[发明专利]一种KrF光刻胶及其制备方法

说明书

本申请涉及光刻胶的领域，具体公开了一种KrF光刻胶及其制备方法。KrF光刻胶，由包括以下重量份的原料制备而成：聚对羟基苯乙烯系树脂100份、光致酸产生剂1‑5份、酚醛树脂2‑20份以及溶剂400‑600份。KrF光刻胶的制备方法，包括以下步骤：按配方取各原料、混合均匀以及过滤灌装。本申请通过酚醛树脂的网络状分子结构，而使酚醛树脂和聚对羟基苯乙烯系树脂相互交联在一起，形成一个稳定的整体；同时，通过酚醛树脂与基材之间良好的润湿性，而使酚醛树脂与基材形成稳定的连接；通过酚醛树脂的桥梁作用，能够提高聚对羟基苯乙烯系树脂和基材之间的结合性，从而大大改善了光刻图形倒塌的问题，提高了光刻图形的质量。

技术领域

本申请涉及光刻胶的领域，更具体地说，它涉及一种KrF光刻胶及其制备方法。

背景技术

光刻胶（Photoresist）是一种在紫外光、电子束、离子束或X射线的照射下溶解度会发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料，是光刻工艺的关键材料，对于晶体管和集成电路的生产具有重要的意义。

光刻胶根据光刻精度和光源波长的不同，可分为g线光刻胶、i线光刻胶、KrF光刻胶、ArF光刻胶以及EUV光刻胶。其中，g线光刻胶的光源波长为436nm、i线光刻胶的光源波长为365nm，两者均为近紫外光刻胶；KrF光刻胶的光源波长为248nm、ArF光刻胶的光源波长为193nm，两者均为深紫外光刻胶；EUV光刻胶被称为极紫外光刻胶，其光源波长为13.5nm。在这些光刻胶中，KrF光刻胶是目前常用的光刻胶，主要用于8寸晶圆的制作；KrF光刻胶不仅具有较高的光刻精度，也具有一定的工艺宽容度。

然而，申请人通过研究发现：KrF光刻胶在制作大深宽比的图形时，由于显影液表面张力的作用，光刻图形容易倒塌，严重影响了光刻图形的质量。

发明内容

为了减少光刻图形倒塌的问题，本申请提供一种KrF光刻胶及其制备方法。

第一方面，提供了一种KrF光刻胶，采用如下的技术方案：

KrF光刻胶，由包括以下重量份的原料制备而成：聚对羟基苯乙烯系树脂100份、光致酸产生剂1-5份、酚醛树脂2-20份以及溶剂400-600份。

通过采用上述技术方案，酚醛树脂的网络状分子结构和聚对羟基苯乙烯系树脂的分子链相互缠绕交联，能够稳定的结合在一起；同时，酚醛树脂对于光刻的基材具有良好的润湿性，能够和基材形成稳定的连接。通过酚醛树脂的桥梁作用，提高了聚对羟基苯乙烯系树脂和基材的结合牢固度，从而大大改善了光刻图形倒塌的问题，提高了光刻图形的质量。

在一个具体的可实施方案中，所述聚对羟基苯乙烯系树脂为羟基苯乙烯-苯乙烯-丙烯酸叔丁酯三元共聚物。

通过采用上述技术方案，羟基苯乙烯和苯乙烯可以起到调节树脂的溶解性的作用，而丙烯酸叔丁酯则可以在曝光后脱保护，使曝光后的光刻胶树脂溶于显影液；通过三者的相互聚合和协同，赋予了聚对羟基苯乙烯系树脂良好的光刻性能。

在一个具体的可实施方案中，所述羟基苯乙烯-苯乙烯-丙烯酸叔丁酯三元共聚物由羟基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸叔丁酯按质量比为10：(3-4)：(3-4)共聚而成；

所述羟基苯乙烯-苯乙烯-丙烯酸叔丁酯共聚物的平均分子量为7000-15000，分子量分布指数小于2。

通过采用上述技术方案，优化了羟基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸叔丁酯的配比以及三元共聚物的分子量，从而进一步提高了羟基苯乙烯-苯乙烯-丙烯酸叔丁酯三元共聚物的光刻性能。

在一个具体的可实施方案中，所述酚醛树脂的平均分子量为4000-6000，由对甲酚、间甲酚和甲醛共聚而成。

通过采用上述技术方案，优化了酚醛树脂，有利于进一步提高聚对羟基苯乙烯系树脂和基材的结合度。

在一个具体的可实施方案中，所述光致酸产生剂为三苯基硫鎓盐。