CN102236253B - 用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶成像方法、多相高硅光刻胶及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶膜成像方法、多相高硅光刻胶及应用，为能使含有聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷高硅光刻胶膜膜曝光成像的方法，达到双相、正相或负相成像方式。在双相成像时，光敏酸使辐射区发生交联，催化剂使没有辐射的区域发生交联，介于辐射和没有辐射之间的区域因催化剂失活而不发生交联。在正相成像时，催化剂使没有受到辐射的区域发生交联，在辐射区光敏酸使催化剂失活而不发生交联。在负相成像时，受到辐射的区域在酸的催化下发生交联，不受辐射的区域则不发生交联。

Description

用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶成像方法、多相高硅光刻胶及应用

 技术领域  

本发明涉及微光刻技术，尤其涉及利用多相高硅光刻胶膜在半导体基层上制造构型技术。

背景技术  

用于微光刻工艺的光刻胶是受到紫外光照射时发生化学反应的薄膜，化学反应导致这种薄膜在显影液中的溶解速度发生变化。如图1所示，在紫外光照射下，透过光掩模上的图形1后光的强度曲线15根据光掩模上的图像而不同，如果光刻胶膜透过光掩模上的图像受到曝光，那么曝光部位与不曝光部位的溶解速度就会不同，冲洗后光掩模上的图形便转移到光刻胶膜上。

若受到紫外光照射后溶解速度增加，这种光刻胶在微光刻领域中被称为正相光刻胶。如图1所示，正相光刻胶被曝光的部位显影冲洗时被洗掉，没有曝光的部位则保留在基层上，得到正相光刻胶形成的图形12。正相光刻胶广泛用于集成电路（IC）制造业的微光刻领域。目前，最常用的正相光刻胶是基于被称作“去保护”的机理。去保护机理需要一种侧链含酚基或羧基的高分子树脂。这些酚基或羧基在初始膜层中受到保护（或屏蔽），因此初始膜不溶于碱性显影液。接受紫外光照射后，不稳定的保护基团发生水解，酚基或羧基不再被保护，自由的酚基或羧基使得膜层溶解于显影液。保护基团的水解反应是在由光敏酸所产生的酸的催化下发生的。

若受到紫外光照射后膜的溶解速度降低，这种光刻胶在微光刻领域中被称为负相光刻胶。如图1所示，负相光刻胶被曝光的部位显影后仍保留在基层上，而不曝光的部位被显影液溶解去掉，得到负相光刻胶形成的图形13。负相光刻胶广泛用于微机械电子系统（MEMS）的制造流程和集成电路封装流程。负相光刻胶很少用于集成电路制造的高分辨率的光刻工艺中。负相光刻胶不被广泛应用是因为缺少有实用价值的化学平台。公开报道的负相光刻胶是基于直观的交联机理，紫外照射使得膜树脂分子直接交联，或在光敏酸催化下交联。未交联的膜可用有机溶剂除掉，所遇到的问题是，交联后的膜在有机溶剂中会膨胀，因此得不到高分辨率的图形。

现有的光刻胶只能有一种成像方式，非正相即负相。光刻胶对辐射同时呈现正相和负相响应的概念被认为是违背常理和不可理解的。本专利首次实现了正负一体的光刻胶，如图1所示，双相光刻胶能够使图形分裂，得到的正负双相图形14分辨率大大提高。本专利将阐明用于正相、负相、和正负双相光刻胶的崭新机理、化学体系、和光刻工艺。

发明内容   

本发明所要解决的技术问题是提供了一种用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶膜成像方法、多相高硅光刻胶的制备及应用。成像方式有双相、正相和负相成像。本发明技术能够使成像图形分裂，成像分辨率得到提高。在双相成像时，光敏酸使辐射区发生交联，催化剂使没有辐射的区域发生交联，介于辐射和没有辐射之间的区域因催化剂失活而不发生交联。在正相成像时，催化剂使没有受到辐射的区域发生交联，在辐射区光敏酸使催化剂失活而不发生交联。在负相成像时，受到辐射的区域在酸的催化下发生交联，不受辐射的区域则不发生交联。本专利还公开了多相高硅光刻胶的详细组分和制备方法。本专利还详细描述了使用多相高硅光刻胶在半导体基层上制作构型的方法和步骤。

用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶膜含有聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂、催化剂和光敏酸，多相高硅光刻胶膜包括正相高硅光刻胶膜、负相高硅光刻胶膜和正负双相高硅光刻胶膜，且

a.催化剂：使树脂分子在25℃至120℃发生缩合反应，使树脂分子内和分子间生成化学键并使树脂分子发生交联，且催化剂遇到由光敏酸产生的酸后即失去催化活力；

在波长为小于450纳米光辐射下产生的酸,使催化剂失活，并使催化树脂分子的缩合反应。

负相高硅光刻胶膜和正负双相高硅光刻胶膜中光敏酸与催化剂的摩尔比大于1，正相高硅光刻胶膜中光敏酸与催化剂的摩尔比2:3-3:2。

在树脂发生缩合反应中，不发生交联的树脂溶解于有机溶剂或者碱性水溶液中，交联后的树脂不溶解于有机溶剂或者碱性水溶液中。

该成像方法包括

a. 正负双相高硅光刻胶膜或正相高硅光刻胶膜不被光辐射，催化剂使得树脂分子发生交联反应；

b. 正负双相高硅光刻胶膜或负相高硅光刻胶膜受到完全光辐射，催化剂完全失效，剩余的光敏酸催化缩合反应发生；

c. 正负双相高硅光刻胶膜受到半辐射时，光敏酸产生的酸使催化剂失活，没有剩余的酸催化交联反应，正负双相高硅光刻胶膜不发生交联；

d. 正相高硅光刻胶膜受到光辐射，光敏酸产生的酸使催化剂失活，但没有剩余的酸催化交联反应，正相高硅光刻胶膜不发生交联；

e. 负相高硅光刻胶膜不被辐射，没有足够的催化剂使交联反应发生。

用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶的成分包括聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂、催化剂、光敏酸、 膜改性剂和溶剂，多相高硅光刻胶是把上述各种成分混合搅拌制成，溶解后，通过精密滤膜（比如0.02微米孔径）过滤。其中树脂占多相高硅光刻胶重量的1% 到30%。

