[发明专利]一种图形化材料制备方法

说明书

一种图形化材料制备方法，包括以下制备步骤：S1、涂布，在衬底上涂布一次不溶于水的聚合物，再通过软烘形成单层的涂布层；或，在衬底上涂布至少两次不溶于水的聚合物，每次涂布后均进行软烘，以此形成叠层的涂布层；所述聚合物含有保护基团；S2、打印，将含酸溶液打印到所述涂布层上的反应区，所述反应区对应图形化材料中不需要保留的区域；S3、加热，加热所述反应区中的含酸溶液和聚合物，直至所述反应区中的聚合物失去保护基团后易溶于水；S4、显影，将所述反应区中失去保护基团的聚合物浸润到显影溶液中，所述涂布层形成图形化材料。相比于现有技术，本发明提供的方法能够降低图形化材料的制备成本并提高制备稳定性，且普适性高。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种图形化材料制备方法。

背景技术

在半导体领域，图形化材料是实现图形转移到衬底上的关键功能材料，通常通过光刻法采用光刻胶制成。在现有技术中，相比于常规光刻法，由于具备提高光刻胶量子效率的优势，化学放大光刻法受到越来越多的关注。

在化学放大光刻法中，光刻胶的主要成分是聚合物、光致酸产生剂以及相应的添加剂和溶剂。该聚合物由于具有保护基团的树脂而不溶于水。反应区内的光刻胶经曝光后，其内的光致酸产生剂会产生酸性物质，热处理时作为化学催化剂将聚合物上的保护基团移走，从而使反应区的光刻胶由不溶于显影溶液转变为易溶于显影溶液，实现图形的转移。然而现有技术存在一定的弊端。首先，化学放大光刻法必需采用光刻设备进行曝光工步，设备要求高、成本高。其次，在化学放大光刻法中，光刻效果涉及多种因素，包括光刻胶的成分与配比、曝光参数对酸性物质产生的影响、热处理对酸性物质催化效果的影响等。在多种因素的叠加作用下，实际中难以实现稳定可靠的光刻效果。

有鉴于此，如何设计一种图形化材料制备方法，能够降低图形化材料的制备成本并提高制备稳定性是本发明研究的课题。

发明内容

本发明提供一种图形化材料制备方法，其目的是能够降低图形化材料的制备成本并提高制备稳定性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种图形化材料制备方法，其创新在于：包括以下制备步骤：S1、涂布，在衬底上涂布一次不溶于水的聚合物，再通过软烘形成单层的涂布层；或，在衬底上涂布至少两次不溶于水的聚合物，衬底每次经涂布后均进行软烘，以此形成叠层的涂布层；所述聚合物含有保护基团；S2、打印，将含酸溶液打印到所述涂布层上的反应区，所述反应区对应图形化材料中不需要保留的区域；S3、加热，加热所述反应区中的含酸溶液和聚合物，直至所述反应区中的聚合物失去保护基团后易溶于水；S4、显影，将所述反应区中失去保护基团的聚合物浸润到显影溶液中，所述涂布层形成图形化材料。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．在本方案中，“图形化材料”的作用是在后续一道或多道工序中具有掩膜功能。

2．在本方案中，优选地，在步骤S1中，每次涂布的聚合物为含有保护基团的聚羟基苯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯和聚降冰片烯类中的任一种。

3．在本方案中，所述保护基团为4-叔丁基氧基羰基、丙烯酸叔丁酯和乙缩醛中的任一种。

4．在本方案中，作为优选，所述涂布层的厚度为3um-60um。

5．在本方案中，作为优选，所述含酸溶液包含有机酸、无机酸和酸性溶液中的任一种或几种。作为进一步优选，所述含酸溶液包含如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、六氟磷酸、降冰片烯羧酸酯、三环癸烯羧酸酯和四环癸烯羧酸酯中的任一种或几种。作为进一步优选，所述含酸溶液的pH值范围为0-5。

6．在本方案中，作为优选，所述步骤S4中所述显影溶液的显影剂包括季铵类溶液和醇胺类溶液中的一种或几种。

7．在本方案中，作为优选，所述步骤S4中所述显影溶液是碱性显影液，该碱性显影液包含氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的任一种或几种。