專利名稱：正性光刻膠的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電子束抗蝕劑尤其涉及正性光刻膠的制作方法。
背景技術：
由于大規模集成電路的飛速發展，光刻工藝歷經了從G線(436nm)光刻，I線(365nm)光刻到深紫外光刻的發展歷程，由于X-射線、電子束、離子束等光源引入使光刻技術集成度提高、集成電路的線寬不斷縮小，對光刻膠的極限分辨率的要求也愈來愈高，曝光波長也要求不斷縮短。目前市場上的情況是1.聚乙烯醇肉桂酸酯、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯聚酯膠、環化橡膠型負膠和重氮萘醌磺酸酯為感光劑主體的紫外正型光刻膠，其缺點是分辨率低，其中紫外正膠只能滿足2μm工藝要求。2.電子束光刻中最常用的抗蝕劑是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其優點是分辨率高，附著力強，工藝簡單成熟，但其缺點是靈敏度低和耐干法腐蝕性差，其低的輻照感度、較差的耐干性，使其進一步應用受到很大的限制。發明內容本發明的目的是提供一種正性光刻膠的制作方法，用該方法生產的正性光刻膠分辨率高、靈敏度和耐干法腐蝕性強。
本發明的實施方案是依次包括如下步驟a)在丙烯酸酯單體的a-位引入2，2，3，3-四氟乙基，合成a-含氟丙烯酸酯單體b)利用a-含氟丙烯酸酯自聚或與丙烯酸酯類化合物共聚成含氟量不同的光刻材料；c)利用步驟b)材料生產亞微米級a-含氟丙烯酸酯正性光刻材料，分辨率≤0.4μm。
上述方案是在丙烯酸酯的分子結構中引入X-RAY吸收系數較高的原子或基團、在丙烯酸的X一位引入強吸電子基團和在聚丙烯酸酯系列的分子的主鏈的季碳原子上引入有位阻的大基團，改進高聚物對輻照的吸收性能和提高輻照感度，利用與丙烯酸酯類化合物的共聚進一步提高抗蝕劑的感度和TG，分辨率≤0.4μm。
下面結合具體方案和優選方案對本發明作進一步詳細描述具體方案在丙烯酸酯單體的a-位引入2，2，3，3-四氟乙基，合成a-含氟丙烯酸酯單體，在高壓釜中加入乙醇，控制溫度在25℃左右，通過CF2＝CF2，保持壓力在20～30個大氣壓，攪拌反應后取出反應液，加入飽和食鹽水和碳酸氫鈉水溶液洗滌后，精餾獲得產物 再將上述產物加入反應釜中，控制溫度后加入重鉻酸鉀/硫酸，攪拌反應后倒入氫氧化鈉水溶液中攪拌，分出上層后干燥，再精餾得產物 取出此產物溶解在三氯甲烷中，常溫下加入氰化鈉和50％硫酸，反應后用飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌數次，干燥后減壓蒸餾收集得產物 再加入濃硫酸，控溫攪拌反應后加入氫氧化鈉溶液反應后分層，取出上層干燥，干燥后減壓蒸餾得產物 再在反應釜中加入產物 和甲醇、98％硫酸，控溫反應后分層、洗滌和干燥后減壓蒸餾收集餾份得產物
上述實施方案的的工藝步驟示意如下 利用a-含氟丙烯酸酯自聚或與丙烯酸酯類化合物共聚成含氟量不同的光刻材料；將產物 和產物 按比例要求在引發劑AC作用下進行聚合反應，即TFEAN和MTFEA與MMA、Styrene等共聚生成含氟丙烯酸酯類光刻膠。
利用上述所得產物可生產亞微米級a-含氟丙烯酸酯正性光刻材料，此正性光刻材料的分辨率≤0.4μm。
優選方案本發明的優選實施步驟如下1)在100L的高壓釜中加入30kg的乙醇，控制溫度在25℃左右，通過四氟乙烯(CF2＝CF2)，保持壓力在20～30大氣壓，攪拌反應3～5小時，停止反應，取出反應液后，加入飽和食鹽水和碳酸氫鈉水溶液洗滌后，精餾收集70～73℃餾份，獲得產物