膜改性剂：所述膜改性剂分子中含有能参与树脂分子缩合反应的官能团，膜改性剂用来控制催化剂、光敏酸、或淬活剂在多相高硅光刻胶膜内的扩散。膜改性剂的分子填充在多相高硅光刻胶膜的通孔内，使得其他小分子无法扩散。高分子聚合物、低聚物、非聚合物都可用作膜改性剂。高分子聚合物和低聚物的分子量应该在5000克/摩尔以下，最好是低于2000克/摩尔。碳氢化合物可以用作膜改性剂，但最好是含硅化合物。每个膜改性剂分子上至少要有一个羟基，这个羟基参与膜树脂的缩合交联反应。1,1,1-三（羟基甲基）乙烷和季戊四醇等多元醇都是良好的膜改性剂。二苯基硅烷二醇等硅烷醇则是含硅的理想膜改性剂。膜改性剂不应超出树脂重量的30%，最好不超过10%。膜改性剂在光刻胶配方中的浓度决定光敏酸等的扩散距离。多种膜改性剂可以用在同一光刻胶配方中。

催化剂：所述催化剂包括季铵盐；多相高硅光刻胶中的催化剂必须满足两个条件：（1）能够催化聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷的缩合交联反应；（2）遇到由光敏酸产生的酸即失活，失活后不再有催化作用。符合要求的这类催化剂很多，如季铵盐，卞基三乙基氯化铵（BTEAC）、四甲基氯化铵（TMAC）、和四甲基氢氧化铵（TMAH）等都是很有效的催化剂。像三乙醇胺等胺类也可用作这类催化剂。催化剂在多相高硅光刻胶组分中的含量是树脂重量的0.1%-6%。

光敏酸：所述光敏酸包括锍（sulfonium）或錪（iodinium）等的鎓盐类，所述光敏酸受到紫外光辐射时能产生酸；与传统光刻胶技术不同，在多相高硅光刻胶中光敏酸的功能不仅是催化交联反应而且灭活催化剂。催化剂的灭活反应速度快并且彻底，可通过象酸碱中和之类的反应来完成。光敏酸在特定波长的光源辐射下会产生强酸。在实际应用中，任何用在普通的“去保护”光刻胶组分的光敏酸都可以用来配制多相高硅光刻胶。但是要考虑到光敏酸在聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷膜中的扩散因素。象锍或錪等鎓盐类都是很好的光敏酸，包括鎓的磺酸基盐和甲基化盐。锍阳离子的例子包括三苯基锍和三(4-叔丁基苯基) 锍。磺酸基阴离子的例子包括三氟甲磺酸基和过氟正丁磺酸基。甲基化阴离子的例子包括三（三氟甲基）甲基化阴离子。錪盐包括和磺酸基阴离子形成的盐，具体的錪阳离子的例子包括二苯基錪和二（4-叔丁基苯基）錪。具体的磺酸基阴离子的例子包括三氟甲磺酸基和过氟正丁磺酸基。三（三氟甲基）甲基化三苯基锍是配制多相高硅光刻胶非常有效的一种光敏酸。

溶剂：适合配制多相高硅光刻胶的溶剂包括丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸脂和乙酸乙酯中的一种以上。在多相高硅光刻胶中还可根据实际需要加入其他添加剂，比如表面活性剂。

多相高硅光刻胶还包括淬活剂：在多相高硅光刻胶中，淬活剂起两个作用，一个是中和多余的光敏酸进而控制感光速度，第二个是控制光敏酸的扩散。淬活剂的用量一般为光敏酸重量的0.2-2倍；很多种胺都可用作多相高硅光刻胶的淬活剂，有效的淬活剂包括哌啶-1-甲酸叔丁酯、4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯、三乙醇胺、哌啶-1-乙醇和苄基三乙基氯化铵中的一种以上。

其中多相高硅光刻胶分为光敏酸与催化剂的摩尔比大于1的负相高硅光刻胶和正负双相高硅光刻胶，光敏酸与催化剂的摩尔比2:3-3:2的正相高硅光刻胶。

多相高硅光刻胶通过旋涂在基层表面上形成均匀薄膜，旋涂速度一般为1500到5000转／分钟。旋涂形成的多相高硅光刻胶薄膜需要在电热板上预烘烤，烘烤温度最好是在25℃ -120℃之间，烘烤时间为30秒到120秒。烘烤后的多相高硅光刻胶膜仍然可以溶解于有机溶剂或碱性溶液。

烘烤后的多相高硅光刻胶膜中硅重量含量可以高于40%，一般重量含量在25%到42%之间。作为参考，硅元素在纯二氧化硅中占46.7%。高含硅量使得多相高硅光刻胶膜对含氧、氯、和溴化氢等等离子体有极强的抗蚀刻能力。

多相高硅光刻胶膜的厚度可通过调节旋涂转速和配方的粘度来控制。用于光刻工艺的膜厚度一般为10纳米到1000纳米，最好是40纳米 到100纳米。膜的折射率n在1.4 到1.9之间。膜的吸光系数k在0.01 到0.4之间。

多相高硅光刻胶经预烘烤后即可曝光。适合本专利光刻胶的曝光光源波长为436纳米、365纳米、248纳米、193纳米、和13.5纳米。或者说，曝光光源包括波长短于450纳米以下的所有光源。把带有图形的光掩模置于曝光源和光刻胶之间，光掩模上的图形便投影在高硅光刻胶的表面上。这些投影图形用肉眼或许看不到，但却形成有鲜明对比的亮、暗、和灰色紫外光区域。

