一种含氟的光酸抑制剂的光刻胶制造技术

本发明专利技术公开了一种含氟的光酸抑制剂的光刻胶，所述树脂组合物中包括树脂A，树脂B以及光酸发生剂C，其中，所述树脂B包括含氟的光酸抑制剂D的结构单元，且所述树脂B的重均分子量小于所述树脂A的重均分子量。此外，本发明专利技术还公开了一种光刻胶组合物，所述光刻胶组合物包括上述的树脂组合物。本发明专利技术中通过使用含氟的酸抑制剂用于控制光刻胶中光酸发生剂的分布及总量，所述的含氟的酸抑制剂可以通过其末端基团和光刻胶中树脂单体共聚的方式联接，这样就可以获得分布均匀的含氟的酸抑制剂的光刻胶树脂，在曝光显影后就可以获得优良的曝光图案。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟的光酸抑制剂的光刻胶
本专利技术属于半导体制备
，具体涉及一种含氟的酸抑制剂的光刻胶及其制备方法与应用。
技术介绍
目前的半导体技术中，集成电路的图形的转换都是通过光刻技术实现的。目前所使用的光刻技术的光源波长已经从436nm(g线)、365nm(i线)、248nm(KrF线)、193nm(ArF线)发展到了极紫外光源13nm(EUV)。在不断降低光刻波长的同时，为了进一步提高光刻胶的灵敏度，化学增幅型光刻胶是目前主要使用的光刻胶类型。对于光刻胶而言，分辨率、灵敏度和线宽粗糙度是其中最为重要的三个指标，他们决定了芯片制造过程中，集成电路的图形的大小以及制造工艺。为了减小图形的尺寸以及优化制造工艺，就必须提高这三个最为重要的指标。对于化学增幅型光刻胶，其通过生成光酸来提高光刻胶的灵敏度，但是光酸产生之后会由于扩散而降低分辨率以及增加线宽粗糙度，因此，在通过控制光酸扩散造成的影响是十分重要的。目前来控制光酸扩散的方式有加入碱性化合物，通过酸碱中和的方法来降低光酸的扩散范围及浓度，而此类化合物一般称为光酸抑制剂。而目前研究表明，在化学放大型光刻胶曝光之后，控制光酸扩散是提高分辨率和减少线宽粗糙度的重要手段。提高控制光酸扩散能力的途径之一是利用酸碱中和的原理，使用碱性化合物来减低光酸扩散范围，这类碱性化合物被称为光酸抑制剂。例如公开号为CN106154747，公开日为2016年11月23日，名称为“光碱产生剂以及包含其的光致抗蚀剂组合物”的中国专利文献公开了一种光碱产生剂。在该专利文献所公开的技术方案中，使用了光酸抑制剂(光碱产生剂)，但是其同基体树脂结构不同，很难均匀的分散到光刻胶膜中，由于光碱产生剂起到的提高分辨率和降低线宽粗糙度的效果大大折扣。因此，在不降低光刻胶的性能的同时，提高光酸抑制剂同基体树脂的相容性以及分散均一性是目前主要的课题。
技术实现思路
本专利技术所提供的一种树脂组合物，其特征在于所述树脂组合物中含有树脂A，树脂B，光酸发生剂C，其中所述树脂B除了含有树脂A中的所有结构单元外，还含有含氟的光酸抑制剂D的结构单元，且树脂A的重均分子量大于树脂B的重均分子量。本专利技术中使用含氟的酸抑制剂D用于控制光刻胶中光酸发生剂的分布及总量，所述的含氟的酸抑制剂D可以通过其末端基团和光刻胶中树脂单体共聚的方式联接，这样就可以获得分布均匀的含氟的酸抑制剂D的光刻胶树脂，在曝光显影后就可以获得优良的曝光图案。加入含氟的酸抑制剂D，可以有效控制曝光后光刻胶中光酸的含量及其分布；将含氟的酸抑制剂共聚到树脂B中，并和光刻胶基体树脂A均匀分散到光刻胶浆料中，使得含氟的酸抑制剂D可以均匀的控制曝光后光酸的分布；而酸抑制剂中含有氟原子，可以调节光酸的产生速度；通过上述这几点方法，解决了曝光后图案分分辨率低，线宽粗糙度高和光刻膜脆裂，剥落的问题，得了缺陷少，分辨率高，线宽粗糙度低的曝光后图案的效果。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种树脂组合物，所述树脂组合物中包括树脂A，树脂B以及光酸发生剂C，其中，所述树脂B包括含氟的光酸抑制剂D的结构单元，且所述树脂B的重均分子量小于所述树脂A的重均分子量。优选地，所述树脂A选自聚酰胺酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂以及聚丙烯酸树脂中的一种；所述树脂B选自聚酰胺酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂以及聚丙烯酸树脂中的一种。优选地，所述树脂A由式1和/或式2的单体共聚而得；所述树脂B由式1和/或式2的单体以及含氟的光酸抑制剂D共聚而得，且所述含氟的光酸抑制剂D为含烯烃基化合物；其中，式1为式2为上式中，R1～R6选自：氢、卤素、羟基、羧基、酯基、碳原子数1～12的烷基、碳原子数5～12的脂环式烷基、碳原子数6～30的芳香基或杂芳香基中的一种或多种；R7选自碳原子数1～12的烷基，碳原子数5～12的脂环式烷基，碳原子数6～30的芳香基或杂芳香基中的一种或多种。优选地，所述树脂A由式3和/或式4的单体共聚而得；所述树脂B由式3和/或式4的单体以及含氟的光酸抑制剂D共聚而得，且所述含氟的光酸抑制剂D为含氨基或者酸酐基的化合物；其中，式3为H2N-R8-NH2式4为上式中，R8选自碳原子数1～12的亚烷基，碳原子数5～12的亚脂环式烷基，碳原子数6～30的亚芳香基或亚杂芳香基中的一种或多种；R9选自碳原子数5～12的四价脂环式烷基，碳原子数6～30的四价芳香基或四价杂芳香基中的一种或多种。优选地，所述树脂B的末端基为含氟的光酸抑制剂D的结构单元。优选地，所述树脂B中所述含氟的光酸抑制剂的结构单元的物质的量为0.1％-20％。优选地，所述树脂组合物中树脂A和树脂B的添加的质量比例为1：1至100：1之间。优选地，所述树脂组合物中树脂A的重均分子量为5000-500000之间，且树脂B的重均分子量为1000-5000之间。优选地，所述光刻胶组合物包括如权利要求1-8中任一项所述的树脂组合物。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明，实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供一种树脂组合物，其特征在于所述树脂组合物中含有树脂A，树脂B，光酸发生剂C，其中所述树脂B除了含有树脂A中的所有结构单元外，还含有含氟的光酸抑制剂D的结构单元，且树脂A的重均分子量大于树脂B的重均分子量。树脂B同树脂A有相似的分子链结构，因此两者混合时具有良好的相容性，且树脂B可以均匀的分散在树脂A中，而树脂B中含有抑制光酸扩散的光酸抑制剂，通过这种方法，光酸抑制剂就可以均匀的分散。含氟的光酸抑制剂D通过化学结合成为树脂B的一部分，这样就可以随树脂B一起均匀的分散在浆料中，用于抑制光酸的扩散。此外，所述树脂组合物中还有光酸发生剂C，所述的光酸发生剂包括锍盐、碘鎓盐、磺酰基二氮杂甲烷、N-磺酰基氧二羧酰亚胺、芳基磺酰肟和烷基磺酰肟、重氮萘醌衍生物中的一种或者多种。所述树脂A和树脂B同时选自聚酰胺酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂或聚丙烯酸树脂中的一种。由于树脂A和树脂B需要有较好的相溶性，因此，树脂A和树脂B为同一类型的聚合物。所述的四种树脂都可应用于各曝光波长的光刻胶中，对于436nm(g线)、365nm(i线)而言优先使用的树脂组合物为聚酰亚胺树脂及聚酰胺酸树脂、而对于248nm(KrF线)而言优先使用聚苯乙烯树脂、而对于193nm(ArF线)而言优先使用聚丙烯酸树脂，对于极紫外光源13nm(EUV)而言，上述四种树脂都可以使用。所述树脂A可以有一种或多种单体共聚而得，且所述含氟的光酸抑制剂D为含烯烃基化合物；其中树脂A中的单体可选自式1或式2中的一种或多种，式1式2...

