[发明专利]一种低缺陷的193nm光刻胶、光刻胶树脂及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种低缺陷的193nm光刻胶、光刻胶树脂及其制备方法，其中所述的低缺陷的193nm光刻胶树脂包括以下重量百分比的原料：23～65％极性单体、23～65％非极性单体、25～55％多羟基抗刻蚀单体。本发明实施例所述的低缺陷的193nm光刻胶树脂在不损失原有193nm光刻胶树脂性能的基础上，通过在光刻胶树脂中引入含有多羟基抗刻蚀基团，不仅促进光刻胶树脂在显影后的溶解性，而且显著减小了显影后的光刻胶的残留，改善了线条边缘粗糙度，减少光刻胶缺陷率。

技术领域

本发明涉及光刻胶技术领域，尤其涉及一种低缺陷的193nm光刻胶、光刻胶树脂及其制备方法。

背景技术

随着集成电路技术水平的不断进步，晶体管的线宽不断缩小，为了满足光刻工艺要求，除了在光刻设备方面不断更新换代，对光刻胶材料也提出了更大挑战，一方面要满足半导体长日益严苛的光刻工艺标准及多元化的产品需求，另一方面又需要保证产品的良率。光刻胶的缺陷是衡量光刻胶性能的重要指标，对于半导体厂，光刻胶的缺陷率要求控制在极低的水平，缺陷率越高，将直接导致芯片产品良率下降，增加客户制造成本。而193nm光刻胶，其树脂配方一般由酸敏基团、极性基团等功能基团组成。通常为了满足抗蚀刻的标准，在树脂结构中通常含有大的抗刻蚀基团，比如金刚烷、降冰片等结构，但是当聚合物中引入刚性结构基团后，在显影工艺时，容易产生树脂溶解性问题，导致在曝光区产生小块残留，在线条边缘产生不规则锯齿。

发明内容

本发明实施例提供了一种低缺陷的193nm光刻胶、光刻胶树脂及其制备方法，旨在解决现有技术方法的193nm光刻胶树脂在进行显影工艺时，由于树脂溶解性差，导致在曝光区产生小块残留，在线条边缘产生不规则锯齿的问题。

本发明实施例提供了一种低缺陷的193nm光刻胶树脂，包括以下重量百分比的原料：23～65％极性单体、23～65％非极性单体、25～55％多羟基抗刻蚀单体；所述多羟基抗刻蚀单体具有如下结构：

其中，R₁为氢原子或甲基，m为大于或等于2的整数。

优选的，在所述的低缺陷的193nm光刻胶树脂中，所述抗刻蚀基团为金刚烷、降冰片或环状、笼状化合物中任意一种。

更优选的，在所述的低缺陷的193nm光刻胶树脂中，所述多羟基抗刻蚀单体具有如下结构：

其中，R₁为氢原子或甲基，R₂为氧原子或碳原子，R₃为氢原子或分子式为C_nH_2n+1的烷基(n为大于1的整数)，m为等于或大于2的整数。

优选的，在所述的低缺陷的193nm光刻胶树脂中，所述光刻胶树脂的分子量为3000-40000，所述光刻胶树脂的分子量分布低于2.0。

本发明还提供一种低缺陷的193nm光刻胶树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：

将极性单体、非极性单体、多羟基抗刻蚀单体、过氧化二苯甲酰及反应溶剂充分溶解得到混合液体，其中，所述过氧化二苯甲酰与所述多羟基抗刻蚀单体的质量比为(0.3～0.7)：1，所述反应溶剂与所述过氧化二苯甲酰的体积(mL)质量(g)比为(38～20)：1；

通入氮气对所述混合液体进行除氧25-35min后，置于60-80℃温度下进行加热回流10-16h得到反应溶液；

所述反应溶液用冷水淬灭后滴加至沉淀剂中，滴加的速度为6-10滴/min；

滴加完毕后静置1-1.5h并进行抽滤，得到白色粉末状无规则共聚物即为所述光刻胶树脂。