多相高硅光刻胶膜曝光后需要在电热板上立刻进行烘烤，烘烤温度应该在60°C到120°C之间，最好是60°C到100°C之间，烘烤时间为30秒到120秒。

在双相成像过程中，暗区里不能产生足够的酸使催化剂失活，因此在催化剂的作用下聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷发生缩合反应。缩合反应可能在25°C下就开始发生，但是在曝光后的烘烤过程中完成。缩合反应形成分子间和分子内“-Si-O-”的键连，因此膜的暗区发生交联而不再溶解于显影液。换言之，正负双相高硅光刻胶膜不曝光不溶解，这是典型的正相反应。

在正负双相高硅光刻胶的组分中，有足够的光敏酸在曝光的亮区不仅能使全部催化剂失活而且有剩余的酸催化膜树脂的交联反应。“失活反应” 指的是能使催化剂失去催化功能的任何反应，比如酸碱中和反应。这类反应速度快而且反应完全。 失活反应有可能生成水或其他易挥发产物。失活反应和交联反应可能会在25°C下进行，但是在曝光后的烘烤过程中完成。由酸催化的交联反应使得膜不溶解于显影液。换言之，双相高硅光刻胶膜充分曝光后不溶解于显影液，是典型的负相反应。

在正负双相高硅光刻胶的组分中，没有足够的酸在曝光的灰区引起交联反应，但足够使催化剂失活。因此，在灰区既没有足够的催化剂也没有足够的酸催化交联反应，所以膜树脂不发生交联。灰区的膜，和初始膜一样，溶解于显影液中。由于这个区的膜的溶解，暗区和亮区的膜被分开，从而使线条发生分裂。成像分辨率由此提高一倍。其实，在任何成像曝光中总是存在灰区，只是这一信息在传统的光刻工艺中被浪费掉了。

在正相高硅光刻胶的组分中，暗区中不能产生足够的酸使催化剂失活，因而树脂膜在催化剂的作用下在烘烤时发生交联。曝光后的烘烤温度范围可以从25℃到120℃。膜的暗区因交联而不溶于显影液，显影过程中被保留下来。

在正相高硅光刻胶的组分中，在曝光的亮区产生足够的酸使催化剂部分或者完全失活。 但是，没有剩余的酸催化树脂的交联反应。因此，在亮区树脂膜不发生交联反应，显影过程中溶解于显影液而被洗掉。

在负相高硅光刻胶的组分中，催化剂含量很低。在曝光的暗区没有足够的催化剂使交联反应发生。因此，暗区的膜溶解于显影液，在显影过程中被洗掉。

在负相高硅光刻胶的组分中，催化剂含量很低，。在曝光的亮区产生的酸不仅使催化剂完全失活，而且有大量剩余酸催化树脂膜的交联反应。催化剂在这一过程中充当光敏酸的淬活剂。膜的亮区因此发生交联，不再溶于显影液，显影过程中被保留下来。

适合于多相高硅光刻胶的显影液可以是有机溶剂或者碱性水溶液，碱性水溶液更好些。可选用的有机溶剂包括但不局限于丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、和环己酮等。可选用的碱性显影液可以是有机或者无机碱的水溶液，包括但不限于四甲基氢氧化铵（TMAH）、氢氧化钾、和氢氧化钠的水溶液。最适合的显影液是浓度在2.5克/升 至25克/升之间的四甲基氢氧化铵水溶液。

本专利表述的多相高硅光刻胶，其组分中的树脂是聚硅氧烷或聚硅倍氧半烷，是由分子式为(A)、(B)、和(C)的混合单体聚合而成。

(A) 

 (B)

 (C) 

其中R 代表氢或C1-C4的烷烃基，R₁ 代表烷烃基、芳香烃基、烯烃基、环烃基或环氧烷基；单体分子溶于有机溶剂丙二醇单甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯，在催化剂的作用下，在80℃至110℃的反应温度下发成聚合反应，反应副产物烷基醇通过蒸馏脱离反应器，得到的聚硅氧烷和聚硅倍半烷的分子结构如下所示，

 

其中R 代表氢或C1-C4的烷烃基，R₁ 代表烷烃基、芳香烃基、烯烃基、环烃基或环氧烷基；

树脂通过旋涂形成的薄膜溶解于许多有机溶剂和碱性水溶液，在没有催化剂的条件下即使经过高达120℃的烘烤后也会溶解。

多相高硅光刻胶的树脂由(A)、(B)、和(C) 所代表的分子单体发生聚合反应而生成，通常需要多个含有不同R和R₁基的单体共聚而成。其共聚反应是由催化剂催化的缩合反应，乙酸是这类催化剂其中的一种。缩合反应中生成低沸点的烷基醇。缩合反应在有机溶剂中进行，适合的有机溶剂包括丙二醇单甲醚（PGME）和丙二醇甲醚醋酸酯（PGMEA）。反应温度应控制在80℃至110℃之间，最好是在90℃到100℃之间。生成的烷基醇在反应过程中通过蒸馏被分离，蒸馏物也可能混有催化剂、水、和有机溶剂。恒定的氮气流被导入反应器以提高蒸馏效率。当蒸馏不再有流出物时，缩合反应完成。反应时间一般需要2到8小时。合成得到的聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷的平均分子量一般不高于50000克／摩尔，最好是不高于10000克／摩尔。合成得到的树脂溶液不需提纯或任何处理即可用来配制多相高硅光刻胶。

