[发明专利]深紫外正型光刻胶成膜树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种深紫外正型光刻胶成膜树脂及其制备方法。本发明以羟基苯乙烯与N‑取代马来酰亚胺类化合物共聚制得的共聚物，其分子链中含有大量的苯环和五元杂环结构，使聚合物具有优异的耐高温性能；同时侧链中存在大量的酚羟基，其可溶于碱性水溶性显影剂，为其作为光刻胶成膜树脂提供了可行性。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其涉及一种深紫外正型光刻胶成膜树脂及其制备方法。

背景技术

光刻胶，又称光致抗蚀剂，是一种用紫外光、电子束、粒子束、X射线等进行照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀薄膜材料。它具有固化速度快、溶剂释放低等特点，主要用于集成电路和半导体分离器件的细微图形加工，近年来已逐渐应用于光电子行业平板显示器的制作。光刻胶是完成微电子制造光刻工艺的关键性基础材料，其决定着微电子技术的发展水平。光刻胶通常由成膜树脂、感光剂、溶剂和一些添加剂组成，主体成膜树脂是光刻胶的最主要成分之一，作为光刻胶的骨架，其性能的好坏对光刻胶性能有决定性的影响。

目前线性酚醛树脂类聚合物被广泛用作g-line、i-line、甚至Deep-UV正型光刻胶的成膜树脂，但是线性酚醛树脂的玻璃化转变温度较低(在70～120℃之间)，存在耐热性不足。由于微电子加工中的一些高温条件和环境，如多层抗蚀剂系统、离子注入技术等，要求抗蚀剂图形在200℃甚至更高温度下不变形。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种深紫外耐高温正型光刻胶成膜树脂及其制备方法，以羟基苯乙烯与N-取代马来酰亚胺类化合物共聚制得的共聚物，其分子链中含有大量的苯环和五元杂环结构，使聚合物具有优异的耐高温性能；同时侧链中存在大量的酚羟基，其可溶于碱性水溶性显影剂，为其作为光刻胶成膜树脂提供了可行性。

本发明的第一个目的是提供一种深紫外耐高温正型光刻胶成膜树脂，所述的深紫外耐高温正型光刻胶成膜树脂中包括如下结构通式的共聚物：

其中，R选自m为50～100之间的整数，n为80～150之间的整数。

本发明的第二个目的是提供所述的深紫外耐高温正型光刻胶成膜树脂的制备方法，包括如下步骤：

将羟基苯乙烯和N-取代马来酰亚胺类化合物溶于有机溶剂中，通入保护气氛除氧，在引发剂作用下，65～90℃恒温反应10～30h，冷却至20～30℃，搅拌条件下加水，抽滤，洗涤、干燥得到所述的深紫外耐高温正型光刻胶成膜树脂。

进一步地，所述的深紫外耐高温正型光刻胶成膜树脂制备过程中，原料按照如下重量份投料：羟基苯乙烯20-40份，N-取代马来酰亚胺类化合物25-50份，有机溶剂30-50份，引发剂0.1-0.5份。

进一步地，所述的有机溶剂为丙酮、2-丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、二甲亚砜、乙酸乙酯、乙酸丁酯、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

进一步地，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的至少一种。

进一步地，所述的N-取代马来酰亚胺类化合物通过如下方法制备得到：马来酸酐与芳香胺或脂肪胺在有机溶剂中，经脱水剂和催化剂作用下，制得N-取代马来酰亚胺类化合物，其结构通式为：

其中，R选自

进一步地，所述的催化剂包括醋酸镍、正丁醇锆、辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、钛酸四丁酯或醋酸锌中的至少一种。

进一步地，所述的脱水剂包括甲酸酐、乙酸酐、苯酐、分子筛中的一种或多种。