H、NH4或其他类似结构中的一种或者几种；以整个聚合物重量计，其中n≦1的聚合物组分的含量a为0‑12％，n为2的聚合物组分的含量b为55‑80％，n为3的聚合物组分的含量c为15‑30％，n为4的聚合物组分的含量d为0‑15％，n≥5的聚合物组分的含量e为0‑8％，且b+c≥80％，a、d和e同时为0或任一个为0或同时不为0。本发明通过控制含氟聚合物中不同分子量的聚合物组分的含量分布，得到满足本发明特定组成要求的含氟聚合物，该含氟聚合物易降解，低毒性，环境友好，能够用于制备具有较低折射率的顶部抗反。

技术领域

本发明涉及光刻胶用顶部抗反射膜的技术领域，尤其涉及一种用于制备顶部抗反射膜的含氟聚合物，包含其的用于制备顶部抗反射膜的组合物，以及由所述含氟聚合物或组合物制备的光刻胶用顶部抗反射膜。

背景技术

光刻技术是一种将光掩模上的半导体电路图案转移至硅片上的方法，通过激光或电子束辐照光掩模版，使晶圆上的光敏物质因感光而发生材料性质的改变，从而完成图案转移的过程，现有的光刻技术是半导体、平板显示等器件制造中最关键的工艺单元。但是现有的光刻过程中存在光散射的技术问题，这会导致光刻胶成像的尺寸精度低，不能正确加工图形。目前的主流解决方法是在光刻胶涂布前后增加底部抗反射膜或顶部抗反射膜。其中，顶部抗反射膜主要目的是降低光在光刻胶中的干涉，防止由于光刻胶厚度变化导致光刻线宽的变化，对于顶部抗反射膜要求具有低的折射率和高透射率。

已知的顶部抗反射膜可以通过在光刻胶的顶部表面上施涂含有含氟化合物的组合物而形成。含氟化合物具有分子体积大，原子折射率小的特点，具有低的折射率，且含氟化合物的折射率与自身含氟量正相关，同时含氟化合物还具有易涂覆性、易成膜性、能够在水溶液体系中显影等优点，能够于光刻胶一起通过显影液除去，非常适合制备形成顶部反射膜的组合物。但目前的含氟化合物种类很多，例如全氟辛酸、全氟辛烷磺酸、含氟聚合物等。

中国专利申请CN1666154A公开了一种一种抗反射涂层组合物，其主要由碱溶性含氟聚合物-[CF₂CF(OR_fCOOH)]-(Rf表示直链或支链全氟烷基，其可以包含醚氧原子)、酸、胺和溶剂组成。中国专利申请CN101568991A公开了一种形成防反射膜的组合物，其包含特定的萘化合物、聚合物(-[CF₂CF(OR_fCOOH)]-)和溶剂。日本专利申请JP09006008A公开了水溶性图形形成材料，其使用含氟聚合物(F-[CF(CF₃)CF₂-O]_p-CF(CF₃)COOH作为表面活性剂，其中p为1-10的整数，但是该表面活性剂无法满足作为抗反射膜的条件。日本专利申请JP10069091A公开了一种用于顶部抗反射膜的组合物，其包含全氟烷基醚羧酸(F-[CF(CF₃)CF₂-O]_m-CF(CF₃)COOH，其中m为1-10的整数，优选2-4的整数)、N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物和至少一种氨基酸衍生物的水溶液。中国台湾专利申请TW200928594A公开了一种顶部抗反射膜用组合物，其包含通式Rf-O-[CF(CF₃)CF₂-O]_m-CF(CF₃)COOH的含氟化合物(其中Rf为部分或全氟取代的烷基，m为0-10的整数)、胺类化合物和水溶性聚合物。

上述现有技术中的用于顶部抗反射膜的含氟聚合物虽然可用于形成光刻用顶部抗反射膜，但是在加工性、成膜性、折射率或原料成本方面还有一定不足。

发明内容