利用多相高硅光刻胶在半导体基层上制作构型的方法，包括以下步骤， 

a.在半导体基层表面上旋涂形成中间层，中间层主要由酚醛等树脂组成，其功能是降低来自基层表面的反射光、使基层表面平整化、和在等离子蚀刻时保护基层。半导体基层的表面为平面或者已经有构型的表面，所述基层可以是生产集成电路使用的任何材料，比如多晶硅、介电层、或者金属层；

b.中间层烘烤固化，烘烤后中间层厚度为50纳米-5000纳米;

c.旋涂多相高硅光刻胶，在中间层表面上形成多相高硅光刻胶膜;

d.预烘烤多相高硅光刻胶膜，烘烤温度在25℃-100℃，烘烤后的多相高硅光刻胶膜的厚度为10纳米-1000纳米;

e.透过光掩模使多相高硅光刻胶膜曝光，曝光光源的波长短于450纳米一,般是436纳米、365纳米、248纳米、193纳米、或13.5纳米；;

f.烘烤曝光后的多相高硅光刻胶膜，烘烤温度在60℃-120℃;

j.使用有机溶剂或碱性水溶液对多相高硅光刻胶膜进行显影，显影后多相高硅光刻胶膜上形成图案，显影方法包括浸泡和雾喷;

h.等离子体蚀刻，暴露的中间层部分被蚀刻去掉，被多相高硅光刻胶覆盖的部分不被蚀刻，多相高硅光刻胶膜上的图案蚀刻后被转移到中间层,所用的等离子体含有氧气、氯气、溴化氢和氟化物中的一种以上;

i. 继续蚀刻，暴露的半导体基层被蚀刻去掉，被中间层覆盖的部分不被蚀刻，蚀刻后图案最终被转移到半导体基层。

本发明的多相高硅光刻胶在半导体基层上制作构型时借助中间层，也可以完全不需要中间层。如果不使用中间层，也可用抗反射薄层如ARC29A控制来自基层表面的反射。抗反射薄层的厚度通常在20纳米到200纳米之间，它不能起到保护基层不受等离子体蚀刻的用作。 

具体实施时，可采用：

如图5所示，正负双相高硅光刻胶借助中间层光刻工艺中的膜层。中间层53是通过旋涂在多晶硅基层52表面上形成，多晶硅基层是在蚀刻阻挡层51表面上面形成的，膜层的载体为硅晶圆50。半导体基层可以是生产集成电路使用的任何材料，比如多晶硅、介电层、或者金属层。半导体基层表面可以是平面，也可以是已经有构型的表面。中间层53 需要在200℃的电热板上固化60秒钟，其厚度为50纳米-5000纳米，最优320±10纳米。

正负双相高硅光刻胶膜54是在中间层53表面上通过旋涂形成的，需要在温度25℃-100℃下烘烤，烘烤后的多相高硅光刻胶膜的厚度为10纳米-1000纳米;优选在25℃到90℃之间的电热板上预烘烤90秒，正负双相高硅光刻胶膜的厚度为56±5纳米。

如图6所示，照射下，正负双相高硅光刻胶膜通过光掩模 55 曝光。光掩模上的线条投影在正负双相高硅光刻胶膜的表面，曝光光源的波长为193纳米。曝光后，在80℃的电热板上烘烤90秒。然后将硅晶圆浸入浓度为每升4.7克的四甲基氢氧化铵水溶液中冲洗。正负双相高硅光刻胶膜半曝光的部分被显影液溶解去掉，完全曝光和完全不曝光的部分不被溶解形成线条， 分裂图形形成如图7所示。

如图8所示，经含氧等离子体蚀刻后图像从正负双相高硅光刻胶膜54 转移到中间层 53。暴露在等离子体之下的中间层被蚀刻去掉，在正负双相高硅光刻胶膜覆盖下的部分被保留下来。在图中仍然可以看到残留的正负双相高硅光刻胶膜。

如图9所示，经含氯等离子体蚀刻后图像从中间层转移到多晶硅基层。暴露在离子体之下的多晶硅基层被除蚀刻去掉，在中间层覆盖下的部分被保留下来。在图中仍然可以看到残留的中间层。

用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶在半导体基层上制作构型的方法，包括以下步骤，

a. 在半导体基层表面上旋涂形成抗反射薄层，半导体基层的表面为平面或者已经有构型的表面；所述半导体基层可以是多晶硅层、介电层或金属层；

b 烘烤使抗反射薄层使其交联，抗反射薄层的厚度在20纳米-200纳米;

c.旋涂多相高硅光刻胶，在抗反射薄层表面上形成多相高硅光刻胶膜;

d. 烘烤多相高硅光刻胶膜，烘烤温度在25℃-100℃，烘烤后的多相高硅光刻胶膜的厚度为10纳米-1000纳米;

e. 透过光掩模使多相高硅光刻胶膜曝光，曝光光源的波长短于450纳米，一般是436纳米、365纳米、248纳米、193纳米、或13.5纳米；

   f. 烘烤曝光后的多相高硅光刻胶膜，烘烤温度在60℃-120℃;

g. 使用有机溶剂或碱性水溶液对多相高硅光刻胶膜进行显影，在多相高硅光刻胶膜上形成图案，显影方法包括浸泡和雾喷;

h.等离子体蚀刻，将暴露的抗反射薄层连同半导体基层蚀刻去掉，被多相高硅光刻胶覆盖的部分不被蚀刻，蚀刻后图案被转移到半导体基层,所用的等离子体可以含有氧气、氯气、溴化氢或氟化物; 蚀刻过程中抗反射薄层被等离子体穿透。

具体实施时，可采用：

如图10所示，正负双相高硅光刻胶借助抗反射薄层光刻工艺,抗反射薄层63是在多晶硅基层62表面上经旋涂形成的膜，多晶硅基层是在蚀刻阻挡层61表面上形成的，膜层的载体为硅晶圆60。基层可以是集成电路生产中使用的任何材料，比如多晶硅、介电层、和金属层。基层表面可以是平面，也可以是已经有构型的表面。抗反射薄层需要在200℃ 的电热板上固化60秒钟，抗反射薄层的厚度为32±2纳米。这是控制反射的最佳厚度，抗反射薄层不能起到抗蚀刻的作用。