【技术保护点】
1.一种树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物中包括树脂A，树脂B以及光酸发生剂C，其中，/n所述树脂B包括含氟的光酸抑制剂D的结构单元，且所述树脂B的重均分子量小于所述树脂A的重均分子量。/n

【技术特征摘要】
1.一种树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物中包括树脂A，树脂B以及光酸发生剂C，其中，
所述树脂B包括含氟的光酸抑制剂D的结构单元，且所述树脂B的重均分子量小于所述树脂A的重均分子量。


2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述树脂A选自聚酰胺酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂以及聚丙烯酸树脂中的一种；
所述树脂B选自聚酰胺酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂以及聚丙烯酸树脂中的一种。


3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物，其特征在于，所述树脂A由式1和/或式2的单体共聚而得；
所述树脂B由式1和/或式2的单体以及含氟的光酸抑制剂D共聚而得，且所述含氟的光酸抑制剂D为含烯烃基化合物；其中，
式1为
式2为
上式中，R1～R6选自：氢、卤素、羟基、羧基、酯基、碳原子数1～12的烷基、碳原子数5～12的脂环式烷基、碳原子数6～30的芳香基或杂芳香基中的一种或多种；
R7选自碳原子数1～12的烷基，碳原子数5～12的脂环式烷基，碳原子数6～30的芳香基或杂芳香基中的一种或多种。


4.根据权利要求1或2所述的一种树脂组合物，其特征在于，所述树脂A由式3和/或式4的单体共聚而得；
所述树脂B由...

【专利技术属性】
技术研发人员：许翔，
申请(专利权)人：上海邃铸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31