[发明专利]联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂、正性光刻胶组合物和负性光刻胶组合物

说明书

本发明公开了一种联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂，具有如下分子结构：其中，式(I)中取代基R_a1～R_a20、式(II)中取代基R_b1～R_b15各自独立地表示氢原子、羟基、甲氧基或酸敏感性取代基，式(I)中的取代基R_a1～R_a20相同或不同，式(II)中的取代基R_b1～R_b15相同或不同，同一苯环上的多个取代基不能同时为氢原子。本发明中的联苯取代金刚烷衍生物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联苯取代金刚烷衍生物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

本发明涉及材料技术领域。更具体地，涉及一种联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂、正性光刻胶组合物和负性光刻胶组合物。

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半导体、导体或绝缘体表面，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。

随着半导体工业的迅速发展，光刻技术要求达到的分辨率也越来越高，相应的对光刻胶材料所能达到的分辨率也提出了更高的要求。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由于分子体积太大、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。

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高分子树脂本身具有的成膜特性和易于加工的性能，同时还具有确定的分子结构，分子尺寸比高分子树脂小，且易于合成和修饰。

金刚烷结构被广泛用于传统光刻胶主体材料的结构修饰中，通常在高分子树脂的侧链引入金刚烷基团，可以改进其极性和溶解性，增强光刻胶的抗刻蚀性。但是，由于高分子树脂本身分子体积大、分子量多分散以及分子链的缠绕等结构局限导致的光刻图案分辨率和边缘粗糙度不能满足精细刻线的要求。

因此，需要提供一种具有分子尺寸合理，分子量单一的联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂，以及具有良好成膜性和光刻加工性能的正性光刻胶组合物和负性光刻胶组合物，以满足高分辨光刻的要求。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂。

本发明的另一个目的在于提供包含联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂的正性光刻胶组合物。

本发明的第三个目的在于提供包含联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂的负性光刻胶组合物。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种联苯取代金刚烷衍生物单分子树脂，具有如下分子结构：