将双相高硅光刻胶在抗反射层表面上旋涂， 然后在60℃电热板上烘烤90秒成正负双相高硅光刻胶膜64，厚度为56±5纳米。

如图11所示，正负双相高硅光刻胶膜透过光掩模65曝光，光掩模上的线条被投影到正负双相高硅光刻胶膜表面上。曝光光源的波长为193纳米，曝光后，在80℃的电热板上烘烤90秒。然后将硅晶圆浸入浓度为每升4.7克的甲基氢氧化铵水溶液中显影，正负双相高硅光刻胶膜半曝光的部分被显影液溶解去掉，完全曝光和完全不曝光的部分不被溶解形成线条，分裂图形因此形成如图12所示。

如图13所示，经含氧和氯的等离子体蚀刻后正负双相高硅光刻胶膜上的图形被蚀刻到多晶硅基层62。抗反射薄层和多晶硅基层暴露给等离子体的部分被蚀刻除掉，抗反射薄层和多晶硅基层在正负双相高硅光刻胶膜覆盖下的部分则被保留下来。抗反射薄层因其厚度薄而蚀刻速度快被等离子体穿透。图中仍然可以看到残留的正负双相高硅光刻胶膜。

图2是本发明所公开的多相高硅光刻胶膜成像示意图。双相高硅光刻胶膜透过光掩模铬线条1而曝光，图像21是光掩模投影到正负双相高硅光刻胶表面上的影像。这些图像或许用肉眼看不到，但这些图像是由紫外辐射的亮区、暗区、和灰区组成的。因此，光刻胶膜是按光掩模上的图案被曝光的。双相高硅光刻胶膜显影后得双相高硅光刻胶形成的分裂线条22。其中暗区产生的线条是正相胶的特征，而亮区产生的线条是负相胶的特征，所以这种光刻胶同时具有正相和负相的特征。介于亮区和暗区之间的灰色部分则被显影液溶解洗掉。

通过调节双相高硅光刻胶的组分可以使正相和负相的化学反应分离。分离后，高硅光刻胶可以具有正相或者负相，正负双相和负相高硅光刻胶光敏酸与催化剂的摩尔比大于1，正相高硅光刻胶光敏酸与催化剂的摩尔比为2:3-3:2。

图3显示的是分离后正相胶的成像过程，其中膜的光亮部位被显影液溶解洗掉，影像31光掩模投影到正相高硅光刻胶表面上的影像，线条32正相高硅光刻胶形成的线条。图4显示的是负相高硅光刻胶成像示意图，膜的黑暗部位被显影液溶解洗掉，光掩模投影到负相高硅光刻胶表面上的影像41、负相线条42。

正负双相高硅光刻胶的光敏酸与催化剂的摩尔比要大于1。正负双相特征是通过在正负双相高硅光刻胶膜中所发生的催化反应和失活反应之间的平衡而产生的。当正负双相高硅光刻胶膜的黑暗部位没有受到辐射时，在催化剂的作用下发生缩合反应而交联。当正负双相高硅光刻胶膜的明亮部位受到全辐射时，正负双相高硅光刻胶膜也会发生交联，这是光敏酸产生的过量酸催化的结果。当介于明亮与黑暗之间的灰色部位受到适量辐射时，光敏酸使得催化剂失活，也没有过量酸，因此正负双相高硅光刻胶膜不发生交联。交联后的正负双相高硅光刻胶膜不溶于显影液而被保留下来，未交联的正负双相高硅光刻胶膜则溶于显影液而被洗掉。

正相高硅光刻胶的光敏酸与催化剂的摩尔比摩尔比为2:3-3:2。正相高硅光刻胶膜的黑暗部位不受辐射时，催化剂使正相高硅光刻胶膜发生缩合反应而产生交联。正相高硅光刻胶膜的明亮区曝光后，光敏酸使得催化剂失活，从而正相高硅光刻胶膜不发生交联。跟正负双相胶不同，过度曝光正相高硅光刻胶的膜也不会交联，因为组分中光敏酸的含量仅够中和催化剂。交联后的正相高硅光刻胶膜不溶于显影液而被保留下来，不交联的膜则溶于显影液而被洗掉。

负相高硅光刻胶的光敏酸与催化剂的摩尔比大于1。负相高硅光刻胶膜的黑暗部位不受辐射时，因为组分中催化剂的含量不足，所以负相高硅光刻胶膜不产生交联。负相高硅光刻胶膜的明亮部位受到辐射时，因为足量的光敏酸，不但把所有的催化剂中和而且使膜发生交联。明亮区的催化剂完全失去活性，对光敏酸而言催化剂的作用如同淬活剂。交联后的负相高硅光刻胶膜不再溶于显影液而被保留下来，未交联的膜则溶于显影液而被洗掉。

只有当树脂不仅在催化剂的作用下发生交联，在光敏酸的作用下也发生交联时，才会出现正负双相现象。聚硅氧烷（polysiloxane）和聚硅倍氧半烷（polysilsesquioxane）树脂符合这个条件。

因为本发明中的多相光刻胶含硅量极高，所以在微光刻的工艺中可以使用或不使用中间层。中间层的作用是在等离子体蚀刻的时候保护基层。

正负双相高硅光刻胶在微光刻工艺中的应用之一：借助中间层在半导体基层上刻出电路元件构型。在半导体基层多晶硅基层表面上通过旋涂形成中间层，烘烤后的厚度为300纳米左右。双相高硅光刻胶膜是把液体样品通过旋涂在中间层表面上形成，接下来烘干，烘干后的双相高硅光刻胶膜厚度为56 ± 5纳米。双相高硅光刻胶通过光掩模在波长为193纳米的辐射下曝光，然后烘烤，用四甲基氢氧化铵水溶液冲洗。双相光刻胶受到完全曝光和完全不曝光的部位不被溶解，只有介于曝光与不曝光的灰暗部位被溶解冲洗掉。因此图形发生分裂，掩模上的线条在双相光刻胶上一分为二，分裂的图形通过含氧等离子体蚀刻到中间层上，进而通过含氯或溴化氢的等离子体将中间层的图形蚀刻转移到多晶硅基层上。