2)取上述的產物50kg左右，加入100L反應釜中，保持溫度在-10～5℃，加入重鉻酸鉀/硫酸2公斤，攪拌反應2小時，倒入2N氫氧化鈉水溶液中攪拌半小時，分出上層后干燥，再精餾收集沸點80～82℃餾份得產物 3)在100L反應釜中，取出上述步驟2)中的產物40kg溶解在三氯甲烷中，常溫下加入氰化鈉12公斤，50％硫酸20公斤，反應3～5小時后用飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌數次，干燥后減壓蒸餾收集110～113℃餾份得產物 4)在50L反應釜中加入濃硫酸1公斤，升溫至100～150℃，攪拌反應2～4小時，加入2N氫氧化鈉溶液反應1小時后分層，取出上層干燥，干燥后減壓蒸餾得產物 5)在50L反應釜中加入10kg上述步驟3)的產物、20kg甲醇、98％硫酸5公斤，加溫50～80℃，反應1小時，分層、洗滌和干燥后減壓蒸餾收集75～78℃餾份得產物 本優選方案的工藝步驟和上述的具體實施方案中一樣。
按比例要求在引發劑AC作用下進行聚合反應，即TFEAN和MTFEA與MMA、Styrene等共聚生成含氟丙烯酸酯類光刻膠，其比例如下產物 比例TFEAN/MTFEA1∶11∶21∶3
TFEAN/MMA 1∶11∶21∶3TFEAN/Styrene 1∶11∶21∶3MTFEA/MMA 1∶11∶21∶3MTFEA/Styrene 1∶11∶21∶3利用上述所得產物可生產亞微米級a-含氟丙烯酸酯正性光刻材料，此正性光刻材料的分辨率≤0.4μm。
權利要求
1.一種正性光刻膠的制作方法，其特征是依次包括如下步驟a)在丙烯酸酯單體的a-位引入2，2，3，3-四氟乙基，合成a-含氟丙烯酸酯單體 b)利用a-含氟丙烯酸酯自聚或與丙烯酸酯類化合物共聚成含氟量不同的光刻材料；c)利用步驟b)材料生產亞微米級a-含氟丙烯酸酯正性光刻材料，分辨率≤0.4μm。
2.根據權利要求1所述的正性光刻膠的制作方法，其特征是步驟a)還包括在高壓釜中加入乙醇，控制溫度在25℃左右，通過加入CF2＝CF2，保持壓力在20～30個大氣壓，攪拌反應后取出反應液，加入飽和食鹽水和碳酸氫鈉水溶液洗滌后，精餾獲得產物
3.根據權利要求1所述的正性光刻膠的制作方法，其特征是步驟a)還包括將 加入反應釜中，控制溫度后加入重鉻酸鉀/硫酸，攪拌反應后倒入氫氧化鈉水溶液中攪拌，分出上層后干燥，再精餾得產物
4.根據權利要求1所述的正性光刻膠的制作方法，其特征是步驟a)還包括在反應釜中，取出產物 溶解在三氯甲烷中，常溫下加入氰化鈉和50％硫酸，反應后用飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌數次，干燥后減壓蒸餾收集得產物
5.根據權利要求1所述的正性光刻膠的制作方法，其特征是步驟a)還包括在反應釜中加入濃硫酸，控溫攪拌反應后加入氫氧化鈉溶液反應后分層，取出上層干燥，干燥后減壓蒸餾得產物
6.根據權利要求1所述的正性光刻膠的制作方法，其特征是步驟a)還包括在反應釜中加入產物 和甲醇、98％硫酸，控溫反應后分層、洗滌和干燥后減壓蒸餾收集餾份得產物
7.根據權利要求1所述的正性光刻膠的制作方法，其特征是步驟b)是按要求的比例將產物 和產物 在引發劑AC作用下進行聚合反應。
全文摘要
本發明公開了一種正性光刻膠的制作方法，依次包括如下步驟a)在丙烯酸酯單體的a－位引入2，2，3，3－四氟乙基，合成a－含氟丙烯酸酯單體；b)利用a－含氟丙烯酸酯自聚或與丙烯酸酯類化合物共聚成含氟量不同的光刻材料；c)利用步驟b)材料生產亞微米級a－含氟丙烯酸酯正性光刻材料，分辨率≤0.4μm。本發明是在丙烯酸酯的分子結構中引入X－RAY吸收系數較高的原子或基團、在丙烯酸的X一位引入強吸電子基團和在聚丙烯酸酯系列的分子的主鏈的季碳原子上引入有位阻的大基團，改進高聚物對輻照的吸收性能和提高輻照感度，利用與丙烯酸酯類化合物的共聚進一步提高抗蝕劑的感度和TG，分辨率≤0.4μm。
文檔編號G03F7/039GK1673864SQ20041001438
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月22日 優先權日2004年3月22日
發明者林廣德 申請人:林廣德