正负双相高硅光刻胶在微光刻工艺中的应用之二：借助抗反射薄层而非中间层在半导体基层上直接刻出电路元件构型。抗反射层的厚度为32纳米左右，它是通过旋涂和热交联在多晶硅基层表面上形成的。双相高硅光刻胶膜是把液体样品通过旋涂在抗反射层表面上形成，接下来烘干，烘干后的双相高硅光刻胶膜厚度为56 ± 5纳米。双相高硅光刻胶通过光掩模在波长为193纳米的辐射下曝光，然后烘烤，用四甲基氢氧化铵水溶液冲洗。双相光刻胶受到完全曝光和完全不曝光的部位不被溶解，只有介于曝光与不曝光的灰暗部位被溶解冲洗掉。因此图形发生分裂，掩模上的线条在双相光刻胶上一分为二，分裂的图形通过含氧和氯的等离子体穿过抗反射层直接蚀刻到多晶硅基层上。

附图说明  

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1  多相高硅光刻胶膜成像原理示意图。

图2  正负双相高硅光刻胶膜成像示意图。

图3  正相高硅光刻胶膜成像示意图。

图4  负相高硅光刻胶膜成像示意图。

图5  正负双相高硅光刻胶膜借助中间层光刻工艺的膜层示意图。

图6  正负双相高硅光刻胶膜通过光掩模曝光示意图。

图7  正负双相高硅光刻胶膜形成的分裂图形示意图。

图8  等离子体蚀刻后在中间层上形成的图形示意图。

图9  等离子体蚀刻后基层上的图形示意图。

图10  正负双相高硅光刻胶借助抗反射薄层刻工艺的膜层示意图。

图11  正负双相高硅光刻胶膜通过光掩模曝光示意图。

图12  正负双相高硅光刻胶形成的分裂图形示意图。

图13  等离子体蚀刻后基层上的图形示意图。

具体实施方式  

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。应理解为，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例一

合成聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂I

表一：合成聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂I使用的单体

甲基三甲氧基硅烷	65.2克
		四乙氧基硅烷	26.6克
苯基三甲氧基硅烷	5.06克
		2-（3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷	1.57克

将表一中列出的单体与80克丙二醇甲醚醋酸酯在500毫升的圆底三颈烧瓶中混合，将蒸馏冷凝器、温度计、和氮气管接入烧瓶，氮气流速为200毫升／分钟。一边搅拌一边用油浴将烧瓶加热至95℃。然后，慢慢加入50克3当量的醋酸。　缩合反应随即开始，易挥发产物被蒸馏出烧瓶并被收集。蒸馏需要四至八小时完成。蒸馏流出物停止流出时，将烧瓶从油浴中取出。随即加入164克新鲜的丙二醇甲醚醋酸酯降低烧瓶温度。共收集到96克蒸馏物。烧瓶中最后得重量含量为10%的树脂I，被直接用作配制多相高硅光刻胶，不需提纯。

实施例二

合成聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂II

表二：合成聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂II使用的单体：

甲基三甲氧基硅烷	65.2克
		四乙氧基硅烷	26.6克
苯基三甲氧基硅烷	5.06克

将表二中列出的单体与80克丙二醇甲醚醋酸酯在500毫升的圆底三颈烧瓶中混合，将蒸馏冷凝器、温度计、和氮气管接入烧瓶，氮气流速为200毫升／分钟。一边搅拌一边用油浴将烧瓶加热至95℃。然后，慢慢加入50克3当量的醋酸。　缩合反应随即开始，易挥发产物被蒸馏出烧瓶并被收集。蒸馏需要四至八小时完成。蒸馏流出物停止流出时，将烧瓶从油浴中取出。随即加入164克新鲜的丙二醇甲醚醋酸酯降低烧瓶温度。共收集到102克蒸馏物。烧瓶中最后得重量含量为10%的树脂II，被直接用作配制多相高硅光刻胶，不需提纯。

实施例三

正负双相高硅光刻胶配方I

表三：正负双相高硅光刻胶配方I的组分

实施例一中的树脂I	39克
		1,1,1-三（羟甲基）乙烷	0.1克
三（三氟甲基）甲基化三苯基锍	0.06 克
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.02克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

正负双相高硅光刻胶配方I由表三所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三（三氟甲基）甲基化三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为1.42。催化剂占总重量的0.014%。

正负双相高硅光刻胶配方I的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	1500-3000转／分钟，膜厚度在40纳米至60纳米之间。
		预烘烤	在25℃至100 ℃之间烘烤60秒
曝光光源波长	193纳米或13.5纳米
		曝光后烘烤	在60℃至120℃之间烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方I形成的正负双相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量大于36%。

实施例四

正负双相高硅光刻胶配方II

表四：正负双相高硅光刻胶配方II的组分

实施例一中的树脂I	39克
		1,1,1-三（羟甲基）乙烷	0.1克
三（三氟甲基）甲基化三苯基锍	0.08克
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.02克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

正负双相高硅光刻胶配方II由表四所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三（三氟甲基）甲基化三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为1.89。催化剂占总重量的0.014%。

正负双相高硅光刻胶配方II的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	1500-3000转／分钟，膜厚度在40纳米至60纳米之间。
		预烘烤	在25℃至100℃之间烘烤60秒
曝光光源波长	193纳米或13.5纳米
		曝光后烘烤	在60℃ 至120℃之间烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方II形成的正负双相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量大于36%。

例五

正负双相高硅光刻胶配方III

表五：正负双相高硅光刻胶配方III的组分

实施例一中的树脂I	39克
		1,1,1-三（羟甲基）乙烷	0.1克
三（三氟甲基）甲基化三苯基锍	0.08克
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.02克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

正负双相高硅光刻胶配方III由表五所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三（三氟甲基）甲基化三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为2.21。催化剂占总重量的0.014%。

正负双相高硅光刻胶配方III的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	1500-3000转／分钟，膜厚度在40纳米至60纳米之间。
		预烘烤	在25℃至100℃之间烘烤60秒
曝光光源波长	193纳米或13.5纳米
		曝光后烘烤	在60℃ 至120℃之间烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方III形成的正负双相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量大于36%。

实施例六

正负双相高硅光刻胶配方IV

表六：正负双相高硅光刻胶配方IV的组分

实施例二中的树脂II	39克
		1,1,1-三（羟甲基）乙烷	0.1克
三（三氟甲基）甲基化三苯基锍	0.06 克
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.02克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

正负双相高硅光刻胶配方IV由表六所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三（三氟甲基）甲基化三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为1.42。催化剂占总重量的0.014%。

正负双相高硅光刻胶配方IV的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	2000±5转／分钟，膜厚度在40纳米至60纳米之间。
		预烘烤	在60±2℃之间烘烤60秒
曝光光源波长	193纳米纳米
		曝光后烘烤	在80±2℃之间烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方IV形成的正负双相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量38%。

实施例七

正相高硅光刻胶配方I

表七：正相高硅光刻胶配方I的成分

实施例一中的树脂I	39克
		1,1,1-三（羟甲基）乙烷	0.1克
三（三氟甲基）甲基化三苯基锍	0.04克
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.02克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

正相高硅光刻胶配方I由表七所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三（三氟甲基）甲基化三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为1。催化剂占总重量的0.014%。

正相高硅光刻胶配方I的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	1500-3000转／分钟，膜厚度在40纳米至60纳米之间。
		预烘烤	在25℃至100℃之间烘烤60秒
曝光光源波长	193纳米或13.5纳米
		曝光后烘烤	在60℃ 至120℃之间烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方I形成的正相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量36%。

实施例八

正相高硅光刻胶配方II

表八：正相高硅光刻胶配方II的成分

实施例一中的树脂I	39克
		1,1,1-三（羟甲基）乙烷	0.1克
三氟甲磺酸三苯基锍	0.024克
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.02克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

正相高硅光刻胶配方II由表八所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三氟甲磺酸三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为2:3。催化剂占总重量的0.014%。

正相高硅光刻胶配方II的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	1500±5转／分钟，膜厚度在40纳米。
		预烘烤	在25℃烘烤60秒
曝光光源波长	13.5纳米
		曝光后烘烤	在80±2℃烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方II形成的正相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量36%。

实施例九

负相高硅光刻胶配方I

表九：负相高硅光刻胶配方I的组分

例一中的树脂I	38克
		二苯基硅烷二醇	0.2 g
三（三氟甲基）甲基化三苯基锍	0.04 g
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.01克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

负相高硅光刻胶配方I由表九所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三（三氟甲基）甲基化三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为4:3。催化剂占总重量的0.029%。

负相高硅光刻胶配方I的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	1500-3000转／分钟，膜厚度在40纳米至60纳米之间。
		预烘烤	在25℃至100℃之间烘烤60秒
曝光光源波长	193纳米或13.5纳米
		曝光后烘烤	在60℃至120℃之间烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方I形成的负相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量36%。

实施例十

负相高硅光刻胶配方II

表十：负相高硅光刻胶配方II的组分

实施例一中的树脂I	39克
		1,1,1-三（羟甲基）乙烷	0.1克
三（三氟甲基）甲基化三苯基锍	0.04克
		4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯	0.06克
苄基三乙基氯化铵	0.01克
		丙二醇甲醚醋酸酯	100克

负相高硅光刻胶配方II由表十所列的组分混合而成。当所有固体原料溶解后，用0.02微米孔径的滤膜过滤。组分中膜改性剂（1,1,1-三（羟甲基）乙烷）占树脂重量的2.7%。光敏酸（三（三氟甲基）甲基化三苯基锍）与催化剂（苄基三乙基氯化铵）的摩尔比为4:3。催化剂占总重量的0.029%。

负相高硅光刻胶配方II的光刻条件：

硅晶圆旋涂速度	3000±5转／分钟，膜厚度在60纳米之间。
		预烘烤	在60±2℃烘烤60秒
曝光光源波长	193纳米
		曝光后烘烤	在80±2℃烘烤90秒
显影冲洗	显影液为浓度4.8克／升的四甲基氢氧化铵水溶液，显影方式可以是喷雾式、晶圆表面积蓄式、或者浸入式，显影时间10到40秒。

由配方II形成的负相高硅光刻胶膜在曝光烘烤后，硅含量38%。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

一切从本发明的构思出发，不经过创造性劳动所作出的结构变换均落在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶膜成像方法，其特征在于:多相高硅光刻胶膜包括正相高硅光刻胶膜、负相高硅光刻胶膜和正负双相高硅光刻胶膜，正相高硅光刻胶膜、负相高硅光刻胶膜和正负双相高硅光刻胶膜中含有聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂、催化剂和光敏酸，且

a.催化剂：使树脂分子在25℃至120℃发生缩合反应，使树脂分子内和分子间生成化学键并使树脂分子发生交联，且催化剂遇到由光敏酸产生的酸后即失去催化活力；

b.光敏酸：在波长为小于450纳米光辐射下产生的酸,使催化剂失活，并使催化树脂分子的缩合反应。

该成像方法包括

a.正负双相高硅光刻胶膜或正相高硅光刻胶膜不被光辐射，催化剂使得树脂分子发生交联反应；

b.正负双相高硅光刻胶膜或负相高硅光刻胶膜完全受光辐射，催化剂完全失效，剩余的光敏酸催化缩合反应发生；

c.正负双相高硅光刻胶膜受到半辐射时，光敏酸产生的酸使催化剂失活，没有剩余的酸催化交联反应，正负双相高硅光刻胶膜不发生交联；

d.正相高硅光刻胶膜受到光辐射，光敏酸产生的酸使催化剂失活，但没有剩余的酸催化交联反应，正相高硅光刻胶膜不发生交联；

e.负相高硅光刻胶膜不被辐射，没有足够的催化剂使交联反应发生。

2.如权利要求1所述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶膜成像方法，其特征在于：负相高硅光刻胶膜和正负双相高硅光刻胶膜中光敏酸与催化剂的摩尔比大于1，正相高硅光刻胶膜中光敏酸与催化剂的摩尔比2:3-3:2。

3.如权利要求1所述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶膜成像方法，其特征在于：在树脂发生缩合反应中，不发生交联的树脂溶解于有机溶剂或者碱性水溶液中，交联后的树脂不溶解于有机溶剂或者碱性水溶液中。

4.如权利要求1所述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶膜成像方法，其特征在于：多相高硅光刻胶膜含硅量为重量含量25%-42%。

5.用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶，其特征在于该多相高硅光刻胶是采用包括成分聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂、光敏酸、膜改性剂和溶剂制成，制成多相高硅光刻胶中树脂占多相高硅光刻胶重量的1%-30%，其中

a.催化剂:所述催化剂包括季铵盐，含量是聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂重量的0.1%-6%,所述催化剂催化多相高硅光刻胶中树脂分子交联反应，遇到光敏酸产生的酸后即失去催化活性；

b.光敏酸：所述光敏酸包括锍或錪的鎓盐类，所述光敏酸受到紫外光辐射时能产生酸；

c.膜改性剂：所述膜改性剂分子中含有能参与树脂分子缩合反应的官能团，膜改性剂含量小于聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂重量的30%；

d.溶剂：包括丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸脂和乙酸乙酯中的一种以上。

6.如权利要求6述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶，其特征在于：所述膜改性剂为碳氢化合物或含硅化合物，其分子中含有可参与树脂交联反应的官能团。

7.如权利要求7述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶，其特征在于：所述碳氢化合物为1,1,1-三（羟基甲基）乙烷或季戊四醇；所述含硅化合物为二苯基硅烷二醇。

8.如权利要求6述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶，其特征在于制成多相高硅光刻胶成分还包括淬活剂，所述淬活剂包括哌啶-1-甲酸叔丁酯、4-羟基哌啶-1-甲酸叔丁酯、三乙醇胺、哌啶-1-乙醇和苄基三乙基氯化铵中的一种以上。

9.如权利要求6述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶，其特征在于所述聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷树脂由具有以下分子结构的单体分子聚合生成，

其中R代表氢或C1-C4的烷烃基，R₁代表烷烃基、芳香烃基、烯烃基、环烃基或环氧烷基；单体分子溶于有机溶剂，在催化剂的作用下，在80℃至110℃的反应温度下发生聚合反应，通过蒸馏使反应副产物烷基醇脱离反应器，所得聚硅氧烷和聚硅倍氧半烷的分子结构如下所示，

其中R代表氢或C1-C4的烷烃基，R₁代表烷烃基、芳香烃基、烯烃基、环烃基或环氧烷基。

10.利用如权利要求6所述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶在半导体基层上制作构型的方法，其特征在于：该方法借助于中间层，包括以下步骤，

a.在半导体基层表面上旋涂形成中间层：半导体基层的表面为平面或者已经有构型的表面；

b.中间层烘烤固化：烘烤后中间层厚度50纳米-5000纳米;

c.旋涂多相高硅光刻胶：在中间层表面上形成多相高硅光刻胶膜;

d.采用电热板或电热箱烘烤预烘烤多相高硅光刻胶膜：烘烤温度在25℃-100℃，烘烤后的多相高硅光刻胶膜的厚度为10纳米-1000纳米;

e.透过光掩模使多相高硅光刻胶膜曝光：曝光光源的波长短于450纳米;

f.在电热板表面或电热箱中烘烤曝光后的多相高硅光刻胶膜：烘烤温度在60℃-120℃;

g.使用有机溶剂或碱性水溶液对多相光刻胶膜进行显影：碱性水溶液包括四甲基氢氧化铵水溶液，显影方法包括浸泡和雾喷，显影后图案在多相高硅光刻胶膜上形成；

h.等离子体蚀刻：暴露的中间层部分蚀刻去掉，被多相高硅光刻胶膜覆盖的部分不被蚀刻，所使用的等离子体含有氧气、氯气、溴化氢和氟化物中的一种以上，蚀刻后图案被转移到中间层;

i.继续蚀刻：暴露的半导体基层被蚀刻去掉，被中间层覆盖的部分不被蚀刻，蚀刻后图案最终被转移到半导体基层。

11.利用如权利要求6所述的用于微光刻工艺的多相高硅光刻胶在半导体基层上制作构型的方法，其特征在于：该方法借助于抗反射薄层，包括以下步骤，

a.在半导体基层表面上旋涂形成抗反射薄层：半导体基层的表面为平面或者已经有构型的表面；

b烘烤使抗反射薄层交联：抗反射薄层的厚度在20纳米-200纳米;

c.旋涂多相高硅光刻胶：在抗反射薄层表面上形成多相高硅光刻胶膜;

d.采用电热板或电热箱烘烤多相高硅光刻胶膜：烘烤温度在25℃-100℃，烘烤后的多相高硅光刻胶膜的厚度为10纳米-1000纳米;

e.透过光掩模使多相高硅光刻胶膜曝光：曝光光源的波长短于450纳米；

f.在电热板表面或电热箱中烘烤曝光后的多相高硅光刻胶膜，烘烤温度在60℃-120℃;

g.使用有机溶剂或碱性水溶液对多相光刻胶膜进行显影：碱性水溶液包括四甲基氢氧化铵水溶液，显影方法包括浸泡和雾喷，显影后图案在多相高硅光刻胶膜上形成；

h.等离子体蚀刻：将暴露的抗反射薄层部分蚀刻去掉，被多相高硅光刻胶膜覆盖的部分不被蚀刻，等离子体含有氧气、氯气、溴化氢和氟化物中的一种以上，蚀刻后图案被转移到半导体基层,蚀刻过程中抗反射薄层被等离子体穿透。

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